一种无主栅IBC电池单元及IBC电池组件的制作方法

一种无主栅ibc电池单元及ibc电池组件
技术领域
1.本技术涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种无主栅ibc电池单元及ibc电池组件。


背景技术：

2.太阳能是一种清洁、可持续能源。以前的太阳能电池的正极与负极分别位于电池片的两面，由于向光面有电极的遮挡，从而阻止了部分太阳光进入电池片中，降低了光能利用。为了充分利用入射到电池表面的太阳光，ibc(interdigitated back contact)电池将电极全部设计在电池片的背光面上，在ibc电池的向光面上无任何电极遮挡，增强了光能的利用。
3.ibc电池一般包括半导体基片和设置在半导体基片上的金属化栅线结构，传统ibc电池的金属化栅线结构中均含有主栅，主栅是由金属化浆料通过丝网印刷等方法印刷在半导体基片上形成，研发一种不含主栅的金属化结构应用到ibc电池上，能有效减少金属化浆料的使用，简化丝网印刷步骤，从而降低ibc电池的制作成本。因此，对于ibc电池的量产和大规模推广，研发一种不含主栅的金属化结构具有重要的意义。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种无主栅ibc电池单元及ibc电池组件，以解决ibc电池的金属化栅线结构中均含有主栅导致制备成本高、金属化浆料的使用量大的问题。
5.本技术提供一种无主栅ibc电池单元，包括：
6.半导体基片；
7.多个细栅线，所述细栅线包括第一细栅线和第二细栅线，所述第一细栅线和所述第二细栅线交替设置于所述半导体基片上；
8.多个焊带，所述焊带包括第一焊带和第二焊带，所述第一焊带和所述第二焊带交替设置；所述第一焊带与所述第一细栅线连接，所述第一焊带与所述第二细栅线间隔开；所述第二焊带与所述第二细栅线连接，所述第二焊带与所述第一细栅线间隔开。
9.在一种可能的设计中，所述第一细栅线是由多个第一子细栅线间隔排布形成，相邻的两个所述第一子细栅线之间设置有第一间隔；所述第二细栅线是由多个第二子细栅线间隔排布形成，相邻的两个所述第二子细栅线之间设置有第二间隔；相邻的所述第一细栅线的第一间隔和所述第二细栅线的第二间隔相互错开；
10.所述第一焊带穿设于所述第二间隔内，所述第二焊带穿设于所述第一间隔内。
11.在一种可能的设计中，所述第一间隔的宽度c1和所述第二间隔的宽度c2均为100-1000μm。
12.在一种可能的设计中，所述第一焊带穿设于所述第二间隔的中间位置；所述第二焊带穿设于所述第一间隔的中间位置。
13.在一种可能的设计中，所述第一子细栅线靠近所述第一间隔的一端连接有第一枝
状细栅线和第二枝状细栅线；所述第二子细栅线靠近所述第二间隔的一端连接有第三枝状细栅线和第四枝状细栅线。
14.在一种可能的设计中，所述第一枝状细栅线和所述第二枝状细栅线的夹角α满足：0
°
＜α＜90
°
；所述第三枝状细栅线和所述第四枝状细栅线的夹角β满足：0
°
＜β＜90
°
。
15.在一种可能的设计中，所述第一子细栅线靠近所述第一间隔的一端还连接有第五枝状细栅线，所述第五枝状细栅线位于所述第一枝状细栅线和所述第二枝状细栅线之间；所述第二子细栅线靠近所述第二间隔的一端还连接有第六枝状细栅线，所述第六枝状细栅线位于所述第三枝状细栅线和所述第四枝状细栅线之间。
16.在一种可能的设计中，所述第一枝状细栅线、所述第二枝状细栅线和所述第五枝状细栅线的长度均相等；所述第三枝状细栅线、所述第四枝状细栅线和所述第六枝状细栅线的长度均相等。
17.在一种可能的设计中，所述第五枝状细栅线为一个或者多个；所述第六枝状细栅线为一个或者多个。
18.本技术还提供一种ibc电池组件，所述ibc电池组件包括权利要求1-9任一项所述的ibc电池单元，所述ibc电池单元以整片或多分片的形式电连接成ibc电池串。
19.本技术的有益效果：
20.本技术一种ibc电池单元不包括主栅，在电池片上直接用焊带代替主栅与细栅线连接，利用ibc电池单元对细栅线的宽度要求较宽的条件，在相对较大的线宽设计下也可以做高的光电转换效率，同时，ibc电池单元细栅线的宽栅线设计可以使其与焊带之间形成牢固的焊接效果。
21.本技术一种ibc电池组件包括上述ibc电池单元，其优点基于上述ibc电池单元的优点，在此不再赘述。
