具有装饰性的太阳能电池及制备方法、电池组件

文档序号:1143413 发布日期:2020-09-11 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 具有装饰性的太阳能电池及制备方法、电池组件 (Solar cell with decoration, preparation method and cell module ) 是由 黄强 刘双超 闻乐 刘非 陆志强 于 2020-06-03 设计创作,主要内容包括:本发明公开了具有装饰性的太阳能电池,包括太阳能电池片和沉积于太阳能电池片上的多个金属电极;根据设置的多个金属电极的形状以及多个金属电极在太阳能电池片上的分布位置,使得多个金属电极对光具有不同的反射和干涉,从而使得多个金属电极形成的金属导电图形在预设距离观看时呈现具有装饰性的图案,从而使得太阳能电池以及封装后的太阳能电池组件具有美观性,解决了现有技术中解决太阳能电池以及电池组件的美观性时需要在电池组件封装时增加额外的美化膜层或遮挡物导致封装难度大以及美观性差等问题。本发明还公开了具有装饰性的太阳能电池的制备方法及太阳能电池组件。(The invention discloses a solar cell with decoration, which comprises a solar cell sheet and a plurality of metal electrodes deposited on the solar cell sheet; according to the shape of the plurality of metal electrodes and the distribution positions of the plurality of metal electrodes on the solar cell, the plurality of metal electrodes reflect and interfere light differently, the metal conductive patterns formed by the plurality of metal electrodes present decorative patterns when viewed at a preset distance, the solar cell and the packaged solar cell module have attractiveness, and the problems that when the attractiveness of the solar cell and the solar cell module in the prior art is solved, an extra beautifying film layer or shielding object needs to be added to increase the packaging difficulty of the solar cell module during packaging, the packaging difficulty is large, the attractiveness is poor, and the like are solved. The invention also discloses a preparation method of the decorative solar cell and a solar cell module.)

具有装饰性的太阳能电池及制备方法、电池组件

技术领域

本发明涉及太阳能电池的生产工艺,尤其涉及具有装饰性的太阳能电池及其制备方法、太阳能电池组件。

背景技术

目前,光伏发电是一种利用半导体的光生伏特效应将太阳能转换为电能的一种发电技术。一般来说,常见的太阳能电池通常是在156mm-210mm的硅片表面通过掺杂的形式形成正负电荷的分离层;当太阳照射到硅片表面后在硅片的两个表面分别形成正或负的两种单一形式的电荷,通过表面的金属电极收集可实现向外供电。其中,电池的正表面的金属电极分为细栅线和主栅线,通过细栅线和主栅线实现电流汇集并传送到外部。在使用过程中,通过在电池单元表面设置一层蓝黑色薄膜,作为保护膜,然后再将多个电池单元通过焊带连接,并将其封装在EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer,乙烯-醋酸乙烯共聚物)/POE(Polyolefin elastomer,聚烯烃弹性体)、背板和透明玻璃盖板内,形成能够抵抗自然界恶劣环境下正常工作的光伏组件。

而在光伏组件实际的使用过程中,由于透明玻璃盖板、电池表面的金属电极、焊带、蓝黑色薄膜等会从光伏组件的底部被人从各个角度观察得到;特别是,由于干涉消光的物理原理,蓝黑色薄膜还会随着观察角度的不同,产生不同的颜色,影响光伏组件的美观。

目前,现有技术中主要有两种方式来实现太阳能电池组件的美观:

其一是采用黑色背板与黑色的聚合物胶带来遮挡太阳能电池上表面的主栅线。这种方式尽管可以改变太阳能电池的外观一致性,但是无法消除蓝黑色薄膜随着观察角度不同而产生的不同颜色变化。

其二是采用通过在玻璃盖板上或玻璃盖板下加入伪装遮盖层。常见的方式时在玻璃盖板和EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer,乙烯-醋酸乙烯共聚物)/POE(Polyolefin elastomer,聚烯烃弹性体)封装胶膜之间加入彩色聚合物形成的百叶窗或带有金属离子沉积表面的伪装膜。如图1所示,现有的太阳能电池组件,一般包括依次从上到下设置的上层玻璃盖板101、装饰性美化膜层102、第一封装层103、太阳能电池105、第二封装层107和下层玻璃盖板108。为了保证太阳能电池组件的美观性,通过在上层玻璃盖板101与第一封装层103之间通过增加装饰性美化膜层102来实现。这种方法虽然可大大提高光伏组件的美观性,但是往往伴随着光电转换效率的大幅度下降,使得太阳能电池板的单瓦成本也相应提高,使得该产品的经济性和发电能力下降。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种具有装饰性的太阳能电池,其能够解决现有技术中通过在太阳能电池组件封装时增加装饰性美化膜层或遮挡物而导致太阳能电池的光电转换效率差等问题。

