一种多主栅太阳能电池、互联结构及其印刷方法与流程

本发明属于太阳能电池制造技术领域，具体地涉及一种多主栅太阳能电池、互联结构及其印刷方法。

背景技术：

金属化是太阳电池生产制程中的一个关键步骤，光生载流子必须通过金属化成形的导电电极才能有效收集，太阳电池金属化工艺对电池和组件端光学、电学性能均会产生直接以下影响：

(1)光学性能影响，电池金属化覆盖在电池受光面表面，这一区域会对入射到电池片的光辐射能量造成一定面积的光遮挡和反射，直接影响太阳电池和组件的短路电流；

(2)电学性能影响，为了形成良好的接触并兼顾可焊接性，晶硅太阳电池一般印刷正面银浆导电电极和背面主栅银铝浆电极，电池金属化主要从金属细栅网格传导电阻、金属—半导体接触电阻和二极管电阻几方面影响电学性能，组件端则主要受到焊带与正面银浆导电电极和背面主栅银铝浆导电电极的有效串联电阻影响。

为了提升电池效率、组件功率，优化的电池金属化电极应尽可能做到减少遮挡和电阻损失，最优的光学和电学匹配电极设计，而多主栅mbb(multi-busbar)技术便是其中的有效途径之一。随着主栅数量的增加，副栅传导电流的距离随之下降，相应的功率损耗与传输距离的平方成反比。因此电池效率和组件功率损失随主栅数目的增加而逐渐减小。另外，为了兼顾光学设计降低太阳电池正面遮光，mbb的主栅宽度进一步减小，主栅的形状逐渐由直通式向竹节式甚至是节点式发展，通过减少主栅宽度与匹配的细栅数搭配，多主栅技术可以在保持或提高组件功率的前提下大幅降低银浆耗量。通过mbb设计匹配改善型网版、浆料及印刷参数，最终实现电池转换效率提升+0.08％-0.15％，且正电极主栅与次栅湿重比常规电池片目标湿重降低25％以上。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为了解决传统技术的主栅线结构引起的焊接可靠性差、转化效率低、遮光面积高和成本高的问题，多主栅高效太阳电池在组件焊接端采用圆形焊丝，焊接时对位困难导致露白，或焊接拉力较低的问题。通过在电池制造端金属化工序的电池图形设计，并匹配适宜的组件串焊链接方式来取消组件制造端用焊丝进行互联，从而提高对位精度，避免露白/虚焊问题，一定程度上降低高额全套自动化对准设备设施的引入，提供一种多主栅太阳能电池、互联结构及其印刷方法，多主栅栅线采用丝网印刷厚膜导电胶方式制得，取消所有的节点/焊盘点设计，正电极主栅线和副栅线的交叉点上不再设置焊点，仅在主栅线两端保留xx～xxmm的焊接区，可以使栅线遮光面积降到最低，降低ag耗量，减少焊点遮光损失的图形设计，同时背面仅有两端保留xx～xxmm的焊接区，也降低背面银浆耗量。由于在后端组件串焊，取消焊丝对位焊接，既节省了焊带材料便于操作，又不存在整条细化圆形焊带对准不能歪，从而偏移露白造成虚焊及遮光损失的风险。主栅线也可设计成两段式，兼容半片设计，在每段主栅的末端设计一小段较宽主栅xx～xxmm的焊接区，便于电池的焊接。

本发明采用的技术方案如下：

一种多主栅太阳能电池互联结构，包括正面电极和背面电极，正面电极包括多条细栅线和主栅线，所述主栅线的数量不少于9根，细栅线与主栅线相互垂直，主栅线的两端向外延伸连接有端焊接片，所述主栅线两端设置的端焊接片形成有端焊接区，所述主栅线与细栅线的交叉点没有设置焊点。

