由背接觸式太陽能電池加工成電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種背接觸式太陽能電池被加工成小芯片的電極引出結(jié)構(gòu)及方法，屬太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型目的是利用高效背接觸電池被精加工成各種尺寸小型芯片，解決電極引出端的結(jié)構(gòu)和制造方法，防止相鄰近的柵線的錯(cuò)位所造成的短路造和生產(chǎn)成本問題。主要技術(shù)特征是在背接觸式電池的背光面上，切割成成每個(gè)芯片的正負(fù)電極引出端，其相異極性柵線上分別覆蓋絕緣層和匯集電流導(dǎo)通的柵線匯流導(dǎo)電層。實(shí)施本實(shí)用新型效果顯著，高電壓輸出的芯片合格率達(dá)99%以上，消除了電極柵線匯流時(shí)因套位誤差導(dǎo)致的相鄰近的相異柵線之間的短路問題。
【專利說明】
由背接觸式太陽能電池加工成電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型公開了一種背接觸式太陽能電池被二次加工成電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，屬太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已商業(yè)化的硅太陽能電池發(fā)射區(qū)和發(fā)射區(qū)電極均位于電池正面，柵線電極所占面積已經(jīng)很小(約為8%)，但依然阻擋了部分陽光，影響電池有效受光面，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率降低。組件封裝時(shí)，需要用涂錫帶從一塊電池的正面焊接到另一塊電池的背面，這種連接方式使自動化生產(chǎn)的難度加大。為此，研究人員把正面電極轉(zhuǎn)移到電池背面，開發(fā)出許多結(jié)構(gòu)不同的背接觸式太陽能電池(以下簡稱背接觸電池或電池)。背接觸式電池是指電池的發(fā)射區(qū)電極和基區(qū)電極均位于硅太陽能電池電池背面的一種硅太陽電池，背接觸電池的優(yōu)點(diǎn)在于消除了正面柵線電極的遮光損失，有效提高了電池利用率和轉(zhuǎn)化效率;易組裝，正負(fù)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(shù)US7339110B1給出了一種典型的背接觸式電池，電池的正負(fù)極均位于電池的背面，正負(fù)極柵線呈交錯(cuò)布置，背電極的正負(fù)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(shí)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(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品及小型電子產(chǎn)品中。現(xiàn)有技術(shù)，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?zhí)枮?01410283104.8和申請?zhí)枮?01380017058.1，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(jī)械設(shè)備成本局昂。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在問題，特別是背接觸式電池被精細(xì)加工成各種尺寸芯片，其電極引出的全新結(jié)構(gòu)，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004]鑒于此，本實(shí)用新型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相鄰近正負(fù)極柵線之間的短路。
[0005]本發(fā)實(shí)用新型另一個(gè)目的是背接觸電池被加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，包括電池背光面上η+區(qū)的正極柵線和P+區(qū)負(fù)極柵線間隔排列，其技術(shù)特征是:在電池背光面上的每個(gè)芯片的正負(fù)電極引出端的相異極性柵線上分別覆蓋絕緣層，其上還分別覆蓋導(dǎo)電層，所說的電極引出結(jié)構(gòu)由相異極性柵線上的導(dǎo)電層實(shí)現(xiàn)電極柵線匯集匯流、導(dǎo)通構(gòu)成。
[0007]優(yōu)選的，所述芯片的正負(fù)電極引出端的導(dǎo)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(dǎo)電層，或采用導(dǎo)電型材包括帶導(dǎo)電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶的導(dǎo)電金屬帶材形成導(dǎo)電層。
[0008]優(yōu)選的，每個(gè)芯片柵線匯流、導(dǎo)通的電極引出端的導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層是覆蓋在沒覆蓋絕緣層的相異極性柵線上以匯集電流導(dǎo)通。
[0009]優(yōu)選的，所述芯片的可焊電極導(dǎo)電層，包括由銅漿、銀漿、錫膏制備的。
[0010]優(yōu)選的，所述芯片的正負(fù)電極引出端的絕緣層，是相異極性柵線電極引出端上的絲印絕緣油墨。
