一种太阳能电池片的连接方法及脉冲激光切割晶体硅片的方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池片的连接方法及脉冲激光切割晶体硅片的方法，用于将由太阳能电池片分割而得的电池小片电连接起来，最终用于构建太阳能电池组件，本发明专利技术创造性的将丝网印刷工艺引进到太阳能电池小片的正面主栅线和背面主栅线的导电胶涂布作业上，通过选择丝网的厚度来精确控制导电胶的涂布厚度，且导电胶整个涂布区域形状规整、厚度一致，克服了点胶机在涂布区域边缘胶液外溢、厚度不均的问题。

A Connection Method of Solar Cell and a Method of Cutting Crystal Silicon by Pulsed Laser

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池片的连接方法及脉冲激光切割晶体硅片的方法
本专利技术涉及太阳能电池组件领域，具体涉及一种太阳能电池片的连接方法及脉冲激光切割晶体硅片的方法。
技术介绍
在太阳能光伏领域中，现有技术将圆形硅晶片切割为正方形或近似正方形后，利用焊带将一个个切割后太阳能电池片进行串联，最后由多串这种串联单元进行并联(或串联、串联后并联)组成一个太阳能电池组件，由于焊带会占据较多的有效面积，为了解决焊带占据有效面积的问题，提出了一种叠片连接的太阳能电池片的方案，由于没有焊带，需要将太阳能电池片切割成若干电池小片，以尽可能缩短每电流在细栅线中传播的路径，提高发电效率，所述电池小片具有背面主栅线和正面主栅线，且背面主栅线和正面主栅线分别设置在电池小片相对侧边的边沿或邻近边沿处，在背面主栅线和正面主栅线都涂布导电胶，然后在依次将一个电池小片的背面主栅线和另一个电池小片的正面主栅线对齐粘结，依次类推，最后形成一个串联单元，用以构建太阳能电池组件。其太阳能电池组件表面就全是太阳能电池片，不再需要焊带，大大提高了有效的受光面积。目前，导电胶的涂布采用的是点胶机，点胶机逐一在电池小片的背面主栅线和正面主栅线上涂布导电胶，这种方法具有以下问题：胶体厚度不易控制，导电胶消耗量及成本有待降低，由于点胶机的工作原理限制，生产效率有待进一步提高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供节约导电胶的用量及提高生产效率的一种太阳能电池片的连接方法及脉冲激光切割晶体硅片的方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种太阳能电池片的连接方法，用于将由太阳能电池片分割而得的电池小片电连接起来，最终用于构建太阳能电池组件，所述电池小片具有背面主栅线和正面主栅线，且背面主栅线和正面主栅线分别设置在电池小片相对侧边的边沿或邻近边沿处，包括以下步骤：印刷涂布导电胶的步骤：对每片电池小片的背面主栅线和/或正面主栅线通过丝网印刷涂布导电胶的步骤；连接的步骤：将经过涂布导电胶的一片电池小片的背面主栅线与另一片电池小片的正面主栅线对齐并粘接在一起，以此类推，构成串联电路的步骤。现有技术中，不论是设备制造上，还是太阳能电池组件制造商，在考虑给电池小片涂布导电胶的时候，都采用的是点胶机来作业的方案，点胶机可以实现全自动作业，涂布效率高，但是其涂布的导电胶的厚度不易控制到很薄，导致导电胶的用量大，成本高，另外，较厚的导电胶对粘接和固化不利，反过来又限制了电池小片粘接的作业速度。业内一直在点胶机的改进上做文章，但是没有取得很好的效果，本专利技术创造性的将丝网印刷工艺引进到太阳能电池小片的正面主栅线和背面主栅线的导电胶涂布作业上，通过选择丝网的厚度来精确控制导电胶的涂布厚度，且导电胶整个涂布区域形状规整、厚度一致，克服了点胶机在涂布区域边缘胶液外溢、厚度不均的问题。进一步的，还包括将两片或两片以上的电池小片同步进行印刷涂布导电胶的步骤。为了提高效率和涂布的质量，可以制作一种工装，将两片以上的电池小片固定在工装上，例如呈单列相邻排布或多列排布等，然后制作对应的丝网，最后进行涂布导电胶的作业，可以大大提高工作效率。进一步的，包括将还没有进行切割或进行预切割但还没有分离的太阳能电池片先进行印刷涂布导电胶的步骤，然后再进行切割成电池小片，切割后再进行连接的步骤。由于切割后再印刷时，多个同时印刷的电池小片都需要进行位置校正，影响工作效率，采用先印刷后分裂的方式可以大大提高工作效率，也就是说，将未分裂成电池小片的太阳能电池片先进行导电胶的印刷工作，印刷完成后分裂成多个小片，那么单个或多个太阳能电池片可以同时进行印刷，矫正一个太阳能电池片的位置就相当于矫正了多个电池小片的印刷位置，因此效率成倍提高。预切割还未分裂是指先对太阳能电池片按照电池小片之间的切割线进行半切，本文中的半切是指例如切割形成的沟槽深度为太阳能电池片厚度的20％-80％，以可以顺利并确保分割质量为准。印刷导电胶后，再沿这些切割沟槽将太阳能电池片分裂成多个电池小片。进一步的，在所述印刷涂布导电胶的过程中，还包括通过选择不同厚度的丝网来调整导电胶厚度的步骤。进一步的，还包括使用纳秒红外脉冲激光将太阳能电池片分割成若干电池小片的切割步骤。