CN220420590U - 一种方形硅棒、硅片、电池串及电池组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种方形硅棒、硅片、电池串及电池组件，方形硅棒包括第一表面和第二表面，以及位于第一表面和第二表面之间的侧面，至少一个侧面开设有N道通行槽，通行槽的长度方向与方形硅棒的轴线平行，通行槽的底部以及侧壁为连续光滑的曲面构造，N为正整数。本申请实施例的方形硅棒，将通行槽预先加工在方形硅棒的侧面，而不是在切片之后，再在硅片侧面刻槽。由于方形硅棒的结构体积相较于硅片更为厚重，抵抗刻槽时的热应力或机械振动载荷性能更好，并且，由于通行槽的底部以及侧壁为连续光滑的曲面构造，在后续进行切片时，也能够更好地分散来自金刚线的载荷，降低金刚线收放线运动以及进给运动带来的隐裂、破片风险，可提升硅片的良率。

Description

一种方形硅棒、硅片、电池串及电池组件

技术领域

本申请涉及电池串生产技术领域，特别是涉及一种方形硅棒、硅片、电池串及电池组件。

背景技术

目前，在光伏组件的生产制造中，往往采用多个电池片串联、并联或混联的方式来提高组件的发电功率。

在将多个电池片连接形成电池串时，为了避免焊带的弯折部位夹在两个电池片之间导致相邻的电池片无法紧密贴合，而造成组件产品表面上发电区域的浪费，在电池片的侧边部位加工有供焊带的弯折部位穿过的通行槽。对于通行槽而言，其横截面形状也与所使用的焊带横截面形状一致，通行槽的横截面通常为矩形、三角形或梯形。

当在硅片上加工出这些形状的通行槽之后，硅片存在较为明显的应力集中部位，容易使得硅片在后续的加工工序中出现隐裂甚至破碎的质量缺陷。

实用新型内容

本申请提供一种方形硅棒、硅片电池串及电池组件，旨在解决现有的硅片存在较为明显的应力集中部位，容易使得硅片在后续的加工工序中出现隐裂甚至破碎的质量缺陷的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种方形硅棒，所述方形硅棒包括第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和所述第二表面之间的侧面，至少一个所述侧面开设有N道通行槽，所述通行槽的长度方向与所述方形硅棒的轴线平行，所述通行槽的底部以及侧壁为连续光滑的曲面构造，其中，N为正整数。

可选地，所述通行槽的横截面曲线满足悬链线方程或所述通行槽的横截面形状满足抛物线方程y＝bx²；其中，y为所述通行槽的深度，x为所述通行槽的宽度的一半，a表示悬链线的开口大小程度，b表示抛物线的开口大小程度。

可选地，所述a的取值满足[0.2，2]。

可选地，所述b的取值满足[0.1，3]。

可选地，所述通行槽的宽度为0.5mm至2mm。

可选地，所述通行槽的深度为0.5mm至3mm。

第二方面，本申请实施例还提供了一种硅片，所述硅片从前述第一方面所述的方形硅棒切片得到，其中，所述硅片设置有所述通行槽。

可选地，所述硅片为所述方形硅棒切片得到的方形整片或长方形半片。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电池串，其特征在于，所述电池串包括焊带和前述第二方面所述的至少两个硅片；

所述焊带的一端与一个所述硅片的正极电连接，所述焊带的另一端与另一个相邻所述硅片的负极电连接，所述焊带的弯折部位于相邻两个所述硅片之间的所述通行槽内。

可选地，所述通行槽的开口所在平面与所述焊带厚度方向的中分面重合。

第四方面，本申请实施例还提供了一种电池组件，所述电池组件包括前述第三方面所述的电池串。

本申请实施例的方形硅棒，将通行槽预先加工在方形硅棒的侧面，而不是在切片之后，再在硅片侧面刻槽。由于方形硅棒的结构体积相较于硅片更为厚重，抵抗刻槽时的热应力或机械振动载荷性能更好，并且，由于通行槽的底部以及侧壁为连续光滑的曲面构造，在后续进行切片时，也能够更好地分散来自金刚线的载荷，降低金刚线收放线运动以及进给运动带来的隐裂、破片风险，可提升硅片的良率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例中一种方形硅棒的示意图；

