CN102769060B - 一种新型的太阳能电池互联结构及其制造方法 - Google Patents
一种新型的太阳能电池互联结构及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池互联结构，包括：相邻排列的多个电池片（2），其中每一个电池片的上方设置有导电耦合的上部电极（4）和下部电极（5）；带状复合体，分别被铺设在所述多个电池片的上部电极和下部电极的外表面上，所述带状复合体在与所述上部电极和所述下部电极相对应连接的位置上包括导电部分（7）和外部基体（6）。本发明同时也提供一种用于制造太阳能电池互联结构的方法，包括：对多个电池片（2）进行预热；在多个电池片（2）的每一个电池片的上部电极（4）和下部电极（5）上分别铺设带状复合体；使用热压过程，从上方和下方将所述带状复合体压入电池片，由此形成由多个所述电池片构成的互联结构。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏组件领域，尤其涉及一种新型的太阳能光伏组件互联结构及其制造方法。
背景技术
目前，晶硅太阳能光伏组件的生产已规模化，光伏组件系统的电池生产技术已经逐渐成熟。一般而言，太阳能电池片都被连接成电池串，并进而将电池串装入边框中，形成片状的光伏组件。
在现有技术中，如图1和图2所示，对于晶体硅太阳能电池组件而言，在一个电池串中可以包括两片电池片2，但也可以包括一片或三、四、五等多于两片电池片。通常采用镀锡铜带的互联条1将其中第一片电池片的正面电极4与另一片电池片的背面电极5相连接。通常电池的正面电极4、背面电极5与互连条1的互联连接均采用焊接的方式。形成电池串需要将每片电池依次连接，每个工艺步骤仅限于单片电池，这样就大大降低了组件的生产效率。而在相邻的两片电池之间，为防止互联条1的刚性较大从而使得电池片2发生破片，通常在互联的过程中增加对互联条1的弯折工序，产生的效果如图2，其中3为弯折区域。这样的弯折型形互联条在大批量加工下工艺复杂，其价格也较市面普通互联条高。
为此，需要一种能提升太阳能电池串互联效率、实现电池串的整体快撕成型的太阳能电池片制造工艺。
发明内容
针对以上现有技术的缺陷，本发明的目的至少在于提供一种太阳能光伏组件及其制造方法，可免除单个电池片依次焊接的繁复工艺，并取消了对互联条的弯折处理，由此可以实现电池串的快速互联，减少制造中的电池片破片率，提高太阳能组件的生产效率，从而进一步降低了太阳能光伏组件的制造成本。
根据本申请的至少一个方面，提出了一种新型的太阳能电池互联结构，包括：相邻排列的多个电池片（2），其中每一个电池片的上方设置有导电耦合的上部电极（4）和下部电极（5）；带状复合体，分别被铺设在所述多个电池片的上部电极和下部电极的外表面上，所述带状复合体在与所述上部电极和所述下部电极相对应连接的位置上包括导电部分（7）和外部基体（6）。
根据本申请的至少另一个方面，提出了一种用于制造用于新型太阳能光伏组件互联结构的带状复合体的方法，包括：形成导电片,以使其具有平整部分和凸起结构；将所形成的导电片复合在带状复合体的外部基体（6）上；将导电片中的无需与电池片（2）的上部电极（4）和下部电极（5）进行导电连接的部分去除，由此形成与外部基体（6）相耦合的导电部分（7）。
根据本申请的至少还有一个方面，提出了一种用于制造新型太阳能电池互联结构的方法，包括：对多个电池片（2）进行预热；在多个电池片（2）的每一个电池片的上部电极（4）和下部电极（5）上分别铺设带状复合体；使用热压过程，从上方和下方将所述带状复合体压入电池片，使得所述带状复合体的导电部分（7）和所述电池片（2）的上部电极和下部电极形成导电的欧姆接触，使得上方和下方的带状复合体中的导电部分7的凸起结构相接触以形成互联结构（9），由此形成由多个所述电池片构成的互联结构。
本发明的目的之一在于提供一种太阳能光伏组件的制造方式及所得到的太阳能电池组件，与现有的制造方法相比，免除了诸如电池片单次串联等复杂的工艺，提高了制造效率，减少了破片率。
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。在结合附图并阅读了下面的对特定的非限制性本发明的实施例之后，本发明的其他特征以及优点将变得显而易见。其中：
图1示出了现有技术的太阳能电池互联结构的立体图；
图2示出了现有技术的太阳能电池互联结构的截面图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的太阳能电池互联结构在互联热压之前的截面图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的太阳能电池互联结构在互联热压之后的截面图；
图5示出了根据本发明的一个实施例的用于制造带状复合体的流程图;
图6示出了根据本发明的一个实施例的用于制造太阳能电池互联结构的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
