一种光伏电池结构及其制造方法、光伏组件与流程

文档序号:33560519发布日期:2023-03-22 14:05阅读:61来源:国知局
一种光伏电池结构及其制造方法、光伏组件与流程

1.本发明涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及一种光伏电池结构及其制造方法、光伏组件。


背景技术:

2.背接触电池指发射极和金属接触都处于电池的背面,正面没有金属电极遮挡的太阳能电池。与正面有遮挡的太阳能电池相比,背接触电池具有更高的短路电流和光电转换效率,是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。
3.但是,在将现有的至少两个背接触电池串联形成光伏电池串后,光伏电池串的工作性能不佳。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种光伏电池结构及其制造方法、光伏组件,以在将至少两个背接触电池串联形成光伏电池串的过程中,防止出现焊接虚焊异常,确保光伏电池串具有较高的工作性能。
5.第一方面,本发明提供了一种光伏电池结构,该光伏电池结构包括:背接触电池、焊接部、绝缘材料以及导电材料。其中,每个焊接部至少位于背接触电池包括的相应汇流电极上。绝缘材料至少覆盖在背接触电池包括的每个集电电极的目标部分上。目标部分为每个集电电极与自身极性相反的汇流电极间距小于预设距离的部分。导电材料形成在每个焊接部上,导电材料的顶部高度大于或等于绝缘材料的顶部高度。
6.采用上述技术方案的情况下,每个焊接部至少位于背接触电池包括的相应汇流电极上,以便于在焊接过程中该汇流电极与相应串内互连件连接。另外,光伏电池结构包括的绝缘材料至少覆盖在背接触电池包括的每个集电电极的目标部分上,并且该目标部分为每个集电电极与自身极性相反的汇流电极间距小于预设距离的部分。基于此,因与每个汇流电极连接的焊接部和串内互连件的极性与该汇流电极的极性相同,故当绝缘材料至少覆盖在每个集电电极靠近与自身极性相反的汇流电极的部分时,可以防止实际焊接过程中因串内互连件的防止位置发生偏移而导致串内互连件与自身极性相反的集电电极搭接短路,从而可以降低焊接过程中对串内互连件放置位置的精度要求,降低形成光伏电池串的难度。其次,光伏电池结构的工作环境通常在户外,并且户外环境多变,对光伏电池结构的结构稳定性具有的影响。基于此,至少在集电电极的目标位置上形成绝缘材料,在该绝缘材料的保护下,可以有效降低集电电极发生断裂的风险,提高光伏电池结构的结构稳定。
7.再者,光伏电池结构包括的导电材料形成在每个焊接部上,并且导电材料的顶部高度大于或等于绝缘材料的顶部高度。在此情况下,串内互连件可以通过导电材料与相应焊接部接触,防止出现焊接虚焊,确保每个背接触电池工作时产生的载流子均能够被相应串内互连件收集,进而确保包括该光伏电池结构的光伏电池串具有较高的工作性能。同时,也无须为了使得焊接部能够与相应串内互连件接触而在形成绝缘材料时,降低绝缘材料的
形成厚度,确保绝缘材料具有一定的绝缘性能,进而确保串内互连件能够通过该绝缘材料与自身极性相反的集电电极隔离开,提高包括该光伏电池结构的光伏电池串具有较高的电学稳定性。
8.作为一种可能的实现方式,上述预设距离的范围为:1.5mm至18mm。在此情况下,该预设距离的大小适中,可以防止因预设距离较小使得绝缘材料覆盖在集电电极上的范围也较小,而导致需要严格要求串内互连件的放置位置才能够避免该串内互连件与自身极性相反的集电电极搭接短路,降低焊接难度。同时,还可以防止因预设距离较大使得绝缘材料覆盖在集电电极上的范围也较大,而导致绝缘材料的用量增加,降低光伏电池结构的制造成本。
9.作为一种可能的实现方式,上述绝缘材料的高度为10μm至80μm。在此情况下,该绝缘材料的高度大小适中,可以防止因绝缘材料的高度较小使得绝缘材料的绝缘性能较差而导致串内互连件难以通过该绝缘材料与自身极性相反的集电电极隔离开,进一步确保包括该光伏电池结构的光伏电池串具有较高的工作性能。同时,还可以防止因绝缘材料的高度较大而导致绝缘材料的用量增加,降低光伏电池结构的制造成本。
