CN204348742U - 无主栅高效率背接触太阳能电池及其组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能电池领域，特别涉及无主栅高效率背接触太阳能电池及其组件。无主栅高效率背接触太阳能电池，该太阳能电池包括太阳能电池片和电连接层，所述太阳能电池片背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，其特征在于：所述电连接层包括若干导电细栅线，一部分所述导电细栅线与所述太阳能电池片背光面的P电极连接；另一部分所述导电细栅线与所述太阳能电池片背光面的N电极连接，所述导电细栅线为多段结构。有益效果是降低了银浆的用量，降低了成本，多段导电细栅线的设置降低了串联电阻以及降低了填充因子的传输距离，提高了效率，还能有效降低导电细栅线对电池片的应力。

Description

无主栅高效率背接触太阳能电池及其组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，特别涉及无主栅高效率背接触太阳能电池及其组件。

背景技术

能源是人类活动的物质基础，随着人类社会的不断发展和进步，对能源的需求与日俱增。传统的化石能源属于不可再生能源已经很难继续满足社会发展的需求，因此全球各国近年来对新能源和可再生源的研究和利用日趋火热。其中太阳能发电技术具有将太阳光直接转化为电力、使用简单、环保无污染、能源利用率高等优势尤其受到普遍的重视。太阳能发电是使用大面积的P-N结二极管在阳光照射的情况下产生光生载流子发电。

太阳能是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外，水能、风能、潮汐能、海流能等也都是由太阳能转换来的。照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的可再生能源，而且太阳能发电绝对安全、无污染是理想的能源。

现有技术中，占主导地位并大规模商业化的晶体硅太阳电池，其发射区和发射区电极均位于电池正面(向光面)，即主栅、辅栅线均位于电池正面。由于太阳能级硅材料电子扩散距离较短，发射区位于电池正面有利于提高载流子的收集效率。但由于电池正面的栅线阻挡了部分阳光(约为8％)，从而使太阳能电池的有效受光面积降低并由此而损失了一部分电流。另外在电池片串联时，需要用镀锡铜带从一块电池的正面焊接到另一块电池的背面，如果使用较厚的镀锡铜带会由于其过于坚硬而导致电池片的碎裂，但若用细宽的镀锡铜带又会遮蔽过多的光线。因此，无论使用何种镀锡焊带都会产生串联电阻带来的能量损耗和光学损耗，同时不利于电池片的薄片化。为了解决上述技术问题，本领域技术人员将正面电极转移到电池背面，开发出背接触太阳能电池，背接触太阳电池是指电池的发射区电极和基区电极均位于电池背面的一种太阳电池。背接触电池有很多优点：①效率高，由于完全消除了正面栅线电极的遮光损失，从而提高了电池效率。②可实现电池的薄片化，串联使用的金属连接器件都在电池背面，不存在从正面到背面的连接可以使用更薄的硅片，从而降低成本。③更美观，电池的正面颜色均匀，满足了消费者的审美要求。

背接触太阳电池包括MWT、EWT和IBC等多种结构。背接触太阳电池大规模商业化生产的关键是在于如何高效而低成本的将背接触太阳电池串联起来并制作成太阳能组件。MWT组件通常的制备方法是使用复合导电背板，在导电背板上施加导电胶，在封装材料上对应的位置冲孔使导电胶贯穿封装材料，将背接触太阳电池准确地放置于封装材料上使导电背板上的导电点与背接触太阳电池上的电极通过导电胶接触，然后在电池片上铺设上层EVA和玻璃，再将整个层叠好的模组翻转进入层压机进行层压。此工艺存在以下几个缺陷：1、所使用的复合导电背板是在背板中复合导电金属箔，通常为铜箔，且需要对铜箔进行激光刻蚀或化学刻蚀。由于激光刻蚀对于简单图形尚可操作，对于复杂图案则刻蚀速度慢，生产效率低，而化学刻蚀则存在需要预先制备形状复杂且耐腐蚀的掩膜、环境污染和腐蚀液对高分子基材的腐蚀问题。所以此方式制造的导电型背板制造工艺复杂，成本极高。2、需要对太阳电池片后层的封装材料进行冲孔以便使导电胶贯穿封装材料，由于封装材料通常是粘弹体，要进行精确冲孔难度极大。3、需要精确的点胶设备将导电胶涂覆在背板的相应位置，对MWT这种背接触点较少的电池还可以操作，对IBC等背接触点面积小、数量大的背接触电池使用点胶设备根本无法实现。

IBC技术将P-N结放置于电池背面，正面无任何遮挡同时又减少了电子收集的距离，因此可大幅度提高电池片效率。IBC电池在正面使用浅扩散、轻掺杂和SiO₂钝化层等技术减少复合损失，在电池背面将扩散区限制在较小的区域，这些扩散区在电池背面成点阵排列，扩散区金属接触被限制在很小的范围内呈现为数量众多的细小接触点。IBC电池减少了电池背面的重扩散区的面积，掺杂区域的饱和暗电流可以大幅减小，开路电压和转换效率得以提高。同时通过数量众多的小接触点收集电流使电流在背表面的传输距离缩短，大幅度降低组件的串联内阻。

IBC背接触电池由于具有常规太阳能电池难以达到的高效率而备受业界关注，已经成为新一代太阳能电池技术的研究热点。但现有技术中IBC太阳能电池模块P-N结位置相邻较近且均在电池片背面，难以对IBC电池模块进行串联并制备成组件。为解决上述问题，现有技术也出现了多种对IBC背接触太阳能电池的改进，Sunpower公司曾发明将相邻的P或N发射极通过银浆丝网印刷细栅线相连最终将电流导流至电池边缘，在电池片边缘印刷较大的焊点再使用连接带进行焊接串联，自从丝网印刷技术发明后，太阳能领域主流产品一直使用该技术形成电流的汇流，如最新申请的专利201410038687.8，201410115631.8。

