一種高效太陽能硅電池板和制備方法、電池組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高效太陽能硅電池板及其制備方法、電池組件，所述電池板包括電池片、鋼化白玻璃板、EVA膠膜、背板、接線盒和型材鋁框，所述電池片包括硅片和設(shè)在硅片正面的銀柵線和電極，所述電極為Z字形且與銀柵線為垂直設(shè)置，通過引線將相鄰電池片串并聯(lián)后連接至接線盒，所述鋼化白玻璃和背板分別設(shè)在電池片的上下方，且所述鋼化玻璃與電池片之間以及背板與電池片之間設(shè)有EVA膠膜，所述型材鋁框設(shè)在設(shè)在電池片四周；所述鋼化白玻璃板的下表面設(shè)有與各電池片相對(duì)應(yīng)的多個(gè)聚光凸面。本發(fā)明具有高效的聚光發(fā)電性能尤其適合路燈供電，且通過二次套印技術(shù)縮減了銀漿的使用量，降低了成本。
【專利說明】
一種高效太陽能硅電池板和制備方法、電池組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電池片和電池組件生產(chǎn)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002 ]太陽能電池可以直接將光能轉(zhuǎn)化成電能，越來越受到重視。當(dāng)前，太陽能電池的電極材料主柵和副柵的主要成分為銀，銀的成本占太陽能電池總成本的15%左右，消耗巨大且昂貴。降低太陽能電池的制造成本，在對(duì)電性能無負(fù)面影響的前提下，銀漿的使用量降低至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種高效太陽能硅電池板和制備方法，電池組件，具有高效的聚光發(fā)電性能尤其適合路燈供電，且通過二次套印技術(shù)縮減了銀漿的使用量，降低了成本。
[0004]技術(shù)方案:為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種高效太陽能硅電池板，包括電池片、鋼化白玻璃板、EVA膠膜、背板、接線盒和型材鋁框，所述電池片包括硅片和設(shè)在硅片正面的銀柵線和電極，所述電極為Z字形且與銀柵線為垂直設(shè)置，通過引線將相鄰電池片串并聯(lián)后連接至接線盒，所述鋼化白玻璃和背板分別設(shè)在電池片的上下方，且所述鋼化玻璃與電池片之間以及背板與電池片之間設(shè)有EVA膠膜，所述型材鋁框設(shè)在設(shè)在電池片四周;所述鋼化白玻璃板的下表面設(shè)有與各電池片相對(duì)應(yīng)的多個(gè)聚光凸面。
[0005]作為優(yōu)選，所述硅片正面的銀柵線通過銀漿絲網(wǎng)印刷后經(jīng)過燒結(jié)金屬化而成，所述電極為通過二次金屬印制的金屬絲，所述金屬絲與銀柵線的接觸點(diǎn)之間印刷有導(dǎo)電膠。
[0006]作為優(yōu)選，所述金屬絲為鋁絲或銅絲。銅絲具有更佳的導(dǎo)電能力，鋁絲的抗抗氧化能更好。
[0007]作為優(yōu)選，所述銀漿有以下重量分?jǐn)?shù)的組分構(gòu)成:78?90份銀粉、2?10份玻璃粉成型物質(zhì)、2?6份磷酸鐵鋰、I?5份鈦酸四乙酯附著力促進(jìn)劑，2?3份松油醇、2?3份二甲酸二丁酯、I份磷酸三丁酯、0.1?I份的乙基纖維素、0.5?1.0份PVB30增稠劑和0.1?0.5份聚酰胺蠟防沉降劑。
[0008]作為優(yōu)選，所述玻璃粉成型物質(zhì)為40?60%的Te02、25?40%的P205、8?20%的ZnO和5?12 %的B i 203，且各物質(zhì)總和為100 %的的混合物。傳統(tǒng)的硅基玻璃粉在銀漿中分散不夠且會(huì)降低電極銀漿在硅片上的附著力和導(dǎo)電能力，本發(fā)明采用碲磷鉍鋅的氧化物作為玻璃粉物質(zhì)，
