CN209785947U - Mwt太阳能电池片、电池串及电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种MWT太阳能电池片、电池串及电池组件，该MWT太阳能电池片受光面上设有正面电极且背光面上设有正面电极接触点和背面电极接触点，正面电极接触点通过贯穿所述MWT太阳能电池片的通孔与正面电极相连，正面电极接触点与背面电极接触点排列成N列，N为3以上的自然数，其中，第1列和第N列分别为所述正面电极接触点和所述背面电极接触点，从第2列至N‑1列的每一列由所述正面电极接触点和所述背面电极接触点交替排列。根据本实用新型实施例的MWT太阳能电池片在切割后，两个相邻的电池单元的正面电极接触点和背面电极接触点在一条直线上，通过一条窄的导电材料直接连接，操作方便，且节约了成本，并降低了焊带上的传输损失。

Description

MWT太阳能电池片、电池串及电池组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种MWT太阳能电池片、电池串及电池组件。

背景技术

“金属穿导(Metal Wrap Through)电池”，简称MWT电池，是一种发射极接触电极和基极接触电极都位于电池背面的电池。在MWT电池结构中，位于电池受光面的发射极的接触电极由硅基体体内引导到电池背面，与基极接触电极都位于电池背面，使表面发射极所收集的电流由电池的背面流出。与传统太阳能电池相比，传统太阳能电池正面的导电主栅线由位于MWT电池背面的发射电极所取代，因此MWT电池正面的遮光面积减小，接受光照的面积增加，有效增加了电池片的短路电流，从而使电池能量转化效率得到提高。

通常，在MWT太阳能电池组件的封装中，相邻MWT电池片之间采用串联方式进行互联，例如使用焊带进行互联。然而，现有的焊带互联技术，需要的焊带面积较大，电阻较大，导致组件功率在焊带上的传输损失大；尤其在使用电压高、短路电流高的高效MWT电池片时，大部分能量将以热量的形式损耗掉而不是转化为电能，电池端得到的高转换效率在组件端并不能得到完全体现。此外，还存在焊带数量相对较多，从而对焊接的产量具有一定的负面影响等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种MWT太阳能电池片，该MWT太阳能电池片切割后得到MWT太阳能电池单元便于焊接互联，且制成的太阳能电池组件在焊带上的传输损失小，组件效率高。

本实用新型的第二个目的在于提供一种MWT太阳能电池串，由其制备得到的太阳能电池组件在焊带上的传输损失小，组件效率高。

本实用新型的第三个目的在于提供一种包含上述MWT太阳能电池串的MWT太阳能电池组件。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

根据本实用新型第一方面实施例的MWT太阳能电池片，受光面上设有正面电极，背光面上设有电极接触点，所述电极接触点包括正面电极接触点和背面电极接触点，所述的正面电极接触点通过贯穿所述MWT太阳能电池片的通孔与所述正面电极相连，所述正面电极接触点与所述背面电极接触点排列成N列，所述N为3以上的自然数，其中，第1列和第N列分别为所述正面电极接触点和所述背面电极接触点，从第2列至N-1列的每一列由所述正面电极接触点和所述背面电极接触点交替排列。

进一步地，每一列中所述正面电极接触点与所述背面电极接触点数量相同或相差1。

进一步地，每一列之间的间距相同，或相邻两列之间的面积相同。

根据本实用新型第二方面实施例的MWT太阳能电池串，包括多个相互串联的MWT太阳能电池单元，多个所述MWT太阳能电池单元排列成一行，每个所述MWT太阳能电池单元的两侧边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点，相邻两个所述MWT太阳能电池单元的对边边缘分别形成为相匹配的凹凸形状，相邻两个所述MWT太阳能电池单元的对边边缘的一方形成有所述正面电极接触点且另一方形成有所述背面电极接触点且所述正面电极接触点与所述背面电极接触点形成为一列。

进一步地，相邻两个所述MWT太阳能电池单元的对边边缘上的所述正面电极接触点与所述背面电极接触点通过导电材料连接。

进一步地，所述凹凸形状为正反交替的梯形、圆弧形、方形、三角形的任一种。

根据本实用新型第三方面实施例的MWT太阳能电池片组件，包括上述任一项所述的MWT太阳能电池串。

进一步地，包括由多个所述MWT太阳能电池串并联形成的第一组串，每个所述MWT太阳能电池串的背面电极接触点通过导电材料相连以形成负极且正面电极接触点通过导电材料相连以形成正极。

