硅片、电池片、电池串以及光伏组件的制作方法

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种硅片及电池片及电池串和光伏组件。

背景技术：

传统的太阳能组件中，通常将多片电池片通过焊带相互连接，使焊带的一端连接至电池片的一面电极，另一端连接至相邻电池片的另一面电极，从而形成电池串。由于相邻电池片之间存在2mm左右的间隙区域，增大了光伏组件的面积，造成了受光区域的浪费，影响了整个光伏组件的光电转换率。

目前，市场上出现了减少或消除上述间距区域的排片方式，如申请专利号为cn108963020a的专利文献提出了通过将相邻电池片相互叠加的组件制作方法来消除间距区域，该方法虽然改善了受光区域浪费的问题，但是其使用的焊带需要在电池片叠加位置进行减薄设计，增加了焊带制作的工艺难度和组件制作的对位难度，同时目前常规电池片使用的是边长为120mm～180mm的方形或准方形硅片，在该专利的实施方案中，焊带需要从两片电池片之间穿过，重叠位置处从上至下依次为电池片-焊带-电池片，其厚度的增加使光伏组件应力大大增加，存在着电池片短路的风险，影响了光伏组件的成品率及可靠性。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种硅片，根据其制备的电池串能够避免电池片-导电材料-电池片的重叠，在减小或消除电池片之间间隙区域的同时，避免了光伏组件应力的增加和短路的风险。

本发明的另一个目的在于提供一种使用上述硅片的电池片。

本发明的再一个目的在于提供一种含有上述电池片的电池串，其避免了电池片-导电材料-电池片的重叠，在减小或消除电池片之间间隙区域的同时，避免了光伏组件应力的增加和短路的风险。

本发明的又一个目的在于提供一种可以得到高转换效率、高可靠性的光伏组件。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的硅片，包括：

在所述硅片的至少一个侧边上设置有凹槽。

优选地，在所述硅片的至少一个侧边上均匀地间隔开设置有多个所述凹槽。

进一步优选地，所述硅片的相对的两个侧边的每条侧边上设置有多个所述凹槽。

优选地，所述凹槽的截面为长方形、梯形或弧形。

根据本发明第二方面实施例的电池片，包括上述任一实施例所述的硅片，所述硅片的正面上设置有正面电极且所述硅片的背面设有背面电极，其中所述正面电极与所述硅片的凹槽相对应。

优选地，所述正面电极包括主栅线，所述主栅线的数量不大于所述硅片上其中一个侧边的凹槽的数量，所述主栅线延伸方向与所述硅片上的凹槽的深度方向相一致。

进一步优选地，所述硅片的其中一个侧边上设置的凹槽的个数为4-20。

优选地，所述正面电极包括线段状辅栅线。

进一步优选地，所述硅片的其中一个侧边上设置的凹槽的个数为10-200。

根据本发明第三方面实施例的电池串，包括上述任一实施例所述的电池片，其中，所述正面电极通过导电材料穿过所述硅片上的凹槽与相邻的所述电池片的背面电极相连。

优选地，所述正面电极包括主栅线，一个所述电池片的所述主栅线通过焊带穿过所述硅片上的凹槽与相邻的所述电池片的背面电极相连。

进一步优选地，所述焊带的截面呈扁平状或圆形。

更进一步优选地，所述焊带的部分区域为减薄设置。

优选地，所述正面电极包括线段状辅栅线，一个所述电池片的所述辅栅线通过导电线穿过所述硅片上的凹槽与相邻的所述电池片的背面电极相连。

优选地，所述电池串中相邻的所述电池片的间距为0-1.5mm。

优选地，所述电池串中相邻的所述电池片相互叠加设置，且所述电池串中相邻的所述电池片的相互叠加的两端的凹槽深度之和大于所述相邻的电池片的相互叠加的长度。

根据本发明第四方面实施例的光伏组件，包括上述任一实施例所述的电池串。

本发明实施例还提供了另一种光伏组件，包括电池串，所述电池串包括多个通过导电材料连接的电池片，在沿着所述电池串的延伸方向上，所述电池片的至少一侧边缘上设置有凹槽，所述导电材料从所述凹槽中穿过。

可选的，所述电池片的正面设置有正面电极，所述电池片的背面设置有背面电极，所述正面电极和所述背面电极均包括主栅线，所述主栅线的延伸方向与所述凹槽的深度方向一致；所述导电材料为焊带，所述焊带的一端与一片电池片的正面电极的主栅线连接，另一端穿过所述凹槽与相邻的电池片的背面电极的主栅线连接。

