CN220065714U - 背接触太阳能电池及光伏组件 - Google Patents

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CN220065714U CN202321046039.8U CN202321046039U CN220065714U CN 220065714 U CN220065714 U CN 220065714U CN 202321046039 U CN202321046039 U CN 202321046039U CN 220065714 U CN220065714 U CN 220065714U
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杨洁
张昕宇
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Abstract

本申请实施例涉及一种背接触太阳能电池及光伏组件,背接触太阳能电池包括:基底,间隔排布的多个主栅及多个副栅,正极主栅与负极主栅沿第一方向交替排布,正极副栅与负极副栅沿第二方向交替排布,邻近的两个正极副栅的间隔为0.5mm至1.2mm,相邻的正极副栅与负极副栅的间隔为0.2mm至0.8mm,多个主栅包括在沿第一方向上邻近背表面边缘的第一主栅线;第一焊盘,第一焊盘位于第一主栅线远离背表面边缘的一侧;电连接线,电连接线位于基底背表面上,电连接线的两端分别与第一主栅线和第一焊盘连接,电连接线的宽度为0.03mm至0.3mm。至少有利于降低背接触太阳能电池的电池边缘损失,提高光电转换效率。

Description

背接触太阳能电池及光伏组件
技术领域
本申请实施例涉及太阳能电池技术领域,特别涉及一种背接触太阳能电池及光伏组件。
背景技术
太阳能电池具有较好的光电转换能力,因此,太阳能电池属于清洁能源的发展重心,为了保证太阳能电池的光电转换效率,对太阳能电池的研发不断在进行。全背接触太阳能电池由于正负金属电极均设置在电池背面,电池正面无栅线遮挡,可消除金属电极的遮光电流损失,实现入射光子的最大利用化,具有良好的前景。
然而,当前的设计方案中的全背接触太阳能电池要么存在光电转换效率较低的问题,要么存在应用过程中的焊接效果较差的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种背接触太阳能电池及光伏组件,至少有利于在降低电池边缘损失的同时,保证电池应用过程中的焊接效果。
本申请实施例提供一种背接触太阳能电池,包括:基底,在所述基底背表面上沿第一方向间隔排布的多个主栅及沿第二方向间隔排布的多个副栅,所述多个主栅包括多个正极主栅及多个负极主栅,所述正极主栅与所述负极主栅沿所述第一方向交替排布,所述多个副栅包括多个正极副栅及多个负极副栅,所述正极副栅与所述负极副栅沿所述第二方向交替排布,在沿所述第二方向上,邻近的两个所述正极副栅之间的间隔为0.5mm至1.2mm,相邻的所述正极副栅与所述负极副栅之间的间隔为0.2mm至0.8mm,所述多个主栅包括沿第二方向延伸,且在沿所述第一方向上邻近所述背表面边缘的第一主栅线;第一焊盘,所述第一焊盘位于所述基底背表面上,且位于所述第一主栅线在所述第一方向上远离所述背表面边缘的一侧;电连接线,所述电连接线位于所述基底背表面上,所述电连接线的两端分别与所述第一主栅线和所述第一焊盘连接,在沿垂直于所述电连接线延伸方向的方向上,所述电连接线的宽度为0.03mm至0.3mm。
在一些实施例中,所述多个副栅包括沿所述第一方向延伸并与所述第一焊盘对应连接,且在沿所述第一方向上,与邻近的所述背表面边缘间的距离小于所述第一焊盘与邻近的所述背表面边缘间的距离的第一副栅;所述背接触太阳能电池还包括:容纳区,所述容纳区位于所述基底背表面上,且为所述第一焊盘、所述第一副栅和所述电连接线围成的半封闭区域;所述多个副栅还包括:第二副栅,所述第二副栅与所述第一副栅相邻,位于所述第一副栅在所述第二方向上远离所述第一焊盘的一侧,所述第二副栅靠近所述第一焊盘的一端弯折进所述容纳区。
在一些实施例中,在所述第一方向上,所述第二副栅位于所述容纳区内的一端与所述第一焊盘的距离为0.05mm至0.4mm。
在一些实施例中,所述第二副栅包括:主段,所述主段与所述第一副栅相邻,位于所述容纳区外;第一弯折段,所述第一弯折段的一端与所述主段靠近所述容纳区的一端连接,沿所述第二方向延伸至所述容纳区内;第二弯折段,所述第二弯折段的一端与所述第一弯折段位于所述容纳区内的一端连接,沿所述第一方向延伸。
在一些实施例中,在沿所述第一方向上,所述第一焊盘与所述第一主栅线的距离为0.3mm至5mm。
在一些实施例中,所述正极副栅和/或所述负极副栅的数量为200至400根。
在一些实施例中,所述背接触太阳能电池还包括:第二主栅线,所述第二主栅线沿所述第二方向延伸,在所述第一方向上与所述第一主栅线相邻;在沿所述第一方向上,所述第一焊盘与所述第二主栅线的距离为7mm至14mm。
在一些实施例中,在沿所述第一方向上,所述第一焊盘的最大长度为0.3mm至3mm;在沿所述第二方向上,所述第一焊盘的最大长度为0.3mm至3mm。
在一些实施例中,所述第一焊盘的形状包括:长方形、正方形、梯形、圆形、椭圆形或三角形。
在一些实施例中,在沿所述第一方向上,所述第一主栅线与邻近的所述背表面边缘之间的距离不大于0.5mm。
在一些实施例中,所述电连接线与所述第一主栅线之间的夹角为85度至90度。
在一些实施例中,所述主栅的数量为12至30个。
相应地,本申请实施例还提供一种光伏组件,包括:电池串,所述电池串由上述任一项所述的背接触太阳能电池连接而成;封装层,所述封装层用于覆盖所述电池串的表面;盖板,所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
