JP6524237B2 - 無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池、アセンブリ及びその製造プロセス - Google Patents

Description

本発明は太陽電池分野に関し、特に無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池、アセンブリ及びその製造プロセスに関する。

エネルギーは人間の活動の物質的基礎であり、人間社会の継続的な発展と進歩に伴って、エネルギーの需要が日々増加している。従来の化石エネルギーは再生不可能なエネルギーに属して、社会の発展のニーズを満たすために継続することが困難であるため、近年では、世界各国は新エネルギー及び再生可能エネルギーの研究及び利用に対してますます多くなってきている。太陽光発電技術は太陽光を直接電力に変換して、使用が簡単であり、環境にやさしく、汚染がなく、エネルギー利用率が高い等の優勢を有するため、特に広く注目を受ける。太陽光発電は大面積のＰ−Ｎ接合ダイオードを使用して日光照射を行う場合に光生成キャリアを生成して発電する技術である。

太陽エネルギーは太陽の中の水素原子核が超高温で核融合して釈放する巨大なエネルギーであり、人間に必要なエネルギーのほとんどはいずれも直接又は間接に太陽からのものである。生活に必要な石炭、石油、天然ガス等の化石燃料はいずれも様々な植物が光合作用によって太陽エネルギーを化学エネルギーに変換して植物体内に貯蔵した後に、再び地下に埋めた動物や植物により長い地質学的時間を経て形成するものである。なお、水エネルギー、風力エネルギー、潮汐エネルギー、海流エネルギー等もいずれも太陽エネルギーからもたらされるものである。地球に照射する太陽エネルギーは非常に巨大であり、約４０分間で地球に照射する太陽エネルギーは、地球上の全人類の一年間のエネルギー消費に十分である。太陽エネルギーは本当の尽きることのない再生可能エネルギーであり、且つ太陽光発電は絶対に安全で、汚染がなく、理想的なエネルギーとなる。

従来の技術において、支配的な地位を占めて且つ大規模に商業化された結晶シリコン太陽電池は、そのエミッタ領域及びエミッタ領域電極の両方は電池正面（光照射面）に位置し、即ちメイングリッド、補助グリッド線はいずれも電池の正面に位置する。ソーラグレードシリコン材料の電子拡散距離が短く、エミッタ領域が電池正面に位置するため、キャリアの収集効率の向上に有利である。電池正面のグリッド線は一部の日光（約８％）を遮断するため、太陽電池の有効受光面積を減少させて且つそれによって一部の電流を損失する。また、電池セルを直列する際に、錫メッキ銅ストリップで１つの電池の正面から他の電池の裏面まで溶接する必要があり、厚い錫メッキ銅ストリップを使用すると、硬すぎることにより電池セルの破砕を引き起こすが、細広い錫メッキ銅ストリップを使用すると多くの光線を遮蔽し過ぎることになる。このため、どのような錫メッキ銅ストリップにも関わらず、直列抵抗によるエネルギー損失及び光損失を発生することがあり、それと同時に電池セルの薄片化に不利である。上記の技術問題を解決するために、当業者は正面電極を電池裏面に移し、バックコンタクト太陽電池を開発し、バックコンタクト太陽電池とは、電池のエミッタ領域電極及びベース領域電極の両方が電池裏面に位置する太陽電池を指す。バックコンタクト電池は多くの利点を有し、１）効率が高く、正面グリッド線電極の遮光損失を完全に取り除くため、電池効率を向上させる。２）電池の薄片化を実現することができ、直列に使用される金属接続部材はいずれも電池裏面に位置するため、正面から裏面までの接続が存在しなく、より薄いシリコンウエハを使用することができるため、コストを低減させる。３）より美観であり、電池の正面の色が均一であり、消費者の審美の需要を満たす。

バックコンタクト太陽電池はＭＷＴ、ＥＷＴ及びＩＢＣ等の多種の構造を含む。バックコンタクト太陽電池の大規模の商業化生産のキーは如何に効率よく低コストでバックコンタクト太陽電池を直列して且つ太陽エネルギーアセンブリに製造することである。ＭＷＴアセンブリの通常の製造方法は、複合導電性バックプレートを使用して、導電性バックプレートに導電性接着剤を印加し、パッケージング材料には対応する位置にパンチングして導電性接着剤がパッケージング材料を貫通させ、バックコンタクト太陽電池を正確にパッケージング材料に置いて導電性バックプレートにおける導電点とバックコンタクト太陽電池における電極を導電性接着剤によって接触させ、次に、電池セルに上層のＥＶＡ及びガラスを敷設し、再び全体の積層したモジュールをラミネーターに反転して積層する方法である。このプロセスは以下のいくつかの欠陥が存在し、１、使用された複合導電性バックプレートはバックプレートに導電性金属箔、一般的に銅箔を複合して、且つ銅箔をレーザーエッチング又は化学エッチングする必要がある。レーザーエッチングは簡単なパターンに対してはまだ操作できるが、複雑なパターンに対してはエッチング速度が遅く、生産効率が低い、化学エッチングは、形状が複雑で且つ耐腐食性のマスクを製造する必要がある、環境汚染及びエッチング液が高分子基材を腐食する問題が存在する。このため、この方式で製造した導電型バックプレートの製造プロセスは複雑で、コストが非常に高い。２、導電性接着剤がパッケージング材料を貫通させるように、太陽電池セルの後層のパッケージング材料をパンチングする必要があり、パッケージング材料は一般的に粘弾性体であるため、精確にパンチングするには難度が非常に大きい。３、導電性接着剤をバックプレートの対応する位置に塗布する精確なディスペンシング機器を必要とし、ＭＷＴのようなバックコンタクト点が少ない電池に対して操作することができ、ＩＢＣ等のバックコンタクト点面積が小さく、数量が大きいバックコンタクト電池に対してディスペンシング機器を使用することによって実現することができない。

ＩＢＣ技術は、Ｐ−Ｎ接合を電池裏面に置き、正面にいずれの遮断もないと同時に、電子収集の距離を減少するため、電池セルの効率を大幅に向上させることができる。ＩＢＣ電池は正面に浅い拡散、低ドープ及びＳｉＯ_２パッシベーション層等の技術を使用して複合損失を減少し、電池裏面に拡散領域を小さい領域に制限し、これらの拡散領域は電池裏面に点状マトリックスで配列し、拡散領域の金属接触が小さい範囲に制限されて多数の微小の接触点に現らされる。ＩＢＣ電池は電池裏面の重拡散領域の面積を減少して、ドープ領域の飽和暗電流を大幅に減少することができ、開回路電圧及び変換効率を向上させる。同時に、多数の小接触点によって電流を収集して電流が裏表面での伝送距離を短縮させ、大幅にアセンブリの直列抵抗を低下させる。

ＩＢＣバックコンタクト電池は通常の太陽電池が到達しにくい高効率を有するため業界において注目を広く受け、新世代の太陽電池技術の研究ホットスポットとなった。しかし、従来の技術においてＩＢＣ太陽電池モジュールＰ−Ｎ接合の位置は近くて且ついずれも電池セルの裏面に位置して、ＩＢＣ電池モジュールを直列してアセンブリに製造することが困難である。上記の問題を解決するために、従来の技術において数種のＩＢＣバックコンタクト太陽電池に対する改善があり、Ｓｕｎｐｏｗｅｒ会社は、隣接するＰ又はＮエミッタを銀ペーストでスクリーン印刷した細いグリッド線によって接続して最終的に電流を電池のエッジにガイドし、電池セルのエッジに大きな溶接スポットを印刷して再び接続テープで溶接直列するものを発明し、スクリーン印刷技術の発明以来、太陽エネルギー分野の主流の製品にはずっと該技術を使用して電流の合流を形成し、例えば最新の中国特許出願２０１４１００３８６８７．８、２０１４１０１１５６３１．８である。

