太阳能电池片及叠瓦组件的制作方法

专利2022-11-18  99


本实用新型涉及能源领域,尤其涉及一种太阳能电池片及叠瓦组件。



背景技术:

随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快,生态环境不断恶化,特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化,人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略,以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一,有望成为未来全球电力供应的主要支柱。

在新一轮能源变革过程中,我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而,光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战,转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍,而成本控制与规模化又在经济上形成制约。光伏组件作为光伏发电的核心部件,提高其转换效率发展高效组件是必然趋势。目前市场上涌现各种各样的高效组件,如叠瓦、半片、多主栅、双面组件等。随着光伏组件的应用场所和应用地区越来越广泛,对其可靠性要求越来越高,尤其是在一些恶劣或极端天气多发地区需要采用高效、高可靠性的光伏组件。

在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下,叠瓦组件利用小电流低损耗电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)使得组件功率损耗大大降低,叠瓦组件通过充分利用电池组件中片间距铺设更多数目的电池进行发电,单位面积能量密度更高。另外,使用导电胶粘剂替代了常规组件用光伏焊带,光伏焊带在整片电池中表现出较高的串联电阻,而导电胶粘剂形成电路的电阻要远小于使用焊带的方式。同时在使用导电胶的模型下可以实现超柔片间结构互联,从而能够有效能够降低制程及使用环节破片。相较常规的光伏组件,叠瓦组件转换效率更高,切割后的电池与电池互联位置破片风险更小。

而现有的太阳能电池片、叠瓦组件等的设置都还具有一些不足之处。例如,现有的太阳能电池片的主栅线通常为简单的直线型设计,导致电池片正背单耗高,生产成本增加,竞争力下降。

因而需要提供一种太阳能电池片及叠瓦组件,以至少部分地解决上述问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于,提供一种太阳能电池片及叠瓦组件。在本实用新型中,由于在叠瓦组件中相邻太阳能电池片不再需要通过重叠设置、大面积接触的电极来实现导电连接,因而太阳能电池片的栅线的整体银浆用量可以小于普通太阳能电池片的栅线的银浆用量,但依然能够满足正背电极互联可靠性的需求。所以本实用新型所提供的太阳能电池片能够降低顶表面主栅线的损耗,降低生产成本,提升技术竞争力。

并且,本实用新型所提供的太阳能电池片可具有多种不同的栅线结构和组合。所以本实用新型所提供的太阳能电池片能够在降低栅线的损耗的同时满足使用者的多种使用需求。

根据本实用新型的第一方面,提供了一种太阳能电池片,太阳能电池片包括基体片、设置在基体片的顶表面上的顶表面栅线、设置在基体片的底表面上的底表面栅线,其中,顶表面栅线和底表面栅线在基体片上的延伸方向被设定为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,这两个太阳能电池片中的第一太阳能电池片的底表面栅线和这两个太阳能电池片中的第二太阳能电池片的顶表面栅线交叉接触以实现电连接。

在一种实施方式中,顶表面栅线和底表面栅线在基体片上的延伸方向被设定为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面栅线和第二太阳能电池片的顶表面栅线之间具有5°-175°的夹角。

在一种实施方式中,顶表面栅线包括顶表面副栅线和与顶表面副栅线之间交叉设置的顶表面主栅线,所述底表面栅线仅包括底表面副栅线,太阳能电池片被构造为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面副栅线和第二太阳能电池片的顶表面主栅线交叉接触以实现电连接;或者

顶表面栅线仅包括顶表面副栅线,所述底表面栅线包括底表面副栅线和与底表面副栅线交叉设置的底表面主栅线,太阳能电池片被构造为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线和第二太阳能电池片的顶表面副栅线交叉接触以实现电连接。

在一种实施方式中,顶表面栅线包括顶表面副栅线和与顶表面副栅线交叉设置的顶表面主栅线,底表面栅线包括底表面副栅线和与底表面副栅线交叉设置的底表面主栅线,太阳能电池片被构造为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时:相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线和第二太阳能电池片的顶表面副栅线交叉接触以实现电连接,或者相互接触的第一太阳能电池片的底表面副栅线和第二太阳能电池片的顶表面主栅线交叉接触以实现电连接。

在一种实施方式中,所述顶表面栅线包括顶表面副栅线和与顶表面副栅线交叉设置的顶表面主栅线,底表面栅线包括底表面副栅线和与底表面副栅线交叉设置的底表面主栅线,并且所述顶表面主栅线和所述底表面主栅线的延伸方向被设定为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线和第二太阳能电池片的顶表面主栅线交叉接触以实现电连接。

在一种实施方式中,所述太阳能电池片的顶表面和/或底表面上设置有副栅线和与副栅线交叉设置的主栅线,主栅线包括彼此平行的至少两条栅线结构,太阳能电池片被构造为当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时一个太阳能电池片的主栅线和另一个太阳能电池片的主栅线或副栅线交叉接触。