[0009]作為優(yōu)選，還包括外置聚光透鏡，所述外置聚光透鏡設(shè)在電池板上方，且外置聚光透鏡的尺寸為電池板的1.2?1.5倍。
[0010]本發(fā)明還提供了一種上述高效太陽能硅電池板的制備方法，包括以下步驟:
[0011]I)經(jīng)過制絨、擴(kuò)散、后清洗、鍍膜和印刷背面電極后的硅片后，首先，在硅片正面表面上通過銀漿絲網(wǎng)印刷多條銀柵線，烘干后送入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)金屬化處理；
[0012]2)金屬化處理后的硅片經(jīng)過冷卻送入活化箱，在攜帶二元酸氣體的惰性氣體作用下進(jìn)行吹掃活化，溫度控制在140?200°C，停留時(shí)間為10?45s，二元酸氣體流速為0.2?2h-S
[0013]3)活化后硅片，通過絲網(wǎng)印刷在銀柵線上印刷多個(gè)均勻分布的導(dǎo)電膠組成Z字形，印刷壓力為100?150N，速度為150?250mm/s;
[0014]4)繼續(xù)通過印制機(jī)在硅片上印刷金屬絲且使金屬絲依次連接銀柵線上的Z字形的導(dǎo)電膠。
[0015]本發(fā)明還提供了一種高效太陽能硅電池板的太陽能電池組件，包括多個(gè)上述的太陽能硅電池板，以及安裝支架、連接軸和柔性連接片材，所述多個(gè)太陽能硅電池板并排設(shè)置，且相鄰兩個(gè)太陽能硅電池板之間通過連接軸形成鉸接，所述柔性連接片材鋪設(shè)在太陽能硅電池板之間及太陽能硅電池板的四周形成整體，所述連接軸還設(shè)有滑輪;所述安裝支架為框狀結(jié)構(gòu)，且設(shè)有與電池板上滑輪相匹配的滑軌，所述電池板連接軸上的滑輪設(shè)在滑軌上并能沿滑軌滑動(dòng)使電池板展開或收起。
[0016]作為優(yōu)選，所述柔性連接片材的四周設(shè)有安裝孔;所述柔性連接片材為布料、皮革、人造革或柔性化纖片材;所述相鄰電池組件的鋁材邊框上還設(shè)有緩沖墊。從而當(dāng)將電池組件折疊時(shí)，緩沖墊能避免電池組件的玻璃表面發(fā)生接觸甚至壓碎。
[0017]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)通過聚光凸面和外置聚光透鏡提高光線接收能力進(jìn)而提高天陽能電池的發(fā)電能力；(2)通過二次套印的絲網(wǎng)印刷技術(shù)，大大節(jié)約了銀漿的使用量并降低了太陽能電池的成本；(3)優(yōu)化銀漿配方和生產(chǎn)制備工藝，提高了層間附著力和導(dǎo)電性能，從而降低接觸電阻；(4)本發(fā)明的太陽能電池組件能快速便捷的在各種場(chǎng)合進(jìn)行展開和折疊安裝，結(jié)構(gòu)牢固可靠，安裝方便。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述太陽能電池組件的的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明所述電池片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為圖2中A-A方向的橫截面示意圖；
[0021 ]圖4為本發(fā)明所述高效太陽能硅電池板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中，電池板1、連接軸2、柔性連接片材3、滑輪4、安裝孔5、緩沖墊6、電池片11、銀柵線111、電極112、導(dǎo)電膠113、鋼化白玻璃板12、EVA膠膜13、背板14、型材鋁框15ο
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0024]如圖1?4所示，本發(fā)明的高效太陽能硅電池板，包括電池片、鋼化白玻璃板、EVA膠膜、背板、接線盒和型材鋁框，所述電池片包括硅片和設(shè)在硅片正面的銀柵線和電極，所述電極為Z字形且與銀柵線為垂直設(shè)置，通過引線將相鄰電池片串并聯(lián)后連接至接線盒，所述鋼化白玻璃和背板分別設(shè)在電池片的上下方，且所述鋼化玻璃與電池片之間以及背板與電池片之間設(shè)有EVA膠膜，所述型材鋁框設(shè)在設(shè)在電池片四周;所述鋼化白玻璃板的下表面設(shè)有與各電池片相對(duì)應(yīng)的多個(gè)聚光凸面。
