一种太阳能电池和光伏组件的制作方法

本技术涉及光伏，尤其涉及一种太阳能电池和光伏组件。

背景技术：

1、丝网印刷是光伏制造中电极制备的核心工艺，其效果直接影响电池的电流收集能力、串联电阻、光学损失、电学损失，最终决定电池效率。

2、丝网印刷的图形通常由焊盘图形和栅线图形构成，印刷时一般先印刷焊盘，再印刷栅线，部分栅线贯穿焊盘。通过丝网印刷得到的电极通常包括焊盘和细栅，细栅贯穿焊盘且为直线，若细栅在印刷过程中产生偏移，则会造成细栅与焊盘偏移搭接的风险。由于降本需求，细栅会越来越细，偏移搭接风险也会增大，且直线印刷细栅易出现断栅。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池和光伏组件，以降低细栅和焊盘偏移搭接的风险。

2、第一方面，本实用新型提供一种太阳能电池，包括衬底和电极，电极设置于衬底的至少一面，电极包括电结合部和第一集电栅线，第一集电栅线沿第一方向延伸，第一集电栅线包括相连的弯折段和直线段，弯折段与电结合部对应设置；弯折段包括至少一个朝第一方向的侧方弯折的弯折结构。

3、采用上述技术方案的情况下，第一集电栅线包括相连的直线段和弯折段，弯折段包括朝第一集电栅线的延伸方向（第一方向）的侧方弯折的弯折结构，第一集电栅线通过弯折段与电结合部（如焊盘、栅线加粗段等）搭接，相较于现有的一条直线型的集电栅线与焊盘搭接的结构，本技术中的弯折段通过向第一方向侧方弯折的弯折结构增大了第一集电栅线与电结合部搭接部位在垂直于第一方向上的所占区域，因此，即便第一集电栅线在印刷过程中产生一定的偏移，弯折段与现有直线型的集电栅线相比，依然能够保持与电结合部的搭接，降低了第一集电栅线与电结合部脱离搭接的风险。此外，在电结合部的第一方向上的尺寸相同的情况下，弯折段增大了第一集电栅线与电结合部接触的面积，从而增强了对电结合部的电流收集能力，以及提高了第一集电栅线与电结合部的结合能力。在进行探针测试时，弯折段与测试探针的接触面积增大，提高了测试的准确性和稳定性。另外，具有弯折段的第一集电栅线在丝网印刷的过程中，相较于直线型集电栅线，可以通过将弯折段的弯折结构绕过丝网的网结，降低了网结对第一集电栅线印刷质量的影响，减小了断栅的风险。

4、在一些可能的实现方式中，弯折段沿第一方向贯通电结合部，即在第一方向上，弯折段的延伸长度与电结合部的延伸长度相差不大，使得在电结合部的第一方向上的尺寸相同的情况下，能够通过尽量增大弯折段与电结合部的搭接长度，以增大第一集电栅线与电结合部接触的面积，从而增强对电结合部的电流收集能力，以及提高了第一集电栅线与电结合部的结合能力。

5、在一些可能的实现方式中，弯折段的线宽大于直线段的线宽。通过增加弯折段的线宽，进一步增大弯折段与电结合部接触的面积，提高电流收集能力，且更宽的弯折段可以减小印刷时断栅的风险。

6、在一些可能的实现方式中，在第一方向上，至少一个弯折结构局部伸出电结合部，局部位于电结合部内。可以增强第一集电栅线与电结合部搭接的可靠性，还可以提高第一集电栅线与电结合部的结合能力。

7、在一些可能的实现方式中，在第一方向上，弯折段的端部相对电结合部的边沿伸出或内收，且伸出或内收的第一距离为0~0.3mm。如果弯折段的端部超出电结合部的边沿的第一距离大于0.3mm，则弯折段在第一方向上的延伸长度过长，使得弯折段的实际线长过长，增加了第一集电栅线的电流传输路径，不利于传输效率提升。如果弯折段的端部相对电结合部的边沿内收的第一距离大于0.3mm，则弯折段与电结合部接触的面积过小，不利于提高电流收集能力以及不利于提升弯折段与电结合部的结合能力。因此，综合第一集电栅线的电流传输效率、电流收集能力和弯折段与电结合部的结合能力，超出或内收的第一距离选择为0~0.3mm。