然而，使用细栅线进行电流收集，在5寸电池片上尚可使用，但在现有技术中普遍流行的6寸或更大的硅片上就会遇到串联电阻上升和填充因子下降等问题，导致所制造的组件功率严重降低。在现有技术中的IBC电池也可以在相邻的P或N发射极之间丝网印刷比较宽的银浆栅线来降低串联电阻，但由于用银量的增加会带来成本的急剧上升，同时宽的栅线也会产生P-N之间的绝缘效果变差，易漏电的问题。

专利US20110041908A1公开了一种背面具有细长交叉指状发射极区域和基极区域的背接触式太阳能电池及其生产方法，具有半导体衬底，半导体衬底的背面表面上设有细长基极区域和细长发射极区域，基极区域为基极半导体类型，发射极区域设有与所述基极半导体类型相反的发射极半导体类型；细长发射极区域设有用于电接触发射极区域的细长发射极电极，细长基极区域设有用于电接触基极区域的细长基极电极；其中细长发射极区域具有比细长发射极电极小的结构宽度，并且其中细长基极区域具有比所述细长基极电极小的结构宽度。但是需要有设置大量的导电件来有效收集电流，因此导致制造成本增加，工艺步骤复杂。

专利EP2709162A1公开了一种太阳能电池，运用于背接触太阳能电池，公开了彼此分开并交替排列的电极接触单元，电极接触单元为contact island(块状接触)，并且限定了块状接触的宽度为10μm～1mm。通过纵向的连接体连接电极接触单元；但是该种结构在电池片上进行了两次连接，第一次是电池片与电极接触单元连接，然后还需要通过连接体连接电极接触单元，两次连接带来了工艺上的复杂性，以及造成过多的电极接触点，可能造成“断连”或者“错连”，不利于背接触太阳能电池的整体性能。

专利WO2011143341A2公开了一种背接触太阳能电池，包括衬底，多个相邻的P掺杂层和N掺杂层位于衬底背面，P掺杂层和N掺杂层与金属接触层层叠，并且P掺杂层和N掺杂层与金属接触层之间设置有钝化层，所述钝化层上具有大量的纳米连接孔，所述纳米连接孔连接P掺杂层和N掺杂层与金属接触层；但该发明利用纳米孔连接金属接触层会使电阻增大，况且制造工艺复杂，对制造设备有较高的要求。该发明不能把多片太阳能电池与电连接层集成为一个模块，而把电池片集成为太阳能电池模块之后不仅便于组装成组件，而且便于调整模块间的串并联，从而有利于调整太阳能电池模块中电池片的串并联方式，减小组件的连接电阻。

综上所述，完全使用细栅线进行电流收集，会遇到串联电阻上升和填充因子下降等问题，导致所制造的组件功率严重降低；丝网印刷比较宽的银浆栅线来降低串联电阻，但由于用银量的增加会带来成本的急剧上升，同时宽的栅线也会产生P-N之间的绝缘效果变差，易漏电的问题。如果完全使用金属导电线收集背接触太阳能电池的导电粒子，由于普通太阳能电池的厚度仅为180微米，为了精确定位，焊接金属导电线时，一般需要施加一个张力再进行焊接，此时薄硅片将会受到导电线纵向的应力，容易弯曲。并且如果把整块太阳能电池的整串使用同一导电线串在一起将会增加串接难度及“错连”的概率，并阻碍了太阳能电池的薄片化发展(太阳能电池片理论上的厚度45微米就可以)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构简单、组装电池片方便、低成本、低串联电阻、耐隐裂、高效率、高稳定性、低应力的无主栅高效率背接触太阳能电池及其组件。

本实用新型提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池的主要技术方案为：

无主栅高效率背接触太阳能电池，该太阳能电池包括太阳能电池片和电连接层，所述太阳能电池片背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，其特征在于：所述电连接层包括若干导电细栅线，一部分所述导电细栅线与所述太阳能电池片背光面的P电极连接；另一部分所述导电细栅线与所述太阳能电池片背光面的N电极连接，所述导电细栅线为多段结构；所述太阳能电池片的厚度与所述导电细栅线的宽度之比为1∶0.001～0.01∶1。

本实用新型的一种无主栅高效率背接触太阳能电池还可以采用如下附属技术方案：

所述若干导电细栅线成叉指状平行排列；所述导电细栅线宽度为10～300μm，宽高比在1∶0.01～1∶1之间。

所述太阳能电池片的所述P电极与所述N电极之间、电池片掺杂层电极与所述导电细栅线之间或者导电细栅线与导电细栅线之间具有可以防止电极之间导通的绝缘介质。

所述P电极为点状P电极或者线型P电极，所述N电极为点状N电极或者线型N电极；通过所述导电细栅线互联的点状/线型电极数量为2-17个/条。

所述点状P电极的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极之间的距离为0.7mm～10mm；所述线型P电极的宽度为0.4mm～1.5mm；所述点状N电极的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极之间的距离为0.7mm～10mm；所述线型N电极的宽度为0.4mm～1.5mm；所述点状P电极和所述点状N电极的总个数为1000～40000个。