在一些实施例中,所述电池串由上述任一项所述的背接触太阳能电池形成的半片电池连接形成。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:
本申请实施例提供的背接触太阳能电池的技术方案中,在背接触太阳能电池的基底背表面上沿第一方向间隔排布多个主栅时,通过将在沿第一方向上与背表面边缘邻近的第一主栅线,设置在尽可能靠近背表面边缘的位置,从而能够尽可能汇集背接触太阳能电池边缘的光生载流子,保证电池的载流子汇集能力,降低电池边缘损失。将与第一主栅线对应的第一焊盘,设置在第一主栅线在第一方向上远离背表面边缘的一侧,使得第一焊盘与背表面边缘之间的距离大于第一主栅线与背表面边缘之间的距离,保证在第一焊盘上进行焊接时的焊接效果和美观程度,避免由于第一焊盘过于接近背表面边缘,导致背接触太阳能电池在使用过程中出现组件端焊接隐裂,以及焊接过程中焊丝偏移导致最终的焊接位置偏移出电池片区域造成外观不良等问题。通过电连接线将第一焊盘与第一主栅线连接,保证通过第一焊盘与背接触太阳能电池焊接后的组件能够获取到第一主栅线上汇集的光生载流子,保证背接触太阳能电池的载流子利用率;邻近的副栅间设置足够的间隔,避免发生绝缘问题的同时,保证电池片表面的栅线密度足够大,提升副栅的载流子汇集能力和电池片的光电转换效率;将电连接线的宽度设置在适当的范围内,避免电连接线过宽影响副栅密度的同时,提高电连接线的载流子传输能力,降低载流子传输损耗。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请一实施例提供的一种背接触太阳能电池的主栅结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的另一种背接触太阳能电池的主栅结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的一种背接触太阳能电池的栅线结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的另一种背接触太阳能电池的栅线结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的一种背接触太阳能电池的局部栅线结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的另一种背接触太阳能电池的局部栅线结构示意图;
图7为本申请另一实施例提供的光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,现有技术要么存在光电转换效率较低的问题,要么存在应用过程中的焊接效果较差的问题。
本申请一实施例提供了一种背接触太阳能电池,在基底背表面上沿第一方向间隔设置多个主栅时,将在沿第一方向上与背表面边缘邻近的第一主栅线,设置在尽可能靠近背表面边缘的位置,从而尽可能汇集的边缘光生载流子,保证载流子汇集能力,降低电池边缘损失。将与第一主栅线对应的第一焊盘,设置在第一主栅线在第一方向上远离背表面边缘的一侧,使得第一焊盘远离背表面边缘,进而保证在第一焊盘上进行焊接时的焊接效果,避免由于第一焊盘过于接近背表面边缘,导致背接触太阳能电池在使用过程中出现组件端焊接隐裂,以及焊接时焊丝偏移导致最终的焊接位置偏移出电池片区域造成外观不良的问题。通过电连接线将第一焊盘与第一主栅线连接,保证与背接触太阳能电池焊接后的组件能够获取到第一主栅线上汇集的边缘光生载流子,保证的载流子利用率;邻近的副栅间设置足够的间隔,避免发生绝缘问题的同时,保证电池片表面的栅线密度足够大,提升副栅的载流子汇集能力和电池片的光电转换效率;将电连接线的宽度设置在适当的范围内,避免电连接线过宽影响副栅密度的同时,提高电连接线的载流子传输能力,降低载流子传输损耗。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
参考图1至图6,图1为背接触太阳能电池中沿主栅排布方向邻近电池片边缘的主栅结构示意图,图2为背接触太阳能电池的主栅结构示意图;图3为背接触太阳能电池的栅线结构示意图;图4为背接触太阳能电池包含弯折进容纳区的栅端的栅线结构示意图;图5为背接触太阳能电池中A区域放大后的局部栅线结构示意图;图6为背接触太阳能电池中A区域放大后的另一种局部栅线结构示意图。其中,X方向为第一方向,Y方向为第二方向。
背接触太阳能电池包括:基底101,在基底101背表面上沿第一方向间隔排布的多个主栅191,及沿第二方向间隔排布的多个副栅192,多个主栅191包括多个正极主栅及多个负极主栅,正极主栅与负极主栅沿第一方向交替排布,多个副栅192包括多个正极副栅及多个负极副栅,正极副栅与负极副栅沿第二方向交替排布,在沿第二方向上,邻近的两个正极副栅之间的间隔为0.5mm至1.2mm,相邻的正极副栅与负极副栅之间的间隔为0.2mm至0.8mm;多个主栅191包括沿第二方向延伸,且在沿第一方向上邻近背表面边缘的第一主栅线102;第一焊盘103,第一焊盘103位于基底101背表面上,且位于第一主栅线102在第一方向上远离背表面边缘的一侧;电连接线104,电连接线104位于基底101背表面上,电连接线104的两端分别与第一主栅线102和第一焊盘103连接,在沿垂直于电连接线104延伸方向的方向上,电连接线104的宽度为0.03mm至0.3mm。
基底101背表面上沿第一方向交替间隔排布的正极主栅与负极主栅中,正极主栅用于汇集背接触太阳能电池产生的正极电流,负极主栅用于汇集背接触太阳能电池产生的负极电流;沿第二方向间隔排布的正极副栅和负极副栅中,正极副栅用于收集背接触太阳能电池产生的正电荷并向正极主栅传输正极电流,负极副栅用于收集背接触太阳能电池产生的负电荷并向负极主栅传输负极电流。
