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一种太阳能电池及光伏组件的制作方法

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1.本实用新型涉及光伏技术领域,特别是涉及一种太阳能电池及光伏组件。


背景技术:

2.背接触(interdigitated back contact,ibc)太阳能电池是指电池片正面无电极,正负电极均设置在电池片背面的太阳能电池,从而可以减少电极对电池片的遮挡,增加电池片的短路电流,提高电池片的能量转化效率。
3.现有的背接触太阳能电池片中,位于电池片背面的正电极包括正极主栅和正极副栅,负电极包括负极主栅和负极细栅,正极主栅和负极主栅平行设置,正极细栅和负极细栅呈指状交叉设置,且相同极性的主栅和细栅之间相互连接,不同极性的主栅和细栅之间相互隔离,避免发生短路。当利用背接触太阳能电池片组装得到光伏组件时,常利用导电线连接相邻两个电池片,导电线的一端与电池片背面的正极主栅中的正极连接点连接,并沿正极主栅延伸至相邻电池片背面的负极主栅,导电线的另一端与相邻电池片背面的负极主栅中的负极连接点连接,从而导通正极主栅和负极主栅收集的电流,将相邻两个背接触太阳能电池片串联连接。但是,由于正负极连接线都在电池片的背面,相互之间的距离又比较近,很容易造成相互连接而短路的问题。


技术实现要素:

4.本实用新型提供一种太阳能电池及光伏组件,以解决现有技术中对于背接触太阳能电池,需要在太阳能电池表面设置较大面积的绝缘层,从而导致太阳能电池的生产成本增加。
5.第一方面,本实用新型实施例提供了一种太阳能电池,所述太阳能电池包括:
6.半导体基板,包括相对平行的侧边,设置在所述半导体基板背光面上的正极主栅电极、负极主栅电极、正极细栅电极、负极细栅电极和第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层、第五绝缘层、第六绝缘层;
7.所述正极主栅电极和负极主栅电极沿第一方向平行且间隔设置,所述正极细栅电极和负极细栅电极沿第二方向平行且间隔设置,细栅电极与极性相同的主栅电极连接、与极性相反的主栅电极间隔第一预设距离,所述第一方向与所述第二方向交叉,所述正极主栅电极包括多个用于与导电线连接的正极连接点,所述负极主栅电极包括多个用于与导电线连接的负极连接点;
8.所述第一绝缘层设置在相邻所述正极连接点之间,所述第二绝缘层设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间,所述第一侧边为所述半导体基板中靠近所述一个边界正极连接点的侧边,所述第三绝缘层设置在另一个边界正极连接点和与所述第一侧边相对的第二侧边之间,所述边界正极连接点为所述第一方向上靠近所述半导体基板的侧边的正极连接点,所述第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层覆盖所述正极细栅电极和负极细栅电极中靠近所述正极主栅电极的一部分;
9.所述第四绝缘层设置在相邻所述负极连接点之间,所述第五绝缘层设置在一个边界负极连接点和所述第一侧边之间,所述第六绝缘层设置在另一个边界负极连接点和所述第二侧边之间,所述边界负极连接点为所述第一方向上靠近所述侧边的负极连接点,所述第四绝缘层、第五绝缘层和第六绝缘层覆盖所述正极细栅电极和负极细栅电极中靠近所述负极主栅电极的一部分;
10.所述第二绝缘层与所述第一侧边之间的距离,大于所述第三绝缘层与所述第二侧边之间的距离,所述第六绝缘层与所述第二侧边之间的距离,大于所述第五绝缘层与所述第一侧边之间的距离。
11.可选的,所述第二绝缘层与所述第一侧边之间的距离为1-5毫米;
12.所述第六绝缘层与所述第二侧边之间的距离为1-5毫米。
13.可选的,所述第二绝缘层和所述第三绝缘层设置为矩形结构,所述第二绝缘层与所述第三绝缘层沿所述第二方向的尺寸相等,所述第二绝缘层沿所述第一方向的尺寸,小于所述第三绝缘层沿所述第一方向的尺寸;
14.所述第五绝缘层和所述第六绝缘层设置为矩形结构,所述第五绝缘层与所述第六绝缘层沿所述第二方向的尺寸相等,所述第六绝缘层沿所述第一方向的尺寸,小于所述第五绝缘层沿所述第一方向的尺寸。
15.可选的,所述第二绝缘层沿所述第一方向的尺寸,小于所述第二绝缘层沿所述第二方向的尺寸;
16.所述第六绝缘层沿所述第一方向的尺寸,小于所述第六绝缘层沿所述第二方向的尺寸。
17.可选的,所述第三绝缘层沿所述第一方向的尺寸,大于所述第三绝缘层沿所述第二方向的尺寸;
18.所述第五绝缘层沿所述第一方向的尺寸,大于所述第五绝缘层沿所述第二方向的尺寸。
19.可选的,所述第一绝缘层和所述第四绝缘层也设置为矩形结构;
20.所述第一绝缘层沿所述第二方向的尺寸,小于所述第二绝缘层和所述第三绝缘层沿所述第二方向的尺寸;
21.所述第四绝缘层沿所述第二方向的尺寸,小于所述第五绝缘层和所述第六绝缘层沿所述第二方向的尺寸。
22.可选的,所述第二绝缘层和所述第三绝缘层沿所述第二方向的尺寸,与所述导电线沿所述第二方向的尺寸的比值为1.1:1-2:1;
23.所述第五绝缘层和所述第六绝缘层沿所述第二方向的尺寸,与所述导电线沿所述第二方向的尺寸的比值为1.1:1-2:1。
24.可选的,所述正极主栅电极还包括设置在相邻所述正极连接点之间,以及所述边界正极连接点与所述侧边之间的正极连接栅线;