8、在一些可能的实现方式中，在第一方向上投影长度，弯折结构位于电结合部内部的部分占比大于位于电结合部外部的部分。

9、采用上述技术方案的情况下，沿第一方向，弯折结构部分位于电结合部之外，且弯折结构位于电结合部内部的部分占比大于位于电结合部外部的部分，位于电结合部内部的占比较大，可以增大第一集电栅线与电结合部接触的面积，从而增强了对电结合部的电流收集能力，以及提高第一集电栅线与电结合部的结合能力。

10、在一些可能的实现方式中，在第二方向上，弯折段不超出电结合部的边沿，第一方向和第二方向垂直。如此，弯折段在第二方向上全部位于电结合部内，使得弯折段的第二方向上的全部区域均能够收集电结合部的电流，避免了弯折段在第二方向上超出电结合部的边沿造成电流收集能力的无法充分利用，提高了弯折段对电结合部的电流收集能力。

11、在一些可能的实现方式中，在第二方向上，弯折段上相距最远的两点之间的第二距离为电结合部的宽度的10%~90%，第一方向和第二方向垂直。如果弯折段在电结合部的第二方向上所占区域的比例小于10%，则弯折段在第二方向上的占比区域过小，一方面不利于提升弯折段对电结合部的电流收集能力，另一方面，不利于弯折段与电结合部的结合稳定性，再一方面，在进行第一集电栅线的印刷时，若印刷存在偏移，不利于降低发生弯折段与电结合部的脱离搭接的风险。如果弯折段在电结合部的第二方向上所占区域的比例大于90%，则弯折段在第二方向上的占比区域过大，电流传输路径过大，不利于提升电流传输效率。因此，考虑到弯折段的电流收集能力，与电结合部的结合稳定性和电流传输效率，弯折段在电结合部的第二方向上所占区域的比例选择为10%~90%。

12、在一些可能的实现方式中，第二距离为0.01mm~0.3mm，如果第二距离小于0.01mm，则弯折段在第二方向上的弯折距离过小，一方面不利于提升弯折段对电结合部的电流收集能力，另一方面，不利于弯折段与电结合部的结合稳定性，再一方面，在进行第一集电栅线的印刷时，若印刷存在偏移，不利于降低发生弯折段与电结合部的脱离搭接的风险。如果第二距离大于0.3mm，则弯折段在第二方向上弯折距离过大，则电流传输路径过大，不利于提升电流传输效率。

13、在一些可能的实现方式中，位于弯折段两端的两个弯折结构相对直线段向相同的一侧或不同侧弯折。只要能够增强弯折段与电结合部的搭接即可。

14、在一些可能的实现方式中，弯折结构为折线结构或曲线结构。折线结构为短直线型，曲线结构为短曲线型，作为构成弯折段的最小单元。

15、在一些可能的实现方式中，位于弯折段端部的弯折结构为折线结构，折线结构与相连的直线段之间的角度大于等于90°且小于等于170°；和/或，位于弯折段端部的弯折结构为曲线结构，曲线结构的与直线段相交处的切线与直线段之间的角度大于等于90°且小于等于170°。与相邻的直线段连接的弯折段的端部弯折结构与直线段之间的角度或相交处弧线的切线与直线段之间的角度可以根据实际丝网印刷过程中的网结的位置进行选择，以避开网结，从而印刷的弯折段的质量较好，不容易出现断栅。

16、在一些可能的实现方式中，弯折段由多个连续的折线结构和/或曲线结构组成波浪形，相邻两个折线结构之间的弯折角为20°~160°。弯折段为波浪形，使得弯折段在第二方向上分布均匀，使得弯折段的电流传输路径在第二方向上均衡，能够均衡地收集电结合部上的电流，提高电流收集能力。且波浪形的弯折段能够提高与电结合部的结合均匀性，结合力更加均衡，提高了结合可靠性。相邻两个折线结构之间的弯折角大小与波浪结构的疏密程度有关，弯折角如果小于20°，则弯折段的折线结构在第一方向上排布过于密集，增加了电极材料的用量，增加了成本，且弯折段的实际线长过长，电流传输路径过长，不利于提升电流传输效率。如果弯折角大于160°，则弯折段的折线结构在第一方向上排布过于稀疏，不利于增大第一集电栅线与电结合部接触的面积，不利于提高电流收集能力以及结合能力。因此，考虑到电流传输效率、电流收集能力和结合能力，弯折角选择20°~160°。