[0011 ]本實(shí)用新型的由背接觸式太陽能電池加工成電池芯片的電極引出結(jié)構(gòu)制造，包括制備絕緣層的基片，其特征在于在背接觸電池的背電極面上，采用柵線絕緣涂層網(wǎng)版，掩膜絲網(wǎng)印刷工藝，把絕緣層漿料包括絕緣油墨絲印到基片的相應(yīng)位置，形成擬切割出的每個(gè)芯片的正負(fù)電極引出端相異極性柵線的絕緣層；
[0012]在制備好絕緣層的基片上，采用柵線匯流導(dǎo)電層網(wǎng)版，采用掩膜絲網(wǎng)印刷工藝，把導(dǎo)電層漿料(如銅漿、銀漿、錫膏等)絲印到背電極面絕緣層區(qū)域的相應(yīng)位置，形成擬切割出的每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極匯流導(dǎo)電層;或若
[0013]采用導(dǎo)電型材(如帶導(dǎo)電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶的導(dǎo)電金屬帶材)匯流形成引出電極的導(dǎo)電層，則采用熱壓或靜壓設(shè)備，把導(dǎo)電材料貼合到已制備好絕緣層的基片上擬切割出的每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極引出區(qū)域相應(yīng)位置，以形成每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極匯流，以引出電極端輸出；
[0014]所說電極匯流導(dǎo)電層為不可焊材料，則需在其表面按每個(gè)電池芯片的正負(fù)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。
[0015]本發(fā)明產(chǎn)生的積極效果:
[0016]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。
[0017]芯片合格率達(dá)99%以上，通過芯片掩膜絲印網(wǎng)版圖形和套位標(biāo)志的特殊設(shè)計(jì)，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(shí)因套位誤差導(dǎo)致的相鄰近正負(fù)極柵線之間的短路問題。
[0018]無需預(yù)定位，與現(xiàn)行SMT技術(shù)加工背電極硅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(gè)小電池做精確的預(yù)定位來實(shí)現(xiàn)組件的串接，極大的提高了生產(chǎn)效率。
[0019]節(jié)省了加工成本，采用本芯片串接技術(shù)，材料只需普通導(dǎo)線或通用涂錫帶，用普通烙鐵便可完成組件串接，節(jié)省了太陽能電池組件的加工成本?，F(xiàn)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(jī)及回流焊機(jī)完成太陽能電池組件串接，材料成本和機(jī)械設(shè)備成本非常高昂。
[0020]特別是絕緣層制作的制作，為制作匯流導(dǎo)電層作了很好的鋪墊，有效防止電池背面用于制作匯流導(dǎo)電層時(shí)正負(fù)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】
[0021]圖1.是美國專利US7339110B1的背接觸電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，背接觸電池10的正極柵線50和負(fù)極柵線52間隔排列。
[0022]圖2.是美國專利US733911OBI的背接觸電池的背光面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3.是本發(fā)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(jié)構(gòu)示意圖，圖中的絕緣層I在兩端分別覆蓋正極柵線50和負(fù)極柵線52，在絕緣層I上覆蓋導(dǎo)電層2，導(dǎo)電層2在兩端分別將未覆蓋絕緣層I的負(fù)極柵線52和正極柵線50匯流導(dǎo)通。
[0024]圖4.是圖3中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖，絕緣層I覆蓋負(fù)極柵線52，導(dǎo)電層2將正極柵線50匯流導(dǎo)通。
[0025]圖5.是圖3中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖，絕緣層I覆蓋正極柵線50，導(dǎo)電層2將負(fù)極柵線52匯流導(dǎo)通。
[0026]圖6.是本發(fā)明實(shí)施例1的背接觸電池切割前的背光面電極引出結(jié)構(gòu)示意圖，在背接觸電池10的背光面切割前對應(yīng)電池芯片的位置上絲印絕緣層I和導(dǎo)電層2。
[0027]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(jié)構(gòu)示意圖，正極引出端是背接觸電池10本身的正極端5，負(fù)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(dǎo)電層2將負(fù)極柵線52匯流導(dǎo)通。
