一種太陽能電池、組件及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能電池、組件及其制作方法，涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】。所述太陽能電池包括電池本體，所述電池本體包括電池PN結(jié)部分和背面電場部分，其特征在于：所述電池本體的正面上設(shè)有正面電極和柵線，所述電池本體的背面設(shè)有背面電極，所述正面電極設(shè)有四個(gè)，分別位于所述電池本體上表面的四個(gè)角或四條邊上，所述柵線設(shè)有若干條且互相交叉連接，所述正面電極與柵線電連接，所述背面電極設(shè)有四個(gè)，分別設(shè)置于電池本體下表面的四個(gè)角或四條邊上。使用所述太陽能電池制作的組件可任意方向焊接使用，避免了斷柵引起的熱斑現(xiàn)象，抗氧化性能好，提高了抗PID能力，減小了漏電流，利用率增高，使用方便，成本較低。
【專利說明】—種太陽能電池、組件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種太陽能電池及其制作方法以及一種由該太陽能電池構(gòu)成的太陽能電池組件。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的產(chǎn)品，是構(gòu)成光伏組件的主要部件。為保證吸收陽光，又能較大效率地引出電流，在太陽能電池正面(面向陽光面)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬線，叫做柵線，目前一般分為主柵線和細(xì)柵線。太陽能電池背面(背向陽光面)為充分引出電流而形成背電場，同時(shí)為方便焊接又在背電場上面印有金屬背電極，一般對應(yīng)主柵線
同等數(shù)量。
[0003]電池制作過程中應(yīng)用了等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)，是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子體化學(xué)活性很強(qiáng)，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄膜。
[0004]太陽能電池串是通過焊帶以及匯流帶將太陽能電池串聯(lián)連接起來的一串電池。接線盒是光伏組件電能輸出的連接部件，內(nèi)部由幾個(gè)二極管、接線端子、盒體、盒蓋、連接線等部件組成。光伏組件也叫太陽能電池組件、太陽能電池板等，目前光伏組件結(jié)構(gòu)是用相互平行的幾條焊帶將電池片串聯(lián)成電池串，再用匯流帶將電池串連接起來，之后用封裝材料進(jìn)行封裝。
[0005]太陽能電池及光伏組件的電致發(fā)光測試(EL測試)，是外加正向偏置電壓，電源向太陽能電池注入大量非平衡載流子，電致發(fā)光依靠從擴(kuò)散區(qū)注入的大量非平衡載流子不斷地復(fù)合發(fā)光，放出光子；再利用CCD相機(jī)捕捉到這些光子，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理后顯示出來，整個(gè)的測試過程是在暗室中進(jìn)行，通過分析采集的圖像特性就能分辨出電池片和組件的潛在缺陷。印刷不良導(dǎo)致的太陽能電池正面柵線斷開，EL圖中顯示為黑線狀，這是因?yàn)闁啪€斷掉后，注入的電流在斷柵附近的電流密度較小，致EL發(fā)光強(qiáng)度下降。
[0006]電勢誘導(dǎo)衰減(PID)是一種在組件上面加上高電壓而使組件性能降低的現(xiàn)象。在過去的幾十年里，由于系統(tǒng)偏壓而引起組件功率大幅衰減，有的衰減甚至超過50%，而從組件外觀上卻看不到任何缺陷?；诮z網(wǎng)印刷的太陽能電池通過封裝材料(通常是EVA和玻璃的上表面)對組件邊框形成的回路所導(dǎo)致的漏電流，被確認(rèn)為是引起上述效應(yīng)的主要原因之一。
[0007]如圖6-7所示為現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池正面和背面的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8-9所示為現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池組件正面和背面的結(jié)構(gòu)示意圖。通常的太陽能電池工作電流較大，以156mmX 156mm電池為例，電流在7A左右，電池正面和背面均設(shè)計(jì)了兩條以上正負(fù)電極，同時(shí)正面有細(xì)柵線。用該電池生產(chǎn)的光伏組件需要一定截面積的焊帶、匯流帶和大電流接線盒。從圖中可以看出正面和背面的正負(fù)電極相互平行，只能一個(gè)方向焊接使用，不能改變方向，使用時(shí)若改變方向，需要使用匯流帶。目前太陽能電池正面細(xì)柵線外面沒有防護(hù)層，易氧化，易吸收表面電荷，是組件產(chǎn)生PID現(xiàn)象的主要原因之一。太陽能電池正面有細(xì)柵線露出，在生產(chǎn)印刷過程中，也經(jīng)常出現(xiàn)斷柵現(xiàn)象，造成電池電流出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象(EL測試出現(xiàn)黑斑)，同時(shí)不夠美觀。