SCHMID多主栅技术进一步优化电池互连
1前言 技术变化对电池互连工艺和组件整体结构产生了深远的影响，从以下几个例子可见一斑：新的电池金属化设计和技术提高了电池效率，而组件互连设计的革新--例如半切电池--可以通过降低电池到组件(cell-to-module：CTM)损失来提高组件输出功率。而设备供应商们正在提供新的生产线，将最先进的三主栅电池设计提升至四甚至是五主栅。
本文将要介绍的由SCHMID集团研发的多主栅(multi-busbar：MBB)技术是经过进一步优化的太阳能电池互连概念。串焊工艺中，该技术采用15Cu线将相邻电池的前表面和背面交替连接起来，完成电池-电池互连。本文对相关设备和互连工艺进行了讨论，并利用微结构表征技术来探究电极结构和它的可靠性。
本文所推荐的技术都是以减少电池前端电极银(Ag)材料的消耗量为目标的。通过多主栅设计，由于互连电池串的总串联电阻得到降低、栅线面积大幅减小而增加了光照利用率，组件性能因此得到有效提高。
使用光伏电池和组件MBB技术的4个主要好处在于：1降低各种类型电池的单块电池银材料使用量。2通过采用新的电池金属化结构和多主栅焊接设计提高电池和组件效率。
3通过设备革新，可以改装现有组件生产线、可靠的串焊工艺、传统电池串叠层和组件层压。4提高组件可靠性和降低热应力引起的压力和电池碎裂概率。
本文展望了电池技术的发展前景，综合概述了多主栅互连工艺以及组件整体产生工艺。与此同时，本文还介绍了小型化焊点的微观力学和微结构分析。最后部分将会侧重于多主栅互连技术的力学性能和可靠性优势。2电池发展和金属化概念 2010年，光伏行业消耗了全球每年Ag材料供应量的7%[7]。而在Ag使用量增加的同时，Ag价格也水涨船高：这严重制约了太阳能电池行业实现产能提高和成本下降两者并举的发展。因此，如今光伏工业的主要目标之一是降低太阳能电池生产的Ag使用量。
研究结果表明，多主栅设计比最新三主栅电池设计能获得更高的电池和组件效率。研究人员对多主栅设计进行了优化，从而减小遮荫面积和Ag消耗量。本文提出的栅线布局是基于小型焊盘和网栅设计，以替代将连续主栅作为铜带焊盘的传统概念。此外研发人员还开发了新的测试和表征程序。 在传统三主栅布局中，主栅之间的子栅长度以及相关电阻损失限制了子栅宽度的进一步减小，并因此决定了获得有效填充因子所需的Ag消耗量。而多主栅设计则缩短了子栅长度，从而能充分挖掘现代金属化技术的潜能，例如细线网印以及结合了光诱导镀的喷墨种子层印刷技术。多主栅结构
的主要优势在于高填充因子，以及大幅降低的Ag消耗量以及较低的活性区域遮荫面积。
太阳能电池金属化使用两种不同的工艺：1)细线丝网印刷，以及2)结合电镀技术的前端电极种子层印刷。表一对比了多主栅和三主栅的Ag消耗量。通过提高对准精度、减小线宽和使用双层印刷，丝网印刷工艺正得到逐步优化，而印刷浆料消耗在过去几年也大幅降低：实现了40%的降幅。而其它方法，例如种子层喷墨印刷和Ag电镀，只需消耗三分之一的Ag材料。这一结果证明了太阳能电池有效前端电极结构可以进一步降低Ag使用量。
前表面金属化设计是非常灵活的。金属电极的图案可以进行自由修改以配合特定客户所要求的布局、工艺要求(例如焊盘尺寸和对准精度之间的权衡，等)和优化电池效率。图一和图二显示了两种不同的金属化图案：1)由种子层
喷墨印刷和电镀工艺制得，并采用标准的少主栅布局；2)经过优化设计的丝网印刷电极，进一步减少焊盘数量。研究结果显示Ag消耗量被大幅度减少；不仅如此，多主栅概念测符合国际路线图所提到的长期目标：“国际光伏技术路线图”(ITRVP)指出了2020年每块电池Ag消耗量减少至50mg的目标。3电池串焊工艺和多主栅连接 细铜线多主栅电池互连概念最初由加拿大公司Day4Energy提出；该技术如今由梅耶博格公司以“智能栅线连接”概念推向市场。智能栅
SCHMID多主栅技术进一步优化电池互连