[0028]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(jié)構(gòu)示意圖，正極引出端是將背接觸電池10的負(fù)極柵線52先用絕緣層I覆蓋，再用導(dǎo)電層2將正極柵線50匯流導(dǎo)通，負(fù)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(dǎo)電層2將負(fù)極柵線52匯流導(dǎo)通。
[0029]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(jié)構(gòu)示意圖，正極引出端是將背接觸電池10的負(fù)極柵線52先用絕緣層I覆蓋，再用導(dǎo)電層2將正極柵線50匯流導(dǎo)通，負(fù)極引出端是背接觸電池10的本身的負(fù)極端6。
[0030]圖10.是本發(fā)明實(shí)施例2的正面結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)導(dǎo)電層2為不可焊材料時(shí)，在導(dǎo)電層2上絲印可焊層3。
[0031]圖11.是圖10中的C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖12.是本發(fā)明實(shí)施例3的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，導(dǎo)電層2采用帶導(dǎo)電膠層7的銅帶8，導(dǎo)電膠層7與粘結(jié)在負(fù)極柵線52(或正極柵線50)和絕緣層I上。
[0033]圖13.是圖12中的帶導(dǎo)電膠層7的銅帶8，在銅帶8的下面有一層導(dǎo)電膠層7。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0035]實(shí)施例1
[0036]如圖6所示，本實(shí)施的背接觸太陽能電池10為美國SUNP0WER公司生產(chǎn)的125X125mm的規(guī)格，需要如切割線4所示的位置切割出18塊規(guī)格是32.4X20.9mm的電池芯片，左右排布為橫向3塊，上下縱向6塊，左右邊緣留出硅片可用在其它尺寸上使用，在上邊緣的3塊的正極引出，如圖7所示可利用背接觸電池10本身的正極引出端5，負(fù)極引出端是將正極柵線50由絕緣層I覆蓋后，在絕緣層I上由導(dǎo)電層2將未被絕緣層I覆蓋的負(fù)極柵線52匯流導(dǎo)通，在下邊的3塊的負(fù)極引出，如圖9所示可利用背接觸電池10本身的負(fù)極引出端6，正極引出端是將負(fù)極柵線52由絕緣層I覆蓋后，在絕緣層I上由導(dǎo)電層2將未被絕緣層I覆蓋的正極柵線50匯流導(dǎo)通，在中間位置的12塊電池芯片，如圖8所示上邊為正極引出端，下邊為負(fù)極引出端，在上邊的正極引出端先將負(fù)極柵線52由絕緣層I覆蓋，再在絕緣層I上覆蓋導(dǎo)電層2，導(dǎo)電層2將未被絕緣層I覆蓋的正極柵線50匯流導(dǎo)通，形成正極引出端，在下邊的負(fù)極引出端先將正極柵線50由絕緣層I覆蓋，再在絕緣層I上覆蓋導(dǎo)電層2，導(dǎo)電層2將未被絕緣層I覆蓋的負(fù)極柵線52匯流導(dǎo)通，形成負(fù)極引出端。
[0037]制作過程如下:
[0038]1、先將背接觸電池10的背光面朝上放置在絲印平臺上，將柵線絕緣涂層網(wǎng)版和背接觸電池10的對位點(diǎn)進(jìn)行精確套位，然后采用掩膜絲網(wǎng)印刷工藝，把絕緣層I油墨漿料絲印到背接觸電池1的背光面的相應(yīng)位置，形成擬切割出的每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極引出端相異極性柵線的絕緣層I，即在電池芯片的正極引出端將負(fù)極柵線52覆蓋絕緣層I，在負(fù)極引出端將正極柵線50覆蓋絕緣層I。
[0039]2、在制備好絕緣層I的背接觸電池10的背光面上，采用柵線匯流導(dǎo)電層2網(wǎng)版，采用掩膜絲網(wǎng)印刷工藝，把導(dǎo)電層2的導(dǎo)電漿料(如銅漿、銀漿、錫膏等)絲印到相應(yīng)位置，形成擬切割出的每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極匯流導(dǎo)電層2，即在正極引出端導(dǎo)電層2將未被絕緣層I覆蓋的正極柵線50匯流導(dǎo)通，在負(fù)極引出端導(dǎo)電層2將未被絕緣層I覆蓋的負(fù)極柵線52匯流導(dǎo)通。
[0040]3、按尺寸切割線4將背接觸電池10切割成電池芯片，先將左右兩邊緣部分切割，然后再將其它切割，切割后即可使用。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042]在實(shí)施例1中，如果導(dǎo)電層2為不可焊材料，則可以如圖10和圖11所示，在導(dǎo)電層2上的焊接點(diǎn)絲印導(dǎo)電可焊層3，在可焊層3上焊接電極引出線。
[0043]實(shí)施例3
[0044]如圖12和圖13所示，在實(shí)施例1中采用2_寬的帶導(dǎo)電膠層7的銅帶8的導(dǎo)電型材取代導(dǎo)電層2，采用熱壓工藝，把帶導(dǎo)電膠層7的銅帶8貼合到已制備好絕緣層I的背接觸電池1上擬切割出的每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極引出區(qū)域相應(yīng)位置，以形成每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極匯流及引出電極端。
[0045]制作過程如下:
[0046]1、先將背接觸電池10的背光面朝上放置在絲印平臺上，將柵線絕緣涂層網(wǎng)版和背接觸電池10的對位點(diǎn)進(jìn)行精確套位，然后采用掩膜絲網(wǎng)印刷工藝，把絕緣層I油墨漿料絲印到背接觸電池1的背光面的相應(yīng)位置，形成擬切割出的每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極引出端相異極性柵線的絕緣層I，即在電池芯片的正極引出端將負(fù)極柵線52覆蓋絕緣層I，在負(fù)極引出端將正極柵線50覆蓋絕緣層I。
[0047]2、將制備好絕緣層I的背接觸電池10的背光面上，按熱壓機(jī)定位裝置放置到熱壓機(jī)工作臺面上，啟動熱壓機(jī)開關(guān)，熱壓機(jī)把按設(shè)計(jì)尺寸要求裁切好的帶導(dǎo)電膠層7的銅帶8貼合到已制備好絕緣層I的背接觸電池10上擬切割出的每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極引出區(qū)域相應(yīng)位置，形成每個(gè)電池芯片的正負(fù)電極匯流及引出電極端。
[0048]3、按切割線4將背接觸電池1切割成電池芯片，即可使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，包括電池背光面上η+區(qū)的正極柵線和P+區(qū)負(fù)極柵線間隔排列，其技術(shù)特征是:電池背光面η+區(qū)和ρ+區(qū)的每個(gè)芯片的正負(fù)電極引出端的相異極性柵線上分別有絕緣層，該緣層由柵線絕緣涂層網(wǎng)版的掩膜絲網(wǎng)印刷在相異極性柵線上，其上分別覆蓋導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層是所說每個(gè)芯片匯集電流、導(dǎo)通的電極引出端的導(dǎo)電層，由導(dǎo)線串聯(lián)芯片構(gòu)成組件或由串并聯(lián)芯片構(gòu)成組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片的正負(fù)電極引出端的導(dǎo)電層是覆蓋在未覆蓋絕緣層的相異極性的柵線匯流導(dǎo)電層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的正負(fù)電極引出端的導(dǎo)電層是一種可焊電極引出線的可焊導(dǎo)電層或是一種免焊接電極引出線的導(dǎo)電層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片的正負(fù)電極引出端為免焊接正負(fù)電極引出端的免焊導(dǎo)電層，其上再覆蓋一層可焊的導(dǎo)電層。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的一種可焊電極引出線的導(dǎo)電層是一種導(dǎo)電金屬型材，包括帶導(dǎo)電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的可焊接電極引出線的導(dǎo)電層，主要包括由銅漿、銀漿、錫膏材料制成的。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的相異極性柵線上分別覆蓋的絕緣層是一層絕緣油墨，以防相異性柵線間導(dǎo)電層錯(cuò)位。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其技術(shù)特征在于所說柵線的絕緣層由柵線絕緣涂層網(wǎng)版的掩膜絲網(wǎng)印刷在電極引出結(jié)構(gòu)的相異極性柵線上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其技術(shù)特征在于所說的芯片的正負(fù)電極導(dǎo)電層，由柵線匯流導(dǎo)電層網(wǎng)版的掩膜絲網(wǎng)印刷在絕緣層上。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其技術(shù)特征在于導(dǎo)電層采用導(dǎo)電型材，包括帶導(dǎo)電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶的導(dǎo)電金屬帶材匯流形成引出電極的導(dǎo)電層。11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其技術(shù)特征在于所說可焊接導(dǎo)電層，包括由帶導(dǎo)電膠層的銅帶、鋁帶、鍍錫銅帶導(dǎo)電型材在內(nèi)的導(dǎo)電層，由熱壓設(shè)備或靜壓設(shè)備形成柵線匯流導(dǎo)電層。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種由背接觸式太陽能電池加工成芯片的電極引出結(jié)構(gòu)，其技術(shù)特征在于所說的正負(fù)電極引出端的導(dǎo)電層為免焊接材料層，在其表面按照每個(gè)芯片的正負(fù)引出電極位置和焊盤尺寸再絲印一層可焊電極層。
【文檔編號】H01L31/02GK205564763SQ201620135132
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月23日
【發(fā)明人】李全相, 李毅, 吳志武, 胡盛明, 孫堅(jiān), 崔愛民
【申請人】深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司, 深圳市創(chuàng)益新能源科技有限公司