CN208298839U - 一种电池片、电池片矩阵及太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池片、电池片矩阵、太阳能电池，电池片包括：硅片、位于硅片受光面的正面栅线、位于硅片上的贯穿槽以及位于贯穿槽内的导电介质、位于硅片背光面的正面电极和背面电极；所述正面电极通过贯穿槽内的导电介质与受光栅线形成电连接；所述正面电极与硅片的背光面绝缘，所述背面电极与硅片的背光面之间设置有背电场，所述背面电极与背电场电接触；所述硅片在平行于所述正面栅线的方向上的跨度为20mm~60mm。根据本申请的电池片，防漏电性好、功率高。

Description

一种电池片、电池片矩阵及太阳能电池

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种电池片、电池片矩阵及太阳能电池。

背景技术

相关技术中的晶体硅太阳能电池片，受光面和背光面分别有2-3根银主栅线作为电池片的正负极，这些银主栅线不仅消耗大量的银浆，而且因为遮挡入射光从而造成了电池片的效率下降。另外，由于正负极分别分布在电池片的受光面和背光面上，当电池片串联时，需要采用焊带将电池片受光面的负电极焊接到相邻电池片背光面的正电极上，从而造成焊接工艺繁琐，焊接材料使用较多的问题，而且，焊接时和后续层压工艺中容易造成电池片及焊带的破损。

另外，相关技术中的电池片矩阵通常是由72片或者60片电池片依次串联组成，构成六串电池串组成的三个回路，此时，一般至少需要兰个二极管，以使每个回路上增设一个二极管进行旁路保护，由于二极管通常设置于电池的接线盒内，从而增加了集成接线盒的成本，致使电池的结构复杂性提高，而且，当由多个电池片串联而成的串联组件再次进行串联时，连接电缆用量很大，材料浪费很多，致使电站成本增高。

发明内容

本申请至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此本申请在于提供一种电池片，包括：硅片、位于硅片受光面的正面栅线、位于硅片上的贯穿槽以及位于贯穿槽内的导电介质、位于硅片背光面的正面电极和背面电极；所述正面电极通过贯穿槽内的导电介质与受光栅线形成电连接；所述正面电极与硅片的背光面绝缘，所述背面电极与硅片的背光面之间设置有背电场，所述背面电极与背电场电接触；所述硅片在平行于所述正面栅线的方向上的跨度为20mm～60mm。

优选的，所述正面电极覆盖贯穿槽所在的区域，所述正面电极与贯穿槽内的导电介质相连接。

优选的，所述电池片的大小为20-60mm米×20-60mm。

优选的，所述正面电极和背面电极分别设置在所述硅片背光面的两端。

优选的，所述正面电极为1个，所述负面电极为1个，所述正面电极和背面电极为条形且相互平行。

优选的，所述贯穿槽内的导电介质为导电银浆。

优选的，所述贯穿槽的个数为2-30个；所述贯穿槽的直径为20-80μm。

优选的，所述贯穿槽沿垂直于所述受光面上的正面栅线的方向排列。

优选的，所述贯穿槽位于硅片的端部。

本申请提供一种电池片矩阵，所述电池片矩阵由上述提供的电池片串联和/或并联而成。

本申请提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括上述提供的电池片矩阵。

本申请提供的太阳能电池片，通过将太阳能电池片的正面电极设置在硅片的背光面，同时将电池片在平行于所述正面栅线的方向上的跨度设定为20mm～60mm，在减少遮光面积的基础上，能够大大降低因为电流传输路径增大导致的功率损失。

附图说明

图1为实施例1电池片结构示意图；

图2为实施例1电池片受光面和背光面结构示意图；

图3为实施例1电池片串联结构示意图；

图4为本申请电池片矩阵示意图；

图5为本申请太阳能电池电路图

附图标记

1、正面栅线，2、减反层，3、正面扩散层，4、硅基片，5、铝背场，6、正电极，7、负电极，8、贯穿槽，9、侧面扩散层，10、背面扩散层，100、电池片，100A第一电池片阵列，100B、第二电池片阵列，100C、第三电池片阵列，1000、电池片矩阵，1001、焊带，1002、汇流条，