如图3所示，相对于图1和图2的传统太阳能电池互联结构，根据本申请的至少一个实施例，在本申请的新型太阳能电池互联结构设计中，提供相邻排列的太阳能电池片2，虽然图3示出了四片这样的电池片2，但本领域技术人员可以理解，可以具有其他数量的电池片2以形成如本申请所述的互联结构。诸如，该互联结构可以具有2、3、5、6或更多片的电池片2，且彼此相邻排列。在电池片2的上方设置有正面电极4（或，也可称之为：上部电极），在电池片2的下方设置有背面电极5（或，也可称之为：下部电极）。电极部分4和5和电池片2导电地相耦合。进一步的，在与上部电极4和下部电极5相耦合的外表面部分上铺设有带状复合体，该带状复合体在与电极部分4和5相对应连接的位置上具有导电部分7和外部基体6。具体而言，带状复合体被分别铺设在上部电极4的上方的外表面上和下部电极5的下方的外表面上。
根据本申请的至少一个实施例，导电部分7在加热条件下可与电极发生欧姆接触。而外部基体6由耐热、绝缘的材料所构成，其可以是诸如聚醚醚酮（PEEK）、聚苯硫醚(PPS）等在印刷线路板行业中普遍使用的材料。外部基体6在成型结束后会遮盖于太阳能电池片2的受光面处的对应于上部电极4的表面。根据一个实施例，可选地，外部基体6是反射率高的白色。根据另一个实施例，通常，外部基体6的厚度为50um～150um，具体但不限于：50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150um。
根据另一个实施例，每一个导电部分7可以采用诸如电阻率低的铜（Cu）、银（Ag)等金属作为基材，且可以由平整部分和凸起结构所组成。根据本申请的一个实施方式，导电部分7的平整部分的厚度通常为150um～250um，具体但不限于，150、170、190、210、230、250um。导电部分7在与电池电极对应的位置设计有相应的凸起结构。具体而言，导电部分7的凸起结构存在于相邻两片电池片2的间隙之间，使得当太阳能电池互联结构在被互联热压之后，导电部分7的凸起结构能被嵌入相邻两片电池片2的间隙中。
根据本申请的一个具体实施方式，基于电池片2的厚度（其可以是现有技术中所使用的普通电池片2所具体的常规厚度），导电部分7的凸起结构突出于平整部分的高度差通常为60um～120um，具体但不限于：60、70、80、90、100、110、120um。该凸起结构填补了相邻的电池片2与电池片2的间隙之间的局部高度差。
根据本申请的一个具体实施方式，具有凸起结构的导电部分7可以是例如金属箔片。根据本申请的一个实施例，为了实现导电部分7与电极部分4、5之间的有效欧姆接触，必须对导电部分7进行表面预处理。以下是根据本申请的示例性预处理实施例：
预处理实施例1：
导电部分7中具有导电功能的基材为Cu、Ag等低电阻金属，导电部分7的表层可以由含有表面低熔点合金涂层（如Sn60Pb40等）所构成。
预处理实施例2：
导电部分7中具有导电功能的基材为Cu、Ag等低电阻金属，导电部分7的表层可以由含有导电微粒、导电薄片（Ag、Ni等金属，粒度通常为300nm～2um，导电物质含量通常为30%～50%）的固体导电胶材料所构成。
图5示出了根据本发明的一个实施例的用于制造带状复合体的流程图。在步骤501中，形成诸如金属箔片的导电片，可以通过诸如冲压等方式来形成该金属导电箔片，以使其具有如上所述的平整部分和凸起结构，并且具有如上所述的大小尺寸。在步骤503中，通过胶粘剂等粘合材料将所形成的导电片复合在带状复合体的外部基体6上。在步骤505中，对复合而成的外部基体6和导电片进行布图，随后使用诸如化学溶剂等材料将导电片中的无需与电池片的上部电极和下部电极进行导电连接的部分去除（诸如，腐蚀掉），由此形成最终的与外部基体6相耦合的具有与电池片的电极部分相对应的导电部分7。由于将导电片中的无需与电池片的上部电极和下部电极进行导电连接的部分去除，使得导电部分7能更为贴合电池片的电极部分，并且减少了对电池片的非电极部分（诸如，受光部分）的遮蔽，使得电池片的受光部分更大，所能获得的太阳光量更多，发光效率更高。
图6示出了根据本发明的一个实施例的用于制造太阳能电池互联结构的流程图。在步骤601中，对多个电池片2进行预热。在步骤603中，在多个电池片2的每一个电池片的上部电极4和下部电极5上分别铺设带状复合体，该带状复合体可以是按照图5的方法所形成的局部上具有导电部分7的外部基体6。其中，使得导电部分7的平整部分对应于电池片2的上部电极4和下部电极5，并且使得导电部分7的凸起结构对应于相邻电池片2之间的间隙位置。在步骤605中，使用热压过程，从上方和下方将带状复合体表面平整地压入电池片2。该热压过程使得导电部分7的平整部分对应欧姆连接于电池片2的上部电极4和下部电极5，并且使得导电部分7的凸起结构对应嵌入于相邻电池片2之间的间隙位置,由此使得上方和下方的带状复合体中的导电部分7的凸起结构相接触，形成互联后的凸起结构9，使得整串电池能够实现快速互联定位。在步骤607，热压过程使得导电部分7和电池片2的上部电极和下部电极形成导电的欧姆接触，由此形成最终的具有互联结构9的多个电池片互联结构。
根据本申请的以上诸个实施例所提供的太阳能电池片互联结构和制造方法可免除单个电池片依次焊接的繁复工艺，并取消了对互联条的弯折处理，由此可以实现电池串的快速互联，减少制造中的电池片破片率，提高太阳能组件的生产效率，从而进一步降低了太阳能光伏组件的制造成本。本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。
Claims (12)
1.一种太阳能电池互联结构，包括：