25.所述第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层分别包含两个分部,且所述两个分部设置在所述正极连接栅线的相对两侧,并分别与所述正极连接栅线间隔第二预设距离和第三预设距离。
26.可选的,所述分部沿所述第一方向的尺寸与所述分部沿所述第二方向的尺寸的比
值为5:1-1.5:1。
27.第二方面,本实用新型实施例提供了一种光伏组件,包括:多个上述太阳能电池和多条导电线;
28.所述导电线的一端连接所述太阳能电池中的多个正极连接点,所述导电线的另一端连接相邻太阳能电池中的多个负极连接点。
29.本实用新型实施例提供的一种太阳能电池及光伏组件,包括:半导体基板,包括相对平行的侧边,设置在半导体基板背光面上的正极主栅电极、负极主栅电极、正极细栅电极、负极细栅电极和第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层、第五绝缘层、第六绝缘层;正极主栅电极和负极主栅电极沿第一方向平行且间隔设置,正极细栅电极和负极细栅电极沿第二方向平行且间隔设置,细栅电极与极性相同的主栅电极连接、与极性相反的主栅电极间隔第一预设距离,第一方向交叉于第二方向,正极主栅电极包括多个用于与导电线连接的正极连接点,负极主栅电极包括多个用于与导电线连接的负极连接点;第一绝缘层设置在相邻正极连接点之间,第二绝缘层设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间,第一侧边为半导体基板中靠近一个边界正极连接点的侧边,第三绝缘层设置在另一个边界正极连接点和与第一侧边相对的第二侧边之间,边界正极连接点为第一方向上靠近半导体基板的侧边的正极连接点,第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层覆盖正极细栅电极和负极细栅电极中靠近正极主栅电极的一部分;第四绝缘层设置在相邻负极连接点之间,第五绝缘层设置在一个边界负极连接点和第一侧边之间,第六绝缘层设置在另一个边界负极连接点和第二侧边之间,边界负极连接点为第一方向上靠近侧边的负极连接点,第四绝缘层、第五绝缘层和第六绝缘层覆盖正极细栅电极和负极细栅电极中靠近负极主栅电极的一部分;第二绝缘层与第一侧边之间的距离,大于第三绝缘层与第二侧边之间的距离,第六绝缘层与第二侧边之间的距离,大于第五绝缘层与第一侧边之间的距离。由于导电线连接相邻太阳能电池时,一端与一个太阳能电池的一个边界正极连接点连接,作为焊接起始位置,并沿多个正极连接点延伸跨接至相邻太阳能电池,与另一个太阳能电池的多个负极连接点连接直至另一端与相邻太阳能电池的一个边界负极连接点连接,作为焊接终止位置,即导电线仅完全覆盖太阳能电池中位于跨接位置的边界正极连接点或边界负极连接点与半导体基板侧边之间的部分,而不完全覆盖焊接起始位置和焊接结束位置对应的边界正极连接点或边界负极连接点与半导体基侧边之间的部分,因此,本实用新型中设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间的第二绝缘层距离第一侧边之间的距离,大于设置在另一个边界正极连接点和第二侧边之间的第三绝缘层距离第二侧边之间的距离,即位于半导体基板边缘两个绝缘层中:第二绝缘层的尺寸小于第三绝缘层的尺寸,同样的,位于半导体基板边缘两个绝缘层中:第六绝缘层的尺寸小于第五绝缘层的尺寸,从而可以节省制备绝缘层的绝缘胶的用量,降低太阳能电池的生产成本。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例的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实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1示出了本实用新型实施例中的一种ibc太阳能电池的结构示意图;
32.图2示出了本实用新型实施例中的一种太阳能电池的结构示意图;
33.图3示出了本实用新型实施例中的一种相邻太阳能电池的连接示意图;
34.图4示出了本实用新型实施例中的一种太阳能电池的局部结构示意图;
35.图5示出了本实用新型实施例中的一种太阳能电池的截面示意图。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
37.ibc太阳能电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一,是指电池片正面无电极,正负电极均设置在电池片背面的太阳能电池,从而可以减少电极对电池片的遮挡,增加电池片的短路电流,提高电池片的能量转化效率。
38.参照图1,图1示出了本实用新型实施例中的一种ibc太阳能电池的结构示意图,包括半导体基板10,包括相对平行的侧边,以及设置在半导体基板10背光面上的正极电极20和负极电极30,正极电极20又可以包括正极主栅电极21和正极细栅电极22,负极电极30又可以包括负极主栅电极31和负极细栅电极32,正极主栅电极21和负极主栅电极31沿第一方向a相互平行且间隔设置,正极细栅电极22和负极细栅电极32沿第二方向b相互平行且间隔设置,即正极细栅电极22和负极细栅电极32呈指状交叉设置,第一方向a与第二方向b交叉,在本实施例中是垂直交叉。
