本實(shí)用新型屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及太陽能，具體的說是一種高效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(chǎng)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Day4Electrode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)：CN104282788A]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 104716213A]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(cè)試中其電池片焊接處電連接連接變差，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。

如何在保持原有組件生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，對(duì)電池片的正面電極進(jìn)行少量修改，顯著降低電池片及組件生產(chǎn)成本，并且提高單片電池片的發(fā)電量。是目前太陽能電池片領(lǐng)域亟須解決的問題。

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，在少量修改設(shè)備及工藝的前提下，降低生產(chǎn)成本和提高發(fā)電量的高效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：一種高效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，電池片的細(xì)柵線的垂直方向的兩端上設(shè)有主柵線端頭，主柵線端頭之間的細(xì)柵線上無主柵線，主柵線端頭之間的細(xì)柵線的垂線上間隔設(shè)有焊接增強(qiáng)點(diǎn)和增強(qiáng)電連接效果部。

本實(shí)用新型的焊接增強(qiáng)點(diǎn)解決了無主柵電池片在中間及兩端的焊接容易出現(xiàn)虛焊的問題，大大提高了無主柵電池片的可靠性。

本實(shí)用新型的增強(qiáng)電連接效果部是加強(qiáng)焊帶與細(xì)柵線間的焊接可靠性，用來補(bǔ)救焊接不良產(chǎn)生的影響；例如，當(dāng)焊接處出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象時(shí)，細(xì)柵可把電流傳導(dǎo)于增強(qiáng)電連接效果部，再由此部位匯集于焊帶內(nèi)，以此完成虛焊現(xiàn)象的補(bǔ)救。

還包括焊帶，電池片之間的連接為焊帶焊接，焊帶的覆蓋連接區(qū)域?yàn)橐粚?duì)主柵線端頭、主柵線端頭之間的細(xì)柵線和焊接增強(qiáng)點(diǎn)。

焊接增強(qiáng)點(diǎn)與增強(qiáng)電連接效果部在一條直線上或分開設(shè)置。

焊帶包括矩形焊帶、圓形焊帶和橢圓形焊帶等，焊帶形狀不做特殊限定，在保證焊接功能，并能夠連通細(xì)柵線的基礎(chǔ)上，盡量減少橫截面面積，以增加電池片的光照面積。

焊帶與細(xì)柵線、一對(duì)主柵線端頭和焊接增強(qiáng)點(diǎn)焊接。

主柵線端頭的數(shù)量為2-6對(duì)。通常，常規(guī)的電池片包含有不同條數(shù)的主柵線，例如有二條主柵電池片、三條主柵線電池片、四條主柵線電池片、五條主柵線電池片甚至多條主柵線電池片。不同條數(shù)主柵線會(huì)對(duì)電池片某些方面產(chǎn)生影響，例如二條主柵線電池片可能會(huì)減少電池片成本但是減弱了其電流收集能力，五條主柵線增大了其電流收集能力但是增大了銀漿使用量且減少了有效光照面積。

雖然此實(shí)用新型沒有主柵線，但是該電池片需配合焊帶使用，主柵線保留的端頭個(gè)數(shù)對(duì)其影響依然存在。通過實(shí)驗(yàn)我們已驗(yàn)證該電池片可配合更細(xì)更薄的焊帶進(jìn)行使用，故而遮光面積問題我們可以把控到位。對(duì)于保留兩對(duì)或三對(duì)主柵線端頭，其可進(jìn)一步減少銀漿使用量，進(jìn)一步增大硅片有效遮光面積。對(duì)于保留五對(duì)或六對(duì)主柵線端頭，其可以保證在現(xiàn)有的發(fā)電量的同時(shí)，進(jìn)一步提升焊帶收集硅片中電流的能力。而對(duì)于本實(shí)用新型，認(rèn)為主柵線保留的端頭個(gè)數(shù)最佳為4對(duì)。

主柵線端頭長度為2-20mm，寬度為0.2-1.2mm。

主柵線端頭形狀包括矩形、橢圓形、三角形、圓形、梯形和非規(guī)則長條形等。

主柵線端頭的形狀在保證連接效果的前提下，形狀并不完全固定，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到的形狀都應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。

主柵線端頭所用材料為高純銀漿料或銀鋁漿料。

矩形焊帶的尺寸為：寬度0.3-1.5mm，厚度0.1-0.25mm。

圓形狀焊帶的尺寸為：直徑D＝0.2-0.5mm。

橢圓狀焊帶尺寸為：長軸a＝0.15-0.75mm，短軸b＝0.05-0.125mm。

主柵線端頭形狀包括矩形、橢圓形、三角形、圓形、梯形和非規(guī)則長條形。

焊接增強(qiáng)點(diǎn)所用材料為高純銀漿料或銀鋁漿料。

焊接增強(qiáng)點(diǎn)的形狀包括矩形、圓形、橢圓形和三角形，增強(qiáng)電連接效果部的形狀包括直線形、菱形、折線形或圓滑過渡線形。

焊接增強(qiáng)點(diǎn)的長度為2-10毫米，寬度為0.2-1.2毫米。

增強(qiáng)焊接點(diǎn)的個(gè)數(shù)不限，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行擇優(yōu)選取，通常為1-5個(gè)為宜。

