CN223503301U - 太阳能电池串和太阳能电池模块 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种太阳能电池串和太阳能电池模块，太阳能电池串包括布线构件和至少两个背接触太阳能电池，布线构件将背接触电池串联，布线构件包括导电内芯和覆在导电内芯外表面的电绝缘的有机可焊性保护层；其中，背接触太阳能电池的背面设有多个分散的焊膏点，有机可焊性保护层具有沿布线构件延伸方向间隔设置的多个暴露导电内芯的局部的开口，焊膏点与电极接触并且焊膏点通过开口与导电内芯接触。本公开的太阳能电池串生产成本较低，安全性较优、良率较高。

Description

太阳能电池串和太阳能电池模块

技术领域

本申请涉及新能源领域，具体地，涉及一种太阳能电池串和太阳能电池模块。

背景技术

背接触电池是一种正极和负极呈叉指状交替设置在电池背面的太阳能电池。背接触电池通常包括指状收集电极（或谓细栅）和汇流电极（或谓主栅），指状电极用于从电池收集光生电流，汇流电极能够将指状电极收集的电流汇集在一起。将多个电池片的汇流电极与布线构件导电串联，形成太阳能电池串，汇流电极的电流通过布线构件向电池外传输。

在现有技术中，汇流主栅电极上间隔地布置有多个焊盘，布线构件一般为表层涂锡的铜芯焊带，布线构件的锡层与焊盘熔合，而将布线构件与汇流电极机械连接和导电连接。在连接时，为了避免布线构件的位置偏差，而导致其与异性的指状电极接触，引起短路，在汇流电极两侧会涂刷绝缘层，以避免布线构件与异性的指状电极接触导致短路。

随着光伏组件产品市场单价竞争激烈，如何在保证产品可靠性情况下进一步降低太阳能电池模块的制造成本、避免短路情况和提升良率迫在眉睫。

发明内容

本公开的目的是提供一种太阳能电池串和太阳能电池模块，该太阳能电池串的生产成本较低，安全性较优、良率较高。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种太阳能电池串，包括布线构件和至少两个背接触太阳能电池，所述布线构件将所述背接触太阳能电池串联，所述布线构件包括导电内芯和覆在所述导电内芯外表面的电绝缘的有机可焊性保护层；其中，

所述背接触太阳能电池的背面分散设有多个焊膏点，所述有机可焊性保护层具有沿所述布线构件延伸方向间隔设置的多个暴露所述导电内芯的局部的开口，所述焊膏点与背接触太阳能电池的电极接触并且所述焊膏点通过所述开口与所述导电内芯接触。

可选地，所述导电内芯与所述焊膏点接触的表面之外的其他表面被所述有机可焊性保护层电绝缘保护。

本公开第二方面提供一种太阳能电池串，包括布线构件和至少两个背接触太阳能电池，所述布线构件将所述背接触太阳能电池串联，所述布线构件包括导电内芯和覆在所述导电内芯表面的电绝缘的有机可焊性保护层，其中，

所述背接触太阳能电池的背面分散设有多个焊膏点，所述焊膏点分别与所述背接触太阳能电池的电极和所述导电内芯的局部表面直接接触；除与所述焊膏点接触的所述导电内芯的局部表面之外，所述导电内芯的其他表面覆有所述有机可焊性保护层。

可选地，所述焊膏点为固化的锡膏点，所述锡膏点包含助焊剂。

可选地，所述有机可焊性保护层为连三氮茚膜或咪唑有机结晶碱膜。

可选地，所述导电内芯为裸导线。

可选地，所述导电内芯为裸铜导线、裸铝导线、裸镍导线或裸银导线。

可选地，所述布线构件中有机可焊性保护层的厚度为0.2-10μm。

可选地，所述导电内芯的最大宽度为0.18-0.8mm。

可选地，所述导电内芯的横截面为圆形、矩形或三角形。

可选地，所述有机可焊性保护层的电阻率为10⁷-10¹²Ω·m。

可选地，所述背接触太阳能电池包括硅衬底、形成在所述硅衬底背面的第一半导体区域和第二半导体区域、与所述第一半导体区域接触的第一电极以及与所述第二半导体区域接触的第二电极；

