CN217387172U - 一种硅片及太阳能电池片 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种硅片及太阳能电池片，涉及光伏技术领域。硅片的背面具有用于进行激光开槽的开槽区域和不进行激光开槽的多个镂空区域，每个镂空区域中具有用于设置背电极的背电极区域，硅片还包括环形区域，每个镂空区域包括依次延伸的第一段、中间段和第二段，第一段和第二段的宽度均比中间段的宽度短，中间段的宽度大于背电极区域的宽度，第一段和第二段的边缘分别和环形区域的内侧边重合，或相较于内侧边向外延伸使环形区域部分在镂空区域外。本申请的硅片通过重新设计镂空区域，使得设置栅线的环形区域的至少部分位于镂空区域外，从而能够对此部分进行激光开槽，击穿此区域钝化层，引出光生电流，提升电流与填充银子，提升了转换效率。

Description

一种硅片及太阳能电池片

技术领域

本申请涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种硅片及太阳能电池片。

背景技术

光伏太阳能硅片是太阳能发电系统中的核心部分。光伏太阳能硅片的作用是将太阳能转化为电能，电能被送往蓄电池中存储起来，或直接用于推动负载工作。光伏太阳能硅片的转换效率直接决定整个太阳能发电系统的光电转换效率。

光伏太阳能硅片已从BSL工艺路线升级为PERC路线，其中最关键的环节为背面钝化层的生长和开槽激光。采用钝化层进行钝化，背面钝化层更好的降低硅片的背表面复合速率，使得硅片的少子寿命达到最大化。目前钝化工艺制备的钝化层无法导电，因此需要激光在钝化层上开槽以引出电流，实现硅片和背面铝浆的接触。

为提高太阳能硅片机械载荷，现有激光开槽图案均在背电极处做镂空处理。为避免背面银浆和激光开槽图形接触，产生机械载荷风险，镂空区域会比背电极区域边缘外扩0.1～0.8mm。目前通用的镂空区域图形为贯穿或非贯穿的矩形。对于非矩形背电极图案，采用矩形镂空，会导致角部未开槽，无法顺利收集此区域光生电流，影响太阳能硅片转换效率。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种硅片及太阳能电池片，其能够改善矩形镂空的角部的电流无法收集的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种硅片，其背面具有用于进行激光开槽的开槽区域和不进行激光开槽的多个镂空区域，每个镂空区域中具有用于设置背电极的背电极区域，且硅片还包括用于设置栅线且环绕背电极区域设置的环形区域，每个镂空区域包括依次延伸的第一段、中间段和第二段，第一段和第二段的宽度均比中间段的宽度短，中间段的宽度大于背电极区域的宽度，第一段和第二段的边缘分别和环形区域的内侧边重合，或相较于内侧边向外延伸使环形区域的两端至少10％宽度的部分在镂空区域外。

在上述实现过程中，本申请的硅片通过重新设计镂空区域，使得设置栅线的环形区域的至少部分位于镂空区域外，从而能够对此部分进行激光开槽，击穿此区域钝化层，引出光生电流，提升电流与填充银子，提升了转换效率。同时精准贴合背电极的设计，使激光图形湿重与背电极保持一定距离，未影响到太阳能硅片可靠性。

在一种可能的实施方案中，第一段和第二段的边缘相较于环形区域的内侧边向外延伸0～0.4mm。

在上述实现过程中，环形区域的宽度大于0.4mm，当第一段和第二段的边缘相较于环形区域的内侧边向外延伸0～0.4mm时，还有部分环形区域位于镂空区域外侧，能够进行激光开槽，击穿此区域钝化层，引出光生电流。