しかしながら、細いグリッド線による電流収集には、５インチの電池セルにはまだ使用することができるが、従来の技術において普遍的に人気のある６インチ又はより大きいシリコンウエハには直列抵抗の増加及びフィルファクタの低下等の問題があり、製造されたアセンブリ電力が大幅に低下してしまう。従来の技術におけるＩＢＣ電池は隣接するＰ又はＮエミッタの間に比較的広い銀ペーストグリッド線をスクリーン印刷することによって直列抵抗を低下することもできるが、銀の使用量の増加によりコストを急速に上昇させ、それと同時に広いグリッド線によってＰ−Ｎの間の絶縁効果が悪くなり、漏電しやすいという問題が発生する。

特許ＵＳ２０１１００４１９０８Ａ１で裏面に細長い交差指状エミッタ領域及びベース領域を有するバックコンタクト式太陽電池及びその生産方法を開示し、半導体基板を備え、半導体基板の裏面表面に細長いベース領域及び細長いエミッタ領域が設けられ、ベース領域はベース半導体タイプであり、エミッタ領域に前記ベース半導体タイプと反対するエミッタ半導体タイプが設けられ、細長いエミッタ領域にエミッタ領域に電気的に接触されるための細長いエミッタ電極が設けられ、細長いベース領域にベース領域に電気的に接触されるための細長いベース電極が設けられ、細長いエミッタ領域は細長いエミッタ電極より小さい構造の幅を有し、且つ細長いベース領域は前記細長いベース電極より小さい構造の幅を有する。しかし、大量の導電性部材を設置して電流を効果的に収集する必要があるため、製造コストが増加して、プロセスステップが複雑である。

特許ＥＰ２７０９１６２Ａ１で太陽電池を開示し、バックコンタクト太陽電池に使用され、互いに離間して交互に配列される電極接触ユニットを開示し、電極接触ユニットはｃｏｎｔａｃｔ ｉｓｌａｎｄ（ブロック接触）であり、且つブロック接触の幅を１０μｍ〜１ｍｍに限定する。縦方向の接続体によって電極接触ユニットに接続され、しかし、このような構造は電池セルには２回の接続を行い、まず電池セルと電極接触ユニットとの接続であり、次に、接続体による電極接触ユニットの接続であり、２回の接続によってプロセス上で複雑であり、及び多過ぎる電極接触点を引き起こし、「切断」又は「誤接続」を発生する可能性があり、バックコンタクト太陽電池の全体性能に不利である。

特許ＷＯ２０１１１４３３４１Ａ２でバックコンタクト太陽電池を開示し、基板を備え、複数の隣接するＰドープ層及びＮドープ層は基板裏面に位置し、Ｐドープ層、Ｎドープ層が金属接触層に積層され、且つＰドープ層及びＮドープ層と金属接触層との間にパッシベーション層が設置され、前記パッシベーション層に大量のナノ接続孔を有し、前記ナノ接続孔がＰドープ層、Ｎドープ層及び金属接触層に接続されるが、該発明はナノ孔で金属接触層に接続されることは抵抗を増加させ、また、製造プロセスが複雑であり、製造機器に対して高い要求を有する。該発明は複数枚の太陽電池及び電気接続層を１つのモジュールに集積することができない。しかしながら、電池セルを太陽電池モジュールに集積すれば、アセンブリに組み立てやすいだけでなく、モジュールの間の直並列接続を調整しやすく、それにより太陽電池モジュールにおける電池セルの直並列接続方式の調整に有利であり、アセンブリの接続抵抗を減少する。

以上のように、細いグリッド線を完全に使用して電流を収集するのは、直列抵抗の増加及びフィルファクタの低下等の問題があり、製造されたアセンブリ電力が大幅に低下してしまい、比較的広い銀ペーストグリッド線をスクリーン印刷することによって直列抵抗を低下することもできるが、銀の使用量の増加によりコストを急速に上昇させ、それと同時に広いグリッド線によってＰ−Ｎの間の絶縁効果が悪くなり、漏電しやすいという問題が発生する。金属導電線を完全に使用してバックコンタクト太陽電池の導電粒子を収集すると、通常の太陽電池の厚さがわずか１８０ミクロンであるため、精確に位置決めするように金属導電線を溶接する際に、一般的に張力を印加して溶接する必要があって、この時、薄いシリコンウエハが導電線からの縦方向の応力を受け、曲がりやすい。且つ全体の太陽電池のストリングを同一の導電線で一体にストリングするとタンデム接続難度及び「誤接続」の確率を増加し、且つ太陽電池の薄片化の発展（太陽電池セルの理論的厚さが４５ミクロンだけでよい）を妨害する。

本発明は、従来技術の不足に対して、構造が簡単であり、電池セルの組み立てが容易であり、低コスト、低直列抵抗、耐亀裂、高効率、高安定性、低応力である無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池、アセンブリ及びその製造プロセスを提供することを目的とする。

本発明による無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池の主な技術的解決手段は、
太陽電池セル及び電気接続層を備え、前記太陽電池セルの暗面がＰ型ドープ層に接続されるＰ電極及びＮ型ドープ層に接続されるＮ電極を有する無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池であって、前記電気接続層は複数の細い導電グリッド線を含み、一部の前記細い導電グリッド線が前記太陽電池セルの暗面のＰ電極に接続され、他の一部の前記細い導電グリッド線が前記太陽電池セルの暗面のＮ電極に接続され、前記細い導電グリッド線は多段構造であることを特徴とする。

本発明による無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池は更に以下のような付加的技術的解決手段を採用することができ、
前記複数の細い導電グリッド線は交差指状で平行に配列される。

前記太陽電池セルの前記Ｐ電極と前記Ｎ電極との間、電池セルドープ層電極と前記細い導電グリッド線との間又は細い導電グリッド線と細い導電グリッド線との間は電極の間の導通を防止することができる絶縁媒体を有する。

前記Ｐ電極は点状Ｐ電極又は線状Ｐ電極であり、前記Ｎ電極は点状Ｎ電極又は線状Ｎ電極であり、前記細い導電グリッド線によって相互接続される点状／線状電極の数は２−１７個／本である。

前記点状Ｐ電極の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記線状Ｐ電極の幅は０．４ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記点状Ｎ電極の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記線状Ｎ電極の幅は０．４ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記点状Ｐ電極及び前記点状Ｎ電極の総数は１０００〜４００００個である。

点状電極又は線状電極は銀ペースト、導電性接着剤、高分子導電材料又は半田の中の任意の１種である。

前記細い導電グリッド線の材料は焼結銀ペースト又は導電線であり、前記細い導電グリッド線の幅は１０〜３００μｍであり、アスペクト比は１：０．０１〜１：１である。
前記細い導電グリッド線によって相互接続される点状／線状電極の数は２、３、５、７、９、１１、１３、１５又は１７個／本である。

前記電気接続層に導電線が設置され、前記導電線は前記Ｐ電極に接続された複数の細い導電グリッド線又はＰ電極に接続され、前記導電線は前記Ｎ電極に接続される複数の細い導電グリッド線又はＮ電極に接続される。

前記導電線は前記複数の細い導電グリッド線の中心線に垂直に接続される。
前記導電線と前記細い導電グリッド線とは
字型構造又は櫛歯状構造を形成し、
字型構造又は櫛歯状構造は交互に配列される。

前記導電線表面に酸化防止コーティング層材料がめっきされ又は導電性接着剤がコーティングされ、前記酸化防止コーティング層材料は錫、錫鉛合金、錫ビスマス合金又は錫鉛銀合金の中の任意の１種であり、前記導電線のメッキ又は導電性接着剤層の厚さは５μｍ〜５０μｍであり、前記導電性接着剤は低抵抗率の導電性接着剤であり、その主な成分は導電粒子及び高分子接着剤であり、前記導電性接着剤における導電粒子は金、銀、銅、金めっきニッケル、銀メッキニッケル、銀メッキ銅の中の任意の１種又は数種の組み合わせであり、前記導電粒子の形状は球形、片状、ラグビーボール状、針状の中の任意の１種であり、導電粒子の粒径は０．０１ μｍ〜５μｍであり、前記導電性接着剤における高分子接着剤はエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂又はシリコーン樹脂の中の任意の１種又は数種の組み合わせであり、接着剤は熱硬化又は光硬化ができる。

