CN217062115U - 一种激光开槽结构的电池基片、双面perc太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，所述电池基片包括激光副栅部、主栅镂空部和背电极镂空部；所述主栅镂空部与所述背电极镂空部为串联连接；串联连接的所述主栅镂空部与所述背电极镂空部垂直排列在所述激光副栅部之间；所述激光副栅部具有虚实比部分，所述虚实比部分即为所述激光开槽结构，所述激光开槽结构设置在所述电池基片的背板，所述激光开槽结构为多个横向陈列分布的激光凹槽。本实用新型结构的电池基片可提高转换效率和开路电压、填充因子，光电性能提升。

Description

一种激光开槽结构的电池基片、双面PERC太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种激光开槽结构的电池基片以及双面PERC太阳能电池。

背景技术

双面PERC太阳能电池是目前市场上较为主流的高效电池，相较全背场PERC电池，其主要特点是可以有效降低局域接触空洞，改善铝背场均匀性从而提高开压，可以增加光照面积从而有利于收集更多的光生电流，提高效率，具有来那更好局域填充效果及厚度适合的铝背场，从而减少体电阻率。

在双面PERC电池的制备过程中，背面钝化，栅线位置激光局部开槽是市场上的主流操作方法；常规的工艺是根据栅线宽度开槽，连续的激光线将背面整个贯穿。这一工艺方法，虽然在线栅线位置实现近100％的填充率，但同时在主栅下依然存在很多的空洞，从而影响BSF层的厚度和Al/Si的接触，反而因为破坏的主栅位置的钝化层，增加了复合。

双面较单面电池的优势在于，在铝线部分Si的扩散被铝线的宽度所局限，从而大大降低的硅的扩散力，减少空洞的存在，提供了将近100％的填充率，而主栅区类似于全铝覆盖，硅扩散区很宽，大量的硅扩散造成了空洞问题。同时在背电极区域，因为背电极不需要直接和Si接触，因此背电极下面的激光开槽破坏了钝化层，增加了复合的同时，电池表面损伤降低了背面的机械载荷，最终导致电池片的转换效率下降。

实用新型内容

为了解决现有背电极激光开槽所导致的电池片效率下降的技术问题，本实用新型提供一种激光开槽结构的电池基片以及双面PERC太阳能电池。本实用新型能够提高电池片的转换效率。

为了达到以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种激光开槽结构的电池基片，所述电池基片包括激光副栅部、主栅镂空部和背电极镂空部；所述主栅镂空部与所述背电极镂空部为串联连接；串联连接的所述主栅镂空部与所述背电极镂空部垂直排列在所述激光副栅部之间；

所述激光副栅部具有虚实比部分，所述虚实比部分即为所述激光开槽结构，所述激光开槽结构设置在所述电池基片的背板，所述激光开槽结构为多个横向陈列分布的激光凹槽。

进一步地，所述主栅镂空部与所述背电极镂空部不具有激光开槽结构。

进一步地，所述虚实比部分的激光凹槽等间距分布，所述虚实比部分的激光凹槽的长度与相邻激光凹槽的间距的比例为0.1:1-1:0.1。

再进一步地，所述虚实比部分的激光凹槽的位置对应相邻横行激光凹槽的间距位置；所述虚实比部分的激光凹槽位置对应相邻横行激光凹槽间距中心位置。

进一步地，所述激光开槽结构的各横行间的纵向间距相等，所述纵向间距为0.8-1.2mm。

进一步地，所述主栅镂空部长20-26mm、宽1-1.5mm；所述背电极镂空部长8-9mm、宽2-4mm。

进一步地，串联连接的所述主栅镂空部与所述背电极镂空部为多列平行设置在所述电池基片上。

更进一步地，每列串联连接的所述主栅镂空部与所述背电极镂空部的间距为15-20mm。

本实用新型另一方面提供一种双面PERC太阳能电池，所述太阳能电池包括上述激光开槽结构的电池基片。

有益技术效果：本实用新型成本低、兼容性和针对性强、开发空间大，在不影响产线正常生产的前提下，不增加设备成本，在正常生产的过程中，通过激光工艺调整，在背电极和背面主栅的位置分别形成背电极镂空部和主栅镂空部，打开了副栅的可调整空间，同时进一步降低了工艺的CT时间。本实用新型的电池基片结构可进一步降低电池表面的钝化损伤，优化了硅片表面的缺陷密度，获得更低的表面复合速率，提高短波响应，从而优化光电性能，提高电池片转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例1的激光开槽结构的电池基片的结构示意图。

图2为本发明实施例1电池基片的激光副栅部的激光开槽结构，其中奇、偶标识只是为了清楚的描述激光开槽结构。

其中，1-激光副栅部、2-主栅镂空部、3-背电极镂空部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例1

一种激光开槽结构的电池基片，其结构示意图如图1所示，所述电池基片包括激光副栅部1、主栅镂空部2和背电极镂空部3；每个所述主栅镂空部2与每个所述背电极镂空部3为串联连接(连通且间隔排布)；串联连接的所述主栅镂空部2与所述背电极镂空部3垂直排列在所述激光副栅部1之间；串联连接的所述主栅镂空部2与所述背电极镂空部3为多列平行设置；

