CN216054730U - 一种太阳能电池背面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能电池背面结构，属于太阳能电池技术领域。该背面结构包括多条铝细栅；沿与所述铝细栅垂直的方向延伸的铝主栅，以及与所述铝主栅接触的银背极，所述铝主栅具有沿所述铝主栅的延伸方向贯通所述铝主栅的镂空区域；所述银背极具有位于所述镂空区域的部分；所述铝细栅在所述铝主栅的镂空区域处断开。本实用新型在太阳能电池组件制备过程中用焊带连接太阳能电池时，将焊带放置于铝主栅的镂空区域，并且和位于铝主栅镂空区域内的银背极焊接，由于铝细栅在铝主栅的镂空区域处也是断开的，这样焊带可以和银背极紧密的接触，中间不会有空隙，从而改善焊带和银背极之间虚焊的问题，提高电池背面效率，提升产品性能。

Description

一种太阳能电池背面结构

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池背面结构。

背景技术

由于太阳能在转换过程中无需消耗其他能源而导致温室效应，不会对环境造成污染，太阳能作为新能源越来越受各国的重视。随着太阳能电池片的产业化推进，市场对太阳能电池片的效率与品质的要求日益提高，使得双面PERC(Passivated Emitter and RearCell，钝化发射极及背局域接触电池)技术日益成为单晶电池的标配。

PERC技术是通过在电池的背面添加一个电介质钝化层来提高发电效率。双面PERC电池在生产时调整背面工艺，将覆盖电池片背面全部表面的铝背场改成铝细栅，在铝细栅上印刷铝主栅和银背极，使背面受光发电。其中，铝主栅与银背极对应的位置设置为镂空区域，铝主栅其余部位为实心结构。

然而，现有的PERC电池背面结构使得在光伏组件生产利用焊带进行电池片串焊时容易出现虚焊的问题。

实用新型内容

鉴于上述分析，本实用新型旨在提供一种太阳能电池背面结构，以解决现有的在光伏组件生产利用焊带进行电池片串焊时容易出现虚焊的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种太阳能电池背面结构，包括相互平行的多条铝细栅；

沿与所述铝细栅垂直的方向延伸的铝主栅，所述铝主栅具有沿所述铝主栅的延伸方向贯通所述铝主栅的镂空区域；

以及，与所述铝主栅接触的银背极，所述银背极具有位于所述镂空区域的部分；

所述铝细栅在所述铝主栅的镂空区域处断开。

进一步地，在沿着所述铝主栅延伸的方向上，所述铝主栅包括一个或多个铝主栅单元；多个所述铝主栅单元中的相邻两个所述铝主栅单元之间具有间隙。

进一步地，每个所述铝主栅单元包括多个线形段和多个长圆形段；所述线形段和所述长圆形段交替设置；所述长圆形段与所述银背极的位置相对应。

进一步地，所述线形段包括位于相邻两个长圆形段之间的第一铝栅线和位于所述铝主栅单元的两端的第二铝栅线；

所述第二铝栅线为鱼叉形渐变结构，所述第二铝栅线的镂空区域的宽度从远离所述铝主栅单元的端部到所述铝主栅单元的端部逐渐增加。

进一步地，每个所述铝主栅单元中，所述银背极包括沿所述铝主栅的延伸方向排列的一个第一银背极和至少一个第二银背极，所述第一银背极靠近所述铝主栅单元的一侧端部，所述第二银背极的长度小于所述第一银背极的长度。

