[發明專利]異質結太陽能電池片、光伏組件及制造方法

在審

• 申請號: 202110552857.4
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113140647A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 孫俊;尹丙偉;丁二亮;肖俊峰;周華明;李巖;石剛;劉漢元
• 申請（專利權）人: 成都曄凡科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/05;H01L31/074;H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 劉迎春;張寧瀟

本發明涉及一種異質結太陽能電池片、光伏組件及制造方法。異質結太陽能電池片包括基體片和獨立于基體片成形并用于傳輸載流子的多個金屬絲。多個金屬絲嵌入基體片上的副柵線，以通過構成副柵線的導電漿料的固化作用被固定在基體片的表面上。根據本發明，金屬絲獨立于基體片成形，因而金屬絲能夠被充分做細，或者可以對金屬絲賦予一些其他的更為復雜的結構，使得金屬絲既能夠更高效地傳輸載流子，又具有更輕的重量和更少的材質消耗；并且，本發明能夠省略額外的粘結劑，這樣的設置能夠簡化工藝步驟、提高生產效率、節約原料；并且副柵線與TCO膜層具有粗糙的嵌合界面，使得金屬絲被強力附著在基體片的表面上。

技術領域

本發明涉及能源領域，尤其涉及一種異質結太陽能電池片、光伏組件及制造方法。

背景技術

氣候是人類生存環境的重要因素之一，也是人類生產生活的重要資源。隨著人類生存活動規模的擴大，人類活動對氣候變化也產生了越來越大的影響。隨著化石能源的消耗殆盡，產生了氣候影響，尤其是溫室氣體排放給全球人類可持續健康發展帶來了嚴重影響。

隨著全球煤炭、石油、天然氣等常規化石能源消耗速度加快，生態環境不斷惡化，特別是溫室氣體排放導致日益嚴峻的全球氣候變化，人類社會的可持續發展已經受到嚴重威脅。世界各國紛紛制定各自的能源發展戰略，以應對常規化石能源資源的有限性和開發利用帶來的環境問題。太陽能憑借其可靠性、安全性、廣泛性、長壽性、環保性、資源充足性的特點已成為最重要的可再生能源之一，有望成為未來全球電力供應的主要支柱。

半導體在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明、大功率電源轉換等領域都有應用，近年全球加大綠色能源的開發和利用。在大力推廣和使用太陽能綠色能源的背景下，光伏組件利用小電流低損耗電學原理(光伏組件功率損耗與工作電流的平方成正比例關系)使得組件功率損耗大大降低，光伏組件通過充分利用電池組件中片間距鋪設更多數目的電池進行發電，單位面積能量密度更高。

市場上的太陽能電池通過設置PN結從而對太陽入射光進行光電轉換實現發電，早期BSF電池由于背表面的金屬鋁膜層中的復合存在，導致電池轉換效率只能達到19％左右。通過電池背表面設置介質膜鈍化，采用局域金屬接觸，大大降低背表面復合速度，同時提升了背表面的光反射，形成PERC結構電池。在此技術的基礎上，科研人員進一步思考如何提高鈍化效果，研發出異質結電池。為了解決激光切割熱敏問題，研制出了半片異質結電池。通過膠粘互聯疊片方式形成高品占比、高轉換效率的異質結光伏組件。

但是當前的異質結電池自身以及其生產工藝中存在一些缺陷。例如，異質結電池熱敏效果明顯，通過激光切割后效率損失嚴重，約0.4～0.5％；異質結電池用焊接工藝連接，高溫破壞了異質結電池非晶硅層結構，嚴重影響鈍化效果；異質結電池低溫漿料單耗200～400mg/片，成本高昂；進一步縮減銀漿耗量后，增加了串焊機鋪設金屬焊接精度，導致工藝難度增大；異質結電池片厚度150～180um，無明顯成本優勢薄硅片應用對于焊接工藝表現不友好，過程碎片率高，良品率低，戶外應用隱裂率增大；異質結電池組件屏占比高，轉換效率受限；除采用疊瓦工藝外，目前片間連接隱裂問題無法規避，生產良率低；異質結電池成品后做片內匯流加強處理，需增加加工工序，工藝變復雜。

其中，異質結太陽能電池組件中通常需要設置焊帶等金屬條狀結構，植入焊帶的工藝環節存在如下缺陷：焊帶植入需通過膠水粘接形成，增加施膠工藝裝備；工藝步驟多，工藝復雜且設備成本高；粘接膠水一般采用加熱固化或紫外光照射固化，對串焊機使用環境有要求，進一步增加成本；膠水固化需要一定的時間，增加了加工節拍，單位時間內產出受限，同樣影響成本；粘接膠水屬于化學品，使用過程自身也受環境溫濕度影響，增加了膠水性能有效性管理難度；形成膠水連接的產品，若膠水自身出現質量缺陷，進一步將導致組件產品質量問題，具有一定質量風險存在；電池串中物理片間距存在降低封裝屏占比，影響組件轉換效率的提升。

因而需要提供一種異質結太陽能電池片、光伏組件及制造方法，以至少部分地解決上述問題。

發明內容