P型晶體硅背接觸雙面電池的組串連接結構、組件及方法與流程

本發明屬于太陽能電池技術領域，特別涉及一種P型晶體硅背接觸雙面電池的組串連接結構、組件及方法。

背景技術：

目前，晶體硅太陽能電池占太陽能電池全球市場總額的90％以上，晶體硅電池片的產線轉換效率目前已突破21％，全球年新增裝機容量約70GW且增速明顯，與火力發電的度電成本不斷縮小，在未來幾年有望與之持平。晶體硅太陽能電池作為一種清潔能源在改變能源結構、緩解環境壓力等方面的重要作用日益凸顯。

晶硅電池組件是光伏發電的核心終端單元，其轉換效率與成本將極大影響光伏電站的經濟收益。P型晶體硅電池組件由于生產工藝成熟、制造成本低，在目前及今后相當長的一段時間內仍占據絕大部分市場份額。

P型晶體硅太陽能電池組件要想繼續保持競爭力、獲得更大的發展與應用，必須進一步提高轉換效率，同時降低生產成本。最有效的方法是不斷提高晶體硅電池的轉換效率。比如在P型晶體硅雙面PERC電池中引入MWT技術，不但可以減少電池正面的光遮擋面積，還可以通過背面的鈍化膜防止電極卷繞后漏電。但這種P型背接觸雙面電池片的組串連接通常要使用導電背板、導電膠，需要增加點膠、EVA打孔、對準等工序，工藝要求及生產成本較高，與現有組件封裝設備的兼容性較差。

技術實現要素：

本發明的目的是提供了P型晶體硅背接觸雙面電池的組串連接結構、組件及方法，通過電流導流條、電流收集帶及導電連接帶將相鄰電池連接起來，形成電池組串。在滿足P型晶硅背接觸雙面電池封裝要求的同時，大大增強了與現有組件封裝工藝的融合度，提高了組件的轉換效率，簡化了工藝，降低了生產成本。

為達到上述目的，本發明采用的制備技術方案為：

一種P型晶體硅背接觸雙面電池的組串連接結構，包括至少兩個P型晶體硅背接觸雙面電池片，該電池片背面間隔排布有正極導流條和負極導流條，正極導流條連接每行的背面正極細柵線，負極導流條連接每一列的多個過孔電極，正極導流條與負極導流條相互電絕緣；

相鄰電池片的正極導流條與負極導流條通過導電連接帶串聯形成電池組串；或者電池片的正極導流條與負極導流條分別匯集于電池片對邊的正極電流收集條和負極電流收集條，形成指叉狀電極結構，相鄰電池片的正極電流收集條與負極電流收集條通過導電連接帶串聯形成電池組串。

所述的P型晶體硅背接觸雙面電池片由正面至背面依次包括：正面負極細柵線、正面減反射膜、正面鈍化膜、N型摻雜層、P型晶硅基體、第一背面鈍化膜、第二背面鈍化膜和背面正極細柵線；電池正面排布的正面負極細柵線收集電子，并通過穿透電池片的過孔電極導入背面的負極導流條；電池背面的背面正極細柵線和背面正極主柵線分布于過孔電極以外的區域，電池背面收集的空穴導入背面的正極導流條。

所述的背面正極細柵線為一組或多組相互平行的線段，長度為10～80mm，寬度為30～300um，相鄰兩行線段的間距為1～4mm。

所述的每一組背面正極細柵線與至少一個正極導流條相交，單個正極導流條的寬度為0.5～5mm。

所述的正極導流條為背面正極主柵線或粘結在主柵線上的導電連接帶；所述的負極導流條為連接每一列過孔電極上的負極主柵線或粘結在每一列過孔電極上的導電連接帶。

所述的導電連接帶為焊帶、反光焊帶或透明導電條；所述正極電流收集條和負極電流收集條為焊帶、反光焊帶、透明導電條或正、負極主柵的延伸結構。

所述的正極導流條和負極導流條相互平行，正極導流條與背面正極細柵線相互垂直。

所述的電池片為整片P型單/多晶電池，或分片后P型單/多電池。

一種雙面發電的光伏組件，包括所述的P型晶體硅背接觸雙面電池的組串連接結構，光伏組件由正面至背面依次疊層上透光材料、正面封裝膠膜、組串連接結構、背面封裝膠膜、下透光材料；組串連接結構中，相鄰電池片之間的導電連接帶正面設置反光結構。