点状电极或线型电极为银浆、导电胶、高分子导电材料或焊锡中的任一种。

所述导电细栅线的材料为烧结银浆或者导电线。

通过所述导电细栅线互联的点状/线型电极数量为2、3、5、7、9、11、13、15或17个/条。

所述电连接层上设置有导电线，所述导电线连接与所述P电极连接的若干导电细栅线或P电极，所述导电线连接与所述N电极连接的若干导电细栅线或N电极。

所述导电线与所述若干导电细栅线的中心线垂直连接；所述导电线与所述导电细栅线形成“丰”字型结构或梳齿状结构，“丰”字型结构或梳齿状结构交叉排列。

所述导电线表面镀有防氧化镀层材料或涂覆有导电胶；所述防氧化镀层材料为锡、锡铅合金、锡铋合金或锡铅银合金中的任一种；所述导电线的镀层或导电胶层厚度为5μm～50μm；所述导电胶为低电阻率导电粘接胶，其主要成分为导电粒子和高分子粘接剂；所述导电胶中的导电粒子为金、银、铜、镀金镍、镀银镍、镀银铜中的任一种或几种组合；所述导电粒子的形状为球形、片状、橄榄状、针状中的任一种；导电粒子的粒径为0.01μm～5μm；所述导电胶中的高分子粘接剂为环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂或有机硅树脂中的任一种或两种组合，粘接剂可进行热固化或光固化。

所述电连接层设置有P汇流条电极和N汇流条电极，所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层两侧；所述汇流条电极的表面具有凹凸形状。

所述绝缘介质为热塑性树脂或热固性树脂；所述树脂为聚酰亚胺、聚己内酰胺、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种或两种组合。

本实用新型提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的主要技术方案为：

无主栅高效率背接触太阳能电池组件，包括由上至下连接的前层材料、封装材料、太阳能电池层、封装材料、背层材料，其特征在于：所述太阳能电池层包括若干个太阳能电池，所述太阳能电池为上述技术方案所述的太阳能电池。

本实用新型提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件还可以包括以下技术方案：

所述太阳能电池层的所述太阳能电池通过设置在电连接层两侧的汇流条连接。

所述太阳能电池组件的太阳能电池片个数为1～120个。

无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：串联太阳能电池形成太阳能电池层，所述太阳能电池背光面的电连接层具有与P电极连接的若干导电细栅线和与N电极连接的若干导电细栅线，所述导电细栅线为多段结构；将若干导电线与第一块太阳能电池片的电极或者导电细栅线电连接，将第二块太阳能电池片与第一块太阳能电池片对齐放置，使第二块太阳能电池片上的P电极与第一块电池片上的N电极在一条导电线上，再将导电线与第二块太阳能电池片的电极或者导电细栅线电连接，重复上述操作形成串联结构，形成太阳能电池层；

步骤二：依次按前层材料、封装材料、太阳能电池层、封装材料、背层材料的顺序进行层叠，层压得到太阳能电池组件。

本实用新型提供的无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法还可以包括以下技术方案：

按照步骤一制得太阳能电池串，所述太阳能电池串包括一块以上的太阳能电池片，在所述太阳能电池串的两侧设置汇流条电极，串联汇流条电极形成太阳能电池层。

所述导电细栅线的制备工艺为，使用丝网印刷将含银浆料分段印刷在太阳能电池片上，将印刷有银浆电极的太阳能电池片细栅线烘干，然后整体烧结，得到带有若干导电细栅线的太阳能电池。

所述层压的参数根据封装材料的硫化特性进行设定，所述封装材料为EVA，层压参数为120～180℃下层压9～35分钟。

所述步骤一中太阳能电池片与导电线的电连接方式为通过丝网印刷在电池片的P型掺杂层和N型掺杂层上涂覆导电胶，所述导电胶在加热过程中可以固化形成P电极和N电极，经加热后使所述导电线同所述P电极或所述N电极通过所述导电胶形成欧姆接触，实现导电线与电池片的电连接；

太阳能电池片与导电线的另一种电连接方式为通过在导电线上采用镀层工艺镀低熔点材料，经加热过程后使所述导电线同所述P型掺杂层或所述N型掺杂层通过低熔点材料熔化焊接固定形成P电极和N电极，实现导电线与电池片的电连接，所述低熔点材料为焊锡、锡铅合金、锡铋合金或锡铅银合金中的任一种；

太阳能电池片与导电线的另一种电连接方式为通过激光焊接。

本实用新型的实施包括以下技术效果：

1、本实用新型将背接触太阳能电池片背光面数量众多的点状电极进行适当的集中，降低电池片之间串接的难度，以利于工业化生产；可以不用铝背，降低了成本；特别是，本实用新型的实施降低了银浆的用量，降低了成本，多段导电细栅线的设置降低了串联电阻以及降低了电子的传输距离，提高了效率，还能有效降低导电细栅线对电池片的应力，本实用新型结构由于是多个“丰”字形结构，应力分散，降低了导电线对电池片的应力，电池片不会因为变形，利于电池硅片的薄片化发展。

2、本实用新型可实现电池的薄片化，串联使用的金属连接器件都在电池背面，消除了过去电池从正面到背面的连接，而且可以使用更细的金属连接器进行串联，因而可以使用更薄的硅片，从而降低成本；

3、本实用新型的背接触太阳电池普遍适用于MWT、EWT和IBC等多种结构，实用性更强；

4、本实用新型技术生产的组件集成的光伏系统可以彻底避免因一块电池片发生隐裂并损失一定的电流而导致整个组串的电流将发生明显降低的问题，从而使整个系统对生产制造、运输、安装和使用过程中产生的隐裂和微裂具有极高的容忍度，体现出很好的整体性能。

5、本实用新型中太阳能电池电极与金属连接器多点分散式接触，减少电子收集距离，大幅度降低组件的串联电阻；

6、本实用新型所使用背接触太阳能电池无需主栅，大大降低银浆的使用量，使背接触电池的制造成本明显降低。本实用新型所使用背接触太阳能电池无需银浆主栅，大大降低银浆的使用量，使背接触电池的制造成本明显降低；一是转化效率高，二是组装效率高，消除了正面栅线电极的遮光损失，从而提高了电池效率；本实用新型中太阳能电池电极与电连接层多点分散式接触，减少电子收集距离，大幅度降低组件的串联电阻。还可实现电池的薄片化，串联使用的金属连接器件都在电池背面，不存在从正面到背面的连接可以使用更薄的硅片，从而降低成本；