在一种实施方式中,基体片具有第一纵向边缘、第二纵向边缘和两个横向边缘;

顶表面栅线包括顶表面主栅线,顶表面主栅线整体沿着或靠近基体片的第一纵向边缘设置在基体片的顶表面上,顶表面主栅线包括顶表面第一主栅线和顶表面第二主栅线,顶表面第一主栅线和顶表面第二主栅线均沿基体片的纵向方向延伸且其二者在基体片的横向方向上存在间隔;

底表面栅线包括底表面主栅线,底表面主栅线整体沿着或靠近基体片的第二纵向边缘设置在基体片的底表面上,

其中,顶表面主栅线和底表面主栅线被构造为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时第一太阳能电池片的底表面主栅线能够同时接触第二太阳能电池片的顶表面第一主栅线和顶表面第二主栅线。

在一种实施方式中,底表面主栅线包括底表面第一主栅线和多个底表面第二主栅线,底表面第一主栅线沿基体片的纵向方向延伸;底表面第二主栅线为沿基体片的横向方向延伸的短条形结构,每一个底表面第二主栅线均与底表面第一主栅线相交。

在一种实施方式中,底表面第一主栅线和基体片的第二纵向边缘之间存在间隔,每一个底表面第二主栅线的一端延伸至基体片的第二纵向边缘,每一个底表面第二主栅线的另一端延伸至底表面第一主栅线或延伸至突出于底表面第一主栅线。

在一种实施方式中,在顶表面第一主栅线和顶表面第二主栅线之间的间隔内排布有多个连接部。

在一种实施方式中,顶表面主栅线和底表面主栅线在相应表面上的位置被设定为:使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,第一太阳能电池片的每一个底表面第二主栅线与第二太阳能电池片的顶表面第一主栅线、顶表面第二主栅线均接触。

在一种实施方式中,顶表面主栅线和底表面主栅线在相应表面上的位置被设定为:使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,第一太阳能电池片的每一个底表面第二主栅线仅与第二太阳能电池片的顶表面第二主栅线接触。

在一种实施方式中,基体片的顶表面上设置有用于集流的顶表面副栅线,顶表面主栅线和顶表面副栅线导电接触。

在一种实施方式中,太阳能电池片为双面太阳能电池片,基体片的底表面设置有用于集流的底表面副栅线,底表面主栅线和底表面副栅线导电接触。

根据本实用新型的另一个方面,提供了一种叠瓦组件,叠瓦组件包括至少一个电池串,每一个电池串由根据上述方案中任意一项所述的太阳能电池片以叠瓦方式排列而成。

在一种实施方式中,电池串中的太阳能电池片包括顶表面主栅线和底表面主栅线,并且

每一对相邻的太阳能电池片为第一太阳能电池片和第二太阳能电池片,第一太阳能电池片的顶表面主栅线和第二太阳能电池片的底表面主栅线导电接触,第一太阳能电池片和第二太阳能电池片之间通过粘结剂固定在一起,并且粘结剂被定位在第一太阳能电池片的顶表面第一主栅线和底表面第二主栅线之间,并且粘结剂绕过第二太阳能电池片的底表面主栅线。

附图说明

为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能,可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解,附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式,对本实用新型的范围没有任何限制作用,图中各个部件并非按比例绘制。

图1示出了本实用新型的一个优选实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图;

图2示出了图1中的a部分的局部放大图;

图3示出了图1中的太阳能电池片的底表面示意图;

图4为图3中的d部分的局部放大图;

图5为沿图2中的b-b线截取的截面图的一部分,并且该截面图中示出了以叠瓦方式和图2中的太阳能电池片相连的另一太阳能电池片;

图6为沿图2中的c-c线截取的截面图的一部分,并且该截面图中示出了以叠瓦方式和图2中的太阳能电池片相连的另一太阳能电池片;

图7为本实用新型的第二优选实施方式的太阳能电池片的底表面示意图;

图8a和图8b分别为本实用新型的第三优选实施方式的太阳能电池片的顶表面和底表面示意图;

图9a和图9b分别为本实用新型的第四优选实施方式的太阳能电池片的顶表面和底表面示意图;

图10a和图10b分别为本实用新型的第五优选实施方式的太阳能电池片的顶表面和底表面示意图;

图11a和图11b分别为本实用新型的第六优选实施方式的太阳能电池片的顶表面和底表面示意图;

图12a和图12b分别为本实用新型的第七优选实施方式的太阳能电池片的顶表面和底表面示意图;

图13a和图13b分别为本实用新型的第八优选实施方式的太阳能电池片的顶表面和底表面示意图;

