太阳能电池片、电池串及太阳能电池组件的制作方法

1.本技术属于光伏电池技术领域，更具体的说，涉及一种太阳能电池片、电池串及太阳能电池组件。


背景技术：

2.随着能源的紧缺情况越来越严重，太阳能行业的发展也越来越受到人们的重视，太阳能电池是一种将光能转化为电能的光伏发电器件，太阳能电池具有清洁、安全、便利、高效等优点，已成为目前重点发展的新兴产业。
3.由于太阳能电池用硅片尺寸越来越大，为了满足各种不同组件版型尺寸需求以及降低太阳能电池组件的功率损耗，需要把太阳能电池片切割成等面积的若干电池片单元，然后再通过焊接连接制作成电池组件。切割形成的太阳能电池片边缘具有较高的切割应力，现有的组件连接方式是在切割处的高应力边缘进行焊接，故而会产生较高的碎片率及电池隐裂问题，并且焊接后电池串阻较高，导致太阳能电池组件的功率损耗较大。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种太阳能电池片、电池串及太阳能电池组件，以解决现有的太阳能电池片在切割边缘焊接时出现较高的碎片率、电池片隐裂风险，以及焊接后电池串阻较高，导致太阳能电池组件的功率损耗较大的问题。
5.本技术实施例提供一种太阳能电池片，所述太阳能电池片能够被切割成多个电池片单元，所述太阳能电池片包括：
6.电池片基体；
7.正面电极，设置于所述电池片基体上，所述正面电极包括若干条第一主栅线和若干条第一细栅线；
8.背面电极，设置于所述电池片基体背离所述正面电极的一侧；所述电池片基体上设置有切割区域，沿所述切割区域对所述太阳能电池片进行激光切割并形成切割路径，所述切割路径与所述第一主栅线的方向平行。
9.在一些实施例中，所述切割区域为空白区域，所述正面电极和所述背面电极镂空所述切割区域。
10.在一些实施例中，所述背面电极包括若干条间断电极和背电场，所述间断电极与所述第一主栅线位置相对应。
11.在一些实施例中，所述背电场镂空所述间断电极和所述切割区域。
12.在一些实施例中，所述背面电极包括若干条第二主栅线和若干条第二细栅线，所述第二主栅线与所述第二细栅线交叉设置，所述第二主栅线与所述第一主栅线位置相对应。
13.在一些实施例中，所述第一主栅线与所述第一细栅线相互交叉设置。
14.在一些实施例中，所述第一主栅线的末端设置有分叉结构。
15.本技术实施例还提供一种太阳能电池串，所述太阳能电池串采用上述任一项所述的太阳能电池片切割而成的多个电池片单元连接而成。
16.在一些实施例中，所述电池片单元的第一主栅线通过焊带与相邻的电池片单元的背面电极连接。
17.在一些实施例中，所述电池片单元的正面电极通过导电胶与相邻的电池片单元的背面电极连接。
18.本技术实施例还提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件采用上述任一项所述的太阳能电池串封装制成。
19.本技术实施例提供一种太阳能电池片、电池串及太阳能电池组件，太阳能电池片能够被切割成多个电池片单元，通过将太阳能电池片的切割路径设置成与第一主栅线的方向平行，可保持第一主栅线的完整性，并且电池片单元的焊接端为非切割边，从而降低电池片单元焊接过程中碎片率及电池片隐裂风险，提高太阳能电池组件的生产良率，同时还可降低电池片单元焊接后形成电池串的阻抗，进而提升太阳能电池组件的输出功率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.为了更完整地理解本技术及其有益效果，下面将结合附图来进行以下说明，其中在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
22.图1是现有技术中的太阳能电池片的结构示意图。
23.图2是现有技术中的太阳能电池串的结构示意图。
24.图3是本技术实施例提供的太阳能电池片的正面电极的结构示意图。
