一种光伏电池及光伏组件的制作方法

1.本技术涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种光伏电池及光伏组件。

背景技术：

2.传统工艺中，一般采用将银浆丝网印刷在光伏电池的p面和n面，以形成栅线结构。而银浆的成本较高，为了降低形成栅线结构的成本，目前的工艺是先在光伏电池的表面沉积铜种子金属层，再在铜种子金属层上电镀形成铜栅线基体，最后再在铜栅线基体的表面化学置换电镀形成覆盖于铜栅线基体表面的锡保护层。
3.发明人发现，现有的栅线结构沿光伏电池厚度方向的截面呈矩形，即栅线结构的表面为平面结构，这会导致入射至栅线结构的表面的光大部分都会被栅线结构的表面直接反射出去而无法被光伏电池的表面吸收，进而造成短路电流损失，不利于提高光伏电池的光电转化效率。

技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种光伏电池及光伏组件，其旨在有效降低光伏电池的短路电流损失。
5.第一方面，本技术提供一种光伏电池，包括：电池基体以及位于电池基体的表面的栅线结构。
6.栅线结构包括铜基层以及锡保护层；铜基层设置于电池基体上，锡保护层覆盖于铜基层的远离电池基体的表面；锡保护层的远离铜基层的一面朝向远离电池基体的方向凸设。
7.本技术通过设置位于电池基体上的铜基层和锡保护层形成栅线结构，锡保护层可以有效保护铜基层以利于避免铜基层被氧化，进而有利于保证铜基层内收集的载流子可以有效传输。锡保护层的远离铜基层的一面朝向远离电池基体的方向凸设，有利于使得入射至栅线结构的表面的光可以被有效反射至电池基体的表面，有利于避免造成短路电流损失，进而有利于提高光伏电池的光电转化效率。
8.在本技术第一方面的一些实施例中，锡保护层的远离铜基层的一面为弧面。
9.锡保护层的远离铜基层的一面为弧面，有利于进一步使得入射至栅线结构的表面的光可以被有效反射至电池基体的表面，有利于避免造成短路电流损失，进而有利于提高光伏电池的光电转化效率。
10.在本技术第一方面的一些实施例中，铜基层的远离电池基体的一面朝向远离电池基体的方向凸设。
11.由于锡保护层覆盖于铜基层的远离电池基体的表面，上述设置方式，有利于锡保护层在制备形成时更容易形成“锡保护层的远离铜基层的一面朝向远离电池基体的方向凸设”的结构。
12.在本技术第一方面的一些实施例中，铜基层的远离电池基体的一面为弧面。
13.上述设置方式，有利于锡保护层在制备形成时更容易形成“锡保护层的远离铜基层的一面为弧面”的结构，进而有利于进一步使得入射至栅线结构的表面的光可以被有效反射至电池基体的表面。
14.在本技术第一方面的一些实施例中，锡保护层的远离铜基层的一面以及铜基层的远离电池基体的一面的弧度各自独立地为π/6-π/3。
15.上述设置方式，有利于进一步使得入射至栅线结构的表面的光可以被有效反射至电池基体的表面，有利于避免造成短路电流损失，进而有利于提高光伏电池的光电转化效率。
16.在本技术第一方面的一些实施例中，栅线结构还包括银底层，银底层设置于电池基体上，铜基层覆盖于银底层远离电池基体的表面。
17.银底层的设置，进一步提高整个栅线结构的导电性，进而有利于栅线结构收集的载流子的传输。
18.在本技术第一方面的一些实施例中，银底层的内部具有多个间隔分布的铜颗粒。
19.在本技术第一方面的一些实施例中，铜基层的厚度为6-14μm，银底层的厚度为4-10μm，铜颗粒的粒径为2-5μm。
20.在本技术第一方面的一些实施例中，锡保护层的厚度为0.5-4μm。
21.锡保护层的厚度为0.5-4μm，不仅可以使得锡保护层能够有效保护铜基层以利于避免铜基层被氧化，也有利于避免由于锡保护层的厚度过厚而影响整个栅线结构的导电性。
22.第二方面，本技术提供一种光伏组件，包括多个如上述第一方面提供的光伏电池。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1示出了现有的光伏电池的栅线表面的入射光反射图。
25.图2示出了本技术实施例提供的光伏电池的结构示意图。
26.图3示出了图1中a处沿b-b方向的第一示例的剖视图。
27.图4示出了图3的栅线结构的表面的入射光反射图。
