太阳能电池片和光伏组件的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域，特别是涉及一种太阳能电池片和光伏组件。


背景技术：

2.随着光伏产业化技术的迅速发展，为了满足低成本和高发电量的需求，无主栅电池片技术应运而生，但在现有的无主栅技术中，通常通过胶点将焊带固定在副栅上，并使焊带与副栅进行焊接，由于副栅排列密集，胶点易涂覆在副栅与焊带之间的接触点上，进而影响搭接性能和后续器件的稳定性，并且焊带与副栅之间的接触点面积过小，导致易出现虚搭、无法搭接以及断栅等问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对现有技术中无主栅技术采用焊带与副栅之间接触的方式，导致易出现虚搭、无法搭接以及断栅的问题，提供一种太阳能电池片和光伏组件。
4.为了实现上述目的，本技术提供了一种太阳能电池片，包括：
5.半导体基片；
6.多个副栅结构，位于所述半导体基片的受光面且沿第一方向排列，相邻的两个所述副栅结构之间设有间隙，每一所述副栅结构包括多个细栅以及多个细栅连接线；
7.其中，在同一所述副栅结构中，多个所述细栅平行设置且沿所述第一方向间隔排列，每一所述细栅连接线与各所述细栅连接，所述细栅连接线用于与焊带形成电连接。
8.在其中一个实施例中，每一所述副栅结构的细栅包括一个第一子细栅和至少一个第二子细栅，所述细栅连接线与所述第一子细栅连接以形成主搭接点，所述细栅连接线与所述第二子细栅连接以形成至少一个副搭接点；
9.其中，所述第一子细栅在所述半导体基片上的正投影尺寸大于所述第二子细栅的正投影尺寸，以使所述主搭接点与所述焊带的连接优先级高于所述副搭接点与所述焊带的连接优先级。
10.在其中一个实施例中，每一所述副栅结构的第二子细栅数量为偶数，位于所述第一子细栅两侧的所述第二子细栅呈对称设置。
11.在其中一个实施例中，每一所述副栅结构的第二子细栅数量为奇数；
12.其中，在同一所述副栅结构中，所述第二子细栅与所述第一子细栅沿所述第一方向交替分布。
13.在其中一个实施例中，还包括：
14.导电结构，设于每一所述副栅结构的主搭接点表面，以使所述焊带通过所述导电结构与所述主搭接点连接。
15.在其中一个实施例中，所述第一子细栅与所述细栅连接线相交区域的尺寸大于所述第一子细栅除所述相交区域外的其他区域的尺寸。
16.在其中一个实施例中，所述焊带的正投影覆盖相连接的所述细栅连接线。
17.在其中一个实施例中，任意相邻的两个所述副栅结构中的细栅连接线沿第二方向呈对齐排列，所述第二方向与所述第一方向正交。
18.在其中一个实施例中，在任意相邻的两个所述副栅结构中，任一所述副栅结构的细栅连接线通过第三子细栅与相邻副栅结构在所述第一方向上相对齐的细栅连接线连接；
19.其中，所述第三子细栅在所述第二方向上的尺寸小于所述细栅连接线在所述第二方向上的尺寸。
20.本技术提供一种光伏组件，包括：
21.如上所述的太阳能电池片；以及
22.多个焊带，与所述半导体基片受光面的多个细栅连接线一一对应。
23.上述太阳能电池片和光伏组件，通过在半导体基片的受光面设置多个沿第一方向间隔排布的副栅结构，每一副栅结构包括多个细栅，以及多个连接于各细栅的细栅连接线，在无需设置主栅结构的情况下，通过增加与焊带进行搭接的细栅连接线的方式，细栅连接线将各细栅收集到的电流导至焊带，在降低栅线银耗量和减少栅线遮挡面积的同时，还能提高焊带的搭接性能，有效改善电池片的电流传输路径，并减少因断栅虚搭造成的损耗，以提高太阳能电池片光生载流子的传输效率以及后续电池片的稳定性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为一实施例中提供的太阳能电池片的俯视结构示意图之一；
26.图2为一实施例中提供的太阳能电池片的俯视结构示意图之二。
27.附图标记说明：