可选的，所述电池片的正面设置有正面电极，所述电池片的背面设置有背面电极，所述正面电极和所述背面电极均包括线段状辅栅线；所述导电材料为金属丝，所述金属丝的一端沿与所述辅栅线垂直的方向与一片电池片正面的副栅线连接，另一端穿过所述凹槽与相邻的电池片的背面电极的辅栅线连接。

可选的，所述电池串中相邻的所述电池片之间具有1.5mm以下的间距。

可选的，所述电池串中相邻的所述电池片的边缘重叠，且所述电池串中相邻的所述电池片的相互重叠的两端的凹槽深度之和大于所述相邻的电池片的相互重叠的长度。

可选的，所述电池片上的凹槽设置在硅片的边缘上。

可选的，所述电池片上的凹槽通过对电池片中部进行切割得到，切割线呈锯齿形。

可选的，所述电池片上的凹槽通过对电池片中部进行开孔，再沿直线形切割线切割得到，所述切割线通过所述开孔。

本发明的有益效果在于：

通过在硅片的至少一个侧边上设置凹槽，根据其制备的电池串中相邻的电池片通过导电材料穿过所述硅片上的凹槽相连接，在减小或消除电池片之间间隙区域的同时，避免了电池片-导电材料-电池片的重叠，从而避免了应力的增加和短路的风险，进一步地可以得到高转换效率、高可靠性的光伏组件。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明实施例1的硅片的结构示意图；

图2为图1中的凹槽部分的局部结构示意图；

图3为本发明实施例1的电池片的结构示意图；

图4为本发明实施例1的电池串的主视图；

图5为图4中的电池串的侧视截面图；

图6为本发明实施例2的电池串的主视图；

图7为图6中的电池串的侧视截面图；

图8为本发明实施例3的电池片的结构示意图；

图9为本发明实施例4的电池片的结构示意图；

图10为本发明实施例5的半片电池片的结构示意图；

图11为本发明实施例6的电池片的结构示意图；

图12为一种边缘具有凹槽的半片电池片的制备方式示意图；

图13为另一种边缘具有凹槽的半片电池片的制备方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图11所示，根据本发明实施例的电池串10，包括若干电池片20。

电池片20包括硅片21、设置于硅片21正面的正面电极和设置于硅片21背面的背面电极。

其中，硅片21的至少一个侧边上设置有凹槽211。

在电池片20中，正面电极与硅片21上的凹槽211相对应。

电池串10中的一个电池片20的正面电极通过导电材料30穿过硅片21上的凹槽211与相邻的电池片20的背面电极相连。

由此，通过在硅片21的至少一个侧边上设置凹槽211，根据其制备的电池串10中，相邻的电池片20通过导电材料30穿过硅片21上的凹槽211相连接，在减小或消除电池片20之间间隙区域的同时，避免了电池片-导电材料-电池片的重叠，从而避免了包括电池串10的光伏组件应力的增加和短路的风险，得到了高转换效率、高可靠性的光伏组件。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，在硅片21的至少一个侧边上均匀地间隔开设置有多个凹槽211，以分别对应多个连接正面电极的导电材料。

优选地，硅片21的相对的两个侧边的每条侧边上设置有多个凹槽211。如此，可以在制作电池片后，将电池片从中间切开形成半片电池片。

进一步优选地，凹槽211的截面为长方形、梯形和弧形，或者其它多边形，如图2所示，凹槽211在硅片21的侧边上的开口宽度w为0.3-6mm，凹槽211的深度d为0.1-5mm。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，正面电极包括主栅线22，主栅线22的数量不大于硅片21上其中一个侧边的凹槽211的数量，主栅线22延伸方向与硅片21上的凹槽211的深度方向相一致，硅片21上的其中一个侧边上设置的凹槽211的个数为4-20。

如图4和图5所示，电池串10中的一个电池片20的主栅线22通过作为导电材料30的焊带穿过硅片21上的凹槽211与相邻的电池片20的背面电极相连。优选地，焊带的截面呈扁平状或圆形。进一步优选地，焊带的部分区域为减薄设置。

根据本发明的其它实施例，如图11所示，电池片20的正面电极包括线段状辅栅线23，硅片21的其中一个侧边上设置的凹槽211的个数为10-200。在由该电池片20形成电池串10时，其中一个电池片20的辅栅线23通过作为导电材料30的导电线穿过硅片21上的凹槽211与相邻的电池片20的背面电极相连。

