[发明专利]一种高抗机械载荷晶硅电池

说明书

本发明公开了一种高抗机械载荷晶硅电池，所述晶硅电池的背面电极包括多列相平行分布的栅线，每列栅线包括六段或八段相间隔设置的子栅线，每个子栅线的两端与所述背面电场之间设有间隙。该晶硅电池通过对背面电极以及激光开槽的结构调整，从而可以避免焊接过程中背面电极位置受力不均匀以及激光损伤加剧背面电极应力作用使电池更容易发生脆性断裂的情况，并从这两个方面来实现降低组件端碎片率以及提升组件抗机械载荷能力。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种高抗机械载荷晶硅电池。

背景技术

随着人类生活的进步，对于能源的需求迅速增加，然而占据世界上总发电量70％以上的火力发电，由于资源的日渐紧缺以及环境的逐渐恶化已经成为日益引人关注的问题。太阳能作为可再生资源用于发电也越来越受到人们的重视。

近年来，随着晶体硅太阳能电池技术的发展，硅片厚度也逐渐减薄以降低光伏发电成本，但硅片减薄随之带来的是组件制作中碎片率的上升和组件本身的抗机械载荷能力下降，特别是PERC(钝化发射极背面电池)工艺的开发，激光开槽环节的增加使电池在组件制作中的碎片率进一步上升，组件本身的抗机械载荷能力也进一步下降。在这种情况下，各种提升组件抗机械载荷能力的方案也逐渐涌现。专利CN104935247A采用在组件边框增加加强筋的方法以提升组件抗机械载荷能力，这种方法有效的降低了组件受压后的电池碎片率和功率损失，但这种方法在组件制作中不仅增加了额外的加强筋，物料成本增加，同时还需要增加额外的工位来实现加强筋安装，工艺步骤繁琐而且增加了额外的人力成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高抗机械载荷晶硅电池，该晶硅电池通过对背面电极以及激光开槽的结构调整，从而可以避免焊接过程中背面电极位置受力不均匀以及激光损伤加剧背面电极应力作用使电池更容易发生脆性断裂的情况，并从这两个方面来实现降低组件端碎片率以及提升组件抗机械载荷能力。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种高抗机械载荷晶硅电池，所述晶硅电池的背面电极包括多列相平行分布的栅线，每列栅线包括六段或八段相间隔设置的子栅线，每个子栅线的两端与所述背面电场之间设有间隙。

背面电极由传统的三段式或者四段式变更为六段式或八段式子栅线结构，背面电极的多段式设计将背面电极烧结过程中产生的应力分布出去，降低了组件在受压过程中应力的影响，从而降低了机械载荷测试过程中的碎片比例以及功率衰减百分比。

每个子栅线的两端与所述背面电场之间设有间隙，这样，就避免了焊接过程中焊带在背面电极两端位置由于背面电极、背面电场搭接位置与背面电极的高度差导致的焊接位置受力不均匀从而导致隐裂产生的现象。

作为本发明的一种改进，本发明所述的晶硅电池优选为PERC晶硅电池。

当所述的晶硅电池优选为PERC晶硅电池时，所述的PERC晶硅电池的背面设有钝化膜，所述钝化膜上设有激光开槽线，所述激光开槽线在所述背面电极位置处断开。

激光开槽线在背面电极位置处断开的设计，由于PERC晶体硅电池的引入使晶体硅电池效率得到了提升，但是激光开槽增加了对硅基体的损伤，特别是在背面电极边缘位置，激光的损伤更是加剧了裂纹的成核，导致电池更容易脆断；因此激光开槽线必须在背电极位置断开。

进一步的，所述的钝化膜优选为氧化铝和氮化硅叠层钝化膜。

本发明上述高抗机械载荷晶硅电池的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取晶体硅电池片，制绒后对硅片表面进行清洗；

(2)将清洗后硅片进行磷扩散；

(3)去除磷扩散后形成的P/N结以及磷硅玻璃；

(4)在硅片正面沉积钝化膜；

(5)在硅片背面印刷背面电极和背面电场；