本发明的目的之二在于提供一种具有装饰性的太阳能电池的制备方法,其能够解决现有技术中通过在太阳能电池组件封装时增加装饰性美化膜层或遮挡物而导致太阳能电池的光电转换效率差等问题。

本发明的目的之三在于提供一种具有装饰性的太阳能电池组件,其能够解决现有技术中通过在太阳能电池组件封装时增加装饰性美化膜层或遮挡物而导致太阳能电池的光电转换效率差等问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现:

具有装饰性的太阳能电池,所述太阳能电池包括太阳能电池片以及沉积于所述太阳能电池片上的多个金属电极;根据设置的多个金属电极的形状以及多个金属电极在所述太阳能电池片上的分布位置,使得多个金属电极对光具有不同的反射和干涉,从而使得多个金属电极形成的金属导电图形在预设距离观看时呈现具有装饰性的图案。

进一步地,金属电极的形状包括金属电极的高度、宽度、长度、顶部截面与太阳能电池片表面的角度。

进一步地,多个金属电极之间的高度差的范围为60nm~150nm。

进一步地,一个或多个金属电极的顶部的表面上设有颜色涂层。

进一步地,所述太阳能电池包括以下电池中的任意一种:异质结电池、黑硅电池、PERC电池、TOPCON电池以及以上电池与其他薄膜电池组成的叠层电池。

进一步地,所述金属电极为以下金属中的任意一种或多种组成:金属银、金属铜和金属铝。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现:

方案一:

一种如本发明目的之一采用的具有装饰性的太阳能电池的制备方法,所述制备方法包括:

在对太阳能电池片的丝网印刷过程中,通过套版印刷的方式对不同金属电极进行对应次数的印刷,使得所述太阳能电池片上的所述多个金属电极之间具有高度差;

或者,在对太阳能电池片的电镀过程中,通过控制电镀的电流密度进而控制不同金属电极的沉积速度,使得所述太阳能电池片上的所述多个金属电极之间具有高度差;

或者,对太阳能电池片的电镀过程中,通过套版电镀的方式对不同金属电极进行对应次数的电镀,使得所述太阳能电池片上的所述多个金属电极之间具有高度差。

进一步地,所述制备方法包括:

步骤S11:在激光转印膜上形成各种形状的多个沟槽;

步骤S12:在每个沟槽内填充导电金属浆料形成对应金属电极,并刮去激光转印膜表面多余的导电金属浆料;

步骤S13:通过激光加热工艺将每个沟槽内的金属电极转印到所述太阳能电池片的表面上。

进一步地,所述步骤S12包括:首先通过印刷工艺在每个沟槽内印刷填充导电金属浆料,并当所有的沟槽填充完毕后通过刮刀将所述电极载体膜表面残留的多余导电金属浆料去除,进而在每个沟槽内形成导电体;然后通过电镀工艺对每个导电体进行电镀导电金属浆料使得每个导电体向所述电极载体膜外的区域延伸形成对应金属电极。

进一步地,所述导电金属浆料包括以下浆料的一种或多种的组合:金属银浆料、金属铜浆料以及金属铝浆料。

方案二:

一种如本发明目的之一采用的具有装饰性的太阳能电池的制备方法,所述制备方法包括:

步骤S21:在电极载体膜上设置形成各种形状的多个沟槽;

步骤S22:在每个沟槽内填充导电金属材料形成对应金属电极;

步骤S23:将每个金属电极粘贴于所述太阳能电池片的表面上,使得每个金属电极与太阳能电池片电性连接,进而使得电极载体膜位于所述太阳能电池片上。

进一步地,所述步骤S22包括:通过印刷工艺在每个沟槽内印刷填充导电金属浆料,并当所有的沟槽填充完毕后,通过刮刀将电极载体膜表面残留的多余导电金属浆料去除,进而在每个沟槽内形成导电体;然后通过电镀工艺在每个导电体上电镀导电金属浆料,使得每个导电体向电极载体膜外的区域延伸,进而形成突出的金属电极;

