一种背接触工艺电池片及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及背接触太阳能电池技术，特别涉及一种可减少工作电流的背接触工艺电池片及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着能源价格的上涨，开发利用新能源成为当今能源领域研究的主要课题。由于太阳能具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，研究太阳能发电成为开发利用新能源的主要方向。利用太阳能电池发电是当今人们使用太阳能的一种主要方式，传统太阳能电池片为正面有电极主栅线结构，正面电极主栅线会遮挡一部分太阳光，降低了整体电池片转换效率;采用正面无遮挡设计的电池可以实现更加高的转换效率和功率输出，对应的组件产品将实现更加高的输出和发电能力，降低应用端的成本这是发展的趋势和方向。
[0003]但当前的正面无遮挡的组件应用有MWT背接触式电池片的组件产品，实际市场上在MWT电池片对应组件整体的设计和工艺路径方面有待改善，当前的背接触实际遇到电池片设计和组件设计工艺的挑战，可以实现电池片效率高输出，但电池片和电池片组件整体的制造成本居高不下，导致到这种技术的产品应用没有被市场接受，至今停留在非常小的实验和小产能应用上。这其中的原因主要是，在电池片端面临设计的方向和对应组件的设计工艺选择，而其中的核心有两点，其一是组件的设计往往需要昂贵的导电背板，其二是组件的焊接工艺难以实现自动化的流程。
[0004]图1是现有技术中背接触MffT电池片的结构示意图。如图1所示，电池分为第一导电类型区域11和第二导电类型区域12，第一导电类型区域11和第二导电类型区域12之间形成PN结。第一导电类型区域11可以为硅基的P型轻掺杂区，与之对应，第二导电类型区域12为N型重掺杂区。或者第一导电类型区域11可以为硅基的N型重掺杂区，与之对应，第二导电类型区域12为P型轻掺杂区。电池片正面包括用于收集电流的副栅电极(其位置与纸面平行)。电池片正面还设置有减反膜19，减反膜19可以为多种材质，如SiNx型减反膜。电池片背面包括用于汇集副栅电极电流的主栅电极15和用于引出电流的背面电极17。主栅电极15和背面电极17之间设置有绝缘区域16。电池片衬底上包括多个汇流孔13，副栅电极通过汇流孔13与主栅电极15相连接，副栅电极收集的电流由汇流孔13传输给主栅电极15。电池片背面还设置有铝背电场18。
[0005]可见在背接触电池片设计好之后，需要由背面的主栅电极和背面电极将电流引出，将电池片组装为电池片组件之后，还需将多组主栅电极和背面电极的电流高效引出。
[0006]为了使电池片可组为电池片组件，当前市场主流的背接触电池片设计趋势分两种，一种是在电池片之间设计适合组件焊带的焊接工艺的模式，一种是采用背板的导电电路设计形成电路的工艺模式。
[0007]图2是现有技术中的焊接工艺的一个实施例示意图。可由图2看出，每个电池片21均会引出多个电池正极与电池负极，则采用的组件焊带的焊接工艺将其连接时，需要间隔连接处于多个位于不同位置的电池正极和电池负极，由于其焊带22的焊接位置需时常变化，无法连续的自动化焊接，这会导致焊接工艺自动化程度很低，无法提高生产效率。
[0008]图3是现有技术中的背板的导电电路的一个实施例示意图。可由图3看出，背板的导电电路连线十分复杂，因而印刷工艺也很复杂。
[0009]图2和图3显示了在背接触太阳能电池片的现有技术中的两个核心问题，这两个问题使得背接触太阳能电池片综合的制造成本昂贵，虽然其效率很高，但是产品却无法被市场普遍接受，产品发展滞后于其应有的发展速度。
[0010]另外，常规的背接触太阳能电池片还有一个缺点，即大电流对穿孔的电流长期发热的困扰，导致电池片的长期的性能潜在风险，而且对汇流孔的穿孔工艺和填料要求严格，导致制作工艺复杂，成本高。
【发明内容】
[0011]针对现有技术的不足，本发明公开了一种适合使用自动化生产与组装的方式将其组为电池片组件，且工作电流小，制作工艺简单的背接触工艺电池片及其制作方法。
[0012]本发明的技术方案如下:
[0013]一种背接触工艺电池片，电池片正面包括用于收集电流的副栅电极；电池片衬底上包括多个汇流孔；电池片背面包括用于汇集副栅电极电流的主栅电极和用于引出电流的背面电极;所述副栅电极通过汇流孔与所述主栅电极相连接;其特征在于:所述背面电极为一字型，只有一组;位于电池片背面、与汇流孔位置一一对应的主栅电极成一字型排列，与所述背面电极平行且分别位于电池片背面的两端;主栅电极周围印刷有一字型的绝缘层区域。