增強(qiáng)電連接部位所用材料為銀漿料或?qū)щ姖{料。

增強(qiáng)電連接效果部的寬度為60-120微米，高度為10—40微米。

晶硅太陽能電池片主要由：把光轉(zhuǎn)化為電的高純晶硅材料、收集電流的導(dǎo)電材料包括正面的主柵線、細(xì)柵線以及背面的銀電極、鋁背板，本專利的關(guān)鍵點(diǎn)去除電池片的大部分主柵線而保留其兩端的小部分，增設(shè)增強(qiáng)焊接點(diǎn)以及增設(shè)增強(qiáng)電連接效果部。按照目前的電池片材料成本計(jì)算，硅材料約占60-70％，銀用量約占15-25％；而在銀的使用量方面上，正面電極的銀質(zhì)量比較好，背面電極質(zhì)量不如正面，一般情況下正面用的高純銀漿料，背面用的銀—鋁漿料，我們的此種設(shè)計(jì)可以減少晶硅電池片正面電極所用銀的70—75％。

發(fā)電量主要是看電池片或太陽能電池板即多塊電池片的串聯(lián)體的輸出功率P。通常，在電池片各結(jié)構(gòu)的材料都已確定下來的時(shí)候，其發(fā)電量輸出功率P主要取決于有效的光照面積S，處于發(fā)電狀態(tài)的硅材料越多其發(fā)電量必然越大；而本專利采用的無主柵線技術(shù)恰好減少了其遮蓋硅材料的面積，再配合更細(xì)的焊帶，可以增大太陽能電池板的輸出功率約增大1—2％左右。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—60兆瓦。

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。

本實(shí)用新型所述太陽能晶硅電池片在用于組件生產(chǎn)制作時(shí)，采用串聯(lián)焊接的方式把多塊電池片連接在一塊，此種方式不改變現(xiàn)有的組件生產(chǎn)工藝，大大降低組件生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型所述太陽能晶硅電池片的細(xì)柵線，是用于收集晶硅材料受到光照后產(chǎn)生的電流。而焊接于細(xì)柵線上的焊帶則起到匯集細(xì)柵線上電流的作用。并且，主柵線兩端的保留部分用于加強(qiáng)焊接效果，增強(qiáng)焊接拉力。

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(chǎng)推廣前景。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型不帶焊帶正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本實(shí)用新型背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本實(shí)用新型不帶焊帶側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本實(shí)用新型帶焊帶應(yīng)用在太陽能組件上結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5本實(shí)用新型主柵線端頭放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6本實(shí)用新型主柵線端頭放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7本實(shí)用新型主柵線端頭放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8本實(shí)用新型主柵線端頭放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9本實(shí)用新型主柵線端頭放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10本實(shí)用新型所用矩形焊帶結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11本實(shí)用新型所用圓形焊帶結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12本實(shí)用新型所用橢圓形焊帶結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13本實(shí)用新型實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14本實(shí)用新型實(shí)施例三結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15本實(shí)用新型實(shí)施例四結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1電池片；2主柵線端頭；3細(xì)柵線；4背面電極；5正面玻璃；6背面玻璃；7焊帶；8EVA層；9焊接增強(qiáng)點(diǎn)；10增強(qiáng)光學(xué)效果部；701矩形焊帶；702圓形焊帶；703橢圓形焊帶。

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。

實(shí)施例一

如圖1所示，一種高效太陽能無主柵線晶硅電池片，包括電池片1、細(xì)柵線3和背面電極4，電池片1的正面橫向密布細(xì)柵線3，背面陣列設(shè)有背面電極4，電池片1的細(xì)柵線3的垂直方向的兩端上設(shè)有主柵線端頭2，主柵線端頭2之間的細(xì)柵線3上無主柵線，主柵線端頭2之間的細(xì)柵線的垂線上間隔設(shè)有焊接增強(qiáng)點(diǎn)9和增強(qiáng)電連接效果部10。

還包括焊帶7，電池片1之間的連接為焊帶焊接，焊帶的覆蓋連接區(qū)域?yàn)橐粚?duì)主柵線端頭、主柵線端頭之間的細(xì)柵線和焊接增強(qiáng)點(diǎn)9。