[0025]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的2條或3條銀漿燒結(jié)金屬化主柵線，本發(fā)明采用Z字形的電極(相當(dāng)于主柵)能更大化的收集光生電流，電池片進(jìn)行串并聯(lián)的引線焊接線只有一條，因此焊接點(diǎn)更少，提高了焊接效率；同時(shí)通過將上層的鋼化玻璃制成多個(gè)聚光凸面可以更加聚集光線，提升太陽能硅電池的發(fā)電量。
[0026]作為優(yōu)選，所述硅片正面的銀柵線通過銀漿絲網(wǎng)印刷后經(jīng)過燒結(jié)金屬化而成，所述電極為通過二次金屬印制的金屬絲，所述金屬絲與銀柵線的接觸點(diǎn)之間印刷有導(dǎo)電膠。在主柵和副柵中，主要是副柵銀漿在燒結(jié)過程中燒穿表層與P型硅基體形成歐姆接觸，主柵主要起到收集光生電流的作用。因此，本發(fā)明在銀漿燒結(jié)金屬化的表面再二次套印金屬絲形成主柵線，并在主柵線與金屬化的副柵銀線的接觸點(diǎn)設(shè)置導(dǎo)電膠從而提高主柵線與副柵的結(jié)合力并降低兩者之間的接觸電阻，更重要的是節(jié)約了銀漿的使用量，從而降低了成本。
[0027]作為優(yōu)選，所述金屬絲為鋁絲或銅絲。銅絲具有更佳的導(dǎo)電能力，鋁絲的抗抗氧化能更好。
[0028]作為優(yōu)選，所述銀漿有以下重量分?jǐn)?shù)的組分構(gòu)成:78?90份銀粉、2?10份玻璃粉成型物質(zhì)、2?6份磷酸鐵鋰、I?5份鈦酸四乙酯附著力促進(jìn)劑，2?3份松油醇、2?3份二甲酸二丁酯、I份磷酸三丁酯、0.1?I份的乙基纖維素、0.5?1.0份PVB30增稠劑和0.1?0.5份聚酰胺蠟防沉降劑。
[0029]本發(fā)明中銀粉優(yōu)選采用粒徑為1.5?2.5微米的球狀銀粉，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)銀粉粒徑小于I微米時(shí)，接觸電阻會(huì)顯著上升這是由于銀粉顆粒過小表面勢(shì)能大導(dǎo)致銀粉顆粒溶解之前就已經(jīng)燒結(jié)成塊，只有較少銀在表面重結(jié)晶使得重結(jié)晶銀和硅表面表面的有效接觸降低進(jìn)而導(dǎo)致接觸電阻增大。本發(fā)明中銀漿的有機(jī)溶劑為松油醇、二甲酸二丁酯和磷酸三丁酯的三者復(fù)合溶劑，上述單一溶劑制成的載體或存放印刷時(shí)容易揮發(fā)使?jié){料粘度增大或載體不易揮發(fā)烘干后膜層交濕潤，燒結(jié)后膜層邊緣不起，層面容易出現(xiàn)較多的針孔缺陷。選用PVB30增稠劑提高了銀漿塑型性能，并利用鈦酸四乙酯提升銀漿燒結(jié)后在硅基上的附著力，有利于形成歐姆接觸?，F(xiàn)有技術(shù)中依次絲網(wǎng)印刷中，銀漿柵線的導(dǎo)電和附著力性能已足夠，但由于本發(fā)明采用二次套印層間必然存在界面勢(shì)能，因此采用聚酰胺蠟作為防沉降劑并與復(fù)合溶劑確保銀粉顆粒的均勻分散和確保漿料的合適粘度。磷酸鐵鋰可以與銀粉顆粒溶于硅基并在硅表面重結(jié)晶形成導(dǎo)電網(wǎng)格，提高導(dǎo)電性能降低太陽能電池的內(nèi)電阻。
[0030]作為優(yōu)選，所述玻璃粉成型物質(zhì)為40?60%的Te02、25?40%的P205、8?20%的ZnO和5?12 %的B i 203，且各物質(zhì)總和為100 %的的混合物。傳統(tǒng)的硅基玻璃粉在銀漿中分散不夠且會(huì)降低電極銀漿在硅片上的附著力和導(dǎo)電能力，本發(fā)明采用碲磷鉍鋅的氧化物作為玻璃粉物質(zhì)，