或者,所述步骤S22包括:首先通过溅射工艺在每个沟槽内沉积导电金属膜层,并当所有的沟槽沉积完成后通过打磨工艺去除所述电极载体膜表面的导电金属膜层;然后通过电镀工艺在每个导电金属膜层上沉积导电金属浆料导电金属浆料使得每个导电金属膜层向所述电极载体膜外的区域延伸形成对应金属电极。

进一步地,所述步骤S23包括:将每个金属电极通过金属导电粘合剂与所述太阳能电池片表面上的导电物质结合,使得每个金属电极与太阳能电池片电性连接;其中,所述金属导电粘合剂为导电金属浆料或导电胶带;所述太阳能电池片表面上的导电物质为导电薄膜或导电金属浆料。

进一步地,所述导电金属浆料包括以下浆料的一种或多种的组合:金属银浆料、金属铜浆料以及金属铝浆料。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现:

具有装饰性的太阳能电池组件,所述太阳能电池组件包括前盖板、第一粘合层、多个太阳能电池、第二粘合层和后盖板;其中,太阳能电池设于第一粘合层与第二粘合层之间;前盖板设于第一粘合层上,后盖板设于第二粘合层的下方;每个太阳能电池为如本发明目的之一采用的具有装饰性的太阳能电池。

进一步地,相邻太阳能电池通过对应太阳能电池的金属电极之间的涂锡焊带串联连接。

进一步地,每个太阳能电池包括多个电池片切片,并且相邻电池片切片的边缘部分以叠放的方式串联在一起,使得每个电池片切片分为交叠部分和非交叠部分;相邻电池片切片通过对应电池片切片的交叠部分的金属电极串联连接。

进一步地,电池片切片的交叠部分的金属电极的厚度比电池片切片的非交叠部分的金属电极的厚度薄。

相比现有技术,本发明的有益效果在于:

本发明通过针对太阳能电池的电池片上的金属电极的形状以及在电池片上的分布位置进行改进,从而使得多个金属电极形成金属导电图形;电池片上的多个金属电极在光的照射下具有不同的反射和干涉特性,使得多个金属电极所形成的金属导电图形呈现出具有装饰性的图案,使得太阳能电池具有美观性,解决了现有技术中通过在太阳能电池组件封装时增加装饰性美化膜层或其他遮挡物实现美化时导致太阳能电池的光电转换效率下降等问题,同时降低了封装难度和封装成本。

附图说明

图1为现有技术中的太阳能电池组件的封装结构示意图;

图2为本发明提供的太阳能电池上具有高度差的金属电极示意图;

图3为本发明提供的太阳能电池上顶部截面具有角度差的金属电极示意图;

图4为本发明提供的在激光转印膜的表面设置多个沟槽的示意图;

图5为在图4中沟槽内填充导电金属浆料形成金属导电体的示意图;

图6为将图5中金属导电体转印到电池片上形成金属电极的示意图;

图7为本发明提供的太阳能电池的金属电极的顶部的表面上设有颜色涂层的示意图;

图8为本发明提供的在电极载体膜的表面设置沟槽的示意图;

图9为在图8中沟槽内填充导电金属浆料后形成的导电体的示意图;

图10为在图9中的导电体上电镀导电金属浆料后形成金属电极的示意图;

图11为将电极载体膜的沟槽内形成的金属电极粘贴于电池片上的示意图;

图12为在图8中的沟槽内填充导电金属膜层的示意图;

图13为在图12中的导电金属膜层上沉积导电金属浆料形成金属电极示意图;

图14为本发明提供的太阳能电池组件的封装结构示意图之一;

图15为图14的竖向截面示意图;

图16为本发明提供的太阳能电池组件的封装结构示意图之二;

图17为图16的竖向截面示意图。

图中:101、上玻璃盖板;102、装饰性美化膜层;103、第一封装层;105、太阳能电池;107、第二封装层;108、下层玻璃盖板;400、金属电极;401、电池片;402、第一金属电极;403、第二金属电极;404、第一上色层;405、第二上色层;406、导电粘合剂;505、沟槽;504、激光转印膜;503、第一金属导电体;600、第二金属导电体;602、电极载体膜;700、导电金属膜层;201、前盖板;203、第一粘合层;204、第一太阳能电池;205、涂锡焊带;206、第二太阳能电池;207、第二粘合层;208、后盖板;300、电池片切片。