在一种可能的实施方案中，中间段的宽度比背电极区域的宽度大0.2～2mm。

在上述实现过程中，中间段的宽度比背电极区域的宽度大0.2～2mm，能够使激光图形湿重与背电极保持一定距离，不会影响到太阳能硅片可靠性。

在一种可能的实施方案中，环形区域为矩形，镂空区域为十字形。

在上述实现过程中，对于环形区域为矩形的硅片，镂空区域为十字形，有利于提高激光开槽的面积，提升转换效率。

在一种可能的实施方案中，背电极区域包括背电极主体区域，背电极主体区域的两侧包括多个沿主栅延伸方向间隔排列的凸起，中间段的边缘到凸起的距离为0.1～1mm。

在上述实现过程中，中间段的边缘到凸起的距离为0.1～1mm，有利于使激光图形湿重与背电极保持一定距离，不会影响到太阳能硅片可靠性。

在一种可能的实施方案中，位于硅片中部的镂空区域的面积比位于硅片边缘的镂空区域的面积小。

在上述实现过程中，位于硅片中部的背电极的面积比位于硅片边缘的背电极的面积小，镂空区域需要和每个背电极的面积对应。

在一种可能的实施方案中，环形区域包括中间的矩形以及两端的半圆形，中间段至少部分为矩形，第一段和第二段至少部分为扇形。

在上述实现过程中，对于环形区域为矩形以及两端的半圆形的硅片，镂空区域的第一段和第二段至少部分为扇形，有利于提高激光开槽的面积，提升转换效率。

在一种可能的实施方案中，背电极区域包括背电极主体区域和设置于背电极主体区域两端的背电极端部区域，背电极主体区域的两侧包括多个沿主栅延伸方向间隔排列的凸起，中间段包括第一中间段、第二中间段和第三中间段，第二中间段和背电极主体区域对应，第一中间段和第三中间段分别与两个背电极端部区域对应，第二中间段的边缘到凸起的距离为0.1～1mm，第一中间段的边缘、第三中间段的边缘到背电极端部区域的距离分别为0.1～1mm。

在上述实现过程中，第二中间段的边缘到凸起的距离为0.1～1mm，第一中间段的边缘、第三中间段的边缘到背电极端部区域的距离分别为0.1～1mm，有利于使激光图形湿重与背电极保持一定距离，不会影响到太阳能硅片可靠性。

在一种可能的实施方案中，第二中间段的边缘为直线段，第一中间段的边缘和第三中间段的边缘为曲线段。

第二方面，本申请实施例提供一种太阳能电池片，其包括上述的硅片，开槽区域设置有主栅和副栅，环形区域设置有主栅，背电极区域设置有背电极。

在上述实现过程中，本申请的太阳能电池片具有较高的光电转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为目前的硅片的开槽激光图形的整体图；

图2为目前的一种硅片的开槽激光图形的局部图；

图3为目前的一种硅片的开槽激光图形的示意图；

图4为本申请实施例的一种硅片的开槽激光图形的整体图；

图5为本申请实施例的一种硅片的开槽激光图形的局部图；

图6为本申请实施例的一种硅片的开槽激光图形的示意图；

图7为本申请实施例的另一种硅片上的栅线的设计整体图；

图8为本申请实施例的另一种硅片的开槽激光图形的计示意图；

图9为目前的另一种硅片的开槽激光图形的示意图；

图10为本申请实施例的一种硅片上的栅线的设计整体图。

图标：10-硅片；100-镂空区域；110-第一段；120-中间段；121-第一中间段；122-第二中间段；123-第三中间段；130-第二段；200-开槽区域；300-环形区域；400-背电极区域；410-背电极主体区域；420-背电极端部区域。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1～3，硅片10的背面具有用于进行激光开槽的开槽区域200和不进行激光开槽的多个镂空区域100，每个镂空区域100中心具有设置背电极的背电极区域400，且硅片10还包括用于设置栅线且环绕背电极区域400设置的环形区域300。

在本申请的设计示意图中，为了区分开背电极区域400、环形区域300和镂空区域100，背电极区域400、环形区域300和镂空区域100均采用不同的线条。其中，镂空区域100的边线由实线绘制，环形区域300的边线由虚线绘制，背电极区域400的边线由长短线绘制。

请参阅图3，目前的硅片10在开槽激光图形设计时，镂空区域100均为矩形，背电极区域400设置于镂空区域100内，且大部分环形区域300均在镂空区域100内，进行激光开槽，无法收集此区域光生电流，只有环形区域300的两端很少的区域不在镂空区域100内。此种设计方式由于矩形角部被镂空，未进行开槽，会损失掉矩形角部的电流。

请参阅图4～6，本申请实施例提供一种硅片10，硅片10上的每个镂空区域100为异形，每个镂空区域100包括依次延伸的第一段110、中间段120和第二段130。

中间段120对应背电极区域400，且中间段120的宽度大于背电极区域400的宽度，使激光图形湿重与背电极保持一定距离，未影响到太阳能硅片10可靠性。

第一段110和第二段130的宽度均比中间段120的宽度短，相当于矩形镂空区域100的角部不再镂空，可以进行激光开槽，而矩形镂空区域100的角部常常是设置主栅的环形区域300，从而能够引出此部分的光生电流。

