IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

光伏發(fā)電是當(dāng)前利用太陽能的主要方式之一，太陽能光伏發(fā)電因其清潔、安全、便利、高效等特點(diǎn)，已成為世界各國普遍關(guān)注和重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。因此，深入研究和利用太陽能資源，對緩解資源危機(jī)、改善生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。

其中，交錯背接觸(IBC，Interdigitated back contact)太陽能電池是光伏電池的一種，其通過將正負(fù)電極均設(shè)計在電池片的背面，將接觸發(fā)射區(qū)的電極與接觸基區(qū)的電極交錯分布，使電池片表面無任何柵線及導(dǎo)電焊帶，完全消除了電池片表面的柵線及導(dǎo)電焊帶的遮擋，從而使電池片全表面都能夠接受光照，能夠更有效的收集光生載流子，使能量轉(zhuǎn)換效率得到極大提高。IBC太陽能電池片已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化最高為24.2％的轉(zhuǎn)換效率，目前此轉(zhuǎn)換效率位居所有產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的晶硅電池之首，是未來高效電池發(fā)展的重要方向。

IBC太陽能電池的背電極通常包括若干不同極性的細(xì)柵線，該些細(xì)柵線呈交叉指狀排列，其數(shù)量通常在100-200根之間，同時，為方便進(jìn)行電池片到組件的封裝，還需要印刷主柵線?，F(xiàn)有的IBC太陽能電池背電極的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，1代表正極主柵線，2代表負(fù)極主柵線，3代表正極細(xì)柵線，4代表負(fù)極細(xì)柵線，傳統(tǒng)的IBC太陽能電池主柵線與細(xì)柵線之間絕緣的實(shí)現(xiàn)方法為：將細(xì)柵線斷開一個缺口以使不同極性的主柵線通過，同極性的細(xì)柵與主柵則直接相連。該做法存在的缺陷為：

1)細(xì)柵線的缺口部分無法收集電流，致使電池效率受損；

2)因細(xì)柵線存在缺口，為實(shí)現(xiàn)電流收集，必定有電極位于電池片的兩側(cè)邊緣處。以圖1為例，如果沒有左側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣的主柵線，則左側(cè)的正極細(xì)柵和右側(cè)的負(fù)極細(xì)柵的電流無法收集。而主柵線整條位于電池片邊緣的設(shè)計會使得電池片兩邊對應(yīng)力極為敏感，因此圖1所示的電池片與電池片間不適用傳統(tǒng)的涂錫銅帶方式進(jìn)行連接，而只能用導(dǎo)電膠或?qū)щ姖{料的方式，否則碎片率將大增。

因此，有必要對IBC太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在IBC太陽能電池片背面的正極細(xì)柵線、負(fù)極細(xì)柵線、正極主柵線以及負(fù)極主柵線；其中，所述正極細(xì)柵線與所述負(fù)極細(xì)柵線相互平行且交叉排列，所述正極細(xì)柵線與所述負(fù)極細(xì)柵線的預(yù)定位置處設(shè)置有絕緣層；所述正極主柵線與所述正極細(xì)柵線相互垂直，且垂直交疊處電性連接，所述正極主柵線與所述負(fù)極細(xì)柵線的垂直交疊處通過所述絕緣層絕緣；所述負(fù)極主柵線與所述負(fù)極細(xì)柵線相互垂直，且垂直交疊處電性連接，所述負(fù)極主柵線與所述正極細(xì)柵線的垂直交疊處通過所述絕緣層絕緣；且正極主柵線以及負(fù)極主柵線均位于IBC太陽能電池片的內(nèi)部，IBC太陽能電池片的邊緣無正極主柵線以及負(fù)極主柵線。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述絕緣層的厚度為5-15μm。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述絕緣層的寬度比對應(yīng)的正極主柵線或負(fù)極主柵線的寬度寬2-4mm。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在多個IBC太陽能電池片的連接過程中，將相鄰電池片旋轉(zhuǎn)180°放置，相鄰兩個電池片的正負(fù)極主柵線在一條直線上。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在多個IBC太陽能電池片的連接過程中，相鄰電池片旋轉(zhuǎn)180°后相鄰兩個電池片的正負(fù)極主柵線通過焊帶進(jìn)行焊接。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述正極主柵線以及負(fù)極主柵線的數(shù)量為2根及以上。

一種上述的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：

S1：在IBC太陽能電池片的背面印刷正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線，其中正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線相互平行且交叉排列；

S2:在正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線的預(yù)定位置處印刷絕緣層，并對印刷的絕緣層進(jìn)行烘干；

S3:印刷正極主柵線與負(fù)極主柵線，其中正極主柵線與負(fù)極細(xì)柵線的垂直交疊處通過絕緣層絕緣，所述負(fù)極主柵線與所述正極細(xì)柵線的垂直交疊處通過絕緣層絕緣；

S4:燒結(jié)，使正極主柵線與正極細(xì)柵線之間形成歐姆接觸，負(fù)極主柵線與負(fù)極細(xì)柵線之間形成歐姆接觸。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

1)本發(fā)明提供的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)通過在正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線的預(yù)定位置處設(shè)置絕緣層，使得正極主柵線與負(fù)極細(xì)柵線之間以及負(fù)極主柵線與正極細(xì)柵線之間通過絕緣層絕緣，避免了傳統(tǒng)的IBC太陽能電池片因正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線存在缺口而導(dǎo)致的收集電流效率降低的問題；提高了電流收集的效率；