28.图5示出了图1中a处沿b-b方向的第二示例的剖视图。
29.图6示出了图1中a处沿b-b方向的第三示例的剖视图。
30.图7示出了图1中a处沿b-b方向的第四示例的剖视图。
31.图8示出了图1中a处沿b-b方向的第五示例的剖视图。
32.图标：1-硅片；2-铜种子金属层；3-电镀铜层；4-锡层；100-光伏电池；110-电池基体；120-栅线结构；121-铜基层；1211-第一子基层；1212-第二子基层；122-锡保护层；123-银底层；1231-铜颗粒。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
37.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.图1示出了现有的光伏电池的栅线表面的入射光反射图，请参阅图1，现有的形成栅线的工艺是：先在硅片1的表面沉积铜种子金属层2，再在铜种子金属层2上电镀形成电镀铜层3(即铜栅线基体)，最后再在电镀铜层3的表面化学置换电镀形成覆盖于电镀铜层3表面的锡层4。但是，如图1所示，现有的栅线结构沿硅片1的厚度方向呈矩形，即栅线结构的表面为平面结构，这会导致入射至栅线结构的表面的光大部分都会被栅线结构的表面直接反射出去而无法被硅片1的表面吸收(图1中箭头的指向即为光的走向)，进而造成短路电流损失，不利于提高光伏电池的光电转化效率。
39.为解决上述问题，本实施例提供一种光伏电池100，图2示出了本技术实施例提供的光伏电池100的结构示意图，图3示出了图1中a处沿b-b方向的第一示例的剖视图，请参阅图2至图3，光伏电池100包括电池基体110以及位于电池基体110的表面的栅线结构120。
40.栅线结构120包括铜基层121以及锡保护层122；铜基层121设置于电池基体110上，锡保护层122覆盖于铜基层121的远离电池基体110的表面；且锡保护层122的远离铜基层121的一面朝向远离电池基体110的方向凸设。
41.本技术通过设置位于电池基体110上的铜基层121和锡保护层122形成栅线结构120，锡保护层122可以有效保护铜基层121以利于避免铜基层121被氧化，进而有利于保证铜基层121内收集的载流子可以有效传输。
42.作为示例性地，本实施例的光伏电池100为异质结电池，电池基体110结构(图中未示出)为：沿电池基体110的厚度方向，依次叠层设置的氧化透明导电(tco)层、p型氧化非晶硅层、本征型氧化非晶硅层、n型硅衬底层、n型氧化非晶硅层以及氧化透明导电(tco)层。
43.图4示出了图3的栅线结构120的表面的入射光反射图，请参阅图2至图4，锡保护层122的远离铜基层121的一面朝向远离电池基体110的方向凸设，有利于使得入射至栅线结构120的表面的光可以被有效反射至电池基体110的表面(图4中箭头的指向即为光的走向)，有利于避免造成短路电流损失，进而有利于提高光伏电池100的光电转化效率。
44.进一步地，锡保护层122的远离铜基层121的一面为弧面(即锡保护层122的远离电池基体110的一面为弧面)，有利于进一步使得入射至栅线结构120的表面的光可以被有效反射至电池基体110的表面，有利于避免造成短路电流损失，进而有利于提高光伏电池100的光电转化效率。
45.再进一步地，锡保护层122的远离铜基层121的一面为π/6-π/3。上述设置方式，有利于进一步使得入射至栅线结构120的表面的光可以被有效反射至电池基体110的表面，有利于避免造成短路电流损失，进而有利于提高光伏电池100的光电转化效率。
46.在第一示例中，铜基层121远离电池基体110的表面为平面结构；作为示例性地，第一示例中，可以采用“先在电池基体110的表面沉积铜种子金属层，再在铜种子金属层上电镀形成电镀铜层”的方式形成铜基层121，再采用微型辊筒涂覆的方式在铜基层121的表面涂覆锡浆料然后固化，以制备锡保护层122；采用微型辊筒涂覆的方式可以使得锡保护层122的远离铜基层121的一面为弧面结构。
47.图5示出了图1中a处沿b-b方向的第二示例的剖视图，请参阅图5，相比于第一示例，在图5所示的第二示例中，铜基层121的远离电池基体110的一面也朝向远离电池基体110的方向凸设。