图2示出了本申请实施例中一种方形硅棒的通行槽的示意图；

图3示出了本申请实施例中悬链线曲线的示意图；

图4示出了本申请实施例中抛物线曲线的示意图；

图5示出了本申请实施例中悬链线形状通行槽减小应力的示意图；

图6示出了本申请实施例中抛物线形状通行槽减小应力的示意图；

图7示出了本申请实施例中一种电池串的示意图；

图8示出了本申请实施例中另一种电池串的示意图。

附图编号说明：

方形硅棒-10，通行槽-20，焊带-30，硅片-101。

具体实施方式

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。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。

参照图1，示出了本申请实施例提供的一种方形硅棒10，所述方形硅棒10包括第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和所述第二表面之间的侧面，至少一个所述侧面开设有N道通行槽20，，所述通行槽20的长度方向与所述方形硅棒10的轴线平行，所述通行槽20的底部以及侧壁为连续光滑的曲面构造，其中，N为正整数。

如图1的示意，本实用新型实施例中的方形硅棒10为硅棒切片工艺中使用的原料，该方形硅棒10为经过去边皮和切割倒角后的方形硅棒，即方形硅棒10的横截面为正方形，且正方形的四个角带有倒角。方形硅棒10包括与轴线垂直的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面即方形硅棒10两端的两个端面，在第一表面和第二表面之间，环绕方形硅棒10的轴线为四个侧面，四个侧面即圆棒去边皮后形成的两两相对平行的表面。结合图1的示意，可使用砂轮在方形硅棒10的至少一个侧面上沿着方形硅棒10的轴线方向进行平移切割，形成N道(N为正整数)互相平行的通行槽20，通行槽20的数量与该方形硅棒10在后续工序中所制备的栅线数量相同，并且通行槽20的刻槽位置也与需要制备栅线的位置对齐。当N道通行槽20各自分布在方形硅棒10的两个侧面上时，可以位于相互平行的两个侧面上。此外，除了采用砂轮切割的方式得到通行槽20，也可以利用激光刻蚀的方式加工形成通行槽20。

需要说明的是，如图2所示，在本申请中，通行槽20的横截面为弧形曲线，即通行槽20的底部以及侧壁为连续光滑的曲面构造，通行槽20的宽度w即指的是开口位置的尺寸，通行槽20的深度y即指的是开口位置与弧形曲线顶点之间的垂直距离。

因此，本申请实施例中，将通行槽20预先加工在方形硅棒10的侧面，而不是在切片之后，再在硅片侧面刻槽。由于方形硅棒10的结构体积相较于硅片更为厚重，抵抗刻槽时的热应力或机械振动载荷性能更好，并且，由于通行槽20的底部以及侧壁为连续光滑的曲面构造，在后续进行切片时，也能够更好地分散来自金刚线的载荷，降低金刚线收放线运动以及进给运动带来的隐裂、破片风险，可提升硅片的良率。

可选地，参照图3和图4，所述通行槽20的横截面曲线满足悬链线方程或所述通行槽20的横截面形状满足抛物线方程y＝bx²；其中，|y|为所述通行槽20的深度，|x|为所述通行槽20的宽度w的一半，a表示悬链线的开口大小程度，b表示抛物线的开口大小程度。

具体而言，一种实施方式中，如图3所示，通行槽20的横截面曲线可以满足悬链线方程式中a表示悬链线的开口大小程度，当a越大表示悬链线的开口越大，因此，a的数值不同也即表示形状不一样的悬链线。当a确定之后，从上述悬链线方程可知，对于任意的x，即存在对应的y。结合图3的示意，|y|表示通行槽20的深度，|x|表示通行槽20的宽度w的一半。

如图4所示，通行槽20的横截面曲线也可以满足抛物线方程y＝bx²，式中b表示抛物线的开口大小程度，当b大于零时，b越大表示抛物线的开口

越小，因此，b的数值不同也即表示形状不一样的抛物线。当b确定之后，从上述抛物线方程可知，对于任意的x，即存在对应的y。结合图4的示意，与悬链线方程中参数的含义相同，|y|表示通行槽20的深度，|x|表示通行槽20的宽度w的一半。