沿第一方向邻近基底101的背表面边缘的主栅191为边缘主栅,将边缘主栅对应的第一主栅线102和第一焊盘103分离设置,将第一主栅线102设置在第一方向上尽可能靠近邻近的背表面边缘的位置,第一主栅线102可以尽可能汇集电池边缘产生的光生载流子,提高光生载流子汇集能力以降低电池边缘损失。将第一焊盘103设置在第一主栅线102在第一方向上远离邻近的背表面边缘的一侧,使得第一焊盘103能够远离邻近的背表面边缘,并与背表面边缘之间存在一定的间隔,便于在第一焊盘103上进行焊接,避免由于第一焊盘103过于靠近邻近的背表面边缘,导致出现组件端焊接隐裂以及焊接位置偏移出电池片区域造成外观不良的问题。
在沿第二方向上,相邻的正极副栅与负极副栅之间的间隔指的是正极副栅和负极副栅相对的两侧之间的间隔。若相邻的正极副栅和负极副栅之间的间隔过小,则具有不同极性的正极副栅和负极副栅之间容易发生绝缘问题,导致背接触太阳能电池发生短路;若相邻的正极副栅和负极副栅之间的间隔过大,则在背接触太阳能电池沿第二方向的宽度相同的情况下,背接触太阳能电池表面能够设置的副栅192的数量大大的降低,进而导致背接触太阳能电池的副栅192对产生的光生载流子的汇集能力下降,背接触太阳能电池的光电转换效率下降。
因此,可以将在沿第二方向上相邻的正极副栅与负极副栅之间的间隔设置在0.2mm至0.8mm的范围内,例如,将在第二方向上相邻的正极副栅与负极副栅之间的间隔设置为0.25mm、0.3mm、0.375mm、0.45mm、0.55mm、0.675mm或者0.775mm等。通过将相邻的正极副栅和负极副栅之间的间隔设置在合适的范围内,保证不同极性的副栅192之间的绝缘性的同时,提高背接触太阳能电池表面的副栅192密度,进而提高副栅192的载流子汇集能力和背接触太阳能电池的光电转换效率。
副栅192的功能不仅在于收集载流子,还需要向主栅191传输载流子,副栅192的载流子传输能力与副栅192自身的电阻相关联。在沿第二方向上,相邻的两个正极副栅之间的间隔指的是两个正极副栅相对的两侧之间的间隔。若邻近的两个正极副栅之间的间隔过小,则交替排布的正极副栅、负极副栅和另一正极副栅之间的间隔很小,为了保证不同极性副栅192之间的绝缘,副栅192自身沿垂直于延伸方向的方向上的宽度就会很小,副栅192的电阻也会随之增大,进而导致副栅192的载流子传输损耗过大。若邻近的两个正极副栅之间的间隔过大,则在背接触太阳能电池沿第二方向的宽度相同的情况下,背接触太阳能电池表面能够设置的副栅192的数量大大的降低,进而导致背接触太阳能电池的副栅192对产生的光生载流子的汇集能力下降,背接触太阳能电池的光电转换效率下降。
因此,可以将在沿第二方向上邻近的两个正极副栅之间的间隔设置在0.5mm至1.2mm的范围内,例如,将在沿第二方向上邻近的两个正极副栅161之间的间隔设置为0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.75mm、0.8mm、0.875mm、0.925mm、1mm或者1.15mm等。通过将邻近的两个正极副栅之间的间隔设置在合适的范围内,保证副栅192具有足够的宽度和载流子传输能力的同时,提高背接触太阳能电池表面的副栅192密度,进而提高副栅192的载流子汇集能力和背接触太阳能电池的光电转换效率。
此外,在沿第二方向上邻近的两个负极副栅之间的间隔也会对副栅192的密度和副栅192的载流子传输能力产生类似的影响,因此,还可以将在沿第二方向上邻近的两个负极副栅之间的间隔也设置在0.5mm至1.2mm的范围内。
电连接线104的宽度指的是电连接线104沿垂直于延伸方向的方向上相对的两侧之间的间隔。电连接线104用于将第一主栅线102与通第一焊盘103连接,使得焊接后的组件能够获取到第一主栅线102上汇集的边缘光生载流子,保证背接触太阳能电池的载流子利用率。
电连接线104的载流子传输能力与电连接线104的材料和沿垂直于延伸方向的方向上的宽度有关。在其他条件一致的情况下,电连接线104沿垂直于延伸方向的方向上的宽度越大,电连接线104的横截面接越大,传输载流子时的电阻越小。在电连接线104的宽度过小的情况下,电连接线104载流子传输能力较差,部分载流子在第一主栅线102上进行累积或者被消耗掉,使得背接触太阳能电池由于电连接线104载流子传输能力不足,传输损耗较大;在电连接线104的宽度过大的情况下,电连接线104覆盖背接触太阳能电池表面的面积过大,容易导致背接触太阳能电池表面的副栅192密度下降,进而导致副栅192的载流子收集能力下降。
因此,在沿垂直于电连接线104延伸方向的方向上,将电连接线104的宽度设置为0.03mm至0.3mm,例如,将电连接线104的宽度设置为0.035mm、0.04mm、0.05mm、0.075mm、0.1mm、0.125mm、0.15mm、0.175mm、0.2mm、0.22mm、0.25mm或者0.275mm等。通过将电连接线104的宽度设置在合适的范围内,保证电连接线104的光生载流子传输能力以及电池的副栅192覆盖面积和光电转换效率,避免由于电连接线104载流子传输能力不足导致的背接触太阳能电池光电转换效率下降问题,以及由于电连接线104宽度过大导致副栅192覆盖面积不足,引起副栅192载流子收集能力下降导致的背接触太阳能电池光电转换效率下降的问题。
另外,电连接线104可以包括但不限于载流子传输能力良好的金属线、石墨烯导线等。金属线的材质可以包括但不限于铜、银、铝以及良导体合金等材料。本申请实施例对电连接线104的具体类型和材质不做限制。
基底101用于接收入射光线并产生光生载流子,在一些实施例中,基底101可以为硅基底,硅基底的材料可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种。在另一些实施例中,基底101的材料还可以为碳化硅、有机材料或多元化合物。多元化合物可以包括但不限于钙钛矿、砷化镓、碲化镉、铜铟硒等材料。
