CN110473924A - 叠瓦组件、太阳能电池片和叠瓦组件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种叠瓦组件、太阳能电池片和叠瓦组件的制造方法。叠瓦组件包括多个太阳能电池片，太阳能电池片上设置有正电极和背电极，任意两个相邻的太阳能电池片的一个的正电极与另一个的背电极直接接触并形成连接部从而实现导电连接，连接部处设置有用于容纳粘结剂的容纳部。根据本发明，太阳能电池片之间通过彼此间正电极和背电极的直接接触而实现导电互联，因而可以省略具有导电性的导电胶，从而避免可能由导电胶而产生的各种问题。并且，太阳能电池片上设置有用于容纳粘结剂的容纳部，从而使得粘结剂能够稳定地被定位在相邻的两个太阳能电池片之间，提升叠瓦组件的牢固性。

Description

叠瓦组件、太阳能电池片和叠瓦组件的制造方法
技术领域
本发明涉及能源领域，尤其涉及一种叠瓦组件、太阳能电池片和叠瓦组件的制造方法。
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的电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)从而使得组件功率损耗大大降低。其次通过充分利用电池组件中片间距区域来进行发电，单位面积内能量密度高。另外目前使用了具有弹性体特性的导电胶粘剂替代了常规组件用光伏金属焊带，由于光伏金属焊带在整片电池中表现出较高的串联电阻而导电胶粘剂电流回路的行程要远小于采用焊带的方式，从而最终使得叠瓦组件成为高效组件，同时户外应用可靠性较常规光伏组件性能表现更加优异，因为叠瓦组件避免了金属焊带对电池与电池互联位置及其他汇流区域的应力损伤。尤其是在高低温交变的动态(风、雪等自然界的载荷作用)环境下，采用金属焊带互联封装的常规组件失效概率远超过采用弹性体的导电胶粘剂互联切割后的晶硅电池小片封装的叠瓦组件。
当前叠瓦组件的主流工艺使用导电胶粘剂互联切割后的电池片，导电胶主要由导电相和粘接相构成。其中导电相主要由贵金属组成，如纯银颗粒或银包铜、银包镍、银包玻璃等颗粒并用于在太阳能电池片之间起导电作用，其颗粒形状和分布以满足最优的电传导为基准，目前更多采用D50＜10um级的片状或类球型组合银粉居多。粘接相主要有具有耐候性的高分子树脂类聚合物构成，通常根据粘接强度和耐候稳定性选择丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯等。为了使导电胶粘接达到较低的接触电阻和较低的体积电阻率及高粘接并且保持长期优良的耐候特性，一般导电胶厂家会通过导电相和粘接相配方的设计完成，从而保证叠瓦组件在初始阶段环境侵蚀测试和长期户外实际应用下性能的稳定性。
而对于通过导电胶来实现连接的电池组件，在被封装之后，在户外实际使用时受到环境侵蚀，例如高低温交变热胀冷缩产生导电胶之间的相对位移。最为严重就是导致出现电流虚接甚至断路，主要原因一般都是因为材料组合后相互间连接能力弱。连接能力弱主要表现在制程中导电胶作业需要一个工艺操作窗口，实际生产过程中这个窗口相对较窄，非常容易受到环境因素的影响，比如作业场所的温湿度，涂胶后滞留空气中的时间长短等等都会让导电胶水失去活性。同时对于点胶、喷胶或印刷工艺下受胶水自身特性变化容易出现施胶不均缺失现象，对产品可靠性会有较大隐患。其次导电胶主要由高分子树脂和大量贵金属粉体所构成，成本高昂且一定程度上破坏生态环境(贵金属的生产和加工对环境污染较大)。再者导电胶属于膏状物，在施胶或叠片过程中具备一定的流动性，非常容易溢胶造成叠瓦互联电池串正负极短路。
也就是说，对于大多数采用导电胶粘接方式而制成的叠瓦组件，存在相互联接强度弱特点，制程对环境要求高，工艺使用易溢胶短路，使用成本高昂，生产效率低等问题。
因而需要提供一种叠瓦组件、太阳能电池片和叠瓦组件的制造方法，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种叠瓦组件、太阳能电池片和叠瓦组件的制造方法，使得两个太阳能电池片的正电极和背电极能够直接接触以实现导电连接。并且，太阳能电池片上设置有用于容纳粘结剂的容纳部，从而使得粘结剂能够稳定地被定位在相邻的两个太阳能电池片之间，提升叠瓦组件的牢固性。