28.半导体基片：100；副栅结构：200；细栅连接线：210；第一子细栅：220；第二子细栅：230；焊带：300；导电结构：400。
具体实施方式
29.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
31.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
32.目前光伏产品的发展仍然以硅基太阳能光伏电池为主体，而太阳能电池的实现离不开栅线电极技术，所述栅线电极通常采用主栅加副栅的组合以将电池产生的电流汇流和导出至外部连接设备，其中，副栅主要负责将光生载流子从电池片的两级汇流到主栅上，主栅再将电流传导至所连接的焊带上，即主栅既起导电作用，又起与焊带连接的作用，但在该过程中主栅线的遮光面积较大，使得电池的有效受光面积减小，影响了电池的光电转换效率。为了减小栅线电极对电池表面的遮挡，无主栅电池片技术应运而生。
33.目前的无主栅obb技术需要让副栅来承担与焊带的连接，在连接的过程中通常需要使用树脂胶来固定焊带，而后通过热压或焊接等方法来实现焊带与副栅的搭接，但随着副栅数量的增多，由于副栅排列密集使得相邻副栅之间的间距很小，树脂胶即使是部分涂附也有可能会涂到副栅与焊带连接的搭接点上，从而影响副栅与焊带的搭接性能和接触电阻，即使不采用胶体进行辅助搭接，由于副栅过细使得副栅与焊带的搭接点面积过小，焊带与副栅的接触过程易出现虚搭/虚焊等异常问题，甚至会导致断栅、隐裂等现象出现。
34.基于此，本技术提供一种太阳能电池片，在增加电池片光学吸收的同时还能减少因断栅虚搭造成的损失，并提高焊带与电池片的搭接性能和保证光生载流子的高效传输。
35.在一个实施例中，如图1所示，提供一种太阳能电池片，包括半导体基片100和多个副栅结构200，多个副栅结构200位于半导体基片100的受光面且沿第一方向排列，相邻的两个副栅结构200之间设有间隙，每一副栅结构200包括多个细栅以及多个细栅连接线210。其中，在同一副栅结构200中，多个细栅平行设置且沿第一方向间隔排列，每一细栅连接线210与各细栅连接，细栅连接线210用于与焊带300形成电连接。
36.其中，半导体基片100是用硅半导体材料作为基体制成较大面积的pn结，当太阳光或其他光照射到半导体的pn结时，基于光生伏特效应在pn结两边产生光生电压，由此实现将太阳能转换成电能。在其他实施例中，半导体基片100包括但不限于发射极和背面钝化电池(passivated emitterand rear cell，perc)、隧穿氧化层钝化接触电池(tunnel oxide passivating contacts，topcon)、晶体硅异质结太阳电池(heterojunction with intrinsic thinfilm，hjt)、背接触电池(xbc)。
37.进一步地，在半导体基片100的受光面(也称正面)设置多个副栅结构200作为正面电极，由于正面电极仅包括副栅结构200，可以有效增加半导体基片100的受光面积和降低栅线的印刷原料。其中，多个副栅结构200在半导体基片100表面沿第一方向x间隔排列(第一方向可以理解为图1的列方向，第二方向可以理解为图1的行方向)，且在每一个副栅结构200中，每个细栅朝第二方向y水平延伸，以及多个细栅之间是呈平行间隔设置的。进一步地，在同一个副栅结构200中，每个细栅连接线210沿第一方向x延伸以连接各所述细栅，并且多个细栅连接线210在第二方向y上呈间隔排列，而第一方向x上的细栅连接线210则用于连接焊带300，其可将细栅收集的半导体基片100体内的光生电流引到焊带300上。也即，通过在每一副栅结构200中增加用于与焊带300连接的细栅连接线210，一是细栅连接线210的尺寸更小，不仅能够降低太阳能电池片正面的遮光面积，还能节约银浆用量，并且在工艺上印刷副栅结构200时可以一次印刷细栅和细栅连接线210以简化制备工艺；二是加入细栅连接线210与焊带300进行搭接，能够提高搭接性能和降低传输损耗，减少断栅或虚搭造成的损耗，缩短载流子运输路径以及减小与焊带300的接触电阻。