39.同时,由于正极细栅电极22分布于半导体基板10表面,用于收集半导体基板10表面产生的带正电的载流子,并将收集到的带正电的载流子传输并汇聚至正极主栅电极21,即在正极细栅电极22和正极主栅电极21中形成电流并汇聚;负极细栅电极32分布于半导体基板10表面,用于收集半导体基板10表面产生的带负电的载流子,并将收集到的带负电的载流子传输并汇聚至负极主栅电极31,即在负极细栅电极32和负极主栅电极31中形成电流并汇聚,因此,细栅电极与极性相同的主栅电极连接、与极性相反的主栅电极间隔第一预设距离。具体的,正极细栅电极22与正极主栅电极21连接、与负极主栅电极31间隔第一预设距离,即正极细栅电极22的一端与正极主栅电极21连接,另一端与负极主栅电极31间隔第一预设距离,实现与负极主栅电极31之间的断开,避免产生短路;负极细栅电极32与负极主栅电极31连接、与正极主栅电极21之间间隔第一预设距离,即负极细栅电极32的一端与负极主栅电极31连接,另一端与正极主栅电极21间隔第一预设距离,实现与正极主栅电极21之间的断开,避免产生短路。
40.其中,正极细栅电极22与负极主栅电极31之间的间隔距离,和负极细栅电极32与正极主栅电极21之间的间隔距离可以不同,也可以相同,均为第一预设距离,所述第一预设距离可以为主栅电极与极性相反的细栅电极之间不发生短路时的间距。
41.进一步的,多个ibc太阳能电池互连构成光伏组件,从而将多个太阳能电池中产生并汇聚的电流进行进一步的汇集,以向外部设备供电。
42.具体的,ibc太阳能电池间的互连主要采用焊带焊接互连或导电背板连接两种方
式。
43.其中,使用导电背板和导电胶实现ibc太阳能电池导电互连时,导电背板由图案化处理过的铜箔层和背板层层叠构成,铜箔的图案化加工较为复杂,使用的绝缘材料也需要单独定制,大面积铜箔层的使用以及工艺的复杂性使得导电背板互连的生产成本居高不下,导致光伏组件不能大规模量产。
44.而采用焊带焊接的互连方式是目前工业上非常成熟的互连方案,成本也较低,但是由于ibc太阳能电池的正极电极20和负极电极30都设置在电池的背光面,正极电极20又包括正极主栅电极21和正极细栅电极22,负极电极30又包括负极主栅电极31和负极细栅电极32,当用焊带连接正极主栅电极21或负极主栅电极31时,焊带的稍微偏移,就会导致焊带与异性的细栅电极接触,从而造成短路,例如,当用焊带连接正极主栅电极21时,若焊带位置发生偏移,则会导致焊带与负极细栅电极32接触,进而导通正极主栅电极21与负极细栅电极32,由于正极主栅电极21与负极细栅电极32中存在极性相反的载流子,从而造成短路。由此可知,在利用焊带互连ibc太阳能电池构成光伏组件时,对焊带焊接的定位精度要求和操作要求较高,从而导致制备得到的光伏组件的良品率偏低。
45.此外,该太阳能电池中的正极主栅电极21可以包括:多个用于与导电线(焊带)连接的正极连接点211,负极主栅电极31可以包括:多个用于与导电线(焊带)连接的负极连接点311,在利用导电线连接相邻太阳能电池时,正极连接点211和负极连接点311,可以作为焊接点与焊带进行焊接,使得焊带沿正极主栅电极21和负极主栅电极31延伸。
46.而太阳能电池中的正极连接点211可以根据其所处的位置,分为中间正极连接点2111,以及两个边界正极连接点:第一边界正极连接点2112和第二边界正极连接点2113,其中,边界正极连接点为多个正极连接点211中,在第一方向a上靠近半导体基板10的侧边的两个正极连接点,参照图1,第一边界正极连接点2112靠近半导体基板10的侧边cd,第二边界正极连接点2113靠近半导体基板10的侧边ef;负极连接点311也可以根据其所处的位置,分为中间负极连接点3111,以及两个边界负极连接点:第一边界负极连接点3112和第二边界负极连接点3113,其中,边界负极连接点为多个负极连接点311中,在第一方向a上靠近半导体基板10的侧边的的两个负极连接点,参照图1,第一边界负极连接点3112靠近半导体基板10的侧边ef,第二边界负极连接点3113靠近半导体基板10的侧边cd。
47.参照图2,图2示出了本实用新型实施例中的一种太阳能电池的结构示意图,太阳能电池包括:半导体基板10,包括相对平行的侧边,设置在半导体基板10背光面上的正极主栅电极21、负极主栅电极31、正极细栅电极22和负极细栅电极32,以及第一绝缘层40、第二绝缘层50、第三绝缘层60、第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90。
48.其中,可以将半导体基板10中靠近一个边界正极连接点的侧边确定为第一侧边,例如,可以将半导体基板10中靠近第一边界正极连接点2112的侧边cd确定为第一侧边,将与第一侧边相对的侧边ef确定为第二侧边。
49.相应的,第一绝缘层40设置在相邻正极连接点211之间,第二绝缘层50设置在一个边界正极连接点和临近的第一侧边之间,第三绝缘层60设置在另一个边界正极连接点和临近的第二侧边之间,第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60覆盖正极细栅电极22和负极细栅电极32中靠近正极主栅电极21的一部分,同时,第二绝缘层50与第一侧边之间的距离,大于第三绝缘层60与第二侧边之间的距离。
50.参照图2,第一绝缘层40设置在相邻正极连接点211之间(包含中间正极连接点2111和第一边界正极连接点2112、第二边界正极连接点2113),第二绝缘层50设置在第一边界正极连接点2112和第一侧边cd之间,第三绝缘层60设置在第二边界正极连接点2113和第二侧边ef之间。