22.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
附图说明
23.图1为本技术所提供的一种不含主栅的ibc电池单元在第一种具体实施例中的结构示意图；
24.图2为图1中i处放大图；
25.图3为本技术所提供的一种不含主栅的ibc电池单元在第二种具体实施例中的结构示意图；
26.图4为图3中ii处放大图；
27.图5为本技术所提供的一种不含主栅的ibc电池单元在第三种具体实施例中的结构示意图；
28.图6为图5中iii处放大图。
29.附图标记：
30.1-半导体基片；
31.2-细栅线；
32.21-第一细栅线；
33.211-第一子细栅线；
34.2110-第一间隔；
35.212-第一枝状细栅线；
36.213-第二枝状细栅线；
37.214-第五枝状细栅线；
38.22-第二细栅线；
39.221-第二子细栅线；
40.2210-第二间隔；
41.222-第三枝状细栅线；
42.223-第四枝状细栅线；
43.224-第六枝状细栅线；
44.3-焊带；
45.31-第一焊带；
46.32-第二焊带。
47.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
具体实施方式
48.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
49.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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它实施例，都属于本技术保护的范围。
50.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
51.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
52.需要注意的是，本技术实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
53.太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件，较低的生产成本和较高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。ibc电池将电极全部设计在电池片的背光面上，在ibc电池的向光面上无任何电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，使电池片的能量转化效率得到提高。现有的ibc电池一般包括半导体基片和设置在半导体基片上的金属化栅线结构，金属化栅线结构包括细栅、主栅。ibc电池工作时，电流首先汇集到最近的细栅，通过细栅再汇集到连接的主栅以及与主栅连接的焊带，进而将电流导出。金属化栅
线结构中的主栅一般是采用价格比较昂贵的银浆制备而成，成本高，且宽度较宽，浆料的使用量大，其覆盖在电池片上遮挡住了很多受光面积，会降低电池的光电转换效率。
54.针对现有ibc电池的金属化栅线结构含有主栅导致制备成本高、金属化浆料的使用量大、降低电池光电转换效率等问题，申请人研究发现，ibc电池对细栅的宽度要求较宽，在相对较大的线宽设计下也可以做到高效率，且宽栅线设计可以有效地与焊带形成牢固的焊接效果，从而达成焊带代替主栅的目的。
55.基于以上考虑，本技术实施例提供一种无主栅ibc电池单元，该ibc电池单元可以是p型ibc电池单元，也可以是n型ibc电池单元，如图1所示，该ibc电池单元包括半导体基片1、多个细栅线2和多个焊带3。在一些实施例中，半导体基片1为半导体硅片，半导体硅片的材质可以为单晶硅、多晶硅、微晶硅等。细栅线2可以是导电性能较好的金属材料，在一些实施例中，细栅线2为银或铝浆料形成，细栅线2的宽度可以为10μm-150μm。焊带3具有良好的导电性能，在一些实施例中，焊带3为镀锡铜导电带。细栅线2能够将光生伏特效应产生的电流收集并导至焊带3上，焊带3再将收集到的电流导出，细栅线2和焊带3形成ibc电池电能的枢纽。对于ibc电池单元，细栅线2和焊带3设计在半导体基片1的背面。
