太阳能无主栅线晶硅电池片制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于现有技术设备，在不大量修改设备及工艺的前提下，降低生产成本和提高发电量的太阳能无主栅线晶硅电池片。包括电池片、细栅线和背面电极，电池片的正面横向密布细栅线，背面阵列设有背面电极，还包括加粗细栅线和主栅线保留部，电池片的细栅线的垂直方向的两端设有矩形细栅线端头，矩形细栅线端头的之间设有垂直于细栅线的加粗细栅线，矩形细栅线端头与加粗细栅线之间设有主栅线保留部，在电池片背面设置的背面电极与主栅线保留部对应设置。本实用新型专利技术降低了成本，提高了发电量，对于整个太阳能电池板行业具有指导意义，大大推动了我国太阳能电池板领域的进步，具有很好的市场推广前景。

Solar energy free primary grid crystalline silicon cell sheet

The utility model provides a solar energy free main grid crystal silicon battery sheet based on the prior art equipment, which can reduce production cost and increase power generation without the precondition of large modification of equipment and process. Including battery plate, fine grid line and the back electrode, the cell with positive transverse thin grid line, on the back of array is provided with a back electrode, also includes part of the thickness of the gate line and keep the main gate line, both ends of the vertical thin gate line of the battery plate is provided with a rectangular thin grid line ends, with the thickness of gate line vertical on the fine grid line is arranged between the rectangular thin grid line ends, the main gate line retaining part is arranged between the rectangular thin grid line ends with the thickness of gate line, the back electrode cell is arranged on the back surface and the main gate line reservations department of the corresponding set. The utility model has the advantages of reducing cost, improving power generation, has guiding significance for the whole solar panel industry, greatly promoted China's progress in the field of solar panels, has a good market prospect.