前記電気接続層にＰバスバー電極及びＮバスバー電極が設置され、前記Ｐバスバー電極及び前記Ｎバスバー電極は前記電気接続層の両側に設置され、前記バスバー電極の表面に凹凸形状を有する。

前記絶縁媒体は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であり、前記樹脂はポリイミド、ポリカプロラクタム、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂の中の任意の１種又は数種の組み合わせである。

本発明による無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの主な技術的解決手段は以下の通りであり、

上から下まで接続されるフロント層材料、パッケージング材料、太陽電池層、パッケージング材料、バッキング層材料を含む無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリであって、前記太陽電池層は複数の太陽電池を含み、前記太陽電池は上記の技術的解決手段に記載の太陽電池であることを特徴とする。

本発明による無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリは更に以下のような技術的解決手段を含むこともでき、
前記太陽電池層の前記太陽電池は電気接続層の両側に設置されるバスバーによって電気的に接続される。

前記太陽電池アセンブリの太陽電池セルの個数が１〜１２０個である。

無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法であって、
太陽電池を直列して太陽電池層を形成し、前記太陽電池暗面の電気接続層はＰ電極に接続される複数の細い導電グリッド線とＮ電極に接続される複数の細い導電グリッド線を有し、前記細い導電グリッド線は多段構造であり、複数の導電線と一番目の太陽電池セルの電極又は細い導電グリッド線を電気的に接続し、二番目の太陽電池セルと一番目の太陽電池セルを揃えて置き、二番目の太陽電池セルにおけるＰ電極と一番目の電池セルにおけるＮ電極を同一の導電線に位置させ、再び導電線と二番目の太陽電池セルの電極又は細い導電グリッド線を電気的に接続し、上記の操作を繰り返して直列構造を形成し、太陽電池層を形成するステップ１と、
ステップ２、フロント層材料、パッケージング材料、太陽電池層、パッケージング材料、バッキング層材料を順序に重ね合わせて、積層して太陽電池アセンブリを取得することを特徴とする。

本発明による無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法は更に以下のような技術的解決手段を含むこともでき、
ステップ１にしたがって太陽電池ストリングを製造し、前記太陽電池ストリングは１枚以上の太陽電池セルを含み、前記太陽電池ストリングの両側にバスバー電極を設置し、バスバー電極を直列して太陽電池層を形成する。

前記細い導電グリッド線の製造プロセスは、スクリーン印刷を使用して銀含有ペースト料を太陽電池セルにセグメント化印刷し、銀ペースト電極が印刷された太陽電池セルの細いグリッド線を乾燥して、次に全体焼結を行い、複数の細い導電グリッド線付きの太陽電池を取得する。

前記積層のパラメータはパッケージング材料の硫化特性に応じて設定され、前記パッケージング材料はＥＶＡであり、積層パラメータは１２０〜１８０°Ｃで９〜３５分間積層するものである。

前記ステップ１では太陽電池セルと導電線との電気接続方式はスクリーン印刷によって電池セルのＰ型ドープ層及びＮ型ドープ層に導電性接着剤をコーティングし、前記導電性接着剤は加熱過程において硬化してＰ電極及びＮ電極を形成することができ、加熱された後に前記導電線と前記Ｐ電極又は前記Ｎ電極を前記導電性接着剤でオーム接触を形成させ、導電線と電池セルとの電気接続を形成することであり、
太陽電池セルと導電線との他の電気接続方式は、導電線にメッキプロセスによって低融点材料をメッキし、加熱過程を経た後に前記導電線と前記Ｐ型ドープ層又は前記Ｎ型ドープ層を低融点材料で溶融して溶接固定しＰ電極及びＮ電極を形成させ、導電線と電池セルとの電気接続を実現することであり、前記低融点材料は半田、錫鉛合金、錫ビスマス合金又は錫鉛銀合金の中の任意の１種であり、
太陽電池セルと導電線との他の電気接続方式はレーザー溶接である。

本発明の実施は以下の技術効果を含む。
１、本発明は電池セルの間のタンデム接続難度を低下させ、工業化生産に有利であるように、バックコンタクト太陽電池セルの暗面の多数の点状電極を適切に集中し、アルミ裏面電界を必要せず、コストを低減し、特に、本発明の実施は銀ペーストの使用量を減少して、コストを低減し、多段の細い導電グリッド線の設置によって直列抵抗及び電子の伝送距離を減少し、効率を向上させ、細い導電グリッド線が電池セルに対する応力を効果的に低下させることができ、本発明の構造は複数の
字型構造であるため、応力が分散し、導電線が電池セルに対する応力を低下させ、電池セルが変形しにくく、電池シリコンウエハの薄片化の発展に有利である。

２、本発明は電池の薄片化を実現することができ、直列に使用される金属接続デバイスはいずれも電池の裏面に位置し、これまでの電池が正面から裏面までの接続を取り除き、且つより細い金属コネクタを使用して直列することができるため、より薄いシリコンウエハを使用することができ、それによりコストを低減させる。

３、本発明のバックコンタクト太陽電池はＭＷＴ、ＥＷＴ及びＩＢＣ等の多種の構造に一般に適用され、実用性がより強い。

４、本発明の技術で生産したアセンブリにより集積された太陽光発電システムは徹底的に１枚の電池セルに亀裂が発生して且つ一定の電流を損失することによりストリング全体の電流を顕著に減少する問題を避けることができ、それによりシステム全体は生産製造、輸送、取付及び使用過程に発生した亀裂及び微小亀裂に対して非常に高い許容性を有し、良好な全体性能を体現する。

５、本発明において太陽電池電極と金属コネクタとは多点分散式接触であり、電子収集距離を短縮して、大幅にアセンブリの直列抵抗を減少する。

６、本発明においてバックコンタクト太陽電池はメイングリッドを必要としなく、銀ペーストの使用量を大幅に減少し、バックコンタクト電池の製造コストを顕著に低減させる。本発明においてバックコンタクト太陽電池は銀ペーストメイングリッドを必要とせず、銀ペーストの使用量を大幅に減少し、バックコンタクト電池の製造コストを顕著に低減させ、変換効率が高い一方で、組立効率が高く、正面グリッド線電極の遮光損失を除去し、それにより電池効率を向上させ、本発明において太陽電池電極と電気接続層とは多点分散式接触であり、電子収集距離を短縮して、アセンブリの直列抵抗を大幅に低下させる。電池の薄片化を更に実現することができ、直列に使用される金属接続デバイスはいずれも電池裏面に位置し、正面から裏面までの接続が存在しなく、より薄いシリコンウエハを使用することができ、それによりコストを低減させることができる。

７、耐亀裂であり、本発明の技術で生産したアセンブリにより集積された太陽光発電システムは徹底的に１枚の電池セルに亀裂が発生して且つ一定の電流を損失することによりストリング全体の電流を顕著に減少する問題を避けることができ、この発明が提出された無メイングリッド高効率の多段細いグリッド線技術は導電体と電池セルとの間の多点接続を実現するため、システム全体は生産製造、輸送、取付及び使用過程に発生した亀裂及び微小亀裂に対する許容性を向上させることができる。細い導電グリッド線の設置によって電子及び正孔の移動距離を減少することができ、電池セルが電子を収集する能力を高める。

