【专利解密】天合光能创新太阳能电池片制备方案 增强效率提升稳定性

【爱集微点评】天合光能披露的太阳能电池片、电池串及二者的制备方案，通过将主栅印刷于细栅之上，再将主栅与连接结构进行焊接，避免了由于主栅高度不足导致的空焊。同时有效地减少了主栅与反应层的接触，增强了主栅与连接结构之间的连接，提高了电池片的电流效率，延长了太阳能电池片的使用寿命。

集微网消息，目前，现有的太阳能电池片栅线结构通常设计为主栅是含银成分的栅线，细栅在一些情况下是含铝成分的栅线（例如P型perc电池背面细栅含铝）。在实际生产过程中，主流的印刷方式是先印刷主栅线，再印刷细栅线，使主栅线与细栅线形成搭接。

在焊接组件时，主栅线与焊带的焊接点处形成银锡合金，从而达到连接与导电的效果。在这种焊接方式中，电流是经过细栅汇流到主栅上，再经由焊带流出，这种非直线导出电流的方式会导致较大的电阻损失，从而降低组件功率。

同时，由于工艺限制，主栅和细栅也存在较大的高度差，细栅的高度明显高于主栅的高度，导致焊带与主栅之间易出现空焊，导致焊接不良。除此之外，现有的阳能电池片中主栅与反应层直接接触，会造成对反应层的破坏，导致效率下降。

为此，天合光能在2022年2月24日申请了一项名为“太阳能电池片、电池串及二者的制备方法”的发明专利（申请号：202210171553.8），申请人为天合光能股份有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为现有技术中的太阳能电池片的正面俯视图，现有技术中，太阳能电池片100正面的栅线排布方式是将含银的主栅11直接印刷在覆盖于硅片10表面的反应层20之上，再将连接结构40（焊带）焊接于主栅11之上。

这样的结构设置虽然便于印刷，但是造成的后果是主栅与反应层直接接触，会破坏反应层并导致电池效率的下降。另外，在太阳能电池片的背面，主栅的高度小于细栅12，连接结构与主栅连接时较为困难，容易发生空焊的现象，从而也影响电池的效率。由此可见，现有技术中的太阳能电池中细栅位于主栅之上的结构存在一些缺陷。

如上图，为该专利文献中公开的太阳能电池片的正面俯视图，可以看到，第一栅线结构31与第二栅线结构32均为直线型结构，多条第一栅线沿第一方向X延伸且沿第二方向Y排布，多条第二栅线沿第一方向X延伸且沿第二方向Y排布，且第二栅线位于第一栅线之上。连接结构40横跨第一栅线并与第二栅线接触。

为了使第二栅线位于第一栅线之上，在具体印刷过程中，需要为先在覆盖硅片的反应层上印刷第一栅线（细栅），再印刷第二栅线（主栅），从而使第二栅线位于第一栅线之上。这样的结构可以有效减小第二栅线和反应层的接触，从而减少了反应层的损耗，提高了电池效率。

如上图，为该太阳能电池片的剖视图，可以看到，在每一条第一栅线上均有第二栅线。但是该方案中还提及，多条第二栅线仅位于一部分的多条第一栅线之上，还有部分第一栅线上并未设置有第二栅线。

此外，从上图中也可以看到，第二栅线的长度小于第一栅线的长度，即第二栅线离散地排布于第一栅线之上。相比较于连续设置的方式，该设置能够有效减少第二栅线中银的消耗量，进一步降低成本。同时，第二栅线的宽度也略大于第一栅线的宽度，且第二栅线的长度也大于连接结构的宽度，从而可以保证第一栅线汇集电流的效果，并提高第二栅线与连接结构之间的焊接效率，增强电池的稳定性。

如上图，为该方案中披露的太阳能电池片制备方法的流程示意图，首先，在太阳能电池片的任一表面印刷多个第一栅线结构。其次，在表面印刷多个第二栅线结构，第二栅线结构位于第一栅线结构之上，且至少一个第二栅线结构的部分区域不与太阳能电池片的反应层接触。此外，基于上述太阳能电池片的结构，该专利文献还提供了一种太阳能电池串的制备方案，该太阳能电池串由两个相邻的太阳能电池片依次连接得到。

如上图，为太阳能电池串的制备方法流程示意图，首先，准备多个电池片，每个电池片包括正极表面和负极表面，正极表面和负极表面上具有多个第一栅线结构以及多个第二栅线结构。第二栅线结构位于第一栅线结构之上，且第二栅线结构的部分区域不与太阳能电池片的反应层接触。

其次，将多个连接结构依次连接每个电池片的正极表面和负极表面以使多个电池片串联。在此步骤中，连接结构在正极表面和负极表面与第二栅线结构接触。

以上就是天合光能披露的太阳能电池片、电池串及二者的制备方案，该方案中提供的太阳能电池片和电池串通过将主栅印刷于细栅之上，再将主栅与连接结构进行焊接，避免了由于主栅高度不足导致的空焊。同时有效地减少了主栅与反应层的接触，增强了主栅与连接结构之间的连接，提高了电池片的电流效率，延长了太阳能电池片的使用寿命。

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（校对/赵月）