焊接增強(qiáng)點(diǎn)9與增強(qiáng)電連接效果部10在一條直線上。

主柵線端頭2長度為2-20mm，寬度為0.2-1.2mm。

主柵線端頭2的數(shù)量為2-6對(duì)。通常，常規(guī)的電池片包含有不同條數(shù)的主柵線，例如有二條主柵電池片、三條主柵線電池片、四條主柵線電池片、五條主柵線電池片甚至多條主柵線電池片。不同條數(shù)主柵線會(huì)對(duì)電池片某些方面產(chǎn)生影響，例如二條主柵線電池片可能會(huì)減少電池片成本但是減弱了其電流收集能力，五條主柵線增大了其電流收集能力但是增大了銀漿使用量且減少了有效光照面積。

雖然此實(shí)用新型中所述的晶硅電池片沒有主柵線，但是該電池片需配合焊帶使用，主柵線保留的端頭個(gè)數(shù)對(duì)其影響依然存在。通過實(shí)驗(yàn)我們已驗(yàn)證該電池片可配合更細(xì)更薄的焊帶進(jìn)行使用，故而遮光面積問題我們可以把控到位。對(duì)于保留兩對(duì)或三對(duì)主柵線端頭，其可進(jìn)一步減少銀漿使用量，進(jìn)一步增大硅片有效遮光面積。對(duì)于保留五對(duì)或六對(duì)主柵線端頭，其可以保證在現(xiàn)有的發(fā)電量的同時(shí)，進(jìn)一步提升焊帶收集硅片中電流的能力。而對(duì)于本實(shí)用新型，認(rèn)為主柵線保留的端頭個(gè)數(shù)最佳為4對(duì)。

主柵線端頭2形狀包括矩形、橢圓形、三角形、圓形、梯形和非規(guī)則長條形。

主柵線端頭2、焊接增強(qiáng)點(diǎn)9所用材料為高純銀漿料或銀鋁漿料。

增強(qiáng)電連接效果部10所用材料為銀漿料或?qū)щ姖{料。

焊接增強(qiáng)點(diǎn)9的形狀包括矩形、圓形、橢圓形和三角形，增強(qiáng)電連接效果部10的形狀包括直線形、菱形、折線形或圓滑過渡線形。

焊接增強(qiáng)點(diǎn)9的長度最佳為2-10毫米，寬度最佳為0.2-1.2毫米。

增強(qiáng)電連接效果部10的寬度為60-120微米，其高度為10—40微米。

現(xiàn)有電池片制作工藝為：晶硅基片—表面制絨—擴(kuò)散形成PN結(jié)—表面鍍減反射涂層—印刷電極。

其中晶硅基片是高純的多晶硅或單晶硅(純度達(dá)6N以上，即99.9999％)；

硅片表面制絨是指在硅片表面進(jìn)行腐蝕形成凸凹不平的形狀，以增加硅片對(duì)太陽光的捕獲率；

擴(kuò)散形成PN結(jié)是指對(duì)硅片進(jìn)行磷或硼摻雜，使得電池片兩側(cè)分別形成P型硅和N型硅；硅片表面鍍減反射膜是指在硅片表面沉積一層氮化硅薄膜，以減少太陽光的反射率；

印刷電極指包括給硅片兩側(cè)分別印刷鋁背面場(chǎng)、背面電極、細(xì)柵線以及主柵線。

現(xiàn)有技術(shù)的電池片為細(xì)柵線布置完畢、主柵線布置完畢、背面電池布置完畢的電池片，然后進(jìn)入到組件生產(chǎn)工序，兩片電池片或者多片電池片之間的焊接，采用焊帶焊接，然后加EVA密封層，最后進(jìn)入雙玻組件的組裝工序。

本實(shí)用新型在具體實(shí)施過程中，電池片為細(xì)柵線布置完畢、主柵線端頭布置完畢、焊接增強(qiáng)點(diǎn)布置完畢、增強(qiáng)電連接部完畢、背面電極布置完畢的電池片，將主柵線省略掉。接著進(jìn)入到組件生產(chǎn)工序，焊帶焊接，焊帶將細(xì)柵線電連接起來，達(dá)到電流收集功能，然后加EVA密封層，最后進(jìn)入雙玻組件的組裝工序。

實(shí)施例二

焊接增強(qiáng)點(diǎn)9與增強(qiáng)光學(xué)效果部10在一條直線上，增強(qiáng)光學(xué)效果部10為菱形，其他同實(shí)施例一。

實(shí)施例三

焊接增強(qiáng)點(diǎn)9與增強(qiáng)光學(xué)效果部10不在一條直線上，增強(qiáng)光學(xué)效果部10為直線，其他同實(shí)施例一。

實(shí)施例四

焊接增強(qiáng)點(diǎn)9與增強(qiáng)光學(xué)效果部10不在一條直線上，增強(qiáng)光學(xué)效果部10為菱形，其他同實(shí)施例一。

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。