相邻排列的多个电池片(2)，其中每一个电池片的上方设置有导电耦合的上部电极(4)和下部电极(5)；
带状复合体，分别被铺设在所述多个电池片的上部电极和下部电极的外表面上，所述带状复合体在与所述上部电极和所述下部电极相对应连接的位置上包括导电部分(7)和外部基体(6),所述带状复合体被分别铺设在上部电极(4)的上方的外表面上和下部电极(5)的下方的外表面上；
所述导电部分(7)与所述电池片的上部电极(4)和下部电极(5)发生欧姆接触，并且所述导电部分(7)是在被耦合到外部基体(6)和多个电池片(2)之前就被成形为具有平整部分和凸起结构的金属导电片，所述平整部分对应连接于所述电池片的上部电极和下部电极，所述凸起结构对应嵌入于相邻电池片之间的间隙位置。
2.如权利要求1所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述外部基体(6)由耐热、绝缘的材料所构成，并且其厚度为50um～150um。
3.如权利要求1所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述平整部分的厚度为150um～250um，所述凸起结构突出于所述平整部分的高度差为60um～120um，所述凸起结构填补了相邻的电池片的间隙之间的局部高度差。
4.如权利要求3所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导电部分中具有导电功能的基材为Cu或Ag，所述导电部分的表层由含有表面低熔点合金涂层所构成。
5.如权利要求4所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导电部分的表层由Sn60Pb40所构成。
6.如权利要求3所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导电部分中具有导电功能的基材为Cu或Ag，所述导电部分的表层由导电微粒、导电薄片的固体导电胶材料所构成。
7.如权利要求6所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导电部分的表层的导电薄片为Ag、Ni，所述导电部分的表层的导电微粒的粒度为300nm～2um，导电物质含量为30％～50％。
8.一种用于制造用于太阳能光伏组件互联结构的带状复合体的方法，包括：
形成金属的具有平整部分和凸起结构的导电片；
将所形成的导电片复合在带状复合体的外部基体(6)上；
将导电片中的无需与电池片(2)的上部电极(4)和下部电极(5)进行导电连接的部分去除，由此形成与外部基体(6)相耦合的导电部分(7)，其中使用冲压方法形成具有平整部分和凸起结构的导电部分(7)，使得所述平整部分对应连接于所述电池片的上部电极和下部电极，所述凸起结构对应嵌入于相邻电池片之间的间隙位置。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述平整部分的厚度为150um～250um，所述凸起结构突出于所述平整部分的高度差为60um～120um，所述凸起结构填补了相邻的电池片的间隙之间的局部高度差。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将导电片中的无需与电池片的上部电极和下部电极进行导电连接的部分去除包括：对复合而成的外部基体和导电片进行布图，随后使用化学溶剂将导电片中的无需与电池片的上部电极和下部电极进行导电连接的部分腐蚀掉，由此形成的导电部分(7)与电池片的上部电极和下部电极相对应。
11.一种用于制造太阳能电池互联结构的方法，包括：
对多个电池片(2)进行预热；
在多个电池片(2)的每一个电池片的上部电极(4)和下部电极(5)上分别铺设带状复合体，所述带状复合体在与所述上部电极和所述下部电极相对应连接的位置上包括导电部分(7)和外部基体(6)，所述导电部分(7)与所述电池片的上部电极(4)和下部电极(5)发生欧姆接触，并且所述导电部分(7)是在被耦合到外部基体(6)和多个电池片(2)之前就被成形为具有平整部分和凸起结构的金属导电片，所述平整部分对应连接于所述电池片的上部电极和下部电极，所述凸起结构对应嵌入于相邻电池片之间的间隙位置；
使用热压过程，从上方和下方将所述带状复合体压入电池片，使得所述带状复合体的导电部分(7)和所述电池片(2)的上部电极和下部电极形成导电的欧姆接触，使得上方和下方的带状复合体中的导电部分的凸起结构相接触以形成互联结构(9)，由此形成由多个所述电池片构成的互联结构。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述使用热压过程从上方和下方将所述带状复合体压入电池片包括：使用上下表面平整的热压过程，将导电部分的平整部分对应欧姆连接于电池片的上部电极和下部电极，并且将导电部分的凸起结构对应嵌入于相邻电池片之间的间隙位置以实现上方和下方的带状复合体中的凸起结构的相互接触互联。
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2012
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