需要说明的是，当使用常规的砂轮进行切割刻槽时，由于砂轮为片状结构且较薄，直接切割一次并不能得到所设计的通行槽20。因此，当砂轮旋转时，还需保证砂轮的回转轴线与X轴平行，并控制砂轮沿图3或图4示意的X轴和Y轴进给运动，从而按照上述方程式设定的轨迹运动，从而加工出相应形状的通行槽20。当然，除此之外，当砂轮的轮缘形状已经被制造为对应的通行槽20形状时，也可仅控制砂轮的进给运动，在刻槽深度达到设计要求时停止即可。本申请实施例中对于具体的切割方式不做限定。

对于悬链线形状的通行槽20而言，能够较好地分散图5示意的沿通行槽20内壁分布的荷载F1。对于抛物线形状的通行槽20而言，能够较好地分散图6示意的沿通行槽20开口宽度分布的荷载F2。

可选地，所述a的取值满足[0.2，2]。

具体而言，一种实施方式中，上述悬链线方程中的参数a可以为0.2至2之间的任意数值，例如，0.2、0.4、0.5、0.8、1或2。容易理解的是，a＝0.2时，通行槽20开口更小，更适用于窄小的焊带。a＝2时，通行槽20开口更大，更适用于粗宽的焊带。容易理解的是，在加工制造过程中，由于焊带的选型可以预先根据设计需求确定，因此，通行槽20的宽度和深度也得以确定，从而，根据前述方程式，即可计算得到对应的参数a，然后将参数a确定之后的方程输入到刻槽设备中即可得到相应悬链线形状的通行槽20。

可选地，所述b的取值满足[0.1，3]。

具体而言，一种实施方式中，上述抛物线方程中的参数b可以为0.1至3之间的任意数值，例如，0.1、0.5、0.8、1、2或3。容易理解的是，b＝0.1时，通行槽20开口更大，更适用于粗宽的焊带。b＝3时，通行槽20开口更小，更适用于窄小的焊带。容易理解的是，与悬链线形状的通行槽20类似，在加工制造过程中，由于焊带的选型可以预先根据设计需求确定，因此，通行槽20的宽度和深度也得以确定，从而，根据前述方程式，即可计算得到对应的参数b，然后将参数b确定之后的方程输入到刻槽设备中即可得到相应抛物线形状的通行槽20。

可选地，所述通行槽20的宽度w为0.5mm至2mm。

具体而言，一种实施方式中，本申请实施例中所使用的焊带的宽度最小不小于0.5mm，最宽不超过2mm，因此，在设计通行槽20时，对应的通行槽20的宽度w为0.5mm至2mm之间的任意数值，例如，宽度w可以为0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.5mm或2mm。

可选地，所述通行槽20的深度为0.5mm至3mm。

具体而言，一种实施方式中，本申请实施例中所使用的焊带的厚度最小不小于0.5mm，最厚不超过3mm，因此，在设计通行槽20时，对应的通行槽20的深度为0.5mm至3mm之间的任意数值，例如，宽度w可以为0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm或3mm。

本申请实施例还提供了一种硅片101，所述硅片101从前述的方形硅棒10切片得到，其中，所述硅片101设置有所述通行槽20。

具体而言，在方形硅棒10的侧面完成刻槽之后，便可以通过切片工艺从方形硅棒10上切割得到若干片硅片101，这些硅片101的一个侧边或者互相平行的两个侧边具有前述的通行槽20。由于方形硅棒10的侧面的通行槽20的底部以及通行槽20的侧壁均为连续光滑的曲面构造，在进行切片时，能够更好地分散来自金刚线的载荷，降低金刚线收放线运动以及进给运动带来的隐裂、破片风险，可提升硅片的良率。

可选地，所述硅片101为所述方形硅棒10切片得到的方形整片或长方形半片。

具体而言，在进行切片时，既可以垂直于方形硅棒10的轴线，将方形硅棒10直接切割到底形成方形整片，也可以先平行于方形硅棒10的轴线，将方形硅棒10切割成至少两个截面为长方形的硅棒，然后切片得到长方形半片。无论是方形整片或长方形半片，至少一个侧边具有通行槽20，可满足

