双面太阳能电池组件及系统的制作方法

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种双面太阳能电池组件及系统。

背景技术：

太阳能电池组件是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，然后将电送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

双面太阳能电池组件不仅吸收来自太阳的正面直射光线，同时会吸收背面物体反射的太阳光线。因此，对于双面太阳能电池组件，需考虑组件设计对整体发电功率的影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种双面太阳能电池组件，结构简单，成本较低，电池组件的发电功率大。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种太阳能电池系统，结构简单，成本较低，电池组件的发电功率大。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双面太阳能电池组件，包括从上到下依次层叠设置的正面钢化玻璃、第一粘结层、太阳能电池组、第二粘结层和背面钢化玻璃，所述太阳能电池组由双面太阳能电池串联或并联而成，双面太阳能电池之间通过焊带焊接在一起；

所述双面太阳能电池包括背银主栅、铝栅线、背面钝化层、P型硅、N型发射极、正面钝化层和正银电极，所述背面钝化层经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元；铝栅线与激光开槽区一一对应设置，所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

所述铝栅线也可以是曲线形、弧形、波浪形等。

所述正面钢化玻璃、背面钢化玻璃上设有透光孔，所述透光孔设于双面太阳能电池之间的缝隙区域。

作为上述方案的优选方式，所述双面太阳能电池之间的缝隙区域的尺寸为0.5-10cm，所述透光孔的尺寸小于双面太阳能电池之间的缝隙区域的尺寸，所述透光孔的尺寸为0.4-9cm。

作为上述方案的优选方式，所述透光孔为圆孔、椭圆形孔、三角形孔、四边形孔、五边形孔或六边形孔。

作为上述方案的优选方式，当每个激光开槽区内设置至少2组激光开槽单元时，相邻两组平行设置的激光开槽单元之间的间距为5-300μm。

作为上述方案的优选方式，所述激光开槽单元的图案为线条、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。

作为上述方案的优选方式，所述激光开槽单元的图案为一条连续的直线或多个线段组成的虚线；

当所述激光开槽单元的图案为多个线段组成的虚线时，所述线段的长度相同或不同。

作为上述方案的优选方式，所述激光开槽区的宽度为10-500μm；位于激光开槽区下方的铝栅线的宽度大于激光开槽区的宽度，铝栅线的宽度为30-550μm。

作为上述方案的优选方式，所述双面太阳能电池为双面单晶太阳能电池或双面多晶太阳能电池。

作为上述方案的优选方式，所述第一粘结层、第二粘结层为乙烯-醋酸乙烯共聚物制成的粘结层；

所述框架为金属框。

所述正面钢化玻璃、背面钢化玻璃为透光率大于90%的超白钢化镀膜玻璃。

相应的，本发明还公开一种太阳能电池系统，其包括上述的双面太阳能电池组件。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明采用设有透光孔的正背面钢化玻璃，借助双面太阳能电池系统的反光介质，使透过透光孔的太阳光再反射到组件的背面，增加组件背面接受到的太阳光能量，提高电池组背面的光电转换效率，从而整体提升双面太阳能电池组件的发电量。

除了在正背面钢化玻璃设有透光孔之外，本发明还采用特定的双面太阳能电池，具体是P型PERC双面太阳能电池，其在电池背面设有多条平行设置的铝栅线，不仅替代现有单面太阳能电池中全铝背电场，实现背面吸光的功能，还用作背银电极中的副栅结构用于传导电子。制作本发明所述P型PERC双面太阳能电池，可节省银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

当上述P型PERC双面太阳能电池搭配设有透光孔的正背面钢化玻璃时，可以显著提高太阳能电池组件的发电量，发电量提高5%-20%。

附图说明

图1是本发明一种双面太阳能电池组件的主视图；

图2是图1所示双面太阳能电池组件的俯视图；

图3是图1所示双面太阳能电池的剖视图；

图4是图3所示双面太阳能电池的背面结构一实施例示意图；

图5是图3所示双面太阳能电池的背面结构另一实施例示意图；

图6是图3所示双面太阳能电池的背面结构再一实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1、2所示，本发明提供一种双面太阳能电池组件，包括从上到下依次层叠设置的正面钢化玻璃10、第一粘结层20、太阳能电池组30、第二粘结层40和背面钢化玻璃50，所述太阳能电池组30由双面太阳能电池31串联或并联而成，双面太阳能电池31之间通过焊带焊接在一起。

所述正面钢化玻璃10、背面钢化玻璃50上设有透光孔60，所述透光孔60设于双面太阳能电池31之间的缝隙区域70，可增加组件背面接收到的太阳光能量，提高电池组背面的光电转换效率，从而整体提升双面太阳能电池组件的发电量。

所述双面太阳能电池31之间的缝隙区域70的尺寸为0.5-10cm，所述透光孔60的尺寸小于双面太阳能电池之间的缝隙区域70的尺寸，所述透光孔60的尺寸为0.4-9cm。透光孔60设置的位置和尺寸，其与缝隙区域70的关系，直接关系到太阳能电池组件的物化性能，以及背面接收到光能的程度。由于一般的光伏组件应用于高温高湿的沿海区域，或者日照时间非常长的高原或沙漠区域，其特征都是环境较为恶劣，因此要求太阳能电池组件具有良好的阻隔性、耐划伤、耐UV和耐化学腐蚀性。本发明将透光孔60设于双面太阳能电池之间的缝隙区域70，且保证其尺寸小于缝隙区域70，可以在不影响太阳能电池组件的物化性能的前提下（即保持良好的阻隔性、耐划伤、耐UV和耐化学腐蚀性），增加组件背面接收到的光能，提高电池组背面的光电转换效率，从而整体提升双面太阳能电池组件的发电量。