56.如图1所示，细栅线2包括第一细栅线21和第二细栅线22，其中，第一细栅线21和第二细栅线22中的其中一个为负电极细栅线，另一个为正电极细栅线，第一细栅线21和第二细栅线22交替设置于半导体基片1上，第一细栅线21和第二细栅线22分别与半导体基片1形成局部欧姆接触或全部欧姆接触。在一些具体实施例中，第一细栅线21和第二细栅线22分别与半导体基片1形成全部欧姆接触时，采用丝网印刷、喷墨打印或激光转印的方式将烧穿浆料置于第一细栅线21和第二细栅线22位置或者采用开孔后电镀、pvd法形成第一细栅线21和第二细栅线22。在一些具体实施例中，第一细栅线21和第二细栅线22分别与半导体基片1形成局部欧姆接触时，采用丝网印刷、喷墨打印或激光转印的方式将非烧穿浆料置于第一细栅线21和第二细栅线22位置或者采用pvd法沉积金属层。
57.焊带3包括第一焊带31和第二焊带32，第一焊带31和第二焊带32依次交替设置。第一焊带31与第一细栅线21连接，第一焊带31与第二细栅线22间隔开，防止第一焊带31与第二细栅线22接触发生短路。第二焊带32与第二细栅线22连接，第二焊带32与第一细栅线21间隔开，防止第二焊带32与第一细栅线21接触发生短路。
58.具体地，第一焊带31与第一细栅线21垂直连接，第二焊带32与第二细栅线22垂直连接。
59.本实施例的ibc电池单元不包括主栅，在电池片上用焊带3代替主栅与细栅线连接，利用ibc电池单元对细栅线的宽度要求较宽的条件，在相对较大的线宽设计下也可以做高的光电转换效率，同时，ibc电池单元细栅线的宽栅线设计可以使其与焊带3之间形成牢固的焊接效果。
60.根据本技术的一些具体实施例，如图1和图2所示，第一细栅线21是由多个第一子细栅线211间隔排布形成，第二细栅线22是由多个第二子细栅线221间隔排布形成，以使第一细栅线21和第二细栅线22均形成分段式栅线结构，降低浆料的使用量，提高电池效率。相邻的两个所述第一子细栅线211之间设置有第一间隔2110。相邻的两个第二子细栅线221之间设置有第二间隔2210，第一焊带31穿设于第二间隔2210内。相邻的第一细栅线21的第一间隔2110和第二细栅线22的第二间隔2210相互错开，第二焊带32穿设于第一间隔2110内。
61.本实施例的第一细栅线21和第二细栅线22均采用分段式栅线结构，能够有效降低浆料的使用量。同时，利用分段式栅线结构的特点，第一焊带31与极性相同的第一细栅线21保持有效连接的过程中，使第一焊带31穿设于第二间隔2210内以使第一焊带31与极性相反的第二细栅线22间隔开，第二焊带32与极性相同的第二细栅线22保持有效连接的过程中，使第二焊带32穿设于第一间隔2110内以使第二焊带32与极性相反的第一细栅线21间隔开，有效防止因极性相反的焊带3与细栅线2连接导致的短路问题。
62.根据本技术的一些具体实施例，第一间隔2110的宽度c1和第二间隔2210的宽度c2均为100-1000μm。第一间隔2110的宽度c1和第二间隔2210的宽度c2可以具体为100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
63.通过对第一间隔2110的宽度c1和第二间隔2210的宽度c2的进一步限定，在不影响细栅线2电流收集的前提下，焊带3距离细栅线2横向间距变大，短路风险会大幅降低。
64.根据本技术的一些具体实施例，如图1和图2所示，第一焊带31穿设于第二间隔2210的中间位置。第二焊带32穿设于第一间隔2110的中间位置。即第一焊带31距离两侧的第二子细栅线221的距离相同，为第一间隔2110的宽度c1的一半，在一些具体实施例中，第一焊带31距离两侧的第二子细栅线221的距离分别为50-500μm。第二焊带32距离两侧的第一子细栅线211的距离相同，为第二间隔2210的宽度c2的一半，在一些具体实施例中，第二焊带32距离两侧的第一子细栅线211的距离分别为50-500μm。
65.通过将第一焊带31穿设于第二间隔2210的中间位置，第二焊带32穿设于第一间隔2110的中间位置，以满足第一焊带31和第二焊带32向两侧分别发生相同幅度偏移时，均不会与第二子细栅线221和第一子细栅线211发生接触，引发电池短路。
66.根据本技术的一些具体实施例，如图3和图4所示，第一子细栅线211靠近第一间隔2110的一端连接有第一枝状细栅线212和第二枝状细栅线213。第二子细栅线221靠近第二间隔2210的一端连接有第三枝状细栅线222和第四枝状细栅线223。第一枝状细栅线212、第二枝状细栅线213、第三枝状细栅线222和第四枝状细栅线223是作用是能提高细栅线的电流收集效果，防止因为第一间隔2110和第二间隔2210的宽度太大，对细栅线的电流收集效果产生影响。