具体实施方式

下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

本发明提供了一种优选地实施例,通过在对太阳能电池的制造过程中考虑到电池片以及电池的美观性要求,从而使得太阳能电池封装后形成的电池组件具有美观性。

也即是:通过对太阳能电池片上的多个金属电极的不同设计实现太阳能电池片的美观性,同时还可以降低太阳能电池片的串联电阻,不仅保证了太阳能电池片的美观性,还提高太阳能电池组件的发电量和导热性能,以及提高了太阳能电池以及电池组件的弱光发电能力和高温发电能力。

一般来说,太阳能电池工作时,当太阳光照射到太阳能电池的硅片表面上时,在硅片的两个表面分别形成正或负的两种单一形式的电荷,通过硅片表面沉积的金属电极收集电荷,实现向外供电。因此,对于太阳能电池的发电能力、导热性等均与太阳能电池片上的金属电极相关联。

本发明所提供的具有装饰性的太阳能电池,通过对太阳能电池的电池片上沉积的金属电极的形状以及分布位置进行不同设计,不仅增强了太阳能电池以及太阳能电池组件的美观性,同时还可以提高太阳能电池组件的发电能力以及导热性能等。

具有装饰性的太阳能电池,包括太阳能电池片以及沉积于太阳能电池片上的多个金属电极。其中,本文为了方便描述,将太阳能电池片简称电池片,即本文中所述的电池片均指太阳能电池片。

其中,电池片上沉积的多个金属电极,并且多个金属电极形成金属导电图形。根据设置的多个金属电极的形状以及在电池片上的分布位置,使得多个金属电极对光具有不同的反射和干涉特性,从而使得多个金属电极所形成的金属电导图形在预设距离观看时呈现出具有装饰性的图案。本文所指的预设距离是可根据实际的情况进行设定,一般来说,太阳能电池组件在使用时,需要安装于离地面对应高度的设备或装置上,通过接收太阳光线来实现发电;不同的使用场合下,其离地面高度不同。

优选地,金属电极的形状包括但不限于:金属电极的高度、宽度、长度、顶部截面与电池片表面的角度等。金属电极的分布位置是指金属电极在电池片上的分布位置。也即是,通过设置金属电极的不同形状、设置金属电极在电池片上的不同分布位置可使得多个金属电极形成不同的金属导电图形,从而使得不同的金属导电图形在预设距离观看时呈现出不同装饰性的图案,实现太阳能电池以及电池组件的美观性。由于本发明所提供的太阳能电池本身所具有一定的美观性,因此在对太阳能电池进行封装成电池组件时,就不需要像现有技术中一样增加装饰性封装层或其他装饰膜等来实现电池组件的美观性,降低了封装难度以及封装成本。

另外,由于现有技术中太阳能电池的硅片上的金属电极仅仅具有导电功能,因此,在保证导电功能的同时为了降低成本费用,金属电极一般是由金属银(Ag)浆料印制而成,其高度控制在15um~25um以内,并且每个金属电极会尽量降低金属银浆料的用量,比如,每片电池片的金属银浆料的总耗量在100mg~200mg之间。因此,由于每片电池片的金属电极的金属浆料的用量较少,则导致太阳能电池的发电量降低。另外,由于这些金属电极只是承担导电的功能,一般是以网格形状排列于硅片上,并且金属电极也不具备遮蔽硅片颜色的作用。

而本发明的电池片上的金属电极不仅仅只具有导电功能,每个金属电极均具有典型意义,多个金属电极的形状以及在电池片上的分布位置均与金属导电图形所呈现的装饰性图案相关联。当太阳光照射到电池片上时,由多个金属电极由于其对应的形状以及分布位置的不同,导致对光产生不同的反射和干涉特性,使得形成的对应的金属导电图形呈现出具有装饰性的图案,实现了太阳能电池以及太阳能电池组件的美化功能。

因此,本发明对于金属电极的形状,诸如高度、宽度、长度、顶部截面与电池片表面的角度等均具有一定的规定,因此本发明对于金属电极的用量不作限制,根据具体的设计需求进行设定即可。由于本发明不对金属电极的用量做限制,因此本发明在对金属电极的材料选择上为使用其他导电性能较差的贱金属提供了可能。也即是并不像现有技术中一样只能采用金属银浆料来对金属电极进行制备,同时还可以采用诸如金属铜(Cu)浆料、金属铝(Al)浆料、金属银与金属铜混合的浆料或其他导电金属浆料等,使得电池的金属电极的用料类型的限制具有了扩展性。