更进一步地，包括多个所述第一组串，多个所述第一组串之间或串联或并联。

进一步地，包括由多个所述MWT太阳能电池串串联形成的第二组串，上下两个相邻所述MWT太阳能电池串的背面电极接触点与正面电极接触点的排列方向相反以通过导电材料相连。

更进一步地，包括多个所述第二组串，多个所述第二组串之间或串联或并联。

本实用新型的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

(1)两个相邻的电池单元的正面电极接触点和背面电极接触点在一条直线上，可以通过一条窄的导电材料-例如窄焊带直接连接，操作方便，并可避免使用宽焊带焊接带来成本的增加，节约了成本；

(2)根据本实用新型实施例的MWT太阳能电池组件，通过使用窄焊带，在焊带上的传输损失小，组件输出功率高；

(3)电池单元之间的间隙相对较小，从而充分利用有效空间，提升了组件受光面积，降低了功率损失，提升了组件功率，降低了生产成本及度电成本；

(4)根据本实用新型实施例的MWT太阳能电池组件，无需昂贵的金属背板，可以直接通过焊带在同一面焊接互联，避免了因为金属背板带来的弯曲及绝缘等问题，提升了太阳能组件的可靠性，延长电池组件的使用寿命，同时也极大地降低了成本；

(5)根据本实用新型实施例的MWT太阳能电池串以及电池组件的制备方法简单，优质可靠，无需对现有组件生产线进行太多改进，成本低廉，流程简单易操作，可直接应用到大规模生产中。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例1的MWT太阳能电池片的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例1的MWT太阳能电池片的切割示意图，其中：(a)示出了其背面；(b)示出了其正面；

图3为根据图1所示的MWT太阳能电池片经切割后串联形成的MWT太阳能电池串的结构示意图；

图4为根据图3的MWT太阳能电池串并联形成的第一组串的结构示意图；

图5为根据图4所示的第一组串排布形成的MWT太阳能电池组件的排布示意图；

图6为根据图3的MWT太阳能电池串串联形成的第二组串的结构示意图；

图7为根据图6所示的第二组串排布形成的MWT太阳能电池组件的电路示意图；

图8为根据本实用新型实施例3的MWT太阳能电池片的切割示意图，其中：(a)示出了其背面；(b)示出了其正面；

图9为根据图8所示的MWT太阳能电池片经切割后串联形成的MWT太阳能电池串的结构示意图；

图10为根据图9的MWT太阳能电池串并联形成的第一组串的结构示意图；

图11为根据图10所示的第一组串排布形成的MWT太阳能电池组件的排布示意图；

图12为根据图9的MWT太阳能电池串串联形成的第二组串的结构示意图；

图13为根据图12所示的第二组串排布形成的MWT太阳能电池组件的电路示意图；

图14为根据本实用新型实施例5的MWT太阳能电池片的切割示意图，其中：(a)示出了其背面；(b)示出了其正面；

图15为根据本实用新型实施例6的MWT太阳能电池片的切割示意图，其中：(a)示出了其背面；(b)示出了其正面。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

下面以p型局部背场的MWT太阳能电池片为例进行说明，但本实用新型不限于此，其同样适用于n型局部背场的MWT太阳能电池片。另外，为了便于说明，首先以背面形成有6列正面电极接触点、6列背面电极接触点的MWT太阳能电池片为例，参考附图说明其结构和制备方法。需要说明的是，本实用新型的MWT太阳能电池片不限于该情况，例如，可以分别形成有3列正面电极接触点、3列背面电极接触点等。

如图1所示，本实施例中的MWT太阳能电池片，其受光面由内向外依次为p型硅基体1、发射极2、钝化介质层3、钝化减反层4、正面电极5及通孔6；其背光面从内向外依次为钝化介质层7、钝化保护层8、正面电极接触点9、背面电极接触点10及背面铝层11，在钝化介质层下具有局部背场12。

在MWT太阳能电池片的正面的钝化减反膜层4上设有正面电极5，背面钝化保护层8上面分布背面铝层11及作为正面电极接触点的正面电极接触点9，而在背面铝层11上分布有作为作为背面电极接触点的背面电极接触点10，正面电极接触点9通过贯穿本MWT太阳能电池片的通孔6与正面电极5相连。