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

根据本申请的所述的电池片100，包括：硅片、位于硅片受光面的正面栅线1、位于硅片上的贯穿槽8以及位于贯穿槽8内的导电介质、位于硅片背光面的正面电极和背面电极；所述正面电极通过贯穿槽8内的导电介质与受光栅线形成电连接；所述正面电极与硅片的背光面绝缘，所述背面电极与硅片的背光面之间设置有背电场，所述背面电极与背电场电接触；所述硅片在平行于所述正面栅线1的方向上的跨度为20mm～60mm。

硅片为本领域常规的硅片，包括硅基片4、正面扩散层3，可选的，还包括减反层2，硅基片4为片体状，且硅基片4的厚度方向上的两个表面分别为受光面和背光面，受光面与背光面通过侧表面相连。其中，正面扩散层3设在硅基片4的受光面上，例如在本申请的一个优选实施例中，正面扩散层3布满在硅基片4的受光面上，从而降低了正面扩散层3的加工难度，提高了加工效率，降低了加工成本；

贯穿槽8设在硅片上，可以位于硅片的中间部分或者位于硅片的端部，通过贯穿槽8的设计，可以将传统电池片100受光面上的正面电极引到电池片100的背光面，最大限度的增大受光面积。

贯穿槽8内填充有导电介质，所述导电介质用于将正面栅线1上收集的电流引到硅片背光面的正面电极上，优选的，导电介质为导电银浆；所述贯穿槽8的内壁上与导电介质与之间设有绝缘层，防止电池片100的正面电极和背面电极之间通过贯穿槽8内的导电介质形成短路。

根据本实用新型的另外一种实施方式，还可以在贯穿槽8的内壁上形成与硅片受光面相同的正面扩散层3，从而防止电池片100的正面电极和背面电极之间通过贯穿槽8内的导电介质形成短路。

本申请的硅是通过将硅基片4利用激光打孔在硅基片4上形成贯穿槽8，将形成有贯穿槽8的硅基片4进行表面扩散、沉积减反层3制备得到本申请所述的硅片，此时，硅片上具有贯穿槽8，贯穿槽8内部具有与硅片受光面相同的正面扩散层3，(为便于区别，称为侧面扩散层9)和减反层2。

正面栅线1用于收集硅片产生的一种电荷，可以由多条间隔开设置的可导电细栅线构成，其中，细栅线可以由银材构成，从而一方面可以提高导电速率，另一方面可以缩小遮光面积，从而变相增加电池片100的功率。

背电场用于收集硅片背光面产生的另外一种极性相反的电荷，优选的，背电场为铝背场5，从而一方面可以提高导电速率，另一方面可以降低成本。

正面电极与硅片的背光面绝缘，以避免正面电极通过硅片与背面电极短路连接，也就是说，避免正面电极直接与硅片接触造成短路，例如，可以在正面电极和硅片之间设置背面隔层，用于正面电极和硅片的背光面绝缘，具体的，背面隔层可以为与正面扩散层3类型相同的背面扩散层10，只要能实现正面电极与硅片的背光面绝缘即可。

由此，一方面，当将正面电极通过绝缘层设在硅基片4上时，正面电极可以直接与硅基片4绝缘，避免正面电极从硅基片4上收集与背面电极收集的电荷类型相同的电荷，从而可以有效地避免正面电极通过硅基片4与背面电极导通短路连接的问题，即避免正面电极与硅基片4直接接触造成短路。

另一方面，当将正面电极通过与正面扩散层3类型相同的侧面扩散层9设在硅基片4上时，正面电极可以从扩散后的硅基片4上收集与正面栅线1收集的电荷类型相同的电荷、即与背面电极收集的电荷类型相反的电荷，从而也可以避免正面电极与背面电极的短路连接，而且可以提高电池片100的功率。

具体地，正面电极通过贯穿槽8内的导电介质与正面栅线1电连接，优选的，正面电极覆盖贯穿槽8所在的区域，能够实现正面栅线1层和正面电极的有效电连接，确保电池片100工作的可靠性。

优选的，正面电极和背面电极分别设置在所述背光面的两端，贯穿槽8设置在位于硅片的端部，由此可以最大化的增大硅片的受光面积。

正面电极可以为一个也可以为多个，形状不作限定，优选的，所述正面电极和背面电极为条形且相互平行，正面电极和背面电极分别为1个，由此，可以提高电池片100的功率，方便电池片100的串联和/或并联。