因此,本发明不仅实现了太阳能电池的美化功能,同时还对金属电极的材料进行了相应扩展,为使用其他导电性能较差的其他金属提供了可能,也为降低太阳能电池的制备成本提供了可能,大大降低了对金属电极的材料的导电性要求,为降低金属电极的成本提供了可能。另外,由于本发明中对于金属电极的用量以及材料上不作限制,也为提高太阳能电池的发电能力提供可能。

另外,本发明所提供的实施例中由沉积于电池片上的多个金属电极所形成金属导电图形,与现有技术中电池片上的金属电极所形成的网络形状的图像并不同。本发明是在制造过程中,针对金属电极的形状以及在电池片上的分布位置进行设计,进而使得多个金属电极形成不同的金属导电图形,在光的照射下由于不同金属电极对于光的反射和干涉特性,使得对应的金属导电图形可呈现出不同纹理的、具有装饰性的图案,大大提高美观性。

优选地,装饰性图案可为木纹状、大理石状、花岗岩状等等,具体根据电池片上的多个金属电极的形状以及分布位置的不同而不同。

优选地,金属导电图形在呈现装饰性图案时,由于不同的金属电极的形状以及分布位置的不同在光的照射下形成图案的不同的明暗效果。具体地,诸如当不同的金属电极之间具有高度差时,金属导电图形在光的照射下会形成装饰性图案的明暗效果;当不同的金属电极的顶部截面之间具有角度差时,金属导电图形在光的照射下会形成装饰性图案的明暗效果等。也即是说金属导电图形在光的照射下所形成的装饰性图案与电池片上金属电极的形状以及分布位置有关,本发明具体给出以下具体的实施例来说明电池片上金属电极的制备过程,具体如下:

当多个金属电极之间具有高度差时:由于不同高度的金属电极对于光的反射和干涉特性的不同,当太阳光照射到电池片上时,使得金属导电图形呈现出的装饰性图案具有不同的明暗度。

优选地,如图2所示,在电池片401上形成第一金属电极402与第二金属电极403之间具有高度差。根据金属电极的制备工艺的不同,本发明提供了以下多种制备方法对电池片401上的金属电极的制备,从而使得不同金属电极之间的高度差。

制备方法一:通过丝网印刷工艺实现多个金属电极的高度差。

优选地,本实施例以电池片401上的两个金属电极的高度差来说明:

如图2所示,在电池片的制备过程中:首先在电池片401上印刷导电金属浆料形成第一金属电极402、第二金属电极403;然后再对第二金属电极403套版印刷一次,使得第一金属电极402的高度与第二金属电极403的高度不同;此时,第一金属电极402与第二金属电极403之间产生高度差。

也即是,对于第二金属电极403的印刷次数与第一金属电极402的印刷次数不同,使得第二金属电极403与第一金属电极402具备高度差。

也即是,本发明通过多次套版印刷的方式使得电池片401上多个金属电极的印刷次数不同,实现电池片401上多个金属电极的高度差。

制备方法二:通过电镀工艺实现不同金属电极的高度差。

如图2所示,首先在电池片401上电镀导电金属浆料并生成第一金属电极402和第二金属电极403;然后再对第二金属电极403电镀一次,使得第一金属电极402与第二金属电极403具有不同的高度;此时,第一金属电极402与第二金属电极403之间产生高度差。

也即是,通过多次套版电镀的方式使得不同金属电极的电镀次数不同,实现不同金属电极的高度差。

优选地,由于电镀工艺的特性,本发明还可在电镀工艺过程中,通过控制不同金属电极的电镀的电流密度来控制每个金属电极的沉积速度,实现不同金属电极的高度差。比如:在电镀过程中,通过对第一金属电极402、第二金属电极403加以不同的电流密度,可实现第一金属电极402、第二金属电极403具有不同的生长速率;因此,在电镀完成后,第一金属电极402、第二金属电极403具有不同的高度;此时第一金属电极402与第二金属电极403之间产生高度差。

