[發明專利]集成二極管的太陽電池的生產工藝及光伏組件的制造方法

有效

• 申請號: 201210311334.1
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102800759A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 高艷杰;董建華;任云龍;王亮
• 申請（專利權）人: 英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本發明涉及太陽電池及光伏組件技術領域，特別涉及一種集成二極管的太陽電池的生產工藝及光伏組件的制造方法。

背景技術

光伏組件是光伏系統的重要組成部分，太陽電池是光伏組件的核心。光伏組件的穩定性、可靠性直接影響光伏系統的工作狀態。太陽電池的結構決定著組件的封裝工藝和技術性能。

傳統的國內外生產的光伏組件特點是：

①光伏組件產品均由電池串、匯流帶、封裝材料、接線盒等幾部分組成。

②匯流帶將電池串連接起來，再與接線盒連接。

③封裝材料包括玻璃、背板、EVA、鋁型材邊框、硅膠或膠帶，將電池串、匯流帶密封起來。

④接線盒內裝有旁路二極管。

目前，光伏組件的結構設計，均為邊框結構，其核心電池串通過匯流帶連接起來，經過層壓將玻璃、EVA、用匯流帶連接的電池串、EVA、背板密封為一體，再用硅膠或膠帶封裝在鋁邊框內，安裝一個帶二極管及連接線的接線盒。圖1和圖2分別為現有光伏組件的正面和背面的外形示意圖，其中1為太陽電池片，2為匯流帶，3為接線盒。

在安裝施工的過程中，通過組件上的連接線把組件連接起來，達到組件方陣，形成太陽能發電系統中的發電部分。

目前接線盒內裝有旁路二極管的原因如下：

在組件運行過程中，如果組件中的某一塊太陽電池片被遮擋或出現故障，太陽電池片就不再發揮太陽電池的作用，而是相當于一個內阻，此時由其他太陽電池組件進行供電，使得被遮蓋的部分升溫遠遠大于未被遮蓋部分，致使溫度過高出現燒壞的暗斑，即太陽電池熱斑效應。為解決這一問題，在接線盒內裝有旁路二極管，使旁路二極管與電池串并聯起來。當太陽電池片被遮擋或出現故障發生故障時，通過旁路二極管通過電流，避免太陽電池燒毀損壞。

不足的問題是，一片太陽電池出現問題或被遮擋，造成整串太陽電池被旁路，組件輸出功率損失較大。同時，接線盒中二極管實際運行過程工作中，由于選擇的二極管功率的限制，會放出大量熱量，燒毀接線盒后，使組件短路或斷路，不能輸出功率。另外，如圖1所示，組件內部存在較長的、重疊交叉的匯流帶2，影響組件的性能、降低了輸出功率，同時影響了生產效率，也浪費材料。

有報道，實驗室在研制具有旁路二極管的晶體硅電池的制備方法，主要做法如下：利用設計好的印刷絲網在電池片局部印刷不同漿料，再利用激光刻槽工藝在電池片上將其隔離，使這一塊區域形成二極管性質；之后單獨引出電極。該種電池有四個電極（電池、二極管各一對正負極）。在組件生產過程中，通過焊帶單獨連接形成。這種結構具體有如下的缺點：

首先，旁路二極管占據太陽電池的一定面積，從而有效面積縮小1%~10%，影響發電量。同時，該旁路二極管其實也是一個PN結，只不過極性與電池相反，也具有電池的作用，太陽光在照射太陽電池的同時，也照射著所謂的旁路二極管，它也會發出一定電量，其電流與電池電流相反，在實際運行中隨時會發熱，不像接線盒中的二極管只是在電池被遮擋時才正面導通發熱，這樣降低了整個組件的綜合使用壽命。由于電池的基底是組成PN結的一部分，其利用的激光刻槽工藝并不會將電池與二極管完全分開。這樣電池的伏安特性曲線極差，只能發揮一般作用，如圖3所示。而由這種電池構成的組件，由于電池有四條電極，焊接工藝較復雜，而且焊接后外觀不美觀。

因此，如何解決目前光伏組件存在的上述問題，以便提高發電效率，降低發電損失，延長組件運行壽命，成為本領域技術人員亟待解決的重要技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種集成二極管的太陽電池的生產工藝，避免了旁路二極管對太陽電池受光面積影響，具有良好的伏安特性曲線，同時徹底解決了太陽電池熱斑效應。

在上述集成二極管的太陽電池的生產工藝的基礎上，本發明還提供了一種光伏組件的制造方法，以便提高發電效率，降低發電損失，延長組件運行壽命。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種集成二極管的太陽電池的生產工藝，包括步驟：

1）清洗硅片，并在清洗過的所述硅片表面制絨；

2）對經過制絨的所述硅片表面進行一次擴散，選取P型硅片時工藝具體為擴磷，選取N型硅片時工藝具體為擴硼；

3）對經過一次擴散的所述硅片表面進行二次擴散，選取P型硅片時工藝具體為擴硼，選取N型硅片時工藝具體為擴磷；

4）對經過二次擴散的所述硅片進行一次涂膠，工藝具體為在所述硅片的背面需要設置二極管的位置涂敷防腐膠；