7、耐隐裂，本实用新型技术生产的组件集成的光伏系统可以彻底避免因一块电池片发生隐裂并损失一定的电流而导致整个组串的电流将发生明显的降低的问题，由于此实用新型所提出的无主栅高效率多段细栅线技术实现了导电体与电池片之间的多点连接，可以提高整个系统对生产制造、运输、安装和使用过程中产生的隐裂和微裂的容忍度。导电细栅线设置可以减少电子以及空穴的迁移距离，增强电池片收集电子的能力。

此技术制备的组件中，背接触电池与导电体之间是多点连接，连接点分布更密集，可以达到几千甚至几万个，在硅片隐裂和微裂部位电流传导的路径更加优化，因此基于微裂造成的损失被大大减小，产品的质量提高。通常在光伏系统中，电池片发生隐裂后电池片上部分区域会与主栅发生脱离，此区域产生的电流将无法被收集。光伏系统都是采用串联的方式形成矩阵，具有明显的水桶效应，当一块电池片发生隐裂并损失一定的电流时整个组串的电流将发生明显的降低，从而导致整个组串的发电效率大幅度降低。使用该技术生产的组件集成的光伏系统可以彻底避免此类问题发生，由于此实用新型所提出的无主栅高效率多段细栅线技术实现了导电体与电池片之间的多点连接，使整个光伏系统对生产制造、运输、安装和使用过程中产生的隐裂和微裂痕具有极高的容忍性。可以用一个简单的例子来说明，传统技术生产的太阳能组件就像是普通的玻璃，一个点被撞碎了整块玻璃就粉碎了，而用无主栅高效率多段细栅线技术生产的组件则像是夹胶安全玻璃，一个点碎裂了外观上看起来不美观了，但是整个玻璃的遮风挡雨的功能还在。此技术突破了传统的电池组串工艺，使电池排布更自由，更紧密，采用上述技术的组件有望更小更轻，对下游项目开发来说，这就意味着安装中更小的占地面积，更低的屋顶承重要求和更低的人力成本。无主栅背排线技术可以解决低成本、高效率的背接触太阳电池的连接问题，通过使用铜线代替银主栅降低成本，实现背接触太阳电池真正的工业化规模生产，在提高效率的同时降低成本，为光伏系统提供效率更高、成本更低、稳定性更高、耐隐裂更出色的光伏组件，大大提升光伏系统与传统能源的竞争力。

附图说明

图1点状无主栅高效率背接触太阳能电池片一背面示意图(实施例一)

图2点状无主栅高效率背接触太阳能电池片二背面示意图(实施例一)

图3.导电线截面示意图(图3a，单层材料导电线截面图，图3b，具有两层材料导电线截面图，图3c，具有三层材料导电线截面图)

图4点状无主栅高效率背接触太阳能电池片串接示意图(实施例一)

图5点状无主栅高效率背接触太阳能电池片三背面示意图(实施例二)

图6点状无主栅高效率背接触太阳能电池片四背面示意图(实施例二)

图7点状无主栅高效率背接触太阳能电池片串接示意图(实施例二)

图8线型无主栅高效率背接触太阳能电池片背面示意图

图9无主栅高效率背接触太阳能电池组件示意图

1、太阳能电池片；2、点状P电极；21、线型P电极；3、点状N电极；31、线型N电极；4、P电极间导电细栅线；5、N电极间导电细栅线；6、绝缘介质；7、导电线；71、为铜、铝或钢等金属材料，72、为与1不同的铝或钢等金属材料；73、为锡、锡铅、锡铋或锡铅银金属合金焊料；8、太阳能电池片一；81、太阳能电池片二；9、太阳能电池片三；91、太阳能电池片四；10、P汇流条电极；11、N汇流条电极；

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本实用新型加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1

参照图1、图2和图4，一种无主栅高效率背接触太阳能电池，该太阳能电池包括太阳能电池片1和电连接层，所述太阳能电池片1背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，其特征在于：所述电连接层包括若干导电细栅线，一部分所述导电细栅线与所述太阳能电池片1背光面的P电极连接；另一部分所述导电细栅线与所述太阳能电池片1背光面的N电极连接，所述导电细栅线为多段结构；所述太阳能电池片的厚度与所述导电细栅线的宽度之比为1∶0.001～0.01∶1。

如图1所示为一种无主栅高效率背接触太阳能电池片一8，其中点状P电极2共有15排，每排16个，总个数为240个，点状N电极3共有16排，每排16个，总个数为256个；所述点状P电极2的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极2之间的距离为0.7mm～10mm；所述点状N电极3的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极3之间的距离为0.7mm～10mm；作为本实施例优选的，所述点状P电极2的直径为0.9mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极2之间的距离为10mm；所述点状N电极3的直径为0.8mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极3之间的距离为10mm，点状P电极2连线与点状N电极3连线之间的中心距离为10mm；所述若干导电细栅线成叉指状平行排列；通过所述导电细栅线互联的点状电极数量可以为2、3、5、7、9、11、13、15或17个，本实施例优选5个，每5个点状P电极2通过导电细栅线连接，所述导电细栅线的材料为烧结银浆或者导电线，本实施例优选烧结银浆，所述导电细栅线宽度为10～300μm，宽高比在1∶0.01～1∶1之间，本实施例优选所述导电细栅线宽度30μm；最左端三个点状N电极3通过一根导电细栅线连接，导电细栅线为烧结的含银浆料，栅线宽度30μm，中间部位每5个点状N电极3也通过同样的导电细栅线连接，最右端三个点状N电极3也通过同样的导电细栅线连接。电池转化效率为23.2％。

