一种太阳能电池片的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池片。

背景技术：

现有太阳能电池片在组件端串焊过程中容易出现电极主栅线两端的隐裂，经统计组件制程返修中的不良问题主要体现为隐裂(占比约5.8％)和虚焊(占比约3％)，其中，在隐裂不良的情况中，电极主栅线两端的隐裂占比约为35％。现场调试过程中虽然可通过调整助焊剂喷涂位置、开启焊带折弯功能以及调整焊带在电极主栅线上的焊接位置等措施来避开电极主栅线两端的焊接进而达到降低隐裂概率的目的，但受限于串焊机稳定性和精度问题，无法完全解决电极主栅线两端的隐裂问题，并且调整助焊剂喷涂位置或焊带的焊接位置容易出现电极主栅线两端的点状虚焊不良，影响制程焊接的稳定性。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种太阳能电池片，旨在解决现有电极栅线两端容易出现隐裂和虚焊现象的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种太阳能电池片，包括：硅基底、设置在所述硅基底正面的正面主栅电极以及设置在所述硅基底背面的背面主栅电极；其中，所述正面主栅电极的端部设置有向外凸出的弧形结构；和/或所述背面主栅电极的两端均呈向外凸出的弧形结构。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述正面主栅电极包括：正面主栅电极本体；其中，所述正面主栅电极本体的两个端部中至少有一个呈弧形结构。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述背面主栅电极包括：背面主栅电极本体；其中，所述背面主栅电极本体的两个端部均呈弧形结构。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述弧形结构具有至少一个弧形段，所述弧形段为半圆弧、圆弧或椭圆弧。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述弧形结构包括：两个弧形段和一个方形段；其中，两个所述弧形段连接在所述方形段的两端。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述方形段的宽度大于所述正面主栅电极本体或所述背面主栅电极本体的宽度；和/或所述弧形段的最大弦长大于所述正面主栅电极本体或所述背面主栅电极本体的宽度。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述弧形结构包括：优弧段和两个过渡圆弧段；其中，两个所述过渡圆弧段分别连接在所述优弧段的两端。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述过渡圆弧段的半径小于等于所述优弧段的半径，并且，所述优弧段的直径大于所述正面主栅电极本体或所述背面主栅电极本体的宽度。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述弧形结构包括一个半圆弧段且所述半圆弧段的直径与所述正面主栅电极本体或所述背面主栅电极本体的宽度相同。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述弧形结构包括多个依次相连的半圆弧段；其中，各所述半圆弧段的直径总和与所述正面主栅电极本体或所述背面主栅电极本体的宽度相同。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述正面主栅电极为多个，所述硅基底正面上沿正面主栅电极长度方向的两端的各所述正面主栅电极设置有弧形结构，且所述正面主栅电极的弧形结构靠近所述硅基底上的焊接起始点或焊接终点。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述背面主栅电极的空开区域沿所述背面主栅电极长度方向的两端延伸出预设长度。

进一步地，上述太阳能电池片中，所述预设长度为1.0-2.0mm。

本实用新型提供的太阳能电池片，通过将正面主栅电极的端部设置为弧形结构，以减少焊接时焊接区域与非焊接区域交界处的应力；通过将背面主栅电极的两端设置为弧形结构，以减少焊接时空开区域产生的应力；通过缓解电池片正面主栅电极和背面主栅电极的应力集中现象，减小不同材料之间因热膨胀系数不同所导致的形变量差异，进而能有效降低主栅电极端部出现隐裂和虚焊问题的几率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的太阳能电池片正面的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的太阳能电池片正面主栅电极的分布示意图；

图3为图2中b处的局部放大图；

图4为本实用新型实施例提供的太阳能电池片背面主栅电极的分布示意图；

图5为图4中d处的局部放大图；

图6为本实用新型实施例提供的太阳能电池片中弧形结构的一种结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的太阳能电池片中弧形结构的一种结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的太阳能电池片中弧形结构的一种结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的太阳能电池片中弧形结构的一种结构示意图；

图10为图9的局部放大图；

图11为本实用新型实施例提供的太阳能电池片中弧形结构的一种结构示意图；

图12为本实用新型中正面主栅电极在焊接冷却过程中的受力分析图；

图13为现有技术中背面主栅电极在焊冷却接过程中的受力分析图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参阅图1、图3和图4，本实用新型实施例的太阳能电池片包括：硅基底1、设置在所述硅基底1正面的正面主栅电极2以及设置在所述硅基底1背面的背面主栅电极3；其中，所述正面主栅电极2的端部设置有向外凸出的弧形结构4，用以减少焊接时焊接区域与非焊接区域交界处的应力；和/或所述背面主栅电极3的两端均呈向外凸出的弧形结构4，用以减少焊接时空开区域6产生的应力。

