一种太阳能电池片及组件及其制备工艺的制作方法

本发明涉及一种太阳能电池片组件，特别是一种太阳能电池片及组件及其制备工艺。

背景技术：

当今世界能源短缺，对于太阳能这种清洁能源的开发利用已经成为世界各国利用新能源的重要项目，而如何提高太阳能电池片的发电效率是各大光伏企业研发工作的重点，目前新技术太阳能电池，如PERC电池、HIT电池、MWT电池等已经在各企业中研发试验或者小批量生产。

目前组件的生产均采用焊带和汇流条对其内部的太阳能电池片进行连接，如一种晶体硅太阳能电池连接用的楔形焊条(ZL201210106034XCN)，一种晶体硅太阳电池连接用的楔形焊条，其特征在于，它包括有焊条楔形段和焊条段，所述焊条楔形段和焊条段连接在一起，焊条楔形段与晶体硅太阳电池片的正面接触并且焊接在一起，焊条段与晶体硅太阳电池片的背面接触并且焊接在一起。采用这种方式对于光学性能越优的电池片，其系统电学损失越高，如何充分的利用现有的太阳能电池片或者新技术电池片的电学性能，减少高效电池片在组件端的电学损耗，一直是各光伏企业研究的课题，本发明所提出的新型印刷图形设计，可以有效的解决此类问题。

技术实现要素：

发明目的：对于晶硅太阳能电池，其禁带宽度是恒定的，激光切割后，理论上每片电池片的电压不变，电流变小，再将这些切割后的电池片串联后，由于切割后的电池片电流低于原电池片电流，使得组件端封装导致的电学损失减少。本发明的目的在于针对太阳能电池片，包括单晶、多晶或者准单晶电池，特别是高电学参数、高性能的太阳能电池，提供一种可用于后续激光切割，并采用锡膏将切割后的电池片堆叠生产组件的丝网印刷图形设计，可将组件的相对功率提升至少2％以上以解决现有技术光学性能越优的电池片，其系统电学损失越高的问题。

并且该发明，只需将太阳能电池片的IV测试设备的探针系统进行较小的改造，对电池生产线的改动小，且未增加电池端的生产成本，为一种易实现、低成本的新型电池。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

一种太阳能电池片，所述太阳能电池片的主栅线和其背面的背电极交错设置，取代之前的主栅线和背电极在同一平面内位置重叠的设计。

作为优化，所述太阳能电池片被激光切割线均分成若干太阳能电池切片，所述每个太阳能电池切片上均至少有一根主栅线和一个背电极，主栅线靠近太阳能电池切片平行于激光切割线方向的一侧，背电极靠近太阳能电池切片平行于激光切割线方向的另一侧。

作为优化，所述每个太阳能电池切片上的主栅线靠近同一侧。

作为优化，除靠近太阳能电池片边框的主栅线外，所述主栅线与激光切割线的最短直线距离不超过0.8mm。

作为优化，除靠近太阳能电池片边框的背电极外，所述背电极与激光切割线的最短直线距离不超过0.8mm。

作为优化，靠近太阳能电池片边框的主栅线与平行于主栅线方向的太阳能电池片边框之间的最短直线距离不超过0.8mm。

作为优化，靠近太阳能电池片边框的背电极与平行于背电极方向的太阳能电池片边框之间的最短直线距离不超过0.8mm。

作为优化，所述主栅线的宽度不超过1mm。

作为优化，所述背电极的宽度不超过1mm。

一种采用太阳能电池片的太阳能电池组件，包括至少两块太阳能电池切片，所述上一片太阳能电池切片的背电极和下一片太阳能电池切片的主栅线贴靠，并在贴靠处涂覆锡膏进行连接。