如图2所示为一种无主栅高效率背接触太阳能电池片二81，其中点状N电极3共有15排，每排16个，总个数为240个，点状P电极2共有16排，每排16个，总个数为256个；所述点状P电极2的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极2之间的距离为0.7mm～10mm；所述点状N电极3的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极3之间的距离为0.7mm～10mm；作为本实施例优选的，所述点状P电极2的直径为0.9mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极2之间的距离为10mm；所述点状N电极3的直径为0.8mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极3之间的距离为10mm，点状P电极2连线与点状N电极3连线之间的中心距离为10mm；所述若干导电细栅线成叉指状平行排列；通过所述导电细栅线互联的点状电极数量可以为2、3、5、7、9、11、13、15或17个，本实施例优选5个，每5个点状N电极3通过导电细栅线连接，所述导电细栅线的材料为烧结银浆或者导电线，本实施例优选烧结银浆，所述导电细栅线宽度为10～300μm，宽高比在1∶0.01～1∶1之间，本实施例优选所述导电细栅线宽度30μm；最左端三个点状P电极2通过一根导电细栅线连接，栅线为烧结的含银浆料，栅线宽度30μm，中间部位每5个点状P电极2也通过同样的导电细栅线连接，最右端三个点状P电极2也通过同样的导电细栅线连接。电池转化效率为23.4％。本实施例将背接触太阳能电池片1背光面数量众多的点状电极进行适当的集中，以降低电池片之间串接的难度，以利于工业化生产；

如图4所示为点状无主栅高效率背接触太阳能电池片串接背面示意图，所述无主栅高效率背接触太阳能电池上的所述电连接层上还设置有导电线7，所述导电线7连接与所述P电极连接的若干导电细栅线或P电极，所述导电线7连接与所述N电极连接的若干导电细栅线或N电极；相邻的数个点状P电极2或点状N电极3通过所述导电细栅线进行汇流，将收集的电流通过导电线7导出；作为优选，所述导电线7与所述若干导电细栅线的中心线垂直连接，所述导电线7与所述导电细栅线形成“丰”字型结构或梳齿状结构，“丰”字型结构或梳齿状结构交叉排列。本实施例的实施降低了银浆的用量，降低了成本，多段导电细栅线的设置降低了串联电阻以及降低了填充因子的传输距离，提高了效率，还能有效降低导电线7对电池片的应力，本实用新型结构由于是多个“丰”字形结构，应力分散，降低了导电线7对电池片的应力，利于电池硅片的薄片化发展。

作为优选，所述太阳能电池片1背光面的所述P电极与所述N电极之间、电池片掺杂层电极与导电细栅线之间或者导电细栅线与导电细栅线之间、导电细栅线与导电性交叉处具有可以防止电极之间导通的绝缘介质6；所述绝缘介质6为热塑性树脂或热固性树脂；所述树脂为聚酰亚胺、聚己内酰胺、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种或两种组合；此树脂一方面可以起到分离绝缘发射区电极和基区电极的作用，一方面在层压过程中起到粘接背接触太阳能电池片1和封装材料的作用。

本实施例所述导电线7可以为图3中的任一种，图3a，单层导电线截面图，图3b，具有两层材料导电线截面图，图3c，具有三层材料导电线截面图；本实施例使用的导电线为具有三层结构的镀层导电线7，包括最内层的导电线直径为0.8mm，中间层的铜层，厚度为0.2mm，最外层为镀锡层，厚度为0.3mm。镀层导电线的横截面积为圆形，直径1.3mm。

作为优选，所述导电线7表面可以镀有防氧化镀层材料或涂覆有导电胶；所述防氧化镀层材料为锡、锡铅合金、锡铋合金或锡铅银合金中的任一种；导电线7的镀层或导电胶层厚度为5μm～50μm；所述导电胶为低电阻率导电粘接胶，其主要成分为导电粒子和高分子粘接剂；所述导电胶中的导电粒子为金、银、铜、镀金镍、镀银镍、镀银铜中的任一种或几种组合；所述导电粒子的形状为球形、片状、橄榄状、针状中的任一种；导电粒子的粒径为0.01μm～5μm；所述导电胶中的高分子粘接剂为环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂或有机硅树脂中的任一种或两种组合，粘接剂可进行热固化或光固化。

本实施例还提供了一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件，包括由上至下连接的前层材料、封装材料、太阳能电池层、封装材料、背层材料，其特征在于：所述太阳能电池层包括若干个太阳能电池，所述太阳能电池为上述实施例所限定的太阳能电池。

所述无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法可以用以下几种方式实现，第一、依次串联包括若干多段细栅线的太阳能电池片1，最后通过一组P汇流条电极10和N汇流条电极11导出；层压得到太阳电池组件；第二、在单块电池片上形成多段细栅线以及导电线7组成的太阳能电池电连接层，把与N电极连接的导电线7连接到N汇流条电极11，把与P电极连接的导电线7连接到P汇流条电极10，串联汇流条电极后层压得到太阳电池组件；第三、在两块以上电池片上形成多段细栅线以及导电线7形成由多块太阳能电池片组成的太阳能电池串，把与N电极连接的导电线7连接到N汇流条电极11，把与P电极连接的导电线7连接到P汇流条电极10，串联太阳能电池串的汇流条电极后层压得到太阳电池组件；具体如下：