この技術で製造されたアセンブリにおいて、バックコンタクト電池と導電体との間が多点接続であり、接続点の分布がより集中し、数千または数万個に達することができ、シリコンウエハの亀裂及び微小亀裂の部位に電流伝導の経路をより最適化するため、微小亀裂による損失を大幅に減少させ、製品の品質を向上させる。一般的に、太陽光発電システムにおいて、電池セルに亀裂が発生した後に電池セルにおける一部の領域がメイングリッドを脱離し、この領域で発生した電流が収集されることができない。太陽光発電システムはいずれも直列の方式で行列を形成し、顕著なバケット効果を有し、１枚の電池セルに亀裂が発生して且つ一定の電流を損失する際にストリング全体の電流を顕著に減少し、それによりストリング全体の発電効率を大幅に低下させる。該技術で生産したアセンブリにより集積された太陽光発電システムは徹底的にこのような問題の発生を避けることができ、この発明が提出された無メイングリッド高効率の多段細いグリッド線技術は導電体と電池セルとの間の多点接続を実現するため、システム全体は生産製造、輸送、取付及び使用過程に発生した亀裂及び微小亀裂に対して非常に高い許容性を有する。簡単な例で説明することができ、従来の技術で生産した太陽エネルギーアセンブリは通常のガラスのようなものであり、１つの点が砕くとガラス全体が粉砕し、無メイングリッド高効率の多段細いグリッド線技術で生産したアセンブリは積層安全ガラスのようなものであり、１つの点が砕くと外観から見苦しいが、ガラス全体の避難所の機能をまた有する。この技術は従来の電池のストリング構成プロセスを突破し、電池の配置がより自由であり、より緊密であり、上記の技術を採用したアセンブリがより小さくより軽いことが期待でき、下流のプロジェクト開発に対して、これは、取付中により小さい床面積、より低い屋根の耐荷重の要求及びより低い人力コストを意味する。無メイングリッド裏面配線技術によって低コスト、高効率のバックコンタクト太陽電池の接続問題を解決することができ、銅線で銀メイングリッドを取り替えることによってコストを低減させ、バックコンタクト太陽電池の本当の工業化規模生産を実現し、効率を向上させると同時にコストを低減させ、太陽光発電システムのために効率がより高く、コストがより低く、安定性がより高く、耐亀裂がより優れた太陽電池アセンブリを提供し、太陽光発電システム及び従来のエネルギーの競争力を高める。

図１は点状無メイングリッド高効率のバックコンタクト第一の太陽電池セルの裏面模式図（実施例１）である。 図２は点状無メイングリッド高効率のバックコンタクト第二の太陽電池セルの裏面模式図（実施例１）である。 図３は導電線の断面模式図（図３ａは単層材料の導電線の断面図であり、図３ｂは２層材料を有する導電線の断面図であり、図３ｃは３層材料を有する導電線の断面図である）である。 図４は点状無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池セルのタンデム接続模式図（実施例１）である。 図５は点状無メイングリッド高効率のバックコンタクト第三の太陽電池セルの裏面模式図（実施例２）である。 図６は点状無メイングリッド高効率のバックコンタクト第四の太陽電池セルの裏面模式図（実施例２）である。 図７は点状無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池セルのタンデム接続模式図（実施例２）である。 図８は線状無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池セルの裏面模式図である。 図９は無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの模式図である。

以下、実施例及び図面を参照して本発明を詳細的に説明し、指摘する必要があるのは、説明した実施例は本発明の理解の便利のためのものであり、それに対して何の制限効果もない。

＜実施例１＞
図１、図２及び図４を参照して、太陽電池セル１及び電気接続層を備え、前記太陽電池セル１の暗面はＰ型ドープ層に接続されるＰ電極とＮ型ドープ層に接続されるＮ電極を有する無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池であって、前記電気接続層は複数の細い導電グリッド線を含み、一部の前記細い導電グリッド線が前記太陽電池セル１の暗面のＰ電極に接続され、他の一部の前記細い導電グリッド線が前記太陽電池セル１の暗面のＮ電極に接続され、前記細い導電グリッド線は多段構造であることを特徴とする。

図１は無メイングリッド高効率のバックコンタクト第一の太陽電池セル８を示し、点状Ｐ電極２は合計１５列であり、各列が１６個であり、総数が２４０個であり、点状Ｎ電極３は合計１６列であり、各列が１６個であり、総数が２５６個であり、前記点状Ｐ電極２の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極２の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記点状Ｎ電極３の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極３の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、本実施例の好ましいものとして、前記点状Ｐ電極２の直径は０．９ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極２の間の距離は１０ｍｍであり、前記点状Ｎ電極３の直径は０．８ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極３の間の距離は１０ｍｍであり、点状Ｐ電極２の接続線と点状Ｎ電極３の接続線との間の中心距離は１０ｍｍであり、前記複数の細い導電グリッド線は交差指状で平行に配列され、前記細い導電グリッド線によって相互接続される点状電極の数は２、３、５、７、９、１１、１３、１５又は１７個であってもよく、本実施例では好ましくは５個であり、各５個の点状Ｐ電極２は細い導電グリッド線によって接続され、前記細い導電グリッド線の材料は焼結銀ペースト又は導電線であり、本実施例は好ましくは焼結銀ペーストであり、前記細い導電グリッド線の幅は１０〜３００μｍであり、アスペクト比は１：０．０１〜１：１であり、本実施例は好ましくは前記細い導電グリッド線の幅が３０μｍであり、一番左側の３個の点状Ｎ電極３は一本の細い導電グリッド線によって接続され、細い導電グリッド線は焼結した銀含有ペーストであり、グリッド線の幅が３０μｍであり、中間部位の各５個の点状Ｎ電極３も同様な細い導電グリッド線によって接続され、一番右側の３個の点状Ｎ電極３も同様な細い導電グリッド線によって接続される。電池変換効率は２３．２％である。

図２は無メイングリッド高効率のバックコンタクト第二の太陽電池セル８１を示し、点状Ｎ電極３は合計１５列であり、各列が１６個であり、総数が２４０個であり、点状Ｐ電極２は合計１６列であり、各列が１６個であり、総数が２５６個であり、前記点状Ｐ電極２の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極２の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記点状Ｎ電極３の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極３の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、本実施例の好ましいものとして、前記点状Ｐ電極２の直径は０．９ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極２の間の距離は１０ｍｍであり、前記点状Ｎ電極３の直径は０．８ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極３の間の距離は１０ｍｍであり、点状Ｐ電極２接続線と点状Ｎ電極３接続線との間の中心距離は１０ｍｍであり、前記複数の細い導電グリッド線は交差指状で平行に配列され、前記細い導電グリッド線によって相互接続される点状電極の数は２、３、５、７、９、１１、１３、１５又は１７個であってもよく、本実施例は好ましくは５個であり、各５個の点状Ｎ電極３細い導電グリッド線によって接続され、前記細い導電グリッド線の材料は焼結銀ペースト又は導電線であり、本実施例は好ましくは焼結銀ペーストであり、前記細い導電グリッド線の幅は１０〜３００μｍであり、アスペクト比は１：０．０１〜１：１であり、本実施例は好ましくは前記細い導電グリッド線の幅が３０μｍである。一番左側の３個の点状Ｐ電極２は一本の細い導電グリッド線によって接続され、グリッド線は焼結した銀含有ペースト料であり、グリッド線の幅は３０μｍである。中間部位の各５個の点状Ｐ電極２も同様な細い導電グリッド線によって接続される。一番右側の３個の点状Ｐ電極２も同様な細い導電グリッド線によって接続される。電池変換効率は２３．４％である。本実施例は電池セルの間のタンデム接続難度を低下させ、工業化生産に有利であるように、バックコンタクト太陽電池セル１の暗面の多数の点状電極を適切に集中する。

図４は点状無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池セルのタンデム接続の裏面模式図を示し、前記無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池における前記電気接続層に導電線７が更に設置され、前記導電線７が前記Ｐ電極に接続された複数の細い導電グリッド線又はＰ電極に接続され、前記導電線７が前記Ｎ電極に接続された複数の細い導電グリッド線又はＮ電極に接続され、隣接する数個の点状Ｐ電極２又は点状Ｎ電極３は前記細い導電グリッド線によって合流され、収集された電流を導電線７によって導出し、好ましくは、前記導電線７は前記複数の細い導電グリッド線の中心線に垂直に接続され、前記導電線７と前記細い導電グリッド線とは
（串）字型構造又は櫛歯状構造を形成し、
字型構造又は櫛歯状構造は交互に配列される。本実施例の実施は銀ペーストの使用量を減少して、コストを低減させ、多段の細い導電グリッド線の設置によって直列抵抗及びフィルファクタの伝送距離を減少して、効率を向上させ、導電線７は電池セルに対する応力を効果的に低下させることができ、本発明の構造は複数の
字型構造であるため、応力が分散し、導電線７が電池セルに対する応力を低下させ、電池シリコンウエハの薄片化の発展に有利である。

