[发明专利]一种具有旁路二极管的晶体硅太阳电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池领域，具体涉及一种具有旁路二极管的晶体硅太阳电池的制备方法。

背景技术

太阳电池组件是光伏系统的重要组成部分，组件工作的稳定性和可靠性直接影响到光伏系统的工作状态。晶体硅太阳电池组件是由多片晶体硅太阳电池通过互连条串联和并联组成的，如果组件中的单个晶体硅太阳电池由于被遮挡或者出现故障而导致输出电流降低时，与它串联的其他正常工作的太阳电池的工作电流也会跟着下降，极大地影响了组件的输出功率。更严重的是，由于串联的其他太阳电池的正常工作，出现问题的单个太阳电池会受到较高的反向电压而开始发热，长时间积累下来的高热量很容易造成太阳电池的永久性损坏，导致组件输出功率极大地下降。

为了解决上述问题，目前晶体硅太阳电池组件普遍采用的方法是在接线盒中接入一个或多个旁路二极管，每个旁路二极管与多片串联在一起的晶体硅太阳电池并联起来，当一串太阳电池中的单个电池被遮挡或者出现故障时，与该串太阳电池并联的旁路二极管会将流经此串太阳电池的电流旁路，防止对应太阳电池的损坏。此方法的不足之处在于，出现问题的单片晶体硅太阳电池会造成整一串太阳电池被旁路，组件输出功率损失较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有旁路二极管的晶体硅太阳电池的制备方法，该方法工艺简单，制成的具有旁路二极管的晶体硅太阳电池封装方便，其集成的旁路二极管可以有效地保护太阳电池，提高组件工作的稳定性。

本发明的目的是通过采用以下技术方案予以实现：利用设计好的丝网印刷网版，在晶体硅太阳电池的局部区域印刷浆料，经烧结后在晶体硅片局部区域形成p-n结方向与主体太阳电池p-n结方向相反的旁路二极管，再利用激光刻槽工艺将所述的旁路二极管与主体太阳电池隔离开，制得具有旁路二极管的晶体硅太阳电池。

作为本发明的一种改进，本发明提供的一种具有旁路二极管的晶体硅太阳电池的制备方法，含下述步骤：

(1)按照常规晶体硅太阳电池制造工艺，制备出扩散后且单面镀有减反射膜的晶体硅片；

(2)在晶体硅片未镀有减反射膜的一面印刷太阳电池背面电极、太阳电池背面电场并预留局部区域，在上述预留局部区域内根据设计好的旁路二极管印刷网版图案丝网印刷旁路二极管背面电极；在晶体硅片镀有减反射膜的一面印刷太阳电池正面电极并预留局部区域，在上述预留局部区域内根据设计好的旁路二极管印刷网版图案丝网印刷旁路二极管正面电极、旁路二极管正面电场，各印刷工序不分先后次序，每次印刷后各自烘干即可；

(3)将步骤(2)的晶体硅片烧结后在晶体硅片局部区域形成p-n结方向与主体太阳电池p-n结方向相反的旁路二极管，再利用激光刻槽工艺将旁路二极管与主体太阳电池隔离后即制得具有旁路二极管的晶体硅太阳电池。

在上述步骤中：

本发明步骤(1)中所述的晶体硅片可以为单晶硅片、多晶硅片、p型硅片或n型硅片。

本发明步骤(2)中所述的旁路二极管印刷网版图案可以为多边形。所述的多边形优选为矩形或三角形。

本发明步骤(2)中所述的预留局部区域可以优选为位于晶体硅太阳电池边缘区域或晶体硅太阳电池中心区域。

本发明还可以作如下改进：本发明步骤(2)中所述的旁路二极管电极与主体太阳电池电极之间还设有用于激光刻槽的空白预留区域。

本发明步骤(2)中丝网印刷采用的浆料可以为银铝浆、银浆或铝浆，且在硅片的同一面上印刷旁路二极管的浆料与主体太阳电池的浆料极性相反，经烧结后形成的旁路二极管p-n结方向与主体太阳电池p-n结方向相反。

本发明步骤(3)中采用的激光刻槽的参数优选为：功率1-1000W、波长1100-200nm的脉冲或连续激光光束。

本发明还可作如下改进：步骤(3)中可以通过互连条将各个晶体硅太阳电池连接成组件，并用互连条将旁路二极管与相邻的另一硅片上的主体太阳电池并联从而保护相邻的另一片晶体硅太阳电池。

其中，集成旁路二极管的尺寸和图案设计，为矩形、圆形、三角形或者其他图案中的一种，还可以设计成特殊颜色和作为logo等，尺寸和图案要配合晶体硅太阳电池的工作电流和硅材料的电学特性。

集成旁路二极管的位置设计，可以位于太阳电池边缘中间、太阳电池四周边缘区域、太阳电池中心区域或者其他区域。

集成旁路二极管电极与主体太阳电池电极具有空白的预留区域，预留区域尺寸及图案可配合实际需要和丝网印刷对位精度及激光刻槽精度。