本发明的进一步优选，所述主栅线的中部向上延伸连接有内焊接片，所述主栅线中部设置的内焊接片形成有内焊接区。

本发明的进一步优选，所述主栅线的宽度为30um～300um，主栅线的厚度为20-200um。

本发明的进一步优选，所述细栅线的宽度为20～50um，细栅线厚度在20-80um。

本发明的进一步优选，所述正面电极四周设置有四个定位圆点，定位圆点用于丝网印刷的定位对准。

本发明的进一步优选，所述丝网印刷的浆料为银浆、铜浆或者其结合。

一种多主栅太阳能电池，所述电池的结构包括权利要求1-6任意一项所述的多主栅互联结构。

一种多主栅太阳能电池互联结构的印刷方法，多主栅栅线采用丝网印刷厚膜导电胶方式制得，包括以下步骤：

第一步：理论计算栅线体电阻、细栅线与硅的接触电阻、硅片体电阻等，设计最优细栅线数量，最优的主栅线宽度及细栅线宽度；

第二步：设计正电极图形总面积；

第三步：采用分布印刷工序，即主栅线和细栅线分别印刷，获得所需要宽度和高度栅线图案，形成正面电极图形；

第四步：在组件端顺利完成两片之间串联接触,通过弯折的短焊接片与正电极主栅和背电极主栅的边缘两头焊接区域进行互联。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明相对于原有的mbb电池导电电极的设计，本发明采用在主栅线的两端和中部连接焊接片的设计，取消原有主栅线上的焊点结构，进而取消组件端mbb自动化焊丝焊接制程，节省工序，取消组件制造端用焊丝进行互联，从而提高对位精度，避免露白或虚焊问题，一定程度上降低高额全套自动化对准设备设施的引入，仅在多主栅电池的两端和中部设置有焊接区，节约导电银浆，并减少遮光面积，进一步地提高转换效率，与现有技术相比，通过取消主栅线上的焊点，降低主栅线及细栅线的宽度，可以使遮光面积减小进而增加光电转换效率，采用丝网印刷制得多主栅线，降低耗浆量，大大地降低成本。

2.本发明在正面电极四周设置有四个定位圆点，保证主栅线和细栅线的精准印刷接触，避免变形走位。

3.本发明与传统晶硅电池涉及的设备兼容，无必要不再需要引入高额全套自动化对准设备，只需更少的人力及材料成本就能使mbb电池及组件封装完成，制作成本低，具有较好的产业应用前景。

4.本发明相较于原有mbb电池导电电极的设计，本发明采取了主栅两端用焊接片的设计，节省了焊带及其复杂精确的对位工序，直接由两端焊接片串接出电池片电流。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的正面电极结构的示意图；

图2是本发明的另外一种正面电极结构的示意图；

图3是本发明的正面电极的主栅线的示意图；

图4是本发明的正面电机的细栅线的示意图。

附图标记：1-主栅线，2-细栅线，3-端焊接片，4-内焊接片，5-定位圆点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合图1-4本发明作详细说明。

实施案例一：一种多主栅太阳能电池互联结构，包括正面电极和背面电极，正面电极包括多条细栅线2和主栅线1，主栅线1的数量不少于9根，正如如图1所示，示例为12条的主栅线1，主栅线1竖直设置在硅片上，主栅线1上均匀分布有若干细栅线2，细栅线2与主栅线1相互垂直，并且主栅线1的两端向外延伸连接有端焊接片3，主栅线1两端设置的端焊接片3形成有端焊接区，主栅线1与细栅线2的交叉点没有设置焊点，取消设置焊点的结构可以使得遮光面积降低，提高光电转换效率，同时取消现有技术的焊点设计，克服常规思维的局限，取消焊点焊制设备的制程(取消焊接设备，例如一套国外的mbb自动化焊丝焊接设备多则上千万，少则数百万，大大地降低了成本)，缩短工艺流程，提高成片率，并且正面电极四周设置有四个定位圆点5，定位圆点5用于丝网印刷的定位对准，丝网印刷的浆料为银浆、铜浆或者其结合，保证主栅线1和细栅线2的精准印刷接触，避免变形走位。

主栅线1的宽度为30um～300um，主栅线1的厚度为20-200um，细栅线2的宽度为20～50um，细栅线2厚度在20-80um，相比于传统技术，降低了主栅线1的宽度，进一步地降低遮光面积，进一步地降低银浆耗量。