51.在本实用新型实施例中,由于第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60覆盖正极细栅电极22和负极细栅电极32中靠近正极主栅电极21的一部分,即第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60覆盖了负极细栅电极32靠近正极主栅电极21的一端。因此,第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60可起到隔离负极细栅电极32和正极主栅电极21的作用,从而在利用导电线(焊带)互连太阳能电池构成光伏组件时,即使设置在正极主栅电极21对应的位置、与正极连接点211连接的焊带发生一定程度的偏移,也不会导致焊带与负极细栅电极32接触,进而避免导通正极主栅电极21与负极细栅电极32,即第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60可以避免正极主栅电极21与负极细栅电极32之间形成短路,从而可以降低焊带焊接时的定位精度和操作要求,提高最终制备得到的光伏组件的良品率。
52.相应的,第四绝缘层70设置在相邻负极连接点311之间,第五绝缘层80设置在一个边界负极连接点和临近的第一侧边之间,第六绝缘层90设置在另一个边界负极连接点和临近的第二侧边之间,第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90覆盖正极细栅电极22和负极细栅电极32中靠近负极主栅电极31的一部分,同时,第六绝缘层90与第一侧边之间的距离,大于第五绝缘层80与第二侧边之间的距离。
53.参照图2,第四绝缘层70设置在相邻负极连接点311之间(包含中间负极连接点3111和第一边界负极连接点3112、第二边界负极连接点3113),第五绝缘层80设置在第二边界负极连接点3113和第一侧边cd之间,第六绝缘层90设置在第一边界负极连接点3112和第二侧边ef之间。
54.在本实用新型实施例中,由于第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90覆盖负极细栅电极32和正极细栅电极22中靠近负极主栅电极31的一部分,即第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90覆盖了正极细栅电极22靠近负极主栅电极31的一端。因此,第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90可起到隔离正极细栅电极22和负极主栅电极31的作用,从而在利用导电线(焊带)互连太阳能电池构成光伏组件时,即使设置在负极主栅电极31对应的位置、与负极连接点311连接的焊带发生一定程度的偏移,也不会导致焊带与正极细栅电极22接触,进而避免导通负极主栅电极31与正极细栅电极22,即第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90可以避免负极主栅电极31与正极细栅电极22之间形成短路,从而可以降低焊带焊接时的定位精度和操作要求,提高最终制备得到的光伏组件的良品率。
55.此外,第二绝缘层50与第一侧边cd之间的距离d1,大于第三绝缘层60与第二侧边ef之间的距离d2。第六绝缘层90与第二侧边ef之间的距离d3,大于第五绝缘层与第一侧边cd之间的距离d4。
56.图3示出了本实用新型实施例中的一种相邻太阳能电池的连接示意图,如图3所示,第一太阳能电池101与相邻的第二太阳能电池102之间通过第二导电线112连接,第二导电线112的一端与第一太阳能电池101中的多个正极连接点211连接,第二导电线112的另一
端与太阳能电池中的多个负极连接点311连接。由于第二导电线112的焊接起始位置无需延伸出第一太阳能电池101半导体基板10的侧边,因此,位于该处的边界正极连接点与半导体基板的侧边之间无需设置长度较大的绝缘层,而第二导电线112从第一太阳能电池101跨接至第二太阳能电池102,即第二导电线112在跨接相邻两个太阳能电池时需要延伸出第一太阳能电池101半导体基板10的相对另一个侧边,位于该跨接位置的边界正极连接点与半导体基板的侧边之间需要设置长度较大的绝缘层,以避免该位置对应的导电线位置发生偏移与极性相反的细栅电极相互接触而发生短路。
57.参照图3,第二绝缘层50设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间,即第二绝缘层50为第一太阳能电池101中第二导电线112的焊接起始位置对应设置的绝缘层,第三绝缘层60设置在另一个边界正极连接点和第二侧边之间,即第三绝缘层60为第一太阳能电池101中第二导电线112在相邻太阳能电池之间跨接位置对应设置的绝缘层,因此,可以设置第二绝缘层50距离第一侧边的距离大于第三绝缘层60距离第二侧边的距离,使得第二绝缘层50沿第一方向a的尺寸小于第三绝缘层60沿第一方向a的尺寸,从而可以节省用于制备绝缘层的绝缘胶的用量,降低太阳能电池的生产成本。
58.相应的,如图3所示,第一太阳能电池101与相邻的第二太阳能电池102之间通过第二导电线112连接,第二导电线112的一端与第一太阳能电池101中的多个正极连接点211连接,第二导电线112的另一端与太阳能电池中的多个负极连接点311连接。由于第二导电线112的焊接结束位置无需延伸出第二太阳能电池102半导体基板10的侧边,因此,位于该处的边界负极连接点与半导体基板的侧边之间无需设置长度较大的绝缘层,而第二导电线112从第一太阳能电池101跨接至第二太阳能电池102,即第二导电线112在跨接相邻两个太阳能电池时需要延伸出第二太阳能电池102半导体基板10的相对另一个侧边,位于该跨接位置的边界负极连接点与半导体基板的侧边之间需要设置长度较大的绝缘层,以避免该位置对应的导电线位置发生偏移与极性相反的细栅电极相互接触而发生短路。