图14a和图14b分别为本实用新型的第九优选实施方式的太阳能电池片的顶表面和底表面示意图;

图15a和图15b分别为本实用新型的第十优选实施方式的太阳能电池片的顶表面和底表面示意图。

具体实施方式

现在参考附图,详细描述本实用新型的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式,本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式,所述其他方式同样落入本实用新型的范围。

在本实用新型提供了一种太阳能电池片及叠瓦组件,图1-图15b示出了根据本实用新型的一些优选实施方式的部分结构。

首先参考图1-图3,在本实用新型的第一个优选实施方式中,太阳能电池片1包括基体片11,基体片11具有沿横向方向d1延伸的两个横向边缘和沿纵向方向d2延伸的第一纵向边缘15和第二纵向边缘16。基体片11的顶表面设置有多个副栅线13,多个副栅线13沿横向方向d1延伸并沿纵向方向d2排布。基体片11的顶表面还设置有沿着或靠近基体片11的第一纵向边缘15延伸的顶表面主栅线12,顶表面主栅线12和所有顶表面上的副栅线13接触从而起到汇集副栅线13的电流的作用。

图2示出了图1中的a部分的局部放大图,如图2所示,顶表面主栅线12包括顶表面第一主栅线121和顶表面第二主栅线122,顶表面第一主栅线121和顶表面第二主栅线122彼此平行且其二者在横向方向d1上存在间隔,在该间隔内沿纵向方向d2排布有多个连接部123,各个连接部123都能够将顶表面第一主栅线121和顶表面第二主栅线122导电连接起来。各个连接部123优选地等间隔排布,或者如图1所示不等间隔排布。所述连接部123可为点状或者条状等形状的连接部。

基体片11的底表面上设置有整体沿着或靠近基体片11的第二纵向边缘16延伸的底表面主栅线。当两个太阳能电池片1以叠瓦方式相邻排列之后其中一个太阳能电池片1的底表面主栅线能够同时接触另一个太阳能电池片的顶表面第一主栅线121和顶表面第二主栅线122,以实现这两个太阳能电池片1之间的导电连接。

优选地,参考图3和图4,本实施方式中的底表面主栅线14包括底表面第一主栅线141和底表面第二主栅线142,底表面第一主栅线141沿纵向方向d2延伸,底表面第二主栅线142为多个并沿纵向方向d2排布,每一个底表面第二主栅线142均为沿横向方向d1延伸的短条结构,每一个底表面第二主栅线142均与底表面第一主栅线141相交。

进一步地,继续参考图3和图4,底表面第一主栅线141和基体片11的第二纵向边缘16之间存在间隔,每一个底表面第二主栅线142的一端延伸至基体片11的第二纵向边缘16而另一端延伸至突出于底表面第一主栅线141的位置处。

两个如图1-4中所示的太阳能电池片1以叠瓦方式连接之后的截面图在图5和图6中示出。图5为沿图2中的b-b线的截面图,图6为沿图2中的c-c线的截面图,并且这两个截面图中均示出了和图2中的太阳能电池片1以叠瓦方式相连的另一个太阳能电池片1a。该另一个太阳能电池片1a的底表面主栅线14和图2中的太阳能电池片1的顶表面主栅线12接触。需要说明的是,图5和图6中的太阳能电池片1和另一个太阳能电池片1a结构完全相同,仅为了方便区分而将其分别设定了不同的编号。

参考图5,该另一个太阳能电池片1a的底表面第一主栅线141和图2中所示的太阳能电池片1的每一个连接部123均接触。并且,参考图6,该另一个太阳能电池片1a的每一个底表面第二主栅线142均与图2中所示的太阳能电池片1的顶表面第一主栅线121、顶表面第二主栅线122均接触。但是在其他未示出的实施方式中,该另一个太阳能电池片1a的每一个底表面第二主栅线142可以仅接触太阳能电池片1的顶表面第二主栅线122,而与太阳能电池片1的顶表面第一主栅线121不接触。

可以看到,本实施方式所提供的太阳能电池片1的顶表面主栅线12和底表面主栅线14的结构不同于传统的主栅线结构,本实施方式所提供的主栅线结构在能够实现相邻的太阳能电池片1的基础上减少银浆用量,以降低顶表面主栅线12和底表面主栅线14的单耗。

当相邻的太阳能电池片1以叠瓦方式互连时,彼此间可通过粘结剂固定,粘结剂可以施加在如图2所示的顶表面间隙位置124和如图4所示的底表面间隙位置143处。换句话说,粘结剂被定位在第一太阳能电池片1的顶表面第一主栅线121和底表面第二主栅线142之间,并且粘结剂绕过连接部123和第二太阳能电池片1的底表面主栅线14。