实施案例二：一种多主栅太阳能电池互联结构，包括正面电极和背面电极，正面电极包括多条细栅线2和主栅线1，主栅线1的数量不少于9根，正如如图2所示，示例为12条的主栅线1，主栅线1竖直设置在硅片上，主栅线1上均匀分布有若干细栅线2，细栅线2与主栅线1相互垂直，并且主栅线1的两端向外延伸连接有端焊接片3，主栅线1两端设置的端焊接片3形成有端焊接区，主栅线1的中部向上延伸连接有内焊接片4，主栅线1中部设置的内焊接片4形成有内焊接区，主栅线1与细栅线2的交叉点没有设置焊点，取消设置焊点的结构可以使得遮光面积降低，提高光电转换效率，同时取消现有技术的焊点设计，克服常规思维的局限，取消焊点焊制设备的制程(取消焊接设备，例如一套国外的mbb自动化焊丝焊接设备多则上千万，少则数百万，大大地降低了成本)，缩短工艺流程，提高成片率，并且正面电极四周设置有四个定位圆点5，定位圆点5用于丝网印刷的定位对准，丝网印刷的浆料为银浆、铜浆或者其结合，保证主栅线1和细栅线2的精准印刷接触，避免变形走位。

主栅线1的宽度为100um～300um，主栅线1的厚度为20-200um，细栅线2的宽度为20～50um，细栅线2厚度在20-60um，相比于传统技术，降低了主栅线1的宽度，进一步地降低遮光面积，进一步地降低银浆耗量。

实施案例三：一种多主栅太阳能电池，包括正面电极和背面电极，正面电极包括多条细栅线2和主栅线1，主栅线1的数量不少于9根，正如如图2所示，示例为12条的主栅线1，主栅线1竖直设置在硅片上，主栅线1上均匀分布有若干细栅线2，细栅线2与主栅线1相互垂直，并且主栅线1的两端向外延伸连接有端焊接片3，主栅线1两端设置的端焊接片3形成有端焊接区，主栅线1的中部向上延伸连接有内焊接片4，主栅线1中部设置的内焊接片4形成有内焊接区，主栅线1与细栅线2的交叉点没有设置焊点，取消设置焊点的结构可以使得遮光面积降低，提高光电转换效率，同时取消现有技术的焊点设计，克服常规思维的局限，取消焊点焊制设备的制程(取消焊接设备，例如一套国外的mbb自动化焊丝焊接设备多则上千万，少则数百万，大大地降低了成本)，缩短工艺流程，提高成片率，并且正面电极四周设置有四个定位圆点5，定位圆点5用于丝网印刷的定位对准，丝网印刷的浆料为银浆、铜浆或者其结合，保证主栅线1和细栅线2的精准印刷接触，避免变形走位。

主栅线1的宽度为180um～300um，主栅线1的厚度为25-40um，细栅线2的宽度为30～50um，细栅线2厚度在20-45um，相比于传统技术，降低了主栅线1的宽度，进一步地降低遮光面积，进一步地降低银浆耗量，提高光电转换效率。

实施案例四：一种多主栅太阳能电池互联结构的印刷方法，多主栅栅线采用丝网印刷厚膜导电胶方式制得，包括以下步骤：

第一步：理论计算栅线体电阻、细栅线2与硅的接触电阻、硅片体电阻等，设计最优细栅线2数量，最优的主栅线1宽度及细栅线2宽度；

第二步：设计正电极图形总面积；

第三步：采用分布印刷工序，即主栅线1和细栅线2分别印刷，获得所需要宽度和高度栅线图案，形成正面电极图形；

第四步：在组件端顺利完成两片之间串联接触,通过弯折的短焊接片与正电极主栅和背电极主栅的边缘两头焊接区域进行互联。

所述固定连接、固定安装或固定设置方式包括现有的常用技术，如螺栓固定、焊接、铆接等，均为了起到固定作用，并不影响本装置整体的效果。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。