25.图4是本技术实施例提供的太阳能电池片的背面电极的结构示意图。
26.图5是本技术实施例提供的太阳能电池片的背面电极的第二种结构示意图。
27.图6是本技术实施例提供的电池片单元的结构示意图。
28.图7是本技术实施例提供的太阳能电池串的结构示意图。
29.图8是本技术实施例提供的太阳能电池串的剖面示意图。
30.图9是本技术实施例提供的太阳能电池片的正面电极的另一种结构示意图。
31.图10是本技术实施例提供的太阳能电池片的背面电极的第三种结构示意图。
32.图11是本技术实施例提供的太阳能电池片的背面电极的第四种结构示意图。
33.图12是本技术实施例提供的太阳能电池组件的结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。
35.随着太阳能电池用硅片尺寸越来越大，为了满足各种不同组件版型尺寸需求以及降低太阳能电池片的功率损耗，太阳能电池片切割技术应运而生。例如，太阳能电池片切割后可以拼接成不同大小的太阳能电池组件，通用性更好。太阳能电池片的功率损耗公式为：p
(损耗)
＝i2r，由公式可以看出，工作电流越大，其功率损耗将会成倍的增加，而工作电流与电池片的面积成正比，将电池片切半后对应电流也减半，因此可以减少电池片的功率损耗。
36.电池片切割技术是指将整片太阳能电池片切割成多个电池片单元，然后再将电池片单元串并联起来组成所需要的电池串，经封装后制备成太阳能电池组件。
37.请参阅图1和图2，图1是现有技术中的太阳能电池片的结构示意图，图2是现有技术中的太阳能电池串的结构示意图。示例性的，太阳能电池片包括两个电池片单元200，太阳能电池片的切割区域40位于两个电池片单元200之间，而切割路径41与第一主栅线21的方向垂直。可以理解为，第一主栅线21从基板的边缘仅延伸到切割区域40，第一主栅线21垂直于切割边42，相当于现有技术中太阳能电池片100的第一主栅线21是断开状的。
38.如图2所示，示例性的，太阳能电池串由三个电池片单元200通过焊带连接而成，该电池片单元200为图1所示的太阳能电池片切割后制得。如图2所示，电池串的连接处至少有一电池片单元200的焊接边为切割边42。由于太阳能电池片在切割为电池片单元200时，切割边42具有较高的应力。而现有技术中第一主栅线21垂直于切割边42设置，导致在焊接相邻的太阳能电池片单元200时会接触切割边42，进一步加深电池片单元200边缘的应力导致微裂纹或碎片，从而降低太阳能电池组件的品质及生产良率。
39.为解决上述问题，本技术实施例提供了一种太阳能电池片、电池串及太阳能电池组件，以下将结合附图分别进行说明。
40.请参阅图3和图4，图3是本技术实施例提供的太阳能电池片的正面电极的结构示意图，图4是本技术实施例提供的太阳能电池片的背面电极的结构示意图。本技术实施例提供一种太阳能电池片100，该太阳能电池片100能够被切割成多个电池片单元200，本技术实施例以切割成两个电池片单元200为例进行说明。
41.太阳能电池片100包括电池片基体10、正面电极20和背面电极30。其中，正面电极20设置于电池片基体10上，正面电极20包括若干条第一主栅线21和若干条第一细栅线22；背面电极30设置于电池片基体10背离正面电极20的一侧。可以理解为，正面电极20和背面电极30分别位于电池片基体10相对两侧。
42.本技术实施例中，电池片基体10上还设置有切割区域40，沿切割区域40对太阳能电池片进行激光切割并形成切割路径41，切割路径41与第一主栅线21平行设置。
43.在一些实施例中，背面电极30包括若干条间断电极33和背电场34，并且间断电极33与第一主栅线21位置相对应，以形成单面太阳能电池片。
44.在一些实施例中，背面电极30包括若干条第二主栅线31和若干条第二细栅线32，并且第二主栅线31与第一主栅线21位置相对应，以形成双面太阳能电池片。