根据本发明的一个方面，提供了一种叠瓦组件，所述叠瓦组件包括多个太阳能电池片，多个所述太阳能电池片在第一方向上以叠瓦方式依次排列并通过粘结剂彼此固定，所述太阳能电池片包括基体片，所述基体片的顶表面上设置有沿第二方向延伸的正电极；所述基体片的底表面上设置有沿平行于所述第二方向的第三方向延伸的背电极，任意两个相邻的所述太阳能电池片的一个的所述正电极与另一个的所述背电极直接接触并形成连接部从而实现导电连接，
所述连接部处设置有用于容纳所述粘结剂的容纳部。
在一种实施方式中，所述容纳部设置在所述正电极和所述背电极的至少一个上，并且具有朝向另外一个所述太阳能电池片的开口。
在一种实施方式中，当所述正电极和所述背电极上均设置有所述容纳部时，所述正电极处设置的容纳部的开口与所述背电极处设置的容纳部的开口对准或不对准。
在一种实施方式中，所述容纳部包括沿垂直于所述太阳能电池片的第四方向贯穿电极的基部。
在一种实施方式中，所述容纳部还包括沿所述第四方向贯穿太阳能电池片的所述基体片的通孔部分。
在一种实施方式中，所述容纳部的基部的径向尺寸大于或等于所述通孔部分的径向尺寸。
在一种实施方式中，所述粘结剂从所述通孔部分突出于所述太阳能电池片。
在一种实施方式中，所述粘结剂突出太阳能电池片表面的部分的径向尺寸大于或等于所述通孔部分的径向尺寸。
在一种实施方式中，所述粘结剂在所述通孔部分中延伸但未突出于太阳能电池片的表面。
在一种实施方式中，所述容纳部为多个。
在一种实施方式中，所述容纳部还包括沿所述第四方向在所述基体片内延伸的盲孔。
在一种实施方式中，所述容纳部包括沿垂直于所述太阳能电池片的第四方向未贯穿电极的基部。
在一种实施方式中，所述粘结剂为导电胶，或者所述粘结剂不具有导电性。
本发明的另一个方面提供了一种太阳能电池片，多个所述太阳能电池片能够在第一方向上以叠瓦方式依次相连，所述太阳能电池片包括基体片，所述基体片的顶表面上设置有沿第二方向延伸的正电极；所述基体片的底表面上设置有沿平行于所述第二方向的第三方向延伸的背电极，所述太阳能电池片被构造为在以叠瓦方式与另一所述太阳能电池片相连时这两个太阳能电池片的正电极和背电极直接接触并形成连接部从而实现导电连接，
所述太阳能电池片在所述连接部处设置有用于容纳所述粘结剂的容纳部。
在一种实施方式中，所述容纳部设置在所述太阳能电池片的正电极和背电极的至少一个上，并且具有朝向另外一个所述太阳能电池片的开口。
在一种实施方式中，当所述正电极和所述背电极上均设置有所述容纳部时，所述正电极处设置的容纳部的开口与所述背电极处设置的容纳部的开口对准或不对准。
在一种实施方式中，所述容纳部包括沿垂直于所述太阳能电池片的第四方向贯穿电极的基部。
在一种实施方式中，所述容纳部还包括沿所述第四方向贯穿太阳能电池片的所述基体片的通孔部分。
在一种实施方式中，所述容纳部的基部的径向尺寸大于或等于所述通孔部分的径向尺寸。
在一种实施方式中，所述容纳部为多个。
在一种实施方式中，所述容纳部为沿所述第四方向在所述基体片内延伸的盲孔。
在一种实施方式中，所述容纳部包括沿垂直于所述太阳能电池片的第四方向未贯穿电极的基部。
本发明的又一个方面提供了一种制造叠瓦组件的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：
制造多个根据上述任意一项方案所述的太阳能电池片；
在各个所述太阳能电池片的相应容纳部内施加粘结剂；
将所述多个太阳能电池片沿所述第一方向以叠瓦方式排列、相互固定并使得任意相邻的两个太阳能电池片中的一个的正电极与另一个的背电极直接接触从而实现导电连接。
在一种实施方式中，制造所述多个太阳能电池片的步骤包括：
对整片太阳能电池片进行预处理；
将预处理之后的所述整片太阳能电池片切割成小片从而形成所述多个太阳能电池片。
在一种实施方式中，所述对整片太阳能电池片进行预处理的步骤包括：
