CN105336817B - 一种晶体硅太阳能电池片串及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶体硅太阳能电池片串的制备方法，包括如下步骤：(1) 将硅片进行表面清洗及织构化、扩散、清洗刻蚀去边、镀减反射膜，然后在硅片背面印刷背电极银浆、烘干，印刷铝背场，(2) 在硅片正面印刷正面电极银浆栅线，烘干，然后在硅片正面的主栅线上印刷锡浆，烘干形成锡层，再于锡层上印刷铜浆，烘干；(3) 将多个硅片按照电池片串的结构进行排列，然后将硅片的背面连接端与相邻硅片的正面连接端对接起来，在对接处印刷铜浆，烘干；(4) 烧结；即可得到晶体硅太阳能电池片串。本发明在电池片的制备过程中即可形成电池片串，有效避免了传统焊接工艺不稳定对产品可靠性的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池片串及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。
背景技术
自进入本世纪以来光伏产业成为了世界上增长最快的高新技术产业。在各类太阳能电池中，晶体硅（单晶、多晶）太阳能电池占有极其重要的地位，目前占据了光伏市场75%以上的份额。晶体硅太阳能电池利用p-n结的光生伏特效应实现光电转换，从发展的观点来看，晶体硅太阳能电池在未来很长的一段时间仍将占据主导地位。
现有的晶体硅太阳能电池的制造流程为：表面清洗及织构化、扩散、清洗刻蚀去边、镀减反射膜、丝网印刷、烧结形成欧姆接触、测试。这种商业化晶体硅电池制造技术相对简单、成本较低，适合工业化、自动化生产，因而得到了广泛应用。其中，丝网印刷步骤具体包括如下步骤：在硅片背面分别印刷背银、铝浆后烘干，然后在其正表面印刷正银，然后即可进行烧结步骤。
另一方面，目前光伏企业电池片在加工过程中，均以单片生产，并进行整合包装，发往至组件制造厂商进行单片焊接后再串联。然而，实际应用发现：在单片电池片焊接串联作业过程中，会存在诸多的不利问题：(1) 焊带与电池片焊接存在过焊与虚焊、焊接时填加的助焊剂会增加组件可靠性不稳定；(2) 由于焊接设备较为昂贵，且易于故障导致整体制造成本较高。因此，传统组件电池片焊接工艺不仅加工成本较高，而且生产流程较为复杂，并且产品可靠性不稳定，实际生产过程不易控制。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种晶体硅太阳能电池片串及其制备方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池片串的制备方法，包括如下步骤：
(1) 将硅片进行表面清洗及织构化、扩散、清洗刻蚀去边、镀减反射膜，然后在硅片背面印刷背电极银浆、烘干，印刷铝背场，
然后在硅片背面的主栅线上印刷铜浆，烘干；
所述铜浆位于主栅线之内，且铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成背面连接端；
(2) 在硅片正面印刷正面电极银浆栅线，烘干，然后在硅片正面的主栅线上印刷锡浆，烘干形成锡层，再于锡层上印刷铜浆，烘干；
所述锡浆位于主栅线之内，锡层的一端延伸出硅片之外；所述铜浆位于主栅线之内，且铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成正面连接端；
(3) 将多个硅片按照电池片串的结构进行排列，然后将硅片的背面连接端与相邻硅片的正面连接端对接起来，在对接处印刷铜浆，烘干；
(4) 烧结；即可得到晶体硅太阳能电池片串。
上文中，所述步骤(2)中，所述铜浆位于主栅线之内，是指铜浆的宽度应当小于银浆的宽度，以避免铜浆与硅片接触而对硅片产生污染。例如，银浆的宽度为3 mm，锡浆的宽度可以是2~2.6 mm，铜浆的宽度略小于或等于锡浆的宽度；
所述铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成正面连接端，这是在长度方向进行延伸，使铜浆层形成连接端，从而与下一片硅片实现电连接。步骤(1)中的描述也是如此。
优选的，所述步骤(1)中，印刷铝背场之后，先在硅片背面的主栅线上印刷锡浆，烘干形成锡层，再于锡层上印刷铜浆。这里，锡浆的作用主要是起到粘结的作用，除此之外，还起到阻隔铜浆与硅片接触的作用，以防止烧结时铜浆沉到硅片中而影响发电。
优选的，所述锡浆位于主栅线之内，锡层的一端延伸出硅片之外；所述铜浆位于主栅线之内，且铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成所述背面连接端。
上述技术方案中，所述步骤(2)中，所述铜浆层的一端延伸出硅片之外2~3mm，形成正面连接端。
上述技术方案中，所述锡层的厚度为0.05~0.30mm优选0.05~0.1mm
上述技术方案中，所述铜浆层的厚度为0.1~0.4mm。优选0.20~0.025mm。
上述技术方案中，所述步骤(4)中，所述烧结采用红外线加热方法或磁场加热方法。烧结可以使银浆、铝浆与晶硅片有效钝化，同时将银浆与锡浆、铜浆有效的融合，并形成合金。
上述技术方案中，所述步骤(4)中，所述烧结的温度为800~1200℃。
本发明同时请求保护由上述制备方法获得的晶体硅太阳能电池片串。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明开发了一种新的晶体硅太阳能电池片串的制备方法，在电池片的制备过程中即可形成电池片串，有效避免了传统焊接工艺不稳定对产品可靠性的影响，并能有效规避焊接异常对生产线的影响；具有积极的现实意义；