在本实施方式中,基体片11的底表面不设置副栅线而是设置背电场。在其他未示出的实施方式中,基体片11的底表面也可以设置副栅线,以使得太阳能电池片1可以用作双面太阳能电池片1。当基体片11的底表面也设置副栅线时,底表面副栅线可以与底表面第二主栅线142的延伸方向一致。进一步地,底表面第二主栅线142可以和底表面副栅线重合并形成为底表面副栅线的一部分。

本实施方式还提供了一种叠瓦组件,叠瓦组件可以由多个如图1-图4中所示的太阳能电池片1以叠瓦方式互连而成,叠瓦组件中的任意相邻的两个太阳能电池片1的重叠位置的截面图可以例如为图5和图6所示。

图7示出了根据本实用新型的第二实施方式的太阳能电池片2的底表面示意图。太阳能电池片2的基体片21的底表面设置有底表面主栅线24,底表面主栅线24包括底表面第一主栅线241和多个底表面第二主栅线242。在本实施方式中,底表面第二主栅线242的一端延伸至太阳能电池片的第二纵向边缘26,另一端延伸至底表面第一主栅线241即止,而并不突出于底表面第一主栅线241。

本实施方式还提供一种多个由图7中所示的太阳能电池片2以叠瓦方式互连而构成的太阳能电池片,当两个图7中所示的太阳能电池片2以叠瓦方式互连时,其中一个太阳能电池片2的底表面第二主栅线242可以仅接触另一个太阳能电池片2的顶表面第一主栅线,或者仅接触另一个太阳能电池片2的顶表面第二主栅线。

可以看到,在上述的实施方式中,相邻的太阳能电池片以叠瓦方式相连时,对应接触的主栅线彼此间夹角都为90°。例如,第一太阳能电池片1顶表面第一主栅线121和第二太阳能电池片1a的底表面第二主栅线142之间交叉接触,其二者之间的夹角为90°;第一太阳能电池片1顶表面第二主栅线122和第二太阳能电池片1a的底表面第二主栅线142之间交叉接触,其二者之间的夹角为90°。

本实用新型的其他优选实施方式中,可以设置有不同于上述实施方式的结构。例如,在一种实施方式中,太阳能电池片包括基体片、设置在基体片的顶表面上的顶表面栅线(包含顶表面主栅线、顶表面副栅线中的至少一者)、设置在基体片的底表面上的底表面栅线(包含了底表面主栅线、底表面副栅线中的至少一者)。其中,顶表面栅线和底表面栅线在基体片上的延伸方向被设定为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,这两个太阳能电池片中的第一太阳能电池片的底表面栅线和这两个太阳能电池片中的第二太阳能电池片的顶表面栅线交叉接触以实现电连接。优选地,相互接触的第一太阳能电池片的底表面栅线和第二太阳能电池片的顶表面栅线之间具有5°-175°的夹角,该夹角最优为90°。

图8a-图15b示出了其他一些使得相邻的太阳能电池片的彼此面对的顶表面栅线和底表面栅线能够以5°-175°的角度(优选90°)交叉接触的太阳能电池片的一些实施方式。

参考图8a和图8b,其中图8a为一种实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图,图8b为该太阳能电池片绕其纵向中心位置处的横轴旋转180°后的底表面示意图。参考图8a,太阳能电池片3的顶表面上设置有沿横向方向d1延伸的顶表面副栅线33以及沿纵向方向d2延伸、并和每一条顶表面副栅线33相交的顶表面主栅线32;参考图8b,太阳能电池片3的底表面仅设置沿横向方向d1延伸的底表面副栅线37而不设置底表面主栅线。当两个如图8a-8b所示的太阳能电池片3以叠瓦方式互连时,第一太阳能电池片的底表面副栅线37能够和第二太阳能电池片的顶表面主栅线32交叉接触(具体地为垂直交叉接触)以实现电连接。

参考图9a和图9b,其中图9a为一种实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图,图9b为该太阳能电池片绕其纵向中心位置处的横轴旋转180°后的底表面示意图。参考图9a,太阳能电池片4的顶表面上仅设置有沿横向方向d1延伸的顶表面副栅线43而不设置顶表面主栅线;参考图9b,太阳能电池片4的底表面设置沿横向方向d1延伸的底表面副栅线47以及沿纵向方向d2延伸并和每一个底表面副栅线47接触的底表面主栅线44。当两个如图9a-9b所示的太阳能电池片以叠瓦方式互连时,第一太阳能电池片的底表面主栅线44能够和第二太阳能电池片的顶表面副栅线43交叉接触(具体地为垂直交叉接触)以实现电连接。

