[实用新型]一种叉指状全半片兼容正面金属电极

说明书

本实用新型公开了一种叉指状全半片兼容正面金属电极，包括电池片，所述电池片中部设置有电池片中线，所述电池片在电池片中线两侧对称设置有独立栅线电极结构；所述独立栅线电极结构包括若干主栅和若干副栅，所述主栅由主栅基体和顶端叉指状结构，所述顶端叉指状结构包括印刷区和空置区，所述印刷区设置于空置区两侧，且空置区一端呈开口状且另一端连接于主栅基体上，所述空置区内无副栅穿过。本实用新型通过特殊的顶端叉指状设计，降低了边缘应力集中所造成的隐裂、崩边、缺口及碎片；而且在电池半切片位置处预留出了足够的非金属电极区，使得切割后半切片组件封装可以实现更高发电输出功率和更稳定可靠的长期使用发电量。

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体为一种叉指状全半片兼容正面金属电极。

背景技术

随着光伏发电技术平价上网的进程加快，市场从原来仅仅重视高功率，日益转变为兼具高功率、在任何安装条件下长时间稳定的发电量、低衰减和低成本的综合要求，以此真正降低用户端度电成本。所以如何有效降低度电成本成为目前行业普遍所关心问题，而作为光伏系统端发电的核心部件——光伏组件是重中之重，组件高功率是促成平价上网的必备技术通道，提升组件内部光通量、降低内部电损耗也成为当前组件功率提升的主要路径。进一步的决定光伏组件单位发电量的核心器件为太阳电池，其中的金属电极制做作为晶体硅太阳电池的最后一道工序，同时也是串并联起电池组件不同焊接方式，决定光伏发电模组内阻损耗大小和光生电流能否顺利导出的关键。一方面，该工序中贵金属浆料、精密网版等耗材长期占据电池制备物料中非硅成本的绝大比例，因此晶体硅太阳电池正背面金属电极尤其正面Ag金属电极的设计制造，与其量产化成本紧密相关。

目前，晶体硅太阳电池主要采用的是连续、镂空或分段式主栅电极设计，如说明书附图1、附图2和附图3所示，该连续主栅电极40、镂空主栅电极50、分段主栅电极60的设计方式主要考虑的是整片太阳电池的连续性封装，可以在不增加多余工序的基础上实现标准规格156mm×156mm电池的直接发电组装电池模组串联，其方式采取电池片按同样的正背面方向排列，如说明书附图4所示，使用组件焊带30将电池正面金属主栅电极10与下一片电池背面金属主栅电极20交叉焊接，沿电池正背面交叉穿过的焊带重叠置于两片电池正背面金属电极正上方，通过烙铁头蘸取焊锡丝加热至320℃以上，施加足够压力保持匀速沿主栅电极方向运动，瞬间将组件焊带30与电池正背面金属主栅电极焊压为一体，从而得到整串电池正负电极逐一相连构成的串联模组结构，由于单片晶体硅太阳电池既薄且脆(大约为180±20um)，极易沿晶界缺陷、受力点等特定方向解理隐裂，所以目前这种交叉焊接的方式存在组件焊带在穿过两片待焊电池片上下平面边缘时，在受到焊接高温与压力的共同作用下，金属电极浆料与晶体硅熔融交界面更易沿边缘焊点处隐裂、崩边、缺口甚至碎片。经过后序组件工艺真空环境高温层压后这种交叉排列所造成的电池片碎裂风险将更加剧。一旦单体电池出现碎裂将极大降低整块组件模组的发电输出功率和长期稳定发电量，因此电池片焊接边缘处金属电极的设计对于降低组件模组碎裂风险，提高组件制造成品良率和发电量都有着重要影响。

另一方面，近几年低内损的高效半片电池组件在规模化光伏组件制造中日益展现出高性价比优势，是同时满足成本和发电量及衰减性能提升的最佳解决方案。半片电池技术通过较低的前期技术设备、人力材料投入，将标准规格156mm×156mm电池片激光对切为两片156mm×78mm半片电池，再焊接串联起来。整个组件的电池片随之被分为两组，每组包含串联连接的60个半片电池片，组成一个完整的120片组件，从而可将通过每根主栅电极的电流成功降低为原来的1/2，内部损耗降低为整片电池的1/4，进而提升组件填充因子和输出功率。同时组件内阻降低使其工作温度也低于常规组件，半片式特殊串组布局降低光遮挡造成的发电功率损失，进一步提升了组件在实际应用中的长期发电能力并降低其热斑风险。

相应文章研究中的激光切割后太阳电池IR结果，如说明书附图5、附图6和附图7所示，也显示出漏电区域沿切割线排布，其中切割线与正面金属主栅电极和边框细栅相交位置处的漏电最为严重，因此在半片晶体硅太阳电池正面金属电极设计中，尽量避开切割线与印刷主栅和副栅电极浆料区相交，对于减少半片电池组件的漏电不良有必备帮助。