目前光伏組件是用相互平行的幾條焊帶將電池片串聯(lián)成電池串，再用匯流帶將電池串連接起來，之后用封裝材料進(jìn)行封裝，其中匯流帶增大了組件無效面積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能電池、組件及其制作方法，所述太陽能電池可任意方向焊接，使用方便，在焊接成組件的過程中避免了匯流帶的使用，降低了生產(chǎn)成本。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種太陽能電池，包括電池本體，所述電池本體包括電池PN結(jié)部分和背面電場部分，其特征在于:所述電池本體的正面上設(shè)有正面電極和柵線，所述電池本體的背面設(shè)有背面電極，所述正面電極設(shè)有四個(gè)，分別位于所述電池本體上表面的四個(gè)角或四條邊上，所述柵線設(shè)有若干條且互相交叉連接，所述正面電極與柵線電連接，所述背面電極設(shè)有四個(gè)，分別設(shè)置于電池本體下表面的四個(gè)角或四條邊上。
[0010]優(yōu)選的，所述柵線互相呈十字交叉的連接在一起。
[0011]優(yōu)選的，所述正面電極為長條狀，設(shè)有四條，正面電極依次首尾連接形成框狀，所述柵線位于所述正面電極圍成的框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
[0012]優(yōu)選的，所述正面電極為方塊狀，設(shè)有四塊，分別位于電池本體上表面的四個(gè)角處，柵線包括粗柵線和細(xì)柵線，粗柵線的寬度為正面電極寬度的一半，正面電極通過粗柵線連接，細(xì)柵線位于正面電極和粗柵線形成的框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
[0013]優(yōu)選的，所述柵線及電池本體的上表面設(shè)有抗氧化層。
[0014]一種太陽能電池組件，其特征在于:包括若干個(gè)如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的太陽能電池，所述太陽能電池依次串聯(lián)連接，串聯(lián)后的太陽能電池通過電池引出線與接線盒內(nèi)的接線端子電連接。
[0015]優(yōu)選的，所述電池組件還包括框體，若干個(gè)所述太陽能電池在所述框體內(nèi)呈矩陣排列。
[0016]優(yōu)選的，所述太陽能電池設(shè)有48塊、60塊或72塊。
[0017]優(yōu)選的，所述太陽能電池之間通過焊帶直接連接，組件四角處及與接線盒連接的內(nèi)側(cè)部分的太陽能電池與相鄰的太陽能電池之間通過相互垂直的焊帶進(jìn)行連接。
[0018]一種太陽能電池的制作方法，其特征在于包括以下步驟:首先對電池基底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、刻蝕處理，然后在電池基底的上表面進(jìn)行印刷正面柵線、烘干、PECVD鍍抗氧化層、印刷正面電極處理，在電池基底的下表面進(jìn)行印刷背電場、印刷背電極處理，最后進(jìn)行燒結(jié)、測試、分選處理。
[0019]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:太陽能電池背面電極呈正方形結(jié)構(gòu)，分布于電池本體四個(gè)角部，正面電極與背面電極在電池本體的四個(gè)角部相對應(yīng)，并且通過隱藏的柵線或暴露的較細(xì)電極緊密相連，可以任意方向焊接使用，不需要外接匯流帶相連，無匯流帶的太陽能電池及其組件減小了組件的無效面積，提高了組件單位面積的發(fā)電效率，同時(shí)減少了材料的使用，降低了生產(chǎn)成本。[0020]太陽能電池的正面柵線呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在電池本體正面分布均勻，不存在過長細(xì)柵線，網(wǎng)狀交叉點(diǎn)有四個(gè)方向相互連接，即便局部出現(xiàn)斷柵時(shí)，電池也不會出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象(EL測試不會有黑斑)。正面細(xì)柵線外面有抗氧化層，可防止氧化，防止吸收表面電荷，大大降低了 PID現(xiàn)象，提高了電池和組件的使用壽命。電極或粗柵線分布在電池片四周，有利于電池本體邊沿(pn結(jié)的截面)周圍電荷的收集，可大大減少漏電流，提高電池壽命。因太陽能電池可以任意方向焊接，光伏組件使用的焊帶大大減少，約為原來的二十分之一，降低了成本，由于使用少量的焊帶，同時(shí)避免使用匯流帶，不但成本降低，同時(shí)焊接過程大大減少了環(huán)境污染，避免對人體造成傷害，提高了工人操作的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022]圖1是本發(fā)明第一種太陽能電池的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明第一種太陽能電池的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明第一種太陽能電池的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明第二種太陽能電池的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明的太陽能電池組件的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池組件的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池組件的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1:1'、電池本體2、電池PN結(jié)部分3 ;3 '、背面電場部分4 ;4 '、正面電極5;5'、背面電極6;6'、柵線61、粗柵線62、細(xì)柵線7、抗氧化層8、太陽能電池9、框體10、匯流帶11、接線盒安裝位置12、接線盒內(nèi)接線端子與電池引出線相連位置13、焊帶14、接線盒。
