一种电池片与电池串组的制备方法与流程

本发明涉光伏产品领域，尤其涉及一种电池片与电池串组的制备方法。

背景技术：

1、传统的电池串组制备时，是先制备出电池片，即在硅片100的n面与p面上分别沉积一层tco层200，且tco层200一般为ito层，然后在tco层200上制备金属栅线300；然后对多片电池片进行串焊以得到电池串组，即通过覆盖有焊料的串焊条400与金属栅线300焊接(如图1所示)。

2、这种传统方法制备出来的电池片，ito层具有两种主要性能，一是作为导电层，另一是作为光穿透层，ito层对光电效应所产生的电子流进行横向传输然后透过金属栅线进行收集汇流与导出。从理论上说，一般而言，ito膜越薄，代表电子通过时遇到的散射越少，载流子传导的速度越快，因此导电性能更好；而且而ito层作为导电层，其中一大成分为铟，而铟很是昂贵，ito膜越薄，其需要的铟使用量越少，也能达到减少成本的目的。但是ito层若太薄，光穿透ito层后再反射出去也一样容易，如此，电池片能截留的光能就少，从而导致效率低。故，要维持现有的电池片效率，ito层就没法再薄，从而铟的使用量也没法降低，进而成本没法降低。

3、此外，因为金属栅线没有任何保护，所以会因为与空气中的湿气、氧气接触而容易氧化，而这不仅会影响金属栅线的导电效率，而且还会给后续的串焊带去极大的问题，因为氧化后的铜金属栅线在串焊后，其与串焊条之间的结合力要小很多，而这最终导致整个电池串组、电池模组的性能降低。

4、再者，在串焊时，最理想的就是串焊条精准地落在待串焊的铜金属栅线上(如图1所示)，因为串焊条一般设置为圆形，圆性串焊条的优点是因为电池片的光反射到圆性串焊条后，可以再被反射至电池片的表面，就产生局部入射(光电转换的光能来源)及局部反射的过程。如此，圆性串焊条的遮光面积要远远小于其直径，而这也能起到减少穿焊条与铜金属栅线遮光面积的目的。但是因为传统电池片上的金属栅线中，为了降低金属栅线对电池片的遮光，金属栅线的宽度及串焊条的设计都越来越细。但现今的串焊对位是以串焊机上的光学对位机构对电池片的四个边缘进行对位(电池片经过切割后等工艺，存在一定比例为非正方形或是非正矩形)，加上很难避免各站点生产时所产生的累积误差，最终导致金属栅线与串焊条摆放非在同一位置，这就导致串焊偏移。若串焊条还在金属栅线只是偏于一侧(如图2所示)，那两者还是能焊接，但是焊接结合力特别弱，两者容易脱离，从而影响电池串组以及后续电池模组的质量；若串焊条直接落在tco层上(如图3所示)，除了上述焊接结合力很弱以外，串焊处接触电阻也会大大增增，从而影响导电效率，影响电池片的效率。而不管是何种偏移，都会导致遮光面积的增加，从而进一步导致电池片的效率降低。

5、而且铜金属栅线上没有涂覆焊接层，只有串焊条上有焊接层，如此，若串焊条上的焊料受热不均，就使得熔融覆盖不均匀，而这也会导致焊接结合力的降低，而且还可能导致虚焊，从而影响电池串组、电池模组的整体性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电池片与电池串组的制备方法，通过该方法制得的电池片与电池串组制作成本低，而且性能能得到保证。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种电池片的制备方法，其特征在于：

4、包括以下步骤：

5、s1、备一已备制有p掺杂层与n掺杂层的电池片，在p掺杂层与n掺杂层上沉积tco层；

6、s2、制备图形化掩膜层，从而得到沟槽；

7、s3、在所述沟槽内电镀铜金属栅线；

8、s4、在各铜金属栅线上沉积焊接层；

9、s5、去除掩膜层；

10、s6、在电池片上沉积抗反射层；

11、s7、去除待串焊金属栅线上的焊接层上的抗反射层。

12、所述抗反射层设置为氮化硅层、氧化硅层或氧化锡层。

13、所述抗反射层的厚度为5nm-50nm。

14、采用皮秒激光去除抗反射层，且皮秒激光去除抗反射层的参数设置为：功率密度为1.0-3.0j/cm2，频率为50-150khz，光斑尺寸设置为10um-50um，扫描速度为0.5-2m/s。