作为优化，所述锡膏厚度为0.15～0.5mm。

一种采用太阳能电池片的太阳能电池组件的制备工艺，包括以下步骤：

1)生产太阳能电池片；

2)划定激光切割线，根据激光切割线的位置印刷太阳能电池片主栅线和背电极，保证主栅线和背电极交错设置；

3)根据激光切割线的位置对太阳能电池片进行激光切割；

4)激光切割完成后将太阳能电池片进行裂片操作，使之分割成一个个的太阳能电池切片；

5)将一个个的太阳能电池切片上下堆叠并通过锡膏连接成太阳能电池组件。

作为优化，锡膏可以在步骤2)的印刷太阳能电池片主栅线和背电极的同时进行，也可以再步骤4)结束后进行锡膏涂覆。

作为优化，太阳能电池切片上下堆叠并在连接处涂覆锡膏后可以通过焊接或者加热再冷却的方式进行连接固化。

工作原理：本印刷图形设计与现有的传统电池设计不同，为了保证切割后的电池片可堆叠焊接使用，其太阳能电池切片的主栅线和背电极并非处于上、下重叠位置，而是交错设计。这样，在激光沿着平行正、负电极位置切割后，可以采用印刷、喷涂等技术，将锡膏涂布到电池片的主栅线和背电极的贴靠处，涂布锡膏后再根据组件中太阳能电池切片的排版要求进行排版后，最后采用红外加热或者热风加热的方式，将太阳能电池切片进行焊接连接。

在激光沿着平行正、负电极位置切割后，可以采用印刷、喷涂等技术，将锡膏涂布到电池片的主栅线和背电极的贴靠处，涂布锡膏后再根据组件中太阳能电池切片的排版要求进行排版后，最后采用红外加热或者热风加热的方式，将太阳能电池切片进行焊接连接，形成组件。

有益效果：本发明与现有技术相比：

1、目前传统的组件制造采用焊带和汇流条对其内部的太阳能电池片进行连接的方式，这种方式对于光学性能越优的电池片，其系统电学损失越高。而本发明的思路是设计一种可用于激光切割的太阳能电池片丝网印刷图形，并将切割后的电池片采用锡膏堆叠焊接，降低了单片电池片的电流，使得组件系统的电学损失减少。理论上，按本设计将电池片切割4片后，组件的封装损耗可相对降低85％-93％。

2、而为了能够达到此种效果，本申请采用太阳能电池片的主栅线和其背面的背电极交错设置，取代之前的主栅线和背电极在同一平面内位置重叠的设计，使得其在进行上下堆叠设计时能够尽量的减少遮光面，提高电池的发电效率。

3、目前普通硅基电池的正面遮光面积在7％左右，本发明后续采用焊锡膏焊接的方式，故电极的宽度可小于目前的常规电池片，目前常规设计为1～1.4mm，本设计为不超过1mm，正电极面积相对减少30％～40％，这样可减少电池片正面主栅带来遮光损失，提高组件的输出功率；

4、在常规组件中，电池片片间距一般是2～3mm，而本申请中采用堆叠的方式进行组件连接可以将2～3mm的间距省略，以60片电池片切片为例，以6片电池片切片连接，10条电池片组件作为一个太阳能电池单元，采用本申请的方法，可以大大减少太阳电池片单元占用面积，如果是相同的面积，则采用60片的设计，能够通过本申请多铺设2.5片电池片切片，增加电池片单元发电功率，各厂家通过实验论证，通过不同的组件的排版以减少电池片的间距可使得组件的输出功率提升2％以上，本设计电池片的组件焊接是堆叠焊，有效的减少了常规组件中单片电池片的间距，提升了组件的转化效率和功率。

附图说明

图1为本发明太阳能电池片正面的结构示意图；

图2为本发明太阳能电池片背面的结构示意图；

图3为本发明太阳能电池片主栅线与激光切割线部分的局部放大示意图；

图4为现有技术的太阳能电池组件结构示意图；

图5为本发明的太阳能电池组件结构示意图；

图6为本发明的太阳能电池组件连接后的效果图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，如附图1至附图6所示:

实施例1

一种采用新印刷图形的太阳能电池片，所述太阳能电池片1的主栅线2和其背面的背电极3交错设置，取代之前的主栅线2和背电极3在同一平面内位置重叠的设计。

所述太阳能电池片被激光切割线4均分成若干太阳能电池切片5，所述每个太阳能电池切片5上均至少有一根主栅线2和一个背电极3，主栅线2靠近太阳能电池切片5平行于激光切割线4方向的一侧，背电极3靠近太阳能电池切片5平行于激光切割线4方向的另一侧。