好ましくは、前記太陽電池セル１の暗面の前記Ｐ電極と前記Ｎ電極との間、電池セルドープ層電極と細い導電グリッド線との間又は細い導電グリッド線と細い導電グリッド線との間、細い導電グリッド線と導電線との交差部は電極の間の導通を防止することができる絶縁媒体６を有し、前記絶縁媒体６は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であり、前記樹脂はポリイミド、ポリカプロラクタム、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂の中の任意の１種又は２種の組み合わせであり、この樹脂はエミッタ領域電極とベース領域電極を分離して絶縁する役割を果たす一方で、積層過程においてバックコンタクト太陽電池セル１とパッケージング材料を接着する役割を果たす。

本実施例の前記導電線７は図３の中の任意の１種であってもよく、図３ａは単層の導電線の断面図であり、図３ｂは２層の材料を有する導電線の断面図であり、図３ｃは３層の材料を有する導電線の断面図であり、本実施例に使用された導電線は３層の構造を有するメッキした導電線７であり、最内層の導電線の直径は０．８ｍｍであり、中間層の銅層は、厚さが０．２ｍｍであり、最外層は錫めっき層であり、厚さが０．３ｍｍである。メッキ導電線の断面積は円形であり、直径が１．３ｍｍである。

好ましくは、前記導電線７の表面に酸化防止コーティング層材料がメッキされ又は導電性接着剤がコーティングされることができ、前記酸化防止コーティング層材料は錫、錫鉛合金、錫ビスマス合金又は錫鉛銀合金の中の任意の１種であり、導電線７のメッキ又は導電性接着剤層の厚さは５μｍ〜５０μｍであり、前記導電性接着剤は低抵抗率の導電接着剤であり、その主な成分は導電粒子及び高分子接着剤であり、前記導電性接着剤における導電粒子は金、銀、銅、金めっきニッケル、銀メッキニッケル、銀メッキ銅の中の任意の１種又は数種の組み合わせであり、前記導電粒子の形状は球形、片状、ラグビーボール状、針状の中の任意の１種であり、導電粒子の粒径は０．０１μｍ〜５μｍであり、前記導電性接着剤における高分子接着剤はエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂又はシリコーン樹脂の中の任意の１種又は２種の組み合わせであり，接着剤は熱硬化又は光硬化ができる。

本実施例は、上から下まで接続されるフロント層材料、パッケージング材料、太陽電池層、パッケージング材料、バッキング層材料を含む無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリを更に提供し、前記太陽電池層は複数の太陽電池を備え、前記太陽電池は上記の実施例に記載の太陽電池であることを特徴とする。

前記無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法は以下のいくつかの方式によって実現されることができ、１、順次に複数の多段の細いグリッド線を含む太陽電池セル１を直列し、最終的に一組のＰバスバー電極１０及びＮバスバー電極１１によって導出され、積層して太陽電池アセンブリを取得し、２、単一の電池セルに多段の細いグリッド線及び導電線７からなる太陽電池電気接続層を形成し、Ｎ電極に接続される導電線７をＮバスバー電極１１に接続し、Ｐ電極に接続される導電線７をＰバスバー電極１０に接続し、バスバー電極を直列した後に積層して太陽電池アセンブリを取得し、３、２枚以上の電池セルに多段の細いグリッド線及び導電線７を形成して複数枚の太陽電池セルからなる太陽電池ストリングを形成し、Ｎ電極に接続される導電線７をＮバスバー電極１１に接続し、Ｐ電極に接続される導電線７をＰバスバー電極１０に接続し、太陽電池ストリングのバスバー電極を直列した後に積層して太陽電池アセンブリを取得し、具体的に、無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法であって、以下のステップを含む。

ステップ１、太陽電池を直列して太陽電池層を形成し、前記太陽電池暗面の電気接続層はＰ電極に接続される複数の細い導電グリッド線とＮ電極に接続される複数の細い導電グリッド線を有し、前記細い導電グリッド線は多段構造であり、複数の導電線７と第一の太陽電池セル８におけるＰ電極又はＰ電極に接続される細い導電グリッド線を電気的に接続し、第二の太陽電池セル８１と第一の太陽電池セル８を揃えて置き、第二の太陽電池セル８１におけるＰ電極と第一の太陽電池セル８におけるＮ電極を同一の導電線７に位置させ、再び導電線７と第二の太陽電池セル８１のＮ電極又はＮ電極に接続される細い導電グリッド線を電気的に接続し、第二の太陽電池セル８１と第一の太陽電池セル８を直列させ、再び第一の太陽電池セル８を置き、且つ導電線７と第一の太陽電池セル８を電気的に接続し、上記の操作を繰り返して直列構造を形成し、太陽電池層を形成することを特徴とする。

本実施例において前記接続方式は溶接であり、本実施例は低融点材料がメッキされた導電線７を採用し、前記低融点材料は半田、錫鉛合金、錫ビスマス合金又は錫鉛銀合金の中の任意の１種であり、前記メッキプロセスは溶融めっき、電気めっき又は化学めっきの中の任意の１種であり、本実施例は好ましくは半田めっきであり、加熱過程を経た後に前記導電線７と前記Ｐ型ドープ層又は前記Ｎ型ドープ層とを低融点材料で溶融し溶接固定してＰ電極及びＮ電極を形成し、導電線７及び電池セルの電気接続を実現し、溶接の温度は３００〜４００°Ｃであり、本実施例は好ましくは３００℃であり、電池の両面の温度差過大による電池セルの破砕又は亀裂を予防するように溶接過程において電池セルの正面に加熱パッドを使用し、加熱パッドの温度を４０〜８０°Ｃに制御し、本実施例は好ましくは７０℃であり、前記の加熱方式は赤外線放射、抵抗線加熱又は熱風加熱の中の任意の１種又は数種の組み合わせであり、加熱温度は１５０℃〜５００℃であり、本実施例は好ましくは３００℃である。前記細い導電グリッド線の製造プロセスは、スクリーン印刷を使用して銀含有ペースト料を太陽電池セルにセグメント化印刷し、銀ペースト電極が印刷された太陽電池セルの細いグリッド線を乾燥して、次に全体焼結を行い、複数の細い導電グリッド線付きの太陽電池を取得する。

本実施例の接続方式は下記の方式で実現することができ、前記ステップ１では太陽電池セルと導電線７との電気接続方式は、スクリーン印刷によって電池セルのＰ型ドープ層及びＮ型ドープ層に導電性接着剤をコーティングし、前記導電性接着剤は加熱過程において硬化してＰ電極及びＮ電極を形成することができ、加熱された後に前記導電線７と前記Ｐ電極又は前記Ｎ電極を前記導電性接着剤でオーム接触を形成させ、導電線７と電池セルとの電気接続を形成することであり、
太陽電池セルと導電線７との他の電気接続方式はレーザー溶接である。

ステップ２、製造して完成した太陽電池層には５×０．２２ｍｍの断面積の通常の汎用バスバーを使用して直列し、前記太陽電池セルの個数は必要に応じて選択し、本実施例は３２枚の太陽電池セルを選択し、順次にガラス、ＥＶＡ、太陽電池層、ＥＶＡ及びバッキング層材料を順序に重ね合わせて外観検査を行い、重なり合ったモジュールをラミネーターに送って積層し、積層パラメータはＥＶＡの硫化特性に応じて設定され、一般的に１４５°Ｃで１６分間積層する。最終的に積層して完成したモジュールに対して金属フレーム取り付け、接続箱取り付けを行って且つ電力テスト及び外観検査を行う。太陽電池アセンブリを取得する。

上記の３２枚のバックコンタクトアセンブリの電力パラメータは以下の通りであり、
開回路電圧 Ｕｏｃ（Ｖ）２２．５２
短絡電流 Ｉｓｃ（Ａ）９．３３
動作電圧 Ｕｍｐ（Ｖ）１７．３５
動作電流 Ｉｍｐ（Ａ） ９．２２
最大電力 Ｐｍａｘ（Ｗ） １５９．９７
フィルファクタ ７６．１３％