10.作为一种可能的实现方式,形成在每个焊接部上的导电材料的形状为立方体、椭圆柱体或圆柱体。在此情况下,形成在每个焊接部上的导电材料的形状具有多种可选的方案,可以根据实际应用场景中焊接部的横截面形状等要求选择合适的形成在每个焊接部上的导电材料的形状,提高本发明提供的光伏电池结构在不同应用场景下的适用性。
11.作为一种可能的实现方式,形成在每个焊接部上的导电材料的形状为立方体。立方体的长度为1mm至2mm,立方体的宽度为1mm至2mm,立方体的高度为0.1mm至1mm。
12.采用上述技术方案的情况下,当形成在每个焊接部上的导电材料的形状为立方体时,该立方体的长度、宽度和高度均为相应范围值,便于根据绝缘材料的顶部高度与相应焊接部的顶部高度差,来设置导电材料形成在每个焊接部上的规格,确保导电材料的顶部高度可以大于或等于绝缘材料的顶部高度。同时,立方体的长度、宽度和高度均为相应范围值,还可以防止为了形成固定规格的立方体而严格要求形成导电材料的制造设备的制造精度,降低光伏电池结构的制造难度、以及在制造设备方面的投入。
13.作为一种可能的实现方式,上述背接触电池包括的正电极和负电极均包括多个汇流电极和多个集电电极。其中,正电极包括的汇流电极和负电极包括的汇流电极沿第一方向延伸、且沿第二方向交替间隔设置。第一方向不同于第二方向。正电极包括的集电电极和负电极包括的集电电极沿第二方向延伸、且沿第一方向交替间隔设置。每个集电电极与自身极性相同的汇流电极连接。每个集电电极均包括沿第二方向间隔分布的多个集电电极段,同一集电电极中相邻两个集电电极段具有的间隔用于与自身极性相反的汇流电极隔离开。
14.作为一种可能的实现方式,上述绝缘材料覆盖在每个汇流电极沿第二方向的两侧。在此情况下,绝缘材料的存在可以防止串内互连件的放置位置相对于相应汇流电极沿第二方向发生偏移时该串内互连件与自身极性相反的集电电极段搭接短路。
15.作为一种可能的实现方式,每个集电电极段与自身极性相反、且相邻的汇流电极之间的垂直距离大于0、且小于等于5mm。在此情况下,上述垂直距离的大小适中,可以防止因上述垂直距离较小而导致汇流电极与自身极性相反的集电电极段连接短路,确保光伏电
池结构具有较高的电学稳定性。同时,还可以防止因上述垂直距离较大使得每个集电电极段的长度较小而导致每个集电电极段的载流子收集能力较低,确保背接触电池吸收光子后所产生的载流子能够及时被相应集电电极段收集并导出,提高光伏电池结构的光电转换效率。
16.作为一种可能的实现方式,上述汇流电极和集电电极位于背接触电池包括的电池本体的背光面上。每个焊接部与电池本体之间的垂直距离为1mm至15mm。在此情况下,每个焊接部与电池本体之间的垂直距离大小适中,可以防止因该垂直距离较小使得焊接时串内互连件与电池本体之间的垂直距离较小而导致背接触电池受到焊接应力的影响程度较大,确保形成光伏电池串后背接触电池依然具有良好的结构稳定性和电学工作性能。同时,还可以防止因该垂直距离较大使得焊接形成光伏电池串后串内互连件与电池本体的垂直距离较大而导致载流子的传输路径较长,降低载流子的传输电阻,进一步提高包括该光伏电池结构的光伏组件的电学性能。
17.作为一种可能的实现方式,绝缘材料为绝缘胶。
18.作为一种可能的实现方式,导电材料为导电胶、锡和银中的至少一种。
19.第二方面,本发明还提供了一种光伏组件。该光伏组件包括上述第一方面及其各种实现方式提供的光伏电池结构、以及用于将相邻两个光伏电池结构连接的串内互连件。每个串内互连件的各部分与相应汇流电极之间的距离大于等于0、且小于预设距离。
20.作为一种可能的实现方式,光伏组件包括多个光伏电池结构。多个光伏电池结构通过串内互连件串联形成至少两个光伏电池串。光伏组件还包括汇流条和绝缘条。汇流条用于将至少两个光伏电池串并联。绝缘条至少覆盖在相邻两个光伏电池结构的间隙处,和/或,绝缘条覆盖在汇流条上。
21.采用上述技术方案的情况下,当绝缘条至少覆盖在相邻两个光伏电池结构的间隙处时,该绝缘条可以防止相邻两个光伏电池结构搭接,同时还可以遮挡相邻两个光伏电池结构之间的串内互连件,降低片间的串内互连件断裂或搭接等风险,提高光伏组件的结构稳定性和电学性能。另外,当绝缘条覆盖在汇流条上时,也可以降低汇流条发生断裂的风险,同时还可以使得光伏组件整体美观。
22.第三方面,本发明还提供了一种光伏电池结构的制造方法。该光伏电池结构的制造方法包括:
23.提供一背接触电池。
24.至少在背接触电池包括的相应汇流电池上形成焊接部。
