一種背接觸式太陽能電池的小芯片電極引出方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種用高效能背接觸式太陽能電池加工成各種高效能小型化電池芯片的電極引出方法，屬太陽能電池技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，背接觸式太陽能電池由于發電效率高被廣泛應用，研究人員不斷研究開發出許多結構不同的背接觸式太陽能電池(以下簡稱背接觸電池或電池)。背接觸式電池是指發射區η+的電極和基區p+的電極均位于硅太陽能電池背面的一種硅基片太陽電池，背接觸電池消除了電池正面柵線電極的遮光損失，有效提高了電池利用率和轉化效率;易組裝，正負極均在背面，組件封裝共面連接，電池片間隔減小，使封裝密度提高，難度降低。電池的正面沒有凃錫帶，受光面均一、美觀。美國公司SUNP0WER的專利技術US7339110B1給出了一種典型的背接觸式電池，電池的正負極均位于電池的背面，正負極柵線呈交錯布置，正負極呈間隔排列。背接觸式電池不僅是用于大型電站的光伏組件，同時背接觸式電池被切割成尺寸較小的背接觸式的電池芯片(以下簡稱芯片)，被廣泛應用于消費類電子產品及小型電子產品中。現有技術，用背接觸式電池制成芯片，是采用高精度PCB板對位的電極引出工藝，如中國專利申請號為201410283104.8和申請號為201380017058.1，用高精度PCB版為基底，完成背接觸式電池切割及電極柵線與PCB板的電路串接引出，此材料成本和機械設備成本高昂O
【發明內容】
[0003]本發明針對上述現有技術存在問題，特別是背接觸式電池被精細加工成各種尺寸芯片，其電極引出方法，已成為本領域技術人員亟待解決的關鍵技術。
[0004]鑒于此，本發明的首要目的是降低芯片加工成本，避免背接觸電池二次加工切割過程中電極引出柵線偏差。
[0005]本發明的再一個目的是背接觸電池被加工成芯片的電極引出端方法問題。
[0006]本發明的技術解決方案是:一種背接觸式太陽能電池的小芯片電極引出方法
，包括位于硅原基片的背光面上η+區和ρ+區的正負電極，及間隔排列的相異極柵，其技術特征在于在背接觸電池的背電極面，采用柵線絕緣涂層網版，采用掩膜絲網印刷工藝，把絕緣層漿料絲印到基片的相應位置，形成擬切割出的每個電池芯片的正負電極引出端相異極性柵線的絕緣層；
優選的，采用柵線匯流導電層網版，采用掩膜絲網印刷工藝，把導電層漿料絲印到背電極面絕緣層區域的絕緣層，形成擬切割出的每個電池芯片的正負電極引出端柵線匯流的導電層。
[0007]優選的，擬切割出的每個電池芯片的絕緣層，所使用的絕緣層漿料是UV紫外光固型或熱固型環氧樹脂絕緣油墨。
[0008]采用柵線絕緣涂層網版，采用掩膜絲網印刷工藝，把絕緣層漿料絲印到基片的相應位置，形成擬切割出的每個電池芯片的正負電極引出端相異極性柵線的絕緣層；
采用柵線匯流導電層網版，用掩膜絲網印刷工藝，把導電層漿料絲印到背電極面絕緣層區域的絕緣層，形成擬切割出的每個電池芯片的正負電極引出端柵線匯流的導電層。
[0009]優選的，相異極性柵線的絕緣層上分別覆蓋導電層是覆蓋在未覆蓋絕緣層的相異極性柵線上實現匯集電流導通。
[0010]優選的，所述芯片的正負電極引出端的導電層是覆蓋在相異極性柵線匯流層的絕緣膜上，包括一種可焊電極引出線的導電層，或采用導電型材包括帶導電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶的導電金屬帶材形成導電層。
[0011]包括制備絕緣層的基片，在背接觸電池的背電極面上，采用柵線絕緣涂層網版，掩膜絲網印刷工藝，把絕緣層漿料包括UV紫外光固型或熱固型環氧樹脂絕緣油墨絲印到基片的相應位置，形成擬切割出的每個芯片的正負電極引出端相異極性柵線的絕緣層;UV紫外光固型的光固化溫度設置為45?80°C，使用熱固型環氧樹脂絕緣油墨，固化溫度設置為100?160°C。
[0012]在制備好絕緣層的基片上，采用柵線匯流導電層網版，采用掩膜絲網印刷工藝，把導電層用包括銅漿、銀漿、錫膏漿料在內的任選其中一種導電漿料絲印到背電極面絕緣層區域的相應位置，形成擬切割出的每個電池芯片的正負電極匯流導電層；或采用導電型材包括帶導電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶的導電金屬帶材，任選其中一種導電型材匯流形成引出電極的導電層，則采用熱壓或靜壓設備，把導電材料貼合到已制備好絕緣層的基片上擬切割出的每個電池芯片的正負電極引出區域相應位置，以形成每個電池芯片的正負電極匯流及引出電極端。如使用銅漿作為導電層漿料，采用0.06?0.15mm厚的鋼板網絲印，固化溫度設置為130?170° C;如使用銀漿作為導電層漿料，采用0.06?0.15mm厚的鋼板網絲印，固化溫度設置為120?150°C;如使用低溫錫膏作為導電層漿料，采用0.1?0.2mm厚的鋼板網絲印，用回流爐固化，固化溫度設置為130-170° C，傳送帶速度設置為0.6-1.2m/min。