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：串联太阳能电池形成太阳能电池层，所述太阳能电池背光面的电连接层具有与P电极连接的若干导电细栅线和与N电极连接的若干导电细栅线，所述导电细栅线为多段结构；将若干导电线7与太阳能电池片一8中的P电极或者与P电极连接的导电细栅线电连接，将太阳能电池片二81与太阳能电池片一8对齐放置，太阳能电池片二81上的P电极与太阳能电池片一8上的N电极在一条导电线7上，再将导电线7与太阳能电池片二81的N电极或者与N电极连接的导电细栅线电连接，使太阳能电池片二81和太阳能电池片一8实现串联，再放置太阳能电池片一8并将导电线7与太阳能电池片一8电连接，重复上述操作形成串联结构，形成太阳能电池层；

本实施例中所述连接方式为焊接，本实施例采用镀有低熔点材料的导电线7，所述低熔点材料为焊锡、锡铅合金、锡铋合金或锡铅银合金中的任一种；所述镀层工艺为热浸镀、电镀或化学镀中的任一种；本实施例优选电镀焊锡，经加热过程后使所述导电线7同所述P型掺杂层或所述N型掺杂层通过低熔点材料熔化焊接固定形成P电极和N电极，实现导电线7与电池片的电连接，焊接的温度为300～400℃，本实施例优选300℃，焊接过程中可在电池片正面使用加热垫以预防电池两面温差过大造成电池片的破碎或隐裂，加热垫温度控制在40～80℃，本实施例优选70℃；所述的加热方式为红外辐射、电阻丝加热或热风加热中的任一种或几种组合，加热温度为150℃～500℃；本实施例优选300℃。所述导电细栅线的制备工艺为，使用丝网印刷将含银浆料分段印刷在太阳能电池片上，将印刷有银浆电极的太阳能电池片细栅线烘干，然后整体烧结，得到带有若干导电细栅线的太阳能电池。

本实施例的连接方式还可以使用下述方式实现，所述步骤一中太阳能电池片与导电线7的电连接方式为通过丝网印刷在电池片的P型掺杂层和N型掺杂层上涂覆导电胶，所述导电胶在加热过程中可以固化形成P电极和N电极，经加热后使所述导电线7同所述P电极或所述N电极通过所述导电胶形成欧姆接触，实现导电线7与电池片的电连接；

太阳能电池片与导电线7的另一种电连接方式为通过激光焊接。

步骤二：将制造完成的太阳能电池层使用5×0.22mm横截面积的常规通用汇流条进行串联，所述太阳能电池片的个数根据需要选择，本实施例选择32片太阳能电池片；依次按照玻璃、EVA、太阳能电池层、EVA和背层材料的顺序进行层叠和外观检查，将层叠后的模组送入层压机进行层压，层压参数根据EVA的硫化特性进行设定，通常为145℃下层压16分钟。最后将层压完成的模组进行安装金属边框、安装接线盒并进行功率测试和外观检查。得到太阳能电池组件；

上述32片背接触组件的功率参数如下：

开路电压  Uoc(V)22.52

短路电流  Isc(A)9.33

工作电压  Ump(V)17.35

工作电流  Imp(A)9.22

最大功率  Pmax(W)159.97

填充因子  76.13％

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：串联太阳能电池形成太阳能电池层，所述太阳能电池背光面的电连接层具有与P电极连接的若干导电细栅线和与N电极连接的若干导电细栅线，所述导电细栅线为多段结构；将平行排列的若干导电线7拉直绷紧，将若干导电线7与太阳能电池片一8中的P电极或者与P电极连接的导电细栅线电连接，将太阳能电池片二81与太阳能电池片一8对齐放置，太阳能电池片二81上的P电极与太阳能电池片一8上的N电极在一条导电线7上，再将导电线7与太阳能电池片二81的N电极或者与N电极连接的导电细栅线电连接，使太阳能电池片二81和太阳能电池片一8实现串联，再放置太阳能电池片一8并将导电线7与太阳能电池片一8电连接，重复上述操作形成10块太阳能电池片的串联结构，并在太阳能电池串两侧设置N汇流条电极11和P汇流条电极10；串联连接所述P汇流条电极10和所述N汇流条电极11，形成太阳能电池层；

步骤二、将制作出6串太阳能电池，每串10片，共60片背接触的电池片层。依次按照玻璃、EVA、电池片层、EVA和背层材料的顺序进行层叠和外观检查，将层叠后的模组送入层压机进行层压，层压参数根据EVA的硫化特性进行设定，通常为120℃下层压35分钟。最后将层压完成的模组进行安装金属边框、安装接线盒并进行功率测试和外观检查。得到电池组件。

上述60片背接触组件的功率参数如下：

开路电压  Uoc(V)41.81

短路电流  Isc(A)9.31

工作电压  Ump(V)32.97

工作电流  Imp(A)9.12

最大功率  Pmax(W)300.68

填充因子  77.26％

实施例2

参照图5、图6和图7，一种无主栅高效率背接触太阳能电池，该太阳能电池包括一块以上太阳能电池片1、导电线7和导电细栅线构成的电连接层，所述太阳能电池片1的硅基底背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，所述太阳能电池片1背光面的电连接层具有与P电极连接的若干导电细栅线和与N电极连接的若干导电细栅线，所述导电细栅线为多段结构，所述导电细栅线与所述导电线7的交叉处设置有防止所述导电细栅线与所述导电线7电导通的绝缘介质6；所述太阳能电池片的厚度与所述导电细栅线的宽度之比为1∶0.001～0.01∶1，优选50∶1～1∶20。