参考图10a和图10b,其中图10a为一种实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图,图10b为该太阳能电池片绕其纵向中心位置处的横轴旋转180°后的底表面示意图。参考图10a,太阳能电池片5的顶表面上设置有沿横向方向d1延伸的顶表面副栅线53以及沿纵向方向d2延伸、并和每一条顶表面副栅线53相交的顶表面主栅线52;参考图10b,太阳能电池片5的底表面设置沿横向方向d1延伸的底表面副栅线57以及沿纵向方向d2延伸并和每一个底表面副栅线57接触的底表面主栅线54。当两个如图10a-10b所示的太阳能电池片5以叠瓦方式互连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线54和第二太阳能电池片的顶表面副栅线53交叉接触以实现电连接,或者第一太阳能电池片的底表面副栅线57和第二太阳能电池片的顶表面主栅线52交叉接触以实现电连接。

参考图11a和图11b,其中图11a为一种实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图,图11b为该太阳能电池片绕其纵向中心位置处的横轴旋转180°后的底表面示意图。参考图11a,太阳能电池片6的顶表面上设置有沿横向方向d1延伸的顶表面副栅线63以及沿纵向方向d2延伸、并和每一条顶表面副栅线63相交的顶表面主栅线62,顶表面主栅线62形成为平行的两条栅线结构;参考图11b,太阳能电池片6的底表面仅设置沿横向方向d1延伸的底表面副栅线67而不设置底表面主栅线。当两个如图11a-8b所示的太阳能电池片3以叠瓦方式互连时,第一太阳能电池片的底表面副栅线67能够和第二太阳能电池片的顶表面主栅线62的两条栅线结构(或两条栅线结构中的仅一条栅线结构)交叉接触(具体地为垂直交叉接触)以实现电连接。

参考图12a和图12b,其中图12a为一种实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图,图12b为该太阳能电池片绕其纵向中心位置处的横轴旋转180°后的底表面示意图。参考图12a,太阳能电池片7的顶表面上仅设置有沿横向方向d1延伸的顶表面副栅线73而不设置顶表面主栅线;参考图12b,太阳能电池片7的底表面设置沿横向方向d1延伸的底表面副栅线77以及沿纵向方向d2延伸并和每一个底表面副栅线77接触的底表面主栅线74,底表面主栅线74为彼此平行的两条栅线结构。当两个如图12a-12b所示的太阳能电池片以叠瓦方式互连时,第一太阳能电池片的底表面主栅线74的两条栅线结构(或两条栅线结构中的仅一条栅线结构)能够和第二太阳能电池片的顶表面副栅线73交叉接触(具体地为垂直交叉接触)以实现电连接。

参考图13a和图13b,其中图13a为一种实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图,图13b为该太阳能电池片绕其纵向中心位置处的横轴旋转180°后的底表面示意图。参考图13a,太阳能电池片8的顶表面上设置有沿横向方向d1延伸的顶表面副栅线83以及沿纵向方向d2延伸、并和每一条顶表面副栅线83相交的顶表面主栅线82,顶表面主栅线82为彼此平行的两条栅线结构;参考图9b,太阳能电池片8的底表面设置沿横向方向d1延伸的底表面副栅线87以及沿纵向方向d2延伸并和每一个底表面副栅线87接触的底表面主栅线84。当两个如图13a-13b所示的太阳能电池片8以叠瓦方式互连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线84和第二太阳能电池片的顶表面副栅线83交叉接触以实现电连接,或者第一太阳能电池片的底表面副栅线87和第二太阳能电池片的顶表面主栅线82的两条栅线结构(或两条栅线结构中的仅一条栅线结构)交叉接触以实现电连接。

参考图14a和图14b,其中图14a为一种实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图,图14b为该太阳能电池片绕其纵向中心位置处的横轴旋转180°后的底表面示意图。参考图14a,太阳能电池片9的顶表面上设置有沿横向方向d1延伸的顶表面副栅线93以及沿纵向方向d2延伸、并和每一条顶表面副栅线93相交的顶表面主栅线92;参考图9b,太阳能电池片9的底表面设置沿横向方向d1延伸的底表面副栅线97以及沿纵向方向d2延伸并和每一个底表面副栅线97接触的底表面主栅线94,底表面主栅线94为彼此平行的两条栅线结构。当两个如图14a-14b所示的太阳能电池片9以叠瓦方式互连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线94和第二太阳能电池片的顶表面副栅线93交叉接触以实现电连接,或者第一太阳能电池片的底表面副栅线97和第二太阳能电池片的顶表面主栅线92的两条栅线结构(或两条栅线结构中的仅一条栅线结构)交叉接触以实现电连接。