具体而言，硅基底1可以为p型硅基底或n型硅基底。在硅基底1的正面印刷有分段式银浆；该分段式银浆构成正面主栅电极2，在硅基底的背面印刷有铝浆和分段式银浆，其中，铝浆构成铝背场5；分段式银浆构成背面主栅电极3。在银浆和铝浆的交界处，有一块未印刷浆料、硅基底裸露的区域将背面主栅电极3的银浆和铝背场的铝浆隔开，这部分未印刷浆料的区域称为空开区域。当然，本实施例中的太阳能电池片还可以包括其他与现有技术相同的结构。

在将太阳能电池片组件串焊的过程中，对于电池的正面主栅电极2，电池片和焊带在经历降温冷却过程时，由于焊带与银浆以及硅基材的热膨胀系数不同，在冷却过程中不同材料收缩产生的形变量不同，电极主栅线上焊接区域的形变大于非焊接区域的形变，在两者交界处产生应力，在电池片持续冷却过程中，应力逐渐增大，同时由于应力集中现象，在焊接区域与非焊接区域接触的两个角部区域受力持续增大；当正面主栅电极应力集中点处受力达到一定值时导致该点处产生裂纹；因此，将正面主栅电极2的端部设置为向外凸出的弧形结构4，即可减少焊接时焊接区域与非焊接区域交界处的应力。

对于电池片的背面主栅电极3，电池片在冷却过程中背面焊带7出现收缩形变，形变量大于背面电极以及铝背场5的形变量，受应力集中影响在空开区域6产生应力，随着冷却过程的持续进行应力逐渐增大，当达到一定值时空开区域6位置出现裂纹，因此，将背面主栅电极3的两端均设置为弧形结构4，即可减少焊接时空开区域6产生的应力。

在正面主栅电极2的端部设置向外凸出的弧形结构4或者背面主栅电极3的两端均呈向外凸出的弧形结构4均能起到缓解应力集中从而降低电池正面主栅线两端出现隐裂和虚焊现象的概率；优选的，将正面主栅电极2的端部以及背面主栅电极的两端都设置成弧形结构4，以更好的减少电池正面和背面在焊接过程中出现的应力集中。本实施例中，向外凸出是指沿着正面主栅电极或者背面主栅电极的长度方向，向远离各自端部的方向凸出。

上述显然可以得出，本实施例中提供的太阳能电池片，通过将正面主栅电极2的端部设置为弧形结构4，以减少焊接时焊接区域与非焊接区域交界处的应力；通过将背面主栅电极的两端设置为弧形结构4，以减少焊接时空开区域产生的应力；通过缓解电池片正面主栅电极2和背面主栅电极3的应力集中现象，减小不同材料之间因热膨胀系数不同所导致的形变量差异，进而能有效降低主栅电极端部出现隐裂和虚焊问题的几率。

上述实施例中，优选的，所述正面主栅电极2为多个，所述硅基底正面上沿正面主栅电极2长度方向的两端的各所述正面主栅电极2设置有弧形结构4，且所述正面主栅电极2的弧形结构4靠近所述硅基底上的焊接起始点或焊接终点。

具体而言，可以在将硅基底正面的所有正面主栅电极2的两端均设置为弧形结构4，由于硅基底正面上焊接起始点和焊接终点分别位于硅基底上沿主栅电极长度方向的两端，隐裂问题多出现在焊接起始点和焊接终点，所以在电池片正面两端位置处设置弧形结构4即可，一方面，有针对性的降低了隐裂问题；另一方面，也节约了太阳能电池片的制作成本。

参见图2，上述实施例中，正面主栅电极2包括：正面主栅电极本体21；其中，所述正面主栅电极本体21的两个端部中至少有一个呈弧形结构4。

具体而言，正面主栅电极本体21可以呈条状或片状结构，正面主栅电极本体21的一个端部为弧形结构4或者两个端部均为弧形结构4。弧形结构4可以由半径相同的一段圆弧或椭圆弧组成，也可以由多段半径相同的圆弧或者椭圆弧组成，还可以由半径不同的多段圆弧或椭圆弧组成，本实施例对其不作任何限定。