【技术实现步骤摘要】
太阳能无主栅线晶硅电池片
本技术属于新能源
，尤其涉及太阳能，具体的说是一种太阳能无主栅线晶硅电池片。
技术介绍
全球性的化石能源危机与环境污染推动了光伏行业的快速发展。目前，以晶硅电池片为主的组件占据了全球光伏组件市场的80%以上；晶硅电池片发展至今，其制作成本及发电量成为其发展的主要制约因素。在制作成本方面，硅材料占据着约60-70%的材料成本，银浆料的用量占据着约15-25%的材料成本；故而高纯晶硅材料的成本和其使用量，以及银浆的使用量对电池片或组件的成本都有极大的影响。在发电量方面，其主要受到太阳能电池片有效光照面积以及光电转换效率的影响；电池片的光电转换效率严重依赖晶硅材料本身的结构，电池片的有效光照面积是取决于电池片主、细栅线的覆盖面积。晶硅电池片的发电基体是硅片，常规的电池片印有许多条细栅线用以收集硅片受到光照后产生的电流，且还印有2-5条主栅线用以汇集细栅线上的电流。在低成本、高发电量电池片这一目标的催促下，无主栅线电池片技术应运而生。无主栅线电池片，一般指的是在常规电池片基础上，去掉主栅线且保留细栅线；这种电池片因无主栅线，一方面可以大大减少银浆的使用量，此外还可以增大电池片的有效光照面积。在无主栅线电池片技术上，目前有许多方法并列举部分案例如下。①德国的Schmid无主栅线技术把电池片的主栅线去除，并且把细栅线的宽度和间距做了一些调整，此外还用15根铜丝代替普通焊带来串联焊接多块电池片。②加拿大的Day4Electrode专利技术把电池片的主栅线去除且保留细栅线，之后用嵌有一排镀低熔点金属铜丝的薄膜覆盖在细栅上，再经过层压工艺把铜丝和细栅焊接起来。③林建伟的《无主栅、高效率背接触太阳能模块、组件及制备工艺》[专利号：CN104282788A]中提到，把电池片的主栅线去除同时把电池片的串联点放置于电池片背面，这种方法将进一步提高电池片的有效光照面积。④黄强的《光伏电池模块及其制作方法》[专利号：CN104716213A]中提到，把电池片的主栅线去除且保留细栅线，同时用导电胶带代替普通焊带来串联焊接电池片。⑤授权公布号为CN201820762U专利中，提出了一种完全没有主栅线的技术方案，只保留细栅线。⑥CN103618011A专利中，提供一种采用若干焊带和若干导电胶带替代主栅线的技术方案。然而这些现有技术都忽略了一个客观事实，那就是现有生产设备及公知技术，对上述技术方案不能实现量产，如果采用上述技术方案，则需要大面积更换生产设备，并且，更换或改进晶硅电池片结构来降低电池片成本及提高电池片发电量，这些方法一般具有或工艺复杂，成本高，或工艺尚未成熟，无法得到大批量应用如上述专利③。而更换光伏组件生产用的材料，将带来大量的工作调整，例如材料的研发、新材料之间的匹配问题以及设备的更新换代，这无疑增加了组件生产成本如上述专利②、④。针对类似于专利①的无主栅线电池片技术，虽然没有改变电池片结构以及现有的组件生产工艺，但是通过我们大量的实验验证，发现铜丝与细栅之间的附着力太小，在TC热循环可靠性测试中其电池片焊接处电学连接变差，并且电池片两端的焊接位置容易出现虚焊及断栅现象。类似于现有技术⑤⑥，其改变了现有太阳能电池片的整个生产工艺，因此，并不具备量产的可能性。在电池片中，由于背面电极的面积越大，其收集电流的能力越强，故希望其越大越好；一方面背面电极面积越大，其对少数载流子的复合能力越强，不利于收集电流，故希望其越小越好；如何在背面电极的面积大小上取得平衡是目前需要解决的问题。另外，电池片正面电极及背面电极的制作会破坏其PN结结构，已经破坏的PN结结构不能产生电流以及良好地传导电流。常规电池片主栅线的印刷烧结已经对相应的PN结造成了破坏，故而只能改变背电极的面积大小来达到收集电流的最佳情况，然而在我们的实验中认证出常规电池片背电极面积例如专利①还没有达到最佳的优化，我们的结果得出该背面电极可以减少至其一半左右。专利②中无主栅电池片的背面电极没有达到最佳的优化，该大面积的背面电极会破坏PN结结构以及降低载流子收集效率。专利③④增加了背电极的面积，增大了PN结的破坏程度，同时降低了铝背场的钝化效果，从而降低了载流子的收集效率。实际生产中，背面电极与正面电极并不对应设置，这就导致了在电池片生产中出现了电池片加装电极时产生的正面与背面不同程度的对PN结的损坏。因此提供一种能够最大限度的发挥电池片发电能力，并且降低生产升本的电池片是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于现有技术设备，在不大量修改设备及工艺的前提下，能够最大限度的减少PN结破坏、降低生产成本和提高发电量的太阳能无主栅线晶硅电池片。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案为：一种太阳能无主栅线晶硅电池片，包括电池片、细栅线和背面电极，电池片的正面横向密布细栅线，背面阵列设有背面电极，还包括加粗细栅线和主栅线保留部，电池片的细栅线的垂直方向的两端设有矩形细栅线端头，矩形细栅线端头的之间设有垂直于细栅线的加粗细栅线，矩形细栅线端头与加粗细栅线之间设有主栅线保留部，在电池片背面设置的背面电极与主栅线保留部对应设置。本技术不改变电池片结构及其所用材料，在保持原有生产工艺基础上，对电池片背面电极进行修改，使得背面电极与正面的主栅线保留部对应设置，这样在焊接及冷却过程中，最大限度的保证电池片两面均受热，继而保证了电池片不会出现局部过热而膨胀或者局部冷却过快，背面电极与主栅线保留部对应设置还可以避免了背面电极烧结带来对PN结的双重破坏，对电池片本身的发电性能带来的损害，因此，本技术更适于无主栅电池片的发电以及电流的收集，并且降低制作成本和提高电池片收集载流子的效率。本技术将主栅线去掉，采取加粗细栅线和保留部分主栅线，以及在端部采用矩形细栅线断头的方式，降低了因为主栅线用银量大带来的高成本。主栅线去除之后，PN结的破坏率降低，进而发电量得到提升，另外结合背面电极以及主栅线保留部的最合适尺寸，将电池片的能够发电的性能得到最好的优化。矩形细栅线端头由细栅线围成的矩形，其长×宽=4mm×3mm，细栅线的宽度为0.036mm。加粗细栅线宽度为常规细栅线的2-3倍。垂直的加粗细栅线能较好地解决EL图像、IV曲线测试通过率的问题，主栅保留部有助于解决焊接过程中两端虚焊、断栅问题，垂直的细栅线能解决TC老化的虚焊问题。主栅线保留部中心线与背面电极中心线在一条直线上。背面电极尺寸规格长度为14mm宽度为2.2mm。主栅线保留部的尺寸为长度为10mm宽度为0.6mm。加粗细栅线为4条或5条。根据已经进行的相关实验做为依据，本电池片的其它性能均达到现有技术同等水平，基于此电池片的设计，我们既保证了电池片及组件的发电效果和可靠性，降低电池片的成本以及提高其发电量。其中，主栅线的去除可减少正面银浆使用量的50%—70%，可降低电池片的成本的10%—21%；用更直观的数据说明，以发电量为10兆瓦的光伏电站计算，可以节约材料成本近230—380万元人民币。此外，在发电量方面，主栅线的去除及配合特殊焊带的使用，其可增加发电效率的1%—2%；用更直观的数据说明，以发电量为10兆瓦的光伏电站计算，年发电量可至少增加30—60MW。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能无主栅线晶硅电池片，包括电池片（4）、细栅线和背面电极（5），电池片（4）的正面横向密布细栅线，背面设有铝背（6）并阵列设有背面电极（5），其特征在于：还包括加粗细栅线（2）和主栅线保留部，电池片（4）的细栅线的垂直方向的两端设有矩形细栅线端头（1），矩形细栅线端头（1）的之间设有垂直于细栅线的加粗细栅线（2），矩形细栅线端头（1）与加粗细栅线（2）之间设有主栅线保留部（3），在电池片（4）背面设置的背面电极（5）与主栅线保留部（3）对应设置，主栅线保留部（3）中心线与背面电极（5）中心线在一条直线上,背面电极尺寸规格长度为14mm宽度为2.2mm, 主栅线保留部（3）的尺寸为长度为10mm宽度为0.6mm。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能无主栅线晶硅电池片，包括电池片（4）、细栅线和背面电极（5），电池片（4）的正面横向密布细栅线，背面设有铝背（6）并阵列设有背面电极（5），其特征在于：还包括加粗细栅线（2）和主栅线保留部，电池片（4）的细栅线的垂直方向的两端设有矩形细栅线端头（1），矩形细栅线端头（1）的之间设有垂直于细栅线的加粗细栅线（2），矩形细栅线端头（1）与加粗细栅线（2）之间设有主栅线保留部（3），在电池片（4）背面设置的背面电极（5）与主栅线保留部（3）对应设置，主栅线保留部（...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志刚，熊华平，牛海燕，四建方，罗学涛，
申请(专利权)人：青岛瑞元鼎泰新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37