所述每个太阳能电池切片5上的主栅线2靠近同一侧。

除靠近太阳能电池片1边框的主栅线2外，所述主栅线2与激光切割线4的最短直线距离为0.8mm。

除靠近太阳能电池片1边框的背电极3外，所述背电极3与激光切割线4的最短直线距离为0.8mm。

靠近太阳能电池片1边框的主栅线2与平行于主栅线2方向的太阳能电池片1边框之间的最短直线距离为0.8mm。

靠近太阳能电池片1边框的背电极3与平行于背电极3方向的太阳能电池片1边框之间的最短直线距离为0.8mm。

所述主栅线2的宽度为1mm。

所述背电极3的宽度为1mm。

实施例2

一种采用新印刷图形的太阳能电池片1，所述太阳能电池片1的主栅线2和其背面的背电极3交错设置，取代之前的主栅线2和背电极3在同一平面内位置重叠的设计。

所述太阳能电池片1被激光切割线4均分成若干太阳能电池切片5，所述每个太阳能电池切片5上均至少有一根主栅线2和一个背电极3，主栅线2靠近太阳能电池切片5平行于激光切割线4方向的一侧，背电极3靠近太阳能电池切片5平行于激光切割线4方向的另一侧。

所述每个太阳能电池切片5上的主栅线2靠近同一侧。

除靠近太阳能电池片1边框的主栅线2外，所述主栅线2与激光切割线4的最短直线距离为0.1mm。

除靠近太阳能电池片1边框的背电极3外，所述背电极3与激光切割线4的最短直线距离为0.1mm。

靠近太阳能电池片1边框的主栅线2与平行于主栅线2方向的太阳能电池片1边框之间的最短直线距离为0.1mm。

靠近太阳能电池片1边框的背电极3与平行于背电极3方向的太阳能电池片1边框之间的最短直线距离为0.1mm。

所述主栅线2的宽度为0.1mm。

所述背电极3的宽度为0.1mm。

虽然限定中有论述到位不超过0.8mm和1mm，但是实际超过肯定会留有余地，毕竟激光有区域，故此处举例0.1mm，当然也可以采用0.05mm或者0.01mm。

本印刷图形设计与现有的传统电池设计不同，为了保证切割后的电池片可堆叠焊接使用，其电池片的正面电极和背面电极并非处于上、下重叠位置，而是交错设计。这样，在激光沿着平行正、负电极位置切割后，可以采用印刷、喷涂等技术，将锡膏涂布到电池片的正面或者背面的电极上，涂布锡膏后再根据组件中电池片的排版要求进行排版后，最后采用红外加热或者热风加热的方式，将电池片进行焊接连接。

实施例3

以将太阳能电池片激光划分为4个太阳能电池切片为例，

一种采用新印刷图形的太阳能电池片1，所述太阳能电池片的主栅线2和其背面的背电极3交错设置，取代之前的主栅线2和背电极3在同一平面内位置重叠的设计。

所述太阳能电池片1被3根激光切割线均分成4个太阳能电池切片，所述每个太阳能电池切片5上均至少有一根主栅线2和一个背电极3，主栅线2靠近太阳能电池切片5平行于激光切割线4方向的一侧，背电极3靠近太阳能电池切片5平行于激光切割线4方向的另一侧。

所述每个太阳能电池切片5上的主栅线2靠近同一侧。

主栅线2靠近同一侧的设置也可采用如下方式替代：所述太阳能电池切片5上的主栅线2向中间位置靠拢，每个太阳能电池切片5的主栅线2靠近太阳能电池片1中心激光切割线4并平行于激光切割线4，背电极3远离太阳能电池1中心激光切割线4一侧并平行于激光切割线4。