45.本技术实施例中，电池片基体10可以由硅片经制绒、扩散、边缘刻蚀、沉积氮化硅层等工序后得到的中间产品。需要说明的是，电池片基体10并不限于由硅片制成，对此本技术不做具体限定。
46.正面电极20设置于电池片基体10上，示例性的，正面电极20通过丝网印刷工艺将导电材料印刷到电池片基体10上，从而形成若干条第一主栅线21和若干条第一细栅线22。
所述导电材料可以为含有银的浆料，银具有良好的导电性，通过第一细栅线22和第一主栅线21能够将电池片基体10产生的电流导出。
47.如图3所示，若干条第一主栅线21相互平行，且等间隔排布设置，以保证第一主栅线21在电池片基体10上排布的均匀性。更具体地，第一主栅线21沿电池片基体10的长度方向排布，从电池片基体10的一端延伸至另一端，以保证第一主栅线21的完整性。
48.需要说明的是，每一电池片单元200的第一主栅线21的数量可以为多根，如图3所示，电池片单元200包括5根从电池片基体10一端贯穿至另一端的第一主栅线21。其它一些实施例中，每一电池片单元200的第一主栅线21的数量也可以3根、6根、8根等，对此本技术不做具体限定。
49.请继续参考图3，本技术实施例中，若干条第一细栅线22相互平行，且等间隔排布设置。需要说明的是，第一细栅线22沿电池片基体10的宽度方向排布。第一主栅线21与第一细栅线22相互垂直交叉设置，且每条第一细栅线22与至少一条第一主栅线21连接，以使第一细栅线22与第一主栅线21电性导通，因此太阳能电池片100产生的电流可由第一细栅线22汇聚到第一主栅线21。
50.其他一些实施例中，第一主栅线21还可以与第一细栅线22呈一定角度交叉设置，且第一细栅线22与第一主栅线21电性导通。
51.本技术实施例中，第一主栅线21的宽度大于第一细栅线22的宽度。示例性的，第一细栅线22的宽度为30微米至40微米，第一主栅线21的宽度为70微米至90微米。优选的，第一细栅线22的宽度设置为35微米，第一主栅线21的宽度设置为80微米。
52.请参考图4，本技术实施例中，背面电极30设置于电池片基体10背离正面电极20的一侧，背面电极30包括若干条间断电极33和背电场34，若干条间断电极33间隔设置，间断电极33与第一主栅线21位置相对应，以形成单面太阳能电池片。需要说明的是，背电场34镂空间断电极33和切割区域40。
53.示例性的，间断电极33是通过丝网印刷工艺将导电材料印刷到电池片基体10背离正面电极20的一侧，所述导电材料可以为银浆或者银铝浆。若干条间断电极33间隔设置，间断电极33和背电场34共同形成背面电极30。
54.示例性的，背电场34可以为铝背场，采用铝浆通过丝印印刷工艺制成。背电场34镂空间断电极33和切割区域40。其中，背电场34和间断电极33可以有多种形成形式，例如在电池片基体10上先印刷间断电极33，再在间断电极33以外的区域印刷背电场34。
55.需要说明的是，背电场34和间断电极33均避开切割区域40。沿着切割区域40切割太阳能电池片时，不会有银浆或铝浆与电池片基体10融合产生缺陷，避免了切割边的漏电点的产生，以提高太阳能电池片的电压值，减少漏电流。
56.请参考图5，图5是本技术实施例提供的太阳能电池片的背面电极的另一种结构示意图。本技术实施例中，背面电极30设置于电池片基体10背离正面电极20的一侧，背面电极30包括若干条第二主栅线31，第二主栅线31连通间断电极33，第二主栅线31与第一主栅线21对应设置。可以理解为，正面电极20和背面电极30分别位于电池片基体10的两侧。
57.如图5所示，若干条第二主栅线31相互平行，且等间隔排布设置，第二主栅线31与第一主栅线21对应设置，以便于电池片单元200连接时第一主栅线21和第二主栅线31连接对位。需要说明的是，第二主栅线31与第一主栅线21的排列方向一致，沿电池片基体10的长