【具體實(shí)施方式】
[0023]基于【背景技術(shù)】所述，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題:
一種太陽能電池，包括電池本體I，所述電池本體I包括電池PN結(jié)部分2和背面電場部分3，電池本體I部分與現(xiàn)有技術(shù)相同，本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)不在于電池本體部分，本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于電池本體表面的電極以及柵線的結(jié)構(gòu)和布局。
[0024]所述電池本體I的正面上設(shè)有正面電極4和柵線6，所述電池本體I的背面設(shè)有背面電極5，所述正面電極4設(shè)有四個(gè)，分別位于所述電池本體I上表面的四個(gè)角或四條邊上，所述柵線6設(shè)有若干條且互相交叉連接。所述正面電極4與柵線6電連接，所述背面電極5設(shè)有四個(gè)，分別設(shè)置于電池本體I下表面的四個(gè)角或四條邊上，背面電極與正面電極相對設(shè)置。正面電極與背面電極在電池本體的四個(gè)角部相對應(yīng)，并且通過隱藏的柵線或暴露的較細(xì)電極緊密相連，可以任意方向焊接使用，不需要外接匯流帶相連。柵線呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在電池本體正面分布均勻，不存在過長柵線，網(wǎng)狀交叉點(diǎn)有四個(gè)方向相互連接，即便局部出現(xiàn)斷柵時(shí)，電池也不會出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象(EL測試不會有黑斑)，提高了組件性能。
[0025]以上是本申請的核心思想，下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0027]下面通過具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0028]實(shí)施例一:
如圖1-3所示，一種太陽能電池，包括電池本體1，所述電池本體I包括電池PN結(jié)部分2和背面電場部分3，所述電池本體I的正面上設(shè)有正面電極4和柵線6，所述電池本體I的背面設(shè)有背面電極5，所述正面電極4位于所述電池本體I上表面的邊緣，所述正面電極4為長條狀，設(shè)有四條，正面電極4依次首尾連接形成框狀，所述柵線6設(shè)有若干條且互相交叉連接，所述柵線6位于所述正面電極4圍成的框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，柵線的兩端分別與正面電極連接。優(yōu)選的所述柵線6互相呈十字交叉的連接在一起，所述正面電極4與柵線6電連接，所述背面電極5設(shè)有四個(gè)，分別設(shè)置于電池本體I下表面的四個(gè)角上，背面電極5與正面電極4相對設(shè)置。
[0029]優(yōu)選的，所述柵線及電池本體I的上表面設(shè)有抗氧化層7，用以增加?xùn)啪€的抗氧化能力，防止吸收表面電荷，大大降低了 PID現(xiàn)象。
[0030]上述太陽能電池的制作方法，包括以下步驟:首先對電池基底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、刻蝕處理，然后在電池基底的上表面進(jìn)行印刷正面柵線、烘干、PECVD鍍抗氧化層、印刷正面電極處理，在電池基底的下表面進(jìn)行印刷背電場、印刷背電極處理，最后進(jìn)行燒結(jié)、測試、分選處理，以上工藝參數(shù)可以與現(xiàn)有技術(shù)相同，發(fā)明點(diǎn)在于工藝步驟的調(diào)整。
[0031]現(xiàn)有技術(shù)的基本生廣工藝是:清洗一制絨一擴(kuò)散一刻蝕一PECVD —印刷背電極一印刷背電場一印刷正面柵線一燒結(jié)一測試一分選。本申請與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于改變印刷方式，在PECVD工藝環(huán)節(jié)前后分別印刷正面柵線、正面電極。目的讓PECVD鍍膜覆蓋正面柵線、露出正面電極，以前三次印刷，現(xiàn)在四次印刷。
[0032]實(shí)施例二
如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于正面電極的結(jié)構(gòu)，其余特征相同。在本實(shí)施例中所述正面電極4為方塊狀，設(shè)有四塊，分別位于電池本體I上表面的四個(gè)角處，柵線6包括粗柵線61和細(xì)柵線62，粗柵線61的寬度為正面電極4寬度的一半，正面電極4通過粗柵線61連接，細(xì)柵線62位于正面電極4和粗柵線61形成的框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部。電極或粗柵線分布在電池片四周，有利于電池片邊沿(pn結(jié)的截面)周圍電荷的收集，可大大減少漏電流，提聞電池壽命。