如图2所示，背光面上的正面电极接触点9呈6阵列分布，背面电极接触点10也呈6阵列分布，背光面上的正面电极接触点9和背面电极接触点10整体上呈7列分布，其中第2到6列每一列的电极接触点由正面电极接触点和背面电极接触点交替排列。优选地，每一列中所述正面电极接触点与所述背面电极接触点数量相同或相差1(图2所示为相差1)。

进一步地，如图2所示，每一列之间的间距相同，由此在切割后能形成面积相同的MWT太阳能电池单元100。

由此，如图2和图3所示，该MWT太阳能电池片按照图2所示的激光切割线进行切割可被切割为6个MWT太阳能电池单元100，每个太阳能电池单元100的切割的边缘呈现交替分布的正反圆弧形，且各MWT太阳能电池单元100的面积相同。其中，切割后的每个MWT太阳能电池单元100的背面具有一列正面电极接触点9和一列背面电极接触点10，其分别位于MWT太阳能电池单元100背面的两侧边缘。

根据本实用新型上述实施例1的MWT太阳电池片，可以通过下述制作方法制备得到：

A.制绒：将p型硅基体1置于制绒槽中，用氢氧化钠进行制绒，以形成绒面结构，再对其表面进行清洗；

B.制备发射极2：通过790℃-850℃炉管进行磷扩散，在硅基体的正面(受光面)表面形成正表面n+发射极2，其方块电阻为40～300ohm/sq；

C.开孔：将扩散后的片子进行激光开设通孔6，数目为16个，且通孔6呈阵列排布在p型硅基体1中，并将激光开孔后的硅基体置于湿刻机中去除背结和磷硅玻璃；

D.制备正面钝化介质层3：先对开孔后的硅基体进行表面清洗，再通过氧化工艺在正面表面形成的一层氧化硅钝化介质层3；

E.制备背面钝化介质层7：此后，在背面沉积厚度为15nm的氧化铝(AlOx)层和氮化钛(TiOx)层，以形成背面钝化介质层7；

F.制备正面钝化减反层4和背面钝化保护层8：接下来，在正面和背面分别制备70nm和120nm的氮化硅(SiNx)薄膜以形成正面钝化减反层4和背面钝化保护层8；

G.激光开槽：利用激光在背面钝化保护膜的表面上开槽，开槽宽度为20um,线间距为500um；

H.印刷与烧结：该步骤主要有以下几个步骤：

a)灌孔：先使用灌孔浆料，对上述步骤C形成的通孔6进行填充；

b)接触点印刷：同时在背面印刷形成正面电极接触点9和背面电极接触点10，其中，正面电极接触点9呈6阵列分布，背面电极接触点10也呈6阵列分布，背光面上的正面电极接触点9和背面电极接触点10整体上呈7列分布，其中第2到6列每一列的电极接触点由正面电极接触点和背面电极接触点交替排列；

c)印刷局部背场12：在背面开槽区域上再印刷背面铝线以便在后述烧结后形成局部背场12；

d)印刷正面电极5：然后，在正面发射极层上印刷正面电极；

e)烧结：最后，进行烧结，以形成背面局部背场12和背面铝层11，并使得所述的正面电极接触点9和背面电极接触点10分别形成接触特性，其中，背面铝线和开孔区域的硅基体反应形成铝硅合金和背部局部背场12，并在未开槽区域形成背面铝层11，从而得到上述的MWT太阳电池片。

接下来，上述MWT太阳电池片,如图2所示，按照图2所示的激光切割线进行切割，可以形成6个MWT太阳电池单元100，其中每个所述MWT太阳能电池单元100的两侧边缘分别设有正面电极接触点9与背面电极接触点10，且切割后的边缘呈正反交替的圆弧形。

需要说明的是，切割后形成的凹凸形状不限于此，通过设计不同的激光切割线，该凹凸形状还可以是例如正反交替的梯形(如图15所示)、方形(包括长方形、正方形)、三角形等任一种，在此省略对其详细说明。

此后，如图3所示，将切割后的6个MWT太阳能电池单元100平铺在平面上，使得多个所述MWT太阳能电池单元100排列成一行，使得相邻两个所述MWT太阳能电池单元100的对边边缘的一方形成有正面电极接触点9且另一方形成有背面电极接触点10且正面电极接触点9与背面电极接触点10形成为一列。此处，需要说明的是，所谓形成一列，是大致形成一列，根据后述的导电材料13(例如焊带)的具体宽度、工艺精度要求等，可以允许存在一定程度的偏差。