25.形成至少覆盖在背接触电池包括的每个集电电极的目标部分上的绝缘材料。目标部分为每个集电电极与自身极性相反的汇流电极间距小于预设距离的部分。
26.在每个焊接部上形成导电材料。导电材料的顶部高度大于或等于绝缘材料的顶部高度。
27.本发明中第二方面和第三方面及其各种实现方式的有益效果,可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析,此处不再赘述。
附图说明
28.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发
明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
29.图1为相关技术中在背接触电池的相应位置上形成焊接部和绝缘材料后背光面的结构示意图;
30.图2为相关技术中在背接触电池的相应位置上形成焊接部和绝缘材料后的结构纵向剖视示意图;
31.图3为本发明实施例中背接触电池的背光面的一种结构示意图;
32.图4为本发明实施例中背接触电池的背光面的另一种结构示意图;
33.图5为本发明实施例中背接触电池的背光面的又一种结构示意图;
34.图6为本发明实施例提供的光伏电池结构的局部放大示意图;
35.图7为本发明实施例提供的光伏电池结构的结构纵向剖视示意图;
36.图8为本发明实施例提供的光伏组件的局部放大示意图;
37.图9为本发明实施例中在光伏电池结构的相应位置上放置串内互连件后的结构纵向剖视示意图;
38.图10为本发明实施例提供的光伏组件的结构示意图;
39.图11为本发明实施例提供的光伏组件的局部放大示意图。
40.附图标记:1为背接触电池,2为电池本体,3为正电极,4为负电极,5为汇流电极,6为集电电极,7为集电电极段,8为汇流电极段,9为焊接部,10为绝缘材料,11为导电材料,12为串内互连件,13为汇流条,14为绝缘条。
具体实施方式
41.以下,将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本公开的概念。
42.在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
43.在本公开的上下文中,当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时,该层/元件可以直接位于该另一层/元件上,或者它们之间可以存在居中层/元件。另外,如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”,那么当调转朝向时,该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,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仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
44.此外,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该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
45.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.目前太阳电池作为新的能源替代方案,使用越来越广泛。其中,光伏太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。具体的,太阳电池利用光生伏特原理产生载流子,然后使用电极将载流子引出,从而利于将电能有效利用。
47.在太阳能电池包括的正、负电极均位于太阳能电池的背面时,该太阳能电池为背接触电池。现有的背接触电池包括金属电极绕通(metal wrap through,可缩写为mwt)电池和指状交叉背接触(interdigitated back contact,可缩写为ibc)电池等。其中,ibc电池最大的特点是发射极和金属接触都处于电池的背面,正面没有金属电极遮挡的影响,因此具有更高的短路电流isc。同时,ibc电池的背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻rs,从而可以提高填充因子ff。并且,这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高,而且看上去更美观。同时,全背电极的组件更易于装配,因此ibc电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。
