CN104681669A - 一种光电转换层压件的制备方法及其电性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光电转换层压件的制备方法，包括如下步骤：(1)将光电转换装置的正极用正极连接导线相连；(2)采用第一汇流导线将光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来；(3) 采用第一外接导线连接第一汇流导线；(4)依次层叠；得到层叠结构；(5)在背板及其相邻封装材料上设置缝隙，将所述第一外接导线和第二外接导线分别从缝隙处引出层叠结构之外；(6)将上述层叠结构进行层压，即可得到光电转换层压件。本发明的层压件在电性能测试时，能够大大降低汇流导线和外接导线的功率损耗，即使层压件中光电转换装置的数量较少时，也不会影响电性能测试结果，使测试数值非常稳定，更适用于研发过程中的光伏新产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电转换层压件的制备方法及其电性能测试方法，属于太阳能电池技术领域。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置，又称为太阳能电池片或光电转换装置，可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。实际使用时，通常将48~72片光电转换装置串联起来，再经过层压工艺得到光电转换层压件（又称为光伏组件）。
然而，在光伏新产品的研发过程中，需要频繁改变一些工艺参数来检验这些工艺参数对光电转换层压件电性能的影响。因此就需要将每种工艺得到的光电转换装置都制备成光电转换层压件，之后再进行电性能测试。由于这些测试用的光电转换装置的数量通常较少，因此制备得到的光电转换层压件中的光电转换装置的数量也较少。
在光电转换层压件中，为了实现光电转换装置的串联会用到连接导线和汇流导线，这些汇流导线上有电流流过，会消耗功率。另外，在光电转换层压件测试的过程中，测试装置的测试导线也会有电流流过，也会消耗部分功率。这些功率损耗对常规光电转换层压件而言数值较小，对功率影响较小。然而，当层压件中光电转换装置的数量较少时，因为光电转换层压件本身的输出功率比较低，而在汇流导线和测试导线上的功率损失和常规光电转换层压件是一样大的，这些功率损失对含有较少光电转换装置的层压件而言就很大了，这便会严重影响电性能测试结果，导致输出功率远小于理论功率，且造成测试数值非常不稳定。显然，这样的测试数据完全不能对新产品开发提供指导。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种光电转换层压件的制备方法及其电性能测试方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种光电转换层压件的制备方法，包括如下步骤：
(1) 将光电转换装置的正极用正极连接导线相连，将光电转换装置的负极用负极连接导线相连；
(2) 当光电转换装置的数量为2片以上时，将相邻光电转换装置串联起来，形成光电转换装置串；
(3) 当光电转换装置的数量为2片以上时，采用第一汇流导线将光电转换装置串中第一片光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部；采用第二汇流导线将光电转换装置串中最后一片光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部；
当光电转换装置的数量为1片时，采用第一汇流导线将光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部，；采用第二汇流导线将光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部；
(4) 采用第一外接导线连接第一汇流导线，两者的连接位置位于第一汇流导线的中央；
采用第二外接导线连接第二汇流导线，两者的连接位置位于第二汇流导线的中央；
(5) 按照玻璃、封装材料、光电转换装置、封装材料、背板的次序依次层叠；得到层叠结构；
(6) 在背板及其相邻封装材料上设置缝隙，将所述第一外接导线和第二外接导线分别从缝隙处引出层叠结构之外；
(7) 将上述层叠结构进行层压，即可得到光电转换层压件。
上文中，所述光电转换装置可以是电池片，如硅电池片；所述光电转换层压件可以是光伏组件。
当光电转换装置的数量为2片以上时，将相邻光电转换装置串联起来，形成光电转换装置串。即形成电池片串。在进行电性能测试时，需要与光电转换装置串的正负两极的汇流导线电连接起来，而光电转换装置串的正负两极是分别由第一片光电转换装置的正极连接导线汇集得到、以及最后一片光电转换装置的负极连接导线汇集得到。
当光电转换装置的数量为1片时，则不需要进行上述串联作业。