参考图15a和图15b,其中图15a为一种实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图,图15b为该太阳能电池片绕其纵向中心位置处的横轴旋转180°后的底表面示意图。参考图15a,太阳能电池片10的顶表面上设置有沿横向方向d1延伸的顶表面副栅线103以及沿纵向方向d2延伸、并和每一条顶表面副栅线103相交的顶表面主栅线102,顶表面主栅线102为彼此平行的两条栅线结构;参考图9b,太阳能电池片10的底表面设置沿横向方向d1延伸的底表面副栅线107以及沿纵向方向d2延伸并和每一个底表面副栅线107接触的底表面主栅线104,底表面主栅线104为彼此平行的两条栅线结构。当两个如图15a-15b所示的太阳能电池片10以叠瓦方式互连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线104的两条栅线结构(或两条栅线结构中的仅一条栅线结构)和第二太阳能电池片的顶表面副栅线103交叉接触以实现电连接,或者第一太阳能电池片的底表面副栅线107和第二太阳能电池片的顶表面主栅线102的两条栅线结构(或两条栅线结构中的仅一条栅线结构)交叉接触以实现电连接。

本实用新型所提供的实施方式还包括一种制造例如图1-图15b中的太阳能电池片的方法以及制造叠瓦组件的方法,制造叠瓦组件的方法可以包括制造太阳能电池片的方法。

其中,制造叠瓦组件的方法主要包括如下步骤:设置基体片大片;在基体片大片上印刷栅线;中间处理步骤;将电池片大片裂片形成多个太阳能电池片;后续处理步骤。

其中各项步骤可以具有多种优选设置。例如,设置基体片大片的步骤可以包括:设置基体片大片,使得基体片大片包括连接在一起的多个基体片单元,在电池片大片裂片之后各个基体片单元形成太阳能电池片的基体片,每个基体片单元具有两个纵向边缘和两个横向边缘。设置基体片大片的步骤可以进一步包括如下步骤:设置单晶硅片;制绒、清洗制绒时残留的液体;通入三氯氧磷,在单晶硅片的表面形成pn结;刻蚀、去磷硅玻璃;高温氧化从而在单晶硅片的顶表面和底表面形成二氧化硅层;在二氧化硅层的表面形成氧化铝膜;在氧化铝膜的表面形成氮化硅膜,从而生成基体片大片;在基体片大片的底表面激光开槽。

优选地,设置pn结时使pn结的位置绕开基体片单元之间的交界线。制造电池片大片的步骤还包括在印刷栅线之后的烧结步骤。方法还包括在裂片前的如下步骤:确认电池片大片的正反面是否为预设的面,若结果为否则控制机构控制机械手将电池片大片翻面。

其中,印刷栅线的步骤包括:在基体片大片的顶表面上印刷顶表面栅线、在基体片大片的底表面上印刷底表面栅线,顶表面栅线和底表面栅线的印刷方向使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式设置时,这两个太阳能电池片中的第一太阳能电池片的底表面栅线和这两个太阳能电池片中的第二太阳能电池片的顶表面栅线交叉接触以实现电连接。

中间处理步骤例如可以包括烧结、通过光衰炉或者电注入炉,减少电池光致衰减、测试分档等步骤。

将太阳能电池片裂片之后的后续处理步骤可以包括:将各个太阳能电池片以叠瓦方式排列成电池串、组串后并经过串自动排版汇流、胶膜和背板敷设、中检、层压、修边、装框、中间位接线盒、固化、清洗、测试等环节完成叠瓦组件封装。

上述的各个步骤还可以被进一步扩展。例如,在一个完整的制造过程中,可以包括如下步骤:

采用单晶硅片经过表面制绒获得良好的绒面结构,从而实现增大比表面积可以接受更多光子(能量),同时减少入射光的反射;

清洗制绒时残留的液体,减少酸性和碱性物质对电池制结的影响;

通过三氯氧磷和硅片进行反应,得到磷原子。经过一定时间,磷原子进入硅片的表面层,并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散,形成了n型半导体和p型半导体的交界面;

由于扩散制结在硅片边缘形成了短路通道,pn结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷原子的区域流到pn结的背面,而造成短路。经过等离子刻蚀将边缘pn结刻蚀去除,避免边缘造成短路;

由于扩散制结工序会使硅片表面形成一层磷硅玻璃,通过去磷硅玻璃工序减少对叠瓦电池效率的影响;

刻蚀去磷硅玻璃后的硅片,然后通过一定温度下,通过氧气高温炉对电池片前后表面生产一层二氧化硅层;

然后通过ald或者pecvd方式层积一层三氧化二铝钝化膜层;

在三氧化二铝薄膜层膜层层积一层氮化硅薄膜,前表面氮化硅是起到减少反射及钝化作用,后氮化硅薄膜起保护三氧化二铝;

镀膜后的硅片背面激光开槽;

