本實(shí)用新型屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及太陽能，具體的說是一種太陽能無主柵線晶硅電池片。

背景技術(shù)：

全球性的化石能源危機(jī)與環(huán)境污染推動(dòng)了光伏行業(yè)的快速發(fā)展。目前，以晶硅電池片為主的組件占據(jù)了全球光伏組件市場的80%以上；晶硅電池片發(fā)展至今，其制作成本及發(fā)電量成為其發(fā)展的主要制約因素。在制作成本方面，硅材料占據(jù)著約60-70%的材料成本，銀漿料的用量占據(jù)著約15-25%的材料成本；故而高純晶硅材料的成本和其使用量，以及銀漿的使用量對(duì)電池片或組件的成本都有極大的影響。在發(fā)電量方面，其主要受到太陽能電池片有效光照面積以及光電轉(zhuǎn)換效率的影響；電池片的光電轉(zhuǎn)換效率嚴(yán)重依賴晶硅材料本身的結(jié)構(gòu)，電池片的有效光照面積是取決于電池片主、細(xì)柵線的覆蓋面積。

晶硅電池片的發(fā)電基體是硅片，常規(guī)的電池片印有許多條細(xì)柵線用以收集硅片受到光照后產(chǎn)生的電流，且還印有2-5條主柵線用以匯集細(xì)柵線上的電流。在低成本、高發(fā)電量電池片這一目標(biāo)的催促下，無主柵線電池片技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。無主柵線電池片，一般指的是在常規(guī)電池片基礎(chǔ)上，去掉主柵線且保留細(xì)柵線；這種電池片因無主柵線，一方面可以大大減少銀漿的使用量，此外還可以增大電池片的有效光照面積。

在無主柵線電池片技術(shù)上，目前有許多方法并列舉部分案例如下。

①德國的Schmid無主柵線技術(shù)把電池片的主柵線去除，并且把細(xì)柵線的寬度和間距做了一些調(diào)整，此外還用15根銅絲代替普通焊帶來串聯(lián)焊接多塊電池片。

②加拿大的Day4 Electrode專利技術(shù)把電池片的主柵線去除且保留細(xì)柵線，之后用嵌有一排鍍低熔點(diǎn)金屬銅絲的薄膜覆蓋在細(xì)柵上，再經(jīng)過層壓工藝把銅絲和細(xì)柵焊接起來。

③林建偉的《無主柵、高效率背接觸太陽能模塊、組件及制備工藝》[專利號(hào)：CN 104282788 A]中提到，把電池片的主柵線去除同時(shí)把電池片的串聯(lián)點(diǎn)放置于電池片背面，這種方法將進(jìn)一步提高電池片的有效光照面積。

④黃強(qiáng)的《光伏電池模塊及其制作方法》[專利號(hào)：CN 104716213 A]中提到，把電池片的主柵線去除且保留細(xì)柵線，同時(shí)用導(dǎo)電膠帶代替普通焊帶來串聯(lián)焊接電池片。

⑤授權(quán)公布號(hào)為CN201820762U專利中，提出了一種完全沒有主柵線的技術(shù)方案，只保留細(xì)柵線。

⑥CN103618011A專利中，提供一種采用若干焊帶和若干導(dǎo)電膠帶替代主柵線的技術(shù)方案。

然而這些現(xiàn)有技術(shù)都忽略了一個(gè)客觀事實(shí)，那就是現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及公知技術(shù)，對(duì)上述技術(shù)方案不能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，如果采用上述技術(shù)方案，則需要大面積更換生產(chǎn)設(shè)備，并且，更換或改進(jìn)晶硅電池片結(jié)構(gòu)來降低電池片成本及提高電池片發(fā)電量，這些方法一般具有或工藝復(fù)雜，成本高，或工藝尚未成熟，無法得到大批量應(yīng)用如上述專利③。而更換光伏組件生產(chǎn)用的材料，將帶來大量的工作調(diào)整，例如材料的研發(fā)、新材料之間的匹配問題以及設(shè)備的更新?lián)Q代，這無疑增加了組件生產(chǎn)成本如上述專利②、④。針對(duì)類似于專利①的無主柵線電池片技術(shù)，雖然沒有改變電池片結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)有的組件生產(chǎn)工藝，但是通過我們大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)銅絲與細(xì)柵之間的附著力太小，在TC熱循環(huán)可靠性測試中其電池片焊接處電學(xué)連接變差，并且電池片兩端的焊接位置容易出現(xiàn)虛焊及斷柵現(xiàn)象。類似于現(xiàn)有技術(shù)⑤⑥，其改變了現(xiàn)有太陽能電池片的整個(gè)生產(chǎn)工藝，因此，并不具備量產(chǎn)的可能性。