15、所述tco沉积层为azo、iwo或ito三者中单一tco材料沉积所得；或，为azo、iwo、ito的其中之二或三种的复合之tco材料沉积所得。

16、所述焊接层的厚度为0.1um-5um。

17、在上述步骤s1之后、s3之前在所述tco层上进行种子层的沉积；在去除掩膜层之后、制备抗反射层之前，去除不在铜金属栅线与tco层之间的种子层。

18、一种电池串组的制备方法，将至少两片通过上述方法制得的电池片载送入串焊机并对位后，将串焊条迭放在露出焊接层的待串焊铜金属栅线上，然后进行串焊工序。

19、根据待串焊金属栅线的位置对电池片进行对位。

20、所述串焊条外表面覆盖有焊料，且所述焊料的材质与铜金属栅线上焊接层的材质相同。

21、本发明因为采用了上述技术方案，因而制得的电池片与电池串组具有以下有益技术效果：

22、1、tco层未设置金属栅线的位置均被所述抗反射层覆盖，相当于传统电池片的一层tco层被本发明电池片的“一层tco层+一层抗反射层”所取代，而抗反射层可以降低光的反射率，从而使得与传统电池片相比，所述tco层可以在传统tco层的基础上制作得更薄一点，如此，不仅可以降低铟的使用量，进而降低电池片的制作成本；而且还能减短载流子的传递距离，进而提高载流子传导的速度，即提高本发明电池片的效率；

23、2、抗反射层可以将tco层与空气中的湿气、氧气隔绝，从而保证ito层性能的稳定性，即保证电池片性能的稳定性；

24、3、无需与串焊条焊接的金属栅线上未去除其焊接层上的抗反射层，故该部分金属栅线也完全被覆盖于抗反射层下，即抗反射层将该部分的金属栅线与空气中的湿气、氧气隔绝，从而可以避免金属栅线氧化；而虽然待串焊的铜金属栅线上的抗反射层被去除，但是因为其上有焊接层的存在，且其两侧与其上焊接层两侧仍然覆盖有抗反射层，故是焊接层与抗反射层一起将后续要与串焊条焊接的金属栅线与空气中的湿气、氧气隔绝，避免其被氧化而影响后续串焊的牢固性；

25、4、因为后续要与串焊条焊接的金属栅线上的抗反射层被去除，从而该些铜金属栅线上的焊接层露出，而无需与串焊条焊接的金属栅线上未去除其焊接层上的抗反射层；如此，整个电池片只会露出待进行串焊的栅线位置，且该些栅线与整体电池片背景色形成更高分辨率的光学对比；故，在后续串焊对位时，可以用实际待串焊的金属栅线位置取代以原来电池片的边缘作为光学对位的基准，从而实现更精确的串焊对位，避免串焊条相对待串焊的铜金属栅线出现偏移的情况，进而避免因串焊条偏移导致的问题；

26、5、在前述光学对位系统基于待串焊铜金属栅线所在的位置进行更精准的串焊对位后，即便还存在微小偏移，也因为栅在线的焊接层与串焊条上的焊料为相同的锡材料，当加热使两者融合时，相同物质间的微牵引现象也可以补正微偏移。并且，由于两接触层都是熔融态，可以进行更快更好的接合，从而能进一步减少串焊偏移的发生，保证更精准的串焊对位，进而保证串焊后的结合力，降低电池片的遮光率，保证电池片的收光率，即保证电池片的效率，进而保证电池串组、电池模组的整体性能；

27、6、因为后续要与串焊条焊接的铜金属栅线上设置有焊接层，在串焊时即使串焊条上的焊料受热不均使得熔融覆盖不均匀，但是铜金属栅线上的焊接层的焊料也会受热融化，如此，能提高整体焊料熔融覆盖的均匀性，可以更均匀、快速地进行串焊熔接，减少虚焊的可能性，进而也能提高铜金属栅线与串焊条的焊接结合力，进一步保证电池串组、电池模组的整体性能。