一種雙面發電的光伏組件的制作方法，包括以下步驟：

1)在P型晶體硅背接觸雙面電池背面的背面正極主柵線上制作正極導流條，以及在每一列過孔電極上制作負極導流條；使得正極導流條與負極導流條延伸至電池片的端部，或者使得正極導流條與負極導流條分別匯集于電池片背面對邊的正極電流收集條和負極電流收集條，形成指叉狀電極結構；

2)用導電連接帶將相鄰電池的正極導流條與負極導流條串聯形成電池組串；或用導電連接帶將相鄰電池的正極電流收集條與負極電流收集條串聯形成電池組串；

3)按上透光材料、封裝膠膜、電池組串、封裝膠膜、下透光材料的順序疊層；

4)將步驟3)形成的疊層于層壓機中進行層壓處理，使封裝膠膜發生交聯，將電池組串和透光材料結合為一個整體；

5)經削邊、裝框、安裝接線盒處理，形成用于雙面發電的光伏組件。

相對于現有技術，本發明具有以下效益：

本發明組串連接結構通過正極導流條連接背面正極細柵線，負極導流條連接過孔銀電極，正極導流條與負極導流條相互電絕緣；正極導流條與負極導流條通過導電連接帶連接形成電池組串；或者電池片的正極導流條與負極導流條分別匯集于電池片對邊的對應的電流收集條，再通過導電連接帶13連接形成電池組串。這種連接結構簡化了正面電極卷繞所帶來的電池片連接工藝復雜的問題。在滿足P型晶硅背接觸雙面電池封裝要求的同時，大大增強了與現有組件封裝工藝的融合度，提高了組件的轉換效率，簡化了工藝，降低了生產成本。

進一步，本發明的P型晶體硅背接觸雙面電池片在背面鈍化電池技術中引入正面電極卷繞技術，使兩種高效晶硅電池技術很好的結合在一起，其效果明顯好于單獨使用其某一項技術。通過減少電池正面電極的光遮擋面積，使電池的正面得到改善；同時電池背面的鈍化膜很好的解決了金屬卷繞中的漏電問題。此外，將電池背面的局部鋁電極改為鋁細柵線，使電池具有雙面發電的功能。

本發明的光伏組件結構，通過采用上述組串連接結構，使得整個組件封裝工藝的融合度，提高了組件的轉換效率，簡化了工藝，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是P型晶體硅背接觸雙面電池沿背面正極主柵線方向的局部剖面示意圖；

圖2是導流條與收集條形成的指叉狀背面電極結構示意圖；

圖3是指叉狀電極結構的電池片連接示意圖；

圖4是相互平行且等間距分布的背面正、負極導流條示意圖；

圖5是平行導流條直線連接示意圖；

圖6是P型晶體硅背接觸雙面電池連接組件的示意圖。

其中，1為減反射膜，2為正面鈍化膜，3為N型膜，4為P型基體，5為背面鈍化膜，6為背面鈍化膜，7為背面正極細柵線，8為過孔電極，9為負極電流收集條，10為正極導流條，11為負極導流條，12為正極電流收集條，13為導電連接帶，14-1為上透光材料，14-2為下透光材料，15為反光結構，16為封裝膠膜。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的一種P型晶體硅背接觸雙面電池的組串連接結構，所述電池的結構特征如下：P型雙面晶硅電池從正面至背面包括：正面負極細柵線、減反射膜1、正面鈍化膜2、N型摻雜層3、P型晶硅基體4、背面鈍化膜5、背面正極細柵線7、背面正極主柵線、背面負極過孔電極8及主柵線。電池正面的正面負極細柵線收集電子，并通過過孔電極8導入背面的負極主柵線；背面的鈍化膜很好的隔離了電池背面的正負極，避免漏電；電池背面正極細柵線分布于非過孔電極區域，將電池背面收集的空穴導入背面正極主柵線。背面正極細柵線為一組或多組相互平行的線段，長度為10～80mm，寬度為30～300um，相鄰兩個線段之間的間距為1～4mm。