48.在实际的应用过程中,通常会通过焊带等串内互连件,将光伏组件中的多个ibc电池串联形成光伏电池串,以增大光伏组件的输出电压。具体的,在实际的制造过程中,在ibc电池制造完成后,如图1所示,通常会在每个汇流电极5上设置与串内互连件焊接的焊接部9,并在每个集电电极6靠近与自身极性相反的汇流电极5的部分上覆盖绝缘材料10,以防止与汇流电极5焊接的串内互连件的实际放置位置发生偏移,而导致该偏移的串内互连件与自身极性相反的集电电极6搭接短路,确保ibc电池具有稳定的电学性能。
49.但是,如图2所示,为保证串内互连件可以通过绝缘材料10与自身极性相反的集电电极6隔离开,形成在ibc电池背光面上的绝缘材料10往往具有一定的厚度,从而导致绝缘材料10的顶部高度大于焊接部9的顶部高度。基于此,在通过串内互连件12将形成有焊接部9和绝缘材料10的至少两个ibc电池串联形成光伏电池串的过程中,因绝缘材料10与焊接部9的距离较近,故绝缘材料10与焊接部9之间存在高度差会导致串内互连件12难以与相应焊接部9接触,进而导致焊接虚焊异常,致使载流子无法被相应串内互连件12导出,影响光伏电池串的工作性能。
50.为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种光伏电池结构。如图6和图7所示,该光伏电池结构包括:背接触电池1、焊接部9、绝缘材料10以及导电材料11。其中,如图6和图7所示,每个焊接部9至少位于背接触电池1包括的相应汇流电极5上。绝缘材料10至少覆盖在背接触电池1包括的每个集电电极6的目标部分上。目标部分为每个集电电极6与自身极性相反的汇流电极5间距小于预设距离的部分。导电材料11形成在每个焊接部9上,导电材料11的顶部高度大于或等于绝缘材料10的顶部高度。
51.具体来说,上述背接触电池可以为任一种正电极和负电极均设置在背光面的太阳能电池。本发明实施例中背接触电池的结构不做具体限定。示例性的,如图3至图5所示,背接触电池1可以包括电池本体2、以及形成在电池本体2的背光面上的正电极3和负电极4。其中,电池本体2的具体结构可以根据实际需求进行设置。例如:电池本体可以包括:半导体基底、p型掺杂半导体层和n型掺杂半导体层。其中,半导体基底的材质可以为硅、锗硅、砷化镓
等半导体材料。半导体基底具有相对的第一面和第二面。该第二面与电池本体的背光面相对应。沿着平行于第二面的方向,第二面具有沿上述第一方向交替设置的第一区域和第二区域。第一区域和第二区域的长度延伸方向均平行于上述第二方向。p型掺杂半导体层形成在第一区域上或第一区域内。n型掺杂半导体层形成在第二区域上或第二区域内。上述p型掺杂半导体层和n型掺杂半导体层内杂质的掺杂浓度可以根据实际应用场景设置,只要能够应用至本发明实施例提供的背接触电池中均可。
52.对于背接触电池包括的正电极和负电极来说,正电极和负电极可以均包括至少一个集电电极和至少一个汇流电极。其中,形成在相应p型掺杂半导体层上的集电电极为正电极包括的集电电极,用于收集p型掺杂半导体层传导出的空穴。并且,与该正电极包括的集电电极连接的汇流电极为正电极包括的汇流电极。相反的,形成在相应n型掺杂半导体层上的集电电极为负电极包括的集电电极,用于收集n型掺杂半导体层传导出的电子。并且,与该负电极包括的集电电极连接的汇流电极为负电极包括的汇流电极。
53.可以理解的是,正电极包括的一个集电电极与负电极包括的一个集电电极(或负电极包括的一个汇流电极)的极性相反、其与正电极包括的另一个集电电极(或正电极包括的一个汇流电极)的极性相同。同理,正电极包括的一个汇流电极与负电极包括的一个集电电极(或负电极包括的一个汇流电极)的极性相反、其与正电极包括的另一个汇流电极(或正电极包括的一个集电电极)的极性相同。相应的,分别与负电极包括的集电电极和汇流电极对应的极性相同或极性相反的电极的情况可以参考前文,此处不再赘述。
