一种IBC电池的制作方法

本发明涉及一种ibc电池，属于太阳能电池。

背景技术：

1、ibc(interdigitated back contact，交叉指式背接触)电池的主要特点是电池的正、负电极均分布在电池的背面，电池的正面无遮挡，具有较高的光电转换效率，备受业界关注，已经成为新一代太阳能电池技术的研究热点。其中，ibc电池的正极和负极均包含主栅线和细副栅线，正负极的细栅线呈叉指状排列在电池背面，正极中的主栅线与副细栅线垂直印刷，负极中的主栅线与副细栅线垂直印刷。在后续焊接焊带的过程中，焊带需要沿着ibc电池中主栅线方向铺设进行焊接，但焊带偏摆位错时极易与相反电极的副细栅线搭接而导致短路。为了防止正负极栅线导通造成短路，通常在正负极副细栅线末端印刷绝缘胶进行绝缘保护。

2、目前行业内使用的绝缘胶体系主要包括环氧树脂体系、丙烯酸酯体系、有机硅体系等。相较于环氧树脂、丙烯酸树脂体系绝缘胶而言，有机硅体系绝缘胶具有较高的耐温性、低弹性模量以及良好的化学稳定性。但是有机硅绝缘胶在应用过程中存在如下问题：有机硅绝缘胶作为弹性体而言，绝缘胶硬度偏小，尤其表现在焊带焊接及层压过程中绝缘胶较易受挤压而发生厚度变化，绝缘性能减弱甚至可能会导致栅线露出并与焊带直接接触而短路，进而限制了有机硅绝缘胶在ibc电池领域的应用。

技术实现思路

1、针对目前ibc电池由于有机硅绝缘胶硬度偏小容易导致短路等问题，本发明提供一种ibc电池，该电池中采用高硬度有机硅绝缘胶对副细栅线末端进行绝缘保护，而有机硅绝缘胶以聚烷基乙烯基硅氧烷作为有机硅绝缘胶基体，并添加适量玻璃纤维使其与有机硅绝缘胶基体发生交联反应，进一步提高有机硅绝缘胶基体的交联度，进而提高有机硅绝缘胶的硬度，以避免在焊带焊接及层压过程中有机硅绝缘胶因挤压发生厚度改变而导致短路。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

3、一种ibc电池，包括分布在ibc电池背面的正极主栅线、正极细副栅线、负极主栅线以及负极细副栅线，正极主栅线与正极细副栅线相垂直，负极主栅线与负极细副栅线相垂直，正极副细栅线与负极副细栅线呈叉指状排列，且正极副细栅线末端与负极主栅线不接触，负极副细栅线末端与正极主栅线不接触，正极副细栅线末端以及负极副细栅线末端均涂覆有高硬度有机硅绝缘胶；

4、所述高硬度有机硅绝缘胶的组成成分包括聚烷基乙烯基硅氧烷和玻璃纤维，其中玻璃纤维与聚烷基乙烯基硅氧烷的质量比小于等于1:4，优选为1:4～1:14。

5、进一步地，聚烷基乙烯基硅氧烷中的烷基为主链碳原子数不超过5的烷基。

6、进一步地，玻璃纤维的直径为8～30μm，长度为3～20mm。

7、进一步地，玻璃纤维使用前采用如下方法对其进行预处理：先将玻璃纤维置于600～800℃下灼烧20～30min，然后采用质量分数为0.5～3％硅烷偶联剂水溶液浸泡10～15min，最后在100～120℃下烘烤10～15min。经过上述预处理，有利于提高玻璃纤维的耐温性、纯度和表面能，改善玻璃纤维与有机硅绝缘胶基体的相容性。

8、进一步地，所述高硬度有机硅绝缘胶的组成成分还包括改性无机填料，其中改性无机填料与玻璃纤维的质量比为1:3～3:1，改性无机填料为羟基化的二氧化硅、碳酸钙、氧化铝、镁砂和云母中的至少一种。

9、进一步地，改性无机填料的粒径为5～10μm。

10、进一步地，改性无机填料是采用如下方法获得的：将无机填料、环氧丙醇、三氟化硼乙醚以及二氯甲烷混合，在保护气氛下于-35～-10℃反应4～6h后恢复至室温，再放置10～25h，得到羟基化的改性无机填料。

11、进一步地，环氧丙醇与三氟化硼乙醚的摩尔比为8:1～11:1，环氧丙醇在二氯甲烷中的浓度为3～5mol/l，无机填料在二氯甲烷中的浓度为2～3g/ml。

12、进一步地，聚烷基乙烯基硅氧烷与玻璃纤维和改性无机填料之和的质量比为2:1～3.5:1。

13、进一步地，所述高硬度有机硅绝缘胶的组成成分还包括附着力促进剂、固化剂、硅烷偶联剂、活性单体以及分散剂中的至少一种；

14、所述附着力促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，附着力促进剂可以进一步提高有机硅绝缘胶的表面能，增强有机硅绝缘胶的粘结强度；

15、所述固化剂为乙烯基三胺、二乙烯三胺和二甲胺基丙胺中的至少一种，固化剂有利于促进聚烷基乙烯基硅氧烷发生交联反应；

16、所述硅烷偶联剂能够进一步改善玻璃纤维与有机硅绝缘胶之间的相容性；

17、所述活性单体为聚甲基氢硅氧烷、聚乙基氢硅氧烷和聚丙基氢硅氧烷中的至少一种，活性单体用于调节有机硅绝缘胶的粘度；

18、所述分散剂为聚乙烯醇、聚酰胺和聚醋酸乙烯酯中的至少一种，分散剂有利于改性无机填料在有机硅绝缘胶中的均匀分散，避免团聚；

19、其中，所述高硬度有机硅绝缘胶中聚烷基乙烯基硅氧烷的质量份数为60～70份时，附着力促进剂的质量份数优选为3～5份，固化剂的质量份数优选为1～3份，硅烷偶联剂的质量份数优选为0.1～1份，活性单体的质量份数优选为4～8份，分散剂的质量份数优选为1～5份。