17、在一些可能的实现方式中，弯折段在电结合部处断开。即弯折段在电结合部处为不连续的结构，在弯折段的材质与电结合部的材质存在差异时，弯折段和电结合部可能存在因应力变形不一致的情况，导致弯折段与电结合部出现接触不良，因此，弯折段在电结合部处断开，断开的弯折段可以更好地适应电结合部的变形，减少弯折段和电结合部接触不良的情况发生。

18、在一些可能的实现方式中，在第一方向上，弯折段在电结合部处断开的间距与电结合部的长度的比值小于等于2/3。如果断开的间距占比大于2/3，则电结合部处的弯折段的长度过小，不利于弯折段对下方的电流收集和传输以及不利于弯折段与电结合部的结合能力，因此，综合第一集电栅线的电流收集和传输能力以及与电结合部的结合能力，断开的间距占比选择小于等于2/3。

19、在一些可能的实现方式中，沿第一方向，弯折段在电结合部处断开的端点至电结合部边缘的第三距离大于弯折段伸出电结合部边缘的第一距离。如此，使得弯折段伸出的第一距离不会过大，弯折段与电结合部结合的第三距离不会过小，从而提高第一集电栅线的电流收集和传输能力以及与电结合部的结合能力。

20、在一些可能的实现方式中，第一距离与第三距离的比值为0~1:3。如果比值小于1:3，则第三距离过小，不利于弯折段对下方的电流收集和传输以及不利于弯折段与电结合部的结合能力，因此，综合第一集电栅线的电流收集和传输能力以及与电结合部的结合能力，第一距离与第三距离的比值选择为0~1:3。

21、在一些可能的实现方式中，同一第一集电栅线包括多个交替相连的直线段和弯折段，电结合部与弯折段一一对应搭接。根据电结合部的数量和布置位置设置第一集电栅线的弯折段的数量和位置，整体提高第一集电栅线与电结合部的接触面积，提升电流收集能力。

22、在一些可能的实现方式中，位于同一弯折段两端的两个直线段位于同一直线上。如此，方便相邻两个第一集电栅线之间的间距设置，方便第一集电栅线对应电池载流子收集区域布置，提升电流收集的均衡性。

23、在一些可能的实现方式中，同一第一集电栅线的多个直线段位于同一直线上。如此，方便相邻两个第一集电栅线之间的间距设置，方便第一集电栅线对应电池载流子收集区域布置，提升电流收集的均衡性。

24、在一些可能的实现方式中，在第二方向上，直线段的延长线经过弯折段的中部，第一方向与第二方向垂直。如此设置，弯折段在第二方向上相对直线段对称布置，能够使得第一集电栅线整体布置在电池载流子收集区域的中心区域，对应电结合部的中心位置，进一步提升载流子和电流收集的均衡性。

25、在一些可能的实现方式中，电结合部的形状为矩形、圆形、菱形、h型、ⅱ型或ⅲ型。只要能够实现电结合部与弯折段的结合，实现良好的电流传输以及节省电极浆料即可。

26、在一些可能的实现方式中，电极包括多个第一集电栅线和多个第二集电栅线，第一集电栅线和第二集电栅线极性相反；

27、电结合部包括多个第一电结合部和多个第二电结合部，第一电结合部和第二电结合部极性相反，第一集电栅线的弯折段与第一电结合部搭接，第一方向与第二方向垂直；

28、第二集电栅线为直线型结构；

29、和/或，第二集电栅线包括相连的弯折段和直线段，第二集电栅线的弯折段与第二电结合部搭接，第二集电栅线的弯折段包括至少一个朝第一方向的侧方弯折的弯折结构。

30、采用上述技术方案的情况下，通过弯折型第一集电栅线和第二集电栅线结合使用，可以根据不同需求选择不同形态栅线，实现优化设置。第二集电栅线可以是直线型结构，也可以同样具有弯折段，或者有的第二集电栅线为直线型结构，有的具有弯折段。

31、在一些可能的实现方式中，在第二方向上，第二电结合部的宽度小于第一电结合部的宽度，和/或，在与衬底表面垂直的方向上，第二电结合部的厚度大于第一电结合部的厚度。