度方向排布，从电池片基体10的一端延伸至另一端，以保证第二主栅线31的完整性。
58.需要说明的是，每一电池片单元200的第二主栅线31的数量与第一主栅线21的数量一致，如图5所示，电池片单元200包括5根从电池片基体10一端贯穿至另一端的第二主栅线31，与图3所述的第一主栅线21的数量一致。
59.其中，间断电极33的宽度大于第二主栅线31的宽度，以便于电池片单元200的串焊过程中，第一主栅线21和间断电极33之间的有效连接，保证电导通，减少生产过程中的不良品，提升最终产品的良品率。
60.如图5所示，背面电极30还包括若干条第二细栅线32，若干条第二细栅线32相互平行，且等间隔排布。第二细栅线32与第二主栅线31相互垂直交叉设置，或者第二细栅线32与第二主栅线31呈一定角度交叉设置。太阳能电池片100另一面产生的电流可由第二细栅线32汇聚到第二主栅线31，从而形成双面太阳能电池。
61.需要说明的是，第二主栅线31和第二细栅线32可通过网印工艺一道印刷成型，其材料为铝浆；而间断电极33的材料为银浆或银铝浆，也是通过丝网印刷工艺成型。示例性的，可以在电池片基体10背面先印刷第二主栅线31和第二细栅线32，然后再印刷间断电极33；或者先印刷间断电极33，再印刷第二主栅线31和第二细栅线32。
62.本技术实施例中，电池片基体10上还设置有切割区域40，该切割区域40位于相邻两个电池片单元200之间。其中，该切割区域40为空白区域，也可以理解为正面电极20和背面电极30镂空该切割区域40，相当于在切割区域40不印刷导电材料，以防止太阳能电池片100切割时对正面电极20和背面电极30造成影响。
63.如图3和图4所示，切割区域40从电池片基体10的一端延伸至另一端，切割区域40将太阳能电池片100分隔成两个电池片单元200。将太阳能电池片100切割成电池片单元200的切割路径41位于该切割区域40，切割路径41与第一主栅线21平行设置。也可以理解为，切割路径41与第一细栅线22垂直，或者切割路径41与第二主栅线31平行。
64.需要说明的是，切割区域40的宽度不宜过大或过小，当切割区域40的宽度过小时，切割路径41容易超出切割区域40，导致漏电点的产生，影响太阳能电池片100的性能；切割区域40过大时，空白区域太大，太阳能电池片100表面的利用率会下降。示例性的，切割区域40的宽度可以选择为0.5毫米-5毫米。
65.请结合图3并参考图6，图6是本技术实施例提供的电池片单元200的结构示意图。当将太阳能电池片100切割成两个电池片单元200时，第一主栅线21与切割边42平行。该切割边42由于经历了高温切割的过程，其具有较高的应力。本技术实施例中，将电池片单元200焊接成电池串时，焊接边有效避开了该切割边42，以防止焊接过程中造成的微裂纹及碎片问题。
66.请参考图7和图8，图7是本技术实施例提供的太阳能电池串的结构示意图，图8是本技术实施例提供的太阳能电池串的剖面示意图。
67.本技术实施例还提供了一种太阳能电池串300，该太阳能电池串300由多个上述的电池片单元200连接而成。具体的，多个电池片单元200通过焊带50进行连接。如图8所示，电池片单元200的第一主栅线21通过焊带50与相邻的另一电池片单元200的第二主栅线31连接，以形成太阳能电池串300。
68.示例性的，太阳能电池串300包括2个电池片单元200，电池片单元200的第一主栅
线21通过焊带50与相邻的电池片单元200的背面电极30连接。例如，电池片单元200的第一主栅线21通过焊带50与相邻的电池片单元200的间断电极33连接。由于电池片单元200的切割边42与第一主栅线21平行，因此，太阳能电池串300的焊带50通过电池片单元200的非切割边42将相邻的另一电池片单元200串联起来。
