一种背接触式太阳能电池的电极引出结构及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种背接触式太阳能电池被加工成小芯片的电极引出结构及制造方法，属太阳能电池技术领域。本发明专利技术目的是利用高效背接触电池被精加工成各种尺寸小型芯片，解决电极引出端的结构和制造方法，防止相邻近的栅线的错位所造成的短路造和降低生产成本问题。其上分别覆盖导电层。采用掩膜丝网印刷用可焊银浆，采用0.06mm厚的钢板网丝印，固化温度设置为120°C。实施本发明专利技术效果显著，高电压输出的芯片合格率达99%以上，消除了电极栅线汇流时因套位误差导致的相邻近的相异栅线之间的短路问题。实施本发明专利技术高电压输出的芯片合格率达99%以上，消除了电极栅线汇流套位误差导致的相邻近栅线之间的短路，使生产成本显著降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种用背接触式太阳能电池加工成高效能电池芯片的电极引出结构及制造方法，属太阳能电池

技术介绍
目前，背接触式太阳能电池由于发电效率高被广泛应用，研究人员不断研究开发出许多结构不同的背接触式太阳能电池（以下简称背接触电池或电池）。背接触式电池是指发射区n+的电极和基区p+的电极均位于硅太阳能电池背面的一种硅太阳电池，背接触电池消除了电池正面栅线电极的遮光损失，有效提高了电池利用率和转化效率；易组装，正负极均在背面，组件封装共面连接，电池片间隔减小，使封装密度提高，难度降低。电池的正面没有凃锡带，受光面均一、美观。美国公司SUNPOWER的专利技术US7339110B1给出了一种典型的背接触式电池，电池的正负极均位于电池的背面，正负极栅线呈交错布置，正负极呈间隔排列。背接触式电池不仅是用于大型电站的光伏组件，同时背接触式电池被切割成尺寸较小的背接触式的电池芯片（以下简称芯片），被广泛应用于消费类电子产品及小型电子产品中。现有技术，用背接触式电池制成芯片，是采用高精度PCB板对位的电极引出工艺，如中国专利申请号为201410283104.8和申请号为201380017058.1，用高精度PCB版为基底，完成背接触式电池切割及电极栅线与PCB板的电路串接引出，此材料成本和机械设备成本高昂。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在问题，特别是背接触式电池被精细加工成各种尺寸芯片，其电极引出的全新结构，已成为本领域技术人员亟待解决的关键技术。鉴于此，本专利技术的首要目的是降低芯片加工成本，避免背接触电池二次加工切割过程中电极引出栅线偏差。本专利技术的另一个目的是解决背接触电池被加工成芯片的电极引出的结构问题。本专利技术的再一个目的是解决背接触电池被加工成芯片的电极引出结构的制造方法。本专利技术的技术解决方案是：一种背接触式太阳能电池的电极引出结构及制造方法，包括电池背光面上n+区的正极栅线和p+区负极栅线间隔排列，其技术特征是：在电池背光面上的每个芯片的正负电极引出端的相异极性栅线上分别覆盖绝缘层，其绝缘层上还分别覆盖导电层，所说的电极引出结构由相异极性栅线上的导电层，实现栅线汇流导电层导通构成。优选的，相异极性栅线的绝缘层上分别覆盖导电层是覆盖在没有覆盖绝缘层的相异极性栅线上实现汇集电流导通。优选的，所述芯片的正负电极引出端的导电层是覆盖在相异极性栅线汇流层的绝缘膜上，包括一种可焊电极引出线的导电层，或采用导电型材包括带导电胶层的铜带、铝带、镀锡铜带的导电金属带材形成导电层。优选的，所述芯片的可焊电极导电层，包括由铜浆、银浆、锡膏制备的。优选的，所述芯片的正负电极引出端的绝缘层，是相异极性栅线电极引出端上的丝印绝缘油墨。本专利技术一种背接触式太阳能电池的电极引出结构及制造方法，1、在背接触电池的背电极面，采用栅线绝缘涂层网版，采用掩膜丝网印刷工艺，把绝缘层浆料（如绝缘油墨）丝印到基片的相应位置，形成拟切割出的每个电池芯片的正负电极引出端相异极性栅线的绝缘层；所使用的绝缘层浆料可以是UV紫外光固型或热固型环氧树脂绝缘油墨，采用0.04~0.10mm厚的钢板网丝印；如使用UV紫外光固型绝缘油墨，采用6~12KW的UV紫外光固机固化，传送带速度设置为5~10m/min，固化温度设置为45~80°C；如使用热固型环氧树脂绝缘油墨，采用电热烘箱固化，固化温度设置为100~160°C，固化恒温时间设置为20~60min。2、在制备好绝缘层的基片上，采用栅线汇流导电层网版，采用掩膜丝网印刷工艺，把导电层浆料（如铜浆、银浆、锡膏等）丝印到背电极面绝缘层区域的相应位置，形成拟切割出的每个电池芯片的正负电极汇流导电层；或如果采用导电型材（如带导电胶层的铜带、铝带、镀锡铜带等导电金属带材）汇流形成引出电极的导电层，则采用热压或静压设备，把导电材料贴合到已制备好绝缘层的基片上拟切割出的每个电池芯片的正负电极引出区域相应位置，以形成每个电池芯片的正负电极汇流及引出电极端。如使用铜浆作为导电层浆料，采用0.06~0.15mm厚的钢板网丝印，采用电热烘箱固化，固化温度设置为130~170°C，固化恒温时间设置为60~120min；如使用银浆作为导电层浆料，采用0.06~0.15mm厚的钢板网丝印，采用电热烘箱固化，固化温度设置为120~150°C，固化恒温时间设置为40~80min；如使用低温锡膏作为导电层浆料，采用0.1~0.2mm厚的钢板网丝印，采用回流炉固化，中心固化温度设置为130~170°C，传送带速度设置为0.6~1.2m/min。