如图5所示为一种无主栅高效率背接触太阳能电池片三9，其中点状P电极2共有15排，每排15个，总个数为225个，点状N电极3共有15排，每排15个，总个数为225个；所述点状P电极2的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极2之间的距离为0.7mm～10mm；所述点状N电极3的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极3之间的距离为0.7mm～10mm；作为本实施例优选的，所述点状P电极2的直径为1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极2之间的距离为5mm；所述点状N电极3的直径为1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极3之间的距离为5mm，点状P电极2连线与点状N电极3连线之间的中心距离为5mm；所述若干导电细栅线成叉指状平行排列；通过所述导电细栅线互联的点状电极数量可以为2、3、5、7、9、11、13、15或17个，本实施例优选3、5、7个，每5个点状P电极2通过导电细栅线连接，所述导电细栅线的材料为烧结银浆或者导电线，本实施例优选导电细栅线，所述导电细栅线宽度为10～300μm，宽高比在1∶0.01～1∶1之间，本实施例优选所述导电细栅线宽度300μm；最左端7个点状N电极3通过一根导电细栅线连接，栅线为烧结的含银浆料，栅线宽度300μm，中间部位每5个点状N电极3也通过同样的导电细栅线连接，最右端3个点状N电极3也通过同样的导电细栅线连接。所述电池片上还设置有绝缘介质6，电池转化效率为23.2％。

如图6所示为一种无主栅高效率背接触太阳能电池片四91，其中点状P电极2共有15排，每排15个，总个数为225个，点状N电极3共有15排，每排15个，总个数为225个；所述点状P电极2的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极2之间的距离为0.7mm～10mm；所述点状N电极3的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极3之间的距离为0.7mm～10mm；作为本实施例优选的，所述点状P电极2的直径为1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极2之间的距离为5mm；所述点状N电极3的直径为1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极3之间的距离为5mm，点状P电极2连线与点状N电极3连线之间的中心距离为5mm；所述若干导电细栅线成叉指状平行排列；通过所述导电细栅线互联的点状电极数量可以为2、3、5、7、9、11、13、15或17个，本实施例优选3、5、7个，每5个点状N电极3通过导电细栅线连接，所述导电细栅线的材料为烧结银浆或者导电线，本实施例优选导电细栅线，所述导电细栅线宽度为10～300μm，宽高比在1∶0.01～1∶1之间，本实施例优选所述导电细栅线宽度300μm；最左端7个点状P电极2通过一根导电细栅线连接，栅线为烧结的含银浆料，栅线宽度300μm，中间部位每5个点状P电极2也通过同样的导电细栅线连接，最右端3个点状P电极2也通过同样的导电细栅线连接。所述电池片上还设置有绝缘介质6，电池转化效率为23.2％。

如图7所示为点状无主栅高效率背接触太阳能电池片串接背面示意图，所述无主栅高效率背接触太阳能电池上的所述电连接层上还设置有导电线7，所述导电线7连接与所述P电极连接的若干导电细栅线或P电极，所述导电线7连接与所述N电极连接的若干导电细栅线或N电极；相邻的数个点状P电极2或点状N电极3通过所述导电细栅线进行汇流，将收集的电流通过导电线7导出；作为优选，所述导电线7与所述若干导电细栅线的中心线垂直连接，所述导电线7与所述导电细栅线形成“丰”字型结构或梳齿状结构，“丰”字型结构或梳齿状结构交叉排列。所述导电细栅线与所述导电线7的交叉处通过绝缘介质6电绝缘。

本实施例还提供了一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件，包括由上至下连接的前层材料、封装材料、太阳能电池层、封装材料、背层材料，其特征在于：所述太阳能电池层包括若干个太阳能电池，所述太阳能电池为上述所限定的太阳能电池。

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：串联太阳能电池形成太阳能电池层，所述太阳能电池背光面的电连接层具有与P电极连接的若干导电细栅线和与N电极连接的若干导电细栅线，所述导电细栅线为多段结构；将若干导电线7与太阳能电池片三9中的P电极或者与P电极连接的导电细栅线电连接，将太阳能电池片四91与太阳能电池片三9对齐放置，太阳能电池片四91上的P电极与太阳能电池片三9上的N电极在一条导电线7上，再将导电线7与太阳能电池片四91的N电极或者与N电极连接的导电细栅线电连接，使太阳能电池片四91和太阳能电池片三9实现串联，再放置太阳能电池片三9并将导电线7与太阳能电池片三9电连接，重复上述操作形成串联结构，形成太阳能电池层；

本实施例中所述连接方式为焊接，本实施例采用镀有低熔点材料的导电线7，所述低熔点材料为焊锡、锡铅合金、锡铋合金或锡铅银合金中的任一种；所述镀层工艺为热浸镀、电镀或化学镀中的任一种；本实施例优选电镀焊锡，经加热过程后使所述导电线7同所述P型掺杂层或所述N型掺杂层通过低熔点材料熔化焊接固定形成P电极和N电极，实现导电线7与电池片的电连接，焊接的温度为300～400℃，本实施例优选350℃，焊接过程中可在电池片正面使用加热垫以预防电池两面温差过大造成电池片的破碎或隐裂，加热垫温度控制在40～80℃，本实施例优选40℃；所述的加热方式为红外辐射、电阻丝加热或热风加热中的任一种或几种组合，加热温度为150℃～500℃；本实施例优选150℃。所述导电细栅线的制备工艺为，使用丝网印刷将含银浆料分段印刷在太阳能电池片上，将印刷有银浆电极的太阳能电池片细栅线烘干，然后整体烧结，得到带有若干导电细栅线的太阳能电池，所述导电细栅线连接3、5、7个点，如图7所示。

步骤二：将制造完成的太阳能电池层使用5×0.22mm横截面积的常规通用汇流条进行串联，所述太阳能电池片的个数根据需要选择，本实施例选择32片太阳能电池片；依次按照玻璃、EVA、太阳能电池层、EVA和背层材料的顺序进行层叠和外观检查，将层叠后的模组送入层压机进行层压，层压参数根据EVA的硫化特性进行设定，通常为180℃下层压9分钟。最后将层压完成的模组进行安装金属边框、安装接线盒并进行功率测试和外观检查。得到太阳能电池组件；如图9所示。