优选地,不同金属电极的高度差大于或等于60nm。优选地,不同金属电极的高度差为60nm~150nm。

另外,本发明中的装饰性图案是当太阳光照射到电池片401上时,由于电池片401的金属电极的形状以及分布位置的不同会对太阳光进行光的干涉调制,从而形成装饰性图案的明暗纹理。而太阳光的光波为白光光波,包括多种可见光光波,不同的可见光光波的波长不同。当不同金属电极之间的高度差不同时,其光线所形成的明暗纹理也不同。

其中,根据光的干涉的消光公式可得出特定波长为λ的光线射入折射率为n的薄膜内部,要满足nd=λ/4就可以达成消光效应,使特定波长的光线不会再反射回去。理想情况下,光线会全部被完美吸收。其中,d为薄膜材料(比如太阳能电池的封装材料等)的厚度。

假设考虑可见光波长为380nm~760nm;其中,红光波长范围760nm~622nm;橙光波长范围:622nm~597nm;黄光波长范围:597nm~577nm;绿光波长范围:577nm~492nm;青光波长范围:492nm~450nm;蓝光波长范围:450nm~435nm;紫光波长范围:435nm~390nm。

设定常用的光伏电池组件的封装材料EVA、POE、PVB,其折射率为n=1.3~1.6之间。

当可见光为红光时,假设封装材料的折射率取最小值n=1.3,波长取最大值λ=760,此时红光消光(也即是被吸收),金属电极之间的高度差需要为146nm。

当可见光为紫光时,假设封装材料的折射率取最大值n=1.6,波长取最大值λ=760,此时紫光消光(也即是被吸收),金属电极之间的高度差需要为61nm。

因此,基于上述计算,本发明对于不同金属电极的高度差优选为60nm~150nm。

也即是说,只要电池片401上的不同金属电极的高度差在60nm~150nm之内就可以使得太阳能电池以及太阳能电池组件在不同观察角度下,由于电池片401上的金属电极的高度差造成不同的光线的反射和干涉特性,使得电池片401上的金属导电图形呈现出不同的明暗效果,实现太阳能电池以及太阳能电池组件的美观功能。

当多个金属电极的顶部截面之间具有角度差时:由于不同金属电极的顶部截面之间具有角度差,当太阳光照射到电池片401上时,使得金属导电图形呈现出的图案具有不同的明暗度。如图3所示,第一金属电极402的顶部截面A与第二金属电极403的顶部截面B的具有角度差。

一般来说,现有技术中的金属电极的顶部截面均与电池片401表面平行。本发明通过将不同金属电极的顶部截面与电池片401表面之间具有一定的角度,这样,当光照射到电池片401上时,由于金属电极的顶部截面相对于电池片401表面时具有一定的倾斜角度,会使得金属导电图形呈现出相应的明暗效果。

优选地,根据金属电极的制备工艺的不同,本发明提供了以下多种制备方法对电池片401上的金属电极的制备,从而使得不同金属电极的顶部截面之间具有角度差:

制备方法三:通过激光转印工艺实现多个金属电极的顶部截面的角度差。

如图4-6所示,该制备方法三包括以下步骤:

首先、在激光转印膜504的表面设置各种形状的多个沟槽505。其中,沟槽505的底部截面与激光转印膜504的表面之间具有一定的角度(该角度大于零);也即是不同沟槽505的底部截面之间具有角度差。其中,本实施例通过金属刀具刻槽工艺或模具压膜工艺在激光转印膜504上设置多个沟槽505。

然后、在每个沟槽505内填充导电金属浆料。

再然后、刮去激光转印膜504的表面的多余的导电金属浆料,从而在每个沟槽505内形成成型的第一金属导电体503。

最后、通过激光加热工艺将每个沟槽505内成型的第一金属导电体503转印到电池片401的表面上,进而在电池片401上形成多个金属电极400。

由于不同沟槽505的底部截面之间具有角度差,在沟槽505内所形成的成型的第一金属导电体503的顶部截面之间也具有角度差,因此,通过激光加热工艺将每个沟槽505内的第一金属导电体503转印到电池片401的表面时所形成的金属电极400的顶部截面之间也具有角度差。

从上可知,通过激光转印工艺在电池片401上制备金属电极400时,每个金属电极400的形状均与对应沟槽505内成型的第一金属导电体503的形状、对应沟槽505的形状相同。

当激光转印膜504上的多个沟槽505的深度不同时,对应形成的金属电极400的高度也不同,因此,该制备方法同时适用于不同金属电极400的高度差。因此,制备方法三同样适用于制备金属电极400,使得电池片401上的不同金属电极400之间形成高度差。