可选地，所述第一铝栅线的镂空区域的宽度为0.55～0.65mm。

可选地，所述第二铝栅线的镂空区域的宽度从远离所述铝主栅单元的端部到所述铝主栅单元的端部由0.55～0.65mm渐变为1.1～1.3mm。

可选地，所述第一银背极的长度为5～6mm，宽度为1.5～2mm，所述第二银背极的长度为6.5～7.5mm，宽度为1.5～2mm。

可选地，所述银背极长度方向的两端为圆弧，圆弧半径为0.8～1.0mm。

可选地，铝主栅最窄处为1.5～1.7mm，最宽处为3.4～3.6mm。

本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

(1)本实用新型实施例提供太阳能电池背面结构中，铝主栅具有沿其延伸方向贯通的镂空区域，银背极与铝主栅接触并且银背极有位于铝主栅镂空区域的部分，并且铝细栅在铝主栅的镂空区域处断开，这样，在太阳能电池组件制备过程中用焊带连接太阳能电池时，将焊带放置于铝主栅的镂空区域，并且和位于铝主栅镂空区域内的银背极焊接，由于铝细栅在铝主栅的镂空区域处也是断开的，这样焊带可以和银背极紧密的接触，中间不会有空隙，从而改善焊带和银背极之间虚焊的问题，提高电池背面效率，提升产品性能。

(2)进一步地，本实用新型实施例提供的太阳能电池背面结构中，铝主栅的端部采用鱼叉形渐变结构，采用这样的结构能够减少焊接引起隐裂和破片，提高电池片的焊接性能。

(3)进一步地，本实用新型在保证焊接效果的前提下，采用将银背极两端设计为圆弧形，缩短部分银背极的长度等手段，减少了背极的银用量，降低了背极单耗。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实施例的电池背面激光版图的结构示意图；

图2为本实施例的电池背面结构示意图；

图3为本实施例的电池背面结构的局部放大图。

附图标记：

1-铝细栅，2-铝主栅，3-第一铝栅线，4-第二铝栅线，5-第二银背极，6-第一银背极。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前现有的PERC电池背面结构包括：设置在太阳能电池背面的多条平行的铝细栅，铝细栅的长度通常略小于电池片的边长；和铝细栅垂直设置的铝主栅，铝主栅有部分镂空区域；以及位于铝主栅镂空区域位置处的银背极。需要说明的是，目前现有的PERC电池中，铝主栅仅在与银背极对应的区域镂空，其他位置是实心结构。

在生产电池片的过程中，先通过激光在电池片背面的钝化层上开设开槽，在开槽中印刷用于形成铝细栅的浆料，之后在预定位置印刷用于形成银电极的浆料，之后印刷用于形成铝主栅的浆料，之后进行高温煅烧。由于银背极和铝主栅需要接触，因此，铝主栅的部分区域是覆盖银背极的，铝主栅会略高于银背极。

在生产太阳能电池组件时，焊带沿着铝主栅设置并与银背极焊接，铝主栅和银背极之间的高度差就会导致焊带与银背极之间不能很好的接触，容易发生虚焊。

针对以上问题，本实用新型的一个实施例，公开了一种太阳能电池背面结构，如图2和图3所示，包括相互平行的多条铝细栅1以及沿与铝细栅1垂直的方向延伸的铝主栅2，铝主栅2具有沿铝主栅的延伸方向贯通的铝主栅的镂空区域；以及与铝主栅2接触的银背极，银背极具有位于镂空区域的部分，铝细栅1在铝主栅2的镂空区域处断开。

本实用新型中，铝主栅2的结构可以理解为由镂空区域将铝主栅分成了左右两个部分。作为优选，以镂空区域为对称轴，铝主栅包括左右对称的两个部分。

需要说明的是，铝细栅1在铝主栅2的镂空区域处断开的含义是，铝细栅1没有延伸至铝主栅2的镂空区域，作为优选，铝细栅1延伸至铝主栅2的内侧边缘。在其他实施方式中，铝细栅1可以不延伸至铝主栅2的内侧边缘，与铝主栅2有接触的部分即可。

可以理解的是，银背极除了位于镂空区域的部分，还需要有与铝主栅2搭接的部分，以保证电流传输。

当生产电池片时，利用激光版图在电池片背面的钝化层上开槽，之后在开槽中印刷铝浆料，形成铝细栅。图1为本实施例提供的背面结构对应的激光版图。如图1所示，铝细栅断开的位置不打激光。