38.需要说明的是，任一副栅结构200的细栅连接线210可以与相邻副栅结构200的细
栅连接线210在第一方向上对齐排列或不对齐排列，并且两者之间可以相连或不相连，本实施例对上述细栅连接线210的排列方式不做限定，其中图1示出的是任一副栅结构200的细栅连接线210与相邻副栅结构200的细栅连接线210在第一方向上对齐排列且间隔不相连设置的情况。
39.在上述示例中，通过在半导体基片100的受光面设置多个沿第一方向间隔排布的副栅结构200，每一副栅结构200包括多个细栅，以及多个连接于各细栅的细栅连接线210，在无需设置主栅结构的情况下，通过增加与焊带300进行搭接的细栅连接线210的方式，细栅连接线210将各细栅收集到的电流导至焊带300，在降低栅线银耗量和减少栅线遮挡面积的同时，还能提高焊带300的搭接性能，有效改善电池片的电流传输路径，并减少因断栅虚搭造成的损耗，以提高太阳能电池片光生载流子的传输效率以及后续电池片的稳定性。
40.在一个实施例中，请继续参考图1，每一副栅结构200的细栅包括一个第一子细栅220和至少一个第二子细栅230，细栅连接线210与第一子细栅220连接以形成主搭接点，细栅连接线210与第二子细栅230连接以形成至少一个副搭接点。其中，第一子细栅220在半导体基片100上的正投影尺寸大于第二子细栅230的正投影尺寸，以使主搭接点与焊带300的连接优先级高于副搭接点与焊带300的连接优先级。
41.其中，在每一副栅结构200中，将多个细栅分成至少一个第二子细栅230和一个正投影尺寸大于第二子细栅230的第一子细栅220，第二子细栅230与第一子细栅220横向平行间隔排布，并且在同一副栅结构200中，第二子细栅230与第一子细栅220可以在第一方向x上呈数量比例为1:1、2:1、3:1、4:1等间距排列，图1示出的是在同一副栅结构200中第二子细栅230与第一子细栅220的数量比例为2:1。进一步地，尺寸较大的第一子细栅220与细栅连接线210形成的交叉点为主搭接点，其中第二子细栅230通过细栅连接线210将电流汇到第一子细栅220上的主搭接点，进而主搭接点与焊带300进行搭接以将电流导出。而尺寸较小的各第二子细栅230与细栅连接线210形成的多个交叉点为副搭接点，其可以与焊带300进行搭接，也可以不与焊带300搭接，即副搭接点的搭接优先级低于主搭接点的搭接优先级，当主搭接点未与焊带300形成搭接时，此时可以由副搭接点进行搭接工作，以增加搭接保障，提高搭接性能。
42.基于此，在同一副栅结构200中，通过将细栅分为尺寸较大的第一子细栅220和尺寸较小的第二子细栅230，以第一子细栅220与细栅连接线210形成的主搭接点起与焊带300搭接的作用，而当主搭接点未能完成搭接工作时，可以由第二子细栅230与细栅连接线210形成的副搭接点来完成焊带300的搭接，将搭接点分为主搭接点和副搭接点来与焊带300进行连接，一是增加搭接保障，避免某些搭接点的失效而影响搭接性能；二是尺寸较大的第一子细栅220所形成的主搭接点能有效增加搭接点面积，能够提高与焊带300的接触性能，保障光生载流子的高效传输；三是当采用胶体辅助固定焊带300的方案时，由于相邻副栅结构200中的主搭接点的间隔距离较远，不会影响胶体的施胶，即使副搭接点被胶体覆盖也不会影响整体性能。
43.在一个实施例中，如图1所示，每一副栅结构200的第二子细栅230数量为偶数，位于第一子细栅220两侧的第二子细栅230呈对称设置。其中，在同一副栅结构200中，尺寸较小的第二子细栅230的数量大于尺寸较大的第一子细栅220，当第二子细栅230的数量为偶数时(例如图1以第二子细栅230与第一子细栅220的数量比例为2:1为例进行示意)，在第二
方向y上，第二子细栅230相对于第一子细栅220呈对称设置，由此优化第二子细栅230的电流运输路径，减少电池片的功率损失。