接着，通过导电材料13(例如5条焊带，还可以例如印刷导电胶)将6个MWT太阳能电池单元进行串联，得到图3所示的MWT太阳能电池串200。

通过将多个MWT太阳能电池串200进一步进行连接，可以分别形成MWT太阳能电池组串。如图4所示，多个MWT太阳能电池串200并联形成第一组串301。具体地，将多个MWT太阳能电池串200，以排列方向相同的方式(所谓排列方向相同，即使得各MWT太阳能电池串200中的背面两侧边缘的正面电极接触点9和背面电极接触点10分别位于相同一侧以形成一排)进行排列，此后，将相同极性的电极接触点通过导电材料13进行连接，也就是说将每个MWT太阳能电池串200的背面电极接触点10通过导电材料13相连形成负极，将正面电极接触点9通过导电材料13相连以形成正极。

接着，如图5所示，将10个(对于第一组串的个数没有特殊规定，可以根据需要进行设定)第一组串301竖向排成一排，彼此串联之后，经过接入接线盒、封装等工序，则形成MWT太阳能电池组件。

实施例2

此外，如图6所示，上述实施例1中形成的多个MWT太阳能电池串200也可以串联形成第二组串302。具体地，将多个MWT太阳能电池串200，以相邻两个排列方向相反的方式(所谓排列方向相反，即相邻两个MWT太阳能电池串200中，其中一个的背面的正面电极接触点9与另一个的背面电极接触点10位于一列，同时所述一个的背面电极接触点10与所述另一个的正面电极接触点9位于一列)竖向进行排列，此后，将上下两个MWT太阳能电池串200通过导电材料13进行串联连接，并将位于竖向上第一位的MWT太阳能电池串200的背面电极接触点10通过导电材料13引出形成负极，将竖向上位于最下一位的MWT太阳能电池串200的正面电极接触点9通过导电材料13相连以形成正极。

接着，如图7所示，将6个该第二组串302横向上排成一列，将负极彼此相连，并将正极彼此相连，以将该6个第二组串302进行并联，然后经过接入接线盒、封装等工序，形成MWT太阳能电池组件。

当然，根据需要还可以形成为其它形式的组串，在此不再一一列举。

并且，上述MWT太阳能电池组件中，第一组串301、第二组串302的具体个数，以及第一组串301和第二组串302中所含的MWT太阳能电池串200的个数不限于上述具体实施例，根据需要可以适当设置。

实施例3

本实施列中，MWT太阳能电池片的结构与实施例1相比，不同之处在于：电极接触点的列数不同。

此外，电池组件的排布方式也不同。

如图8所示，本实施例中，MWT太阳能电池片的背光面上的正面电极接触点9呈3阵列分布，背面电极接触点10也呈3阵列分布。背光面上的正面电极接触点9和背面电极接触点10整体上呈4列分布，其中第2列和第3列每一列的电极接触点由正面电极接触点9和背面电极接触点10交替排列。

如图8所示，该MWT太阳能电池片可被切割为3个MWT太阳能电池单元，其中每个电池单元100’的背面具有一列正面电极接触点9和一列背面电极接触点10，其分别位于MWT太阳能电池单元100’背面的两侧边缘。

此后，以与实施例1相同的方式，如图9所示，形成MWT太阳能电池串200’。

接下来，如图10所示，将MWT太阳能电池串200’并联形成第一组串301’。接着，将20个如图10所示的第一组串301’进行串联，得到图11所示的MWT太阳能电池组件。其中，为了便于接入接线盒，优选地，如图11所示，分别从位于该MWT太阳能电池组件的横向中间引出正极和负极。

实施例4

此外，如图12所示，上述实施例3中的中形成的多个MWT太阳能电池串200’也可以串联形成第二组串302’。

接下来，如图13所示，将该第二组串302’进行并联，则得到MWT太阳能电池组件。

实施例5

本实施列中，电池组件的结构及组件制备方法与实施列3相比，不同之处在于：如图14所示，MWT太阳能电池片被切割后形成的MWT太阳能电池单元，其切割后的边缘呈现交替分布的正反圆弧状并在首尾之处叠加直线。