在太阳能电池组件制备过程中用焊带连接太阳能电池时，将焊带放置于铝主栅的镂空区域，并且和位于铝主栅镂空区域内的银背极焊接，由于铝主栅2的镂空区域贯穿整个铝主栅2，并且铝细栅在铝主栅的镂空区域处也是断开的，这样在焊带设置的位置上没有高于银背极的地方，使得焊带可以和银背极紧密的接触，中间不会有空隙，从而改善焊带和银背极之间虚焊的问题。

进一步地，在沿着铝主栅2延伸的方向上，铝主栅包括一个或多个铝主栅单元，多个铝主栅单元中的相邻两个铝主栅单元之间具有间隙。可以理解的是，当包括多个铝主栅单元时，可以从相邻铝主栅2的间隙位置处，沿着铝细栅延伸的方向将电池片切开，得到切片太阳能电池片。

进一步地，每个铝主栅单元包括多个线形段和多个长圆形段。这里线形段和长圆形段是以铝主栅2的镂空区域的形状划分的，其中，长圆形的镂空区域处设置银背极。线形段和长圆形段交替设置；长圆形段与银背极的位置相对应，线形段包括位于相邻两个长圆形段之间的第一铝栅线3和位于铝主栅单元两端的第二铝栅线4。可以理解的是，当将电池片切割得到切片电池片后，位于铝主栅单元两端的第二铝栅线4位于切片电池片相对的两个边缘。

进一步地，第二铝栅线4为鱼叉形渐变结构，第二铝栅线4的镂空区域的宽度从远离铝主栅单元的端部到铝主栅单元的端部逐渐增加。采用鱼叉形结构设计，可以有效避免电池片串焊时电池片边缘的隐裂和破损。

其中，第一铝栅线3的镂空区域的宽度可以为0.55-0.65mm，例如0.56mm、0.58mm、0.6mm、0.62mm、0.64mm等；第二铝栅线4为鱼叉形渐变结构，镂空区域的宽度从远离铝主栅单元的端部到铝主栅单元的端部由0.55-0.65mm(例如0.56mm、0.58mm、0.6mm、0.62mm、0.64mm)渐变为1.1-1.3mm(例如1.15mm、1.2mm、1.25mm等)。

本实施例中，每个所述铝主栅单元中，银背极包括沿铝主栅2的延伸方向排列的一个第一银背极6和至少一个第二银背极5，第一银背极6靠近铝主栅单元的一侧端部，即第一银背极6位于一个第二铝栅线4和与其相邻的第一铝栅线3之间。第二银背极5的长度小于第一银背极6的长度。

如上文所述，每个铝主栅单元包括分别位于两端的两个第二铝栅线4，长度较长的第一银背极6的具体位置根据电池片串焊时焊接的起始和结束位置确定，第一银背极6设置在焊接结束位置的那个端部，经过实际操作验证，这样的设计在保证焊接性能的前提下，减少银浆用量，降低背极单耗。

图2示出了一种用于制备半切片(即二分之一切片)太阳能电池片的整片太阳能电池片的背面结构，每条铝主栅2包括两个铝主栅单元，制备半切片太阳能电池片时，从两个铝主栅单元中间进行切割。在组件制备焊接焊带时，靠近整片太阳能电池片边缘的位置是焊接起始位置，靠近整片太阳能电池片中间的位置是焊接结束位置，因此，图2所示的整片太阳能电池片中两个铝主栅单元相邻的端部的银背极为长度较长的第一银背极6。具体来说，每条铝主栅2上共设置了6个银背极，长度较长的第一银背极6设置了2个，长度较短的第二银背极5设置了4个，按照第二银背极5、第二银背极5、第一银背极6、第一银背极6、第二银背极5、第二银背极5的顺序铝主栅2的延伸方向排列。

