[发明专利]太阳能电池串、太阳能电池组件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种太阳能电池串，其包括：以叠瓦方式串联连接的两个以上电池片，其中，所述电池片包括：自下而上依次设置的铝背场、背面钝化层、晶硅基片、正面钝化层、减反膜、正银细栅线和正银电极；以叠瓦方式串联连接方式为前一电池片的正银电极通过导电胶与后一电池片的铝背场连接，在叠瓦方式串联连接的第一个电池片的铝背场上通过导电胶连接汇流条，在最后一个电池片的正银电极上通过导电胶连接汇流条或直接焊接汇流条。实施本发明能够减少背银浆料用量，简化丝网印刷工艺，材料成本低；在省略背银电极的同时，导电能力与其相当；同时增加了导电连接的可靠性和稳定性；增加了铝背场的钝化面积，提高了光子利用效率。另一方面，降低了叠瓦工艺的对准精度要求；并且利用组件内的间隙，在相同的面积下，可以放置多于常规组件13％以上的电池片。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域；涉及一种太阳能电池串，以及由太阳能电池串形成的太阳能电池组件，及该太阳能电池串的制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种把光能转换成电能的能量转换器件，太阳能电池工作原理的基础是半导体P-N结的光生伏特效应。其中，晶硅太阳能电池是推广应用最广泛的一种太阳能电池。

常规晶硅太阳能电池片通过制绒、扩散、刻蚀、镀膜等工序制成含有P-N结的电池片，其在太阳光照射下产生电位差。为了引出电流，需要在P-N结上制作正负两个电极。制作电极最普遍的方法为丝网印刷方法，该方法通常包括背银印刷、铝背场印刷以及正银印刷等工序。

其中，背银印刷和铝背场印刷均在电极片背面进行，具体制作过程如下：首先印刷背银浆并干燥，之后套印铝浆并干燥，两种浆料印刷图案有重叠，背银浆和铝浆成膜后共烧形成背银电极和铝电极。铝浆和背银套印时，背银电极必须宽一些，留出铝背场与其覆盖连接的面积。这种工艺要求高，容易造成部分背银浆料浪费，并减小了铝背场的钝化面积。

在实际应用中，通常将多个电池片串并联封装后形成太阳能电池组件。在太阳能电池组件中，前一电池片的正面电极焊接到后一电池片的背面电极上，形成串联结构。在焊接过程中，由于焊带与铝背场焊接强度极低。为了实现焊带与太阳能电池背面的焊接，必须在铝浆印刷前印刷背银电极，并在套印铝浆时将背银电极留出，工艺步骤多，工艺难度大。

传统组件电池片之间采用焊带连接结构，大量焊带的使用，增加了组件内部电池片间的间隙，同时焊带模量高增加了电池片破损的几率，导致工艺难度增加。切片技术将电池片新设计成可合理切割成小片的图形，使切割后每个小片的正负极按照叠瓦方式进行布置，经过串并联排版后层压成组件。由于组件结构的优化，采用无焊带设计，减少了组件的破损，提高了组件单位面积内有效电池面积，大幅度提高了组件的输出功率。

当常规晶硅太阳能电池片叠瓦串联时，需要利用导电胶将实现两片太阳能电池直接的导电连接，导电胶将一片电池的正银电极与另一片电池的背银电极粘接在一起。然而，这对电池片堆叠的精度要求很高，工艺难度大。

随着市场竞争，使得光伏组件价格持续下跌，造成光伏组件制造商成本压力增大，而减少材料和工艺成本是降低光伏组件制造成本的关键点之一。

因此，亟需寻找一种新的材料成本低、工艺简单同时改善铝背场的钝化面积的无背银电极的太阳能电池、包括该无背银电极的太阳能电池叠瓦组件和系统。

发明内容

本发明涉及一种无背银电极的太阳能电池串和由太阳能电池串形成的太阳能电池组件，以及其制备方法。形成太阳能电池串的太阳能电池片为矩形或实质上为矩形；利用本发明的技术方案，铝背场上不再设有背银电极。太阳能电池串的串联连接方式为直接在前一电池片的正银电极上印刷或涂敷导电胶，再叠加上后一电池片，然后使导电胶固化形成电池之间的导电连接通道。实施本发明能够减少背银浆料用量，简化丝网印刷工艺，材料成本低；在省略背银电极的同时，导电能力与其相当；同时增加了导电连接的可靠性和稳定性；增加了铝背场的钝化面积，提高了光子利用效率。另一方面，降低了叠瓦工艺的对准精度；并且利用组件内的间隙，在相同的面积下，可以放置多于常规组件13％以上的电池片。