经过丝网印刷完成背面和正面印刷,要求印刷图形切割后小片正背面电极在正背面交错位置,然后进行烧结工艺

通过光衰炉或者电注入炉,减少电池池光致衰减

最后电池测试分档。

对于烧结好的整片叠瓦电池片增加在线激光切割划片工序,烧结好的叠瓦电池片进入划片检测位进行外观检查并对ok片进行视觉定位(外观检测不良会自动分流至ng位),根据在线生产节拍可以自由设置多轨划片机或预设缓存堆栈区,以实现在线连续进料作业。按照切割划片最优效果设定激光器相关参数,以实现较快的切割速度、较窄的切割热影响区和切割线宽、更优的均匀性以及预定的切割深度等。完成自动切割后通过在线激光划片机自动掰片机构完成切割位置处裂片实现叠瓦小电池片自然分离(激光切割面为远离pn结侧,避免pn结受损出现漏电流。需要划片上料前确认电池片正反面方向,若方向相反需增加单独的180°换向装置);

然后对小片进行互联组串;

组串后并经过串自动排版汇流、胶膜和背板敷设、中检、层压、修边、装框、中间位接线盒、固化、清洗、测试等环节完成叠瓦光伏组件封装。

由于制造基体片大片的步骤可以具有设置pn结、隧穿结或异质结的步骤,那么印刷栅线也可以具有和pn结、隧穿结或异质结相关的优选设置。例如,第一副栅线烧穿基体片的pn结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与pn结、隧穿结或异质结形成导电接触;并且/或者,第二副栅线烧穿基体片的pn结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与pn结、隧穿结或异质结形成导电接触;并且/或者,设置在基体片的顶表面的主栅线烧穿pn结、隧穿结或异质结基体片的pn结。再例如,第一副栅线不烧穿基体片的pn结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层;并且/或者,第二副栅线不烧穿基体片的pn结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层;并且/或者,设置在基体片的顶表面的主栅线不烧穿pn结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层。

根据本实用新型所提供的方案,栅线的整体银浆用量可以小于普通太阳能电池片的栅线的银浆用量,但依然能够满足正背电极互联可靠性的需求。所以本实用新型所提供的太阳能电池片能够降低栅线的损耗,降低生产成本,提升技术竞争力。

并且,本实用新型所提供的太阳能电池片的顶表面栅线和底表面栅线可以具有多种结构组合,使得本实用新型所提供的太阳能电池片能够进一步降低栅线的损耗的前提下满足使用者的多种使用需求。

本实用新型的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本实用新型排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述,以上教导的领域中的普通技术人员将明白本实用新型的多种替代和变型。因此,虽然具体描述了一些替代实施方式,本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本实用新型旨在包括这里描述的本实用新型的所有替代、改型和变型,以及落入以上描述的本实用新型的精神和范围内的其他实施方式。


技术特征:

1.一种太阳能电池片,其特征在于,太阳能电池片包括基体片、设置在基体片的顶表面上的顶表面栅线、设置在基体片的底表面上的底表面栅线,其中,顶表面栅线和底表面栅线在基体片上的延伸方向被设定为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,这两个太阳能电池片中的第一太阳能电池片的底表面栅线和这两个太阳能电池片中的第二太阳能电池片的顶表面栅线交叉接触以实现电连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池片,其特征在于,顶表面栅线和底表面栅线在基体片上的延伸方向被设定为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面栅线和第二太阳能电池片的顶表面栅线之间具有5°-175°的夹角。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池片,其特征在于,

顶表面栅线包括顶表面副栅线和与顶表面副栅线之间交叉设置的顶表面主栅线,底表面栅线仅包括底表面副栅线,太阳能电池片被构造为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面副栅线和第二太阳能电池片的顶表面主栅线交叉接触以实现电连接;或者

顶表面栅线仅包括顶表面副栅线,底表面栅线包括底表面副栅线和与底表面副栅线交叉设置的底表面主栅线,太阳能电池片被构造为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线和第二太阳能电池片的顶表面副栅线交叉接触以实现电连接。

4.根据权利要求2所述的太阳能电池片,其特征在于,顶表面栅线包括顶表面副栅线和与顶表面副栅线交叉设置的顶表面主栅线,底表面栅线包括底表面副栅线和与底表面副栅线交叉设置的底表面主栅线,太阳能电池片被构造为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时:相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线和第二太阳能电池片的顶表面副栅线交叉接触以实现电连接,或者相互接触的第一太阳能电池片的底表面副栅线和第二太阳能电池片的顶表面主栅线交叉接触以实现电连接。

5.根据权利要求2所述的太阳能电池片,其特征在于,顶表面栅线包括顶表面副栅线和与顶表面副栅线交叉设置的顶表面主栅线,底表面栅线包括底表面副栅线和与底表面副栅线交叉设置的底表面主栅线,并且顶表面主栅线和底表面主栅线的延伸方向被设定为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时相互接触的第一太阳能电池片的底表面主栅线和第二太阳能电池片的顶表面主栅线交叉接触以实现电连接。

