[发明专利]异质结太阳能电池片、叠瓦组件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种异质结太阳能电池片、叠瓦组件、制造异质结太阳能电池片的方法和制造叠瓦组件的方法。异质结太阳能电池片包括基体片和设置在基体片的顶表面和底表面的电极，基体片包括中心层和多个透光导电层。多个透光导电层在中心层的顶侧和底侧沿垂直于中心层的方向层叠设置，并且在自中心层到电极的方向上，各个透光导电层的透光性递增。根据本发明，太阳能电池的导电透明区域设置有多个透光性渐变的透光导电层，这样的设置能够改善异质结太阳能电池片的载流子偏移率、透光性和导电性等方面，避免填充因子偏低、断路电流偏低问题的发生，使异质结太阳能电池片具有较高的光电转化率。

技术领域

本发明涉及能源领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池片、叠瓦组件和异质结太阳能电池片、叠瓦组件的制造方法。

背景技术

随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。

在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。

目前，异质结太阳能电池由于具备转换效率高、制造工艺流程短、硅片薄片化、温度系数低、无光致衰减、可双面发电且双面率高等一系列优势，被誉为最具产业化潜力的下一代超高效太阳能电池技术。但异质结太阳能电池技术若要实现大规模发展也具有一定难度：一方面，异质结太阳能电池的制造成本相对较高，另一方面异质结太阳能电池采用常规封装技术封装时，焊带拉力的稳定性难以控制，且异质结太阳能电池不能采取传统晶体硅电池的高温焊接等工艺，需要低温焊接工艺和低温材料，因此封装工艺难度较高。

叠瓦组件利用小电流低损耗的电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)从而使得组件功率损耗大大降低。其次通过充分利用电池组件中片间距区域来进行发电，单位面积内能量密度高。另外目前使用了具有弹性体特性的导电胶粘剂替代了常规组件用光伏金属焊带，由于光伏金属焊带在整片电池中表现出较高的串联电阻而导电胶粘剂电流回路的行程要远小于采用焊带的方式，从而最终使得叠瓦组件成为高效组件，同时户外应用可靠性较常规光伏组件性能表现更加优异，因为叠瓦组件避免了金属焊带对电池与电池互联位置及其他汇流区域的应力损伤。尤其是在高低温交变的动态(风、雪等自然界的载荷作用)环境下，采用金属焊带互联封装的常规组件失效概率远超过采用弹性体的导电胶粘剂互联切割后的电池小片封装的叠瓦组件。

当前叠瓦组件的主流工艺使用导电胶粘剂互联切割后的电池片，导电胶主要由导电相和粘接相构成。其中导电相主要由贵金属组成，如纯银颗粒或银包铜、银包镍、银包玻璃等颗粒并用于在太阳能电池片之间起导电作用，其颗粒形状和分布以满足最优的电传导为基准，目前更多采用D50＜10um级的片状或类球型组合银粉居多。粘接相主要有具有耐候性的高分子树脂类聚合物构成，通常根据粘接强度和耐候稳定性选择丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯等。为了使导电胶粘接达到较低的接触电阻和较低的体积电阻率及高粘接并且保持长期优良的耐候特性，一般导电胶厂家会通过导电相和粘接相配方的设计完成，从而保证叠瓦组件在初始阶段环境侵蚀测试和长期户外实际应用下性能的稳定性。

若异质结太阳能电池采用叠瓦技术封装，之前所述问题则迎刃而解。叠瓦技术采用导电胶串接电池片的方式，导电胶的低温和柔性特点，以及无焊带设计，可以解决焊带拉力稳定性和低温焊接的问题。此外，异质结太阳能电池技术可采用更薄的硅片，采用传统组件封装工艺时，焊带串接电池片难度大，且受机械应力和热应力影响，异质结电池很容易造成破片。叠瓦组件不使用焊带连接电池片，可以减少封装过程中的破片率。