P型晶体硅背接触双面电池的组串连接结构、组件及方法与流程

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种P型晶体硅背接触双面电池的组串连接结构、组件及方法。

背景技术：

目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场总额的90％以上，晶体硅电池片的产线转换效率目前已突破21％，全球年新增装机容量约70GW且增速明显，与火力发电的度电成本不断缩小，在未来几年有望与之持平。晶体硅太阳能电池作为一种清洁能源在改变能源结构、缓解环境压力等方面的重要作用日益凸显。

晶硅电池组件是光伏发电的核心终端单元，其转换效率与成本将极大影响光伏电站的经济收益。P型晶体硅电池组件由于生产工艺成熟、制造成本低，在目前及今后相当长的一段时间内仍占据绝大部分市场份额。

P型晶体硅太阳能电池组件要想继续保持竞争力、获得更大的发展与应用，必须进一步提高转换效率，同时降低生产成本。最有效的方法是不断提高晶体硅电池的转换效率。比如在P型晶体硅双面PERC电池中引入MWT技术，不但可以减少电池正面的光遮挡面积，还可以通过背面的钝化膜防止电极卷绕后漏电。但这种P型背接触双面电池片的组串连接通常要使用导电背板、导电胶，需要增加点胶、EVA打孔、对准等工序，工艺要求及生产成本较高，与现有组件封装设备的兼容性较差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了P型晶体硅背接触双面电池的组串连接结构、组件及方法，通过电流导流条、电流收集带及导电连接带将相邻电池连接起来，形成电池组串。在满足P型晶硅背接触双面电池封装要求的同时，大大增强了与现有组件封装工艺的融合度，提高了组件的转换效率，简化了工艺，降低了生产成本。

为达到上述目的，本发明采用的制备技术方案为：

一种P型晶体硅背接触双面电池的组串连接结构，包括至少两个P型晶体硅背接触双面电池片，该电池片背面间隔排布有正极导流条和负极导流条，正极导流条连接每行的背面正极细栅线，负极导流条连接每一列的多个过孔电极，正极导流条与负极导流条相互电绝缘；

相邻电池片的正极导流条与负极导流条通过导电连接带串联形成电池组串；或者电池片的正极导流条与负极导流条分别汇集于电池片对边的正极电流收集条和负极电流收集条，形成指叉状电极结构，相邻电池片的正极电流收集条与负极电流收集条通过导电连接带串联形成电池组串。

所述的P型晶体硅背接触双面电池片由正面至背面依次包括：正面负极细栅线、正面减反射膜、正面钝化膜、N型掺杂层、P型晶硅基体、第一背面钝化膜、第二背面钝化膜和背面正极细栅线；电池正面排布的正面负极细栅线收集电子，并通过穿透电池片的过孔电极导入背面的负极导流条；电池背面的背面正极细栅线和背面正极主栅线分布于过孔电极以外的区域，电池背面收集的空穴导入背面的正极导流条。

所述的背面正极细栅线为一组或多组相互平行的线段，长度为10～80mm，宽度为30～300um，相邻两行线段的间距为1～4mm。

所述的每一组背面正极细栅线与至少一个正极导流条相交，单个正极导流条的宽度为0.5～5mm。

所述的正极导流条为背面正极主栅线或粘结在主栅线上的导电连接带；所述的负极导流条为连接每一列过孔电极上的负极主栅线或粘结在每一列过孔电极上的导电连接带。

所述的导电连接带为焊带、反光焊带或透明导电条；所述正极电流收集条和负极电流收集条为焊带、反光焊带、透明导电条或正、负极主栅的延伸结构。

所述的正极导流条和负极导流条相互平行，正极导流条与背面正极细栅线相互垂直。

所述的电池片为整片P型单/多晶电池，或分片后P型单/多电池。

一种双面发电的光伏组件，包括所述的P型晶体硅背接触双面电池的组串连接结构，光伏组件由正面至背面依次叠层上透光材料、正面封装胶膜、组串连接结构、背面封装胶膜、下透光材料；组串连接结构中，相邻电池片之间的导电连接带正面设置反光结构。