44.在一个实施例中，每一副栅结构的第二子细栅数量为奇数，在同一副栅结构中，第二子细栅与第一子细栅沿第一方向交替分布。其中，在同一副栅结构中，当第二子细栅的数量为奇数时，在第一方向上，第二子细栅与第一子细栅可以依次间隔排列，例如当第二子细栅与第一子细栅的数量比例为3:1时，在第一方向上可以以两个第二子细栅、一个第一子细栅、一个第二子细栅的顺序进行排列。
45.在一个实施例中，如图2所示，太阳能电池片还包括导电结构400，导电结构400设于每一副栅结构200的主搭接点表面，以使焊带300通过导电结构400与主搭接点连接。
46.其中，通过在各第一子细栅220与细栅连接线210所形成的主搭接点表面设置导电结构400，焊带300可以通过导电结构400获取主搭接点传输的电流，能够有效增强焊带300与主搭接点之间的搭接性能和提高主搭接点疏导电流的能力，提高主搭接点与焊带300之间的有效连接以保证光生载流子的高效传输。可选地，导电结构400的材料可以是金属浆料、锡膏以及导电胶等用于促搭接的材质。
47.在一个实施例中，第一子细栅与细栅连接线相交区域的尺寸大于第一子细栅除相交区域外的其他区域的尺寸。
48.可以理解的是，可以将第一子细栅的结构设置为沿第二方向呈线宽渐变型设置，也即，将第一子细栅在与细栅连接线形成的主搭接点附近可以尺寸较大(线宽较大)设置，以增加主搭接点面积的方式来增强与焊带的搭接性能和降低接触电阻，并将第一子细栅在除与细栅连接线相交区域之外的其他区域可以尺寸较小(线宽较小)设置，即在除主搭接点之外的其他位置将第一子细栅设置为较细的形式以节省银耗量和减少细栅的遮光面积。
49.在一个实施例中，焊带的正投影覆盖相连接的细栅连接线。也即，细栅连接线在半导体基片上的正投影尺寸小于焊带的正投影尺寸，因此，细栅连接线不仅能够将第二子细栅收集的电流汇到第一子细栅的主搭接点上，以减少断栅和许大造成的损耗，还可以部分或完全藏在焊带之下，减少光的遮挡以及与焊带的接触面积，从而提高电池片的光电转换效率。
50.在一个实施例中，请参考图1，任意相邻的两个副栅结构200中的细栅连接线210沿第二方向y呈对齐排列，第二方向y与第一方向x正交。
51.可以理解的是，相邻的两个副栅结构200的细栅连接线210在第二方向y对齐排列，即同一列细栅连接线210可以是呈直线延伸的，由此优化副栅结构200的电流传输路径以提高副栅结构200疏导电流的能力。需要说明的是，各副栅结构200在同一列上的细栅连接线210可以相连也可以是等间隔排列，本实施例对此不做限定，但以同一列上的细栅连接线210呈间隔排列为例进行示意。
52.在一个实施例中，在任意相邻的两个副栅结构中，任一副栅结构的细栅连接线通过第三子细栅与相邻副栅结构在第一方向上相对齐的细栅连接线连接。其中，第三子细栅在第二方向上的尺寸小于细栅连接线在第二方向上的尺寸。
53.其中，为了实现各副栅结构在同一列上的细栅连接线呈相连设置，以在同一列上的细栅连接线沿第一方向直线延伸，则在相邻两个副栅结构的间隙上设置第三子细栅以对应连接相邻两个副栅结构在同一列上的两个细栅连接线，从而进一步提高副栅结构的电流
疏导能力以优化电池片的导电性能，并且第三子细栅在第二方向上的尺寸小于细栅连接线在第二方向上的尺寸，能够减小对光线的遮挡面积，降低电池片的光学损失。
54.在一个实施例中，提供一种光伏组件，包括：如上述实施例所述的太阳能电池片以及多个焊带，多个焊带与半导体基片受光面的多个细栅连接线一一对应。
55.可以理解，焊带用于相邻太阳能电池片的相互连接，以将多个太阳能电池片进行电性连接形成光伏组件，其中，焊带设于同一列上的细栅连接线表面，在无需设置主栅结构的情况下，通过太阳能电池片的副栅结构设置，在降低栅线银耗量和减少栅线遮挡面积的同时，还能提高焊带的搭接性能，有效改善电池片的电流传输路径，并减少因断栅虚搭造成的损耗，以提高太阳能电池片光生载流子的传输效率以及后续电池片的稳定性，从而能够有效提高光伏组件的工作效率和工作稳定性。