在所述整片太阳能电池片上印刷正电极和背电极；
在所述正电极处加工出第一容纳部，并且/或者在所述背电极处加工出第二容纳部。
根据本发明，在将太阳能电池片互联成叠瓦组件时，太阳能电池片之间通过彼此间正电极和背电极的直接接触而实现导电互联，因而可以省略具有导电性的导电胶。这样，环境侵蚀、高低温交变、热胀冷缩等容易破坏导电胶的因素便不会影响本发明的叠瓦组件，叠瓦组件不容易出现电流虚接和断路。并且，由于不必设置导电胶，那么溢胶而造成的叠瓦组件的正负极断路等问题也就不会发生。另外，由于不要求粘结剂的导电性，叠瓦组件的生产成本也得以降低。并且，太阳能电池片上设置有用于容纳粘结剂的容纳部，容纳部可以具有各种结构，从而使得粘结剂能够稳定地被定位在相邻的两个太阳能电池片之间，提升叠瓦组件的牢固性。
附图说明
为了更好地理解本发明的上述及其他目的、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发明的优选实施方式，对本发明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为根据本发明一种优选实施方式的太阳能电池片的示意图，图中省略了第一容纳部和第二容纳部；
图2和图3为该优选实施方式中的两个太阳能电池片以叠瓦方式互联的顶部示意图和底部示意图；
图4为本实施方式中的太阳能电池片以叠瓦方式互联成的叠瓦组件；
图5为图4中的沿B-B线截取的截面示意图的一部分，但是示出的是两个相邻的太阳能电池片和其间的粘结剂尚未接触粘结在一起的状态，以便显示出容纳部；
图6为图4中的沿A-A线截取的截面示意图的一部分；
图7和图8为图6的两个替代性方案的示图。
具体实施方式
现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，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发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。
本发明提供了一种叠瓦组件、太阳能电池片和制造该叠瓦组件的方法，图1至图8示出了本发明的若干优选实施方式的各个方面。
图1示出了本发明的一个优选实施方式的太阳能电池片1，图4为多个图1中的太阳能电池片1以叠瓦方式排列成的叠瓦组件30。首先需要说明的是，后文将要提到的“第一方向”可以被理解为是叠瓦组件30中各个太阳能电池片1的排布方向，其大致与各个大致矩形太阳能电池片1的宽度方向一致，第一方向在图2、图3和图4中由D1示出；“第二方向”可以被理解为是大致矩形太阳能电池片1的顶表面25上的一个长度方向，第二方向在图1中由D2示出；“第三方向”可以被理解为是大致矩形太阳能电池片1的底表面24上的一个长度方向，第三方向在图1中由D3示出；“第四方向”可以被理解为是太阳能电池片的厚度方向或高度方向，第四方向在图4至图8中由D4示出。
下面继续参考图1。太阳能电池片1包括基体片，基体片优选地由硅制成。基体片的表面印刷有多个电极，电极优选地由银制成。
具体地，基体片的顶表面25上设置有沿第二方向D2延伸的正电极12；基体片的底表面24上设置有沿平行于第二方向D2的第三方向D3延伸的背电极13。正电极12和背电极13在第一方向D1上存在间隔。优选地，当太阳能电池片1以叠瓦方式连接时，任意相邻的两个太阳能电池片1中的一个的正电极12能够和另一个的背电极13直接物理接触而进行导电连接。优选地，两个相邻的太阳能电池片之间的重叠部分在第一方向D1上的尺寸为0.05mm-5mm。
为了方便生产及装配，可以将太阳能电池片1加工成使其顶表面25和底表面24均为矩形或者大致矩形。同一太阳能电池片1的正电极12和背电极13分别设置在顶表面25和底表面24的斜对角边缘上，例如，正电极12和背电极13可以分别设置在顶表面25和底表面24的纵向边缘上。这样，当相邻两个太阳能电池片1叠置时，前一个太阳能电池片1的底表面24上的背电极13和后一个太阳能电池片1的顶表面25的正电极12相对(参见图5)，如此设置可以避免出现太阳能电池片1之间的大面积的重叠，从而使叠瓦组件30的暴露面积增大。并且，第一方向D1可以为平行于顶表面25、底表面24的横向边缘的方向，也就是说第一方向D1垂直于第二方向D2和第三方向D3。