54.另外,本发明实施例中对正电极和负电极包括的集电电极和汇流电极个数、具体的结构、以及分布情况不做具体限定。示例性的,正电极包括的汇流电极和负电极包括的汇流电极可以沿第一方向延伸、且沿着第二方向交替间隔分布。第一方向不同于第二方向。正电极包括的集电电极和负电极包括的集电电极沿第二方向延伸、且沿第一方向交替间隔分布。每个集电电极与自身极性相同的汇流电极连接、且与自身极性相反的汇流电极相互绝缘。
55.上述正电极和负电极包括的汇流电极可以为直线型汇流电极、波浪线型汇流电极或折线型汇流电极等。正电极和负电极包括的汇流电极的具体形状可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。另外,正电极和负电极包括的集电电极可以为直线型集电电极、波浪线型集电电极或折线型集电电极等,正电极和负电极包括的集电电极的具体形状可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。
56.对于上述焊接部来说,光伏电池结构包括的焊接部的数量可以为一个、也可以为多个。另外,每个焊接部在相应汇流电极上的设置位置、每个焊接部的规格、以及每个焊接部与电池本体之间的垂直距离可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。
57.示例性的,如前文所述,当上述汇流电极和集电电极位于背接触电池包括的电池本体的背光面上时,每个焊接部与电池本体之间的垂直距离可以为1mm至15mm。例如:每个焊接部与电池本体之间的垂直距离可以为1mm、3mm、6mm、9mm、12mm或15mm等。在此情况下,每个焊接部与电池本体之间的垂直距离大小适中,可以防止因该垂直距离较小使得焊接时串内互连件与电池本体之间的垂直距离较小而导致背接触电池受到焊接应力的影响程度较大,确保形成光伏电池串后背接触电池依然具有良好的结构稳定性和电学工作性能。同时,还可以防止因该垂直距离较大使得焊接形成光伏电池串后串内互连件与电池本体的垂
直距离较大而导致载流子的传输路径较长,降低载流子的传输电阻,进一步提高包括该光伏电池结构的光伏组件的电学性能。
58.对于上述绝缘材料来说,该绝缘材料在背接触电池上的具体覆盖位置可以根据背接触电池包括的集电电极和汇流电极的分布情况、以及实际需求进行确定,只要能够应用至本发明实施例提供的光伏电池结构中均可。另外,绝缘材料的高度也可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。示例性的,上述绝缘材料的高度可以为10μm至80μm。例如:绝缘材料的高度可以为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、70μm或80μm等。在上述情况下,该绝缘材料的高度大小适中,可以防止因绝缘材料的高度较小使得绝缘材料的绝缘性能较差而导致串内互连件难以通过该绝缘材料与自身极性相反的集电电极隔离开,进一步确保包括该光伏电池结构的光伏电池串具有较高的工作性能。同时,还可以防止因绝缘材料的高度较大而导致绝缘材料的用量增加,降低光伏电池结构的制造成本。
59.至于绝缘材料的种类可以为绝缘胶等能够起到隔离作用的材料。
60.对于上述导电材料来说,导电材料在每个焊接部上的形成范围、形状和横向尺寸可以根据实际需求进行设置,此处不做具体限定。示例性的,形成在每个焊接部上的导电材料的形状为立方体、椭圆柱体或圆柱体。在此情况下,形成在每个焊接部上的导电材料的形状具有多种可选的方案,可以根据实际应用场景中焊接部的横截面形状等要求选择合适的形成在每个焊接部上的导电材料的形状,提高本发明实施例提供的光伏电池结构在不同应用场景下的适用性。
61.至于上述导电材料的种类可以为任一种能够起到导电作用的材料,只要能够应用至本发明实施例提供的光伏电池结构中均可。例如:导电材料可以包括导电材料为导电胶、锡和银中的至少一种。
