CN102315334A - 一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺 - Google Patents

一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺 Download PDF

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李兆廷
李鹏
林宏达
王恩忠
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Abstract

一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，解决在保证电池输出功率的前提下，降低非晶硅薄膜太阳能电池板的输出电压、提升输出电流的技术难题，采用的技术方案是，在制备导电膜层后首先将导电膜层上划刻分区，然后在每一个区块上分别制备电池单元块，最后将所有电池单元块并联引出导线，进行清洗、检测、封装、检验、包装步骤，完成电池制备工艺。利用本方法制作的可调式低电压太阳电池模组，电池功率90W，输出电压可根据需求降低，使串联的电池片数量成倍增加，使逆变器的利用更充分；通过增加串联电池片的数量，大大减少了并联电池片的数量，从而减少了因并联造成的功率损失。

Description

一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺
技术领域
本发明属于太阳能电池制造领域，涉及一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，特别是在保证电池输出功率的前提下，通过激光划刻后进行并联，降低了非晶硅薄膜太阳电池板的输出电压、提升了输出电流。
背景技术
世界能源的需求使太阳电池技术得到了迅猛的发展，目前市场虽然主要以单晶、多晶为主，但是非晶硅薄膜太阳电池由于生产成本低、能量返回期短、便于大面积自动化生产、弱光性能好以及由技术进步应用于光伏建筑一体化BIPV领域的优势，在最近得到突飞猛进的发展。
在应用时一般采用多个电池片串联后连接逆变器，但是由于非晶硅太阳电池片的输出电参数都是高电压，往往达到100V以上，给电池片的应用带来很多不利，主要表现在：因为逆变器的输入电压是一定的，单片电池电压高就意味着可串联的电池片数量少，不能与逆变器的输入特性充分匹配；而多个太阳能电池并联又因为电压不匹配会造成功率损失。因此，如何在不损失功率的情况下降低输出电压成为一个难点。
发明内容
本发明的目的是为了解决在保证电池输出功率的前提下，降低非晶硅薄膜太阳能电池板的输出电压、提升输出电流的技术难题，设计了一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，对电池板分区块进行划刻，然后将每个区块形成的正负极并联，最后用导电条将正负极的电流引出，以达到降低电池输出电压的目的。
本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，包括在基板玻璃衬底上制备导电膜层、光伏吸收层、背电极层、以及在以上三层结构上进行激光划刻步骤，关键是：在制备导电膜层后首先将导电膜层上划刻分区，然后在每一个区块上分别制备电池单元块，最后将所有电池单元块并联引出导线，具体步骤是：
a、依据额定输出电压在导电膜层上等面积划分区块；
b、在上述划分出的每一个区块上按照正常工艺依次进行第一次激光划刻、制备光伏吸收层、第二次激光划刻、制备背电极层以及第三次激光划刻，制备电池单元块；
c、分别在每一个电池单元块的正极端和负极端粘接导电引流条；
d、用导电汇流条分别将每一个电池单元块的正极端之间和负极端之间并联连接，并在导电汇流条所经过的地方加设绝缘胶条、与电池单元块电隔离；
e、用引出导线与导电汇流条连接作为输出端、与接线盒连接；
f、进行清洗、检测、封装、检验、包装步骤，完成电池制备工艺。
本发明根据并联分压的原理，通过计算非晶硅太阳电池片输出电压与计划输出电压之间的关系，来计算需要划分的区块数，然后利用激光工艺分别在划分的区块内进行划刻，并分别制备导电膜层、光伏吸收层和背电极层，然后将每个区块形成的正负极并联，最后用导电条将正负极的电流引出，解决了非晶硅太阳电池片输出电压高、电流低的问题，使非晶硅太阳电池在独立电站、并网及光伏建筑一体化BIPV的应用上更加方便。而且经过并联后的单个电池的电压输出小，可使串联的电池片数量成倍增加，使逆变器的利用更充分；通过增加串联电池片的数量，大大减少了并联电池片的数量，从而减少了因并联造成的功率损失。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是将一块电池划分为两个区块进行并联的实施例示意图。
图2是图1中A-A截面示意图。
附图中，1是基板玻璃衬底，2是导电膜层，3是光伏吸收层，4是背电极层，5A、5B是绝缘胶条，6、7A、7B是导电引流条，8A、8B是导电汇流条。
具体实施方式
一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，包括在基板玻璃衬底1上制备导电膜层2、光伏吸收层3、背电极层4、以及在以上三层结构上进行激光划刻步骤，关键是：在制备导电膜层2后首先将导电膜层2上划刻分区，然后在每一个区块上分别制备电池单元块，最后将所有电池单元块并联引出导线，具体步骤是：
a、依据额定输出电压在导电膜层2上等面积划分区块；根据并联分压的原理，将电池板分成等面积的几个区块，通过计算非晶硅太阳电池片输出电压与计划输出电压之间的关系，来计算需要划分的区块数；
b、在上述划分出的每一个区块上按照正常工艺依次进行第一次激光划刻、制备光伏吸收层3、第二次激光划刻、制备背电极层4以及第三次激光划刻，制备电池单元块；
c、分别在每一个电池单元块的正极端和负极端粘接导电引流条6、7A、7B；
d、用导电汇流条8A、8B分别将每一个电池单元块的正极端之间和负极端之间并联连接，并在导电汇流条8A、8B所经过的地方加设绝缘胶条5A、5B、与电池单元块电隔离；
e、用引出导线与导电汇流条8A、8B连接作为输出端、与接线盒连接；
f、进行清洗、检测、封装、检验、包装步骤，完成电池制备工艺。
所述的步骤b，相邻两个区块之间三次激光划刻的线条对称分布。可以在后续的引流过程中节省使用引流条的数量。
在b步骤制备好电池单元块后，再对整个电池板的四周边缘10-15mm范围进行除边。保证电池板四周的绝缘性，以增加使用安全，同时也减少因中间封装材料PVB吸水性而导致的电池效率的下降。
所述的步骤c中，粘接导电引流条6、7A、7B的方式是借助超声波使含锡的导电引流条6、7A、7B在背电极层4上进行往复运动，产生局部高温使锡与背电极层4焊接在一起。
三次激光划刻的线条宽度是30-38um，线条间距是7.5-9mm。最大程度的减小了激光划刻过程中形成的死区，使电池片的有效面积最大化，布局合理，形成了适当大小的子电池。
下面举出一个具体实施例，一般非晶硅太阳电池片的输出电压为Voc＝100V，欲将其输出电压降低到50V，只需将电池板分为两块面积相等的区块。
参看图1和图2，步骤为：
●在这两个区块内进行激光划刻时，左边区块的划刻顺序为从左向右，右边区块的划刻顺序为从右向左，线宽控制在35um左右，两线间距为8mm，划线中心分别相距82um；
●对电池板四周边缘12mm范围进行除边；
●粘贴导电引流条：通过超声波使含锡成分的导电条在电池基板的背电极上进行往复运动，并产生局部高温使锡熔合，从而将导电条与背电极焊接在一起，形成正极端导电引流条6，两个负极端导电引流条7A、7B。
●将每个区块划刻后形成的正负极并联：在相邻区块的正极之间、负极之间分别粘贴绝缘胶条5A、5B，然后将导电汇流条8A、8B粘贴在绝缘胶条5A、5B上，并与相邻的区块的正极和负极分别连接。
●粘贴汇流条将正负极电流引出：用铜锡复合带粘贴在并联后的导电汇流条8A、8B上，输出到端子上。
利用本方法制作的可调式低电压太阳电池模组，电池功率90W，输出电压可根据需求降低，使串联的电池片数量成倍增加，使逆变器的利用更充分；通过增加串联电池片的数量，大大减少了并联电池片的数量，从而减少了因并联造成的功率损失。