無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法であって、
太陽電池を直列して太陽電池層を形成し、前記太陽電池暗面の電気接続層はＰ電極に接続される複数の細い導電グリッド線とＮ電極に接続される複数の細い導電グリッド線を有し、前記細い導電グリッド線は多段構造であり、平行に配列された複数の導電線７をまっすぐに引張って、複数の導電線７と第一の太陽電池セル８におけるＰ電極又はＰ電極に接続される細い導電グリッド線を電気的に接続し、第二の太陽電池セル８１と第一の太陽電池セル８を揃えて置き、第二の太陽電池セル８１におけるＰ電極と第一の太陽電池セル８におけるＮ電極を同一の導電線７に位置し、再び導電線７と第二の太陽電池セル８１のＮ電極又はＮ電極に接続される細い導電グリッド線を電気的に接続し、第二の太陽電池セル８１と第一の太陽電池セル８を直列させ、再び第一の太陽電池セル８を置いて且つ導電線７と第一の太陽電池セル８を電気的に接続し、上記の操作を繰り返して１０枚の太陽電池セルの直列構造を形成し、且つ太陽電池ストリングの両側にＮバスバー電極１１及びＰバスバー電極１０を設置し、前記Ｐバスバー電極１０と前記Ｎバスバー電極１１を直列接続し、太陽電池層を形成するステップ１、及び
６ストリングの太陽電池を製造し、各ストリングは１０枚であり、合計で６０枚のバックコンタクトの電池セル層である。順次にガラス、ＥＶＡ、電池セル層、ＥＶＡ及びバッキング層材料を順序に重ね合わせて外観検査を行い、重なり合ったモジュールをラミネーターに送って積層し、積層パラメータはＥＶＡの硫化特性に応じて設定され、一般的に１２０°Ｃで３５分間積層する。最終的に積層して完成したモジュールに対して金属フレームを取り付け、接続箱取り付けを行って且つ電力テスト及び外観検査を行う。電池アセンブリを取得するステップ２を含むことを特徴とする。

上記の６０枚のバックコンタクトアセンブリの電力パラメータは以下の通りであり、
開回路電圧 Ｕｏｃ（Ｖ）４１．８１
短絡電流 Ｉｓｃ（Ａ）９．３１
動作電圧 Ｕｍｐ（Ｖ）３２．９７
動作電流 Ｉｍｐ（Ａ） ９．１２
最大電力 Ｐｍａｘ（Ｗ）３００．６８
フィルファクタ ７７．２６％

＜実施例２＞
図５、図６及び図７を参照して、無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池であって、該太陽電池は一枚以上の太陽電池セル１と、導電線７及び細い導電グリッド線からなる電気接続層と、を備え、前記太陽電池セル１のシリコン基板暗面はＰ型ドープ層に接続されるＰ電極とＮ型ドープ層に接続されるＮ電極を有し、前記太陽電池セル１暗面の電気接続層はＰ電極に接続される複数の細い導電グリッド線及びＮ電極に接続される複数の細い導電グリッド線を有し、前記細い導電グリッド線は多段構造であり、前記細い導電グリッド線と前記導電線７との交差部に前記細い導電グリッド線と前記導電線７との電気的導通を防止する絶縁媒体６が設置される。

図５は無メイングリッド高効率のバックコンタクト第三の太陽電池セル９を示し、点状Ｐ電極２は合計１５列であり、各列が１５個であり、総数が２２５個であり、点状Ｎ電極３は合計１５列であり、各列が１５個であり、総数が２２５個であり、前記点状Ｐ電極２の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極２の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記点状Ｎ電極３の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極３の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍである。本実施例の好ましいものとして、前記点状Ｐ電極２の直径は１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極２の間の距離は５ｍｍであり、前記点状Ｎ電極３の直径は１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極３の間の距離は５ｍｍであり、点状Ｐ電極２接続線と点状Ｎ電極３接続線との間の中心距離は５ｍｍであり、前記複数の細い導電グリッド線は交差指状で平行に配列され、前記細い導電グリッド線によって相互接続される点状電極の数は２、３、５、７、９、１１、１３、１５又は１７個であってもよく、本実施例は好ましくは３、５、７個であり、各５個の点状Ｐ電極２は細い導電グリッド線によって接続され、前記細い導電グリッド線の材料は焼結銀ペースト又は導電線であり、本実施例は好ましくは細い導電グリッド線であり、前記細い導電グリッド線の幅は１０〜３００μｍであり、アスペクト比は１：０．０１〜１：１であり、本実施例は好ましくは前記細い導電グリッド線の幅が３００μｍである。一番左側の７個の点状Ｎ電極３は一本の細い導電グリッド線によって接続され、グリッド線は焼結した銀含有ペースト料であり、グリッド線の幅が３００μｍであり、中間部位の各５個の点状Ｎ電極３も同様な細い導電グリッド線によって接続され、一番右側の３個点状Ｎ電極３も同様な細い導電グリッド線によって接続される。前記電池セルに絶縁媒体６が更に設置され、電池変換効率は２３．２％である。

図６は無メイングリッド高効率のバックコンタクト第四の太陽電池セル９１を示し、点状Ｐ電極２は合計１５列であり、各列が１５個であり、総数が２２５個であり、点状Ｎ電極３は合計１５列であり、各列が１５個であり、総数が２２５個であり、前記点状Ｐ電極２の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極２の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記点状Ｎ電極３の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極３の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍである。本実施例の好ましいものとして、前記点状Ｐ電極２の直径は１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極２の間の距離は５ｍｍであり、前記点状Ｎ電極３の直径は１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極３の間の距離は５ｍｍであり、点状Ｐ電極２接続線と点状Ｎ電極３接続線との間の中心距離は５ｍｍであり、前記複数の細い導電グリッド線は交差指状で平行に配列され、前記細い導電グリッド線によって相互接続される点状電極の数は２、３、５、７、９、１１、１３、１５又は１７個であってもよく、本実施例は好ましくは３、５、７個であり、各５個の点状Ｎ電極３細い導電グリッド線によって接続され、前記細い導電グリッド線の材料は焼結銀ペースト又は導電線であり、本実施例は好ましくは細い導電グリッド線であり、前記細い導電グリッド線の幅は１０〜３００μｍであり、アスペクト比は１：０．０１〜１：１であり、本実施例は好ましくは前記細い導電グリッド線の幅が３００μｍである。一番左側の７個の点状Ｐ電極２は一本の細い導電グリッド線によって接続され、グリッド線は焼結した銀含有ペースト料であり、グリッド線の幅が３００μｍであり、中間部位の各５個の点状Ｐ電極２も同様な細い導電グリッド線によって接続され、一番右側の３個点状Ｐ電極２も同様な細い導電グリッド線によって接続される。前記電池セルに絶縁媒体６が更に設置され、電池変換効率は２３．２％である。

図７は点状無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池セルのタンデム接続の裏面模式図を示し、前記無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池における前記電気接続層に導電線７が更に設置され、前記導電線７は前記Ｐ電極に接続される複数の細い導電グリッド線又はＰ電極に接続され、前記導電線７は前記Ｎ電極に接続される複数の細い導電グリッド線又はＮ電極に接続され、隣接する数個の点状Ｐ電極２又は点状Ｎ電極３は前記細い導電グリッド線によって合流され、収集した電流を導電線７によって導出し、好ましくは、前記導電線７は前記複数の細い導電グリッド線の中心線に垂直に接続され、前記導電線７と前記細い導電グリッド線とは
（串）字型構造又は櫛歯状構造を形成し、
字型構造又は櫛歯状構造は交互に配列される。前記細い導電グリッド線と前記導電線７との交差部に絶縁媒体６によって電気的に絶縁される。

本実施例は、上から下まで接続されるフロント層材料、パッケージング材料、太陽電池層、パッケージング材料、バッキング層材料を含む無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリを更に提供し、前記太陽電池層は複数の太陽電池を備え、前記太陽電池は上記に記載の太陽電池であることを特徴とする。