62.在实际的应用过程中,如图6至图8所示,每个焊接部9至少位于背接触电池1包括的相应汇流电极5上,以便于在焊接过程中该汇流电极5与相应串内互连件12连接。另外,光伏电池结构包括的绝缘材料10至少覆盖在背接触电池1包括的每个集电电极6的目标部分上,并且该目标部分为每个集电电极6与自身极性相反的汇流电极5间距小于预设距离的部分。基于此,因与每个汇流电极5连接的焊接部9和串内互连件12的极性与该汇流电极5的极性相同,故当绝缘材料10至少覆盖在每个集电电极6靠近与自身极性相反的汇流电极5的部分时,可以防止实际焊接过程中因串内互连件12的防止位置发生偏移而导致串内互连件12与自身极性相反的集电电极6搭接短路,从而可以降低焊接过程中对串内互连件12放置位置的精度要求,降低形成光伏电池串的难度。其次,光伏电池结构的工作环境通常在户外,并且户外环境多变,对光伏电池结构的结构稳定性具有的影响。基于此,至少在集电电极6的目标位置上形成绝缘材料10,在该绝缘材料10的保护下,可以有效降低集电电极6发生断裂的风险,提高光伏电池结构的结构稳定。由此可见,上述预设距离的大小会对串内互连件12在光伏电池结构上的放置位置的精度有影响。可以理解的是,上述预设距离越大,对串内互连件12在光伏电池结构上的放置位置的精度要求越小。上述预设距离越小,对串内互连件12在光伏电池结构上的放置位置的精度要求越高,因此可以根据实际制造精度确定预设距离的大小,此处不做具体限定。
63.示例性的,上述预设距离的范围可以为:1.5mm至18mm。例如:预设距离的范围可以为1.5mm、3mm、6mm、9mm、15mm或18mm等。在上述情况下,该预设距离的大小适中,可以防止因
预设距离较小使得绝缘材料覆盖在集电电极上的范围也较小,而导致需要严格要求串内互连件的放置位置才能够避免该串内互连件与自身极性相反的集电电极搭接短路,降低焊接难度。同时,还可以防止因预设距离较大使得绝缘材料覆盖在集电电极上的范围也较大,而导致绝缘材料的用量增加,降低光伏电池结构的制造成本。
64.再者,在实际的应用过程中,如图6至图9所示,光伏电池结构包括的导电材料11形成在每个焊接部9上,并且导电材料11的顶部高度大于或等于绝缘材料10的顶部高度。在此情况下,串内互连件12可以通过导电材料11与相应焊接部9接触,防止出现焊接虚焊,确保每个背接触电池1工作时产生的载流子均能够被相应串内互连件12收集,进而确保包括该光伏电池结构的光伏电池串具有较高的工作性能。同时,也无须为了使得焊接部9能够与相应串内互连件12接触而在形成绝缘材料10时,降低绝缘材料10的形成厚度,确保绝缘材料10具有一定的绝缘性能,进而确保串内互连件12能够通过该绝缘材料10与自身极性相反的集电电极6隔离开,提高包括该光伏电池结构的光伏电池串具有较高的电学稳定性。由此可见,导电材料11形成在每个焊接部9上的部分的高度可以根据该焊接部9与绝缘材料10的顶部高度差进行确定,只要能够确保导电材料11的顶部高度大于或等于绝缘材料10的顶部高度均可。另外,当导电材料11的顶部高度大于绝缘材料10的顶部高度时,二者之间的高度差可以根据实际应用场景确定,此处不做具体限定。
65.需要说明的是,在光伏电池结构包括多个焊接部的情况下,形成导电材料位于不同焊接部上的形状和尺寸可以相同,也可以不同。
66.作为一种可能的实现方式,如图6和图7所示,当形成在每个焊接部9上的导电材料11的形状为立方体时,该立方体的长度为1mm至2mm,立方体的宽度为1mm至2mm,立方体的高度为0.1mm至1mm。例如:该立方体的长度可以为1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm或2mm等。该立方体的宽度可以为1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm或2mm等。该立方体的高度可以为0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm或1mm等。
67.采用上述技术方案的情况下,当形成在每个焊接部上的导电材料的形状为立方体时,该立方体的长度、宽度和高度均为相应范围值,因此便于根据绝缘材料的顶部高度与相应焊接部的顶部高度差,来设置导电材料形成在每个焊接部上的规格,确保导电材料的顶部高度可以大于或等于绝缘材料的顶部高度。同时,立方体的长度、宽度和高度均为相应范围值,还可以防止为了形成固定规格的立方体而严格要求形成导电材料的制造设备的制造精度,降低光伏电池结构的制造难度、以及在制造设备方面的投入。