在電池片中，由于背面電極的面積越大，其收集電流的能力越強(qiáng)，故希望其越大越好；一方面背面電極面積越大，其對(duì)少數(shù)載流子的復(fù)合能力越強(qiáng)，不利于收集電流，故希望其越小越好；如何在背面電極的面積大小上取得平衡是目前需要解決的問題。另外，電池片正面電極及背面電極的制作會(huì)破壞其PN結(jié)結(jié)構(gòu)，已經(jīng)破壞的PN結(jié)結(jié)構(gòu)不能產(chǎn)生電流以及良好地傳導(dǎo)電流。常規(guī)電池片主柵線的印刷燒結(jié)已經(jīng)對(duì)相應(yīng)的PN結(jié)造成了破壞，故而只能改變背電極的面積大小來達(dá)到收集電流的最佳情況，然而在我們的實(shí)驗(yàn)中認(rèn)證出常規(guī)電池片背電極面積例如專利①還沒有達(dá)到最佳的優(yōu)化，我們的結(jié)果得出該背面電極可以減少至其一半左右。專利②中無主柵電池片的背面電極沒有達(dá)到最佳的優(yōu)化，該大面積的背面電極會(huì)破壞PN結(jié)結(jié)構(gòu)以及降低載流子收集效率。專利③④增加了背電極的面積，增大了PN結(jié)的破壞程度，同時(shí)降低了鋁背場的鈍化效果，從而降低了載流子的收集效率。

實(shí)際生產(chǎn)中，背面電極與正面電極并不對(duì)應(yīng)設(shè)置，這就導(dǎo)致了在電池片生產(chǎn)中出現(xiàn)了電池片加裝電極時(shí)產(chǎn)生的正面與背面不同程度的對(duì)PN結(jié)的損壞。

因此提供一種能夠最大限度的發(fā)揮電池片發(fā)電能力，并且降低生產(chǎn)升本的電池片是目前亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備，在不大量修改設(shè)備及工藝的前提下，能夠最大限度的減少PN結(jié)破壞、降低生產(chǎn)成本和提高發(fā)電量的太陽能無主柵線晶硅電池片。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種太陽能無主柵線晶硅電池片，包括電池片、細(xì)柵線和背面電極，電池片的正面橫向密布細(xì)柵線，背面陣列設(shè)有背面電極，還包括加粗細(xì)柵線和主柵線保留部，電池片的細(xì)柵線的垂直方向的兩端設(shè)有矩形細(xì)柵線端頭，矩形細(xì)柵線端頭的之間設(shè)有垂直于細(xì)柵線的加粗細(xì)柵線，矩形細(xì)柵線端頭與加粗細(xì)柵線之間設(shè)有主柵線保留部，在電池片背面設(shè)置的背面電極與主柵線保留部對(duì)應(yīng)設(shè)置。

本實(shí)用新型不改變電池片結(jié)構(gòu)及其所用材料，在保持原有生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，對(duì)電池片背面電極進(jìn)行修改，使得背面電極與正面的主柵線保留部對(duì)應(yīng)設(shè)置，這樣在焊接及冷卻過程中，最大限度的保證電池片兩面均受熱，繼而保證了電池片不會(huì)出現(xiàn)局部過熱而膨脹或者局部冷卻過快，背面電極與主柵線保留部對(duì)應(yīng)設(shè)置還可以避免了背面電極燒結(jié)帶來對(duì)PN結(jié)的雙重破壞，對(duì)電池片本身的發(fā)電性能帶來的損害，因此，本實(shí)用新型更適于無主柵電池片的發(fā)電以及電流的收集，并且降低制作成本和提高電池片收集載流子的效率。

本實(shí)用新型將主柵線去掉，采取加粗細(xì)柵線和保留部分主柵線，以及在端部采用矩形細(xì)柵線斷頭的方式，降低了因?yàn)橹鳀啪€用銀量大帶來的高成本。

主柵線去除之后，PN結(jié)的破壞率降低，進(jìn)而發(fā)電量得到提升，另外結(jié)合背面電極以及主柵線保留部的最合適尺寸，將電池片的能夠發(fā)電的性能得到最好的優(yōu)化。

矩形細(xì)柵線端頭由細(xì)柵線圍成的矩形，其長×寬=4mm×3mm，細(xì)柵線的寬度為0.036mm。

加粗細(xì)柵線寬度為常規(guī)細(xì)柵線的2-3倍。垂直的加粗細(xì)柵線能較好地解決EL圖像、IV曲線測試通過率的問題，主柵保留部有助于解決焊接過程中兩端虛焊、斷柵問題，垂直的細(xì)柵線能解決TC老化的虛焊問題。