無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法であって、以下のステップを含む。

ステップ１、太陽電池を直列して太陽電池層を形成し、前記太陽電池暗面の電気接続層はＰ電極に接続される複数の細い導電グリッド線とＮ電極に接続される複数の細い導電グリッド線を有し、前記細い導電グリッド線は多段構造であり、複数の導電線７と第三の太陽電池セル９におけるＰ電極又はＰ電極に接続される細い導電グリッド線を電気的に接続し、第四の太陽電池セル９１と第三の太陽電池セル９を揃えて置き、第四の太陽電池セル９１におけるＰ電極と第三の太陽電池セル９におけるＮ電極とは同一の導電線７に位置し、再び導電線７と第四の太陽電池セル９１のＮ電極又はＮ電極に接続される細い導電グリッド線を電気的に接続し、第四の太陽電池セル９１と第三の太陽電池セル９を直列させ、再び第三の太陽電池セル９を置いて且つ導電線７と第三の太陽電池セル９を電気的に接続し、上記の操作を繰り返して直列構造を形成し、太陽電池層を形成することを特徴とする。

本実施例において前記接続方式は溶接であり、本実施例は低融点材料がメッキされた導電線７を採用し、前記低融点材料は半田、錫鉛合金、錫ビスマス合金又は錫鉛銀合金の中の任意の１種であり、前記メッキプロセスは溶融めっき、電気めっき又は化学めっきの中の任意の１種であり、本実施例は好ましくは半田めっきであり、加熱過程を経た後に前記導電線７と前記Ｐ型ドープ層又は前記Ｎ型ドープ層とを低融点材料で溶融し溶接固定してＰ電極及びＮ電極を形成し、導電線７及び電池セルの電気接続を実現し、溶接の温度は３００〜４００°Ｃであり、本実施例は好ましくは３５０℃であり、電池の両面の温度差過大による電池セルの破砕又は亀裂を予防するように溶接過程において電池セルの正面に加熱パッドを使用し、加熱パッドの温度を４０〜８０°Ｃに制御し、本実施例は好ましくは４０℃であり、前記の加熱方式は赤外線放射、抵抗線加熱又は熱風加熱の中の任意の１種又は数種の組み合わせであり、加熱温度は１５０℃〜５００℃であり、本実施例は好ましくは１５０℃である。前記細い導電グリッド線の製造プロセスは、スクリーン印刷を使用して銀含有ペースト料を太陽電池セルにセグメント化印刷し、銀ペースト電極が印刷された太陽電池セルの細いグリッド線を乾燥して、次に全体焼結を行い、複数の細い導電グリッド線付きの太陽電池を取得し、前記細い導電グリッド線は３、５、７個の点を接続し、図７に示す。

ステップ２、製造して完成した太陽電池層には５×０．２２ｍｍの断面積の通常の汎用バスバーを使用して直列し、前記太陽電池セルの個数は必要に応じて選択し、本実施例は３２枚の太陽電池セルを選択し、順次にガラス、ＥＶＡ、太陽電池層、ＥＶＡ及びバッキング層材料を順序に重ね合わせて外観検査を行い、重なり合ったモジュールをラミネーターに送って積層し、積層パラメータはＥＶＡの硫化特性に応じて設定され、一般的に１８０°Ｃで９分間積層する。最終的に積層して完成したモジュールに対して金属フレーム取り付け、接続箱取り付けを行って且つ電力テスト及び外観検査を行う。太陽電池アセンブリを取得し、図９に示す。

上記の３２枚のバックコンタクトアセンブリの電力パラメータは以下の通りであり、
開回路電圧 Ｕｏｃ（Ｖ）２２．２５
短絡電流 Ｉｓｃ（Ａ）９．２５
動作電圧 Ｕｍｐ（Ｖ）１７．２７
動作電流 Ｉｍｐ（Ａ） ９．０８
最大電力 Ｐｍａｘ（Ｗ）１５６．７８
フィルファクタ ７６．１８％

同様に、本実施例において前記太陽電池セルの点状電極を線状電極に取り替えることができ、その相違点は、主に細い導電グリッド線と線状電極とは交差する場所に対して絶縁媒体６による絶縁処理を行う必要があり、図８に示すように、無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池セルであって、線状Ｐ電極２１は合計１０列であり、線状Ｎ電極３１は合計１０列であり、前記線状Ｐ電極２１の幅は０．４ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記線状Ｎ電極３１の幅は０．４ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記複数の細い導電グリッド線は交差指状で平行に配列され、前記細い導電グリッド線によって相互接続される線状電極の数は２、３、５、７、９、１１、１３、１５又は１７個であってもよく、本実施例は好ましくは２、３、５個であり、各５個の線状Ｎ電極３１は細い導電グリッド線によって接続され、前記細い導電グリッド線の材料は焼結銀ペースト又は導電線７であり、本実施例は好ましくは細い導電グリッド線であり、前記細い導電グリッド線の幅は１０〜３００μｍであり、アスペクト比は１：０．０１〜１：１であり、本実施例は好ましくは前記細い導電グリッド線の幅が３００μｍである。一番左側の３個の線状Ｐ電極２１は一本の細い導電グリッド線によって接続され、グリッド線は焼結した銀含有ペースト料であり、グリッド線の幅は３０μｍであり、中間部位の各５個の線状Ｐ電極２１も同様な細い導電グリッド線によって接続され、一番右側の２個線状Ｐ電極２１も同様な細い導電グリッド線によって接続される。前記電池セルに絶縁媒体６が更に設置され、電池変換効率は２３．２％である。

他の実施例として、本発明は点状電極と線状電極を混合する構造であってもよく、その原理は上記の実施例と類似し、ここで説明しない。

実施例の実験パラメータから分かるように、本発明により製造されたバックコンタクト太陽電池からなる太陽電池アセンブリは非常に高いフィルファクタを取得することができ、それによりアセンブリの発電効率を向上させる。Ｐ電極とＮ電極との間の短絡を効果的に防止することができ、耐亀裂、高効率、高安定性であり、同時に製造プロセスが簡単で、コストを大幅に低減させる利点を有する。

本発明の実施例において無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池セルを区別するのは（実施例１における第一の太陽電池セル、第二の太陽電池セル、実施例２における第三の太陽電池セル、第四の太陽電池セル）説明の便宜のためだけであり、２種のバックコンタクト太陽電池セルドープ層の電極構造の電池セルに対する区別は、順序等の区別がなく、本発明の実施例を理解しやすくする目的とし、本発明の保護範囲に対していずれの制限効果もない。前記第一の太陽電池セルは第１番目とも呼ばれ、前記第二の太陽電池セルは第２番目とも呼ばれ、実施例１において前記第一の太陽電池セルのＰ電極は合計でＸ−１列であり、各列がＹ個であり、Ｎ電極は合計でＸ列であり、各列がＹ個であり、前記第二の太陽電池セルはＮ電極が合計でＸ−１列であり、各列がＹ個であり、Ｐ電極は合計でＸ列であり、各列がＹ個であり、Ｘ及びＹは２より大きい整数を取る。

最終的に説明すべきであるのは、以上の実施例は本発明の技術的解決手段を説明するためのものだけであり、本発明の保護範囲を制限することがなく、好ましい実施例を参照して本発明を詳細的に説明したが、当業者は、本発明の技術的解決手段の実質及び範囲を逸脱しない限り、本発明の技術的解決手段に対して修正又は等価取り替えを行うことができることを理解すべきである。

１、太陽電池セル
２、点状Ｐ電極
２１、線状Ｐ電極
３、点状Ｎ電極
３１、線状Ｎ電極
４、Ｐ電極間細い導電グリッド線
５、Ｎ電極間細い導電グリッド線
６、絶縁媒体
７、導電線
７１、銅、アルミ又は鋼等の金属材料
７２、７１と異なるアルミ又は鋼等の金属材料
７３、錫、錫鉛、錫ビスマス又は錫鉛銀金属合金半田
８、第一の太陽電池セル
８１、第二の太陽電池セル
９、第三の太陽電池セル
９１、第四の太陽電池セル
１０、Ｐバスバー電極
１１、Ｎバスバー電極

