一种太阳电池铝背场结构及其制作方法与流程

本发明涉及一种太阳电池铝背场结构及其制作方法，属于太阳能电池生产技术领域。

背景技术：

在保持或提高发电效率的基础上，最大限度地降低成本是太阳能电池生产企业永恒的追求。为了降低硅材料的用料，降低成本，薄型太阳能电池开始不断地涌现。现有的太阳能电池，其硅片的厚度约在200um。但是，当硅片减薄至200um以下时，全背面铝背场导致的硅片弯曲问题变得显著起来。由于铝和硅的热膨胀系数不同，在高温烧结及冷却的过程中，硅片会发生翘曲。通过改变浆料中添加剂的方式可以在一定程度上改善薄硅片的翘曲问题，但是，浆料添加剂的类型和剂量不好把控。另外，非均匀铝背场成为另外一种解决途径，通过设计铝背场的厚薄分布，可在一定程度上解决硅片翘曲问题。但是，单纯的非均匀铝背场难以从根本上解决硅片翘曲问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中，薄型太阳能电池铝背场翘曲的技术问题，提供一种太阳电池铝背场结构及其制作方法，防止电池片翘曲，从而降低电池片隐裂或碎片。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种太阳电池铝背场结构，包括铝背场主体，其特征在于：所述铝背场主体的具有由太阳能电池片中线向两侧边缘逐渐变薄的厚度梯度，在电池片的两侧边缘为无铝浆覆盖的镂空图案与铝背场间隔交错形成的非镂空区域，非镂空区域占太阳能电池片表面积的1/3-2/3。

进一步地，所述镂空图案为圆形、方形、菱形的一种或几种的组合。

进一步地，所述太阳能电池片中线的铝背场厚度8~12um，两侧边缘的铝背场厚度为2~3um，厚度梯度为0.0085~0.01um/mm。

本发明的另一方面，提供一种太阳电池铝背场制作方法，包括如下步骤：

s1：制作非均匀丝印网版：网版中镂空的部分对应硅片上印有铝浆的部分，网版中的掩膜部分对应硅片上的镂空图案；网版采用边缘加密结构，距离边缘1/3~2/3处，1~3倍加密方式，线径15um~30um。

s2：利用非均匀丝印网版印刷铝背场：在相同压力的工艺条件下，由硅片两侧边缘向中线厚度逐渐增加，形成铝背场的厚度梯度，从而在硅片背面的中部位置被铝浆厚厚包裹，在硅片背面的两侧边缘形成由镂空图案与铝背场间隔交错的非镂空区域，非镂空区域占太阳能电池片表面积的1/3-2/3；

s3：在烧结炉内烧结，镂空图案的边缘因塌陷而使得铝浆边界出现近似圆形、近似方形，或者近似菱形的形貌，该形貌和其它印有铝浆的区域在烧结后构成整个铝背场；具有较厚铝浆的区域经烧结后呈深灰色，具有较浅铝浆的区域经烧结后呈浅灰色。

所述太阳能电池片中线的铝背场厚度8~12um，两侧边缘的铝背场厚度为2~3um，厚度梯度为0.0085~0.01um/mm。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：经过镂空设计和厚度梯度设计，电池片背面印刷铝浆烧结成，外观成一定的非镂空形貌（圆形、方形、菱形等结构），并且铝浆的颜色由边缘浅灰色向中心深黑色过渡。有效地改进了太阳电池铝背场的局部应力以及翘曲问题。电池片铝背场印刷后铝背场厚度由中线到两边逐渐变薄，经过烧结炉烧结后，电池片四周平整，头尾/两侧翘曲小，内应力被均匀释放。

附图说明

图1为现有太阳能电池正面图；

图2为图1的a部放大图；

图3为本发明一种实施方式的正面图；

图4为图3的b部放大图；

图5为本发明另一种实施方式的正面图；

图6为图5的c部放大图；

图7为图5的d-d向剖视图

其中：1为铝背场主体；2为镂空图案；3为非镂空区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步以详细描述。

实施例1：

如图3-6所示，本发明的太阳电池铝背场结构，包括铝背场主体1，所述铝背场主体1的具有由太阳能电池片中线向两侧边缘逐渐变薄的厚度梯度，在电池片的两侧边缘为无铝浆覆盖的镂空图案2与铝背场间隔交错形成的非镂空区域3，非镂空区域3占太阳能电池片表面积的1/3-2/3。

所述镂空图案2为圆形、方形、菱形的一种或几种的组合。图3-4所示为圆形镂空图案；图5-6所示为菱形镂空图案。

如图7所示，太阳能电池片中线的铝背场厚度8~12um，两侧边缘的铝背场厚度为2~3um，厚度梯度为0.0085~0.01um/mm。

实施例2：

本发明的另一方面，提供一种太阳电池铝背场制作方法，包括如下步骤：

s1：制作非均匀丝印网版：网版中镂空的部分对应硅片上印有铝浆的部分，网版中的掩膜部分对应硅片上的镂空图案；网版采用边缘加密结构，距离边缘1/3~2/3处，1~3倍加密方式，线径15um~30um。

s2：利用非均匀丝印网版印刷铝背场：在相同压力的工艺条件下，由硅片两侧边缘向中线厚度逐渐增加，形成铝背场的厚度梯度，从而在硅片背面的中部位置被铝浆厚厚包裹，在硅片背面的两侧边缘形成由镂空图案与铝背场间隔交错的非镂空区域，非镂空区域占太阳能电池片表面积的1/3-2/3；所描述太阳能电池片中线的铝背场厚度8~12um，两侧边缘的铝背场厚度为2~3um，厚度梯度为0.0085~0.01um/mm。

s3：在烧结炉内烧结，镂空图案的边缘因塌陷而使得铝浆边界出现近似圆形、近似方形，或者近似菱形的形貌，如图4和图6所示。该形貌和其它印有铝浆的区域在烧结后构成整个铝背场；具有较厚铝浆的区域经烧结后呈深灰色，具有较浅铝浆的区域经烧结后呈浅灰色。

本发明中，晶体硅太阳电池可以是p形、n形硅片，单层或者多层铝浆钝化或者吸杂，所述的铝背场是采用镂空的浆料网版叠加不同的印刷压力而形成的。采用本发明的方法制作的电池片，针对翘曲的位置和方向，进行镂空和厚度梯度设计，可以减少铝背场因铝层密度与铝硅熔体层的热膨胀系数不同导致的电池片翘曲，也可以减少电池片焊带汇流焊接时的破损等问题。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种太阳电池铝背场结构，包括铝背场主体，其特征在于：所述铝背场主体的具有由太阳能电池片中线向两侧边缘逐渐变薄的厚度梯度，在电池片的两侧边缘为无铝浆覆盖的镂空图案与铝背场间隔交错形成的非镂空区域，非镂空区域占太阳能电池片表面积的1/3‑2/3。同时，本发明还公开了一种太阳电池铝背场结构的制作方法。本发明针对硅片翘曲的位置和方向，进行铝背场镂空和厚度梯度设计，可以减少铝背场因铝层密度与铝硅熔体层的热膨胀系数不同导致的电池片翘曲，也可以减少电池片焊带汇流焊接时的破损等问题。

技术研发人员：陆振宇;徐连荣;许贵军;李文青
受保护的技术使用者：盐城天合国能光伏科技有限公司
技术研发日：2017.05.11
技术公布日：2017.07.28