所述第二汇流导线位于负极连接导线的端部。即第二汇流导线的长度较短，不超出光电转换装置之外。对于第一汇流导线而言，也是如此。
所述背板可以是常规背板或玻璃。
所述步骤(6)中的缝隙的位置应当对应于外接导线和汇流导线相连处的位置。即对应第一外接导线和第二外接导线，应当设有2处缝隙。
优选的，所述光电转换层压件中光电转换装置的数量为1~47片。因此本发明的制备方法更适用于研发过程中的光伏新产品。当然，也适用于常规的产品，例如包括48~72片光电转换装置的光电转换层压件。
优选的，所述步骤(3)中，第一汇流导线的长度等于该光电转换装置中最外侧两根正极连接导线的间距；第二汇流导线的长度等于该光电转换装置中最外侧两根负极连接导线的间距。当然，第一汇流导线的长度也可以略大于该光电转换装置中最外侧两根正极连接导线的间距，只要不超出光电转换装置之外即可。对于第二汇流导线而言，也是如此。
优选的，所述第一汇流导线的横截面积为0.5~5 mm2；所述第二汇流导线的横截面积为0.5~5 mm2。
本发明同时请求保护由上述制备方法得到的光电转换层压件。
与之相应的另一种技术方案，一种光电转换层压件的制备方法，包括如下步骤：
(1) 将光电转换装置的正极用正极连接导线相连，将光电转换装置的负极用负极连接导线相连；
(2) 当光电转换装置的数量为2片以上时，将相邻光电转换装置串联起来，形成光电转换装置串；
(3) 当光电转换装置的数量为2片以上时，采用第一汇流导线将光电转换装置串中第一片光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部；采用第二汇流导线将光电转换装置串中最后一片光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部；
当光电转换装置的数量为1片时，采用第一汇流导线将光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部；采用第二汇流导线将光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部；
(4) 采用第一外接导线连接第一汇流导线，第一外接导线垂直于第一汇流导线，且两者的连接位置位于第一汇流导线的中央；第一外接导线的一端与第一汇流导线相连接，另一端伸出光电转换装置之外；
采用第二外接导线连接第二汇流导线，第二外接导线垂直于第二汇流导线，且两者的连接位置位于第二汇流导线的中央；第二外接导线的一端与第二汇流导线相连接，另一端伸出光电转换装置之外；
(5) 按照玻璃、封装材料、光电转换装置、封装材料、背板的次序依次层叠；得到层叠结构；所述第一、第二外接导线的一端伸出层叠结构之外；
(6) 将上述层叠结构进行层压，即可得到光电转换层压件；
且光电转换层压件中，第一汇流导线与光电转换层压件的边缘之间的间距小于2 cm；第二汇流导线与光电转换层压件的边缘之间的间距小于2 cm。
优选的，所述光电转换层压件中光电转换装置的数量为1~47片。
优选的，所述步骤(3)中，第一汇流导线的长度等于该光电转换装置中最外侧两根正极连接导线的间距；第二汇流导线的长度等于该光电转换装置中最外侧两根负极连接导线的间距。当然，第一汇流导线的长度也可以略大于该光电转换装置中最外侧两根正极连接导线的间距，只要不超出光电转换装置之外即可。对于第二汇流导线而言，也是如此。
优选的，所述第一汇流导线的横截面积为0.5~5 mm2；所述第二汇流导线的横截面积为0.5~5 mm2。
本发明同时请求保护由上述制备方法得到的光电转换层压件。
本发明同时请求保护一种光电转换层压件的电性能测试方法，采用上述光电转换层压件，包括如下步骤：
(1) 使用标片来校准电性能测试装置；
(2) 将电性能测试装置的导线与光电转换层压件上的外接导线相连，两者的连接点的面积大于1 mm2，且该连接点与光电转换层压件上汇流导线和外接导线的连接点之间的间距小于2 cm；
(3) 对光电转换层压件进行电性能测试，即可得到相应的测试数据。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明开发了一种新的光电转换层压件的制备方法，其得到的层压件在电性能测试时，能够大大降低汇流导线和外接导线的功率损耗，即使层压件中光电转换装置的数量较少时，也不会影响电性能测试结果，使测试数值非常稳定，更适用于研发过程中的光伏新产品；
2、本发明开发了一种新的光电转换层压件的电性能测试方法，通过采用本发明的层压件，并限定了电性能测试装置的导线与光电转换层压件上的外接导线的连接点的接触面积，以及连接点与光电转换层压件上汇流导线和外接导线的连接点之间的间距，大大降低外接导线的功率损耗，以及外接导线和测试装置导线的接触功率损耗，使得光电转换层压件的功率测试更准确，重复性高；
3、本发明的光电转换层压件也可以替换常规光电转换层压件，特别针对产品开发实验，可以大幅节省人力和物力。
附图说明
图1为本发明实施例一的光电转换层压件的结构示意图。