主柵線保留部中心線與背面電極中心線在一條直線上。

背面電極尺寸規(guī)格長度為14mm寬度為2.2mm。

主柵線保留部的尺寸為長度為10mm寬度為0.6mm。

加粗細(xì)柵線為4條或5條。

根據(jù)已經(jīng)進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)做為依據(jù)，本電池片的其它性能均達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)同等水平，基于此電池片的設(shè)計(jì)，我們既保證了電池片及組件的發(fā)電效果和可靠性，降低電池片的成本以及提高其發(fā)電量。其中，主柵線的去除可減少正面銀漿使用量的50%—70%，可降低電池片的成本的10%—21%；用更直觀的數(shù)據(jù)說明，以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計(jì)算，可以節(jié)約材料成本近230—380萬元人民幣。此外，在發(fā)電量方面，主柵線的去除及配合特殊焊帶的使用，其可增加發(fā)電效率的1%—2%；用更直觀的數(shù)據(jù)說明，以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計(jì)算，年發(fā)電量可至少增加30—60MW。

本實(shí)用新型在實(shí)際生產(chǎn)過程中，只需要將部分印刷網(wǎng)版進(jìn)行改造即可進(jìn)行生產(chǎn)，未更改原有生產(chǎn)工藝，不會(huì)增加生產(chǎn)成本。多塊電池片的連接方式依舊采用串聯(lián)焊接，無需更換焊帶材料以及無需改變組件生產(chǎn)工藝和設(shè)備。

因此本實(shí)用新型在保證太陽能晶硅電池片的基本功能外，降低了成本，提高了發(fā)電量，對(duì)于整個(gè)太陽能電池板行業(yè)具有指導(dǎo)意義，大大推動(dòng)了我國太陽能電池板領(lǐng)域的進(jìn)步，具有很好的市場推廣前景。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A部局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本實(shí)用新型背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本實(shí)用新型側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5現(xiàn)有技術(shù)電池片發(fā)電結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖中：1矩形細(xì)柵線端頭；2加粗細(xì)柵線；3主柵線保留部；4電池片；5背面電極；6鋁背；7正電極。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。

一種太陽能無主柵線晶硅電池片，包括電池片4、細(xì)柵線和背面電極5，電池片4的正面橫向密布細(xì)柵線，背面陣列設(shè)有背面電極5，還包括加粗細(xì)柵線2和主柵線保留部，電池片4的細(xì)柵線的垂直方向的兩端設(shè)有矩形細(xì)柵線端頭1，矩形細(xì)柵線端頭1的之間設(shè)有垂直于細(xì)柵線的加粗細(xì)柵線2，矩形細(xì)柵線端頭1與加粗細(xì)柵線2之間設(shè)有主柵線保留部3，在電池片4背面設(shè)置的背面電極5與主柵線保留部3對(duì)應(yīng)設(shè)置。

主柵線保留部3中心線與背面電極5中心線在一條直線上。

背面電極5尺寸規(guī)格長度為14mm寬度為2.2mm。

矩形細(xì)柵線端頭1由細(xì)柵線圍成的矩形，其長×寬=4mm×3mm，細(xì)柵線寬度為0.036mm。

加粗細(xì)柵線2寬度為常規(guī)細(xì)柵線的2-3倍。

主柵線保留部3的尺寸為長度為10mm寬度為0.6mm。

加粗細(xì)柵線2為4條或5條。

在圖5中，顯示了現(xiàn)有發(fā)電結(jié)構(gòu)中PN結(jié)的結(jié)構(gòu)，圖中，如果主柵線添加之后，會(huì)將PN結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，進(jìn)而降低發(fā)電效率，而本實(shí)用新型是將主柵線大部分去除，僅保留一部分，其PN結(jié)的破壞率降低，進(jìn)而獲得更好地提高發(fā)電量。

根據(jù)已經(jīng)進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)做為依據(jù)，本電池片的其它性能均達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)同等水平，基于此電池片的設(shè)計(jì)，我們既保證了電池片及組件的發(fā)電效果和可靠性，降低電池片的成本以及提高其發(fā)電量。其中，主柵線的去除可減少正面銀漿使用量的50%—70%，可降低電池片的成本的10%—21%；用更直觀的數(shù)據(jù)說明，以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計(jì)算，可以節(jié)約材料成本近230—380萬元人民幣。此外，在發(fā)電量方面，主柵線的去除及配合特殊焊帶的使用，其可增加發(fā)電效率的1%—2%；用更直觀的數(shù)據(jù)說明，以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計(jì)算，年發(fā)電量可至少增加30—60MW。

當(dāng)然，上述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定對(duì)實(shí)用新型的實(shí)施例范圍。本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)歸屬于本實(shí)用新型專利涵蓋范圍。