所述布线构件将一个背接触电池的第一电极与另一个背接触电池的第二电极串联。

可选地，所述第一电极包括沿第一方向延伸的第一汇流电极和沿第二方向延伸的第一指状电极，所述第二电极包括沿第一方向延伸的第二汇流电极和沿第二方向延伸的第二指状电极，所述第一方向与所述第二方向交叉；所述第一汇流电极与所述第二汇流电极在所述第二方向上交替设置，所述第一指状电极与所述第二指状电极在所述第一方向上交替设置，所述第一电极与所述第二电极彼此隔开，所述第一汇流电极和所述第二汇流电极上分别设有多个焊盘，所述焊膏点连接在所述焊盘。

可选地，每根所述汇流电极上间隔设有5-10个焊盘。

可选地，所述第一半导体区域包括形成在所述硅衬底表面的第一介质层和形成在所述第一介质层表面的第一掺杂硅层；所述第二半导体区域包括形成在所述硅衬底表面的第二介质层和形成在所述第二介质层表面的第二掺杂硅层；所述第一掺杂硅层与所述第二掺杂硅层具有相反的导电类型。

可选地，所述第一介质层和第二介质层为隧穿氧化层，所述第一掺杂硅层和第二掺杂硅层为掺杂多晶硅层；或者，

所述第一介质层和第二介质层为本征非晶硅层，所述第一掺杂硅层和第二掺杂硅层为掺杂非晶硅层；或者，

所述第一介质层为隧穿氧化层，所述第一掺杂硅层为掺杂多晶硅层，所述第二介质层为本征非晶硅层，所述第二掺杂硅层为掺杂非晶硅层。

本公开第三方面提供一种太阳能电池模块，包括本公开第一方面或第二方面提供的所述太阳能电池串。

通过上述技术方案，本公开的电池串通过具有有机可焊保护层的布线构件连接多个背接触太阳能电池，能够免去为了避免布线构件的位置偏差而导致其与异性的指状电极接触引起短路而在电池片上印刷绝缘胶，简化了太阳能电池串的制作工艺，提高了太阳能电池串的安全性和产品良率。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开的太阳能电池串的一种具体实施方式的结构图。

图2是本公开的背接触太阳能电池的一种具体实施方式的结构示意图。

图3是本公开的图2所示的背接触太阳能电池沿A-A的剖视图。

图4是本公开的布线构件与背接触太阳能电池连接结构的剖视图。

图5是本公开的布线构件的一种具体实施方式的结构示意图。

图6是本公开的布线构件与背接触太阳能电池连接结构的侧视图。

附图标记说明

20、背接触太阳能电池10、布线构件11、导电内芯

12、有机可焊性保护层121、开口30、焊膏点

21、电极21a、第一电极

21b、第二电极d1、第一方向211、第一汇流电极

d2、第二方向212、第一指状电极213、第二汇流电极

214、第一指状电极215、焊盘22、硅衬底

23、第一半导体区域24、第二半导体区域231、第一介质层

232、第一掺杂硅层241、第二介质层242、第二掺杂硅层

具体实施方式

有机可焊性保护层（OSP，Organic solderability preservative）本身是绝缘的，将其涂覆在导电金属表面，可以起到阻止导电金属表面氧化的作用。在热焊接过程中，当有机可焊性保护层与焊膏接触时，会被焊膏中的助焊剂促进迅速熔掉，而未与焊膏接触的有机可焊性保护层12则能够保留下来。本公开利用有机可焊性保护层12这种特性，简化工业上背接触太阳能电池20片的互联。

根据本公开的一个方面提供一种太阳能电池串。图1示出了本公开的太阳能电池串的一种具体实施方式，太阳能电池串包括布线构件10和至少两个背接触太阳能电池20，背接触太阳能电池沿第一方向d1排列，布线构件10将背接触太阳能电池20串联。