此外,第一方向X与第二方向Y可以互相垂直,也可以存在小于90度的夹角,例如,60度、45度、30度等,第一方向X与第二方向Y不为同一方向即可。本实施例为了便于说明和理解,以第一方向X与第二方向Y互相垂直为例进行说明,在具体的应用中,可以根据实际需要和应用场景,对第一方向X和第二方向Y之间的夹角设置进行调整,本实施例对此不做限制。
在一些实施例中,主栅191的数量为12个至30个。
背接触太阳能电池基底101背表面上设置的主栅191的作用是根据自身的极性,汇集对应极性的电流,主栅191的数量会对电池的电流收集能力和光电转换效率带来影响。在主栅191的数量过小的情况下,相邻的主栅191之间的间隔很大,副栅192将载流子传输到主栅191上的传输距离很大,传输损耗大大提升,容易引起背接触太阳能电池光电转换效率下降的问题。在主栅191的数量过大的情况下,主栅191在背接触太阳能电池表面的覆盖面积大大提升,进而导致副栅192在在背接触太阳能电池表面的覆盖面积降低,使得副栅192收集背接触太阳能电池产生的光生载流子的能力下降,也会导致背接触太阳能电池发生光电转换效率下降的问题。其中,主栅191的数量指的是正极主栅数量和负极主栅数量的数量之和。
因此,可以将背接触太阳能电池基底101上设置的主栅191的数量设置在12个至30个的范围内。例如,可以将主栅191的数量设置为13个、15个、16个、18个、21个、23个、24个、27个或者29个等。通过将主栅191的数量设置在合适的范围内,降低副栅192将载流子传输到主栅191的过程中的传输距离和传输损耗,同时确保副栅192在背接触太阳能电池表面的覆盖面积足够大,提高副栅192的载流子收集能力,从而进一步提高背接触太阳能电池的光电转换效率。
此外,主栅191的数量可以根据基底的尺寸进行设置,例如,在基底101的尺寸大约为180mm×210mm的情况下,可以在基底101背表面上交替设置12根主栅191进行电流的汇集,在基底101的尺寸大约为210mm×240mm的情况下,可以在基底101背表面上交替设置18根主栅191进行电流汇集等。根据基底101的尺寸,设置数量合适的主栅191可以提高电池的电流收集能力和光电转换效率,同时也能够保证不同极性主栅191之间的电气隔离程度。
在一些实施例中,正极副栅和/或负极副栅的数量为200根至400根。
如上所述,副栅192的主要功能在于收集背接触太阳能电池产生的载流子,并将收集到的载流子传输到主栅191上。将正极副栅和负极副栅沿第二方向交替间隔设置,尽可能对不同极性的载流子都具有良好的收集能力,同时还需要保证相邻的正极副栅与负极副栅之间存在足够的间隔,提高不同极性的副栅192之间的绝缘性。
在电池片的规格一致的情况下,背接触太阳能电池背表面上的正极副栅和/或负极副栅的数量过大时,相邻的正极副栅和负极主栅之间的间隔难以保证,导致不同极性的副栅192之间的绝缘性下降,同时,副栅192密度过大的情况下还会导致背接触太阳能电池的制备成本大大增加。背接触太阳能电池背表面上的正极副栅和/或负极副栅的数量过小时,电池片表面的副栅192的覆盖面积和密度过小,副栅192收集背接触太阳能电池产生的载流子的能力下降,进而导致电池片的光电转换效率下降。
因此,可以将背接触太阳能电池背表面上的正极副栅和/或负极副栅的数量设置在200根至400根的范围内,例如,可以将正极副栅和/或负极副栅的数量设置为210根、220根、228根、245根、260根、285根、300根、320根、335根、350根、365根、380根或者400根等。通过将正极副栅和/或负极主栅的数量设置在适当的范围内,确保相邻的正极副栅与负极副栅之间的绝缘程度的同时,避免背接触太阳能电池的制备成大过大,提高副栅192在电池片表面的覆盖面积和密度,进而提升副栅192的载流子收集能力和电池片的光电转换效率。
在一些实施例中,在沿第一方向上,第一主栅线102与邻近的背表面边缘之间的距离不大于0.5mm。当第一主栅线102在沿第一方向上与邻近的背表面边缘的间隔不大于0.5mm,第一主栅线102能够以较高的效率汇集电池边缘的光生载流子,进而尽可能的避免由于光生载流子汇集损失导致的电池边缘损失,保证背接触太阳能电池的光电转换效率。第一主栅线102的功能是汇集电池边缘产生的光生载流子,因此,为了尽可能降低光生载流子的损失,在沿第一方向上,需要将第一主栅线102设置在尽量靠近邻近的背表面边缘的位置。在沿第一方向上,若第一主栅线102与邻近的背表面边缘的距离大于0.5mm,则第一主栅线102进行光生载流子汇集时的载流子损失很大,进而导致电池边缘的光生载流子产生较大的损耗,因此,在进行第一主栅线102设置的时候,需要将第一主栅线102在沿第一方向上与邻近的背表面边缘之间的距离大小控制在不大于0.5mm的范围内。例如、在沿第一方向上,将第一主栅线102与邻近的背表面边缘的距离设置为0.4mm、0.2mm、0.1mm或者0.05mm。
在一些实施例中,在沿第一方向上,第一主栅线102与邻近的背表面边缘之间的距离为0.05mm至0.5mm。通过将第一主栅线102在沿第一方向上,与邻近的背表面边缘之间的距离设置在上述范围,便于进行第一主栅线102的设置和制作,降低第一主栅线102设置的实现难度和成本,同时也可以提高第一主栅线102在使用过程中的安全性,避免第一主栅线102在电池边缘发生碰撞时受损导致电池边缘损失上升。在沿第一方向上,第一主栅线102越靠近邻近的背表面边缘,第一主栅线102对光生载流子的汇集能力就越强,因此,将第一主栅线102设置在尽可能靠近邻近的背表面边缘的位置,能够最大程度上的降低由于电池边缘光生载流子汇集损失导致的电池边缘损失。但是,由于第一主栅线102本身存在一定的宽度,所以要将第一主栅线102恰好设置在背表面边缘这一操作的实现难度和成本较高。并且直接将第一主栅线102设置在邻近的背表面边缘后,在电池边缘由于碰撞等原因损伤甚至损毁的情况下,极容易导致第一主栅线102损毁或者断裂,进而降低第一主栅线102对电池边缘的光生载流子的汇集能力,导致电池边缘损失上升。因此,不仅需要保证第一主栅线102在沿第一方向上与邻近的背表面边缘之间的距离不能大于0.5mm,同时,还需要保证第一主栅线102在沿第一方向上与邻近的背表面边缘之间的距离不小于0.05mm。例如,在沿第一方向上,将第一主栅线102设置在与邻近的背表面边缘间隔0.05mm、0.08mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.35mm或者0.45mm等距离的位置。