56.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
57.上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种太阳能电池片，其特征在于，包括：半导体基片；多个副栅结构，位于所述半导体基片的受光面且沿第一方向排列，相邻的两个所述副栅结构之间设有间隙，每一所述副栅结构包括多个细栅以及多个细栅连接线；其中，在同一所述副栅结构中，多个所述细栅平行设置且沿所述第一方向间隔排列，每一所述细栅连接线与各所述细栅连接，所述细栅连接线用于与焊带形成电连接。2.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，每一所述副栅结构的细栅包括一个第一子细栅和至少一个第二子细栅，所述细栅连接线与所述第一子细栅连接以形成主搭接点，所述细栅连接线与所述第二子细栅连接以形成至少一个副搭接点；其中，所述第一子细栅在所述半导体基片上的正投影尺寸大于所述第二子细栅的正投影尺寸，以使所述主搭接点与所述焊带的连接优先级高于所述副搭接点与所述焊带的连接优先级。3.根据权利要求2所述的太阳能电池片，其特征在于，每一所述副栅结构的第二子细栅数量为偶数，位于所述第一子细栅两侧的所述第二子细栅呈对称设置。4.根据权利要求2所述的太阳能电池片，其特征在于，每一所述副栅结构的第二子细栅数量为奇数；其中，在同一所述副栅结构中，所述第二子细栅与所述第一子细栅沿所述第一方向交替分布。5.根据权利要求2所述的太阳能电池片，其特征在于，还包括：导电结构，设于每一所述副栅结构的主搭接点表面，以使所述焊带通过所述导电结构与所述主搭接点连接。6.根据权利要求2至5任一项所述的太阳能电池片，其特征在于，所述第一子细栅与所述细栅连接线相交区域的尺寸大于所述第一子细栅除所述相交区域外的其他区域的尺寸。7.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池片，其特征在于，所述焊带的正投影覆盖相连接的所述细栅连接线。8.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池片，其特征在于，任意相邻的两个所述副栅结构中的细栅连接线沿第二方向呈对齐排列，所述第二方向与所述第一方向正交。9.根据权利要求8所述的太阳能电池片，其特征在于，在任意相邻的两个所述副栅结构中，任一所述副栅结构的细栅连接线通过第三子细栅与相邻副栅结构在所述第一方向上相对齐的细栅连接线连接；其中，所述第三子细栅在所述第二方向上的尺寸小于所述细栅连接线在所述第二方向上的尺寸。10.一种光伏组件，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的太阳能电池片；以及多个焊带，与所述半导体基片受光面的多个细栅连接线一一对应。

技术总结
本申请涉及一种太阳能电池片和光伏组件，包括：半导体基片；多个副栅结构，位于半导体基片的受光面且沿第一方向排列，相邻的两个副栅结构之间设有间隙，每一副栅结构包括多个细栅以及多个细栅连接线；其中，在同一副栅结构中，多个细栅平行设置且沿第一方向间隔排列，每一细栅连接线与各细栅连接，细栅连接线用于与焊带形成电连接。在无需设置主栅结构的情况下，通过增加与焊带进行搭接的细栅连接线的方式，细栅连接线将各细栅收集到的电流导至焊带，在降低栅线银耗量和减少栅线遮挡面积的同时，还能提高焊带的搭接性能，有效改善电池片的电流传输路径，并减少因断栅虚搭造成的损耗，以提高电池片光生载流子的传输效率以及后续电池片的稳定性。片的稳定性。片的稳定性。


技术研发人员：殷志豪 杨庆贺 杨广涛 陈达明
受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/10/11