所述激光副栅部1具有虚实比部分，所述虚实比部分如图2所示，所述虚实比部分即为所述激光开槽结构，所述激光开槽结构设置在所述电池基片的背板，所述激光开槽结构为多个横向陈列分布的激光凹槽；

其中，所述主栅镂空部2与所述背电极镂空部3不具有激光开槽结构；

其中，所述虚实比部分的激光凹槽等间距分布，所述虚实比部分的激光凹槽的长度与相邻激光凹槽的间距的比例为0.48:0.72；所述虚实比部分的激光凹槽的位置对应相邻横行的激光凹槽的间距位置；所述虚实比部分的激光凹槽位置对应相邻横行激光凹槽间距中心位置；所述激光开槽结构的各横行间的纵向间距相等，所述纵向间距为1.135mm；

其中，所述主栅镂空部2的长20-26mm、宽1-1.5mm；所述背电极镂空部3的长8.1mm、宽2.9mm；每列串联连接的所述主栅镂空部2与所述背电极镂空部3的间距为17.3mm。

上述激光开槽结构的电池基片的制备方法，包括如下步骤：对背面副栅线位置加工的同时，在背电极和背面主栅位置做跳空处理：

(1)对背面副栅线进行80％功率激光处理，采用单根SE激光线对背面副栅线进行激光处理，激光线采用断续且虚实相间的，虚实比为1.0:(0.1-1.0)；

激光SE处理的激光光斑的形状呈圆形，激光光斑的半径范围为12μm-15μm，激光功率的范围为16w-20w；

在对背面副栅线进行激光处理的步骤中，激光雕刻速度的范围为24000mm/s-60000mm/s，激光器的开率范围为80％-100％，激光频率的范围为1400kHz-2000kHz；奇偶线交错排列，偶数行的激光位置(形成凹槽)对应奇数行的跳空位置(形成间距)排列(即所述虚实比部分的激光凹槽的位置对应相邻横行的激光凹槽的间距位置)；最后形成具有激光开槽结构即虚实比部分的激光副栅部1；

(2)激光加工的同时在背电极和背面主栅位置做跳空处理(即不打激光，即不开槽)分别形成长8-9mm、宽2-4mm的背电极镂空部3以及长20-26mm、宽1-1.5mm的主栅镂空部2，背电极镂空部分3和主栅镂空部2串联连接，每列串联连接的所述主栅镂空部2与所述背电极镂空部3的间距为15-20mm。

本实施例的激光开槽结构的电池基片性能相较于常规电池基片(不具有主栅镂空部2，其他结构与实施例1相同)，本实用新型结构具有主栅镂空部后的电池基片其转换效率(Eta)能够提高0.038％、开路电压(Voc)可提高1.3mV、填充因子(FF)可提高0.052％。

本实用新型对栅线位置采用在线正常激光开槽加工的同时，在背电极和背面主栅位置做镂空处理形成了背电极镂空部3和主栅镂空部2，本实用新型在增加了主栅镂空部2后，不仅在细栅线位置形成了良好的填充率和BSF层，保证了良好的接触，同时也增加了机械载荷，降低了背电极和主栅位置复合，能够提高转换效率Eta及开路电压Voc、填充因子FF，为后续的提效工作打开了空间。

以上，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，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，所述电池基片包括激光副栅部(1)、主栅镂空部(2)和背电极镂空部(3)；所述主栅镂空部(2)与所述背电极镂空部(3)为串联连接；串联连接的所述主栅镂空部(2)与所述背电极镂空部(3)垂直排列在所述激光副栅部(1)之间；

所述激光副栅部(1)具有虚实比部分，所述虚实比部分即为所述激光开槽结构，所述激光开槽结构设置在所述电池基片的背板，所述激光开槽结构为多个横向陈列分布的激光凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，所述主栅镂空部(2)与所述背电极镂空部(3)不具有激光开槽结构。

3.根据权利要求1所述的一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，所述虚实比部分的激光凹槽等间距分布，所述虚实比部分的激光凹槽的长度与相邻激光凹槽的间距的比例为0.1:1-1:0.1。

4.根据权利要求3所述的一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，所述虚实比部分的激光凹槽的位置对应相邻横行激光凹槽的间距位置。

5.根据权利要求1所述的一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，所述激光开槽结构的各横行间的纵向间距相等，所述纵向间距为0.8-1.2mm。

6.根据权利要求1所述的一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，所述主栅镂空部(2)长20-26mm、宽1-1.5mm；所述背电极镂空部(3)长8-9mm、宽2-4mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，串联连接的所述主栅镂空部(2)与所述背电极镂空部(3)为多列平行设置在所述电池基片上。

8.根据权利要求7所述的一种激光开槽结构的电池基片，其特征在于，每列串联连接的所述主栅镂空部(2)与所述背电极镂空部(3)的间距为15-20mm。

9.一种双面PERC太阳能电池，其特征在于，所述双面PERC太阳能电池具有如权利要求1-8任一项所述的激光开槽结构的电池基片。

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