59.参照图3,第六绝缘层90设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间,即第六绝缘层90为第二太阳能电池102中第二导电线112的焊接结束位置对应设置的绝缘层,第五绝缘层80设置在另一个边界正极连接点和第二侧边之间,即第五绝缘层80为第二太阳能电池102中第二导电线112在相邻太阳能电池之间跨接位置对应设置的绝缘层,因此,可以设置第六绝缘层90距离第一侧边的距离大于第五绝缘层80距离第二侧边的距离,使得第六绝缘层90沿第一方向a的尺寸小于第五绝缘层80沿第一方向a的尺寸,从而可以节省用于制备绝缘层的绝缘胶的用量,降低太阳能电池的生产成本。
60.在本实用新型实施例中,沿太阳能电池中导电线跨接至相邻太阳能电池的侧边,如图2所示,即沿太阳能电池中半导体基板的第一侧边cd,第二绝缘层50和第五绝缘层80交替分布,沿太阳能电池中半导体基板10的第二侧边ef,第三绝缘层60和第六绝缘层90交替分布。
61.参照图3,第一太阳能电池101中的正极主栅电极21和第二太阳能电池102中的负极主栅电极31共线,第二导电线112跨接第一太阳能电池101和第二太阳能电池102,从第一太阳能电池101中的正极主栅电极21延伸至第二太阳能电池102中的负极主栅电极31,并连接正极主栅电极21中的多个正极连接点211和负极主栅电极31中的多个负极连接点311。
62.具体的,在第二导电线112的跨接位置,第一太阳能电池101中的第三绝缘层60与
第二太阳能电池102中的第五绝缘层80在第一方向a上共线,相应的,位于第一太阳能电池101中第一导电线111焊接结束位置的第六绝缘层90,与位于第二太阳能电池102中第三导电线113焊接起始位置的第二绝缘层50在第一方向a上共线。且相邻两个太阳能电池中共线的第三绝缘层60和第五绝缘层80之间的距离,小于相邻两个太阳能电池中共线的第六绝缘层90和第二绝缘层50之间的距离。这是由于第二导电线112在第一太阳能电池101和第二太阳能电池102之间进行跨接,因此,需要在该位置设置与导电线重叠长度较大的绝缘层,以避免导电线与极性相反的细栅电极接触而发生短路;而第一导电线111和第三导电线113没有在第一太阳能电池101和第二太阳能电池102之间进行跨接,因此,在该位置可以设置长度较小的绝缘层,以节省绝缘胶的用量,降低太阳能电池的生产成本。
63.综上所述,在本实用新型实施例中,包括:半导体基板,包括相对平行的侧边,设置在半导体基板背光面上的正极主栅电极、负极主栅电极、正极细栅电极、负极细栅电极和第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层、第五绝缘层、第六绝缘层;正极主栅电极和负极主栅电极沿第一方向平行且间隔设置,正极细栅电极和负极细栅电极沿第二方向平行且间隔设置,细栅电极与极性相同的主栅电极连接、与极性相反的主栅电极间隔第一预设距离,第一方向交叉于第二方向,正极主栅电极包括多个用于与导电线连接的正极连接点,负极主栅电极包括多个用于与导电线连接的负极连接点;第一绝缘层设置在相邻正极连接点之间,第二绝缘层设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间,第一侧边为半导体基板中靠近一个边界正极连接点的侧边,第三绝缘层设置在另一个边界正极连接点和与第一侧边相对的第二侧边之间,边界正极连接点为第一方向上靠近半导体基板的侧边的正极连接点,第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层覆盖正极细栅电极和负极细栅电极中靠近正极主栅电极的一部分;第四绝缘层设置在相邻负极连接点之间,第五绝缘层设置在一个边界负极连接点和第一侧边之间,第六绝缘层设置在另一个边界负极连接点和第二侧边之间,边界负极连接点为第一方向上靠近侧边的负极连接点,第四绝缘层、第五绝缘层和第六绝缘层覆盖正极细栅电极和负极细栅电极中靠近负极主栅电极的一部分;第二绝缘层与第一侧边之间的距离,大于第三绝缘层与第二侧边之间的距离,第六绝缘层与第二侧边之间的距离,大于第五绝缘层与第一侧边之间的距离。由于导电线连接相邻太阳能电池时,一端与一个太阳能电池的一个边界正极连接点连接,作为焊接起始位置,并沿多个正极连接点延伸跨接至相邻太阳能电池,与另一个太阳能电池的多个负极连接点连接直至另一端与相邻太阳能电池的一个边界负极连接点连接,作为焊接终止位置,即导电线仅完全覆盖太阳能电池中位于跨接位置的边界正极连接点或边界负极连接点与半导体基板侧边之间的部分,而不完全覆盖焊接起始位置和焊接结束位置对应的边界正极连接点或边界负极连接点与半导体基侧边之间的部分,因此,本实用新型中设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间的第二绝缘层距离第一侧边之间的距离,大于设置在另一个边界正极连接点和第二侧边之间的第三绝缘层距离第二侧边之间的距离,即位于半导体基板边缘两个绝缘层中:第二绝缘层的尺寸小于第三绝缘层的尺寸,同样的,位于半导体基板边缘两个绝缘层中:第六绝缘层的尺寸小于第五绝缘层的尺寸,从而可以节省制备绝缘层的绝缘胶的用量,降低太阳能电池的生产成本。
64.可选的,第二绝缘层50与第一侧边之间的距离可以为1-5毫米,第六绝缘层90与第二侧边之间的距离可以为1-5毫米。