68.在实际的应用过程中,可以根据正电极和负电极包括的集电电极和汇流电极分别为连续电极(连续电极为其上没有间断的电极)还是非连续电极,将背接触电池包括的正电极和负电极的具体分布情况至少分为以下三种情况进行说明:
69.第一种:如图3所示,上述背接触电池1包括的正电极3和负电极4均包括多个汇流电极5和多个集电电极6。其中,正电极3包括的汇流电极5和负电极4包括的汇流电极5沿第一方向延伸、且沿第二方向交替间隔设置。第一方向不同于第二方向。正电极3包括的集电电极6和负电极4包括的集电电极6沿第二方向延伸、且沿第一方向交替间隔设置。每个集电电极6与自身极性相同的汇流电极5连接。每个集电电极6均包括沿第二方向间隔分布的多个集电电极段7,同一集电电极6中相邻两个集电电极段7具有的间隔用于与自身极性相反的汇流电极5隔离开。
70.可以理解的是,在第一种情况下,正电极和负电极包括的汇流电极均为连续电极,正电极和负电极包括的集电电极均为非连续电极。其中,每个集电电极包括的集电电极段的数量、相邻两个集电电极段的间隔、极性相同的不同集电电极中处于相同段数的集电电极段之间的位置关系、以及极性相反的不同集电电极中处于相同段数的集电电极段之间的位置关系等可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。
71.示例性的,如图3所示,每个集电电极段7与自身极性相反、且相邻的汇流电极5之间的垂直距离可以大于0、且小于等于5mm。例如:每个集电电极段7与自身极性相反、且相邻的汇流电极5之间的垂直距离可以为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等。在上述情况下,上述垂直距离的大小适中,可以防止因上述垂直距离较小而导致汇流电极5与自身极性相反的集电电极段7连接短路,确保光伏电池结构具有较高的电学稳定性。同时,还可以防止因上述垂直距离较大而使得每个集电电极段7的长度较小而导致每个集电电极段7的载流子收集能力较低,确保电池本体2吸收光子后所产生的载流子能够及时被相应集电电极段7收集并导出,提高光伏电池结构的光电转换效率。
72.另外,如图6所示,在上述第一种情况下,上述绝缘材料10可以覆盖在每个汇流电极5沿第二方向的两侧。在此情况下,如图8所示,绝缘材料10的存在可以防止串内互连件12的放置位置相对于相应汇流电极5沿第二方向发生偏移时该串内互连件12与自身极性相反的集电电极段7搭接短路。
73.当然,绝缘材料还可以覆盖在汇流电极未连接有焊接部的部分上。
74.第二种:下文将仅描述第二种情况与第一种情况不同的地方。如图4所示,该第二种情况下,每个汇流电极5与自身极性相同的集电电极6连接。每个汇流电极5均包括沿第一方向间隔分布的多个汇流电极段8,同一汇流电极5中相邻两个汇流电极段8具有的间隔用于与自身极性相反的集电电极6隔离开。
75.可以理解的是,在第二种情况下,正电极和负电极包括的汇流电极均为非连续电极,正电极和负电极包括的集电电极均为连续电极。其中,每个汇流电极包括的汇流电极段的数量、相邻两个汇流电极段的间隔、极性相同的不同汇流电极中处于相同段数的汇流电极段之间的位置关系、以及极性相反的不同汇流电极中处于相同段数的汇流电极段之间的位置关系等可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。
76.第三种:下文将仅描述第三种情况与第一种情况不同的地方。如图5所示,该第三种情况下,正电极3包括的汇流电极5和集电电极6、以及负电极4包括的汇流电极5和集电电极6均为连续电极。每个汇流电极5与自身极性相反的集电电极6可以通过绝缘材料隔离开。
77.需要说明的是,在正电极和负电极均包括多个集电电极和多个汇流电极的情况下,仅从每个集电电极为连续电极还是非连续电极、以及每个汇流电极为连续电极还是非连续电极出发就可以具有多种可能的方案,本发明中仅示例性的给出了上述三种实现方案,因集电电极和汇流电极的具体结构,并非本发明的主要特征所在,因此在本说明书中,只对其进行简要地介绍,以便本领域普通技术人员能够容易地实施本发明。并不代表本发明实施例提供的光伏电池结构包括的背接触电池仅可以具有上述三种实现方案。