除靠近太阳能电池片1边框的主栅线2外，所述主栅线2与激光切割线4的最短直线距离为0.45mm。

除靠近太阳能电池片1边框的背电极3外，所述背电极3与激光切割线4的最短直线距离为0.45mm。

靠近太阳能电池片1边框的主栅线2与平行于主栅线2方向的太阳能电池片1边框之间的最短直线距离为0.45mm。

靠近太阳能电池片1边框的背电极3与平行于背电极3方向的太阳能电池片1边框之间的最短直线距离为0.45mm。

所述主栅线2的宽度为0.2mm。

所述背电极3的宽度为0.5mm。

主栅线2本次采用连续设计，可根据实际需要采用分段设计；背电极一样。

主栅线2和背电极3的厚度根据目前电池片丝网印刷的一般工艺要求印刷即可，无特殊要求，目前一般印刷厚度在12～25um。

激光切割线4宽度为0.1～1.6mm。

激光切割线4切割完成后电池片的凹槽宽度根据激光光斑的大小会产生大小的差异，但不会超过切割线宽度的两倍；

相邻的两条主栅线2之间的距离为每一片太阳能电池切片的宽度。

对比例1

一种晶体硅太阳电池连接用的楔形焊条，其特征在于，它包括有焊条楔形段和焊条段，所述焊条楔形段和焊条段连接在一起，焊条楔形段与晶体硅太阳电池片的正面接触并且焊接在一起，焊条段与晶体硅太阳电池片的背面接触并且焊接在一起。

采用这种方式对于光学性能越优的电池片，其系统电学损失越高。

实施例4

一种采用叠片设计的太阳能电池组件，包括至少两块太阳能电池切片5，所述上一片太阳能电池切片5的背电极3和下一片太阳能电池切片5的主栅线2贴靠，并在贴靠处涂覆锡膏6进行连接。

所述每个太阳能电池切片5上的背电极3和主栅线2交错设置。

所述每个太阳能电池切片5上的背电极3靠近太阳能电池切片5的一侧，而主栅线2靠近太阳能电池切片5的另一侧。

所述每个太阳能电池切片5上的背电极3和主栅线2与太阳能电池切片5沿平行于主栅线2方向的边框的最短直线距离不超过0.8mm。

所述锡膏6厚度为0.15～0.5mm。

在激光沿着平行正、负电极位置切割后，可以采用印刷、喷涂等技术，将锡膏6涂布到太阳能电池切片5的主栅线2和背电极3的贴靠处，涂布锡膏6后再根据组件中太阳能切电池片5的排版要求进行排版后，最后采用红外加热或者热风加热的方式，将太阳能电池切片5进行焊接连接，形成组件。

对比例2

一种晶体硅太阳电池连接用的楔形焊条，它包括有焊条楔形段和焊条段，所述焊条楔形段和焊条段连接在一起，焊条楔形段与晶体硅太阳电池片的正面接触并且焊接在一起，焊条段与晶体硅太阳电池片的背面接触并且焊接在一起。

由上述实施例4和对比例2可以看出，本发明和对比实施例间最大的区别即在于：

1、本申请的太阳能电池切片之间采用堆叠的方式，通过不同的组件的排版以减少电池片的间距可使得组件的输出功率提升2％以上。

2、本申请的太阳能电池切片堆叠的同时，需在切片间贴靠处涂覆锡膏层来实现连接，故电极的宽度可小于目前的常规电池片，同时，每个太阳能电池切片上的背电极和主栅线与太阳能电池切片沿平行于主栅线方向的边框的最短直线距离不超过0.8mm。采用边框为0的话，可以有效的减少遮光面积，提高组件的输出功率。

实施例5

一种采用太阳能电池片的太阳能电池组件的制备工艺，包括以下步骤：

1)生产太阳能电池片1；

2)划定激光切割线4，根据激光切割线4的位置印刷太阳能电池片主栅线2和背电极3，保证主栅线2和背电极3交错设置；

3)根据激光切割线4的位置对太阳能电池片1进行激光切割；

4)激光切割完成后将太阳能电池片进行裂片操作，使之分割成一个个的太阳能电池切片5；

5)将一个个的太阳能电池切片5上下堆叠并通过锡膏6连接成太阳能电池组件。

锡膏6可以在步骤2)的印刷太阳能电池片1主栅线2和背电极3的同时进行，也可以再步骤4)结束后进行锡膏6涂覆。

太阳能电池切片5上下堆叠并在连接处涂覆锡膏6后可以通过焊接或者加热再冷却的方式进行连接固化。

本发明提供了一种用于太阳能电池片及组件及其制备工艺，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。