与制备方法一或制备方法二同理,本发明也可以通过多次套版印刷的方式实现不同金属电极400的顶部截面的角度差。

与制备方法三同理,本实施例还提供了另外一种制备方法,如图8-13所示,通过电极载体膜602不仅可以实现不同金属电极400的高度差,还可以实现不同金属电极400的顶部截面的角度差。制备方法四包括以下:

首先、在电极载体膜602上制造出各种形状的沟槽505。同理,与激光转印工艺类似,可通过金属刀具刻槽工艺或模具压膜工艺在电极载体膜602上进行刻出各种形状的沟槽505。其中,沟槽505的形状包括沟槽505的深度、沟槽505的底部截面与电极载体膜602表面的角度、沟槽505的尺寸大小。

然后、在每个沟槽505内填充导电金属浆料并形成对应的金属电极400。

最后、将每个金属电极400粘贴于电池片401上,形成太阳能电池。

优选地,本实施例将金属电极400通过金属导电粘合剂406与电池片401表面上的导电物质结合,使得金属电极400固定于电池片401的表面上,形成太阳能电池。

其中,金属导电粘合剂406为导电金属浆料或导电胶带。电池片401表面的导电物质可以是导电薄膜或导电金属浆料等。其中,导电金属浆料为金属银浆料、金属铜浆料、金属铝浆料以及其他金属浆料的一种或多种的组合。由于金属电极400的用料类型的扩展,因此对于制备过程中所用到的导电金属浆料也可以相应扩展。

进一步地,根据在电极载体膜602的沟槽505内填充导电金属浆料的工艺不同,在电极载体膜602的沟槽505内填充导电金属浆料时,还采用以下两种方案实现。

方案一:如图9-10,在电极载体膜602的沟槽505内填充导电金属浆料具体包括:

首先、通过印刷工艺在每个沟槽505内印刷填充导电金属浆料,并当所有的沟槽505填充完毕后,通过刮刀将电极载体膜602表面残留的多余导电金属浆料去除,进而在每个沟槽505内形成第二金属导电体600。

然后、通过电镀工艺在每个第二金属导电体600上电镀导电金属浆料,使得每个第二金属导电体600向电极载体膜602外的区域延伸,进而形成突出的金属电极400。

方案二:如图12-13所示,在电极载体膜602的沟槽505内填充导电金属浆料具体包括:

首先、通过溅射工艺在每个沟槽505内沉积导电金属浆料,并在沟槽505内形成导电金属膜层700,并当所有的沟槽505沉积完毕后,通过打磨将电极载体膜602表面的多余的导电金属浆料去除。

然后、通过电镀工艺在每个沟槽505内的导电金属膜层700上沉积导电金属浆料,从而使得导电金属膜层700向电极载体膜602外的区域延伸,进而形成突出的金属电极400。

优选地,一个或多个金属电极400的顶部的表面上还设有上色层。通过对不同金属电极400的顶部的表面涂覆相应的上色层,使得不同金属电极400的顶部的表面具有不同颜色,实现电池片401的美观功能。

如图7所示,对第一金属电极402的顶部的表面上色,形成第一上色层404。对第二金属电极403的顶部的表面上色,形成第二上色层405。第一上色层405与第二上色层404的颜色可以相同也可以不同。其中,对于金属电极400的顶部的表面的上色方法采用拓印技术实现。拓印技术优选为西安碑林的碑文的拓印技术。

本发明通过对电池片401上沉积多个金属电极400形成金属导电图形;并通过设置多个金属电极400的形状,使得金属导电图形在光的照射下呈现出不同纹理的图案,实现电池片401的美观功能,解决了现有技术中需要增加遮挡物或增加美化膜层使得太阳能电池以及太阳能电池组件具有装饰性美观时导致太阳能电池的光电转换效率的下降、增加电池的封装成本、封装难度等问题。

同时,由于本发明中的金属电极400不仅仅只有导电功能,每个金属电极400均具有典型意义,同时本发明不对金属电极400的浆料用量作限制,因而使得金属电极400的浆料不仅局限于现有技术采用的金属银浆料,也可以为其他导电性能较差的贱金属,降低了对金属电极400的材料的导电性要求,为降低金属电极400的成本提供了可能。