每一組背面正極細柵線與至少一個背面正極主柵線垂直相交，背面正極主柵線的個數為3～15根，單個背面正極主柵線的寬度為0.5～5mm。

如圖2至圖5所示，按背面電極圖形，使電池的負極導流條11與正極導流條10間隔平行排布在電池的背面，二者之間保持電絕緣。相鄰電池片的正極導流條10與負極導流條11通過導電連接帶13連接形成電池組串；或者電池片的正極導流條10與負極導流條11分別匯集于電池片對邊的對應的電流收集條12和9，形成指叉狀電極結構，相鄰電池片的正極電流收集條與負極電流收集條通過導電連接帶13連接在一起，形成電池組串。

本發明一種P型晶體硅背接觸雙面電池的組串連接方法，具體步驟如下：

(1)在P型晶體硅背接觸雙面電池背面的背面正極主柵線上制作正極導流條10，以及在每一列過孔電極8上制作負極導流條11；或者，P型晶體硅背接觸雙面電池背面的正極導流條10與負極導流條11分別匯集于電池片背面對邊的電流收集條(負極電流收集條9和正極電流收集條12)，形成指叉狀電極結構，如圖2至圖5所示。

所述正極導流條10為背面正極主柵線或粘結在主柵線上的導電連接帶；

所述負極導流條11為連接每一列過孔電極上的負極主柵線或粘結在每一列過孔電極上的導電連接帶；

所述導電連接帶13為普通焊帶、反光焊帶或透明導電條，導電連接帶的寬度為0.5～5mm；

所述電流收集條9和12為普通焊帶、反光焊帶、透明導電條或正、負極主柵的延伸結構，電流收集條的寬度為0.5～5mm；

所述電池片為行業內標準的整片P型單/多晶電池，或分片后的非整片P型單/多電池；

(2)用導電連接帶13將相鄰電池的正極導流條10與負極導流條11連接起來，形成電池組串；或用導電連接帶13將相鄰電池的正極電流收集條12與負極電流收集條9連接起來，形成電池組串。

(3)如圖6所示，按上透光材料14-1、封裝膠膜16、電池組串、封裝膠膜16、下透光材料14-2的順序疊層。

所述透光材料為超白鋼化玻璃、透光有機材料；

所述封裝膠膜16為EVA、PVB、POE等。

(4)將步驟(3)形成的疊層于層壓機中進行層壓處理，使封裝膠膜發生交聯，將電池組串和正、背面的透光材料結合為一個整體。

(5)經削邊、裝框、安裝接線盒等工序處理，形成可用于雙面發電的光伏組件。

實施例1：

(1)在整片P型單晶硅背接觸雙面電池背面的正極銀主柵線上制作寬度為1.5mm的正極反光焊帶；在每一列過孔銀電極上制作寬度為1.5mm的負極反光焊帶。相鄰電池片的正、負極反光焊帶連通，將電池片連接為電池組串。

(2)按超白鋼化玻璃、EVA、電池組串、EVA、超白鋼化玻璃的順序疊層。

(3)將步驟(2)形成的疊層于層壓機中進行層壓處理，使EVA發生交聯，將電池組串和正、背面超白鋼化玻璃結合為一個整體。

(4)經削邊、裝框、安裝接線盒等工序處理，形成可用于雙面發電的光伏組件。

實施例2：

(1)在電池片的電極制作過程中，背面正極主柵線設有2mm寬的正極伸結構，該延伸結構位于靠近硅片邊沿的一側，與背面正極主柵線垂直相交；每一列過孔電極通過銀柵線連接起來，在硅片邊沿的另一側并形成2mm寬的負極延伸結構，該延伸結構與過孔電極上的銀柵線垂直相交。正、負極延伸結構在電池的背面相對排布。

(2)在電池的正、負極延伸結構上涂覆錫膏，并將相鄰電池的正極延伸結構與負極延伸結構通過3mm寬的銅帶結合在一起，形成電池組串。

(3)按超白鋼化玻璃、PVB、電池組串、PVB、超白鋼化玻璃的順序疊層。

(4)將步驟(2)形成的疊層于層壓機中進行層壓處理，使PVB發生交聯，將電池組串和正、背面超白鋼化玻璃結合為一個整體。

(5)經削邊、裝框、安裝接線盒等工序處理，形成可用于雙面發電的光伏組件。

以上，僅為本發明的較佳實施例，并非僅限于本發明的實施范圍，凡依本發明專利范圍的內容所做的等效變化和修飾，都應為本發明的技術范疇。