一种双面发电的光伏组件的制作方法，包括以下步骤：

1)在P型晶体硅背接触双面电池背面的背面正极主栅线上制作正极导流条，以及在每一列过孔电极上制作负极导流条；使得正极导流条与负极导流条延伸至电池片的端部，或者使得正极导流条与负极导流条分别汇集于电池片背面对边的正极电流收集条和负极电流收集条，形成指叉状电极结构；

2)用导电连接带将相邻电池的正极导流条与负极导流条串联形成电池组串；或用导电连接带将相邻电池的正极电流收集条与负极电流收集条串联形成电池组串；

3)按上透光材料、封装胶膜、电池组串、封装胶膜、下透光材料的顺序叠层；

4)将步骤3)形成的叠层于层压机中进行层压处理，使封装胶膜发生交联，将电池组串和透光材料结合为一个整体；

5)经削边、装框、安装接线盒处理，形成用于双面发电的光伏组件。

相对于现有技术，本发明具有以下效益：

本发明组串连接结构通过正极导流条连接背面正极细栅线，负极导流条连接过孔银电极，正极导流条与负极导流条相互电绝缘；正极导流条与负极导流条通过导电连接带连接形成电池组串；或者电池片的正极导流条与负极导流条分别汇集于电池片对边的对应的电流收集条，再通过导电连接带13连接形成电池组串。这种连接结构简化了正面电极卷绕所带来的电池片连接工艺复杂的问题。在满足P型晶硅背接触双面电池封装要求的同时，大大增强了与现有组件封装工艺的融合度，提高了组件的转换效率，简化了工艺，降低了生产成本。

进一步，本发明的P型晶体硅背接触双面电池片在背面钝化电池技术中引入正面电极卷绕技术，使两种高效晶硅电池技术很好的结合在一起，其效果明显好于单独使用其某一项技术。通过减少电池正面电极的光遮挡面积，使电池的正面得到改善；同时电池背面的钝化膜很好的解决了金属卷绕中的漏电问题。此外，将电池背面的局部铝电极改为铝细栅线，使电池具有双面发电的功能。

本发明的光伏组件结构，通过采用上述组串连接结构，使得整个组件封装工艺的融合度，提高了组件的转换效率，简化了工艺，降低了生产成本。

附图说明

图1是P型晶体硅背接触双面电池沿背面正极主栅线方向的局部剖面示意图；

图2是导流条与收集条形成的指叉状背面电极结构示意图；

图3是指叉状电极结构的电池片连接示意图；

图4是相互平行且等间距分布的背面正、负极导流条示意图；

图5是平行导流条直线连接示意图；

图6是P型晶体硅背接触双面电池连接组件的示意图。

其中，1为减反射膜，2为正面钝化膜，3为N型膜，4为P型基体，5为背面钝化膜，6为背面钝化膜，7为背面正极细栅线，8为过孔电极，9为负极电流收集条，10为正极导流条，11为负极导流条，12为正极电流收集条，13为导电连接带，14-1为上透光材料，14-2为下透光材料，15为反光结构，16为封装胶膜。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种P型晶体硅背接触双面电池的组串连接结构，所述电池的结构特征如下：P型双面晶硅电池从正面至背面包括：正面负极细栅线、减反射膜1、正面钝化膜2、N型掺杂层3、P型晶硅基体4、背面钝化膜5、背面正极细栅线7、背面正极主栅线、背面负极过孔电极8及主栅线。电池正面的正面负极细栅线收集电子，并通过过孔电极8导入背面的负极主栅线；背面的钝化膜很好的隔离了电池背面的正负极，避免漏电；电池背面正极细栅线分布于非过孔电极区域，将电池背面收集的空穴导入背面正极主栅线。背面正极细栅线为一组或多组相互平行的线段，长度为10～80mm，宽度为30～300um，相邻两个线段之间的间距为1～4mm。