图2示意了本公开一些示例的背接触太阳能电池20的背面。背接触太阳能电池20的电极21设置在电池片的背面，也即背向太阳光的面。举例而言，请参考图2，背接触太阳能电池20具有第一电极21a和第二电极21b，它们彼此隔离地形成在太阳能电池片的背面。第一电极21a和第二电极21b的极性相反，比如，第一电极21a是正电极，第二电极21b是负电极，或者第一电极21a是负电极，第二电极21b是正电极。布线构件10将一个电池片的第一电极21a与另一个电池片的第二电极21b导电互联。也就是说，布线构件10的一段与其中一个背接触太阳能电池20的第一电极21a电连接并与该背接触太阳能电池20的第二电极21b电绝缘，另一段与相邻的背接触太阳能电池20的第二电极21b电连接并与该背接触太阳能电池20的第一电极21a电绝缘，以此形成串联的电路结构。

请继续参考图2，在一些示例中，背接触太阳能电池20的第一电极21a包含沿第一方向d1延伸的第一汇流电极211和沿第二方向d2延伸的第一指状电极212，第二电极21b包含沿第一方向d1延伸的第二汇流电极213和沿第二方向d2延伸的第二指状电极214，第一方向d1与第二方向d2交叉。第一汇流电极211与第二汇流电极213在第二方向d2上交替设置，第一指状电极212与第二指状电极214在第一方向d1上交替设置。第一电极21a与第二电极21b之间彼此隔开。在第一汇流电极211和第二汇流电极213上分别设有多个焊盘215。例如每根汇流电极上间隔设有5-10个焊盘215。

图3示意了沿图2所示的背接触太阳能电池20的AA的剖视图。请结合图3，在一些示例中，背接触太阳能电池包括硅衬底22和形成在硅衬底22背面的第一半导体区域23和第二半导体区域24，与第一半导体区域23接触的第一电极21a，与第二半导体区域24接触的第二电极21b，布线构件10将其中一个背接触太阳能电池的第一电极21a与另一个背接触电池的第二电极21b串联。

进一步地参考图3，第一半导体区域23包括形成在硅衬底22表面的第一介质层231和形成在第一介质层231表面的第一掺杂硅层232，第二半导体区域24包括形成在硅衬底22表面的第二介质层241和形成在第二介质层241表面的第二掺杂硅层242，第一掺杂硅层232与第二掺杂硅层242具有相反的导电类型。举例而言，第一掺杂硅层232为P型导电类型、第二掺杂硅层242为N型导电类型，或者第一掺杂硅层232为N型导电类型、第二掺杂硅层242为P型导电类型。

在一种实施方式中，第一介质层231和第二介质层241可以为隧穿氧化层，第一掺杂硅层232和第二掺杂硅层242可以为掺杂多晶硅层。在本示例中，发射极区域和背面场区域采用钝化接触结构。

在一种实施方式中，第一介质层231和第二介质层241可以为本征非晶硅层，第一掺杂硅层232和第二掺杂硅层242可以为掺杂非晶硅层。在本示例中，发射极区域和背面场区域采用异质结钝化结构。

在一种实施方式中，第一介质层231为隧穿氧化层，第一掺杂硅层232为掺杂多晶硅层，第二介质层241为本征非晶硅层，第二掺杂硅层242为掺杂非晶硅层。在本示例中，背接触太阳能电池采用钝化接触结构和异质结钝化结构组成的混合结构。

