[發明專利]一種內部各部分串聯的太陽能電池結構及制作方法

在審

• 申請號: 202310056962.8
• 申請日: 2023-01-14
• 公開（公告）號: CN116487457A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 劉金寧;劉小敏;劉伯虎
• 申請（專利權）人: 慶陽光來科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0463
• 分類號: H01L31/0463;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種實現整片電池內各部分串聯的結構，以及該結構電池的制作方法。其特征在于，在無需將整片電池切割為半片、三分片或四分片，而在完整的電池片內實現各分割部分之間串聯。本發明的區塊串聯結構電池可簡稱BSC（Blocks?Series?Connection）電池。本發明的電池結構可用于鋁背場電池、PERC電池、HIT異質結電池、TOPCON電池、IBC電池、異質結?IBC結構的電池等單PN結晶體硅電池，也可用于鈣鈦礦電池、薄膜電池和有機電池，以及鈣鈦礦?HIT電池等多PN結等太陽能電池。特別對于MWT和EWT結構的太陽能電池，本發明的電池結構更容易實現。本發明的電池結構亦可用于非PN結結構的肖特基太陽能電池和鐵電體（也稱駐極體）結構的太陽能電池。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，具體是一種實現電池片內多個區域進行串聯的電池結構，及實現方法。

背景技術

在太陽能電池領域，為了提高電池片生產效率，單個電池片的面積越來越大。更大面積的電池片，提高了單片電池的功率，但光電轉換效率并非增大，反而會降低。較大面積的電池片，一方面被絕緣刻蝕的不能有效發電的邊緣區域，所占比重降低，這是利于提高電池效率的因素；同時，隨著面積的增大，電池的電流增大，電池的柵線長度也增加，柵線電阻增加，電流經過柵線的損耗也增加。

為了提高生產率，推廣大面積電池片，同時又降低電流在柵線的電阻損耗，行業內出現了比較成熟的半片和疊片（也稱疊瓦）組件封裝方案。這兩種方案都需要把較大的整片電池切割成大小相等的2部分（也有3或4部分），然后在封裝的時候串聯起來，這樣可以降低電阻損耗。

這種半片封裝可實現組件增益5~10瓦。半片和疊瓦封裝，都需要對完整的電池片進行分割，存在分割破損率。還有對電池片分割，形成了新的邊緣，這種邊緣由于電池結構受損影響電池效率。其次，分片和疊片的封裝比較復雜，封裝成本較高。分片封裝會形成分片電池之間更多的空隙，降低了組件效率。

發明內容

本發明為解決技術難題所采取的技術方案是：在常規的太陽能片制作階段，電池片內部絕緣分割為多個區域，各個相鄰區域之間通過穿孔結構的金屬化連接，形成內部串聯的電池結構。這種結構的電池，只增加了絕緣分割和通孔金屬化兩道生產工藝，避免了切片工藝，以及后續復雜的半片封裝或疊片封裝工藝。從整體考慮，簡化了電池模組的生產工藝，同時增加了效益。

本發明實現整片電池內部各部串聯的結構，以及該結構電池的制作方法。無需將整片電池切割為半片、三分片或四分片，而在完整的電池片內通過激光劃刻絕緣（或機械劃刻絕緣）和激光穿孔技術，實現電池片內兩部分、三部分或四部分電池片絕緣分割，以及各分割部分之間串聯。

優選地，利用激光劃刻和激光穿孔，在完整的電池片內實現電池片內各部分小塊區域串聯的電池結構。

優選地，利用激光劃刻，將完整的電池片均勻地分割為2部分、或3部分、或4部分、或更多部分，利用激光穿孔技術在電池片打孔，通過穿孔的金屬化連接電池片中相鄰經過分割絕緣部分的正負極，即A部分的正極通過穿孔與相鄰的B部分的負極導通，從而實現所分割的各部分電池之間串聯。

對于整片電池的絕緣分割可采用激光劃刻或機械刀具劃刻。對于晶體硅電池，必須通過激光劃刻切斷電池表面的擴散層，劃刻深度必須穿透硅片表面的擴散層，劃刻深度大于0.1微米（因為擴散或離子注入的PN結、N+、P+層深度范圍在0.1~0.3微米）。

對于異質結電池，由P-I-N結構及其表面的透明導電膜組成，這些結構都是通過外延的方法在硅片表面形成的結構。對于異質結的劃刻，必須切斷外延層，以及外延層兩邊的透明導電層。對于IBC等背結構電池，也可以通過生長高電阻的本征層，作為各部分的絕緣分割線。

通過劃刻，切斷電池片的P層、N層、P+層、N+層以及異質結電池的透明導電層，形成絕緣分割線，將整片電池通過絕緣線分割成多個部分。