在一些实施例中,在沿第一方向上,第一焊盘103与第一主栅线102的距离为0.3mm至5mm。通过将第一焊盘103设置在沿第一方向上远离邻近的背表面边缘一定距离的位置,保证了在第一焊盘103上进行焊接时的焊接效果和美观程度,避免由于第一焊盘103在第一方向上与邻近的背表面边缘间距过小,导致背接触太阳能电池使用过程中的组件端焊接隐裂问题,以及由于焊丝偏移导致最终的焊接位置落在电池片区域外引起的外观不良问题。第一焊盘103的作用是作为焊接点,将背接触太阳能电池与外部组件通过焊接的方式连接在一起。在背接触太阳能电池使用过程中,在第一焊盘103上进行外部组件与背接触太阳能电池的焊接时,如果第一焊盘103在第一方向上过于靠近邻近的背表面边缘,则焊接过程中容易出现焊接效果不佳和焊接点外观不佳等问题。因此,为了避免焊接效果和焊接点外观问题,在设置第一焊盘103的时候,将第一焊盘103设置在第一主栅线102在沿第一方向上远离邻近的背表面边缘的一侧,并与第一主栅线102间隔0.3mm至5mm,例如,第一焊盘103与第一主栅线102之间间隔0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm或者4.5mm等。
在一些实施例中,背接触太阳能电池还包括:第二主栅线105,第二主栅线105沿第二方向延伸,在第一方向上与第一主栅线102相邻;在沿第一方向上,第一焊盘103与第二主栅线105的距离为7mm至14mm。
第二主栅线105在第一方向上与第一主栅线102相邻,且沿第二方向延伸。背接触太阳能电池的主栅191全部设置在基底101背表面上,并且沿第一方向按照主栅191的极性进行交替设置,因此,沿第一方向上相邻的两个主栅线对应的主栅191为极性相反的主栅191,即,一个是正极主栅,一个是负极主栅。因此,还需要考虑第一焊盘103与和第一主栅线102相邻的第二主栅线105之间的位置关系,将第一焊盘103设置在第二主栅线105沿第一方向上靠近邻近的背表面边缘的一侧,并且将第一焊盘103与第二主栅线105在第一方向上的间隔设置为7mm至14mm,例如,7.5mm、8.5mm、9mm、10mm、11mm、12.5mm或者13mm等。
可以理解的是,在第一焊盘103与第二主栅线105在第一方向上的间隔小于7mm的情况下,第一焊盘103容易导致两种不同极性的主栅线之间的电气隔离程度下降,不同主栅线在工作过程中容易受到具有不同极性的主栅191带来的电气干扰。并且在第一焊盘103与第二主栅线105在第一方向上的间隔过小的情况下,在第一焊盘103上进行焊接时,焊接浆料可能溢出至第二主栅线105上,从而将第一焊盘103与第二主栅线105连接,进而将不同极性的第一主栅线102和第二主栅线105直接连接起来导致短路。在第一焊盘103与第二主栅线105在第一方向上的间隔大于14mm的情况下,则会导致第二主栅线105所在位置在沿第一方向上与邻近的背表面边缘的距离过大,第二主栅线105之间在第一方向上的间隔过小,导致基底背表面上可以设置的主栅191的数量下降,降低了主栅191的载流子汇集能力,导致背接触太阳能电池的光电转换效率下降。
因此,沿第一方向上,将第一焊盘103与第二主栅线105的距离设置为7mm至14mm,可以提高第一主栅线102与第二主栅线105之间的电气隔离程度,避免第一焊盘103与第二主栅线105在第一方向上距离过小时,导致不同极性的主栅191之间产生电气干扰,以及在第一焊盘103上进行焊接时,容易发生不同极性的主栅191直接连接导致的短路问题,并且还可以避免由于第一焊盘103与第二主栅线105在第一方向上距离过大时,基底背表面上可以设置的主栅191总数量下降导致的背接触太阳能电池的光电转换效率下降问题。
在一些实施例中,第一焊盘103的形状包括:长方形、正方形、梯形、圆形、椭圆形或三角形。第一焊盘103的形状对背接触太阳能电池使用过程中的焊接效果存在影响,因此,可以根据需要连接的组件对焊接位置的电流和接触效果的需求,对第一焊盘103的形状进行选择。例如,在需要尽量保证焊接位置接头稳定性的场景中,可以选择三角形作为第一焊盘103的形状进行第一焊盘103的设置;在需要最大的焊接面积的场景中,可以选择圆形作为第一焊盘103的形状进行第一焊盘103的设置等。因此,在应用过程中可以根据具体的应用场景,在长方形、正方形、梯形、圆形、椭圆形和三角形等形状中选择一个适合的形状进行第一焊盘103的设置,从而保证背接触太阳能电池能够满足多种场景的使用需求,保证焊接效果的同时提高背接触太阳能电池应用的广泛性和适应性。
在一些实施例中,在沿第一方向上,第一焊盘103的最大长度为0.3mm至3mm;在沿第二方向上,第一焊盘103的最大长度为0.3mm至3mm。通过将第一焊盘103的尺寸限定在上述范围内,提升了在第一焊盘103上进行焊接时的焊接效果,保证了电池的副栅192覆盖面积以及光电转换效率。避免了第一焊盘103尺寸过小导致焊接难度大、焊接效果差等问题,同时也避免了由于第一焊盘103尺寸过大导致背接触太阳能电池的副栅覆盖面积下降,以及副栅覆盖面积下降引起的光电载流子收集能力下降、载流子利用率低以及背接触太阳能电池光电转换效率下降的问题。