根据本发明的一个实施例，电池串10中相邻的所述电池片20的间距为0-1.5mm。

优选地，电池串10中相邻的电池片20相互叠加设置，且电池串10中相邻的电池片20的相互叠加的两端中的凹槽211深度大于相邻的电池片20的相互叠加的长度。由此，在电池片20叠加后，其中的凹槽211有一部分仍然能够保持非叠加状态，从而便于导电材料30从该凹槽通过以将相连电池片20进行连接。

此外，如图9和图10所示，电池片20可沿与凹槽211的深度相垂直的方向切割为两个半片电池片24，电池串10包括若干个半片电池片24，电池串10中的一个半片电池片24的正面电极通过导电材料30穿过硅片21上的凹槽211与相邻的半片电池片24的背面电极相连。

光伏组件，根据上述根据本发明实施例的电池串10，可以用于形成光伏组件。

由于根据本发明上述实施例的电池串20具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的光伏组件也具有相应的技术效果，即避免了光伏组件应力的增加和短路的风险，得到了高转换效率、高可靠性的光伏组件。

本发明实施例还提供了另外一种光伏组件，如图4至图7所示，该光伏组件包括电池串10，电池串10包括多个通过导电材料30连接的电池片20，其中，在沿着电池串10的延伸方向上，电池片20的至少一侧边缘上设置有凹槽211，导电材料30从凹槽211中穿过。

如上文所述，本发明实施例提供的光伏组件中，在电池片20至少一侧边缘上设置有凹槽211，用于连接电池片的导电材料从凹槽211中穿过，从而在减小或消除电池片之间间隙区域的同时，避免了电池片-导电材料-电池片的重叠，从而避免了应力的增加和短路的风险，进一步地提高光伏组件的转换效率及可靠性。

本发明实施例中，电池串10的延伸方向是指电池串10的长度方向，即图4和图6中的左右方向。

在沿着电池串的延伸方向上，可以在电池片的相对两侧边缘上均设置多个凹槽211。位于电池片相对两侧边缘上的凹槽211可以一一对应，也可以不对应。

本发明实施例中，对于正面电极、背面电极及导电材料的具体形式，可以有以下的可选实施方式。

在一种可选的实施方式中，如图8或图9所示，电池片20的正面设置有正面电极，电池片20的背面设置有背面电极，正面电极和背面电极均包括主栅线，主栅线的延伸方向与凹槽211的深度方向一致。同时，导电材料30为焊带，焊带的一端与一片电池片20的正面电极的主栅线连接，另一端穿过凹槽211与相邻的电池片的背面电极的主栅线连接。该实施方式中，电池片20一侧边缘上的凹槽211的数量可以为4-20个。主栅线的数量可以等于或者少于凹槽的211的数量。

在另一种可选的实施方式中，如图11所示，电池片20的正面设置有正面电极，电池片20的背面设置有背面电极，正面电极和背面电极均包括线段状辅栅线。同时，导电材料30为金属丝，金属丝的一端沿与辅栅线垂直的方向与一片电池片正面的副栅线连接，另一端穿过凹槽211与相邻的电池片的背面电极的辅栅线连接。该实施方式中，电池片边缘20一侧边缘上的凹槽211的数量可以为10-200个

本发明实施例中，可以使电池串10中相邻的电池片20之间具有1.5mm以下的间距，也可以使电池串10中相邻的电池片20的边缘重叠，且电池串10中相邻的电池片20的相互重叠的两端的凹槽211深度之和大于相邻的电池片20的相互重叠的长度。

本发明实施例中，电池片20可以为呈正方形或者具有圆角的正方形的整片电池片，也可以为对整片电池片进行切割得到的切片电池片。

本发明实施例中，设置在电池片边缘上的凹槽可以通过以下方式形成。

一种可选的实施方式中，如图1所示，电池片20上的凹槽设置在硅片的边缘上，即采用边缘具有凹槽的硅片来制备电池片。可以采用相对两侧边均具有凹槽硅片来制备整片电池片，再从整片电池片中间将整片电池片切割得到一侧边缘具有凹槽的半片电池片。

另一种可选的实施方式中，如图12所示，电池片20上的凹槽通过对电池片中部进行切割得到，切割线呈锯齿形。可以理解的是，如此得到的两片半片电池片中，一片半片电池片的边缘具有凹槽，另一片半片电池的边缘具有与凹槽相对应的凸起。