为了节省电极的制造材料，同时又不影响太阳能电池片1之间的导电性，可以如图1所示，将正电极12和/或背电极13设置为沿其延伸方向间断设置。
本发明所提供的叠瓦组件30可以由上述的太阳能电池片1彼此叠边相连而形成。太阳能电池片1彼此叠边互联之后，可以通过粘结剂4将各个太阳能电池片1相对于彼此固定，粘结剂4优选地可以不具有导电性，当然，粘结剂4也可以具有导电性。例如，粘结剂4可以是丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯等材料制成，并且为形成一定的厚度，需要在树脂中添加一些助剂或物质，如固化剂、交联剂、偶联剂或橡胶球等。
为了方便描述，对于任意两个以叠瓦方式互联的太阳能电池片，将其中一个称为第一太阳能电池片32，另一个称为第二太阳能电池片31，第一太阳能电池片32和第二太阳能电池片31在叠边互联之后，正电极12和背电极13直接物理接触并形成连接部34(如图2和图3所示)从而实现导电连接。需要说明的是，本文所说的“第一太阳能电池片”和“第二太阳能电池片”应被理解为是相对性概念而非绝对性概念，例如，某一对相邻的太阳能电池片中的第一太阳能电池片可以同时是另一对相邻的太阳能电池片中的第二太阳能电池片。
为了使太阳能电池片之间的连接更加牢固，在太阳能电池片的连接部34处设置用于容纳粘结剂4的容纳部。容纳部设置在一个太阳能电池片1的正电极12和背电极13的至少一个上，并且具有朝向另一个太阳能电池片1的开口。例如，第一太阳能电池片32的正电极12处可以设置第一容纳部，第一容纳部在其顶部具有顶部开口；第二太阳能电池片31的背电极13可以设置有第二容纳部，第二容纳部在其底部具有底部开口。
在叠瓦组件30中，可仅设置第一容纳部和第二容纳部中的一种，或同时设置第一容纳部和第二容纳部。可以理解，当仅存在第一容纳部时，容置在第一容纳部内的粘结剂4会在第一容纳部的顶部开口处与第二太阳能电池片31相接触并实现粘接；当仅存在第二容纳部时，容置在第二容纳部内的粘结剂4会在第二容纳部的底部开口处与第一太阳能电池片32相接触并实现粘接。
优选地，如图5至图8所示，叠瓦组件30内同时设置第一容纳部和第二容纳部，第一容纳部的顶部开口和第二容纳部的底部开口能够相互对准从而使第一容纳部和第二容纳部共同限定了容纳腔，粘结剂4位于该容纳腔内从而将第一太阳能电池片32和第二太阳能电池片31相互固定。需要再次说明的是，图5为图4中的叠瓦组件30沿B-B线截取的截面示意图的一部分，而并非是完整的截面图，可以理解，完整截面图中应该具有大致六个太阳能电池片1，而图5中仅示出了六个太阳能电池片1中的彼此相邻的两个太阳能电池片1；同样地，图6为图4中的叠瓦组件30沿A-A线截取的截面示意图的一部分，而并非完整的截面图，完整的截面图中应包括大致五个彼此间隔的导电胶区域，而图6中仅示出了其中的三个导电胶区域，图7和图8同理。
第一容纳部和第二容纳部还可以进一步具有更优选的结构。例如，如图5至8所示，第一容纳部可以沿第四方向D4贯穿正电极12，第二容纳部可以沿第四方向D4贯穿背电极13，容纳部的贯穿电极的部分被称为基部。
优选地，如图6所示，第二容纳部不仅仅贯穿第二太阳能电池片31的背电极13，并且沿第四方向D4贯穿整个第二太阳能电池片31的基体片，容纳部的贯穿基体片的部分被称为通孔部分。也就是说，第二容纳部不仅具有底部开口，还具有顶部开口，观察图4所示的叠瓦组件30即能够看到各个第二容纳部的顶部开口33。其中，该容纳部的贯穿背电极13的部分(即基部)的径向尺寸大于或等于该通孔的贯穿基体片的部分(即通孔部分)的径向尺寸，粘结剂4被浇灌在该通孔中并将通孔填满。该通孔的贯穿基体片的部分可以为圆筒形孔并具有0.05-5mm的直径，或者可以为其他形孔并具有小于10mm的最大径向尺寸，优选地，粘结剂4还可以从第二容纳部的顶部开口处向上突出于基体片，且向上突出于基体片的突出部分的径向尺寸可以大于或等于通孔的贯穿基体片的部分，或者，粘结剂4也可以仅在通孔部分中延伸而不突出于基体片的表面。需要说明的是，本文所说的通孔、粘结剂4的“径向尺寸”指的是在平行于第一平面内的尺寸，即在垂直于第四方向D4的平面内的尺寸。