需要理解的是,第一焊盘103在不同方向上的最大长度均与第一焊盘103的形状有关,在第一焊盘103为三角形焊盘的情况下,在沿第一方向上第一焊盘103的最大长度为三角形最长边的边长,第一焊盘103在沿第二方向上的最大长度为三角形不同边对应的高之间的最大高度。在第一焊盘103为矩形的情况下,在沿第一方向上第一焊盘103的最大长度为矩形最长边的边长,在沿第二方向上第一焊盘103的最大长度也为矩形最长边的边长。在第一焊盘103为圆形的情况下,在沿第一方向上和在沿第二方向上,第一焊盘103的最大长度均为第一焊盘103的直径。在第一焊盘103为不规则多边形的情况下,在沿第一方向上和在沿第二方向上,第一焊盘103的最大长度均为第一焊盘103边缘上任意两点连接起来的最大长度。
由于焊盘的尺寸大小同样会对焊接效果和背接触太阳能电池的工作效率产生影响,因此,需要设置合适的焊盘尺寸,将第一焊盘103的尺寸设置为在沿第一方向上最大长度为0.3mm至3mm,在沿第二方向上最大长度为0.3mm至3mm,例如,在沿第一方向上的最大长度为0.5mm,在沿第二方向上的最大长度也为0.5mm的矩形或者圆形;或者在沿第一方向上的最大长度为0.5mm,在沿第二方向上的最大长度为0.4mm的直角三角形等。
参考图1和图2,在一些实施例中,电连接线104与第一主栅线102之间的夹角为85度至90度。将电连接线104与第一主栅线102之间的夹角设置为85度至90度,有利于尽可能降低连接第一主栅线102与第一焊盘103的电连接线104的长度,从而降低电连接线104对副栅192设置和覆盖造成的影响,保证副栅192的光生载流子收集效率和背接触太阳能电池的光电转换效率。
电连接线104位于基底101背表面上,与第一主栅线102之间的夹角为90度,用于连接第一焊盘103和第一主栅线102,电连接线104连接第一焊盘103和第一主栅线102的过程中,会占用基底101背表面可覆盖副栅192的表面积,而电连接线104与第一主栅线102之间的夹角越大,电连接线104的长度也就越大,需要占用的基底101背表面的表面积也就随之越大。进而导致背接触太阳能电池的副栅192覆盖面积下降,副栅192对于光照产生的光生载流子的收集能力下降。基于两点之间的距离计算公式,在电连接线104与第一主栅线102之间的夹角为90度时,电连接线104长度最短,能够尽可能少的占用基底101背表面的面积。在电连接线104与第一主栅线102之间的夹角小于85度的情况下,相较于电连接线104与第一主栅线102之间的夹角处于85度到90度之间时,电连接线104的延长线会与周边更多副栅192的延长线相交,进而会对更多副栅192在基底101背表面的设置产生影响,导致背接触太阳能电池副栅192覆盖面积下降,进而导致电池光生载流子收集能力下降,影响背接触电池的光电转换效率。因此,在进行电连接线104的设置时,将电连接线104与第一主栅线102之间的夹角设置为85.5度、86度、87.5度、89度或者90度等。
在一些实施例中,多个副栅192包括沿第一方向延伸并与第一焊盘103对应连接,且在沿第一方向上,与邻近的背表面边缘间的距离小于第一焊盘103与邻近的背表面边缘间的距离的第一副栅106;背接触太阳能电池还包括:容纳区107,容纳区107位于基底101背表面上,且为第一焊盘103、第一副栅106和电连接线104围成的半封闭区域;多个副栅192还包括第二副栅108,第二副栅108与第一副栅106相邻,位于第一副栅106在第二方向上远离第一焊盘103的一侧,第二副栅108靠近第一焊盘103的一端弯折进容纳区107。
在沿第一方向上,邻近背表面边缘的边缘主栅对应的第一主栅线102与矩形的第一焊盘103通过电连接线104连接,若干个副栅192在基底101背表面上沿第一方向延伸,沿第二方向间隔排布并分别与对应极性的主栅191连接。第一副栅106沿第一方向延伸,并与第一焊盘103对应连接,且在与第一焊盘103连接后继续沿第一方向沿伸,直至靠近第一焊盘103邻近的背表面边缘的一侧,在沿第一方向上与邻近的背表面边缘之间的距离小于第一焊盘103与邻近的背表面边缘之间的距离。
通过将第一副栅106沿第一方向延伸至比第一焊盘103更靠近与第一焊盘103邻近的背表面边缘,提高了第一副栅106的覆盖面积,进而提升了与第一副栅106同极性的副栅192的光生载流子收集能力。在对第一副栅106沿第一方向完成延伸后,第一副栅106、电连接线104、第一主栅线102与第一焊盘103之间围成了一个半封闭的容纳区107。为了提高基底101背表面上的副栅192覆盖面积,与第一副栅106相邻,且位于第一副栅106在沿第二方向上远离第一焊盘103的一侧的第二副栅108,将靠近第一焊盘103的一端弯折进容纳区107内,提升第二副栅108的覆盖面积,进而提升与第二副栅108同极性的副栅192的载流子收集能力。通过沿第一方向尽可能沿伸第一副栅106以及将第二副栅108的一端弯折进容纳区107内,使得基底101背表面的副栅192覆盖面积得到提升,进而提高副栅192的载流子收集能力,保证背接触电池的光电转换效率。同时通过弯折进容纳区107的第二副栅108的设置,使得基底101背表面的整体副栅覆盖面积尽可能大,尽可能提升了副栅192的光生载流子收集能力,从而提升背接触太阳能电池的光电转换效率。
值得一提的是,第二副栅108弯折进容纳区107的时候,可以将第二副栅108的弯折部分设置为一段式弯折部,直接将弯折部按照一定的角度以勾形弯折进容纳区107内;还可以将弯折部分设置成多段弯折部的组合,各弯折部分别按照一定的角度进行弯折,使得最后一个弯折段的端点尽可能位于容纳区107内靠近第一焊盘103的位置。在具体的实现中可以根据需要进行第二副栅108弯折部分的设置,本申请实施例对于具体的弯折方式不做限制。
在一些实施例中,第二副栅108包括:主段1081,主段1081与第一副栅106相邻,位于容纳区107外;第一弯折段1082,第一弯折段1082的一端与主段1081靠近容纳区107的一端连接,沿第二方向延伸至容纳区107内;第二弯折段1083,第二弯折段1083的一端与第一弯折段1082位于容纳区107内的一端连接,沿第一方向延伸。