又一种可选的实施方式中，如图13所示，电池片20上的凹槽通过对电池片中部进行开孔，再沿直线形切割线切割得到，切割线通过开孔。采用该方法可以得到两片相同的边缘具有凹槽的半片电池片，并且由于切割线为直线，对电池片的损伤较小。对电池片进行开孔的步骤，可以在电池片制备的任意步骤进行，例如可以现在硅片上开孔，再进行电池片的制备，再对电池片进行切割。

下面通过具体实施例描述本发明。

实施例1

如图1所示，是一种本发明的硅片的结构示意图，图2为该硅片的凹槽部分的局部结构示意图。该硅片21为156.75mm×156.75mm的方形硅片，在其中一条侧边上均匀地间隔设置有9个凹槽211，凹槽211的截面为长方形，凹槽211在硅片21的侧边上的开口宽度w为2-2.5mm，凹槽211的深度d为3-4mm。图3为使用该硅片制作的电池片的结构示意图，电池片20包括硅片21、设置于硅片21的正面上的正面电极和设置于硅片21的背面上的背面电极，正面电极包括主栅线22，主栅线22延伸方向与硅片21上的凹槽211的深度方向相一致，主栅线22数量为9根，与凹槽211数量相同。如图4和图5所示，是一种本发明的电池串的结构示意图，电池串10包括若干个上述的电池片20，一个电池片20的主栅线22通过导电材料30焊带穿过硅片21上的凹槽211与相邻的电池片20的背面电极相连，相邻电池片20的间距为0.5-1mm，焊带的截面呈圆形，直径为0.35mm，本实施例还提供了一种光伏组件，该光伏组件由6条上述的电池串10并联而成，每个电池串10包括12个电池片20。

实施例2

本实施例2与实施例1基本相同，本实施例2与实施例1所不同在于：如图6和图7所示，是一种本发明的电池串10的结构示意图，电池串10中相邻的电池片20相互叠加设置，相邻的电池片20的叠加部分的长度为1-2mm。

实施例3

本实施例3与实施例1基本相同，本实施例3与实施例1所不同在于：如图8所示，该电池片20中的硅片21为四个角有弧形倒角的准方形硅片，在硅片21的其中一条侧边上均匀地间隔设置有5个凹槽211，凹槽211的截面为弧形，凹槽211在硅片21的侧边上的开口宽度w为2-3mm，凹槽211的深度d为1-1.5mm。连接电池串10中的相邻电池片20的导电材料30焊带的截面呈0.9mm×0.25mm的扁平状。

实施例4

本实施例4与实施例1基本相同，本实施例4与实施例1所不同在于：如图9所示，该电池片20中的硅片21的相对的两个侧边的每条侧边上设置有12个凹槽211，且相对的两个侧边上的凹槽211相对称，凹槽211的截面为梯形，凹槽211在硅片的21侧边上的开口宽度w为2-3mm，凹槽211的深度d为1-1.5mm。电池串10中连接相邻的电池片20的焊带的截面呈圆形，直径为0.3mm。

实施例5

本实施例5与实施例4基本相同，本实施例5与实施例4所不同在于：如图10所示，每个电池片20沿着与主栅线22的延伸方向相垂直的方向上切割为两个半片电池片24，电池串10包括若干个上述的半片电池片24。本实施例提供的光伏组件，由6条电池串10并联而成，每个电池串10包括24个上述的半片电池片24。

实施例6

本实施例6与实施例1基本相同，本实施例6与实施例1所不同在于：如图11所示，该电池片20中的硅片21为四个角有弧形倒角的准方形硅片，硅片21的相对的两个侧边的每条侧边上设置有100个凹槽211，且相对的两个侧边上的凹槽211相对称，凹槽211的截面为长方形，凹槽211在硅片21的侧边上的开口宽度w为0.5-1mm，凹槽211的深度d为1-1.5mm。电池片20的正面电极包括线段状辅栅线23，电池串10中的一个电池片20的辅栅线23通过导电材料30金属丝穿过硅片21上的凹槽211与相邻电池片20的负面电极相连，金属丝的延伸方向与硅片21上的凹槽211的深度方向相一致，金属丝的数量为100根，与凹槽211数量相同。电池串10中相邻的电池片20相互叠加设置，相邻的电池片20的叠加部分的长度为1-2mm。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。