参阅图5，其示出了背面主栅电极3的具体结构，上述实施例中，背面主栅电极3包括：背面主栅电极本体31；其中，背面主栅电极本体31的两个端部均呈弧形结构4。实际中，背面主栅电极3还可以包括设置在背面主栅电极本体31两侧的触角32；

具体而言，背面主栅电极本体31可以为条状或片状结构，在背面主栅电极本体31的两侧并列排布若干触角32，各触角之间可以呈齿状结构等间距排布在背面主栅电极31的两侧。背面主栅电极本体31两端的弧形结构4与正面主栅电极本体21上的弧形结构4可以相同，也可以不同。

显然可以得出的是，在背面主栅电极本体31的两个端部设置弧形结构4，可以减小空开区域33的应力，从而降低了空开区域33出现隐裂问题的概率。

继续参阅图5和图12，为了进一步减小电池片背面空开区域33的应力，所述背面主栅电极3的空开区域33沿所述背面主栅电极3长度方向的两端延伸出预设长度d。优选的，所述预设长度为1.0-2.0mm，1.0-2.0mm的空开距离减小了背面主栅电极所受到的焊带形变应力，同时可以避免由于空开距离过长造成的铝背场面积减小，进而导致太阳能电池片效率降低的问题。

参见图2、3、5-10，上述各实施例中，弧形结构4具有至少一个弧形段，弧形段为半圆弧、圆弧或椭圆弧。

具体而言，也就是说正面主栅电极2和背面主栅电极3中的弧形结构4均具有一个或多个弧形段，弧形段为半圆弧、圆弧或椭圆弧；当弧形段为半圆弧或者圆弧时，每个弧形段的半径可以相同也可不同。

继续参阅图2，作为上述实施例的一个具体实施方式，所述弧形结构4包括：两个弧形段和一个方形段42；其中，两个所述弧形段41连接在所述方形段42的两端。

具体而言，方形段42可以为矩形结构，弧形段41可以为半圆弧、圆弧或椭圆弧，方形段和其两端的两个弧形段41可以一体成型，构成一胶囊状结构。

优选的，所述方形段42的宽度大于所述正面主栅电极本体21或所述背面主栅电极本体31的宽度；和/或所述弧形段41的最大弦长大于所述正面主栅电极本体21或所述背面主栅电极本体31的宽度。也就是说，仅方形段42的宽度大于正面主栅电极本体21或背面主栅电极本体31的宽度即可，或者仅弧形段41的最大弦长大于正面主栅电极本体21或背面主栅电极本体31的宽度即可，或者以上两种情况同时满足。其中，对于正面主栅电极2而言，方形段42的宽度或弧形段41的最大弦长小于等于电池片正面与其接触的非焊接区域。

参阅图6-图7，作为上述实施例的一个具体实施方式，所述弧形结构4包括：优弧段42和两个过渡圆弧段43；其中，两个所述过渡圆弧段43分别连接在所述优弧段42的两端，用于使所述优弧段42与所述正面主栅电极本体21或所述背面主栅电极本体31圆滑过渡。

具体而言，弧形结构44可以由三段弧组成，一段为优弧段42和两个过渡圆弧段43，为了使得优弧段42与正面主栅电极本体21或背面主栅电极本体31过渡圆滑，以减小应力，两个过渡圆弧段43可以向优弧段42的圆心凸设。

继续参阅图6和图7，所述过渡圆弧段43的半径小于等于所述优弧段42的半径，并且，所述优弧段42的直径大于所述正面主栅电极本体21或所述背面主栅电极本体31的宽度。

具体而言，优弧段的直径大于正面主栅电极本体21或所述背面主栅电极本体31的宽度，可以有利于减少应力。非焊接区域可以为条形区域，其宽度可以大于等于优弧段42的直径。实际设计时，优弧段42和过渡圆弧段43的交界面位于非焊接区域的开口处。过渡圆弧段43的半径、优弧段42的半径以及非焊接区域的宽度可以根据实际情况确定，例如非焊接区域的宽度为1.2cm；优弧段42的半径为0.6cm，过渡圆弧43的半径为0.4cm；优弧段42和过渡圆弧43的半径均为0.4cm。

