CN117790596A - 光伏电池片、电池组件及制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光伏电池片、电池组件及制备工艺，其中，该光伏电池片包括硅基底，以及位于硅基底至少一个表面的钝化层；硅基底的至少一面印刷有栅线、焊点和延伸线，栅线包括交叉设置的主栅与副栅，副栅与硅基底接触；延伸线两端分别与主栅和焊点相连，且延伸线与硅基底接触。延伸线的高度从焊点向主栅所在方向逐渐减小。本申请提供的光伏电池片、电池组件及制备工艺，通过设置延伸线分别连接于主栅和焊点，既实现了电池片单耗的降低，又可以保证焊点与主栅之间连接的可靠性，同时还可以在栅线与焊点连接的部位受到焊接合金侵蚀的情况下，仍然能够保证有效的电流收集能力。
Description
本申请是分案申请，原申请的申请号是202110998160.X，原申请日是2021年08月27日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种光伏电池片、电池组件及制备工艺。
背景技术
随着光伏电池成本的降低，金属化单耗的减低是必然趋势。其中，对于多主栅技术而言，可以使用更多数量的主栅，同时减小焊点的面积，这虽然可以降低单耗，但较小的焊点难以保证与主栅连接的可靠性，同时也降低了电流的收集能力。
发明内容
本申请的目的在于提供一种光伏电池片、电池组件及制备工艺，以解决上述现有技术中焊点面积减小不能同时兼顾降低单耗和保证焊点与主栅连接可靠性的问题。。
本申请的第一方面提供了一种光伏电池片，其中，包括硅基底，以及位于所述硅基底至少一个表面的钝化层；
所述硅基底的至少一面印刷有栅线、焊点和延伸线，所述栅线包括交叉设置的主栅与副栅，所述副栅与所述硅基底接触；
所述延伸线两端分别与所述主栅和所述焊点相连，且所述延伸线与所述硅基底接触；
所述延伸线的高度从焊点向所述主栅所在方向逐渐减小。
在一种可能的实现方式中，所述主栅和所述焊点均不与所述硅基底接触。
在一种可能的实现方式中，在所述主栅延长线的方向上，所述延伸线的尺寸小于等于所述焊点尺寸的3倍。
在一种可能的实现方式中，所述延伸线的部分区域与所述主栅重合，且在所述主栅延长线的方向上，所述延伸线与所述主栅重合区域的尺寸小于0.1mm；和/或
所述延伸线的部分区域与所述焊点重合，且在所述主栅延长线的方向上，所述延伸线与所述焊点重合区域的尺寸小于0.1mm。
在一种可能的实现方式中，所述延伸线的宽度为所述主栅宽度的1～2倍。
在一种可能的实现方式中，所述延伸线的形状包括矩形、梯形和椭圆形其中的一种或多种的组合。
本申请的第二方面提供了一种光伏组件，其中，所述光伏组件从正面至背面依次是玻璃、第一胶膜材料、光伏电池串、第二胶膜材料、背板，其中，所述光伏电池串由多个光伏电池组成，所述光伏电池为本申请第一方面提供的光伏电池片。
在一种可能的实现方式中，所述光伏电池片之间通过焊丝连接，所述焊丝的直径为0.2～0.3mm。
本申请的第三方面还提供了一种用于制备本申请第一方面提供的光伏电池片的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
提供至少一面具有钝化层的光伏基底；
在所述光伏基底上采用非烧穿浆料分别印刷焊点和主栅；
在所述光伏基底上采用烧穿浆料分别印刷延伸线和副删，使所述延伸线分别与所述焊点和所述主栅相连。
在一种可能的实现方式中，所述延伸线和所述副删所采用的烧穿浆料不同。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请提供的光伏电池片、电池组件及制备工艺，通过设置延伸线分别连接于主栅和焊点，既实现了电池片单耗的降低，又可以保证焊点与主栅之间连接的可靠性，同时还可以在栅线与焊点连接的部位受到焊接合金侵蚀的情况下，仍然能够保证有效的电流收集能力。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光伏电池片的结构示意图；
图2为图1中在A处的局部放大图；
图3为焊点、延伸线和主栅连接的状态图(一)；
图4为焊点、延伸线和主栅连接的状态图(二)；
图5为焊点、延伸线和主栅连接的状态图(三)；
图6为焊点、延伸线和主栅连接的状态图(四)；