32、采用上述技术方案的情况下，在第一电结合部处的第一集电栅线设置弯折段，相较于其他位置宽度更宽，为了实现具有弯折段的第一集电栅线与第一电结合部的良好接触，增大与第一电结合部的结合面积，增强对第一电结合部的电流收集能力，以及提高第一集电栅线与第一电结合部的结合能力，第一电结合部的宽度设置较宽，第二电结合部的宽度可以设置相对较小，减小材料消耗和遮光。第一电结合部的厚度小于第二电结合部的厚度，第一电结合部的厚度较小，可以减少遮光，减小应力影响，并通过设置第一集电栅线的弯折段，可增大与第一电结合部的接触面积，降低接触电阻，以改善第一电结合部因厚度减小导致电阻增大对电流传输的影响。尤其当第二集电栅线为直线型结构时，其电流收集能力比具有弯折的栅线弱，可和较窄的第二电结合部匹配。第二电结合部的厚度较厚，电阻较小，当第二集电栅线为直线型结构时可避免电损耗。

33、在一些可能的实现方式中，衬底包括相对的第一面和第二面；

34、第一面为受光面，第一集电栅线设置于第一面，第二集电栅线设置于第二面。

35、采用上述技术方案的情况下，太阳能电池为双面电池，第一面通常具有绒面，设置在第一面上的第一集电栅线具有弯折段，因绒面结构凹凸不平，弯折段能够增加第一集电栅线与电结合部的连接可靠性，更好地改善第一集电栅线与电结合部的结合性能。当第一集电栅线位于绒面和电结合部之间时还能够改善第一集电栅线与绒面的结合性能。

36、在一些可能的实现方式中，第二集电栅线为直线型结构时，第二集电栅线的数量多于第一集电栅线的数量；

37、在一些可能的实现方式中，第二集电栅线为直线型结构时，第一集电栅线的宽度大于第二集电栅线的宽度。

38、采用上述技术方案的情况下，第二集电栅线设置于第二面即背面，因第一面作为受光面所以需要减少遮挡，所以，位于第二面上的第二集电栅线的数量设置相对位于第一面上的第一集电栅线的数量更多，当第二集电栅线为直线型结构时，第二面上的第二集电栅线的排布可以更为密集。因为第一集电栅线设置有弯折段，其所需空间更大，相邻第一集电栅线之间距离更大，所以第一集电栅线较第二集电栅线数量更少，密度更稀疏。此外，相邻第一集电栅线之间距离更大，可以设置的第一集电栅线的宽度区间更大，所以可以设置第一集电栅线的宽度大于第二集电栅线的宽度，更宽的栅线具有更强的载流子收集作用，而弯折段的存在可以使得收集到的载流子通过更可靠的接触汇入电结合部，所以，这两种特征是相辅相成的。

39、在一些可能的实现方式中，第二集电栅线和衬底之间设置有隧穿钝化接触结构层，第二集电栅线设置于所述隧穿钝化接触结构层的远离所述衬底的一面，位于第二集电栅线之间的隧穿钝化接触结构层存在镂空结构。

40、如此设置，对于双面电池，第一面和/或第二面设置隧穿钝化接触结构层，隧穿钝化接触结构层具有高效钝化和载流子选择性传输的特点，有利于提高太阳能电池的转换效率。第二集电栅线之间的隧穿钝化接触结构层存在镂空结构，即在电极之间局部不设置隧穿钝化接触结构，可以减少寄生吸收。

41、在一些实施例中，衬底包括相对的第一面和第二面，第一面为受光面，电极设置于所述衬底的第二面，第一集电栅线和所述第二集电栅线沿第二方向交替间隔排布。电极只设置在太阳能电池的背面，正面无电极遮挡，提高了光的入射率，提高了太阳能电池的短路电流和光电转换效率。

42、第二方面，本实用新型还提供了一种光伏组件，包括：

43、电池串，电池串由若干个如以上任一项中的太阳能电池电连接形成；

44、互联件，与太阳能电池电连接；

45、及封装层，覆盖电池串的表面。

46、由于光伏组件包括第二方面的太阳能电池，因此具有与第一方面和第二方面相同的有益效果，不再赘述。