由于粘结剂4填满了通孔，所以参考图6，可以将粘结剂4分为三个部分：贯穿背电极13的第一粘结剂部分41、贯穿基体片的第二粘结剂部分42和在顶部突出于基体片的第三粘结剂部分34，则第一粘结剂部分41的径向尺寸大于第三粘结剂部分43的径向尺寸，第三粘结剂部分43的径向尺寸大于第二粘结剂部分42的径向尺寸。这样的设置使得粘结剂4的突出于基体片的部分和贯穿基体片的部分共同形成了一个铆钉形状的结构，这样的结构能够保证粘结剂4牢固地容纳在基体片内而不容易从基体片内滑出、脱落。
类似地，参考图7，第一容纳部也可以被设置为沿第四方向D4贯穿第一太阳能电池片32的通孔，该通孔的贯穿正电极12的部分的径向尺寸大于贯穿基体片的部分的径向尺寸，此时第一容纳部不仅具有顶部开口，还具有底部开口。优选地，容纳在第一容纳部内的粘结剂4具有沿底部开口突出于基体片的底表面的突出部分，该突出部分的径向尺寸大于通孔的贯穿基体片的部分的径向尺寸。
这样的设置可以在对太阳能电池片施加粘结剂4时，直接将粘结剂4从容纳部的开口灌入，这样的操作较为简单，且由于容纳部的约束效果，能够避免粘结剂4溢到其他位置。
当然，也可以将第一容纳部设置为不具有底部开口，将第二容纳部设置为不具有顶部开口，第一容纳部和第二容纳部均形成为盲孔，当两个太阳能电池片1的第一容纳部和第二容纳部对准时，第一容纳部和第二容纳部共同限定了一个封闭的容纳腔。图8即示出了这样的示例。这种情况下为了实现太阳能电池片1的互联，须先在第一容纳部和第二容纳部内填充粘结剂，然后再将两个太阳能电池片1的正电极12和背电极13对准，图5为这种情况下的叠瓦组件30的组装过程中的示意图。进一步地，盲孔可以沿第四方向D4在电极中延伸但并不贯穿电极，也就是说，盲孔的高度可以小于电极的高度。
本发明同时还提供了一种制造上述叠瓦组件30的制造方法，其包括如下步骤：
制造多个如上文所述的太阳能电池片1；
在各个太阳能电池片1上施加粘结剂4；
将多个太阳能电池片1沿第一方向D1以叠瓦方式排列、相互固定并使得任意相邻的两个太阳能电池片1中的一个的正电极12与另一个的背电极13对准并直接接触。
进一步地，制造多个太阳能电池片1的步骤包括：
对整片太阳能电池片进行预处理；
将预处理之后的整片太阳能电池片切割成小片从而形成多个太阳能电池片1，太阳能电池片的在第一方向D1上的尺寸可以为整片太阳能电池片在第一方向D1上的尺寸的1/20-1/2。
进一步地，对整片太阳能电池片进行预处理的步骤包括：
在整片太阳能电池片上印刷多个正电极12和多个背电极13；
正电极12和背电极13的设计在间隙或留空处形成容纳部；
优选地，在正电极12和/或背电极13和/或基体片上加工出容纳部，例如在正电极12处加工出第一容纳部，在背电极13处加工出第二容纳部，若第一容纳部和第二容纳部为贯穿基体片的通孔，则该步骤可通过激光穿孔而实现，观察整片太阳能电池片的顶表面或底表面，则可以看到多个容纳部在整片太阳能电池片上呈阵列式排列。
对整片太阳能电池片进行预处理的步骤还包括：
在整片太阳能电池片1的总基体片表面上制绒；
在总基体片的正面和背面均生长沉淀一层内钝化层；
在内钝化层上生长沉积一层中钝化层；
在中钝化层上生长沉积一层外钝化层。
更具体地，内钝化层采用热氧化法或笑气氧化或臭氧化或硝酸溶液化学法沉积，且内钝化层设置为二氧化硅膜层；并且/或者
中钝化层采用PECVD或ALD层或固体靶材经PVD层方法沉积，且中钝化层设置为三氧化二铝膜层或含有三氧化二铝的膜层；并且/或者
外钝化层采用PVD、CVD或者ALD方法沉积。