[0031 ]作為優(yōu)選，還包括外置聚光透鏡，所述外置聚光透鏡設(shè)在電池板上方，且外置聚光透鏡的尺寸為電池板的1.2?1.5倍。
[0032]本發(fā)明還提供了一種上述高效太陽能硅電池板的制備方法，包括以下步驟:
[0033]I)經(jīng)過制絨、擴(kuò)散、后清洗、鍍膜和印刷背面電極后的硅片后，首先，在硅片正面表面上通過銀漿絲網(wǎng)印刷多條銀柵線，烘干后送入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)金屬化處理；
[0034]2)金屬化處理后的硅片經(jīng)過冷卻送入活化箱，在攜帶二元酸氣體的惰性氣體作用下進(jìn)行吹掃活化，溫度控制在140?200°C，停留時(shí)間為10?45s，二元酸氣體流速為0.2?2h—S由于本發(fā)明采用二次套印技術(shù)，層間附著力和導(dǎo)電性能會(huì)受到影響，為了降低負(fù)面影響，本發(fā)明在一次絲網(wǎng)印刷金屬化的硅片進(jìn)行冷卻到150?165°C時(shí)，送入活化箱通過惰性氣體例如氮?dú)鈹y帶高溫氣化的氣相戊二酸，對(duì)銀柵線表面進(jìn)行活化形成有機(jī)酸的羧基避免氧化，而且戊二酸與導(dǎo)電銀膠有極佳的契合，改善導(dǎo)電膠在銀柵線上的附著力并能活化導(dǎo)電膠中的銀提高導(dǎo)電能力降低兩者的接觸電阻。
[0035]3)活化后硅片，通過絲網(wǎng)印刷在銀柵線上印刷多個(gè)均勻分布的導(dǎo)電膠組成Z字形，印刷壓力為100?150N，速度為150?250mm/s;
[0036]4)繼續(xù)通過印制機(jī)在硅片上印刷金屬絲且使金屬絲依次連接銀柵線上的Z字形的導(dǎo)電膠。
[0037]本發(fā)明還提供了一種高效太陽能硅電池板的太陽能電池組件，包括多個(gè)上述的太陽能硅電池板，以及安裝支架、連接軸和柔性連接片材，所述多個(gè)太陽能硅電池板并排設(shè)置，且相鄰兩個(gè)太陽能硅電池板之間通過連接軸形成鉸接，所述柔性連接片材鋪設(shè)在太陽能硅電池板之間及太陽能硅電池板的四周形成整體，所述連接軸還設(shè)有滑輪;所述安裝支架為框狀結(jié)構(gòu)，且設(shè)有與電池板上滑輪相匹配的滑軌，所述電池板連接軸上的滑輪設(shè)在滑軌上并能沿滑軌滑動(dòng)使電池板展開或收起。
[0038]作為優(yōu)選，所述柔性連接片材的四周設(shè)有安裝孔;所述柔性連接片材為布料、皮革、人造革或柔性化纖片材;所述相鄰電池組件的鋁材邊框上還設(shè)有緩沖墊。從而當(dāng)將電池組件折疊時(shí)，緩沖墊能避免電池組件的玻璃表面發(fā)生接觸甚至壓碎。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效太陽能硅電池板，其特征在于:包括電池片、鋼化白玻璃板、EVA膠膜、背板、接線盒和型材鋁框，所述電池片包括硅片和設(shè)在硅片正面的銀柵線和電極，所述電極為Z字形且與銀柵線為垂直設(shè)置，通過引線將相鄰電池片串并聯(lián)后連接至接線盒，所述鋼化白玻璃和背板分別設(shè)在電池片的上下方，且所述鋼化玻璃與電池片之間以及背板與電池片之間設(shè)有EVA膠膜，所述型材鋁框設(shè)在設(shè)在電池片四周;所述鋼化白玻璃板的下表面設(shè)有與各電池片相對(duì)應(yīng)的多個(gè)聚光凸面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效太陽能硅電池板，其特征在于:所述硅片正面的銀柵線通過銀漿絲網(wǎng)印刷后經(jīng)過燒結(jié)金屬化而成，所述電極為通過二次金屬印制的金屬絲，所述金屬絲與銀柵線的接觸點(diǎn)之間印刷有導(dǎo)電膠。