图7为本申请实施例提供的光伏电池片的断面示意图；
图8为本申请实施例提供的光伏组件的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的制备工艺的流程图。
附图标记：
1-光伏电池片；
11-主栅；
12-副栅；
101-正面栅线
102-钝化层
103-发射极
104-硅基底
105-隧穿氧化层
106-掺杂掺杂层
107-背面钝化层
108-背面栅线
2-焊点；
3-延伸线；
a-重合区域；
4-玻璃；
5-第一胶膜材料；
6-光伏电池串；
7-第二胶膜材料；
8-背板。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
随着光伏电池成本的降低，在降低金属化单耗方面仍然具有较大的空间，也是降低光伏电池成本的必然趋势。现有多主栅技术相对比较成熟，对于多主栅技术而言，可以使用更多数量的主栅，同时减小焊点的面积，从而可以降低单耗。但是，焊点面积减小这虽然可以降低单耗，但较小的焊点却也难以保证其与主栅连接的可靠性，同时也降低了电流的收集能力，导致在降低单耗和保证焊点与主栅连接可靠性和电流收集能力方面不能同时兼顾。
为此，如图1至图7所示，本申请实施例提供了一种光伏电池片1，其包括硅基底，以及位于硅基底至少一个表面的钝化层。该光伏电池片1可以为TOPcon电池，如图7所示，即从电池片的正面至背面依次包括正面栅线101、正面钝化层102、发射极103、N型硅基底104、隧穿氧化层105、掺杂非晶硅掺杂层106、背面钝化层107和背面栅线108。
具体地，该光伏电池片1的硅基底的至少一面印刷有栅线、焊点2和延伸线3，当该光伏电池片1为TOPcon电池时，硅基底的正面和背面均印刷有栅线、焊点2和延伸线3。当该光伏电池片1为PERC电池时，PERC电池的正面印刷有栅线、焊点2和延伸线3。
该栅线包括交叉设置的主栅11与副栅12，副栅12与硅基底接触。延伸线3两端分别与主栅和焊点2相连，且延伸线3与硅基底接触。
其中，该延伸线3可以实现主栅11与焊点2的连接，可以直接与硅基底保持接触，具体可以通过丝网印刷工艺印刷烧穿型浆料，使浆料穿透钝化层与硅基底接触；或者采用激光打孔的方式，使得浆料印刷前延伸线所在区域的钝化层已经具有容纳延伸线的开口；或者采用激光转印的方式直接获得与硅基底接触的延伸线；多种方法均能够保证其与焊点2和主栅11连接的可靠性，保证了焊点2收集电流的能力。
此外，需要说明的是，对于采用金属栅线进行导电的电池而言，为降低成本，金属栅线的厚度越趋降低，而随着金属栅线的厚度降低，焊接后焊丝和栅线接触部分，尤其是焊丝和主栅接触的部分，存在银锡或者其他合金物质，会使主栅受到焊接合金层的侵蚀，其中，焊接时焊点处受到的温度最高，导致焊点附近的焊接合金最多，使主栅在与焊点连接位置处的厚度减小，最容易使主栅断栅，影响电流收集，造成EL不良。此外，现有的主栅和焊点是一体设计，且焊点横向长度较长，主栅和焊点位于钝化层上方，不与硅基底接触，仅细删与硅基底接触，这易造成主栅与焊点连接位置处发生断栅。
为此，本申请实施例提供的光伏电池片1，可以通过延伸线3分别与栅线和焊点2相连，从而可以通过延伸线3增强了焊点2与栅线之间的连接，且延伸线3直接接触硅基底，即使栅线受到焊接合金的侵蚀而导致厚度减小，延伸线3与硅基底接触的部分也不会发生断开，也就是说，延伸线3始终能够保持与栅线及焊点2的连接，从而保证了电流的收集能力。
由此，相对于现有技术而言，本申请实施例提供的光伏电池片1，既实现了电池片单耗的降低，又可以保证焊点2与主栅11之间连接的可靠性，同时还可以在栅线与焊点2连接的部位受到焊接合金侵蚀的情况下，仍然能够保证有效的电流收集能力。
其中，主栅11和焊点2均不与硅基底接触，焊点2可以位于远离副栅12的位置处，如图2所示。可以理解的是，主栅11易受到焊接合金侵蚀和易发生断栅的部位位于主栅11与焊点2连接位置处，本实施例中，使焊点2通过延伸线3与主栅11相连，而延伸线3可以通过丝网印刷工艺印刷于硅基底，从而不易发生断开，可以增强栅线与焊点2的连接，避免了发生断栅的问题。此外，副栅12也可以位于焊点2的两侧，如图3所示。
