CN103178160A

CN103178160A - 一种线性聚光组件生产工艺

Info

Publication number: CN103178160A
Application number: CN2013100863923A
Authority: CN
Inventors: 黄忠
Original assignee: SICHUAN ZSUN SOLAR ENERGY DEVELOPMENT CO LTD
Current assignee: SICHUAN ZSUN SOLAR ENERGY DEVELOPMENT CO LTD
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: CN103178160B

Abstract

本发明公开了一种线性聚光组件生产工艺，包括电池片分档测试、电池片切割、条状电池焊接、格栅电池片的串联焊接、层叠、检查及测试，通过增加针对普通晶硅太阳电池片进行处理的划片、裂片和焊接工艺来使普通晶硅太阳电池形成由条状太阳电池按一定固定间距组成的格栅电池片，再配合专用的线聚光玻璃面板进行后续的叠层、固化工艺最终得到光伏组件。通过本发明的工艺制作的线性聚光光伏组件能有效减少普通光伏组件的电池片用量，从而降低光伏组件的生产成本。

Description

一种线性聚光组件生产工艺

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种线性聚光组件生产工艺。

背景技术

太阳能具有清洁、无资源地域限制、对人类来说永无枯竭等优良特性，越来越受到人们的青睐，其中太阳能光伏利用即太阳光通过光伏器件直接转换成电能的技术尤其引人注目。

目前，国内光伏太阳电池组件的生产工艺过程，包括对普通晶硅太阳电池片的分档测试，电池片的单片焊接和串焊，叠层，层压固化以及铝合金边框的组装。整个工艺过程中所用的晶体硅电池片由于价格比较昂贵，使用量比较大，因此最终生产出的光伏太阳电池组件成本较高，致使现阶段光伏发电的发电成本较常规发电成本高出数倍，因此限制了光伏发电技术的规模化应用，制约了整个行业的发展。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能有效减少普通光伏组件的电池片用量，从而降低光伏组件生产成本的线性聚光组件生产工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：一种线性聚光组件生产工艺，其特征在于：包括以下加工步骤：

a）、电池片分档测试，对已经进行功率分档后的电池片依据其最大功率输出时的电流值进行分档；

b）、电池片切割，采用激光或金刚石沿垂直于电池片主栅线的方向将晶体硅太阳电池进行切割处理，形成条状太阳电池；

c）、条状电池焊接，将若干切割成条状的太阳电池按一定间距进行排列，并用互联条对其进行电学连接，形成格栅状电池片；

d）、格栅电池片的串联焊接，将若干经过步骤c）形成的格栅状电池片按一定间距排列并焊接起来，形成电池串；

e）、层叠，依次将线聚光玻璃面板、电池密封材料、电池串、电池密封材料以及背板材料层叠起来，通过汇流带将不同格栅状的电池串进行电气连接；

f）、检查及测试，对层叠后的线聚光组件进行外观检查，然后进行EL测试，最后进行后续工序。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其在所述步骤b）中，所述太阳电池的切割处理分为划片和裂片，首先采用激光或金刚石对太阳电池进行划片，在太阳电池上形成50～150μm的深度，然后利用裂片装置对太阳电池沿划片的地方进行裂片，形成条状太阳电池。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其在所述步骤b）中，采用激光或金刚石由太阳电池的背面进行划片，然后利用裂片装置对太阳电池沿切割的地方进行裂开，形成条状太阳电池。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其在所述电池片上等间距分布有若干环形细栅线，所述环形细栅线的宽度小于条状太阳电池的宽度，一个环形细栅线对应一个条状太阳电池，所述相邻环形细栅线之间的间距小于其中一个环形细栅线的宽度，所述环形细栅线分布在与其对应的条状太阳电池的边缘部分。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其将所述被切割一定深度的太阳电池放置在软性胶垫上，所述太阳电池具有划片切口的一面向下，其另一面设置一层保护薄膜，在所述保护薄膜上放置有可滚动地刚性滚轮，所述刚性滚轮沿与太阳电池划片方向垂直的方向滚动，当刚性滚轮碾压后，太阳电池片由切口处断裂开来，形成条状太阳电池；当整个太阳电池片均裂成条状太阳电池后，去掉太阳电池正面的保护薄膜，然后用条状太阳电池拾取装置将条状太阳电池按照某一固定的间距进行摆放。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其在所述步骤e）中，先将线聚光玻璃面板放好后，再在线聚光玻璃面板上敷设一层电池密封材料，然后放电池串并采用定位设备将电池串中各条状太阳电池的中心与线聚光玻璃面板上各线型聚光曲面的光学结构中心对齐，对位完成后，再依次敷设一层电池密封材料以及背板材料。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其所述线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心通过两个位置感应器进行识别，所述位置感应器沿着线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构面作运动判断线型聚光曲面的最高点，然后判断出线型聚光曲面的中心线，条状太阳电池通过条状电池位置移动装置进行前后、左右或旋转动作，条状电池位置移动装置根据位置感应器所识别出来的线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的中心位置，根据偏差值作相应的动作，对条状太阳电池进行位置修正，使其中心与线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心对齐。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其所述线聚光玻璃面板将接收到的太阳光线汇聚后投射到所述电池串上，所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度不大于所述电池串中各条状太阳电池的宽度，或所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度不小于所述电池串中各条状太阳电池的宽度。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度与所述电池串中各条状太阳电池的宽度一致，所述相邻两个条状太阳电池之间的间距与相邻线型聚光曲面形成的线型聚光光线之间的间距一致。