69.在一些实施例中，多个电池片单元200还可以通过导电胶进行连接。示例性的，电池片单元200的正面电极20通过导电胶与相邻的电池片单元200的背面电极30连接。采用导电胶连接电池片单元200时，相邻电池片单元的搭接区域为导电胶粘贴区域，正面电极20产生的电流通过导电胶与背面电极30实现电性连接并传输电流。请参考图9至图11，当采用导电胶连接多个电池片单元200时，为增加导电胶的导电效果如图9所示，正面电极20还包括正面连接栅线23，正面连接栅线23设置于电池片基体10正面连接边的边缘，正面连接栅线23与第一主栅线21垂直交叉设置，并且与第一主栅线21电性连接。当电池片单元200的正面电极20通过导电胶与相邻的电池片单元200的背面电极30连接时，导电胶粘贴区域包含正面连接栅线23，并且导电胶与正面连接栅线23电性导通。
70.如图10和图11所示，当采用导电胶连接多个电池片单元200时，背面电极30还包括背面连接栅线35，背面连接栅线35设置于电池片基体21背面连接边的边缘。示例性的，电池片单元200的正面电极20通过导电胶与相邻的电池片单元200的背面电极30连接，导电胶粘贴区域包含正面连接栅线23和背面连接栅线35，使得正面电极20的电流汇集在导电胶粘贴区域的正面连接栅线23上，并通过导电胶与背面连接栅线35相连实现电流传输。
71.由于电池片单元200的切割边42与第一主栅线21平行，因此，太阳能电池串300的导电胶通过电池片单元200的非切割边42将相邻的另一电池片单元200串联起来。
72.需要说明的是，电池串300包含的电池片单元200的数量并不限于2个，电池串300可以包括多个电池片单元200，例如3个、5个、8个等，对此本技术不做具体限定。
73.由于太阳能电池片100在切割为多个电池片单元200时，切割边42具有较高的应力。本技术实施例通过限定第一主栅线21平行于电池片单元200的切割边42，使焊带50不会通过或接触切割边42，大大降低焊接处的应力，进而降低太阳能电池串300的的微裂纹及碎片率，提升太阳能电池组件的品质及良率。
74.而现有技术中第一主栅线21垂直于切割边42设置，导致焊带50在焊接相邻的太阳能电池片100单元200时会接触切割边42，进一步加深切割边42的应力，导致电池片单元200出现微裂纹或碎片，从而降低太阳能电池组件的品质及生产良率。
75.本技术实施例中，电池片单元200的第一主栅线21和第二主栅线31分别从电池片基体10的一端延伸至另一端。多个电池片单元200焊接形成太阳能电池串300后，连续的第一主栅线21和第二主栅线31有利于电池串300阻的降低，从而提升电池的填充因子，进一步提升电池的效率，封装后的太阳能电池组件的输出功率也随之提升。
76.另外，由于多方面因素的制约，太阳能电池组件的横向尺寸已经达到最大极限尺寸，这必将限制后续硅片尺寸的进一步增加，影响到拉晶、切片和电池组件的进一步将本，这对光伏行业的健康发展是不利的。本技术实施例中，电池片单元200在横向上具有较小的尺寸，可以通过调整横排数量弹性调整太阳能电池组件的横向尺寸，以达到太阳能电池组件的极限宽度范围内的最佳尺寸，可有效解决制约硅片尺寸进一步加大的问题。
77.本技术实施例的第一主栅线21和第二主栅线31的末端分别设置有分叉结构211，
该分叉结构211位于电池片基体10的边缘。需要说明的是，由于第一主栅线21和第二主栅线31分别与切割路径41平行，而分叉结构211位于第一主栅线21和第二主栅线31的两端，因此，可以认为分叉结构211位于电池片单元200的非切割边42，即分叉结构211位于电池片单元200的焊接边。
78.本技术实施例的太阳能电池串300由多个电池片单元200通过焊带50连接而成。通过在第一主栅线21和第二主栅线31的末端分别设置有分叉结构211，并且该分叉结构211位于电池片单元200的焊接边，可以提高焊带50与第一主栅线21和第二主栅线31的附着性，防止焊接时焊带50偏移导致焊接不良，如虚焊、脱焊等，从而降低产品报废率，提高产品品质。
