由背接觸式太陽能電池加工成電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種背接觸式太陽能電池被二次加工成電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)及方法，屬太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已商業(yè)化的硅太陽能電池發(fā)射區(qū)和發(fā)射區(qū)電極均位于電池正面，柵線電極所占面積已經(jīng)很小(約為8%)，但依然阻擋了部分陽光，影響電池有效受光面，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率降低。組件封裝時，需要用涂錫帶從一塊電池的正面焊接到另一塊電池的背面，這種連接方式使自動化生產(chǎn)的難度加大。為此，研究人員把正面電極轉(zhuǎn)移到電池背面，開發(fā)出許多結(jié)構(gòu)不同的背接觸式太陽能電池(以下簡稱背接觸電池或電池)。背接觸式電池是指電池的發(fā)射區(qū)電極和基區(qū)電極均位于硅太陽能電池電池背面的一種硅太陽電池，背接觸電池的優(yōu)點在于消除了正面柵線電極的遮光損失，有效提高了電池利用率和轉(zhuǎn)化效率;易組裝，正負極均在背面，組件封裝共面連接，電池片間隔減小，使封裝密度提高，難度降低。電池的正面沒有凃錫帶，受光面均一、美觀。美國公司SUNP0WER的專利技術(shù)US7339110B1給出了一種典型的背接觸式電池，電池的正負極均位于電池的背面，正負極柵線呈交錯布置，正負極呈間隔排列。背接觸式電池不僅是用于大型電站的光伏組件，同時背接觸式電池被切割成尺寸較小的背接觸式的電池芯片(以下簡稱芯片)，被廣泛應(yīng)用于消費類電子產(chǎn)品及小型電子產(chǎn)品中。現(xiàn)有技術(shù)，用背接觸式電池制成芯片，是采用高精度PCB板對位的電極引出工藝，如中國專利申請?zhí)枮?01410283104.8和申請?zhí)枮?01380017058.1，用高精度PCB版為基底，完成背接觸式電池切割及電極柵線與PCB板的電路串接引出，此材料成本和機械設(shè)備成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在問題，特別是背接觸式電池被精細加工成各種尺寸芯片，其電極引出的全新結(jié)構(gòu)，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004]鑒于此，本發(fā)明的首要目的是降低芯片加工成本，避免背接觸電池二次加工切割過程中電極引出柵線偏差。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是解決背接觸電池被加工成芯片及電極引出的結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的再一個目的是解決芯片的電極引出方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，包括電池背光面上η+區(qū)的正極柵線和ρ+區(qū)負極柵線間隔排列，其技術(shù)特征是:在電池背光面上的每個芯片的正負電極引出端的相異極性柵線上分別覆蓋絕緣層，其上還分別覆蓋導(dǎo)電層，電極引出端結(jié)構(gòu)由相異極性柵線上的導(dǎo)電層，實現(xiàn)柵線匯流導(dǎo)電層導(dǎo)通。
[0008]優(yōu)選的
優(yōu)選的，每個芯片柵線匯流、導(dǎo)通的電極引出端的導(dǎo)電層是覆蓋在沒有覆蓋絕緣層的相異極性柵線上實現(xiàn)匯集電流和導(dǎo)通。
[0009]優(yōu)選的，所述芯片的正負電極引出端的導(dǎo)電層是覆蓋在相異極性柵線匯流層的絕緣膜上，包括一種可焊電極引出線的導(dǎo)電層，或采用導(dǎo)電型材包括帶導(dǎo)電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶的導(dǎo)電金屬帶材形成導(dǎo)電層。
[0010]優(yōu)選的，所述芯片的可焊電極導(dǎo)電層，包括由銅漿、銀漿、錫膏制備的。
[0011]優(yōu)選的，所述芯片的正負電極引出端的絕緣層，是相異極性柵線電極引出端上的絲印絕緣油墨。
[0012]本發(fā)明由背接觸式太陽能電池加工成電池芯片的電極引出的方法，采用以下方法:
包括制備絕緣層的基片，其特征在于在背接觸電池的背電極面上，采用柵線絕緣涂層網(wǎng)版，掩膜絲網(wǎng)印刷工藝，把絕緣層漿料包括UV紫外光固型或熱固型環(huán)氧樹脂絕緣油墨絲印到基片的相應(yīng)位置，形成擬切割出的每個芯片的正負電極引出端相異極性柵線的絕緣層;UV紫外光固型的光固化溫度設(shè)置為45?80°C，使用熱固型環(huán)氧樹脂絕緣油墨，固化溫度設(shè)置為100?160° C。
[0013]在制備好絕緣層的基片上，采用柵線匯流導(dǎo)電層網(wǎng)版，采用掩膜絲網(wǎng)印刷工藝，把導(dǎo)電層漿料(如銅漿、銀漿、錫膏等)絲印到背電極面絕緣層區(qū)域的相應(yīng)位置，形成擬切割出的每個電池芯片的正負電極匯流導(dǎo)電層;或采用導(dǎo)電型材(如帶導(dǎo)電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶等導(dǎo)電金屬帶材)匯流形成引出電極的導(dǎo)電層，則采用熱壓或靜壓設(shè)備，把導(dǎo)電材料貼合到已制備好絕緣層的基片上擬切割出的每個電池芯片的正負電極引出區(qū)域相應(yīng)位置，以形成每個電池芯片的正負電極匯流及引出電極端。如使用銅漿作為導(dǎo)電層漿料，采用