满足不同组件的生产需求。

参照图7，本申请实施例还提供了一种电池串，所述电池串包括焊带30和前述的至少两个硅片101；

所述焊带30的一端与一个所述硅片101的正极电连接，所述焊带30的另一端与另一个相邻所述硅片101的负极电连接，所述焊带30的弯折部位于相邻两个所述硅片101之间的所述通行槽20内。

具体而言，基于前述的硅片101，本实用新型实施例还提供了一种制造电池组件所需的电池串，如图7所示，电池串包括焊带30和至少两个硅片101，至少两个硅片101平铺在串焊工作台上，焊带30的一端与一个硅片101的正极电连接，焊带30的另一端与另一个相邻硅片101的负极电连接，焊带30的弯折部位于相邻两个硅片101之间的通行槽20内。需要说明的是，相邻两个硅片101之间的通行槽20可以是任一个硅片101的通行槽20，也可以是两个硅片101上面对面的两个通行槽20。焊带30的弯折部位于通行槽20内，两个硅片101的其它部位可以紧密地挨在一起，缩小两个硅片101之间的缝隙，有助于提高组件产品发电区域的利用率。

可选地，参照图8，所述通行槽20的开口所在平面与所述焊带30厚度方向的中分面重合。

具体而言，如图8的示意，当通行槽20的开口所在平面与焊带30厚度方向的中分面重合时，焊带30的弯折部一半位于一个硅片101的通行槽20内，焊带30的另一半位于相邻另一个硅片101的通行槽20内。需要说明的是，焊带30的中分面即将焊带平均分割为两部分的表面，厚度方向的中分面即厚度方向的中点连线所在平面，该平面可与焊带30朝向通行槽20的表面平行，如图8示意的平面M。

参照图8的图示方向，焊带30的弯折部的上半部分可位于上方硅片101的通行槽20内，焊带30的弯折部的下半部分可位于下方硅片101的通行槽20内。两个硅片101的通行槽30拼接后可将焊带30夹紧，同时硅片101无缝串焊连接。这种电池串中，对于原始方形硅棒10的刻槽深度也可以更浅，在批量加工时更为节省材料以及加工时间。

本申请实施例还提供了一种电池组件，所述电池组件包括前述的电池串。

通过采用前述的电池串来制造电池组件，既有助于提升组件产品的发电功率，同时组件的良品率可以得到提升。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本申请的保护之内。

Claims (11)

1.一种方形硅棒，其特征在于，所述方形硅棒包括第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和所述第二表面之间的侧面，至少一个所述侧面开设有N道通行槽，所述通行槽的长度方向与所述方形硅棒的轴线平行，所述通行槽的底部以及侧壁为连续光滑的曲面构造，其中，N为正整数。

2.根据权利要求1所述的方形硅棒，其特征在于，所述通行槽的横截面曲线满足悬链线方程或所述通行槽的横截面形状满足抛物线方程y＝bx²；其中，y为所述通行槽的深度，x为所述通行槽的宽度的一半，a表示悬链线的开口大小程度，b表示抛物线的开口大小程度。

3.根据权利要求2所述的方形硅棒，其特征在于，所述a的取值满足[0.2，2]。

4.根据权利要求2所述的方形硅棒，其特征在于，所述b的取值满足[0.1，3]。

5.根据权利要求1所述的方形硅棒，其特征在于，所述通行槽的宽度为0.5mm至2mm。

6.根据权利要求1所述的方形硅棒，其特征在于，所述通行槽的深度为0.5mm至3mm。

7.一种硅片，其特征在于，所述硅片从权利要求1至6任一项所述的方形硅棒切片得到，其中，所述硅片设置有所述通行槽。

8.根据权利要求7所述的硅片，其特征在于，所述硅片为所述方形硅棒切片得到的方形整片或长方形半片。

9.一种电池串，其特征在于，所述电池串包括焊带和权利要求7或8所述的至少两个硅片；

所述焊带的一端与一个所述硅片的正极电连接，所述焊带的另一端与另一个相邻所述硅片的负极电连接，所述焊带的弯折部位于相邻两个所述硅片之间的所述通行槽内。

10.根据权利要求9所述的电池串，其特征在于，所述通行槽的开口所在平面与所述焊带厚度方向的中分面重合。

11.一种电池组件，其特征在于，所述电池组件包括权利要求9或10所述的电池串。