[0033]本實(shí)施例的制作方法與實(shí)施例一的方法相同。
[0034]如圖5所示，本發(fā)明還提供了一種太陽能電池組件，所述組件包括若干個(gè)上述實(shí)施例所述的太陽能電池8，一般情況下所述太陽能電池8設(shè)有48塊、60塊或72塊，所述太陽能電池8依次串聯(lián)連接，串聯(lián)后的太陽能電池8通過電池引出線與接線盒內(nèi)的接線端子電連接。優(yōu)選的為了承載所述太陽能電池，所述電池組件還包括框體9，若干個(gè)所述太陽能電池8在所述框體9內(nèi)呈矩陣排列。本發(fā)明還對電池與電池之間的連接方式進(jìn)行了調(diào)整:所述太陽能電池8之間通過焊帶13直接連接，組件四角處及與接線盒連接的內(nèi)側(cè)部分的太陽能電池8與相鄰的太陽能電池之間通過相互垂直的焊帶進(jìn)行連接。
[0035]使用上述太陽能電池制作的組件有以下優(yōu)點(diǎn):太陽電池背面電極呈正方形結(jié)構(gòu)，分布于電池本體的四個(gè)角部；正面電極與背面電極在電池片四個(gè)角部相對應(yīng)，并且通過隱藏的柵線或暴露的較細(xì)電極緊密相連；組件生產(chǎn)中，可以任意方向焊接使用，不需要外接匯流帶相連，減小了組件的無效面積，提高了提高組件單位面積的發(fā)電效率，同時(shí)減少了材料使用，降低了生產(chǎn)成本。組件使用的焊帶，比改進(jìn)前大大減少，約為原來的二十分之一，也節(jié)省了材料，降低了成本。由于使用少量的焊帶，同時(shí)避免匯流帶，不但成本降低，同時(shí)焊接過程大大減少環(huán)境污染，避免對人體健康的不利。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池，包括電池本體(1)，所述電池本體(I)包括電池PN結(jié)部分(2)和背面電場部分(3)，其特征在于:所述電池本體(I)的正面上設(shè)有正面電極(4)和柵線(6)，所述電池本體(I)的背面設(shè)有背面電極(5)，所述正面電極(4)設(shè)有四個(gè)，分別位于所述電池本體(I)上表面的四個(gè)角或四條邊上，所述柵線(6)設(shè)有若干條且互相交叉連接，所述正面電極(4)與柵線(6)電連接，所述背面電極(5)設(shè)有四個(gè)，分別設(shè)置于電池本體(I)下表面的四個(gè)角或四條邊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:所述柵線(6)互相呈十字交叉的連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:所述正面電極(4)為長條狀，設(shè)有四條，正面電極(4)依次首尾連接形成框狀，所述柵線(6)位于所述正面電極(4)圍成的框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:所述正面電極(4)為方塊狀，設(shè)有四塊，分別位于電池本體(I)上表面的四個(gè)角處，柵線(6)包括粗柵線(61)和細(xì)柵線(62)，粗柵線(61)的寬度為正面電極(4)寬度的一半，正面電極(4)通過粗柵線(61)連接，細(xì)柵線(62)位于正面電極(4)和粗柵線(61)形成的框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:所述柵線(6)及電池本體(I)的上表面設(shè)有抗氧化層(7)。
6.一種太陽能電池組件，其特征在于:包括若干個(gè)如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的太陽能電池(8)，所述太陽能電池(8)依次串聯(lián)連接，串聯(lián)后的太陽能電池(8)通過電池引出線與接線盒內(nèi)的接線端子電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池組件，其特征在于:所述電池組件還包括框體(9),若干個(gè)所述太陽能電池(8)在所述框體(9)內(nèi)呈矩陣排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池組件，其特征在于:所述太陽能電池(8)設(shè)有48塊、60塊或72塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池組件，其特征在于:所述太陽能電池(8)之間通過焊帶(13)直接連接,組件四角處及與接線盒連接的內(nèi)側(cè)部分的太陽能電池(8)與相鄰的太陽能電池之間通過相互垂直的焊帶進(jìn)行連接。
10.一種太陽能電池的制作方法，其特征在于包括以下步驟:首先對電池基底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、刻蝕處理，然后在電池基底的上表面進(jìn)行印刷正面柵線、烘干、PECVD鍍抗氧化層、印刷正面電極處理，在電池基底的下表面進(jìn)行印刷背電場、印刷背電極處理，最后進(jìn)行燒結(jié)、測試、分選處理。
【文檔編號】H01L31/0224GK103811565SQ201410053646
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】高艷杰 申請人:英利能源（中國）有限公司