每一组背面正极细栅线与至少一个背面正极主栅线垂直相交，背面正极主栅线的个数为3～15根，单个背面正极主栅线的宽度为0.5～5mm。

如图2至图5所示，按背面电极图形，使电池的负极导流条11与正极导流条10间隔平行排布在电池的背面，二者之间保持电绝缘。相邻电池片的正极导流条10与负极导流条11通过导电连接带13连接形成电池组串；或者电池片的正极导流条10与负极导流条11分别汇集于电池片对边的对应的电流收集条12和9，形成指叉状电极结构，相邻电池片的正极电流收集条与负极电流收集条通过导电连接带13连接在一起，形成电池组串。

本发明一种P型晶体硅背接触双面电池的组串连接方法，具体步骤如下：

(1)在P型晶体硅背接触双面电池背面的背面正极主栅线上制作正极导流条10，以及在每一列过孔电极8上制作负极导流条11；或者，P型晶体硅背接触双面电池背面的正极导流条10与负极导流条11分别汇集于电池片背面对边的电流收集条(负极电流收集条9和正极电流收集条12)，形成指叉状电极结构，如图2至图5所示。

所述正极导流条10为背面正极主栅线或粘结在主栅线上的导电连接带；

所述负极导流条11为连接每一列过孔电极上的负极主栅线或粘结在每一列过孔电极上的导电连接带；

所述导电连接带13为普通焊带、反光焊带或透明导电条，导电连接带的宽度为0.5～5mm；

所述电流收集条9和12为普通焊带、反光焊带、透明导电条或正、负极主栅的延伸结构，电流收集条的宽度为0.5～5mm；

所述电池片为行业内标准的整片P型单/多晶电池，或分片后的非整片P型单/多电池；

(2)用导电连接带13将相邻电池的正极导流条10与负极导流条11连接起来，形成电池组串；或用导电连接带13将相邻电池的正极电流收集条12与负极电流收集条9连接起来，形成电池组串。

(3)如图6所示，按上透光材料14-1、封装胶膜16、电池组串、封装胶膜16、下透光材料14-2的顺序叠层。

所述透光材料为超白钢化玻璃、透光有机材料；

所述封装胶膜16为EVA、PVB、POE等。

(4)将步骤(3)形成的叠层于层压机中进行层压处理，使封装胶膜发生交联，将电池组串和正、背面的透光材料结合为一个整体。

(5)经削边、装框、安装接线盒等工序处理，形成可用于双面发电的光伏组件。

实施例1：

(1)在整片P型单晶硅背接触双面电池背面的正极银主栅线上制作宽度为1.5mm的正极反光焊带；在每一列过孔银电极上制作宽度为1.5mm的负极反光焊带。相邻电池片的正、负极反光焊带连通，将电池片连接为电池组串。

(2)按超白钢化玻璃、EVA、电池组串、EVA、超白钢化玻璃的顺序叠层。

(3)将步骤(2)形成的叠层于层压机中进行层压处理，使EVA发生交联，将电池组串和正、背面超白钢化玻璃结合为一个整体。

(4)经削边、装框、安装接线盒等工序处理，形成可用于双面发电的光伏组件。

实施例2：

(1)在电池片的电极制作过程中，背面正极主栅线设有2mm宽的正极伸结构，该延伸结构位于靠近硅片边沿的一侧，与背面正极主栅线垂直相交；每一列过孔电极通过银栅线连接起来，在硅片边沿的另一侧并形成2mm宽的负极延伸结构，该延伸结构与过孔电极上的银栅线垂直相交。正、负极延伸结构在电池的背面相对排布。

(2)在电池的正、负极延伸结构上涂覆锡膏，并将相邻电池的正极延伸结构与负极延伸结构通过3mm宽的铜带结合在一起，形成电池组串。

(3)按超白钢化玻璃、PVB、电池组串、PVB、超白钢化玻璃的顺序叠层。

(4)将步骤(2)形成的叠层于层压机中进行层压处理，使PVB发生交联，将电池组串和正、背面超白钢化玻璃结合为一个整体。

(5)经削边、装框、安装接线盒等工序处理，形成可用于双面发电的光伏组件。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并非仅限于本发明的实施范围，凡依本发明专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本发明的技术范畴。