65.参照图2,在正极主栅电极21两个端部位置,即靠近半导体基板10两个侧边:第一侧边cd和第二侧边ef的边缘位置设置有第二绝缘层50和第三绝缘层60,第一侧边cd和第二侧边ef垂直于第一方向a(正极主栅电极21延伸的方向)。其中,第二绝缘层50所处的边缘位置为导电线的焊接起始位置,即导电线与第一边界正极连接点2112焊接,并延伸出第一边界正极连接点2112,导电线的端头位于第一边界正极连接点2112与第一侧边cd之间,而在第一边界正极连接点2112与第一侧边cd之间导电线未延伸出的位置,无需设置绝缘层。因此,第二绝缘层50与第一侧边cd之间的距离可以为1-5毫米,该距离具体可以根据导电线的端头延伸出第一边界正极连接点2112的长度确定,具体的,导电线的端头延伸出第一边界正极连接点2112的长度越小,则第二绝缘层50沿第一方向a的尺寸可以越小,第二绝缘层50与第一侧边cd之间的距离越大。
66.相应的,在负极主栅电极31两个端部位置,即靠近半导体基板10两个侧边:第一侧边cd和第二侧边ef的边缘位置设置有第五绝缘层80和第六绝缘层90,第一侧边cd和第二侧边ef垂直于第一方向a(负极主栅电极31延伸的方向)。其中,第六绝缘层90所处的边缘位置为导电线的焊接结束位置,即导电线与第一边界负极连接点3112焊接,并延伸出第一边界负极连接点3112,导电线的端头位于第第一边界负极连接点3112与第二侧边ef之间,而在第一边界负极连接点3112与第二侧边ef之间导电线未延伸出的位置,无需设置绝缘层。因此,第六绝缘层90与第二侧边ef之间的距离可以为1-5毫米,该距离具体可以根据导电线的端头延伸出第一边界负极连接点3112的长度确定,具体的,导电线的端头延伸出第一边界负极连接点3112的长度越小,则第六绝缘层90沿第一方向a的尺寸可以越小,第六绝缘层90与第二侧边ef之间的距离越大。
67.可选的,第二绝缘层50和第三绝缘层60设置为矩形结构,第二绝缘层50与第三绝缘层60沿第二方向b的尺寸相等,第二绝缘层50沿第一方向a的尺寸,小于第三绝缘层60沿第一方向a的尺寸;第五绝缘层80和第六绝缘层90设置为矩形结构,第五绝缘层80与第六绝缘层90沿第二方向b的尺寸相等,第六绝缘层90沿第一方向a的尺寸,小于第五绝缘层80沿第一方向a的尺寸。
68.参照图2,第二绝缘层50与第三绝缘层60沿第二方向b的尺寸相等,第二绝缘层50沿第一方向a的尺寸,即第二绝缘层50的面积小于第三绝缘层60的面积,这是由于第二绝缘层50为太阳能电池中导电线的焊接起始位置对应设置的绝缘层,而第三绝缘层60为太阳能电池中导电线与相邻太阳能电池的跨接位置对应设置的绝缘层,即导电线在从太阳能电池延伸至相邻太阳能电池时完全覆盖第三绝缘层60,因此,需要设置第三绝缘层60具有较大的有效面积,以避免导电线与极性相反的细栅电极接触而发生短路。
69.相应的,第五绝缘层80和第六绝缘层90设置为矩形结构,第五绝缘层80与第六绝缘层90沿第二方向b的尺寸相等,第六绝缘层90沿第一方向a的尺寸,小于第五绝缘层80沿第一方向a的尺寸,即第六绝缘层90的面积小于第五绝缘层80的面积,这是由于第六绝缘层90为太阳能电池中导电线的焊接结束位置对应设置的绝缘层,而第五绝缘层80为太阳能电池中导电线与相邻太阳能电池的跨接位置对应设置的绝缘层,即导电线在从太阳能电池延伸至相邻太阳能电池时完全覆盖第五绝缘层80,因此,需要设置第五绝缘层80具有较大的有效面积,以避免导电线与极性相反的细栅电极接触而发生短路。
70.可选的,第二绝缘层50沿第一方向a的尺寸(长度),可以小于第二绝缘层50沿第二
方向b的尺寸(宽度),即第二绝缘层50可以设置为扁平状的矩形结构,从而使得第二绝缘层50可以确保导电线在焊接起始位置发生较大程度的偏移时不与极性相反的细栅电极相互接触而发生短路,还可以避免使用较多的绝缘胶,降低太阳能电池的生产成本。
71.相应的,第六绝缘层90沿第一方向a的尺寸(长度),可以小于第六绝缘层90沿第二方向b的尺寸(宽度),即第六绝缘层90可以设置为扁平状的矩形结构,从而使得第六绝缘层90可以确保导电线在焊接结束位置发生较大程度的偏移时不与极性相反的细栅电极相互接触而发生短路,还可以避免使用较多的绝缘胶,降低太阳能电池的生产成本。
72.可选的,第三绝缘层60沿第一方向a的尺寸(长度),可以大于第三绝缘层60沿第二方向b的尺寸(宽度),即第三绝缘层60可以设置为竖向长条状的矩形结构,从而使得第三绝缘层60可以确保导电线在跨接相邻两个太阳能电池的位置,发生较大程度的偏移时不与极性相反的细栅电极相互接触而发生短路。
73.相应的,第五绝缘层80沿第一方向a的尺寸(长度),可以大于第五绝缘层80沿第二方向b的尺寸(宽度),即第五绝缘层80可以设置为竖向长条状的矩形结构,从而使得第五绝缘层80可以确保导电线在跨接相邻两个太阳能电池的位置,发生较大程度的偏移时不与极性相反的细栅电极相互接触而发生短路。
74.可选的,第一绝缘层40和第四绝缘层70也可以设置为矩形结构,第一绝缘层40沿第二方向b的尺寸(宽度),可以小于第二绝缘层50和第三绝缘层60沿第二方向的尺寸(宽度);第四绝缘层70沿第二方向b的尺寸(宽度),小于第五绝缘层80和第六绝缘层90沿第二方向的尺寸(宽度)。由于导电线一般在焊接起始位置、焊接结束位置,跨接相邻两个太阳能电池的位置处发生偏移的程度最大,因此,可以将与这些位置对应的第二绝缘层50、第三绝缘层60、第五绝缘层80和第六绝缘层90设置较大的宽度,以避免导电线在这些位置发生较大程度的偏移时与极性相反的细栅电极连接而发生短路。同时,由于第一绝缘层40位于相邻正极连接点211之间,第四绝缘层70位于相邻负极连接点311之间,而导电线与正极连接点211或负极连接点311之间的连接强度较高,焊带在相邻正极连接点211或相邻负极连接点311之间发生偏移的程度较小,因此,可以设置较窄的第一绝缘层40和第四绝缘层70,从而节省绝缘胶的用量,降低太阳能电池的生产成本。