本公开第一方面提供一种太阳能电池串，图4示意了布线构件10与背接触太阳能电池20连接结构的剖视图，图6示意了布线构件10与背接触太阳能电池20连接结构的侧视图。布线构件10包括导电内芯11和覆在导电内芯11外表面的电绝缘的有机可焊性保护层12。有机可焊性保护层12可以为包裹在导电内芯11的外表面的薄膜层。如图5所示，在太阳能电池串的结构中，有机可焊性保护层12具有沿布线构件10延伸方向间隔的多个暴露导电内芯11局部的开口121。背接触太阳能电池20背面，例如沿着汇流电极，设有多个分散的焊膏点30，焊膏点30与电极接触并通过开口121与导电内芯11接触。焊膏点30将导电内芯11与背接触太阳能电池20的电极连接，使导电内芯11附接在电池片上，并在二者之间传导电流。在一种实施方式中，这些开口121沿布线构件10的长度方向间隔地形成在有机可焊性保护层12上，有机可焊性保护层12的开口121之间的部分是完整的绝缘膜，使导电内芯11的局部向焊膏点30暴露，开口121之间的导电内芯11表面被有机可焊性保护层12绝缘保护，可以免去在电池片上印刷绝缘胶。举例而言，当布线构件10与第一背接触太阳能电池20的第一电极21a连接时，由于布线构件10表面存在有机可焊性保护层12的绝缘保护，即使布线构件10搭在第一背接触太阳能电池20的第二电极21b上，也不会造成短路。

本公开第二方面提供一种太阳能电池串，在一些示例中，太阳能电池串包括布线构件10和至少两个背接触太阳能电池20，布线构件10包括导电内芯11和覆在导电内芯11表面的电绝缘的有机可焊性保护层12，布线构件10将背接触电池串联，其中，背接触电池的背面分散设有多个焊膏点30，焊膏点30分别与背接触太阳能电池的电极和导电内芯11的局部表面直接接触，除与焊膏点30接触的的导电内芯11的局部表面之外，导电内芯的其他表面覆有有机可焊性保护层12。焊膏点30将导电内芯11附接在背接触太阳能电池20的电极，并在导电内芯11与电极之间传导电流。由于布线构件10位于焊点之间的表面包裹着有机可焊性保护层12，而有机可焊性保护层12是绝缘的，因此可以免去在电池片上印刷绝缘胶。

本公开采用焊膏点30将布线构件10与背接触太阳能电池20的电极连接。在串联操作时，可以在背接触太阳能电池20的背面电极的预设位置点上焊膏，形成焊膏点30，例如在一些示例中，可以在背接触太阳能电池的焊盘215上设置焊膏点30。将表面包覆了完整的有机可焊性保护层12的布线构件10与焊膏点30接触，在热焊过程中，焊膏点30中的助焊剂能够促进有机可焊性保护层12与焊膏点30接触的部分熔解，继而使焊膏点30与导电内芯11电性接触，有机可焊性保护层12未与焊膏点30接触的部分保留在导电内芯11的表面。

在一些示例中，焊膏点30为固化的锡膏点，锡膏点包含助焊剂，优选地，锡膏为含有焊锡粉、助焊剂、其它的表面活性剂和触变剂的膏状混合物。

在一些示例中，有机可焊性保护层12为连三氮茚膜或咪唑有机结晶碱膜。

在一些示例中，导电内芯11为裸导线。举例而言，导电内芯11为裸铜导线、裸铝导线、裸镍导线或裸银导线。由于采用焊膏将导电内芯11与背接触太阳能电池20焊接，因此在导电内芯11上可以不设置诸如锡等焊剂层。此外，有机可焊性保护层12可以保护裸导线免受氧化。

在一些示例中，布线构件10中有机可焊性保护层12的厚度为0.2-10μm。

在一些示例中，导电内芯11的最大宽度为0.18-0.8mm。导电内芯11的横截面可以呈圆形、矩形或三角形。当导电内芯11的横截面为圆形时，导电内芯11的最大宽度指圆的直径。当导电内芯11的横截面为矩形时，导电内芯11的最大宽度指矩形的长度。当导电内芯11的横截面成三角形时，导电内芯11的最大宽度为三角形最长的边长度。

在一些示例中，有机可焊性保护层12的电阻率为10⁷-10¹²Ω·m。

本公开第三方面提供一种太阳能电池模块，该模块包括本公开第一方面或第二方面提供的太阳能电池串。

根据本公开的另一方面，提供一种太阳能电池串的制备方法。该方法包括将表面覆有完整的有机可焊性保护层12的布线构件10与设置在背接触太阳能电池20的电极上的焊膏点30焊接。利用焊接温度和焊膏点30中的助焊剂促进有机可焊性保护层12的局部快速熔解，其他部分覆盖电绝缘的有机可焊性保护层12。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (17)