[0013]所說電極匯流導電層為不可焊材料，則需在其表面按每個電池芯片的正負引出電極位置和焊盤尺寸需求，再絲印可焊電極層(如可焊銅漿、銀漿、錫膏等)，以作電極引出線的焊接電極。如使用可焊銅漿作為焊盤漿料，采用0.04?0.08_厚的鋼板網絲印，固化溫度設置為130?170° C;如使用可焊銀漿作為焊盤漿料，采用0.04?0.08mm厚的鋼板網絲印，固化溫度設置為120?150° C;如使用低溫錫膏作為焊盤漿料，采用0.1?0.2mm厚的鋼板網絲印，采用回流爐固化，中心固化溫度設置為130?170° C。
[0014]采用高精度激光硅片切割機或砂輪硅片切割機，按背電極硅太陽能電池芯片擬切割出的每個小電池芯片的切割位置設計圖，把背電極硅太陽能電池芯片切割成帶獨立正負極輸出電極的小電池芯片。
[0015]本發明產生的積極效果:
可按功率需求將背電極硅太陽能電池裁切成任形狀尺寸的小電池芯片，形成太陽能電池組件的小型化和高電壓輸出的芯片。
[0016]芯片合格率達99%以上，通過芯片掩膜絲印網版圖形和套位標志的特殊設計，及制作過程的高精度控制，消除了電池芯片的電極柵線匯流時因套位誤差導致的相鄰近正負極柵線之間的短路問題。
[0017]無需預定位，與現行SMT技術加工背電極娃太陽能電池芯片工藝相比小電池芯片切割后，用焊接方法串接成組件，無需對每一個小電池做精確的預定位來實現組件的串接，極大的提高了生產效率。
[0018]節省了加工成本，采用本芯片串接技術，材料只需普通導線或通用涂錫帶，用普通烙鐵便可完成組件串接，節省了太陽能電池組件的加工成本。現行SMT加工背電極硅太陽能電池芯片工藝，采用高精度PCB板為基底，用SMT機及回流焊機完成太陽能電池組件串接，材料成本和機械設備成本非常高昂。
[0019]特別是絕緣層制作的制作，為制作匯流導電層作了很好的鋪墊，有效防止電池背面用于制作匯流導電層時正負柵狀電極短路。絕緣漿料固化后不存在因偏移造成的短路。
【附圖說明】
[0020]圖1.是美國專利US7339110B1的背接觸電池的剖面結構示意圖，圖中，背接觸電池10的正極柵線50和負極柵線52間隔排列。
[0021]圖2.是美國專利US7339110B1的背接觸電池的背光面結構示意圖。
[0022]圖3.是本發明的背接觸電池10切割后的電池芯片的背光面電極引出結構示意圖，圖中的絕緣層I在兩端分別覆蓋正極柵線50和負極柵線52，在絕緣層I上覆蓋導電層2，導電層2在兩端分別將未覆蓋絕緣層I的負極柵線52和正極柵線50匯流導通。
[0023]圖4.是圖3中A-A剖面結構示意圖，絕緣層I覆蓋負極柵線52，導電層2將正極柵線50匯流導通。
[0024]圖5.是圖3中B-B剖面結構示意圖，絕緣層I覆蓋正極柵線50，導電層2將負極柵線52匯流導通。
[0025]圖6.是本發明實施例1的背接觸電池切割前的背光面電極引出結構示意圖，在背接觸電池10的背光面切割前對應電池芯片的位置上絲印絕緣層I和導電層2。
[0026]圖7.是圖6中的背接觸電池10切割后上邊位置的電池芯片的電極引出結構示意圖，正極引出端是背接觸電池10本身的正極端5，負極引出端是將背接觸電池10的正極柵線50先用絕緣層I覆蓋，再用導電層2將負極柵線52匯流導通。
[0027]圖8.是圖6中的背接觸電池10切割后中間位置的電池芯片的電極引出結構示意圖，正極引出端是將背接觸電池10的負極柵線52先用絕緣層I覆蓋，再用導電層2將正極柵線50匯流導通，負極引出端是將背接觸電池10的正極柵線50先用絕緣層I覆蓋，再用導電層2將負極柵線52匯流導通。
[0028]圖9.是圖6中的背接觸電池10切割后下邊位置的電池芯片的電極引出結構示意圖，正極引出端是將背接觸電池10的負極柵線52先用絕緣層I覆蓋，再用導電層2將正極柵線50匯流導通，負極引出端是背接觸電池10的本身的負極端6。
[0029]圖10.是本發明實施例2的正面結構示意圖，當導電層2為不可焊材料時，在導電層2上絲印可焊層3。
[0030]圖11.是圖10中的C-C剖面結構示意圖。
[0031]圖12.是本發明實施例3的剖面結構示意圖，導電層2采用帶導電膠層7的銅帶8，導電膠層7與粘結在負極柵線52(或正極柵線50)和絕緣層I上。
[0032]圖13.是圖12中的帶導電膠層7的銅帶8，在銅帶8的下面有一層導電膠層7。
【具體實施