Claims (20)

1. 太陽電池セル及び電気接続層を備え、前記太陽電池セルの暗面がＰ型ドープ層に接続されるＰ電極とＮ型ドープ層に接続されるＮ電極とを有する無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池であって、前記電気接続層は複数の細い導電グリッド線を含み、一部の前記細い導電グリッド線が前記太陽電池セルの暗面のＰ電極に接続され、他の一部の前記細い導電グリッド線が前記太陽電池セルの暗面のＮ電極に接続され、前記細い導電グリッド線は多段構造であり、
   前記Ｐ電極は点状Ｐ電極、前記Ｎ電極は点状Ｎ電極であり、前記点状Ｐ電極の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｐ電極の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記点状Ｎ電極の直径は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、同一の細い導電グリッド線に接続される２つの隣接する点状Ｎ電極の間の距離は０．７ｍｍ〜１０ｍｍであり、
   前記電気接続層に導電線が設置され、前記導電線は第一の太陽電池セルの前記Ｐ電極に接続された複数の細い導電グリッド線に接続され、前記導電線は第二の太陽電池セルの前記Ｎ電極に接続される複数の細い導電グリッド線に接続され、前記導電線は前記複数の細い導電グリッド線の中心線に垂直に接続されることを特徴とする無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
2. 前記複数の細い導電グリッド線は交差指状で平行に配列されることを特徴とする請求項１に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
3. 前記太陽電池セルの前記Ｐ電極と前記Ｎ電極との間又は細い導電グリッド線と細い導電グリッド線との間は電極の間の導通を防止する絶縁媒体を有することを特徴とする請求項１に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
4. 前記細い導電グリッド線によって相互接続される点状電極の数は２−１７個であることを特徴とする請求項１に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
5. 前記点状Ｐ電極及び前記点状Ｎ電極の総数は１０００〜４００００個であることを特徴とする請求項４に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
6. 点状電極は銀ペースト、導電性接着剤、高分子導電材料又は半田の中の任意の１種であることを特徴とする請求項４に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
7. 前記細い導電グリッド線の材料は焼結銀ペースト又は導電線であり、前記細い導電グリッド線の幅は１０〜３００μｍであり、アスペクト比は１：０．０１〜１：１であることを特徴とする請求項１に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
8. 前記細い導電グリッド線によって相互接続される点状電極数量は２、３、５、７、９、１１、１３、１５又は１７個であることを特徴とする請求項４に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
9. 前記導電線と前記細い導電グリッド線とは
   
   字型構造又は櫛歯状構造を形成し、
   
   字型構造又は櫛歯状構造は交互に配列されることを特徴とする請求項１に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
10. 前記導電線表面に酸化防止コーティング層材料がめっきされ又は導電性接着剤がコーティングされ、前記酸化防止コーティング層材料は錫、錫鉛合金、錫ビスマス合金又は錫鉛銀合金の中の任意の１種であり、前記導電線のメッキ又は導電性接着剤層の厚さは５μｍ〜５０μｍであり、前記導電性接着剤は低抵抗率の導電性接着剤であり、その主な成分は導電粒子及び高分子接着剤であり、前記導電性接着剤における導電粒子は金、銀、銅、金めっきニッケル、銀メッキニッケル、銀メッキ銅の中の任意の１種又は数種の組み合わせであり、前記導電粒子の形状は球形、片状、ラグビーボール状、針状の中の任意の１種であり、導電粒子の粒径は０．０１μｍ〜５μｍであり、前記導電性接着剤における高分子接着剤はエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂又はシリコーン樹脂の中の任意の１種又は数種の組み合わせであり、接着剤は熱硬化又は光硬化できることを特徴とする請求項１に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
11. 前記電気接続層にＰバスバー電極及びＮバスバー電極が設置され、前記Ｐバスバー電極及び前記Ｎバスバー電極は前記電気接続層の両側に設置され、前記バスバー電極の表面に凹凸形状を有することを特徴とする請求項１に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
12. 前記絶縁媒体は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であり、前記樹脂はポリイミド、ポリカプロラクタム、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂の中の任意の１種又は数種の組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池。
13. 上から下まで接続されるフロント層材料、パッケージング材料、太陽電池層、パッケージング材料、バッキング層材料を含む無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリであって、前記太陽電池層は複数個の太陽電池を含み、前記太陽電池は請求項１−１２のいずれか一項に記載の太陽電池であることを特徴とする無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリ。
14. 前記太陽電池層の前記太陽電池は電気接続層の両側に設置されるバスバーによって接続されることを特徴とする請求項１３に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリ。
15. 前記太陽電池アセンブリの太陽電池セルの個数は１〜１２０個であることを特徴とする請求項１３−１４のいずれか一項に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリ。
16. 請求項１３乃至請求項１５のいずれか一項に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法であって、
    太陽電池を直列して太陽電池層を形成し、前記太陽電池暗面の電気接続層はＰ電極に接続される複数の細い導電グリッド線とＮ電極に接続される複数の細い導電グリッド線を有し、前記細い導電グリッド線は多段構造であり、複数の導電線と一番目の太陽電池セルの電極又は細い導電グリッド線を電気的に接続し、二番目の太陽電池セルと一番目の太陽電池セルを揃えて置き、二番目の太陽電池セルにおけるＰ電極と一番目の電池セルにおけるＮ電極を同一の導電線に位置させ、再び導電線と二番目の太陽電池セルの電極又は細い導電グリッド線を電気的に接続し、上記の操作を繰り返して直列構造を形成し、太陽電池層を形成するステップ１、及び
    フロント層材料、パッケージング材料、太陽電池層、パッケージング材料、バッキング層材料を順序に重ね合わせて、積層して太陽電池アセンブリを取得するステップ２を含むことを特徴とする無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法。
17. ステップ１にしたがって太陽電池ストリングを製造し、前記太陽電池ストリングは１枚以上の太陽電池セルを含み、前記太陽電池ストリングの両側にバスバー電極を設置し、バスバー電極を直列して太陽電池層を形成することを特徴とする請求項１６に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法。
18. 前記細い導電グリッド線の製造プロセスは、スクリーン印刷を使用して銀含有ペースト料を太陽電池セルにセグメント化印刷し、銀ペースト電極が印刷された太陽電池セルの細いグリッド線を乾燥して、次に全体焼結を行い、複数の細い導電グリッド線付きの太陽電池を取得することを特徴とする請求項１６−１７のいずれか一項に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法。
19. 積層パラメータはパッケージング材料の硫化特性に応じて設定され、前記パッケージング材料はＥＶＡであり、前記積層パラメータは１２０〜１８０°Ｃで９〜３５分間積層するものであることを特徴とする請求項１６−１７のいずれか一項に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法。
20. 前記ステップ１では太陽電池セルと導電線との電気接続方式はスクリーン印刷によって電池セルのＰ型ドープ層及びＮ型ドープ層に導電性接着剤をコーティングし、前記導電性接着剤は加熱過程において硬化してＰ電極及びＮ電極を形成することができ、加熱された後に前記導電線と前記Ｐ電極又は前記Ｎ電極を前記導電性接着剤でオーム接触を形成させ、導電線と電池セルとの電気接続を形成することであり、
    太陽電池セルと導電線との他の電気接続方式は、導電線にメッキプロセスによって低融点材料をメッキし、加熱過程を経た後に前記導電線と前記Ｐ型ドープ層又は前記Ｎ型ドープ層を低融点材料で溶融して溶接固定しＰ電極及びＮ電極を形成させ、導電線と電池セルとの電気接続を実現することであり、前記低融点材料は半田、錫鉛合金、錫ビスマス合金又は錫鉛銀合金の中の任意の１種であり、
    太陽電池セルと導電線との他の電気接続方式はレーザー溶接である請求項１６−１７のいずれか一項に記載の無メイングリッド高効率のバックコンタクト太陽電池アセンブリの製造方法。