继续参阅图8-10，上述各实施例中，所述弧形结构44包括至少一个半圆弧段44。

具体而言，也就是说正面主栅电极2和背面主栅电极3中的弧形结构4均具有一个或多个半圆弧段44，当具有多个半圆弧段44时，每个半圆弧段44的半径可以相同也可不同。半圆弧段44的直径可以小于等于非焊接区域的宽度，半圆弧段44两端与非焊接区域的开口处相接触，半圆弧段44可以部分也可以全部延伸至非焊接区域中。

继续参阅图8，作为上述实施例的一个具体实施方式，所述弧形结构4包括一个半圆弧段44且所述半圆弧段44的直径与所述正面主栅电极本体21或所述背面主栅电极本体31的宽度相同。

具体而言，半圆弧段44的直径可以小于等于非焊接区域的宽度。本实施例中，半圆弧段44的直径小于非焊接区域的宽度，例如半圆弧的直径为0.6cm，非焊接区域的宽度为1.2cm。

继续参阅图9和图10，作为上述实施例的一个具体实施方式，所述弧形结构4包括多个依次相连的半圆弧段44；其中，各所述半圆弧段44的直径总和与所述正面主栅电极本体21或所述背面主栅电极本体31的宽度相同。

具体而言，半圆弧段44的个数可以根据实际情况确定，例如可以为3个，每个半圆弧段44的半径可以相等，也可不等。为了加工方便，各个半圆弧段44的半径相等。各个半圆弧段44的直径总和可以小于等于非焊接区域的宽度，例如非焊接区域的宽度为1.2cm，每个半圆弧段44的直径均为0.2cm。

对上述各实施例中的具有弧形结构4的正面主栅电极2和背面主栅电极3分别进行应力分析如下：

参阅图11，其示出了正面主栅电极的受力情况，由于应力集中现象与材料截面形状变化量呈正相关，点c处焊接区域与非焊接区域约呈45°，材料的截面形状变化量较小，相对于现有技术中接区与非焊接区过渡处呈垂直关系而言，材料截面形状变化量大大减小，缓解了此处的应力集中。另外，由于弧形结构4的设计，使得焊接区域与非焊接区域的接触面积较大，因此，正面主栅电极传热速率更快，焊接区域和非焊接区域的温差更小，热胀冷缩过程中材料的形变量更小，由此导致的热应力也更小；由上述两方面可以看出，弧形结构4的正面主栅电极2相对于现有技术中端部呈直线型的电极，在应力集中和热传导方面都具有较大的优势，且弧形结构4也有利于焊接过程的顺利进行。

参阅图12和13，其示出了现有技术中背面主栅电极3的受力情况，受力分析如下式：

f水平＝f形变2-f1＝f形变2-f形变1cosθ①

f垂直＝f形变1*sinθ②

由于隐裂现象与f水平有关，f形变1、f形变2与应力集中系数有关，若要减小水平方向的应力，应减小θ和边缘应力集中系数。由于虚焊与f垂直有关，式②中，若要减小垂直方向的应力，应减小θ，增大焊带和背面主栅电极之间的附着力。

因此，增加空开区域33沿背面主栅电极长度方向的延伸长度，可以减小θ角度；将背面主栅电极3的两端设置为弧形结构4，可以减小应力集中系数。

由上述两方面可以看出，将背面主栅电极3的两端设置成弧形结构4，减小应力的同时有利于焊接过程的顺利进行；进一步的，增加空开区域33长度，减小θ角度，可进一步改善隐裂和虚焊的不良现象。

为了验证本实用新型提供的太阳能电池片的性能，选用本实用新型中的电池片300片，调整助焊剂喷涂以及焊带位置使电池两面的主栅电极两端被焊带完全覆盖并焊接，通过红外缺陷测试仪(el测试仪)测试焊接后的电池片主栅电极两端的隐裂率为0％。

在相同焊接条件下，对电极主栅线两端进行拉力测试，本实用新型的电池片正面主栅电极两端所能承受的拉力较现有技术中电池片正面主栅电极两端所能承受的拉力高出4n左右。

综上，本实用新型中，通过将正面主栅电极的端部设置为弧形结构，以减少焊接时焊接区域与非焊接区域交界处的应力；通过将背面主栅电极的两端设置为弧形结构，以减少焊接时空开区域产生的应力；通过缓解电池片正面主栅电极和背面主栅电极的应力集中现象，减小不同材料之间因热膨胀系数不同所导致的形变量差异，进而能有效降低主栅电极端部出现隐裂问题的几率；进一步的通过增加背面空开区域的长度，可进一步改善隐裂和虚焊的不良现象。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。