图2为本发明对比例一的光电转换层压件的结构示意图。
图3为本发明实施例一的光电转换层压件的IV测试曲线图。
图4为本发明对比例一的光电转换层压件的IV测试曲线图。
其中：1、电性能测试装置的导线；2、第一外接导线；3、第一汇流导线；4、层叠结构；5、光电转换装置；6、正极连接导线；7、负极连接导线；31、汇流导线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述。
实施例一：
参见图1所示，一种光电转换层压件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 将光电转换装置的正极用正极连接导线6相连，将光电转换装置的负极用负极连接导线7相连；
(2) 当光电转换装置的数量为1片时，采用第一汇流导线将光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部，且第一汇流导线的长度等于光电转换装置中最外侧两根正极连接导线的间距；采用第二汇流导线将光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部，且第二汇流导线的长度等用于光电转换装置中最外侧两根负极连接导线的间距；
(3) 采用第一外接导线2连接第一汇流导线3，第一外接导线垂直于第一汇流导线，且两者的连接位置位于第一汇流导线的中央；第一外接导线的一端与第一汇流导线相连接，另一端伸出光电转换装置之外；
采用第二外接导线连接第二汇流导线，第二外接导线垂直于第二汇流导线，且两者的连接位置位于第二汇流导线的中央；第二外接导线的一端与第二汇流导线相连接，另一端伸出光电转换装置之外；
(4) 按照玻璃、封装材料、光电转换装置5、封装材料、背板的次序依次层叠；得到层叠结构4；所述第一、第二外接导线的一端伸出层叠结构之外；
(5) 将上述层叠结构进行层压，即可得到光电转换层压件；
且光电转换层压件中，第一汇流导线与光电转换层压件的边缘之间的间距小于2 cm；第二汇流导线与光电转换层压件的边缘之间的间距小于2 cm。
本实施例中，所述光电转换层压件中光电转换装置的数量为1片。
所述第一汇流导线的横截面积为1 mm2；所述第二汇流导线的横截面积为1 mm2。
然后，将上述光电转换层压件进行电性能测试方法，包括如下步骤：
(1) 使用标片来校准电性能测试装置；
(2) 将电性能测试装置的导线1与光电转换层压件上的外接导线相连，两者的连接点的面积为1.5 mm2，且该连接点与光电转换层压件上汇流导线和外接导线的连接点之间的间距为0.5 cm；
(3) 对光电转换层压件进行电性能测试，即可得到相应的测试数据。
测试结果参见图3和下表所示。
对比例一
一种光电转换层压件的制作方法，包括：
步骤一：采用1片光电转换装置，将其正极和负极分别用正极连接导线6和负极连接导线7相连；
步骤二：使用汇流导线分别将正极或负极的连接导线连接起来，并延伸到光电转换层压件之外；参见图2所示；
所述汇流导线的横截面积为0.3 mm2；
步骤三：按照玻璃、封装材料、上述光电转换装置5、封装材料、背面材料的次序依次层叠，得到层叠结构4；
步骤四：将上述层叠结构进行层压，得到光电转换层压件。
将上述光电转换层压件进行电性能测试方法，包括如下步骤：
步骤一：使用标片来校准电性能测试装置；
步骤二：将电性能测试装置的导线1与光电转换层压件上的汇流导线31相连，接触面积为0.5mm2；
步骤三：对光电转换层压件进行电性能测试。
测试结果参见图4和下表所示。
| Pmax | Voc | Isc | FF | Rs | |
| 对比例一 | 2.25 | 0.632 | 9.62 | 37.00% | 0.0424 |
| 实施例一 | 4.41 | 0.630 | 9.20 | 76.14% | 0.0070 |
由上表可见，相比对比例一，实施例一的串联电阻Rs大幅降低，填充因子FF大幅增加，从而导致最大输出功率Pmax大幅增加。
从图3、4的IV测试结果显示：对比例一的IV测试曲线，严重变形，其串联电阻过大，填充因子过低；而实施例一的测试曲线与常规光电转换层压件的IV曲线形状相当，其测试结果能更真实的反应实际结果。
Claims (10)
1.一种光电转换层压件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 将光电转换装置的正极用正极连接导线相连，将光电转换装置的负极用负极连接导线相连；
(2) 当光电转换装置的数量为2片以上时，将相邻光电转换装置串联起来，形成光电转换装置串；
(3) 当光电转换装置的数量为2片以上时，采用第一汇流导线将光电转换装置串中第一片光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部；采用第二汇流导线将光电转换装置串中最后一片光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部；