1.太阳能电池串，其特征在于，包括布线构件和至少两个背接触太阳能电池，所述布线构件将所述背接触太阳能电池串联，所述布线构件包括导电内芯和覆在所述导电内芯外表面的电绝缘的有机可焊性保护层；其中，

所述背接触太阳能电池的背面分散设有多个焊膏点，所述有机可焊性保护层具有沿所述布线构件延伸方向间隔设置的多个暴露所述导电内芯的局部的开口，所述焊膏点与所述背接触太阳能电池的电极接触并且所述焊膏点通过所述开口与所述导电内芯接触。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池串，其特征在于，所述导电内芯与所述焊膏点接触的表面之外的其他表面被所述有机可焊性保护层电绝缘保护。

3.太阳能电池串，其特征在于，包括布线构件和至少两个背接触太阳能电池，所述布线构件将所述背接触太阳能电池串联，所述布线构件包括导电内芯和覆在所述导电内芯表面的电绝缘的有机可焊性保护层；其中，

所述背接触太阳能电池的背面分散设有多个焊膏点，所述焊膏点分别与所述背接触太阳能电池的电极和所述导电内芯的局部表面直接接触；除与所述焊膏点接触的所述导电内芯的局部表面之外，所述导电内芯的其他表面覆有所述有机可焊性保护层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述焊膏点为固化的锡膏点。

5.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述有机可焊性保护层为连三氮茚膜或咪唑有机结晶碱膜。

6.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述导电内芯为裸导线。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池串，其特征在于，所述导电内芯为裸铜导线、裸铝导线、裸镍导线或裸银导线。

8.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述布线构件中有机可焊性保护层的厚度为0.2-10μm。

9.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述导电内芯的最大宽度为0.18-0.8mm。

10.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述导电内芯的横截面为圆形、矩形或三角形。

11.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述有机可焊性保护层的电阻率为10⁷-10¹² Ω·m。

12.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述背接触太阳能电池包括硅衬底、形成在所述硅衬底背面的第一半导体区域和第二半导体区域、与所述第一半导体区域接触的第一电极以及与所述第二半导体区域接触的第二电极；

所述布线构件将一个背接触电池的第一电极与另一个背接触电池的第二电极串联。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池串，其特征在于，所述第一电极包括沿第一方向延伸的第一汇流电极和沿第二方向延伸的第一指状电极，所述第二电极包括沿第一方向延伸的第二汇流电极和沿第二方向延伸的第二指状电极，所述第一方向与所述第二方向交叉；所述第一汇流电极与所述第二汇流电极在所述第二方向上交替设置，所述第一指状电极与所述第二指状电极在所述第一方向上交替设置，所述第一电极与所述第二电极彼此隔开，所述第一汇流电极和所述第二汇流电极上分别设有多个焊盘，所述焊膏点连接在所述焊盘。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池串，其特征在于，每根所述汇流电极上间隔设有5-10个焊盘。

15.根据权利要求12所述的太阳能电池串，其特征在于，所述第一半导体区域包括形成在所述硅衬底表面的第一介质层和形成在所述第一介质层表面的第一掺杂硅层；所述第二半导体区域包括形成在所述硅衬底表面的第二介质层和形成在所述第二介质层表面的第二掺杂硅层；所述第一掺杂硅层与所述第二掺杂硅层具有相反的导电类型。

16.根据权利要求15所述的太阳能电池串，其特征在于，所述第一介质层和第二介质层为隧穿氧化层，所述第一掺杂硅层和第二掺杂硅层为掺杂多晶硅层；或者，

所述第一介质层和第二介质层为本征非晶硅层，所述第一掺杂硅层和第二掺杂硅层为掺杂非晶硅层；或者，

所述第一介质层为隧穿氧化层，所述第一掺杂硅层为掺杂多晶硅层，所述第二介质层为本征非晶硅层，所述第二掺杂硅层为掺杂非晶硅层。

17.太阳能电池模块，其特征在于，包括权利要求1-3中任意一项所述太阳能电池串。