本发明所述的线性聚光组件生产工艺，其所述格栅状电池片中各条状太阳电池上表面接收面在同一平面上，所述电池串中各格栅状电池片上表面形成的接收面在同一平面上，所述各电池串上表面形成的接收面在同一平面上。

本发明在生产过程中通过增加针对普通晶硅太阳电池片进行处理的划片、裂片和焊接工艺来使普通晶硅太阳电池形成由条状太阳电池按一定固定间距组成的格栅电池片，再配合专用的线聚光玻璃面板进行后续的叠层、固化工艺最终得到光伏组件。通过本发明的工艺制作的线性聚光光伏组件能有效减少普通光伏组件的电池片用量，从而降低光伏组件的生产成本。

附图说明

图1是划片后的太阳电池片侧面放大图。

图2是太阳电池片上细栅线的布局图。

图3是裂片装置的结构示意图。

图4是格栅状电池片的结构示意图。

图5是电池串的结构示意图。

图6是将线聚光玻璃面板与电池串中各条状太阳电池对齐的定位设备。

图7是对齐的判定识别流程图。

图8是线聚光玻璃面板的结构示意图。

图9和图10是根据

x的不同取值得到的透镜聚光折射面的截面轮廓图。

图中标记：1为电池片，2为环形细栅线，3为条状太阳电池，4为软性胶垫，5为保护薄膜，6为刚性滚轮，7为互联条，8为格栅状电池片，9为电池串，10为线聚光玻璃面板，11为位置感应器，12为条状电池位置移动装置，13为入射光线，14为垂直中轴。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种线性聚光组件生产工艺，包括以下加工步骤：

a）、电池片分档测试，对已经进行功率分档后的电池片依据其最大功率输出时的电流值进行分档。

b）、电池片切割，采用激光或金刚石沿垂直于电池片主栅线的方向将晶体硅太阳电池进行切割处理，形成条状太阳电池，其中，如图2所示，在所述电池片1上等间距分布有若干环形细栅线2，所述环形细栅线2的宽度小于条状太阳电池3的宽度，一个环形细栅线对应一个条状太阳电池，所述相邻环形细栅线之间的间距小于其中一个环形细栅线的宽度，所述环形细栅线分布在与其对应的条状太阳电池的边缘部分；所述太阳电池的切割处理分为划片和裂片，如图1所示，首先采用激光或金刚石对太阳电池的背面进行划片，在太阳电池背面形成50～150μm的深度，划片位置为相邻环形细栅线之间；如图3所示，然后将所述被切割一定深度的太阳电池放置在软性胶垫4上，所述太阳电池具有划片切口的一面向下，其另一面设置一层保护薄膜5，在所述保护薄膜5上放置有可滚动地刚性滚轮6，所述刚性滚轮6沿与太阳电池划片方向垂直的方向滚动，当刚性滚轮碾压后，太阳电池片由切口处断裂开来，形成条状太阳电池。当整个太阳电池片均裂成条状太阳电池后，去掉太阳电池正面的保护薄膜，然后用条状太阳电池拾取装置将条状太阳电池按照某一固定的间距进行摆放。采用先从背面切割一定的深度，然后用裂片装置进行裂片操作，使得电池自然从切割位置断裂开来，最大限度地避免了激光或者是金刚石刀具对PN结的损伤，从而在某种程度上保证了太阳电池的效率。