另外,本发明通过采用其他导电性能较差的金属铜、金属铝等来制作金属电极400时,可大幅度降低太阳能电池的串联电阻,提升低幅度的发电性能;同时,由于增加了金属电极400的浆料用量,大大提高了太阳能电池的发电能力,也有利于提升太阳能电池的散热性能。

优选地,本发明所提供的电池可针对以下电池中的任意中一种类型的电池:异质结电池、黑硅电池、PERC(Passivated Emitterand Rear Cell,发射极及背面钝化电池)电池、TOPCON(Tunnel Oxide Passivated Contact,钝化接触电池)电池以及以上电池与其他薄膜电池组成的叠层电池等,以上电池均可采用本发明提供的具有装饰性太阳能电池的结构以及制备方法来实现太阳能电池的美化。其中,薄膜电池优选为钙钛矿薄膜电池、硫化物薄膜电池等。

实施例二

基于实施例一提供的一种太阳能电池,本发明还提供了另外一实施例,一种太阳能电池组件,如图14-17所示,包括前盖板201、第一粘合层203、太阳能电池、第二粘合层207和后盖板208。

其中,太阳能电池设于第一粘合层203与第二粘合层207之间,前盖板201设于第一粘合层203的上方,后盖板208设于第二粘合层207的下方。

优选地,第一粘合层203、第二粘合层207由EVA(ethylene-vinyl acetatecopolymer,乙烯-醋酸乙烯共聚物)、POE(Polyolefin elastomer,聚烯烃弹性体)或PVB(polyvinyl butyral,聚乙烯醇缩丁醛)材料组成,其在电池组件封装的过程中,可将不同的部件粘合在一起。

优选地,前盖板201、后盖板208均为玻璃盖板。

优选地,太阳能电池为实施例一提供的具有装饰性的太阳能电池。从图1、图14中可知,现有技术中为了增加太阳能电池组件具有一定的美观性,通过上玻璃盖板101与第一封装层103之间增加装饰性美化膜层102。

本发明中的太阳能电池组件中采用的太阳能电池为本实施例所提供的具有装饰性的太阳能电池,因此,本发明提供的太阳能电池组件不需要在前盖板201与第一粘合层203之间增加装饰性美化膜层102,而是通过由多个金属电极所形成金属导电图形呈现出具有不同纹理、具有装饰性的图案,实现太阳能电池的美观功能,大大降低了太阳能电池组件的封装成本以及封装难度。

优选地,太阳能电池有多个,并且相邻太阳能电池之间电性连接。太阳能电池的数量为2n个。其中,n为大于或等于1的自然数。

本实施例以两个太阳能电池来具体说明太阳能电池之间的连接方式,具体为,假设太阳能电池有两个,分别设为第一太阳能电池204、第二太阳能电池206,并且第一太阳能电池204与第二太阳能电池206电性连接。

如图14-15所示:第一太阳能电池204与第二太阳能电池206通过对应太阳能电池上的金属电极之间的涂锡焊带205串联在一起。

也即是说,相邻太阳能电池之间通过对应太阳能电池上的金属电极之间的涂锡焊带205串联在一起,从而使得多个太阳能电池串联连接,然后再通过第一粘合层203、第二粘合层207将多个太阳能电池粘合在一起,最后封装前盖板201和后盖板208,形成太阳能电池组件。

优选地,金属电极之间的涂锡焊带205呈Z字形,使得相邻太阳能电池上的金属电极串联在一起。

其二,如图16-17所示:第一太阳能电池204、第二太阳能电池206均被划分为多个电池片切片300。

将多个电池片切片300以叠片的方式串联在一起。也即是,将相邻电池片切片300的边缘部分以叠放的方式串联在一起,使得每个电池片切片300分为交叠部分和非交叠部分;并且相邻电池片切片300通过对应电池片切片300的交叠部分的金属电极电性连接。优选地,可通过在电池片切片300的交叠部分的金属电极上涂覆导电胶,从而使得两个电池片切片300的金属电极电性连接。

优选地,本发明中电池片切片300的交叠部分的金属电极的厚度比电池片切片300的非交叠部分的金属电极的厚度薄。

对于金属电极的厚薄可通过前述涉及到的电镀工艺、丝网印刷工艺等来完成。也即是,通过在对电池片制造过程中,对每个金属电极在电池片上的不同位置以及每个金属电极的形状等进行设计,从而在对电池片封装成太阳能电池组件后,使得太阳能电池组件具有一定的装饰性美化效果。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

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