具体地，在主栅11延长线的方向上，延伸线3的尺寸小于等于焊点2尺寸的3倍。需要说明的是，焊点与焊丝是通过焊接机探针排下压动作实现焊接，在探针附近的区域会形成焊接合金，通过使延伸线3的尺寸小于等于焊点2尺寸的3倍，可以避免探针附近区域的焊接合金面积过大，从而可以降低主栅断栅的风险。
作为一种具体的实现方式，如图5和图6所示，延伸线3的部分区域与主栅11重合，且在主栅11延长线的方向上，延伸线3与主栅11重合区域a的尺寸小于0.1mm。需要说明的是，在主栅11延长线的方向上，如果延伸线3与主栅11重合区域a的尺寸过大，会造成延伸线3与主栅11重合区域的高度较大，影响主栅11和焊丝之间相对位置的对正，如果焊丝向主栅11一侧偏移，容易造成靠近主栅11偏移部位处的副栅12的高度降低。作为一种具体的实现方式，延伸线3的部分区域与焊点2重合，且在主栅11延长线的方向上，延伸线3与焊点2重合区域的尺寸小于0.1mm。需要说明的是，在主栅11延长线的方向上，如果延伸线3与焊点12重合区域a的尺寸过大，或者延伸线3贯穿焊点2，会导致延伸线3与焊点2重合区域的高度较大，影响主栅11和焊丝之间相对位置的对正，如果焊丝向主栅11一侧偏移，容易造成靠近主栅11偏移部位处的副栅12的高度降低。作为一种具体的实现方式，延伸线3的宽度为主栅11宽度的1～2倍。通过使延伸线3具有相对于主栅11更大的宽度，从而以增强电流收集能力，同时还可以提升延伸线3与主栅11及焊点2连接的可靠性。
其中，延伸线3的形状为梯形、工字形、人字形、矩形或椭圆形，由于焊点2的宽度大于主栅11的宽度，使延伸线3宽度较大的一端与焊点2相连，可以增强与焊点2连接的强度。当然，延伸线3也可以为其它形状。本实施例中优选为梯形，如图4所示，梯形形状的延伸线3的宽度较大的一端与焊点2相连，宽度较小的一端与主栅11相连。
作为一种具体的实现方式，延伸线3的高度从焊点2向主栅11所在方向逐渐减小。通过使延伸线3的高度从焊点2向主栅11所在方向逐渐减小，既可以提升延伸线3与焊点2连接的可靠性，还可以提升电流的收集能力，即延伸线3越靠近焊点2高度较大的位置其电流收集能力越强，同时还可以避免发生断栅。
具体地，延伸线3两端的高度可以大于中间区域的高度，从而可以同时提升延伸线3与焊点2和主栅11连接的可靠性。
需要说明的是，该光伏电池片1可以为N型或P型光伏电池片1，硅基底为N型硅基底或P型硅基底。本实施例中，该光伏电池片1优选为N型光伏电池片1，N型硅基底为N型硅基底。
作为一种具体的实现方式，主栅的高度小于或等于8um，从而可以降低单耗。
作为一种具体的实现方式，当该光伏电池片1为N型光伏电池片时，N型光伏电池片正面的栅线的宽度小于30um，N型光伏电池片背面的栅线的宽度小于37um。由于N型光伏电池片背面相对光滑，使N型光伏电池片背面的栅线的宽度大于正面的宽度，可以使N型光伏电池片背面的栅线连接更可靠。
作为一种具体的实现方式，对于N型光伏电池片而言，焊点2高度大于或等于5um且小于或等于7um。在该高度范围内，既可以保证电流的收集能力，又可以降低单耗。
作为一种具体的实现方式，对于N型光伏电池片而言，所述焊点2的厚度小于所述栅线的厚度。
作为一种具体的实现方式，N型光伏电池片正面的至少部分的焊点的位置投影与N型光伏电池片背面的至少部分的焊点的位置投影不重合。从而可起到均分层压载荷的效果，降低制程碎片。
作为一种具体的实现方式，焊点2包括镂空区域，且在平行于N型光伏电池片的方向上，镂空区域的面积不超过焊点2总面积的30％。从而可以在保证电流收集能力的同时，还可以降低单耗。
作为一种具体的实现方式，为了实现低单耗，在平行于N型光伏电池片的方向上，焊点2的非镂空区域的面积小于或等于0.3mm2。
作为一种具体的实现方式，焊点2在垂直于主栅11方向上的长度大于焊点2在平行于主栅11方向上的长度。
作为一种具体的实现方式，主栅11的数量大于等于9根，且小于等于18根。从而可以使光伏电池片1具有较强的电流收集能力。
如图8所示，本申请实施例还提供了一种光伏组件，该光伏组件从正面至背面依次是玻璃4、第一胶膜材料5、光伏电池串6、第二胶膜材料7、背板8，其中，光伏电池串由多个光伏电池组成，该光伏电池为本申请任意实施例提供的光伏电池片1。其中，该光伏组件为N型光伏组件