上述的各项工序以及其他未提及的工序，能够具体和优化。例如，在加工初始时，可以将整片太阳能电池片经视觉检测和相对位置定位，视觉检测平台上下均有高精度CCD红外相机抓取整片太阳能电池片的正背面特殊图形(如mark点、主副栅等)和PL(光致发光激光探测器)以便实现印刷误差超过一定范围以及外观缺陷或内部裂纹进行自动识别并剔除至NG料盒。其中，整片太阳能电池片经过精准的颜色、效率及高低开压分选，被上料的整片太阳能电池片为属性一致的电池片(能够匹配对接单片太阳能电池片分选功能)。同时设备上料平台具有专门的料盒和处理机构。
在对基体片加工贯穿的通孔(即容纳部的优选实施方式)的步骤中，可以在穿孔部位设置对于PN结的防短路保护措施，包括边缘刻蚀等。匹配直接物理贴合或采用非导电胶方式正负极表面增加织构化处理，并且可以通过网版印刷粗糙度设计完成，以便增加正电极12和背电极13的实际有效接触能力大小。
对于制绒步骤，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，其后续可包括清洗制绒时残留的液体的步骤，以减少酸性和碱性物质对电池制结的影响。在制绒之后还可以包括制PN结的步骤，其包括：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。完成扩散制结工序，实现光能到电能的转换。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，能够避免边缘造成短路，另外，还可以增加SE工艺步骤。并且，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。
进一步地，在形成钝化层之后还可以对硅片进行激光开槽；在印刷电极之后进行烧结，并通过光衰炉或者电注入炉，减少电池池光致衰减，最后进行电池测试分档。
将硅片裂片成多个太阳能电池片的步骤优选地使用激光切割机来完成。对于烧结好的整片硅片增加在线激光切割划片工序，烧结好的整片硅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各个太阳能电池片1的自然分离。需要注意的是，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。
粘结剂可通过网版承载或密封针筒装载，通过印刷机或高精密点/喷胶设备在太阳能电池片的指定区域完成一定速率的涂胶作业。其中印刷模式下通过定位模组对太阳能电池片进行精确定位，印刷图形开口具有自动位置纠偏功能，能够确保网版开口位置和与施胶位置(即激光深挖对应或贯穿孔的位置)中心重合。涂胶后在线设置有胶线3D视觉检测功能，设备可在线量测印刷后非导电胶胶体高度、宽度等涉及体积的参数(针对激光深挖工艺下胶线胶型测试需通过软件算法进行检测，可避免结构上差异对光学测试带来的波动误差)，剔除胶线不完整和不均匀现象的NG片，设备具备人为自定义功能，可以设置不同的阈值进行制程控制。随后，在太阳能电池片的互联过程中，对于直接物理贴合设备可自带定位粘接功能，如在叠瓦组件上使用定位胶带或其他固定用非导电胶水粘接，避免叠瓦组件在传输移动或层压过程中导致正负极接触位移影响互联可靠性。同时包括直接物理贴合后在连接缝外部涂粘结剂进行连接固定，可以匹配无色透明型粘结剂使用，满足客户对外观的要求。
更具体地，粘结剂通过网版开口设计包括间断式非连续印刷，粘结剂的截面形状包括平行四边形和非平行四边形(如圆形、椭圆形等)，同时匹配激光深挖工艺开口形状。间断式尺寸设计可匹配叠瓦组件的其他设计工艺，为确保太阳能电池片正电极和背电极形成良好的接触，粘结剂在激光深挖工艺下适合于埋层结构设计(在电极区域预置粘结剂后最高位与电极高度差≤100um)。该电池埋层结构是自身制作过程形成的，如常规电池结构含有铝背场，在印刷本实施方式的粘结剂区域不制备铝背场。即采用粘结剂有一个厚度，通过埋层太阳电池结构设计使得粘结剂位置中心线下沉，从而使得正背电极13形成良好接触导通，避免粘结剂厚度影响正负极有效的接触传导电流。其中粘结剂的粘接场景是氮化硅+粘结剂+氮化硅，但不限于此场景，包括高效电池各层结构界面的粘接。