上述32片背接触组件的功率参数如下：

开路电压  Uoc(V)22.25

短路电流  Isc(A)9.25

工作电压  Ump(V)17.27

工作电流  Imp(A)9.08

最大功率  Pmax(W)156.78

填充因子  76.18％

同理，本实施例中所述太阳能电池片的点状电极可以换成线型电极，其区别点主要为导电细栅线与线型电极交叉的地方需要通过绝缘介质6进行绝缘处理，如图8所示，一种无主栅高效率背接触太阳能电池片，其中线型P电极21共有10排，线型N电极31共有10排；所述线型P电极21的宽度为0.4mm～1.5mm；所述线型N电极31的宽度为0.4mm～1.5mm；所述若干导电细栅线成叉指状平行排列；通过所述导电细栅线互联的线型电极数量可以为2、3、5、7、9、11、13、15或17个，本实施例优选2、3、5个，每5个线型N电极31通过导电细栅线连接，所述导电细栅线的材料为烧结银浆或者导电线7，本实施例优选导电细栅线，所述导电细栅线宽度为10～300μm，宽高比在1∶0.01～1∶1之间，本实施例优选所述导电细栅线宽度300μm；最左端3个线型P电极21通过一根导电细栅线连接，栅线为烧结的含银浆料，栅线宽度30μm，中间部位每5个线型P电极21也通过同样的导电细栅线连接，最右端2个线型P电极21也通过同样的导电细栅线连接。所述电池片上还设置有绝缘介质6，电池转化效率为23.2％。

作为另外一种实施例，本实用新型也可以为点状电极与线型电极混合的结构，其原理如上述实施例所类似，本处不在赘述。

由实施例的实验参数可知，由本实用新型制备的背接触太阳能电池所构成的太阳能电池组件可以获得很高的填充因子，从而提高组件的发电效率。能够有效防止P电极和N电极之间的短路、耐隐裂、高效率、高稳定性，同时具有制备工艺简单，成本大大降低的优点。

本实用新型实施例中对无主栅高效率背接触太阳能电池片进行区分(实施例一中的太阳能电池片一、太阳能电池片二；实施例二中的太阳能电池片三、太阳能电池片四)仅是为了描述方便，对两种背接触太阳能电池片掺杂层的电极结构的电池片作出的区分，没有顺序等区别，目的是使本实用新型实施例易于理解，对本实用新型的保护范围不起任何限定作用。所述太阳能电池片一也可称作伯片，所述太阳能电池片二也可称作仲片；实施例一中所述太阳能电池片一的P电极共有X-1排，每排Y个，N电极共有X排，每排Y个，所述太阳能电池片二包括状N电极共有X-1排，每排Y个，P电极共有X排，每排Y个，X和Y取大于2的整数。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.无主栅高效率背接触太阳能电池，该太阳能电池包括太阳能电池片和电连接层，所述太阳能电池片背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，其特征在于：所述电连接层包括若干导电细栅线，一部分所述导电细栅线与所述太阳能电池片背光面的P电极连接；另一部分所述导电细栅线与所述太阳能电池片背光面的N电极连接，所述导电细栅线为多段结构；所述太阳能电池片的厚度与所述导电细栅线的宽度之比为1∶0.001～0.01∶1。

2.根据权利要求1所述的无主栅高效率背接触太阳能电池，其特征在于：所述若干导电细栅线成叉指状平行排列；所述导电细栅线宽度为10～300μm，宽高比在1∶0.01～1∶1之间。

3.根据权利要求1所述的无主栅高效率背接触太阳能电池，其特征在于：所述太阳能电池片的所述P电极与所述N电极之间、电池片掺杂层电极与所述导电细栅线之间或者导电细栅线与导电细栅线之间具有可以防止电极之间导通的绝缘介质。

4.根据权利要求1所述的无主栅高效率背接触太阳能电池，其特征在于：所述P电极为点状P电极或者线型P电极，所述N电极为点状N电极或者线型N电极；通过所述导电细栅线互联的点状/线型电极数量为2-17个/条。

5.根据权利要求4所述的无主栅高效率背接触太阳能电池，其特征在于：所述点状P电极的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状P电极之间的距离为0.7mm～10mm；所述线型P电极的宽度为0.4mm～1.5mm；所述点状N电极的直径为0.2mm～1.5mm，同一导电细栅线上连接的两个相邻点状N电极之间的距离为0.7mm～10mm；所述线型N电极的宽度为0.4mm～1.5mm；所述点状P电极和所述点状N电极的总个数为1000～40000个。

6.根据权利要求4所述的无主栅高效率背接触太阳能电池，其特征在于：通过所述导电细栅线互联的点状/线型电极数量为2、3、5、7、9、11、13、15或17个/条。

7.根据权利要求1-6所述的无主栅高效率背接触太阳能电池，其特征在于：所述电连接层上设置有导电线，所述导电线连接与所述P电极连接的若干导电细栅线或P电极，所述导电线连接与所述N电极连接的若干导电细栅线或N电极。

8.根据权利要求7所述的无主栅高效率背接触太阳能电池，其特征在于：所述导电线与所述若干导电细栅线的中心线垂直连接；所述导电线与所述导电细栅线形成“丰”字型结构或梳齿状结构，“丰”字型结构或梳齿状结构交叉排列。

9.无主栅高效率背接触太阳能电池组件，包括由上至下连接的前层材料、封装材料、太阳能电池层、封装材料、背层材料，其特征在于：所述太阳能电池层包括若干个太阳能电池，所述太阳能电池为权利要求1-8任一所述的太阳能电池。

10.根据权利要求9所述的无主栅高效率背接触太阳能电池组件，其特征在于：所述太阳能电池层的所述太阳能电池通过设置在电连接层两侧的汇流条连接。