48.进一步地，在第二示例中，铜基层121的远离电池基体110的一面为弧面，有利于锡保护层122在制备形成时更容易形成“锡保护层122的远离铜基层121的一面为弧面”的结构。
49.再进一步地，铜基层121的远离电池基体110的一面的弧度为π/6-π/3。
50.作为示例性地，在第二示例中，可以采用在电池基体110的表面通过丝网印刷铜浆料的方式形成“铜基层121的远离电池基体110的一面朝向远离电池基体110的方向凸设的弧面”，然后再采用化学置换电镀的方式将铜基层121的远离电池基体110的表面的铜置换成锡，形成锡保护层122；由于铜基层121的远离电池基体110的一面朝向远离电池基体110的方向凸设的弧面结构，因此化学置换电镀后形成的锡保护层122的远离铜基层121的一面也朝向远离电池基体110的方向凸设的弧面结构。
51.图6示出了图1中a处沿b-b方向的第三示例的剖视图，请参阅图6，相比于第二示例，在图6所示的第三示例中，铜基层121包括第一子基层1211和第二子基层1212，第一子基层1211和第二子基层1212均为铜材质。
52.第一子基层1211设置于电池基体110上，第二子基层1212覆盖于第一子基层1211远离电池基体110的表面。第一子基层1211和第二子基层1212远离电池基体110的一面均朝向远离电池基体110的表面凸设。
53.进一步地，第一子基层1211和第二子基层1212的远离电池基体110的一面均为弧面。
54.再进一步地，第一子基层1211的厚度小于第二子基层1212的厚度。
55.作为示例性地，在第三示例中，第一子基层1211采用丝网印刷铜浆料的方式制备，
使得第一子基层1211远离电池基体110的表面能够形成弧形结构；第二子基层1212采用电镀的方式在第一子基层1211的远离电池基体110的表面制备，由于第一子基层1211远离电池基体110的表面为弧形，因此电镀后形成的第二子基层1212的远离电池基体110的表面也为弧形结构，即实现整个铜基层121的远离电池基体110的表面为弧形结构。锡保护层122采用化学置换电镀的方式在第二子基层1212的远离电池基体110的表面形成。
56.在第二示例中采用“丝网印刷铜浆料”的方式制备整个铜基层121，由于丝网印刷的方式需要固化铜浆料才能再在铜基层121的表面形成锡保护层122，因而在铜浆料固化的过程中可能会导致铜基层121表面发生部分氧化而影响铜基层121中载流子的传输；因此，相比于第二示例的制备方式，第三示例采用“先丝网印刷铜浆料制备第一子基层1211，再电镀铜制备第二子基层1212”(即整个铜基层121采用两种方式制备形成)，有利于进一步提高铜基层121中载流子的传输效率。此外，设置第一子基层1211的厚度小于第二子基层1212的厚度，还有利于尽可能地减少整个铜基层121可能由于铜浆料固化而发生的氧化现象。
57.作为示例性地，在第一示例、第二示例以及第三示例中，铜基层121的厚度为10-15μm，锡保护层122的厚度为0.5-4μm，不仅可以使得锡保护层122能够有效保护铜基层121以利于避免铜基层121被氧化，也有利于避免由于锡保护层122的厚度过厚而影响整个栅线结构120的导电性。
58.图7示出了图1中a处沿b-b方向的第四示例的剖视图，请参阅图7，相比于第二示例，在图7所示的第四示例中，栅线结构120还包括银底层123，银底层123设置于电池基体110上，铜基层121覆盖于银底层123远离电池基体110的表面。银底层123的设置，可以进一步提高整个栅线结构120的导电性，进而有利于栅线结构120收集的载流子的传输。
59.作为示例性地，在第三示例中，银底层123采用丝网印刷银浆料的方式制备，可以使得银底层123远离电池基体110的表面形成弧形结构；且相比于铜浆料，银浆料的粘度较大，更容易形成弧形凸起程度更高的表面结构。基于上述内容，在银底层123采用丝网印刷银浆料的方式制备的基础上，铜基层121就可以直接采用电镀的方式在银底层123的表面形成，使得铜基层121远离电池基体110的表面的弧形凸起程度更高。锡保护层122采用化学置换电镀的方式在第二子基层1212的远离电池基体110的表面形成，由于铜基层121远离电池基体110的表面的弧形凸起程度更高，因此形成的锡保护层122的远离电池基体110的表面的弧形凸起程度更高，更有利于使得入射至栅线结构120的表面的光可以被有效反射至电池基体110的表面。