78.第二方面,本发明实施例还提供了一种光伏组件。该光伏组件包括上述第一方面及其各种实现方式提供的光伏电池结构、以及用于将相邻两个光伏电池结构连接的串内互连件。每个串内互连件的各部分与相应汇流电极之间的距离大于等于0、且小于预设距离。
具体的,该串内互连件的各部分与相应汇流电极之间的距离可以根据实际制造过程中进行确定,此处不做具体限定。例如:每个串内互连件的各部分与相应汇流电极之间的距离可以为0、1.5mm、3mm、6mm、9mm、15mm或17mm等。
79.作为一种可能的实现方式,如图8至图10所示,光伏组件包括多个光伏电池结构。多个光伏电池结构通过串内互连件12串联形成至少两个光伏电池串。如图10和图11所示,光伏组件还包括汇流条13和绝缘条14。汇流条13用于将至少两个光伏电池串并联。如图11所示,绝缘条14至少覆盖在相邻两个光伏电池结构的间隙处,和/或,绝缘条14覆盖在汇流条13上。
80.其中,每个光伏电池串包括的光伏电池结构的数量可以根据实际应用场景设置此处不做具体限定。另外,绝缘条可以仅覆盖在相邻两个光伏电池结构的间隙处。或者,绝缘条还可以仅覆盖在汇流条上。又或者,绝缘条可以同时覆盖在相邻两个光伏电池结构的间隙处、以及汇流条上。
81.至于绝缘条的材料可以为膨胀聚乙烯等绝缘材料。该绝缘条的规格可以根据实际需求进行设置。示例性的,绝缘条的厚度可以为0.05mm至0.3mm。例如:绝缘条的厚度可以为0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm。示例性的,绝缘条的宽度可以为1mm至3mm。例如:绝缘条的宽度可以为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm。
82.采用上述技术方案的情况下,当绝缘条至少覆盖在相邻两个光伏电池结构的间隙处时,该绝缘条可以防止相邻两个光伏电池结构搭接,同时还可以遮挡相邻两个光伏电池结构之间的串内互连件,降低片间的串内互连件断裂或搭接等风险,提高光伏组件的结构稳定性和电学性能。另外,当绝缘条覆盖在汇流条上时,也可以降低汇流条发生断裂的风险,同时还可以使得光伏组件整体美观。
83.第三方面,本发明实施例还提供了一种光伏电池结构的制造方法。该光伏电池结构的制造方法包括:提供一背接触电池。
84.至少在背接触电池包括的相应汇流电池上形成焊接部。
85.形成至少覆盖在背接触电池包括的每个集电电极的目标部分上的绝缘材料。目标部分为每个集电电极与自身极性相反的汇流电极间距小于预设距离的部分。
86.在每个焊接部上形成导电材料。导电材料的顶部高度大于或等于绝缘材料的顶部高度。
87.具体来说,可以采用丝网印刷等工艺分步形成上述焊接部、绝缘材料和导电材料。其中,焊接部和绝缘材料的形成顺序不做限定。并且,绝缘材料和导电材料的形成顺序也不做限定。
88.例如:可以先形成焊接部,接着形成绝缘材料,最后再形成导电材料。
89.又例如:可以先形成焊接部,接着形成导电材料,最后再形成绝缘材料。
90.再例如:可以先形成绝缘材料,接着形成焊接部,最后再形成导电材料。
91.本发明实施例中第二方面和第三方面及其各种实现方式的有益效果,可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析,此处不再赘述。
92.在以上的描述中,对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解,可以通过各种技术手段,来形成所需形状的层、区域等。另外,为了形成同一结构,本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。
另外,尽管在以上分别描述了各实施例,但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
93.以上对本公开的实施例进行了描述。但是,这些实施例仅仅是为了说明的目的,而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围,本领域技术人员可以做出多种替代和修改,这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
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