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效太陽能硅電池板，其特征在于:所述金屬絲為鋁絲或銅絲。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述高效太陽能硅電池板，其特征在于:所述銀漿有以下重量分?jǐn)?shù)的組分構(gòu)成:78?90份銀粉、2?10份玻璃粉成型物質(zhì)、2?6份磷酸鐵鋰、I?5份鈦酸四乙酯附著力促進(jìn)劑，2?3份松油醇、2?3份二甲酸二丁酯、I份磷酸三丁酯、0.1?I份的乙基纖維素、0.5?1.0份PVB30增稠劑和0.1?0.5份聚酰胺蠟防沉降劑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述高效太陽能硅電池板，其特征在于:所述玻璃粉成型物質(zhì)為40?60%的了602、25?40%的？205、8?20%的2110和5?12%的祀203，且各物質(zhì)總和為100%的的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效太陽能硅電池板，其特征在于:還包括外置聚光透鏡，所述外置聚光透鏡設(shè)在電池板上方，且外置聚光透鏡的尺寸為電池板的1.2?1.5倍。7.—種權(quán)利要求1?6任一所述高效太陽能硅電池板的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)經(jīng)過制絨、擴(kuò)散、后清洗、鍍膜和印刷背面電極后的硅片后，首先，在硅片正面表面上通過銀漿絲網(wǎng)印刷多條銀柵線，烘干后送入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)金屬化處理； 2)金屬化處理后的硅片經(jīng)過冷卻送入活化箱，在攜帶二元酸氣體的惰性氣體作用下進(jìn)行吹掃活化，溫度控制在140?200°C，停留時(shí)間為10?45s，二元酸氣體流速為0.2-211.1; 3)活化后硅片，通過絲網(wǎng)印刷在銀柵線上印刷多個(gè)均勻分布的導(dǎo)電膠組成Z字形，印刷壓力為100?150N，速度為150?250mm/s; 4)繼續(xù)通過印制機(jī)在硅片上印刷金屬絲且使金屬絲依次連接銀柵線上的Z字形的導(dǎo)電膠。8.—種高效太陽能硅電池板的太陽能電池組件，其特征在于:包括多個(gè)權(quán)利要求1?6任一所述太陽能硅電池板，以及安裝支架、連接軸和柔性連接片材，所述多個(gè)太陽能硅電池板并排設(shè)置，且相鄰兩個(gè)太陽能硅電池板之間通過連接軸形成鉸接，所述柔性連接片材鋪設(shè)在太陽能硅電池板之間及太陽能硅電池板的四周形成整體，所述連接軸還設(shè)有滑輪;所述安裝支架為框狀結(jié)構(gòu)，且設(shè)有與電池板上滑輪相匹配的滑軌，所述電池板連接軸上的滑輪設(shè)在滑軌上并能沿滑軌滑動(dòng)使電池板展開或收起。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述高效太陽能硅電池板的太陽能電池組件，其特征在于:所述柔性連接片材的四周設(shè)有安裝孔;所述柔性連接片材為布料、皮革、人造革或柔性化纖片材;所述相鄰電池組件的鋁材邊框上還設(shè)有緩沖墊。
【文檔編號(hào)】H01L31/054GK106098826SQ201610641424
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月5日 公開號(hào)201610641424.5, CN 106098826 A, CN 106098826A, CN 201610641424, CN-A-106098826, CN106098826 A, CN106098826A, CN201610641424, CN201610641424.5
【發(fā)明人】胡廣太
【申請(qǐng)人】星慧照明工程集團(tuán)有限公司