60.图8示出了图1中a处沿b-b方向的第五示例的剖视图，请参阅图7，相比于第四示例，在图7所示的第五示例中，银底层123的内部还具有多个间隔分布的铜颗粒1231。
61.作为示例性地，第五示例的栅线结构120的制备工艺与第四示例的制备工艺大致相同，区别在于：制备银底层123的银浆料中混有多个铜颗粒1231。
62.作为示例性地，在第四示例和第五示例中，铜基层121的厚度为6-14μm，银底层123的厚度为4-10μm，锡保护层122的厚度为0.5-4μm。铜基层121的厚度为6-14μm，有利于后续回刻清洗；锡保护层122的厚度为0.5-4μm，不仅可以使得锡保护层122能够有效保护铜基层121以利于避免铜基层121被氧化，也有利于避免由于锡保护层122的厚度过厚而影响整个栅线结构120的导电性。在第五示例中，铜颗粒1231的粒径为2-5μm。
63.本实施例提供的光伏电池100至少具有以下优点：
64.本实施例通过设置位于电池基体110上的铜基层121和锡保护层122形成栅线结构120，且锡保护层122可以有效保护铜基层121以利于避免铜基层121被氧化，进而有利于保证铜基层121内收集的载流子可以有效传输。锡保护层122的远离铜基层121的一面朝向远离电池基体110的方向凸设，有利于使得入射至栅线结构120的表面的光可以被有效反射至电池基体110的表面，有利于避免造成短路电流损失，进而有利于提高光伏电池100的光电转化效率。
65.本实施例还提供一种光伏组件(未示出)，光伏组件包括多个依次连接的光伏电池100。其中，光伏电池100的结构、形状和连接关系，请参阅上述内容，此处不再赘述。
66.作为示例性地，光伏组件可以为双玻组件、叠瓦组件或半片组件等，本技术不做限定。
67.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种光伏电池，其特征在于，包括：电池基体以及位于所述电池基体的表面的栅线结构；所述栅线结构包括铜基层以及锡保护层；所述铜基层设置于所述电池基体上，所述锡保护层覆盖于所述铜基层的远离所述电池基体的表面；所述锡保护层的远离所述铜基层的一面朝向远离所述电池基体的方向凸设。2.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述锡保护层的远离所述铜基层的一面为弧面。3.根据权利要求2所述的光伏电池，其特征在于，所述铜基层的远离所述电池基体的一面朝向远离所述电池基体的方向凸设。4.根据权利要求3所述的光伏电池，其特征在于，所述铜基层的远离所述电池基体的一面为弧面。5.根据权利要求4所述的光伏电池，其特征在于，所述锡保护层的远离所述铜基层的一面以及所述铜基层的远离所述电池基体的一面的弧度各自独立地为π/6-π/3。6.根据权利要求1-5中任一项所述的光伏电池，其特征在于，所述栅线结构还包括银底层，所述银底层设置于所述电池基体上，所述铜基层覆盖于所述银底层远离所述电池基体的表面。7.根据权利要求6所述的光伏电池，其特征在于，所述银底层的内部具有多个间隔分布的铜颗粒。8.根据权利要求7所述的光伏电池，其特征在于，所述铜基层的厚度为6-14μm，所述银底层的厚度为4-10μm，所述铜颗粒的粒径为2-5μm。9.根据权利要求8所述的光伏电池，其特征在于，所述锡保护层的厚度为0.5-4μm。10.一种光伏组件，其特征在于，包括多个如权利要求1-9中任一项所述的光伏电池。

技术总结

本申请涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种光伏电池及光伏组件。光伏电池，包括：电池基体以及位于电池基体的表面的栅线结构。栅线结构包括铜基层以及锡保护层；铜基层设置于电池基体上，锡保护层覆盖于铜基层的远离电池基体的表面；锡保护层的远离铜基层的一面朝向远离电池基体的方向凸设。本申请提供的光伏电池有利于使得入射至栅线结构的表面的光可以被有效反射至电池基体的表面，有利于避免造成短路电流损失，进而有利于提高光伏电池的光电转化效率。化效率。化效率。