0.06-0.15mm厚的鋼板網(wǎng)絲印，固化溫度設(shè)置為130?170°C;如使用銀漿作為導(dǎo)電層漿料，采用0.06?0.15mm厚的鋼板網(wǎng)絲印，固化溫度設(shè)置為120?150° C;如使用低溫錫膏作為導(dǎo)電層漿料，采用0.1?0.2mm厚的鋼板網(wǎng)絲印，用回流爐固化，固化溫度設(shè)置為130?170°C，傳送帶速度設(shè)置為0.6?1.2m/min。
[0014]所說電極匯流導(dǎo)電層為不可焊材料，則需在其表面按每個電池芯片的正負引出電極位置和焊盤尺寸需求，再絲印可焊電極層(如可焊銅漿、銀漿、錫膏等)，以作電極引出線的焊接電極。如使用可焊銅漿作為焊盤漿料，采用0.04?0.08_厚的鋼板網(wǎng)絲印，固化溫度設(shè)置為130?170° C;如使用可焊銀漿作為焊盤漿料，采用0.04?0.08mm厚的鋼板網(wǎng)絲印，固化溫度設(shè)置為120?150° C;如使用低溫錫膏作為焊盤漿料，采用0.1?0.2mm厚的鋼板網(wǎng)絲印，采用回流爐固化，中心固化溫度設(shè)置為130?170° C。
[0015]采用高精度激光硅片切割機或砂輪硅片切割機，按背電極硅太陽能電池芯片擬切割出的每個小電池芯片的切割位置設(shè)計圖，把背電極硅太陽能電池芯片切割成帶獨立正負極輸出電極的小電池芯片。
[0016]本發(fā)明產(chǎn)生的積極效果:
可按功率需求將背電極硅太陽能電池裁切成任形狀尺寸的小電池芯片，形成太陽能電池組件的小型化和高電壓輸出的芯片。
[0017]芯片合格率達99%以上，通過芯片掩膜絲印網(wǎng)版圖形和套位標志的特殊設(shè)計，及制作過程的高精度控制，消除了電池芯片的電極柵線匯流時因套位誤差導(dǎo)致的相鄰近正負極柵線之間的短路問題。
[0018]無需預(yù)定位，與現(xiàn)行SMT技術(shù)加工背電極硅太陽能電池芯片工藝相比小電池芯片切割后，用焊接方法串接成組件，無需對每一個小電池做精確的預(yù)定位來實現(xiàn)組件的串接，極大的提高了生產(chǎn)效率。
[0019]節(jié)省了加工成本，采用本芯片串接技術(shù)，材料只需普通導(dǎo)線或通用涂錫帶，用普通烙鐵便可完成組件串接，節(jié)省了太陽能電池組件的加工成本。現(xiàn)行SMT加工背電極硅太陽能電池芯片工藝，采用高精度PCB板為基底，用SMT機及回流焊機完成太陽能電池組件串接，材料成本和機械設(shè)備成本非常高昂。
[0020]特別是絕緣層制作的制作，為制作匯流導(dǎo)電層作了很好的鋪墊，有效防止電池背面用于制作匯流導(dǎo)電層時正負柵狀電極短路。絕緣漿料固化后不存在因偏移造成的短路。
【附圖說明】
[0021]圖1.是美國專利US7339110B1的背接觸電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，背接觸電池10的正極柵線50和負極柵線52間隔排列。
[0022]圖2.是美國專利US733911OBI的背接觸電池的背光面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3.是本發(fā)明的背接觸電池10切割后的電池芯片的背光面電極引出結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的絕緣層I在兩端分別覆蓋正極柵線50和負極柵線52，在絕緣層I上覆蓋導(dǎo)電層2，導(dǎo)電層2在兩端分別將未覆蓋絕緣層I的負極柵線52和正極柵線50匯流導(dǎo)通。
[0024]圖4.是圖3中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖，絕緣層I覆蓋負極柵線52，導(dǎo)電層2將正極柵線50匯流導(dǎo)通。
[0025]圖5.是圖3中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖，絕緣層I覆蓋正極柵線50，導(dǎo)電層2將負極柵線52匯流導(dǎo)通。
[0026]圖6.是本發(fā)明實施例1的背接觸電池切割前的背光面電極引出結(jié)構(gòu)示意圖，在背接觸電池10的背光面切割前對應(yīng)電池芯片的位置上絲印絕緣層I和導(dǎo)電層2。
[0027]圖7.是圖6中的背接觸電池10切割后上邊位置的電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)示意圖，正極引出端是背接觸電池10本身的正極端5，負極引出端是將背接觸電池10的正極柵線50先用絕緣層I覆蓋，再用導(dǎo)電層2將負極柵線52匯流導(dǎo)通。
[0028]圖8.是圖6中的背接觸電池10切割后中間位置的電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)示意圖，正極引出端是將背接觸電池10的負極柵線52先用絕緣層I覆蓋，再用導(dǎo)電層2將正極柵線50匯流導(dǎo)通，負極引出端是將背接觸電池10的正極柵線50先用絕緣層I覆蓋，再用導(dǎo)電層2將負極柵線52匯流導(dǎo)通。
[0029]圖9.是圖6中的背接觸電池10切割后下邊位置的電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)示意圖，正極引出端是將背接觸電池10的負極柵線52先用絕緣層I覆蓋，再用導(dǎo)電層2將正極柵線50匯流導(dǎo)通，負極引出端是背接觸電池10的本身的負極端6。
[0030]圖10.是本發(fā)明實施例2的正面結(jié)構(gòu)示意圖，當導(dǎo)電層2為不可焊材料時，在導(dǎo)電層2上絲印可焊層3。
[0031]圖11.是圖10中的C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖12.是本發(fā)明實施例3的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，導(dǎo)電層2采用帶導(dǎo)電膠層7的銅帶8，導(dǎo)電膠層7與粘結(jié)在