本领域技术人员可以理解的是，正面电极(例如负电极7)与背面电极(例如正电极6)为极性相反的电极，即互不导通、相互之间不构成电连接，此时，正面电极、以及与正面电极电连接的所有部件与背面电极、以及与背面电极电连接的所有部件均不能直接导通、也不能通过任何外界导电介质间接导通，例如可以不接触或通过绝缘材料隔离开等，从而避免正面电极与背面电极短路连接。

硅片在垂直于正面栅线1的方向上的跨度为20mm～60mm，由此，可以缩短电荷从硅片的受光面向背光面传输的路径，减低电池片100因为传输距离的增大到导致的功率损失，进而提高了电池片100的功率。

优选地，硅片为长方形片体。例如，硅片可以由正方形规格硅片本体按照长度不变的方式分割(仅指“分开”而非特指“采取切割工艺”)而成，也就是说，由正方形规格硅片本体按照长度不变的方式可以分割成多个长方形片体状的硅基片4，此时，每个硅片的长度均与正方形规格硅片本体的长度相等、且多个硅片的宽度之和与正方形规格硅片本体的宽度相等。

进一步优选的，所述硅片的大小为20-60mm米×20-60mm，由此可以进一步提高电池片100的功率。

贯穿槽8的形状，本申请不作限定，可以为圆形、方形、半圆形，贯穿槽8的位置不作限定，所述贯穿槽8沿垂直于所述受光面的正面栅线1方向排列，所述贯穿槽8的个数为2-30个；所述贯穿槽8的直径为20-80μm，由此可以缩短电荷的传输距离，提高电池片100的功率。

本申请还提供了一种电池片100矩阵，由上述电池片100串联和/或并联而成。

电池片100矩阵由多个、即至少两个根据上述第一方面实施例的电池片100串联和/或并联而成。根据本申请实施例的电池片100矩阵的功率好、能效高、结构简单、加工简便、成本低。具体而言，本申请实施例的电池片100矩阵的功率高，且不需要加入二极管进行旁路保护，成本低，另外，正负接线盒可以分布在电池片100矩阵的两侧，从而减少了相邻组件之间连接电缆的用量，降低了电站成本。

本申请还提供了一种太阳能电池，包括上述电池片100矩阵。

本实用新型通过具体实施例对本实用新型进行进一步的解释和说明。

实施例1

如图1-2所示，一种电池片100，包括硅片，所述硅片包括栅线层1、减反层2、正面扩散层3、硅基片4、铝背场5、正电极6、背面扩散层7、贯穿槽8、侧面扩散层9、背面扩散层10。其中，硅基片4为P型，正面扩散层3、侧面扩散层9以及背面扩散层10为磷扩散层；栅线层1设在正面扩散层2上，栅线层1有很多细栅线组成，减反层2设在栅线层1和正面扩散层3之间、正面扩散层3设在硅基片4的受光面上，背面隔层5布满第一区域上；硅片为长方体片体，大小为33mm×156mm负电极7和正电极6分别贴近硅片的两条长边设置且所述硅片的长度方向沿伸，贯穿槽8设在硅片的临近负电极的长边的端部，贯穿槽有20个，贯穿槽的直径为20mm，贯穿槽8内填充有导电银浆(图中未画出)，导电银浆和贯穿槽8的内壁之间设有侧面扩散层9；负电极7设在背面扩散层10上且与栅线层1通过贯穿槽8电连接；背电层5和正电极6设在第二区域，铝背场5和正电极6电连接且与负电极7不接触。

根据本实施例提供的电池片，还发明了一种太阳能电池，包括从受光面到背光面依次设置的玻璃、EVA、电池片阵列1000、EVA和电池背板。其中电池片矩阵1000为第三电池片阵列100C，具体为采用“先三并在两串”的方式将第一电池片阵列100A组成第三电池片阵列100C。

上述电池片采用如下步骤封装，首先将多个电池片100单列多行阵列排布，然后采用焊带1001将相邻的两个电池片100焊接在一起得到第一电池片阵列100A(如图3)，此时，由于单列中的多个电池片100按照同样形式的摆放，因此，每个电池片100的正电极6均与其上一个电池片100的负电极7相邻，以达到串联的目的；然后采用汇流条1002将留个第一阵列100A三三并联成两个电池片阵列100B，最后将两个第二电池片阵列100B串联成第三电池片阵列100C，从而得到电池片矩阵1000，再将正负极分别从电池片矩阵1000的两端引出