c）、条状电池焊接，将若干切割成条状的太阳电池按一定间距进行排列，并用互联条7对其进行电学连接，形成格栅状电池片8，如图4所示。

d）、格栅电池片的串联焊接，将若干经过步骤c）形成的格栅状电池片8按一定间距排列并焊接起来，形成电池串9，如图5所示。

e）、层叠，依次将线聚光玻璃面板、电池密封材料、电池串、电池密封材料以及背板材料层叠起来，通过汇流带将不同格栅状的电池串进行电气连接。其中，先将线聚光玻璃面板放好后，再在线聚光玻璃面板上敷设一层电池密封材料，然后放电池串并采用定位设备将电池串中各条状太阳电池的中心与线聚光玻璃面板上各线型聚光曲面的光学结构中心对齐，对位完成后，再依次敷设一层电池密封材料以及背板材料。如图6所示，所述线聚光玻璃面板10上线型聚光曲面的光学结构中心通过两个位置感应器11进行识别，所述位置感应器11沿着线聚光玻璃面板10上线型聚光曲面的光学结构面作运动判断线型聚光曲面的最高点，然后判断出线型聚光曲面的中心线，条状太阳电池3通过条状电池位置移动装置12进行前后、左右或旋转动作，条状电池位置移动装置12根据位置感应器11所识别出来的线聚光玻璃面板10上线型聚光曲面的中心位置，根据偏差值作相应的动作，对条状太阳电池进行位置修正，使其中心与线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心对齐；所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度与所述电池串中各条状太阳电池的宽度一致，所述相邻两个条状太阳电池之间的间距与相邻线型聚光曲面形成的线型聚光光线之间的间距一致；所述格栅状电池片中各条状太阳电池上表面接收面在同一平面上，所述电池串中各格栅状电池片上表面形成的接收面在同一平面上，所述各电池串上表面形成的接收面在同一平面上。如图7所示为用于将线聚光玻璃面板与电池串中各条状太阳电池对齐的判定识别流程图。

其中，如图8所示，所述线聚光玻璃面板上端面为透镜聚光折射面，其下端面为平整面，所述透镜横向延伸呈长条状，所述线聚光玻璃面板能够将相互平行的入射光线折射到设置于线聚光玻璃面板下方的格栅状电池片上从而形成线型聚光光线，若其中任意一条入射光线13和所述透镜聚光折射面的接触点与该线聚光玻璃面板上对应透镜垂直中轴14之间的垂直距离为x，该入射光线13经透镜折射到对应条状太阳电池上后形成的投影点与所述线型聚光光线长度方向中心线的垂直距离为m，所述透镜聚光折射面边缘到垂直中轴14的垂直距离为a，经所述透镜聚光折射面边缘折射的入射光线在电池接收板上的投影点与所述线型聚光光线长度方向中心线的垂直距离为b，则该透镜满足的条件为x/m=a/b，其中，所述该入射光线13的入射点与透镜聚光折射面两侧边缘构成的垂直面与所述线型聚光光线长度方向中心线垂直，该垂直面上部为透镜聚光折射面的轮廓形状，所述入射光线13经过透镜聚光折射面时的入射角为β，折射角为

，该入射光线13经折射后的光线与条状太阳电池的夹角为α，所述透镜聚光折射面边缘与条状太阳电池的垂直距离为h，在该垂直面中，由垂直中轴14以及透镜聚光折射面两侧边缘连线构成平面坐标系，以透镜聚光折射面两侧边缘连线中点为坐标原点，该垂直面上部的透镜聚光折射面的轮廓形状在所述平面坐标系中的曲线方程，由以下公式得出：

公式1：x/m=a/b，x=a-N*

x，其中

x是一个在X轴方向上很小的距离，N示这个小间距的个数；

公式2：y_n=y_n-1+

x*tanβ；

公式3：tanα=（h+y_n）/（a-m），m=b-N*

x*b/a；

公式4：sinβ=n*sin

，其中系数n为透镜折射率；

公式5：α-

+β=π/2，即

=（α+β）-π/2；

公式6：sinβ=n*sin[（α+β）-π/2]= n*[-cos（α+β）]=n*（sinα*sinβ-cosα*cosβ）；

公式7：tanβ=n*cosα/（n*sinα-1）；

其中，a、b、h、n、

x为已知，且y₀=0，变量x为所述透镜聚光折射面上任意一点与该垂直面上垂直中轴之间的横向距离，变量y为该点与透镜聚光折射面两侧边缘所在的平面之间的纵向距离。

所述透镜聚光折射面边缘到垂直中轴14的垂直距离a以及经所述透镜聚光折射面边缘折射的入射光线在条状太阳电池的投影点与所述线型聚光光线长度方向中心线的垂直距离b，其满足以下条件：1＜a/b≤10时，效果最好，这是一个优选值，不是硬性条件。