6.根据权利要求2所述的太阳能电池片,其特征在于,太阳能电池片的顶表面和/或底表面上设置有副栅线和与副栅线交叉设置的主栅线,主栅线包括彼此平行的至少两条栅线结构,太阳能电池片被构造为当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时一个太阳能电池片的主栅线和另一个太阳能电池片的主栅线或副栅线交叉接触。

7.根据权利要求2所述的太阳能电池片,其特征在于,基体片具有第一纵向边缘、第二纵向边缘和两个横向边缘;

顶表面栅线包括顶表面主栅线,顶表面主栅线整体沿着或靠近基体片的第一纵向边缘设置在基体片的顶表面上,顶表面主栅线包括顶表面第一主栅线和顶表面第二主栅线,顶表面第一主栅线和顶表面第二主栅线均沿基体片的纵向方向延伸且其二者在基体片的横向方向上存在间隔;

底表面栅线包括底表面主栅线,底表面主栅线整体沿着或靠近基体片的第二纵向边缘设置在基体片的底表面上,

其中,顶表面主栅线和底表面主栅线被构造为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时第一太阳能电池片的底表面主栅线能够同时接触第二太阳能电池片的顶表面第一主栅线和顶表面第二主栅线。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池片,其特征在于,底表面主栅线包括底表面第一主栅线和多个底表面第二主栅线,底表面第一主栅线沿基体片的纵向方向延伸;底表面第二主栅线为沿基体片的横向方向延伸的短条形结构,每一个底表面第二主栅线均与底表面第一主栅线相交。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池片,其特征在于,底表面第一主栅线和基体片的第二纵向边缘之间存在间隔,每一个底表面第二主栅线的一端延伸至基体片的第二纵向边缘,每一个底表面第二主栅线的另一端延伸至底表面第一主栅线或延伸至突出于底表面第一主栅线。

10.根据权利要求7所述的太阳能电池片,其特征在于,在顶表面第一主栅线和顶表面第二主栅线之间的间隔内排布有多个连接部。

11.根据权利要求10所述的太阳能电池片,其特征在于,顶表面主栅线和底表面主栅线在相应表面上的位置被设定为:使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,第一太阳能电池片的每一个底表面第二主栅线与第二太阳能电池片的顶表面第一主栅线、顶表面第二主栅线均接触。

12.根据权利要求10所述的太阳能电池片,其特征在于,顶表面主栅线和底表面主栅线在相应表面上的位置被设定为:使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,第一太阳能电池片的每一个底表面第二主栅线仅与第二太阳能电池片的顶表面第二主栅线接触。

13.根据权利要求7所述的太阳能电池片,其特征在于,基体片的顶表面上设置有用于集流的顶表面副栅线,顶表面主栅线和顶表面副栅线导电接触。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池片,其特征在于,太阳能电池片为双面太阳能电池片,基体片的底表面设置有用于集流的底表面副栅线,底表面主栅线和底表面副栅线导电接触。

15.一种叠瓦组件,其特征在于,叠瓦组件包括至少一个电池串,每一个电池串由根据权利要求1-14中任意一项所述的太阳能电池片以叠瓦方式排列而成。

16.根据权利要求15所述的叠瓦组件,其特征在于,电池串中的太阳能电池片包括顶表面主栅线和底表面主栅线,并且

每一对相邻的太阳能电池片为第一太阳能电池片和第二太阳能电池片,第一太阳能电池片的顶表面主栅线和第二太阳能电池片的底表面主栅线导电接触,第一太阳能电池片和第二太阳能电池片之间通过粘结剂固定在一起,并且粘结剂被定位在第一太阳能电池片的顶表面第一主栅线和底表面第二主栅线之间,并且粘结剂绕过第二太阳能电池片的底表面主栅线。

技术总结
本实用新型涉及一种太阳能电池片及叠瓦组件。太阳能电池片包括基体片、设置在基体片的顶表面上的顶表面栅线、设置在基体片的底表面上的底表面栅线,其中,顶表面栅线和底表面栅线在基体片上的延伸方向被设定为使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式相连时,这两个太阳能电池片中的第一太阳能电池片的底表面栅线和这两个太阳能电池片中的第二太阳能电池片的顶表面栅线交叉接触以实现电连接。本实用新型的太阳能电池片的栅线的整体银浆用量可以小于普通太阳能电池片的栅线的银浆用量,但依然能够满足正背电极互联可靠性的需求。

技术研发人员:尹丙伟;孙俊;倪孙洋;陈登运;李岩;石刚
受保护的技术使用者:成都晔凡科技有限公司
技术研发日:2020.10.19
技术公布日:2021.04.06

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