接着，按照从下到上的顺序，依次铺设玻璃)、EVA)、电池片矩阵1000、第EVA)、以及电池背板)，并放入层压机层压，安装接线盒和边框，从而实现太阳能电池的封装及制作，得到太阳能电池。这里，需要说明的是，接线盒的设置位置可以根据实际要求设置，以更好地满足实际要求，例如可以设计在电池片矩阵1000两个边缘、还可以设置在电池片矩阵1000两个靠近的边缘的背面等。

上述电池片100以及电池片矩阵1000，具有以下优势：

第一、由于负电极7和正电极6均位于硅基片4的背光侧，从而可以有效地解决负电极7对硅基片4的受光面的遮光问题，以提高电池片100的功率、降低银浆用量、降低生产成本，同时由于采用在硅基片4的侧表面上设置贯穿孔8的方式将正面栅线层2收集的电荷传递给背光侧的负电极7，从而极大地简化了电池片100的生产工艺，降低了成本。

第二、在硅基片上设有侧面扩散层9和背面扩散层10，降低了漏电几率，提高电池片的功率。

第三、在电池片侧面设有贯穿槽，使得电池片受光面和背光面电极制作的同时即可将贯穿槽内的电极一并制作，简化了工艺复杂性，同时由于贯穿槽的保护，避免贯穿槽内电极的损坏和漏电机率，也保证了正、负电极良好的欧姆接触。

第四、由于负电极7和正电极6均位于电池片100的背光侧且分别位于硅基片11宽度方向上的两侧，从而相邻的两个电池片100可以无需叠置、依次排开、直接串联，从而减少了焊接损坏率，甚至可以减少相比现有约2/3的焊料使用量、进而极大地降低了导电带1001(例如焊带)热损耗，有效提高了电池片矩阵1000的功率，而且，由于相邻两个电池片100的第二电极5和第一电极4可以在电池片100的背光侧连接，从而减小了相邻两个电池片100之间的间隙，而且汇流条1002可以直接从电池片100引出，进而减少了电池片矩阵1000的总体面积，增加了电池片矩阵1000的有效面积，进而增加了电池片矩阵1000的功率。

第五、由于电池片矩阵1000可以采用串联和并联相组合的结构，进而可以有效地降低生产成本，使得正负接线盒可以分布在电池片矩阵1000的两边，与现有技术中，电池片矩阵中的所有电池片均需依次串联，从而需要额外加入二极管进行旁路保护，本实施例，减少电缆用量，降低电站成本。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种电池片，其特征在于，包括：硅片、位于硅片受光面的正面栅线、位于硅片上的贯穿槽以及位于贯穿槽内的导电介质、位于硅片背光面的正面电极和背面电极；

所述正面电极通过贯穿槽内的导电介质与受光面的正面栅线形成电连接；

所述正面电极与硅片的背光面绝缘，所述背面电极与硅片的背光面之间设置有背电场，所述背面电极与背电场电接触；

所述硅片在平行于所述正面栅线的方向上的跨度为20mm~60mm。

2.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述正面电极覆盖贯穿槽所在的区域，所述正面电极与贯穿槽内的导电介质相连接。

3.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述硅片的大小为20-60mm米×20-60mm。

4.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述正面电极和背面电极分别设置在所述硅片背光面的两端。

5.根据权利要求4所述的电池片，其特征在于，所述正面电极为1个，所述背面电极为1个，所述正面电极和背面电极为条形且相互平行。

6.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述贯穿槽内的导电介质为导电银浆。

7.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述贯穿槽的个数为2-30个；所述贯穿槽的直径为20-80μm。

8.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述贯穿槽沿垂直于所述受光面的正面栅线的方向排列。

9.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述贯穿槽位于硅片的端部。

10.一种电池片矩阵，其特征在于，由多个根据权利要求1-9中任一项所述的电池片串联和/或并联而成。

11.一种太阳能电池，其特征在于，包括根据权利要求10中所述的电池片矩阵。