本实施例中，第一银背极6的长度可以为6.5-7.5mm，例如6.6mm、6.8mm、7.0mm、7.2mm、7.4mm等，宽度可以为1.5-2mm，例如1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm等；第二银背极5的长度可以为5-6mm，例如，5.2mm、5.4mm、5.5mm、5.6mm、5.8mm等，宽度可以为1.5-2mm，例如1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm等。当然，第一银背极6和第二银背极5的长度可根据实际需要设置其他的尺寸。

本实施例中，银背极长度方向的两端为圆弧，圆弧半径为0.8-1.0mm(例如0.85mm、0.9mm、0.95mm等)。

通过将银背极两端设计为圆弧形，与传统长方形银背极相比，在保证焊接性能的前提下，可以减少银浆用量，进一步降低了背极单耗。

如图2、图3所示，本实施例中，铝主栅2的线形段和长圆形段过渡的位置采用圆弧形设计，圆弧半径为1.5-1.7mm(例如1.55mm、1.6mm、1.65mm、1.7mm等)。铝主栅中相邻两个长圆形段之间的第一铝栅线3的外形呈中间细、两端粗的形状。整体而言，铝主栅外形最窄处的尺寸可以为1.5-1.7mm(例如1.55mm、1.6mm、1.65mm等)，最宽处可以为3.4-3.6mm(3.45mm、3.5mm、3.55mm等)。

本实施例中，每个电池片上铝细栅1和铝主栅2的数量没有特殊要求，可以根据实际需要进行设置，例如设置154根铝细栅和9根铝主栅。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池背面结构，其特征在于，包括

相互平行的多条铝细栅(1)；

沿与所述铝细栅(1)垂直的方向延伸的铝主栅(2)，所述铝主栅(2)具有沿所述铝主栅(2)的延伸方向贯通所述铝主栅(2)的镂空区域；

以及，

与所述铝主栅(2)接触的银背极，所述银背极具有位于所述镂空区域的部分；

所述铝细栅(1)在所述铝主栅(2)的镂空区域处断开。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，在沿着所述铝主栅(2)延伸的方向上，所述铝主栅(2)包括一个或多个铝主栅单元；多个所述铝主栅单元中的相邻两个所述铝主栅单元之间具有间隙。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，每个所述铝主栅单元包括多个线形段和多个长圆形段；所述线形段和所述长圆形段交替设置；所述长圆形段与所述银背极的位置相对应。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，所述线形段包括位于相邻两个长圆形段之间的第一铝栅线(3)和位于所述铝主栅单元的两端的第二铝栅线(4)；

所述第二铝栅线(4)为鱼叉形渐变结构，所述第二铝栅线(4)的镂空区域的宽度从远离所述铝主栅单元的端部到所述铝主栅单元的端部逐渐增加。

5.根据权利要求3所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，每个所述铝主栅单元中，所述银背极包括沿所述铝主栅(2)的延伸方向排列的一个第一银背极(6)和至少一个第二银背极(5)，所述第一银背极(6)靠近所述铝主栅单元的一侧端部，所述第二银背极(5)的长度小于所述第一银背极(6)的长度。

6.根据权利要求4所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，所述第一铝栅线(3)的镂空区域的宽度为0.55～0.65mm。

7.根据权利要求4所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，所述第二铝栅线(4)的镂空区域的宽度从远离所述铝主栅单元的端部到所述铝主栅单元的端部由0.55～0.65mm渐变为1.1～1.3mm。

8.根据权利要求5所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，所述第一银背极(6)的长度为5～6mm，宽度为1.5～2mm；所述第二银背极(5)的长度为6.5～7.5mm，宽度为1.5～2mm。

9.根据权利要求5所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，所述银背极长度方向的两端为圆弧，圆弧半径为0.8～1.0mm。

10.根据权利要求1所述的太阳能电池背面结构，其特征在于，所述铝主栅(2)最窄处为1.5～1.7mm，最宽处为3.4～3.6mm。

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