所述透光孔60优选为圆孔、椭圆形孔、三角形孔、四边形孔、五边形孔或六边形孔。需要说明的是，所述透光孔60还可以是其他形状，例如八边形孔、十二边形孔、不规则多边形孔等，其实施方式并不局限于本发明所举实施例。

除了在正背面钢化玻璃设有透光孔之外，本发明还采用特定的双面太阳能电池。如图3所示，所述双面太阳能电池31包括背银主栅1、铝栅线2、背面钝化层、P型硅5、N型发射极6、正面钝化层7和正银电极8，其中，所述背面钝化层包括背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4，正面钝化层7可以是正面氮化硅膜7，但不限于此。

所述背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4经过激光开槽后形成30-500组平行设置的激光开槽区9，每个激光开槽区内设置1-50组激光开槽单元；铝栅线2与激光开槽区9一一对应设置，所述铝栅线2通过激光开槽区9与P型硅5相连；所述铝栅线2与背银主栅1垂直连接。

本发明对现有的单面PERC太阳能电池进行改进，不再设有全铝背电场，而是将其变成许多的铝栅线2，采用激光开槽技术在背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4上开设激光开槽区9，而铝栅线2印刷在这些平行设置的激光开槽区9上，从而能与P型硅5形成局部接触，密集平行排布的铝栅线2不仅能起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，提高电池光电转换效率的作用，可替代现有单面电池结构的全铝背电场，而且铝栅线2并未全面遮盖硅片的背面，太阳光可从铝栅线2之间投射至硅片内，从而实现硅片背面吸收光能，大幅提高电池的光电转换效率。

优选地，所述铝栅线2的根数与激光开槽区的个数对应，皆为30-500条，更佳地，所述铝栅线2的根数为80-220条。

如图4所示为硅片背面，铝栅线2与背银主栅1呈垂直连接，其中背银主栅1为连续直栅，由于背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4设有激光开槽区9，印刷铝浆形成铝栅线2时，铝浆填充至激光开槽区9，使得铝栅线2与P型硅5形成局部接触，可将电子传输至铝栅线2，与铝栅线2相交的背银主栅1则汇集铝栅线2上的电子，由此可知，本发明所述铝栅线2起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，以及传输电子的作用，可替代现有单面太阳能电池中全铝背电场，不仅减少银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

本发明所述背银主栅1除了如图4所示为连续直栅的设置外，还可以呈间隔分段设置，如图5所示。也可以呈间隔分段设置，且各相邻分段间通过连通线连接，如图6所示。

需要说明的是，激光开槽区内设置2组以上激光开槽单元，相邻两组平行设置的激光开槽单元之间的间距为5-300μm。

每组激光开槽单元包括至少1个激光开槽单元，所述激光开槽单元的图案为线条、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。铝栅线2可以是直线形、曲线形、波浪形、锯齿形，但不限于此。每组激光开槽单元的排列方式也可以是直线形、曲线形、波浪形、锯齿形，但不限于此。铝栅线的形状和每组激光开槽单元的排列方式相同。

优选的，所述激光开槽单元的图案为一条连续的直线或多个线段组成的虚线；当所述激光开槽单元的图案为多个线段组成的虚线时，所述线段的长度相同或不同。

本发明所述激光开槽区9的宽度为10-500μm；位于激光开槽区9下方的铝栅线2的宽度大于激光开槽区9的宽度，铝栅线2的宽度为30-550μm。在上述铝栅线2宽度选择较大数值如500μm，而激光开槽区9宽度选择较小数值如40μm，可将多组激光开槽区9并排设在同一铝栅线2之上，保证铝栅线2与P型硅5有足够的接触面积。

因此，本发明所述P型PERC双面太阳能电池改变设有多条平行设置的铝栅线2，不仅替代现有单面太阳能电池中全铝背电场实现背面吸光，还用于背银电极中的副栅结构用作传导电子。制作本发明所述P型PERC双面太阳能电池，可节省银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

进一步，所述双面太阳能电池31可以为双面单晶太阳能电池或双面多晶太阳能电池，但不限于此。

所述正面钢化玻璃、背面钢化玻璃为透光率大于90%的超白钢化镀膜玻璃，可以最大程度地使太阳光的透射到电池上，避免太阳光因折射和反射造成的损失，而且由于钢化镀膜玻璃具有很高的强度，因此可以更好地保护组件的内部。

所述第一粘结层20、第二粘结层40为乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）制成的粘结层。所述第一粘结层20、第二粘结层40用来粘结固定钢化玻璃和太阳能电池组，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）的耐水性好、耐腐蚀性强、可加工性好、且防震动，可以保证电池组件具有较长的使用寿命。

本发明组件四周采用框架80固定，所述背面钢化玻璃50外安装用于连接太阳能电池组30正负极的接线盒90。其中，所述框架为金属框，用来保护组件，起到一定的密封、支撑作用。该金属框可以是铝框，但不限于此。接线盒90用于连接组件与组件，提高太阳能电站的发电功率。

相应的，本发明还公开一种太阳能电池系统，包括上述的双面太阳能电池组件。作为太阳能电池系统的一优选实施例，包括上述的双面太阳能电池组件、蓄电池组，充放电控制器逆变器，交流配电柜和太阳跟踪控制系统。其中，太阳能电池系统可以设有蓄电池组、充放电控制器逆变器，也可以不设蓄电池组、充放电控制器逆变器，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

需要说明的是，太阳能电池系统中，除了双面太阳能电池组件之外的部件，参照现有技术设计即可。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。