2)本發(fā)明提供的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)，通過在正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線的預(yù)定位置處設(shè)置絕緣層，因而可不需在正極細(xì)柵線及負(fù)極細(xì)柵線上設(shè)置缺口，從而不需要在電池片的兩側(cè)邊緣設(shè)置正極主柵線與負(fù)極主柵線，避免了傳統(tǒng)IBC電池因電極在兩側(cè)邊緣而引起的碎片率高的問題，提高了電池片的成品率；

3)本發(fā)明提供的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)，通過在正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線的預(yù)定位置處設(shè)置絕緣層，因此在多個電池片的連接過程中，即使焊帶輕微偏出正負(fù)極主柵線，也不會造成電池片短路，增加了電池焊接工藝中對焊帶與正負(fù)極主柵線偏焊的容忍度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的IBC太陽能電池背電極的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的IBC太陽能電池背電極的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為相鄰IBC太陽能電池片的焊接示意圖；

圖4A-圖4C為本發(fā)明實(shí)施例提供的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)的制備方法個步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：

1-正極主柵線，2-負(fù)極主柵線，3-正極細(xì)柵線，4-負(fù)極細(xì)柵線，5-絕緣層，6-焊帶

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

請參考圖2,如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在IBC太陽能電池片背面的正極細(xì)柵線3、負(fù)極細(xì)柵線4、正極主柵線1以及負(fù)極主柵線2；其中，正極細(xì)柵線3與負(fù)極細(xì)柵線4相互平行且交叉排列，正極細(xì)柵線3與負(fù)極細(xì)柵線4的預(yù)定位置處設(shè)置有絕緣層5；正極主柵線1與正極細(xì)柵線3相互垂直，且垂直交疊處電性連接，正極主柵線1與負(fù)極細(xì)柵線4的垂直交疊處通過絕緣層5絕緣；負(fù)極主柵線2與負(fù)極細(xì)柵線4相互垂直，且垂直交疊處電性連接，負(fù)極主柵線2與正極細(xì)柵線3的垂直交疊處通過絕緣層5絕緣；且正極主柵線1以及負(fù)極主柵線2均位于IBC太陽能電池片的內(nèi)部，IBC太陽能電池片的邊緣無正極主柵線以及負(fù)極主柵線。

本發(fā)明實(shí)施例提供的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)通過在正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線的預(yù)定位置處設(shè)置絕緣層，使得正極主柵線與負(fù)極細(xì)柵線之間以及負(fù)極主柵線與正極細(xì)柵線之間通過絕緣層絕緣，避免了傳統(tǒng)的IBC太陽能電池片因正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線存在缺口而導(dǎo)致的收集電流效率降低的問題；提高了電流收集的效率；

同時，通過在正極細(xì)柵線與負(fù)極細(xì)柵線的預(yù)定位置處設(shè)置絕緣層，因而可不需在正極細(xì)柵線及負(fù)極細(xì)柵線上設(shè)置缺口，從而不需要在電池片的兩側(cè)邊緣設(shè)置正極主柵線與負(fù)極主柵線，避免了傳統(tǒng)IBC電池因電極在兩側(cè)邊緣而引起的碎片率高的問題，提高了電池片的成品率。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，絕緣層5的厚度為5-15μm。絕緣層5的寬度比對應(yīng)的正極主柵線1或負(fù)極主柵線2的寬度寬2-4mm。由于絕緣層5的存在以及絕緣層5的寬度設(shè)置，使得在多個電池片的連接過程中，即使焊帶輕微偏出正負(fù)極主柵線，也不會造成電池片短路，增加了電池焊接工藝中對焊帶與正負(fù)極主柵線偏焊的容忍度。如圖3所示，多個電池片連接過程中通過焊帶6焊接正負(fù)主柵線；在多個IBC太陽能電池片的連接過程中，將相鄰電池片旋轉(zhuǎn)180°放置，相鄰兩個電池片的正負(fù)極主柵線在一條直線上。相鄰電池片旋轉(zhuǎn)180°后相鄰兩個電池片的正負(fù)極主柵線通過焊帶6進(jìn)行焊接。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，正極主柵線1以及負(fù)極主柵線2的數(shù)量為2根，當(dāng)然，本發(fā)明并不以此為限，正極主柵線1與負(fù)極主柵線2的數(shù)量還可以為其它值，例如3根、4根等。

同時，本發(fā)明還提供了一種上述的IBC太陽能電池背電極結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：

S1：在IBC太陽能電池片的背面印刷正極細(xì)柵線3與負(fù)極細(xì)柵線4，其中正極細(xì)柵線3與負(fù)極細(xì)柵線4相互平行且交叉排列，印刷后的結(jié)構(gòu)如圖4A所示。

S2:在正極細(xì)柵線3與負(fù)極細(xì)柵線4的預(yù)定位置處印刷絕緣層5，并對印刷的絕緣層5進(jìn)行烘干；得到的結(jié)構(gòu)如圖4B所示；

S3:印刷正極主柵線1與負(fù)極主柵線2，其中正極主柵線1與負(fù)極細(xì)柵線4的垂直交疊處通過絕緣層5絕緣，負(fù)極主柵線2與正極細(xì)柵線3的垂直交疊處通過絕緣層5絕緣。

S4:燒結(jié)，使正極主柵線1與正極細(xì)柵線3之間形成歐姆接觸，負(fù)極主柵線2與負(fù)極細(xì)柵線4之間形成歐姆接觸。其中，絕緣層5采用市面所售玻璃漿料進(jìn)行印刷，印刷寬度比主柵線寬度增加2-4mm，玻璃漿料選型要求為：燒結(jié)溫度小于800℃，燒結(jié)后無有機(jī)殘留物，不含重金屬、主要成分為SiO₂和Al₂O₃，燒結(jié)后絕緣層射率在1.9-2.2之間，電阻率不小于10¹³Ω·cm。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。