实施例6

本实施列中，电池组件的结构及组件制备方法与实施列3相比，不同之处在于：如图15所示，MWT太阳能电池片被切割后形成的MWT太阳能电池单元，其切割后的边缘呈现交替分布的正反梯形。

根据上述实施例制备得到的MWT太阳能电池组件，具有下述优点：

(1)两个相邻的电池单元的正面电极接触点和背面电极接触点在一条直线上，可以通过一条窄的导电材料-例如窄焊带直接连接，操作方便，并可避免使用宽焊带焊接带来成本的增加，节约了成本；

(2)根据本实用新型实施例的MWT太阳能电池组件，通过使用窄焊带，在焊带上的传输损失小，组件输出功率高；

(3)电池单元之间的间隙相对较小，从而充分利用有效空间，提升了组件受光面积，从而降低了功率损失，提升了组件功率，降低了生产成本及度电成本；

(4)根据本实用新型实施例的MWT太阳能电池组件，无需昂贵的金属背板，可以直接通过焊带在同一面焊接互联，避免了因为金属背板带来的弯曲及绝缘等问题，提升了太阳能组件的可靠性，延长电池组件的使用寿命，同时也极大地降低了成本；

(5)根据本实用新型实施例的MWT太阳能电池串以及电池组件的制备方法简单，优质可靠，无需对现有组件生产线进行太多改进，成本低廉，流程简单易操作，可直接应用到大规模生产中。

除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种MWT太阳能电池片，其特征在于，所述MWT太阳能电池片受光面上设有正面电极(5)且背光面上设有电极接触点，所述电极接触点包括正面电极接触点(9)和背面电极接触点(10)，所述的正面电极接触点(9)通过贯穿所述MWT太阳能电池片的通孔与所述正面电极(5)相连，所述正面电极接触点(9)与所述背面电极接触点(10)排列成N列，所述N为3以上的自然数，其中，第1列和第N列分别为所述正面电极接触点(9)和所述背面电极接触点(10)，从第2列至N-1列的每一列由所述正面电极接触点(9)和所述背面电极接触点(10)交替排列。

2.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池片，其特征在于，每一列中所述正面电极接触点(9)与所述背面电极接触点(10)数量相同或相差1。

3.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池片，其特征在于，每一列之间的间距相同，或相邻两列之间的面积相同。

4.一种MWT太阳能电池串(200,200’)，其特征在于，包括多个相互串联的MWT太阳能电池单元(100,100’)，多个所述MWT太阳能电池单元(100)排列成一行，每个所述MWT太阳能电池单元(100)的两侧边缘分别设有正面电极接触点(9)与背面电极接触点(10)，相邻两个所述MWT太阳能电池单元(100)的对边边缘分别形成为相匹配的凹凸形状，相邻两个所述MWT太阳能电池单元(100)的对边边缘的一方形成有所述正面电极接触点且另一方形成有所述背面电极接触点且所述正面电极接触点与所述背面电极接触点形成为一列。

5.根据权利要求4所述的MWT太阳能电池串，其特征在于，相邻两个所述MWT太阳能电池单元(100)的对边边缘上的所述正面电极接触点(9)与所述背面电极接触点(10)通过导电材料(13)连接。

6.根据权利要求4所述的MWT太阳能电池串，其特征在于，所述凹凸形状为正反交替的梯形、圆弧形、方形、三角形的任一种。

7.一种MWT太阳能电池组件，其特征在于，包括多个MWT太阳能电池串(200,200’)，所述MWT太阳能电池串为权利要求4至6任一项所述的MWT太阳能电池串。

8.根据权利要求7所述的MWT太阳能电池组件，其特征在于，包括由多个所述MWT太阳能电池串并联形成的第一组串(301,301’)，每个所述MWT太阳能电池串的背面电极接触点通过导电材料相连以形成负极且正面电极接触点通过导电材料相连以形成正极。

9.根据权利要求8所述的MWT太阳能电池组件，其特征在于，包括多个所述第一组串，多个所述第一组串之间或串联或并联。

10.根据权利要求7或8所述的MWT太阳能电池组件，其特征在于，包括由多个所述MWT太阳能电池串串联形成的第二组串(302，302’)，上下两个相邻所述MWT太阳能电池串的背面电极接触点与正面电极接触点的排列方向相反以通过导电材料相连。

11.根据权利要求10所述的MWT太阳能电池组件，其特征在于，包括多个所述第二组串，多个所述第二组串之间或串联或并联。