75.可选的,第二绝缘层50和第三绝缘层60沿第二方向b的尺寸(宽度),与导电线沿第二方向b的尺寸(线宽)的比值可以为1.1:1-2:1。使得第二绝缘层50和第三绝缘层60在第二方向b上的尺寸(宽度)位于合适的范围内,确保第二绝缘层50和第三绝缘层60的宽度大于导电线的线宽,确保一定的工艺余量,即时导电线被轻微倾斜地布置,也能够防止非预期的极性相反的细栅电极与导电线之间的短路。同时,避免第二绝缘层50和第三绝缘层60的过度使用,以减少制造成本。
76.相应的,第五绝缘层80和第六绝缘层90沿第二方向b的尺寸,与导电线沿第二方向b的尺寸(线宽)的比值可以为1.1:1-2:1。使得第五绝缘层80和第六绝缘层90在第二方向b上的尺寸(宽度)位于合适的范围内,确保第五绝缘层80和第六绝缘层90的宽度大于导电线的线宽,确保一定的工艺余量,即时导电线被轻微倾斜地布置,也能够防止非预期的极性相反的细栅电极与导电线之间的短路。同时,避免第五绝缘层80和第六绝缘层90的过度使用,以减少制造成本。
77.可选的,参照图1和图2,正极主栅电极21还可以包括设置在相邻正极连接点211之
间,以及边界正极连接点与半导体基板10的侧边之间的正极连接栅线212,相应的,正极细栅电极22的一端与正极连接点211或正极连接栅线212连接,另一端与负极主栅电极31间隔第一预设距离。
78.进一步的,第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60可以分别包含两个分部,且两个分部设置在正极连接栅线212的相对两侧,并分别与正极连接栅线212间隔第二预设距离和第三预设距离。即第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60均可以为包含两部分的分散结构,且分散结构的第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60位于正极连接栅线212相对两侧,并不覆盖正极连接栅线212。
79.在本实用新型实施例中,正极连接栅线212和正极细栅电极22均可以为铝浆制备得到的铝电极,由于铝电极表面会产生一层氧化铝层,不会与导电线焊接,因此,当利用导电线连接相邻太阳能电池,正极连接点211作为焊接点与导电线进行焊接,导电线沿正极主栅电极21延伸时,正极连接栅线212可以与导电线接触而不被焊带焊断,因而正极连接栅线212上可以不设置第一绝缘层40、第二绝缘层50或第三绝缘层60,从而节省绝缘胶的用量,降低太阳能电池的生产成本。
80.其中,第三预设距离和第四预设距离可以根据导电的偏移距离确定,以确保焊带在发生一定程度的偏移的情况下,不与极性相反的细栅电极接触。
81.此外,第一绝缘层40、第二绝缘层50或第三绝缘层60中的两个分部的形状和面积可以相同也可以不同,两个分部与正极连接栅线212之间的距离也可以相同也可以不同,当两个分部的形状和面积相同、与正极连接栅线212之间的间隔相等时,则两个分部可以对称设置在正极连接栅线212的相对两侧。
82.可选的,第一绝缘层40、第二绝缘层50和第三绝缘层60分别包含的两个分部沿第一方向a的尺寸(长度)与分部沿第二方向b的尺寸(宽度)的比值可以为5:1-1.5:1。即每个分部可以设置为竖向长条状的矩形结构,从而使得每个分部可以在导电线发生偏移时不与极性相反的细栅电极相互接触而发生短路,同时,还能够节省绝缘胶的用量,降低生产成本。
83.图4示出了本实用新型实施例中的一种太阳能电池的局部结构示意图,如图4所示,为图3中虚线部分的放大示意图,第六绝缘层90靠近第一边界负极连接点3112的端部可以设置有凸出部,凸出部在第二方向b上的尺寸,小于第六绝缘层90在第二方向b上的尺寸,从而可以减少第六绝缘层90中的绝缘胶流动扩展至第一边界负极连接点3112的量,避免过量的绝缘胶扩展至第一边界负极连接点3112上,从而影响第一边界负极连接点3112与焊带之间的连接可靠性。
84.在本实用新型实施例中,一体化结构的第一绝缘层40、第二绝缘层50、第三绝缘层60、第四绝缘层70和第五绝缘层80靠近连接点的端部也可以设置凸出部,以避免过量的绝缘胶扩展至连接点上,从而影响连接点与焊带之间的连接可靠性。
85.可选的,参照图2,正极连接点211可以包括中心部,以及设置在中心部外侧的外缘部。其中,正极连接点211中的中心部可以为采用银浆制备得到的银电极,外缘部可以为采用铝浆制备得到的铝电极,从而可以降低银的用量,以节省成本。
86.本实用新型实施例中,参照图2,负极主栅电极31还可以包括设置在相邻负极连接点311之间,以及边界负极连接点与半导体基板10的侧边之间的负极连接栅线312,相应的,
负极细栅电极32的一端与负极连接点311或负极连接栅线312连接,另一端与正极主栅电极21间隔第一预设距离。第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90还可以覆盖负极连接栅线312,使得第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90的结构为一体化结构,有利于第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90的工艺制备。