Claims (5)

1.一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，包括在基板玻璃衬底(1)上制备导电膜层(2)、光伏吸收层(3)、背电极层(4)、以及在以上三层结构上进行激光划刻步骤，其特征在于：在制备导电膜层(2)后首先将导电膜层(2)上划刻分区，然后在每一个区块上分别制备电池单元块，最后将所有电池单元块并联引出导线，具体步骤是：
a、依据额定输出电压在导电膜层(2)上等面积划分区块；
b、在上述划分出的每一个区块上按照正常工艺依次进行第一次激光划刻、制备光伏吸收层(3)、第二次激光划刻、制备背电极层(4)以及第三次激光划刻，制备电池单元块；
c、分别在每一个电池单元块的正极端和负极端粘接导电引流条(6、7A、7B)；
d、用导电汇流条(8A、8B)分别将每一个电池单元块的正极端之间和负极端之间并联连接，并在导电汇流条(8A、8B)所经过的地方加设绝缘胶条(5A、5B)、与电池单元块电隔离；
e、用引出导线与导电汇流条(8A、8B)连接作为输出端、与接线盒连接；
f、进行清洗、检测、封装、检验、包装步骤，完成电池制备工艺。
2.根据权利要求1所述的一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，其特征在于：所述的步骤b，相邻两个区块之间三次激光划刻的线条对称分布。
3.根据权利要求1所述的一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，其特征在于：在b步骤制备好电池单元块后，再对整个电池板的四周边缘10-15mm范围进行除边。
4.根据权利要求1所述的一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，其特征在于：所述的步骤c中，粘接导电引流条(6、7A、7B)的方式是借助超声波使含锡的导电引流条(6、7A、7B)在背电极层(4)上进行往复运动，产生局部高温使锡与背电极层(4)焊接在一起。
5.根据权利要求1或2所述的一种改变额定输出电压的太阳能电池制备工艺，其特征在于：三次激光划刻的线条宽度是30-38um，线条间距是7.5-9mm。
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Assignee: CHENGDU XUSHUANG SOLAR TECHNOLOGY CO., LTD.

Assignor: Dongxu Group Co. Ltd.|Chengdu Tai Yi Si Solar Technology Co. Ltd.

Contract record no.: 2012990000882

Denomination of invention: Manufacturing process of solar cell capable of changing rated output voltage

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Assignee: CHENGDU XUSHUANG SOLAR TECHNOLOGY CO., LTD.

Assignor: Dongxu Group Co. Ltd.|Chengdu Tai Yi Si Solar Technology Co. Ltd.

Contract record no.: 2012990000882

Date of cancellation: 20140506

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