[0014]其进一步的技术方案为:所述汇流孔排成一排或者多排；当汇流孔排成多排的时候，相临的两个汇流孔位于不同的两排。
[0015]其进一步的技术方案为:所述汇流孔个数为3?15个;相邻的汇流孔之间的距离相等。
[0016]其进一步的技术方案为:多组副栅电极纵向平行设置，与多个汇流孔一一对应;还包括多组防断路电极，与副栅电极垂直交叉设置。
[0017]—种如上述的背接触工艺电池片的其制作方法:
[0018]步骤1、使用常规的背接触工艺在单晶硅片上印刷制作电池片，电池片制作好之后，每张印刷有电池片的原片的背面包括互相平行的多对背面电极与主栅电极；
[0019]步骤2、以一对背面电极与主栅电极所在的区域为一个电池片区域;在相邻电池片区域之间设置裁切线，所述裁切线与背面电极相平行；
[0020]步骤3、沿裁切线进行裁切，得到单片的电池片。
[0021]其进一步的技术方案为:每张原片包括面积等分的3?10个电池片区域。
[0022]本发明的有益技术效果是:
[0023]1、本发明所述的电池片，在结构方面，电池片的正面没有电极主栅线，则对太阳光无遮挡，可提高电池片转换效率，减少电池片功率损耗；
[0024]2、本发明切割之后的电池片，汇流孔中流过的电流将大大减小，这使得汇流孔的寿命增加，且对汇流孔的制作要求也相应降低，进而相应降低材料成本。现有技术中的电池片，均是在同一片硅片上印刷好电池片之后直接引出电流，假设其工作电流为I，则其有η个汇流孔，每个汇流孔之中的电流为I/n，若使用本发明所述的技术将其切割为m片之后，其工作电流将变为1/m，则每个汇流孔之中的电流为1/mn，显而易见，其工作电流减小，根本性地解决对汇流孔的电流过热的风险影响。
[0025]3、本发明可根据需要在同一片硅片上同时制作3片?10片电池片，然后进行划片切割，制作完成单片新设计的背接触MWT工艺结构电池片，等分之后的电池板形成可以完全独立的电路，可以根据不同组件需求进行电路连接，以制作多样式的组件版型;本发明通过对称等份物理分割，实现组件的小电池片作为单元，通过小单元电池片的对称电极设计，在后续的组件制作过程中，可采用焊带电路焊接实现连接，实现非常好的电路连接互联，非常低的热损耗。形成最终的电池串联及电路互联。这样通过与传统焊带完全正交的焊接连接模式，实现自动化的电路连接，也实现无需导电背板导电胶等昂贵材料，实现低成本高度自动化的工艺设计。解决前面的制造工艺高成本的困扰，实现高组件功率输出同时低制作成本。
[0026]4、本发明所述的电池片上，可以根据需求制作成3个?15个汇流孔，具体可以根据工作电流的不同需求进行选择；
[0027]5、在电池片背面的汇流孔处，主栅电极形成一个直的通道或者直线，可以通过二次印刷绝缘的隔离层，实现整个电极穿孔区域形成一个相互绝缘的隔离层连线成一个通道，有利于将电池片连接为电池片组件，并且特别适合组件的自动化的生产流程。
[0028]6、本发明不仅限于MWT技术的背接触电池片，还适用于PERC电池片工艺。IBC电池片工艺或者黑硅电池片工艺，非常容易实现电池片的效率最大化，可快速将电池片的效率提升至21%并量产纳入组件的应用，实现行业的电池片效率快速升级，降低最终的综合成本。
【附图说明】
[0029 ]图1是现有技术中背接触MWT电池片的结构示意图。
[0030]图2是现有技术中的焊接工艺的一个实施例示意图。
[0031]图3是现有技术中的背板的导电电路的一个实施例示意图。
[0032]图4是本发明的电池片正面示意图。
[0033]图5是本发明的电池片背面示意图。
[0034]图6是本发明的具有多排汇流孔的电池片正面的示意图。
[0035]图7是实施例1的印刷有电池片的原片正面不意图。
[0036]图8是实施例1的印刷有电池片的原片背面示意图。
[0037]图9是实施例2的印刷有电池片的原片正面不意图。
[0038]图10是实施例2的印刷有电池片的原片背面示意图。
[0039]图11是实施例3的印刷有电池片的原片正面示意图。
[0040]图12是实施例3的印刷有电池片的原片背面示意图。
[0041]图13是实施例4的印刷有电池片的原片正面示意图。
[0042]图14是实施例4的印刷有电池片的原片背面示意图。
【具体实施方式】
[0043]图4是本发明的电池片正面示意图。图5是本发明的电池片背面示意图。电池片正面包括用于收集电流的副栅电极3，电池片背面包括用于汇集副栅电极电流的主栅电极8和用于引出电流的背面电极5。电池片衬底包括多个汇流孔4，可由电池片的正面看到汇流孔
4。副栅电极3通过汇流孔4与电池片背面