20、进一步地，一种高硬度有机硅绝缘胶的组成成分及各成分的质量份数如下：聚烷基乙烯基硅氧烷60～70份，玻璃纤维5～15份，改性无机填料5～15份，附着力促进剂3～5份，固化剂1～3份，硅烷偶联剂0.1～1份，活性单体4～8份，分散剂1～5份。

21、所述高硬度有机硅绝缘胶的制备方法，包括以下步骤：先将聚烷基乙烯基硅氧烷、玻璃纤维、改性无机填料、附着力促进剂、活性单体和分散剂混合均匀，得到初步混合物；然后加入硅烷偶联剂并混合均匀，得到二次混合物；最后加入固化剂并混合均匀，得到所述有机硅绝缘胶。

22、进一步，获得初步混合物的过程中，搅拌温度为30～40℃，搅拌速率为50～80rpm，搅拌时间为15～20min；

23、加入硅烷偶联剂获得二次混合物的过程中，搅拌温度为50～60℃，搅拌速率为30～40rpm，搅拌时间为20～30min；

24、加入固化剂获得有机硅绝缘胶的过程中，搅拌温度为50～60℃，搅拌速率为30～40rpm，搅拌时间为20～30min。

25、所述ibc电池还包括硅基体，设置在所述硅基体正面的n+扩散层，设置在所述n+扩散层上的第一钝化层，设置在所述第一钝化层上的第一减反层，设置在所述硅基体背面的局部n+扩散层以及局部p+扩散层，设置在所述局部n+扩散层以及局部p+扩散层上的第二钝化层，设置在所述第二钝化层上的第二减反层，设置在所述第二减反层上的正极以及负极，所述正极与所述局部p+扩散层电连接，所述负极与所述局部n+扩散层电连接；

26、所述正极包括所述正极主栅线和所述正极副细栅线；所述负极包括所述负极主栅线和所述负极副细栅线。

27、有益效果：

28、(1)本发明采用聚烷基乙烯基硅氧烷作为有机硅绝缘胶的基体，并引入玻璃纤维，一方面是利用玻璃纤维自身优异的增韧效果，玻璃纤维的添加能够在一定程度上改善有机硅绝缘胶本身的硬度；另一方面是使玻璃纤维与聚烷基乙烯基硅氧烷之间发生交联反应，从而能提高有机硅绝缘胶基体的交联度，进而能提高有机硅绝缘胶的硬度。

29、(2)有机硅绝缘胶印刷固化后形成的si-o-si键键能很大，容易导致有机硅绝缘胶与胶膜在层压过程中粘结强度非常小，胶膜与有机硅绝缘胶之间一旦发生滑移就会有空气进入的隐患，从而增加组件可靠性风险。本发明通过向有机硅绝缘胶中加入改性无机填料，利用羟基化的无机填料增大有机硅绝缘胶的表面能，相应地能与胶膜发生良好的化学接触，在层压过程中羟基与胶膜发生界面反应而粘结，从而提高有机硅绝缘胶与胶膜之间的粘结强度。另外，在与玻璃纤维共混时，改性无机填料表面大量羟基中会有部分羟基发生迁移效应而分散于玻璃纤维表面，则当改性无机填料、玻璃纤维与聚烷基乙烯基硅氧烷混合时使得羟基在有机硅绝缘胶表面分散的更加均匀，从而有利于进一步提高有机硅绝缘胶的表面张力，其与胶膜的剥离力也就相应增大了；并且二者由于粒径差别比较大，能够避免发生团聚现象，使得改性无机填料分散更加均匀，从而有利于进一步提高有机硅绝缘胶的硬度。

30、(3)玻璃纤维加入量过少，对有机硅绝缘胶硬度的改善效果不佳，而且对于改善改性无机填料中羟基在有机硅绝缘胶的均匀分散效果不佳；但过量玻璃纤维会形成空间位阻，导致聚烷基乙烯基硅氧烷交联反应困难，影响交联度。改性无机填料加入量过少，对于改善有机硅绝缘胶粘结强度的效果不佳，但加入量过多容易导致改性无机填料团聚，在其与聚烷基乙烯基硅氧烷混合时容易发生相分离。因此，对玻璃纤维以及改性无机填料的加入量进行调控，能够获得不同硬度、粘结强度的有机硅绝缘胶。

31、(4)在以聚烷基乙烯基硅氧烷作为主体的有机硅绝缘胶中，加入附着力促进剂、固化剂、硅烷偶联剂、活性单体以及分散剂，有利于进一步改善该有机硅绝缘胶的硬度以及粘结强度，可以根据实际需要选择性添加，以满足不同应用场景的需求。

32、(5)本发明所述有机硅绝缘胶的制备方法简单，反应条件温和，易于规模化生产；将该有机硅绝缘胶应用于ibc电池中，能够避免在焊接焊带以及层压过程中有机硅绝缘胶发生厚度变化而导致短路，而且与胶膜之间具有优异的粘结强度，增加组件的可靠性，有利于进一步推广有机硅绝缘胶在ibc电池领域的应用。