贴片机器人或伺服运动模组能够拾取太阳能电池片并按照预定设计好的贴片宽度进行有效叠片，叠片精度包括x、y＝+/-100um；theta＝+/-0.03°，其中x表示叠片梯度、y表示叠片重叠量、theta表示叠片旋转角度；根据不同的贴片宽度下精度要求，x\y\theta容差范围可以调整，原则上保证一定贴片宽度下外观和尺寸能够满足要求。
在完成叠片之后，完整的叠瓦组件通过在线端引线自动冲孔或预冲孔(端引线来料即已完成指定位置冲孔)定长裁切实现焊接满足电流导出，同时兼顾正电极、背电极与端引线进行有效连接。端引线可包括不同材质的涂层(如锡铅铋银铟等元素组合)。
制备好的叠瓦组件根据光伏组件排版要求进行串并联排布，串与串间距根据等电势结合外观要求和间隙反光要求设置一个尺寸值，一般设置包括0.1～100mm。自动机器手在拾取叠瓦组件完成摆串动作后由自动汇流焊完成最终组件正负极焊接并输出电流电压，之后依次按照层叠铺设胶膜、后盖板(背板或玻璃)做成半成品组件。
半成品组件经过EL(电致发光)和VI(外观视觉)检测后合格的半成品组件进行层压工艺，层压工序包括三腔层压。其中层压工序结合新互联结构在密闭的腔室中经抽真空加热加压使得胶膜进行热固化从而紧密贴合，最终层压成一个完整的结构件。
本发明的太阳能电池片、叠瓦组件和制造方法，使得太阳能电池片互联成叠瓦组件时，太阳能电池片之间通过彼此间正电极和背电极的直接接触而实现导电互联，因而可以省略具有导电性的导电胶。这样，环境侵蚀、高低温交变、热胀冷缩等容易破坏导电胶因素便不会影响本发明的叠瓦组件，因而不容易出现电流虚接和断路。并且，由于不必设置导电胶，那么溢胶而造成的叠瓦组件的正负极断路等问题也就不会发生。另外，由于不要求粘结剂的导电性，叠瓦组件的生产成本也得以降低。
本发明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。不意图将本发明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发明的多种替代和变型。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。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。
附图标记：
太阳能电池片 1
太阳能电池片的顶表面 25
太阳能电池片的底表面 24
正电极 12
背电极 13
粘结剂 4
第一太阳能电池片 32
第二太阳能电池片 31
连接部 34
第二容纳部的顶部开口 33
第一粘结剂部分 41
第二粘结剂部分 42
第三粘结剂部分 43
第一方向 D1
第二方向 D2
第三方向 D3
第四方向 D4

Claims (25)

1.一种叠瓦组件，所述叠瓦组件包括多个太阳能电池片，多个所述太阳能电池片在第一方向(D1)上以叠瓦方式依次排列并通过粘结剂(4)彼此固定，所述太阳能电池片包括基体片，所述基体片的顶表面(25)上设置有沿第二方向(D2)延伸的正电极(12)；所述基体片的底表面(24)上设置有沿平行于所述第二方向的第三方向(D3)延伸的背电极(13)，任意两个相邻的所述太阳能电池片的一个的所述正电极与另一个的所述背电极直接接触并形成连接部从而实现导电连接，
所述连接部处设置有用于容纳所述粘结剂的容纳部。
2.根据权利要求1所述的叠瓦组件，其特征在于，所述容纳部设置在所述正电极和所述背电极的至少一个上，并且具有朝向另外一个所述太阳能电池片的开口。
3.根据权利要求2所述的叠瓦组件，其特征在于，当所述正电极和所述背电极上均设置有所述容纳部时，所述正电极处设置的容纳部的开口与所述背电极处设置的容纳部的开口对准或不对准。
4.根据权利要求2所述的叠瓦组件，其特征在于，所述容纳部包括沿垂直于所述太阳能电池片的第四方向(D4)贯穿电极的基部。
5.根据权利要求4所述的叠瓦组件，其特征在于，所述容纳部还包括沿所述第四方向贯穿太阳能电池片的所述基体片的通孔部分。
6.根据权利要求5所述的叠瓦组件，其特征在于，所述容纳部的基部的径向尺寸大于或等于所述通孔部分的径向尺寸。