3、如电极汇流导电层为不可焊材料，则需在其表面按每个电池芯片的正负引出电极位置和焊盘尺寸需求，再丝印可焊电极层（如可焊铜浆、银浆、锡膏等），以作电极引出线的焊接电极。如使用可焊铜浆作为焊盘浆料，采用0.04~0.08mm厚的钢板网丝印，采用电热烘箱固化，固化温度设置为130~170°C，固化恒温时间设置为40~80min；如使用可焊银浆作为焊盘浆料，采用0.04~0.08mm厚的钢板网丝印，采用电热烘箱固化，固化温度设置为120~150°C，固化恒温时间设置为30~60min；如使用低温锡膏作为焊盘浆料，采用0.1~0.2mm厚的钢板网丝印，采用回流炉固化，中心固化温度设置为130~170°C，传送带速度设置为0.6~1.2m/min。4、采用高精度激光硅片切割机或砂轮硅片切割机，按背电极硅太阳能电池芯片拟切割出的每个小电池芯片的切割位置设计图，把背电极硅太阳能电池芯片切割成带独立正负极输出电极的小电池芯片。本专利技术产生的积极效果：可按功率需求将背电极硅太阳能电池裁切成任形状尺寸的小电池芯片，形成太阳能电池组件的小型化和高电压输出的芯片。芯片合格率达99%以上，通过芯片掩膜丝印网版图形和套位标志的特殊设计，及制作过程的高精度控制，消除了电池芯片的电极栅线汇流时因套位误差导致的相邻近正负极栅线之间的短路问题。无需预定位，与现行SMT技术加工背电极硅太阳能电池芯片工艺相比小电池芯片切割后，用焊接方法串接成组件，无需对每一个小电池做精确的预定位来实现组件的串接，极大的提高了生产效率。节省了加工成本，采用本芯片串接技术，材料只需普通导线或通用涂锡带，用普通烙铁便可完成组件串接，节省了太阳能电池组件的加工成本。现行SMT加工背电极硅太阳能电池芯片工艺，采用高精度PCB板为基底，用SMT机及回流焊机完成太阳能电池组件串接，材料成本和机械设备成本非常高昂。特别是绝缘层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构，其结构由位于硅原基片的背光面上n+区和p+区的正负电极构成，包括间隔排列的相异极栅，其技术特征在于硅原基片中心区域的每个电池芯片的电极引出端，在所说的电极引出端的相异极性栅线上还覆盖防止短路的绝缘层和汇集栅线电流的栅线汇流导电层，还包括硅原片边缘区域的每个电池芯片自身的电极引出端。

【技术特征摘要】
1.一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构，其结构由位于硅原基片的背光面上
n+区和p+区的正负电极构成，包括间隔排列的相异极栅，其技术特征在于硅原基片中心区
域的每个电池芯片的电极引出端，在所说的电极引出端的相异极性栅线上还覆盖防止短路
的绝缘层和汇集栅线电流的栅线汇流导电层，还包括硅原片边缘区域的每个电池芯片自身
的电极引出端。
2.根据权利要求1所述的一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构，其特征在于
所说芯片的正负电极引出端的导电层是覆盖在未覆盖绝缘层的相异极性栅线上。
3.根据权利要求2所述的一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构，其特征在于
所述的正负电极引出端的导电层是一种可焊电极引出线的可焊导电层或是一种免焊接电
极引出线的导电层。
4.根据权利要求3所述的一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构，其特征在于
所述芯片的正负电极引出端为免焊接正负电极引出端的免焊层，该面焊层上还分布一层导
电可焊层。
5.根据权利要求3所述的一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构，其特征在于
所说的一种可焊电极引出线的导电层是一种导电金属型材，包括带导电胶层的铜带、铝带、
镀锡铜带。
6.根据权利要求1所述的一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构，其特征在于
所说的可焊接电极引出线的导电层，主要包括由铜浆、银浆、锡膏材料制成的。
7.根据权利要求2所述的一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构，其特征在于
所述的相异极性栅线上分别覆盖的绝缘层是一层绝缘油墨，以防相异性栅线间导电层错
位。
8.一种背接触式太阳能电池芯片的电极引出结构的制造方法，由位于硅原基片的背光
面上n+区和p+区的正负电极构成，包括间隔排列的相异极栅，其技术特征在于采用栅线绝
缘涂层网版，掩膜丝网印刷工艺，把绝缘层浆料丝印、固化到硅原基片的背光面形成拟切割
出的每个芯片的正负电极引出端的相异极性栅线绝缘层；
在制备好绝缘层的硅原...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全相，李毅，吴志武，胡盛明，孙坚，
申请(专利权)人：深圳市创益科技发展有限公司，深圳市创益新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44