第二副栅108包括与第一副栅106相邻,且位于容纳区107外的主段1081,为了便于将弯折部设置进容纳区107内,主段1081的一端,需要在沿第一方向上沿伸到比第一副栅106更加靠近第一副栅106连接的第一焊盘103邻近的背表面边缘。第一弯折段1082的一端与主段1081连接,另一端沿第二方向延伸至容纳区107内,利用第一弯折段1082充分占用容纳区107内,从主段1081到电连接线104之间的部分区域,提升容纳区107内的副栅192覆盖面积,进而提升第二副栅108的光生载流子收集能力。第二弯折段1083第一端与第一弯折段1082连接,第二端沿第一方向沿伸并位于容纳区107内,且第二端可以尽可能靠近第一焊盘103,从而利用第二弯折段1083充分占用容纳区107内,第一弯折段1082与第一焊盘103之间的区域,进一步提高容纳区107内的副栅192覆盖面积以及第二副栅108的光生载流子收集能力。通过设置弯折进容纳区107内回字形结构的第二副栅108的第一弯折段1082和第二弯折段1083,使得第二副栅108能够尽可能的覆盖容纳区107内的空白面积,提高第二副栅108的光生载流子收集能力,同时,将未覆盖副栅192的容纳区107中尽可能覆盖上副栅192,提升背接触太阳能电池整体的副栅192覆盖面积,进而通过提高副栅192的光生载流子收集能力,提升背接触太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施例中,在第一方向上,第二副栅108位于容纳区107内的一端与第一焊盘103的距离为0.05mm至0.4mm。
第二副栅108位于容纳区107内的一端为第一端,为了尽可能提升容纳区107内的副栅覆盖面积,在进行第二副栅108的弯折部设置的时候,会将第一端尽设置的尽可能靠近第一焊盘103。但是,在沿第一方向上,当第一端与第一焊盘103之间的距离小于0.05mm的时候,第一端与第一焊盘103的距离过小,由于第二副栅108和与第一焊盘103连接的主栅191的极性相反,因此,第二副栅108与第一焊盘103连接的主栅191之间会产生电气干扰,进而对第二副栅108和与第一焊盘103连接的主栅191的工作造成干扰,降低背接触太阳能电池的光电转换效率。在沿第一方向上,当第一端与第一焊盘103之间的距离大于0.4mm的时候,第一端与第一焊盘103的距离足够远,第二副栅108和与第一焊盘103连接的主栅之间不再发生电气干扰。但是,容纳区107内会存在较大的未覆盖区域,基底101背表面的副栅192覆盖面积下降,进而导致副栅192的光生载流子收集能力和背接触太阳能电池的光电转换效率下降。并且未覆盖区域的光生载流子收集效率较低,损耗较大,第二副栅108的载流子收集能力也无法达到最优。
因此,可以将第二副栅108弯折部上的第一端在沿第一方向上与第一焊盘103的距离设置为0.05mm至0.4mm,例如,0.1mm、0.2mm、0.25mm、0.35mm等,保证第二副栅108与第一焊盘103之间的电气隔离的同时,保证背接触太阳能电池的副栅192覆盖面积和光电转换效率,避免由于第一端与第一焊盘103距离过近,导致第二副栅108与第一焊盘103连接的主栅191之间产生电气干扰,以及容纳区107内存在较大副栅192未覆盖的区域,导致副栅192覆盖面积下降,引起副栅192光生载流子收集能力和背接触太阳能电池光电转换效率下降的问题。
综上所述,本申请一实施例提供的背接触太阳能电池中,在基底101背表面上沿第一方向设置主栅191时,将在沿第一方向上与背表面边缘邻近的第一主栅线102,设置在尽可能靠近背表面边缘的位置,从而尽可能汇集的边缘光生载流子,降低电池边缘损失。将与第一主栅线102对应的第一焊盘103,设置在第一主栅线102在第一方向上远离背表面边缘的一侧,使得第一焊盘103远离背表面边缘,进而保证在第一焊盘103上进行焊接时的焊接效果,避免由于第一焊盘103过于接近背表面边缘,导致背接触太阳能电池在使用过程中出现组件端焊接隐裂,以及焊接时焊丝偏移导致最终的焊接位置偏移出电池片区域造成外观不良的问题。通过电连接线104将第一焊盘103与第一主栅线102连接,保证与背接触太阳能电池焊接后的组件能够获取到第一主栅线102上汇集的边缘光生载流子,保证的载流子利用率;邻近的副栅192间设置足够的间隔,避免发生绝缘问题的同时,保证电池片表面的栅线密度足够大,提升副栅192的载流子汇集能力和电池片的光电转换效率;将电连接线104的宽度设置在适当的范围内,避免电连接线104过宽影响副栅192密度的同时,提高电连接线104的载流子传输能力,降低载流子传输损耗。
相应地,本申请另一实施例还提供了一种光伏组件,参考图7,光伏组件包括:电池串,电池串由多个上述实施例提供的背接触太阳能电池110连接而成;封装层120,封装层120用于覆盖电池串的表面;盖板130,盖板130用于覆盖封装层120远离电池串的表面。
在一些实施例中,背接触太阳能电池110以整片的形式电连接形成多个电池串,多个电池串以串联和/或并联的方式进行电连接。
在一些实施例中,电池串由多个背接触太阳能电池110形成的半片电池连接形成。
在进行电池串构建前,可以先对得到的背接触太阳能电池110进行切片,例如,沿主栅191延伸方向将背接触太阳能电池110二等分,形成两个半片电池,然后将得到的多个半片电池按照一定的顺序进行排布,并对各半片电池进行串联和/或并联,形成电池串。
根据欧姆定律可知,太阳能电池互连的电损耗是与电流大小的平方成正比的,在将电池切割形成两个半片电池后,切片后电池片的电流的大小降低了一半,则电损耗也随之降低至全尺寸电池损耗的四分之一。因此,通过利用半片电池进行电池串的构建,大大的降低了电池串的电损耗,提高了光伏组件的光电转换效率。