7.根据权利要求5所述的叠瓦组件，其特征在于，所述粘结剂从所述通孔部分突出于所述太阳能电池片。
8.根据权利要求7所述的叠瓦组件，其特征在于，所述粘结剂突出太阳能电池片表面的部分的径向尺寸大于或等于所述通孔部分的径向尺寸。
9.根据权利要求5所述的叠瓦组件，其特征在于，所述粘结剂在所述通孔部分中延伸但未突出于太阳能电池片的表面。
10.根据权利要求1所述的叠瓦组件，其特征在于，所述容纳部为多个。
11.根据权利要求4所述的叠瓦组件，其特征在于，所述容纳部还包括沿所述第四方向在所述基体片内延伸的盲孔。
12.根据权利要求2所述的叠瓦组件，其特征在于，所述容纳部包括沿垂直于所述太阳能电池片的第四方向(D4)未贯穿电极的基部。
13.根据权利要求1-12中任意一项所述的叠瓦组件，其特征在于，所述粘结剂为导电胶，或者所述粘结剂不具有导电性。
14.一种太阳能电池片，多个所述太阳能电池片能够在第一方向上以叠瓦方式依次相连，所述太阳能电池片包括基体片，所述基体片的顶表面上设置有沿第二方向延伸的正电极；所述基体片的底表面上设置有沿平行于所述第二方向的第三方向延伸的背电极，所述太阳能电池片被构造为在以叠瓦方式与另一所述太阳能电池片相连时这两个太阳能电池片的正电极和背电极直接接触并形成连接部从而实现导电连接，
其特征在于，所述太阳能电池片在所述连接部处设置有用于容纳所述粘结剂的容纳部。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池片，其特征在于，所述容纳部设置在所述太阳能电池片的所述正电极和所述背电极的至少一个上，并且具有朝向另外一个所述太阳能电池片的开口。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池片，其特征在于，当所述正电极和所述背电极上均设置有所述容纳部时，所述正电极处设置的容纳部的开口与所述背电极处设置的容纳部的开口对准或不对准。
17.根据权利要求15所述的太阳能电池片，其特征在于，所述容纳部包括沿垂直于所述太阳能电池片的第四方向(D4)贯穿电极的基部。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池片，其特征在于，所述容纳部还包括沿所述第四方向贯穿太阳能电池片的所述基体片的通孔部分。
19.根据权利要求18所述的太阳能电池片，其特征在于，所述容纳部的基部的径向尺寸大于或等于所述通孔部分的径向尺寸。
20.根据权利要求14所述的太阳能电池片，其特征在于，所述容纳部为多个。
21.根据权利要求17所述的太阳能电池片，其特征在于，所述容纳部包括沿所述第四方向在所述基体片内延伸的盲孔。
22.根据权利要求15所述的太阳能电池片，其特征在于，所述容纳部包括沿垂直于所述太阳能电池片的第四方向(D4)未贯穿电极的基部。
23.一种制造叠瓦组件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：
制造多个根据权利要求14-22中任意一项所述的太阳能电池片；
在各个所述太阳能电池片的相应容纳部内施加粘结剂；
将所述多个太阳能电池片沿所述第一方向以叠瓦方式排列、相互固定并使得任意相邻的两个太阳能电池片中的一个的正电极与另一个的背电极直接接触从而实现导电连接。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，制造所述多个太阳能电池片的步骤包括：
对整片太阳能电池片进行预处理；
将预处理之后的所述整片太阳能电池片切割成小片从而形成所述多个太阳能电池片。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述对整片太阳能电池片进行预处理的步骤包括：
在所述整片太阳能电池片上印刷正电极和背电极；
在所述正电极和/或所述背电极处加工出容纳部。
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