第一段110和第二段130的边缘分别和环形区域300的内侧边重合，或相较于内侧边向外延伸使环形区域300的两端至少10％宽度的部分在镂空区域100外。

且当环形区域300是对称图形时，第一段110和第二段130对称设置。

可选地，第一段110和第二段130的边缘相较于环形区域300的内侧边向外延伸0～0.4mm。

当第一段110和第二段130的边缘相较于环形区域300的内侧边向外延伸0mm时，第一段110和第二段130的边缘分别和环形区域300的内侧边重合，此时环形区域300的两端基本全部在镂空区域100的外侧，可以进行激光开槽，转换效率最高。

当第一段110和第二段130的边缘相较于环形区域300的内侧边向外延伸0.4mm以内时，环形区域300的宽度大于0.4mm，还有部分环形区域300位于镂空区域100外侧，能够进行激光开槽。

在如图4～6所示的实施例中，第一段110和第二段130的边缘相较于环形区域300的内侧边向外延伸0.05mm。在本申请的其他一些实施例中，第一段110和第二段130的边缘相较于环形区域300的内侧边向外延伸0mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm或0.4mm。

可选地，中间段120的宽度比背电极区域400的宽度大0.2～2mm，且中间段120两侧到背电极区域400的边线的距离相等。

在如图4～6所示的实施例中，中间段120的宽度比背电极区域400的宽度大0.8mm，单侧距离为0.4mm。在本申请的其他一些实施例中，中间段120的宽度比背电极区域400的宽度大0.2mm、0.4mm、0.6mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm或2mm，单侧距离分别为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm。

请参阅图7，对于环形区域300为矩形的硅片10，可以看出，位于硅片10中部的环形区域300的面积比位于硅片10边缘的环形区域300的面积小，即位于硅片10中部的背电极的面积比位于硅片10边缘的背电极的面积小。在设计镂空区域100时，位于硅片10中部的镂空区域100的面积比位于硅片10边缘的镂空区域100的面积小。

请参阅图8，对于环形区域300为矩形的硅片10，镂空区域100为十字形。

其中，第一段110、中间段120和第二段130均为矩形，且第一段110和第二段130对称设置。

中间段120对应背电极区域400，第一段110和第二段130分别对应环形区域300凸出于背电极区域400的部分。

背电极区域400包括背电极主体区域410，背电极主体区域410的两侧包括多个沿主栅延伸方向间隔排列的凸起，背电极主体区域410整体为矩形，中间段120的边缘到凸起的距离为0.1～1mm，有利于使激光图形湿重与背电极保持一定距离，不会影响到太阳能硅片10可靠性。

第一段110和第二段130的宽度基本等于环形区域300的两个内长边之间的距离，而中间段120的宽度大于环形区域300的两个外长边之间的距离。

对比图8和图9可知，本申请的硅片10的环形区域300有更多的面积在镂空区域100外，有利于提高激光开槽的面积，提升转换效率。

请参阅图10，对于环形区域300包括中间的矩形以及两端的半圆形的硅片10，可以看出，位于硅片10中部的环形区域300的面积和位于硅片10边缘的环形区域300的面积相等，即位于硅片10中部的背电极的面积和位于硅片10边缘的背电极的面积相等。在设计镂空区域100时，位于硅片10中部的镂空区域100的面积和位于硅片10边缘的镂空区域100的面积相等。

请继续参阅图6，对于环形区域300包括中间的矩形以及两端的半圆形的硅片10，镂空区域100的中间段120至少部分为矩形，第一段110和第二段130至少部分为扇形，且第一段110和第二段130对称设置。

中间段120对应背电极区域400，第一段110和第二段130分别对应环形区域300凸出于背电极区域400的部分。

背电极区域400包括背电极主体区域410和设置于背电极主体区域410两端的背电极端部区域420，背电极主体区域410的两侧包括多个沿主栅延伸方向间隔排列的凸起，背电极端部区域420的两侧无凸起，背电极主体区域410整体为矩形，背电极端部区域420整体为扇形或扇形、矩形的组合形状。

镂空区域100的中间段120包括第一中间段121、第二中间段122和第三中间段123。其中，第二中间段122和背电极主体区域410对应，第一中间段121和第三中间段123分别与两个背电极端部区域420对应，第二中间段122的边缘到凸起的距离为0.1～1mm，第一中间段121的边缘、第三中间段123的边缘到背电极端部区域420的距离分别为0.1～1mm，有利于使激光图形湿重与背电极保持一定距离，不会影响到太阳能硅片10可靠性。