67.本实施例通过在第一子细栅线211靠近第一间隔2110的一端设计第一枝状细栅线212和第二枝状细栅线213，在第二子细栅线221靠近第二间隔2210的一端设计第三枝状细栅线222和第四枝状细栅线223，能够有效提高细栅线的电流收集效果。
68.根据本技术的一些具体实施例，第一枝状细栅线212和第二枝状细栅线213的夹角α满足：0
°
＜α＜90
°
，第一枝状细栅线212和第二枝状细栅线213的夹角α区域与第二焊带32的偏移曲线相适应，α可以具体为5
°
、10
°
、20
°
、30
°
、40
°
、50
°
、60
°
、70
°
、80
°
或85
°
等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。第三枝状细栅线222和第四枝状细栅线223的夹角β满足：0
°
＜β＜90
°
，第三枝状细栅线222和第四枝状细栅线223的夹角β区域与第一焊带31的偏移曲线相适应，β可以具体为5
°
、10
°
、20
°
、30
°
、40
°
、50
°
、60
°
、70
°
、80
°
或85
°
等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
69.通过对第一枝状细栅线212和第二枝状细栅线213的夹角α和第三枝状细栅线222和第四枝状细栅线223的夹角β的限定，既能保证第一焊带31和第二焊带32发生偏移不会与
第一细栅线21和第二细栅线22接触，还能更有效地提高细栅线的电流收集效果。
70.根据本技术的一些具体实施例，如图5和图6所示，第一子细栅线211靠近第一间隔2110的一端还连接有第五枝状细栅线214，第五枝状细栅线214位于第一枝状细栅线212和第二枝状细栅线213之间。第二子细栅线221靠近第二间隔2210的一端还连接有第六枝状细栅线224，第六枝状细栅线224位于第三枝状细栅线222和第四枝状细栅线223之间。
71.通过在第一枝状细栅线212和第二枝状细栅线213之间再设计第五枝状细栅线214，在第三枝状细栅线222和第四枝状细栅线223再设计第六枝状细栅线224，能更有效地提高细栅线的电流收集效果。
72.根据本技术的一些具体实施例，第一枝状细栅线212、第二枝状细栅线213和第五枝状细栅线214的长度均相等，能够保证第一子细栅线211靠近第一间隔2110的一端能全方位地收集电流，且各方位收集电流的能力保持一致。第三枝状细栅线222、第四枝状细栅线223和第六枝状细栅线224的长度均相等，能够保证第二子细栅线221靠近第二间隔2210的一端能全方位地收集电流，且各方位收集电流的能力保持一致。
73.根据本技术的一些具体实施例，根据不同的ibc电池单元的光电转换效率设计需要，第五枝状细栅线214可以为一个或者多个，第六枝状细栅线224为一个或者多个。
74.本技术还提供一种ibc电池组件，ibc电池组件包括上述的ibc电池单元，能够降低ibc电池组件的制作成本和金属化浆料的使用量大，还能保证电池光电转换效率。ibc电池单元以整片或多分片(例如，1/2等分片、1/3等分片、1/4等分片等多分片)的形式电连接成ibc电池串。在一些实施例中，所述ibc电池组件还包括封装材料层以及盖板，其中所述封装材料层用于密封所述多个ibc电池串以及所述盖板覆盖所述封装材料层。例如，所述封装材料层的材质可以为eva、poe或pet等有机材料，所述盖板可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。如图1所示，ibc电池单元包括半导体基片1、多个细栅线和多个焊带3，细栅线2包括第一细栅线21和第二细栅线22，第一细栅线21和第二细栅线22交替设置于半导体基片1上。焊带3包括第一焊带31和第二焊带32，第一焊带31和第二焊带32依次交替设置。第一焊带31与第一细栅线21连接，第一焊带31与第二细栅线22间隔开。第二焊带32与第二细栅线22连接，第二焊带32与第一细栅线21间隔开。
75.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。