2、本发明能有效减少组件生产过程焊接所需的设备、人力及物料，并且能简化组件制造工艺流程；此外，本发明对传统焊接工艺具有明显的市场优势，低成本加工，提升企业盈利能力，提高企业综合竞争力，非常值得推广应用；
3、本发明的方法简单可行，成本较低，适于推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例一中的工艺流程图。
图2是本发明实施例一中硅片背面的印刷示意图。
图3是本发明实施例一中硅片正面的印刷示意图。
图4是本发明实施例一中相邻硅片搭接状态的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述。
实施例一：
一种晶体硅太阳能电池片串的制备方法，包括如下步骤：
(1) 将硅片进行表面清洗及织构化、扩散、清洗刻蚀去边、镀减反射膜，然后在硅片背面印刷背电极银浆、烘干，印刷铝背场，
先在硅片背面的主栅线上印刷锡浆，烘干形成锡层，再于锡层上印刷铜浆，烘干；
所述锡浆位于主栅线之内，锡层的一端延伸出硅片之外；所述铜浆位于主栅线之内，且铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成所述背面连接端；
(2) 在硅片正面印刷正面电极银浆栅线，烘干，然后在硅片正面的主栅线上印刷锡浆，烘干形成锡层，再于锡层上印刷铜浆，烘干；
所述锡浆位于主栅线之内，锡层的一端延伸出硅片之外；所述铜浆位于主栅线之内，且铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成正面连接端；
(3) 将多个硅片按照电池片串的结构进行排列，然后将硅片的背面连接端与相邻硅片的正面连接端对接起来，在对接处印刷铜浆，烘干；
(4) 烧结；即可得到晶体硅太阳能电池片串。
银浆的宽度为3 mm，锡浆的宽度可以是2.6 mm，铜浆的宽度略小于或等于锡浆的宽度。
所述步骤(2)中，所述铜浆层的一端延伸出硅片之外3 mm，形成正面连接端。
所述锡层的厚度为0.1mm。所述铜浆层的厚度为0.22mm。
所述步骤(4)中，所述烧结采用红外线加热方法。使银浆铝浆与晶硅片有效钝化，同时将银浆与锡浆、铜浆有效的融合，并形成合金。
按序列依次相互正背连接，形成电池片串后，采用红外线加热方式对已印刷电池串进行预热、烧结、冷却，完成银、锡、铜融合，并形成合金。
对烧结工艺设定范围：预热、烘干区设定100~250℃之间，蒸发印刷过程中存在的有机溶剂，烧结区设定500~600℃之间，烧掉有机溶剂及树脂，瞬间升温至800~1200℃，主要是根据减反射膜和浆料的特性，同时在区间内完成铝浆、锡浆、铜浆融合，并形成合金，冷却区保持在18~30℃之间。
Claims (9)
1.一种晶体硅太阳能电池片串的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 将硅片进行表面清洗及织构化、扩散、清洗刻蚀去边、镀减反射膜，然后在硅片背面印刷背电极银浆、烘干，印刷铝背场，
然后在硅片背面的主栅线上印刷铜浆，烘干；
所述铜浆位于主栅线之内，且铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成背面连接端；
(2) 在硅片正面印刷正面电极银浆栅线，烘干，然后在硅片正面的主栅线上印刷锡浆，烘干形成锡层，再于锡层上印刷铜浆，烘干；
所述锡浆位于主栅线之内，锡层的一端延伸出硅片之外；所述铜浆位于主栅线之内，且铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成正面连接端；
(3) 将多个硅片按照电池片串的结构进行排列，然后将硅片的背面连接端与相邻硅片的正面连接端对接起来，在对接处印刷铜浆，烘干；
(4) 烧结；即可得到晶体硅太阳能电池片串。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，印刷铝背场之后，先在硅片背面的主栅线上印刷锡浆，烘干形成锡层，再于锡层上印刷铜浆。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述锡浆位于主栅线之内，锡层的一端延伸出硅片之外；所述铜浆位于主栅线之内，且铜浆层的一端延伸出硅片之外，形成所述背面连接端。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述铜浆层的一端延伸出硅片之外2~3mm，形成正面连接端。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述锡层的厚度为0.05~0.10mm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铜浆层的厚度为0.20~0.25mm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述烧结采用红外线加热方法或磁场加热方法。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述烧结的温度为800~1200℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法获得的晶体硅太阳能电池片串。
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