由于背电极主体区域410整体为矩形，第二中间段122为矩形，第二中间段122的边缘为直线段；背电极端部区域420整体为扇形或扇形、矩形的组合形状，第一中间段121和第三中间段123的边缘为曲线段。

可选地，第一中间段121和第三中间段123对称设置。

第一段110和第二段130的宽度基本等于环形区域300的两个内长边之间的距离，而第二中间段122的宽度大于环形区域300的两个外长边之间的距离，第一中间段121和第三中间段123的宽度均大于环形区域300的两个内长边之间的距离且小于大于环形区域300的两个外长边之间的距离。

对比图3和图6可知，本申请的硅片10的环形区域300有更多的面积在镂空区域100外，有利于提高激光开槽的面积，提升转换效率。

本申请还提供一种太阳能电池片，其包括上述的硅片10，开槽区域200设置有主栅和副栅，环形区域300设置有主栅，背电极区域400设置有背电极。

本申请的太阳能电池片具有较高的光电转换效率、Isc和FF，相较于矩形的镂空区域100，光电转换效率可提高至少0.01％。

可选地，相较于矩形的镂空区域100，光电转换效率可提高0.01～0.05％。

综上所述，本申请实施例的一种硅片10，通过重新设计镂空区域100，其能够完全适应背电极，在所有带有栅线并且在背电极一定范围之外的区域进行激光开槽，使得设置栅线的环形区域300的至少部分位于镂空区域100外，从而能够对此部分进行激光开槽，精准的将当下通用的激光开槽图形未开槽的区域打上激光，击穿此区域钝化层，引出光生电流，提升电流与填充银子，提升了转换效率。同时精准贴合背电极的设计，使激光图形湿重与背电极保持一定距离，未影响到太阳能硅片10可靠性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅片，所述硅片的背面具有用于进行激光开槽的开槽区域和不进行激光开槽的多个镂空区域，每个所述镂空区域中具有用于设置背电极的背电极区域，且所述硅片还包括用于设置栅线且环绕所述背电极区域设置的环形区域，其特征在于，每个镂空区域包括依次延伸的第一段、中间段和第二段，所述第一段和所述第二段的宽度均比所述中间段的宽度短，所述中间段的宽度大于所述背电极区域的宽度，所述第一段和所述第二段的边缘分别和所述环形区域的内侧边重合，或相较于所述内侧边向外延伸使所述环形区域的两端至少10％宽度的部分在所述镂空区域外。

2.根据权利要求1所述的硅片，其特征在于，所述第一段和所述第二段的边缘相较于所述环形区域的内侧边向外延伸0～0.4mm。

3.根据权利要求1所述的硅片，其特征在于，所述中间段的宽度比所述背电极区域的宽度大0.2～2mm。

4.根据权利要求1所述的硅片，其特征在于，所述环形区域为矩形，所述镂空区域为十字形。

5.根据权利要求4所述的硅片，其特征在于，所述背电极区域包括背电极主体区域，所述背电极主体区域的两侧包括多个沿主栅延伸方向间隔排列的凸起，所述中间段的边缘到所述凸起的距离为0.1～1mm。

6.根据权利要求4所述的硅片，其特征在于，位于所述硅片中部的所述镂空区域的面积比位于所述硅片边缘的所述镂空区域的面积小。

7.根据权利要求1所述的硅片，其特征在于，所述环形区域包括中间的矩形以及两端的半圆形，所述中间段至少部分为矩形，所述第一段和所述第二段至少部分为扇形。

8.根据权利要求7所述的硅片，其特征在于，所述背电极区域包括背电极主体区域和设置于所述背电极主体区域两端的背电极端部区域，所述背电极主体区域的两侧包括多个沿主栅延伸方向间隔排列的凸起，所述中间段包括第一中间段、第二中间段和第三中间段，所述第二中间段和所述背电极主体区域对应，所述第一中间段和所述第三中间段分别与两个所述背电极端部区域对应，所述第二中间段的边缘到所述凸起的距离为0.1～1mm，所述第一中间段的边缘、所述第三中间段的边缘到所述背电极端部区域的距离分别为0.1～1mm。

9.根据权利要求8所述的硅片，其特征在于，所述第二中间段的边缘为直线段，所述第一中间段的边缘和所述第三中间段的边缘为曲线段。

10.一种太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片包括权利要求1～9任一项所述的硅片，所述开槽区域设置有主栅和副栅，所述环形区域设置有主栅，所述背电极区域设置有背电极。

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