其中，光伏电池片1之间通过焊丝连接，焊丝的直径为0.2～0.3mm。由于本申请实施例提供的N型光伏电池片1可以实现焊点2的尺寸进一步减小，从而可以实现与焊点2相连的焊丝的宽度进一步减小，便于布置更多数量的主栅11，提升电流的收集能力。
如图9所示，本申请实施例还提供了一种用于制备本申请任意实施例提供的光伏电池片的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
步骤S1、提供至少一面具有钝化层的光伏基底。
步骤S2、在光伏基底上采用非烧穿浆料分别印刷焊点和主栅。
其中，非烧穿浆料可以为银浆、银铝浆等。焊点和主栅所使用的浆料可以相同也可以不同。在具体的印刷操作中，可以先印刷焊点，再印刷主栅，也可以对焊点和主栅一次印刷成型。
步骤S3、在光伏基底上采用烧穿浆料分别印刷延伸线和副删，延伸线分别与焊点和主栅相连。
其中，烧穿浆料可以为银粉、铝粉、玻璃粉及有机物形成的复合浆料。延伸线和副栅的浆料可以相同也可以不同。在具体的印刷操作中，可以先印刷延伸线，再印刷副栅，也可以使延伸线和副栅一次印刷成型。
通过使延伸线采用烧穿浆料，可以使延伸线能够直接与硅基底接触，有效避免了栅线受焊接合金的侵蚀而发生断栅，同时可以提升对电流的收集能力。
具体地，烧穿浆料包括含量为88％-92％的固体，含量为2-6％的有机物，含量为2-6％的玻璃粉；固体包括含量为90-92％的银粉，含量为2-6％的铝粉，含量为2-6％的微量金属或者稀土元素。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏电池片，其特征在于，包括硅基底，以及位于所述硅基底至少一个表面的钝化层；
所述硅基底的至少一面印刷有栅线、焊点和延伸线，所述栅线包括交叉设置的主栅与副栅，所述副栅与所述硅基底接触；
所述延伸线两端分别与所述主栅和所述焊点相连，且所述延伸线与所述硅基底接触；
所述延伸线的高度从焊点向所述主栅所在方向逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，所述主栅和所述焊点均不与所述硅基底接触。
3.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，在所述主栅延长线的方向上，所述延伸线的尺寸小于等于所述焊点尺寸的3倍。
4.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，所述延伸线的部分区域与所述主栅重合，且在所述主栅延长线的方向上，所述延伸线与所述主栅重合区域的尺寸小于0.1mm；和/或
所述延伸线的部分区域与所述焊点重合，且在所述主栅延长线的方向上，所述延伸线与所述焊点重合区域的尺寸小于0.1mm。
5.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，所述延伸线的宽度为所述主栅宽度的1～2倍。
6.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，所述延伸线的形状包括矩形、梯形和椭圆形其中的一种或多种的组合。
7.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件从正面至背面依次是玻璃、第一胶膜材料、光伏电池串、第二胶膜材料、背板，其中，所述光伏电池串由多个光伏电池组成，所述光伏电池为权利要求1至6中任一项所述的光伏电池片。
8.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏电池片之间通过焊丝连接，所述焊丝的直径为0.2～0.3mm。
9.一种用于制备权利要求1-8任一项所述的光伏电池片的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
提供至少一面具有钝化层的光伏基底；
在所述光伏基底上采用非烧穿浆料分别印刷焊点和主栅；
在所述光伏基底上采用烧穿浆料分别印刷延伸线和副删，使所述延伸线分别与所述焊点和所述主栅相连。
10.根据权利要求9所述的制备工艺，其特征在于，所述延伸线和所述副删所采用的烧穿浆料不同。
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