进一步的，所述切割步骤中，纳秒红外脉冲激光的参数需满足以下要求：脉冲宽度为10到900纳秒之间，功率0-100％可调，频率0-1000K。实际应用中，优选脉冲宽度为10到200纳秒之间，功率80-100％可调，频率100-600K。进一步的，采用纳秒红外脉冲激光切割时使用振镜扫描方案，扫描速度与扫描次数需满足以下条件：激光单脉冲能量≤0.2mJ，振镜扫描次数≥10次，激光频率≥250K。振镜扫描方案可概括为：激光器出射的准直光束经振镜X和Y轴定位后再入射至平场镜，由平场镜进行聚焦进而实现在规定切割幅面上完成规定的切割动作。振镜实现聚焦光斑的定位，平场镜实现聚焦光斑大小在扫描幅面上的一致性。调整激光参数改变单个脉冲的峰值功率与能量，调整振镜扫描参数改变激光脉冲的重叠率。激光平均功率是固定不变的，所以增加频率时激光脉冲的能量下降，当脉冲宽度固定不变时，峰值功率也会下降，激光脉冲能量的下降会使每个脉冲对电池片的冲击力减小，从而降低对材料的损伤，但是峰值功率的下降又会使得切割断面非常不均匀，所以追求的激光参数应当是短脉宽，高峰值功率，高频。振镜的扫描速度和次数应当去匹配激光参数，完成较好的切割效果与较高的切割效率。通过反复实验优化这5个参数，最后得出结论：缩小激光单脉冲能量0.2mJ以下，增加振镜扫描次数至10次以上，将激光的能量分解成多次使得每次太阳能电池片吸收的能量大幅度下降，从而缩小热影响区从之前的140um下降至120um以下。但同时增加激光频率至250K以上保证足够的脉冲重叠率，使切割效率得到保证。另外通过优化激光整体光路设计，使切割线分界线清晰，切割深度均匀性从20％降到8％以内。通过工艺性调整，让电池适应印刷工艺。本专利技术还提供一种脉冲激光切割晶体硅片的方法，包括以下步骤：生成纳秒红外脉冲激光光束的步骤，及利用该脉冲激光束切割晶体硅片的步骤；纳秒红外脉冲激光的参数需满足以下要求：脉冲宽度为20到900纳秒之间，功率0-100％可调，频率0-1000K。实际应用中，优选脉冲宽度为10到200纳秒之间，功率80-100％可调，频率100-600K。进一步的，采用纳秒红外脉冲激光切割时使用振镜扫描方案，扫描速度与扫描次数需满足以下条件：扫描速度与扫描次数需满足以下条件：激光单脉冲能量≤0.2mJ，振镜扫描次数≥10次，激光频率≥250K。振镜扫描方案可概括为：激光器出射的准直光束经振镜X和Y轴定位后再入射至平场镜，由平场镜进行聚焦进而实现在规定切割幅面上完成规定的切割动作。振镜实现聚焦光斑的定位，平场镜实现聚焦光斑大小在扫描幅面上的一致性。调整激光参数改变单个脉冲的峰值功率与能量，调整振镜扫描参数改变激光脉冲的重叠率。激光平均功率是固定不变的，所以增加频率时激光脉冲的能量下降，当脉冲宽度固定不变时，峰值功率也会下降，激光脉冲能量的下降会使每个脉冲对电池片的冲击力减小，从而降低对材料的损伤，但是峰值功率的下降又会使得切割断面非常不均匀，所以追求的激光参数应当是短脉宽，高峰值功率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池片的连接方法，用于将由太阳能电池片分割而得的电池小片电连接起来，最终用于构建太阳能电池组件，所述电池小片具有背面主栅线和正面主栅线，且背面主栅线和正面主栅线分别设置在电池小片相对侧边的边沿或邻近边沿处，其特征在于，包括以下步骤：印刷涂布导电胶的步骤：对每片电池小片的背面主栅线和/或正面主栅线通过丝网印刷涂布导电胶的步骤；连接的步骤：将经过涂布导电胶的一片电池小片的背面主栅线与另一片电池小片的正面主栅线对齐并粘接在一起，以此类推，构成串联电路的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池片的连接方法，用于将由太阳能电池片分割而得的电池小片电连接起来，最终用于构建太阳能电池组件，所述电池小片具有背面主栅线和正面主栅线，且背面主栅线和正面主栅线分别设置在电池小片相对侧边的边沿或邻近边沿处，其特征在于，包括以下步骤：印刷涂布导电胶的步骤：对每片电池小片的背面主栅线和/或正面主栅线通过丝网印刷涂布导电胶的步骤；连接的步骤：将经过涂布导电胶的一片电池小片的背面主栅线与另一片电池小片的正面主栅线对齐并粘接在一起，以此类推，构成串联电路的步骤。2.根据权利要求1所述的太阳能电池片的连接方法，其特征在于，还包括将两片或两片以上的电池小片同步进行印刷涂布导电胶的步骤。3.根据权利要求1所述的太阳能电池片的连接方法，其特征在于，包括将还没有进行切割或进行预切割但还没有分离的太阳能电池片先进行印刷涂布导电胶的步骤，然后再进行切割成电池小片，切割后再进行连接的步骤。4.根据权利要求1所述的太阳能电池片的连接方法，其特征在于，在所述印刷涂布导电胶的过程中，还包括通过选择不同厚度的丝网来调整导电胶厚度的步骤。5.根据权利要求1所述的太阳能电池片的连接方法，其特征在于，还包括使用纳秒红外脉冲激光将太阳能电池片分割成若干电池小片的切割步骤。6.根据权利要求5所述的太阳能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁乾坤，
申请(专利权)人：苏州沃特维自动化系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32