79.需要说明的是，分叉结构211不限于图示的第一主栅线21和第二主栅线31的末端分两个叉，也可以为分三个叉或多个叉，本技术不做具体限定。
80.本技术实施例还提供一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件由上述的电池串300经封装制成。请参考图12，图12是本技术实施例提供的太阳能电池组件的结构示意图。太阳能电池组件包括多个电池串300，多个电池串300进行串并连，从而形成太阳能电池组件。
81.示例性的，在182毫米x182毫米尺寸的电池片基体10上制备正面电极20和背面电极30，正面电极20和背面电极30分别位于电池片基体10的两侧，其中正面电极20包括10根第一主栅线21，且第一主栅线21平行于切割路径41。通过激光将电池片切割成两个电池片单元200，用焊带50将第一主栅线21与相邻电池片单元200的背面电极30连接形成电池串300。将电池串300进行串、并联连接后并封装成太阳能电池组件，该太阳能电池组件的输出功率较常规电池组件可提升0.25％，该太阳能电池组件制备中碎片率降低30％。
82.示例性的，在210毫米x210毫米尺寸的电池片基体10上制备正面电极20和背面电极30，正面电极20和背面电极30分别位于电池片基体10的两侧，其中正面电极20包括12根第一主栅线21，且第一主栅线21平行于切割路径41。通过激光将电池片切割成三个电池片单元200，用焊带50将第一主栅线21与相邻电池片单元200的背面电极30连接形成电池串300。将电池串300进行串、并联连接后并封装成太阳能电池组件，该太阳能电池组件的输出功率较常规电池组件可提升0.3％，该太阳能电池组件制备中碎片率降低40％。
83.示例性的，在210毫米x210毫米尺寸的电池片基体10上制备正面电极20和背面电极30，正面电极20和背面电极30分别位于电池片基体10的两侧，其中正面电极20包括12根第一主栅线21，且第一主栅线21平行于切割路径41。通过激光将电池片切割成四个电池片单元200，用导电胶将第一主栅线21与相邻电池片单元200的背面电极30连接形成电池串300。将电池串300进行串、并联连接后并封装成太阳能电池组件，该太阳能电池组件的输出功率较常规电池组件可提升0.35％，该太阳能电池组件制备中碎片率降低35％。
84.另外，阴影遮挡在光伏电站中是不可避免，尤其是在太阳能电池组件的下端。太阳能电池组件的下端积灰和前方电池组件的遮挡，使得太阳能电池组件下端阴影遮挡比例大大提升。目前，太阳能电池组件安装时绝大部分采用竖向安装方式。而现有的太阳能电池组件在竖直方向上的尺寸较小，电池组件下端阴影很容易高面积比例或全部遮挡组件下端电池，导致其串联电路功率大幅度损耗。本技术实施例中，太阳能电池组件的电池片单元200在垂直方向上的尺寸较大，太阳能电池组件下端阴影面积比和全遮挡的几率大大降低，将有效降低阴影遮挡电池串联电路的功率损耗。
85.本技术实施例提供一种太阳能电池片、电池串及太阳能电池组件，太阳能电池片能够被切割成多个电池片单元，通过将太阳能电池片的切割路径设置成与第一主栅线平行，可保持第一主栅线的完整性，并且电池片单元的焊接端为非切割边，从而降低电池片单元焊接过程中碎片率，提高太阳能电池组件的生产良率，同时还可降低电池片单元焊接后形成电池串的阻抗，进而提升太阳能电池组件的输出功率。
86.在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。
87.以上对本技术实施例所提供的太阳能电池片、电池串及太阳能电池组件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。