其中，所述透镜聚光折射面在垂直面上的轮廓形状为具有多边形的结构，随着

x取值变小，透镜聚光折射面的多边形边数越多，直至构成圆滑的线型弧形聚光曲面。

例如：当入口条件分别为：a=3，b=0.5，h=7.5，n=1.51893时；若

x=3，可计算得到2个点，坐标分别为（3，0）和（0，3.267658），在得到的点关于y轴对称得到的整个曲面则为如图9所示的形状。

若x=1.5，可计算得到3个点，坐标分别为（3，0）、（1.5，1.633829）和（0，2.245685），在得到的点关于y轴对称得到的整个曲面则为如图10所示的形状。

以此类推，可以得到各种边形的多边形结构透镜聚光折射面，其中，

x应满足的条件为a/

x=M，M为任意一个整数，当

x足够小的时候，我们就得到了一个平滑的线型弧形聚光曲面，且为了得到尽可能高的透过率，我们的x一般都会非常小，同时为了便于模型建立及满足加工要求，一般我们取2000＜a/

x＜10000。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种线性聚光组件生产工艺，其特征在于：包括以下加工步骤：

2.根据权利要求1所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：在所述步骤b）中，所述太阳电池的切割处理分为划片和裂片，首先采用激光或金刚石对太阳电池进行划片，在太阳电池上形成50～150μm的深度，然后利用裂片装置对太阳电池沿划片的地方进行裂片，形成条状太阳电池。

3.根据权利要求2所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：在所述步骤b）中，采用激光或金刚石由太阳电池的背面进行划片，然后利用裂片装置对太阳电池沿切割的地方进行裂开，形成条状太阳电池。

4.根据权利要求1、2或3所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：在所述电池片上等间距分布有若干环形细栅线，所述环形细栅线的宽度小于条状太阳电池的宽度，一个环形细栅线对应一个条状太阳电池，所述相邻环形细栅线之间的间距小于其中一个环形细栅线的宽度，所述环形细栅线分布在与其对应的条状太阳电池的边缘部分。

5.根据权利要求3所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：将所述被切割一定深度的太阳电池放置在软性胶垫上，所述太阳电池具有划片切口的一面向下，其另一面设置一层保护薄膜，在所述保护薄膜上放置有可滚动地刚性滚轮，所述刚性滚轮沿与太阳电池划片方向垂直的方向滚动，当刚性滚轮碾压后，太阳电池片由切口处断裂开来，形成条状太阳电池；当整个太阳电池片均裂成条状太阳电池后，去掉太阳电池正面的保护薄膜，然后用条状太阳电池拾取装置将条状太阳电池按照某一固定的间距进行摆放。

6.根据权利要求2、3或5所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：在所述步骤e）中，先将线聚光玻璃面板放好后，再在线聚光玻璃面板上敷设一层电池密封材料，然后放电池串并采用定位设备将电池串中各条状太阳电池的中心与线聚光玻璃面板上各线型聚光曲面的光学结构中心对齐，对位完成后，再依次敷设一层电池密封材料以及背板材料。

7.根据权利要求6所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：所述线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心通过两个位置感应器进行识别，所述位置感应器沿着线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构面作运动判断线型聚光曲面的最高点，然后判断出线型聚光曲面的中心线，条状太阳电池通过条状电池位置移动装置进行前后、左右或旋转动作，条状电池位置移动装置根据位置感应器所识别出来的线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的中心位置，根据偏差值作相应的动作，对条状太阳电池进行位置修正，使其中心与线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心对齐。

8.根据权利要求7所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：所述线聚光玻璃面板将接收到的太阳光线汇聚后投射到所述电池串上，所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度不大于所述电池串中各条状太阳电池的宽度，或所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度不小于所述电池串中各条状太阳电池的宽度。

9.根据权利要求8所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度与所述电池串中各条状太阳电池的宽度一致，所述相邻两个条状太阳电池之间的间距与相邻线型聚光曲面形成的线型聚光光线之间的间距一致。

10.根据权利要求9所述的线性聚光组件生产工艺，其特征在于：所述格栅状电池片中各条状太阳电池上表面接收面在同一平面上，所述电池串中各格栅状电池片上表面形成的接收面在同一平面上，所述各电池串上表面形成的接收面在同一平面上。