本實用新型屬于新能源技術領域，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：

全球性的化石能源危機與環(huán)境污染推動了光伏行業(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，硅材料占據著約60-70%的材料成本，銀漿料的用量占據著約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換效率的影響；電池片的光電轉換效率嚴重依賴晶硅材料本身的結構，電池片的有效光照面積是取決于電池片主、細柵線的覆蓋面積。

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柵線用以收集硅片受到光照后產生的電流，且還印有2-5條主柵線用以匯集細柵線上的電流。在低成本、高發(fā)電量電池片這一目標的催促下，無主柵線電池片技術應運而生。無主柵線電池片，一般指的是在常規(guī)電池片基礎上，去掉主柵線且保留細柵線；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無主柵線技術把電池片的主柵線去除，并且把細柵線的寬度和間距做了一些調整，此外還用15根銅絲代替普通焊帶來串聯焊接多塊電池片。

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

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：CN 104282788 A]中提到，把電池片的主柵線去除同時把電池片的串聯點放置于電池片背面，這種方法將進一步提高電池片的有效光照面積。

④黃強的《光伏電池模塊及其制作方法》[專利號：CN 104716213 A]中提到，把電池片的主柵線去除且保留細柵線，同時用導電膠帶代替普通焊帶來串聯焊接電池片。

⑤授權公布號為CN201820762U專利中，提出了一種完全沒有主柵線的技術方案，只保留細柵線。

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

然而這些現有技術都忽略了一個客觀事實，那就是現有生產設備及公知技術，對上述技術方案不能實現量產，如果采用上述技術方案，則需要大面積更換生產設備，并且，更換或改進晶硅電池片結構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雜，成本高，或工藝尚未成熟，無法得到大批量應用如上述專利③。而更換光伏組件生產用的材料，將帶來大量的工作調整，例如材料的研發(fā)、新材料之間的匹配問題以及設備的更新換代，這無疑增加了組件生產成本如上述專利②、④。針對類似于專利①的無主柵線電池片技術，雖然沒有改變電池片結構以及現有的組件生產工藝，但是通過我們大量的實驗驗證，發(fā)現銅絲與細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連接變差，并且電池片兩端的焊接位置容易出現虛焊及斷柵現象。類似于現有技術⑤⑥，其改變了現有太陽能電池片的整個生產工藝，因此，并不具備量產的可能性。

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，故希望其越大越好；一方面背面電極面積越大，其對少數載流子的復合能力越強，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破壞其PN結結構，已經破壞的PN結結構不能產生電流以及良好地傳導電流。常規(guī)電池片主柵線的印刷燒結已經對相應的PN結造成了破壞，故而只能改變背電極的面積大小來達到收集電流的最佳情況，然而在我們的實驗中認證出常規(guī)電池片背電極面積例如專利①還沒有達到最佳的優(yōu)化，我們的結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到最佳的優(yōu)化，該大面積的背面電極會破壞PN結結構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結的破壞程度，同時降低了鋁背場的鈍化效果，從而降低了載流子的收集效率。

實際生產中，背面電極與正面電極并不對應設置，這就導致了在電池片生產中出現了電池片加裝電極時產生的正面與背面不同程度的對PN結的損壞。

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

技術實現要素：

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

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

本實用新型不改變電池片結構及其所用材料，在保持原有生產工藝基礎上，對電池片背面電極進行修改，使得背面電極與正面的主柵線保留部對應設置，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出現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應設置還可以避免了背面電極燒結帶來對PN結的雙重破壞，對電池片本身的發(fā)電性能帶來的損害，因此，本實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。

本實用新型將主柵線去掉，采取加粗細柵線和保留部分主柵線，以及在端部采用矩形細柵線斷頭的方式，降低了因為主柵線用銀量大帶來的高成本。

主柵線去除之后，PN結的破壞率降低，進而發(fā)電量得到提升，另外結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。

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

加粗細柵線寬度為常規(guī)細柵線的2-3倍。垂直的加粗細柵線能較好地解決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。

加粗細柵線為4條或5條。

根據已經進行的相關實驗做為依據，本電池片的其它性能均達到現有技術同等水平，基于此電池片的設計，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%；用更直觀的數據說明，以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計算，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%；用更直觀的數據說明，以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計算，年發(fā)電量可至少增加30—60MW。

本實用新型在實際生產過程中，只需要將部分印刷網版進行改造即可進行生產，未更改原有生產工藝，不會增加生產成本。多塊電池片的連接方式依舊采用串聯焊接，無需更換焊帶材料以及無需改變組件生產工藝和設備。

因此本實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，對于整個太陽能電池板行業(yè)具有指導意義，大大推動了我國太陽能電池板領域的進步，具有很好的市場推廣前景。

附圖說明

圖1本實用新型正面結構示意圖；

圖2為圖1中A部局部放大結構示意圖；

圖3本實用新型背面結構示意圖；

圖4本實用新型側面結構示意圖；

圖5現有技術電池片發(fā)電結構原理示意圖。

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

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的描述。

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

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。

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

加粗細柵線2寬度為常規(guī)細柵線的2-3倍。

主柵線保留部3的尺寸為長度為10mm寬度為0.6mm。

加粗細柵線2為4條或5條。

在圖5中，顯示了現有發(fā)電結構中PN結的結構，圖中，如果主柵線添加之后，會將PN結結構進行破壞，進而降低發(fā)電效率，而本實用新型是將主柵線大部分去除，僅保留一部分，其PN結的破壞率降低，進而獲得更好地提高發(fā)電量。

根據已經進行的相關實驗做為依據，本電池片的其它性能均達到現有技術同等水平，基于此電池片的設計，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%；用更直觀的數據說明，以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計算，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%；用更直觀的數據說明，以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計算，年發(fā)電量可至少增加30—60MW。

當然，上述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定對實用新型的實施例范圍。本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的均等變化與改進等，均應歸屬于本實用新型專利涵蓋范圍。