此外,在对电池片进行切片后,电池片的尺寸也相应的减小,更适用于形成不同大小和形状的光伏组件,提高了光伏组件的适应性。
另外,在构建电池串的过程中,不仅可以将背接触太阳能电池110二等分形成半片电池,还可以通过切分形成三分片电池、四分片电池或者八分片电池等,本申请实施例对构建电池串采用的分片方式和分片电池的具体规格不做限制。
在一些实施例中,多个电池串之间可以通过导电带140电连接。封装层120覆盖太阳能电池110的正面以及背面,具体地,封装层120可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶膜等有机封装胶膜。在一些实施例中,盖板130可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板130。具体地,盖板130朝向封装层120的表面可以为凹凸表面,从而增加入射光线的利用率。
本申请虽然以较佳实施例公开如上,但并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下,都可以做出若干可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本申请的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本申请的精神和范围内,均可作各自更动与修改,因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种背接触太阳能电池,其特征在于,包括:
基底;
在所述基底背表面上沿第一方向间隔排布的多个主栅及沿第二方向间隔排布的多个副栅,所述多个主栅包括多个正极主栅及多个负极主栅,所述正极主栅与所述负极主栅沿所述第一方向交替排布,所述多个副栅包括多个正极副栅及多个负极副栅,所述正极副栅与所述负极副栅沿所述第二方向交替排布,在沿所述第二方向上,邻近的两个所述正极副栅之间的间隔为0.5mm至1.2mm,相邻的所述正极副栅与所述负极副栅之间的间隔为0.2mm至0.8mm;
所述多个主栅包括沿第二方向延伸,且在沿所述第一方向上邻近所述背表面边缘的第一主栅线;
第一焊盘,所述第一焊盘位于所述基底背表面上,且位于所述第一主栅线在所述第一方向上远离所述背表面边缘的一侧;
电连接线,所述电连接线位于所述基底背表面上,所述电连接线的两端分别与所述第一主栅线和所述第一焊盘连接,在沿垂直于所述电连接线延伸方向的方向上,所述电连接线的宽度为0.03mm至0.3mm。
2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述多个副栅包括沿所述第一方向延伸并与所述第一焊盘对应连接,且在沿所述第一方向上,与邻近的所述背表面边缘间的距离小于所述第一焊盘与邻近的所述背表面边缘间的距离的第一副栅;
所述背接触太阳能电池还包括:容纳区,所述容纳区位于所述基底背表面上,且为所述第一焊盘、所述第一副栅和所述电连接线围成的半封闭区域;
所述多个副栅还包括:第二副栅,所述第二副栅与所述第一副栅相邻,位于所述第一副栅在所述第二方向上远离所述第一焊盘的一侧,所述第二副栅靠近所述第一焊盘的一端弯折进所述容纳区。
3.根据权利要求2所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在所述第一方向上,所述第二副栅位于所述容纳区内的一端与所述第一焊盘的距离为0.05mm至0.4mm。
4.根据权利要求2所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第二副栅包括:主段,所述主段与所述第一副栅相邻,位于所述容纳区外;
第一弯折段,所述第一弯折段的一端与所述主段靠近所述容纳区的一端连接,沿所述第二方向延伸至所述容纳区内;
第二弯折段,所述第二弯折段的一端与所述第一弯折段位于所述容纳区内的一端连接,沿所述第一方向延伸。
5.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在沿所述第一方向上,所述第一焊盘与所述第一主栅线的距离为0.3mm至5mm。
6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述正极副栅和/或所述负极副栅的数量为200根至400根。
7.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,还包括:第二主栅线,所述第二主栅线沿所述第二方向延伸,在所述第一方向上与所述第一主栅线相邻;
在沿所述第一方向上,所述第一焊盘与所述第二主栅线的距离为7mm至14mm。
8.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在沿所述第一方向上,所述第一焊盘的最大长度为0.3mm至3mm;在沿所述第二方向上,所述第一焊盘的最大长度为0.3mm至3mm。
9.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述电连接线与所述第一主栅线之间的夹角为85度至90度。
10.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述主栅的数量为12个至30个。
11.一种光伏组件,其特征在于,包括:
电池串,所述电池串由多个权利要求1至10中任一项所述的背接触太阳能电池连接而成;
封装层,所述封装层用于覆盖所述电池串的表面;
盖板,所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
12.根据权利要求11所述的光伏组件,其特征在于,所述电池串由多个所述背接触太阳能电池形成的半片电池连接形成。
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