87.由于太阳能电池中负极连接点311、负极连接栅线312和负极细栅电极32均可以为银浆制备得到的银电极,当利用导电线连接相邻太阳能电池,负极连接点311作为焊接点与导电线进行焊接,导电线沿负极主栅电极31延伸时,覆盖负极连接栅线312的第四绝缘层70、第五绝缘层80和第六绝缘层90可以避免导电线与负极连接栅线312接触,从而避免导电线表面的焊锡涂层将负极连接栅线312中的银溶解吞噬而使得负极连接栅线312被焊带焊断,从而确保了负极连接栅线312的可靠性。
88.图5出了本实用新型实施例中的一种太阳能电池的截面示意图,如图5示,太阳能电池中的正极电极20设置在半导体基板10背光面中的n型扩散区域120上,负极电极30设置在半导体基板10背光面中的p型扩散区域130上。半导体基板10向光面可以为经过制绒后得到的绒面结构,同时,在半导体基板10向光面上可以设置有减反射层130,增加太阳能电池吸收的太阳光线,从而提高太阳能电池的效率。
89.综上所述,在本实用新型实施例中,包括:半导体基板,包括相对平行的侧边,设置在半导体基板背光面上的正极主栅电极、负极主栅电极、正极细栅电极、负极细栅电极和第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层、第五绝缘层、第六绝缘层;正极主栅电极和负极主栅电极沿第一方向平行且间隔设置,正极细栅电极和负极细栅电极沿第二方向平行且间隔设置,细栅电极与极性相同的主栅电极连接、与极性相反的主栅电极间隔第一预设距离,第一方向交叉于第二方向,正极主栅电极包括多个用于与导电线连接的正极连接点,负极主栅电极包括多个用于与导电线连接的负极连接点;第一绝缘层设置在相邻正极连接点之间,第二绝缘层设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间,第一侧边为半导体基板中靠近一个边界正极连接点的侧边,第三绝缘层设置在另一个边界正极连接点和与第一侧边相对的第二侧边之间,边界正极连接点为第一方向上靠近半导体基板的侧边的正极连接点,第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层覆盖正极细栅电极和负极细栅电极中靠近正极主栅电极的一部分;第四绝缘层设置在相邻负极连接点之间,第五绝缘层设置在一个边界负极连接点和第一侧边之间,第六绝缘层设置在另一个边界负极连接点和第二侧边之间,边界负极连接点为第一方向上靠近侧边的负极连接点,第四绝缘层、第五绝缘层和第六绝缘层覆盖正极细栅电极和负极细栅电极中靠近负极主栅电极的一部分;第二绝缘层与第一侧边之间的距离,大于第三绝缘层与第二侧边之间的距离,第六绝缘层与第二侧边之间的距离,大于第五绝缘层与第一侧边之间的距离。由于导电线连接相邻太阳能电池时,一端与一个太阳能电池的一个边界正极连接点连接,作为焊接起始位置,并沿多个正极连接点延伸跨接至相邻太阳能电池,与另一个太阳能电池的多个负极连接点连接直至另一端与相邻太阳能电池的一个边界负极连接点连接,作为焊接终止位置,即导电线仅完全覆盖太阳能电池中位于跨接位置的边界正极连接点或边界负极连接点与半导体基板侧边之间的部分,而不完全覆盖焊接起始位置和焊接结束位置对应的边界正极连接点或边界负极连接点与半导体基侧边之间的部分,因此,本实用新型中设置在一个边界正极连接点和第一侧边之间的第二绝缘层距离第一侧边之间的距离,大于设置在另一个边界正极连接点和第二侧
边之间的第三绝缘层距离第二侧边之间的距离,即位于半导体基板边缘两个绝缘层中:第二绝缘层的尺寸小于第三绝缘层的尺寸,同样的,位于半导体基板边缘两个绝缘层中:第六绝缘层的尺寸小于第五绝缘层的尺寸,从而可以节省制备绝缘层的绝缘胶的用量,降低太阳能电池的生产成本。
90.本实用新型实施例还提供了一种光伏组件,包括多个上述太阳能电池和多条导电线,导电线的一端连接太阳能电池的正极电极中的多个正极连接点,导电线的另一端连接相邻太阳能电池的负极电极中的多个负极连接点,从而使得太阳能电池和相邻太阳能电池之间电连接,将太阳能电池和相邻太阳能电池中产生并汇聚的电流进行进一步的汇集。
91.在本实用新型实施例中,所述导电线的横截面即可以为圆形或矩形结构,且横截面为矩形结构的导电线的宽度大于厚度,可以提高导电线与太阳能电池之间的连接可靠性。导电线的线宽可以为0.5-2毫米,分别与一个太阳能电池中的正极连接点211和负极连接点311连接的导电线的数量可以为5-15条。相邻导电线之间的距离可以为4-8毫米。
92.优选的,所述导电线的线宽可以为0.5-1.5毫米,并且相邻导电线之间的距离大于或等于2毫米,并且小于或等于半导体基板在第一方向上的长度的0.5倍。
93.在本实用新型实施例中,导电线可通过导电粘合剂或焊接的方式连接到各个太阳能电池背光面上的正极连接点或负极连接点。其中,导电粘合剂可以为包括锡或含锡合金的焊膏,或是在环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂中包括锡或含锡的合金形成的导电膏。
94.需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
95.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。
96.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本实用新型的保护之内。

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