一種背接觸太陽能電池片的製作方法

2023-10-07 01:53:44

專利名稱：一種背接觸太陽能電池片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種背接觸太陽能電池片，屬於太陽能技術領域。
背景技術：
常規的化石燃料日益消耗殆盡，在現有的可持續能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽能電池中，晶體矽太陽能電池是得到大範圍商業推廣的太陽能電池之一，這是由於矽材料在地殼中有著極為豐富的儲量，同時矽太陽能電池相比其他類型的太陽能電池，有著優異的電學性能和機械性能。因此，晶體矽太陽電池在光伏領域佔據著重要的地位。目前，背接觸太陽能電池(MWT(Metal Wrap Through)太陽能電池)受到了大家的廣泛關注，其優點在於:由於其正面沒有主柵線，正極和負極的焊接點都在電池片的背面，減少了電池片的遮光，提高了電池片的轉換效率，同時在製作太陽能組件時，可以減少焊帶對電池片的遮光影響，同時，採用新的封裝方式可以降低電池片的串聯電阻，減小電池片的功率損失。因此，目前背接觸太陽電池越來越受到行業的關注並逐步開始產業化應用。現有 的背接觸太陽能電池是由多片背接觸太陽能電池片組成的。電池片正面的受光面產生的電流匯流後，通過貫穿電池片的通孔內的導電金屬(又稱孔金屬電極)傳導至位於電池片背面的電極；而兩種極性的電極都位於電池片背面，通過特定的互聯方式，形成背接觸太陽能電池。因此電池片的通孔內導電金屬的形成是MWT電池片電性能以及可靠性保證的關鍵。現有的背接觸太陽能電池片的結構如下:電池片的正面設有柵線，在正面形成若干個電流收集單元，各個電流收集單元的匯流處設有通孔，通孔內設有導電漿料形成的孔金屬電極，電流通過柵線形成的電流收集單元收集並經過孔金屬電極傳送至電池片的背面。然而，上述結構的背接觸太陽能電池片存在如下問題:(I)由於通孔的直徑較小，且均是垂直於電池片設置，因此在採用印刷的方式將導電漿料填充入通孔的過程中，容易形成孔內空隙或者斷層，從而導致電池片孔電阻大大增加甚至無法導通，影響其電性能；
(2)現有的電池片上的各個電流收集單元上一般只有I個通孔，在長期戶外的惡劣應用環境下，電池片會因為熱脹冷縮等原因導致單個通孔內的孔金屬電極出現孔洞或斷裂等缺陷，從而導致其所在的電流收集單元失效，最終影響電池片以及組件的長期可靠性。
發明內容本實用新型目的是提供一種背接觸太陽能電池片。為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是:一種背接觸太陽能電池片，電池片的正面設有至少2個由柵線形成的電流收集單元，所述各個電流收集單元的匯流處設有至少I個通孔，通孔內設有孔金屬電極；所述各通孔均傾斜設置於電池片內，其與電池片正面之間的夾角為6(Γ89度；[0010]所述各通孔為下大上小的錐形結構。上文中，所述通孔可以通過雷射、機械衝鑽、化學腐蝕等方法形成。所述通孔的導電漿料為銀或銀鋁合金等導電金屬漿料，漿料通過印刷的方式填入通孔內。所述各通孔均傾斜設置於電池片內，相鄰通孔的傾斜方向可以相同或不同。且各個孔之間的傾斜角度也可以相同或不同。本實用新型通過在同一個電流收集單元內設置多個通孔，多個通孔並聯連接電池片正面柵線和背面電極，從而大大降低了電池片因為熱脹冷縮等原因導致單個孔內的孔金屬電極出現孔洞或斷裂等缺陷而引起所在整個電流收集單元失效的概率。此外，還可以將每個電流收集單元的通孔相對電池片中心對稱。即做成中心分布圖案，在工業生產中方便生產，不會有放置方向和印刷方向等的限制。上述技術方案中，所述位於邊緣的電流收集單元的匯流處設有至少2個通孔，所述位於中央的電流收集單元的匯流處設有I個通孔。優選的，各通孔按照受光面電流匯集的方向設置。上述技術方案中，所述同一個電流收集單元內的通孔內的孔金屬電極並聯連接。即同一個電流收集單元內的多個通孔可以通過孔金屬電極實現電連接。上述技術方案中，所述各通孔均傾斜設置於電池片內，且各通孔與電池片正面形成的傾角方向與印刷方向一致。優選的，各通孔均迎著印刷方向設置，使各通孔與矽片表面形成適應印刷方向的夾角。上述技術方案中，所述通孔的直徑為5(Γ500微米。優選的，所述·通孔與電池片正面之間的夾角為75 85度。由於上述技術方案的採用，與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:1.本實用新型開發了一種新的背接觸太陽能電池片，通過在同一個電流收集單元內設置多個通孔，多個通孔並聯連接電池片正面柵線和背面電極，從而大大降低了電池片因為熱脹冷縮等原因導致單個孔內的孔金屬電極出現孔洞或斷裂等缺陷而引起所在整個電流收集單元失效的概率。2.與常規的背接觸太陽能電池片相比，本實用新型的電池片的電流更高，電池片的串聯電阻更大，更有利於減少電流損耗。3.本實用新型的方案在工藝上成本投入增加極少，不需要額外增加生產工序，但獲得較好的電性能和長期可靠性提升，便於工業化應用。4.本實用新型的結構簡單且合理，便於製備，適於推廣應用。5.本實用新型將通孔傾斜設置於電池片內，且通孔為下大上小的錐形結構，大大方便了孔內導電漿料的印刷，避免了孔內形成空隙或者斷層的問題，進一步提高了電池片的電性能。

圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖；圖2是圖1的A部放大圖；圖3是圖2的B部放大圖；圖4是本實用新型實施例一中I個電流收集單元的剖視圖；[0030]圖5是圖4中去除孔金屬電極和漿料之後的示意圖。其中:1、柵線；2、減反膜；3、電池片；4、孔金屬電極；5、導電漿料；6、鋁背場；7、通孔。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步描述:實施例一參見圖1飛所示，一種P型背接觸太陽能電池片，電池片的正面設有9個由柵線I形成的電流收集單元，所述9個電流收集單元呈3X3陳列分布；中央的I個電流收集單元的匯流處設有I個通孔，其他邊緣的8個電流收集單元的匯流處均設有2個通孔7，通孔內設有孔金屬電極4;所述各通孔均傾斜設置於電池片內，其與電池片正面之間的夾角a為75度，參見圖5所示；與其相鄰的另一個通孔的傾斜方向與其相反；所述各通孔為下大上小的錐形結構。通孔由雷射在電池片3背面燒蝕形成。電池片正面為受光面，設有常規的減反膜2，其下面為擴散磷形成的pn結；該處產生的電子通過正面設置的正面細柵線I收集。導電漿料通過印刷的方式在電池片背面印刷而填充入通孔，在通孔內形成孔金屬電極4，同時形成的還有位於背面的導電漿料5 (即電池負極)。在電池片背面非孔金屬電極區域，設置有鋁背場6收集光生空穴。背電極(即電池正極)匯集鋁背場的電流，未在圖中標示。在孔金屬電極與鋁背場之間有一定間隙，以達到絕緣效果。
從圖5可以看出，通孔與電池片水平方向形成一定傾角，並且在電池片背面孔徑大於正面的孔徑，目的為了在印刷時便於導電漿料更好的填充整個通孔。圖1是電池片正面示意圖，該電池片正面是由9個電流收集單元組成。每個電流收集單元的電流匯流於單元中心收集點(即匯流處)。在收集點上設有個通孔。所有各對通孔的位置與電流匯集方向一致，形成中心對稱圖形，方便生產，無需特殊對位或朝向。對比例一一種P型背接觸太陽能電池片，電池片的正面設有9個由柵線形成的電流收集單元，所述9個電流收集單元呈3X3陳列分布；各個電流收集單元的匯流處設有I個通孔；通孔內設有孔金屬電極；各通孔均垂直設置於電池片內。測定所述實施例和對比例的MWT電池的電性能以及其組件經過老化模擬實驗後
的性能，結果如下:
Uoc Isc FF I Rs Es!.........................EFF
(Y) (a) (.<.) (si) (a)
0^6444 253 ~S ~4 | 0^003-1 U0J>1
■
實施例 _ (K(j44- o,2~39p_S 19廣50β上表顯不，對於同一種MWT電池片，在電流收集點設有多孔的電池片(即實施例一)在電池片串聯電阻Rs、填充因子FF、短路電流Isc上相比單孔(即對比例一)的電池片一定的優勢。這一優勢在組件端也會有明顯表現。然後，將上述兩種電池片各挑9片製作成小組件，除電池片外其他附件保持一致。
測試其電性能，結果如下:
權利要求1.一種背接觸太陽能電池片，電池片的正面設有至少2個由柵線(I)形成的電流收集單元，其特徵在於:所述各個電流收集單元的匯流處設有至少I個通孔(7)，通孔內設有孔金屬電極； 所述各通孔均傾斜設置於電池片內，其與電池片正面之間的夾角為6(Γ89度； 所述各通孔為下大上小的錐形結構。
2.根據權利要求1所述的背接觸太陽能電池片，其特徵在於:所述位於邊緣的電流收集單元的匯流處設有至少2個通孔，所述位於中央的電流收集單元的匯流處設有I個通孔。
3.根據權利要求1所述的背接觸太陽能電池片，其特徵在於:所述同一個電流收集單元內的通孔內的孔金屬電極並聯連接。
4.根據權利要求1所述的背接觸太陽能電池片，其特徵在於:所述各通孔均傾斜設置於電池片內，且各通孔與電池片正面形成的傾角方向與印刷方向一致。
5.根據權利要求1所述的背接觸太陽能電池片，其特徵在於:所述通孔的直徑為50^500 微米。
6.根據權利要求1所述的背接觸太陽能電池片，其特徵在於:所述通孔與電池片正面之間的夾角 為75 85度。
專利摘要本實用新型公開了一種背接觸太陽能電池片，電池片的正面設有至少2個由柵線形成的電流收集單元，所述各個電流收集單元的匯流處設有至少1個通孔，通孔內設有孔金屬電極；所述各通孔均傾斜設置於電池片內，其與電池片正面之間的夾角為60~89度；所述各通孔為下大上小的錐形結構。本實用新型通過在同一個電流收集單元內設置多個通孔，多個通孔並聯連接電池片正面柵線和背面電極，從而大大降低了電池片因為熱脹冷縮等原因導致單個孔內的孔金屬電極出現孔洞或斷裂等缺陷而引起所在整個電流收集單元失效的概率。
文檔編號H01L31/0224GK203150566SQ20132013147
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月21日 優先權日2013年3月21日
發明者蔣林, 龍維緒, 王栩生, 章靈軍 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司