当光电转换装置的数量为1片时，采用第一汇流导线将光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部；采用第二汇流导线将光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部；
(4) 采用第一外接导线连接第一汇流导线，两者的连接位置位于第一汇流导线的中央；
采用第二外接导线连接第二汇流导线，两者的连接位置位于第二汇流导线的中央；
(5) 按照玻璃、封装材料、光电转换装置、封装材料、背板的次序依次层叠，得到层叠结构；
(6) 在背板及其相邻封装材料上设置缝隙，将所述第一外接导线和第二外接导线分别从缝隙处引出层叠结构之外；
(7) 将上述层叠结构进行层压，即可得到光电转换层压件。
2.根据权利要求1所述的光电转换层压件的制备方法，其特征在于：所述光电转换层压件中光电转换装置的数量为1~47片。
3.根据权利要求1所述的光电转换层压件的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，第一汇流导线的长度等于该光电转换装置中最外侧两根正极连接导线的间距；第二汇流导线的长度等于该光电转换装置中最外侧两根负极连接导线的间距。
4.根据权利要求1所述的光电转换层压件的制备方法，其特征在于：所述第一汇流导线的横截面积为0.5~5 mm2；所述第二汇流导线的横截面积为0.5~5 mm2。
5.根据权利要求1至4中任一制备方法得到的光电转换层压件。
6.一种光电转换层压件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 将光电转换装置的正极用正极连接导线相连，将光电转换装置的负极用负极连接导线相连；
(2) 当光电转换装置的数量为2片以上时，将相邻光电转换装置串联起来，形成光电转换装置串；
(3) 当光电转换装置的数量为2片以上时，采用第一汇流导线将光电转换装置串中第一片光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部；采用第二汇流导线将光电转换装置串中最后一片光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部；
当光电转换装置的数量为1片时，采用第一汇流导线将光电转换装置的正极连接导线汇集连接起来，第一汇流导线位于正极连接导线的端部；采用第二汇流导线将光电转换装置的负极连接导线汇集连接起来，第二汇流导线位于负极连接导线的端部；
(4) 采用第一外接导线连接第一汇流导线，第一外接导线垂直于第一汇流导线，且两者的连接位置位于第一汇流导线的中央；第一外接导线的一端与第一汇流导线相连接，另一端伸出光电转换装置之外；
采用第二外接导线连接第二汇流导线，第二外接导线垂直于第二汇流导线，且两者的连接位置位于第二汇流导线的中央；第二外接导线的一端与第二汇流导线相连接，另一端伸出光电转换装置之外；
(5) 按照玻璃、封装材料、光电转换装置、封装材料、背板的次序依次层叠；得到层叠结构；所述第一、第二外接导线的一端伸出层叠结构之外；
(6) 将上述层叠结构进行层压，即可得到光电转换层压件；
且光电转换层压件中，第一汇流导线与光电转换层压件的边缘之间的间距小于2 cm；第二汇流导线与光电转换层压件的边缘之间的间距小于2 cm。
7.根据权利要求6所述的光电转换层压件的制备方法，其特征在于：所述光电转换层压件中光电转换装置的数量为1~47片。
8.根据权利要求6所述的光电转换层压件的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，第一汇流导线的长度等于该光电转换装置中最外侧两根正极连接导线的间距；第二汇流导线的长度等于该光电转换装置中最外侧两根负极连接导线的间距。
9.根据权利要求6至8中任一所述的制备方法得到的光电转换层压件。
10.一种光电转换层压件的电性能测试方法，其特征在于：采用如权利要求5或9所述的光电转换层压件，包括如下步骤：
(1) 使用标片来校准电性能测试装置；
(2) 将电性能测试装置的导线与光电转换层压件上的外接导线相连，两者的连接点的面积大于1 mm2，且该连接点与光电转换层压件上汇流导线和外接导线的连接点之间的间距小于2 cm；
(3) 对光电转换层压件进行电性能测试，即可得到相应的测试数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 199, deer mountain road, Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province Patentee after: CSI Cells Co.,Ltd. Patentee after: Funing atlas sunshine Power Technology Co., Ltd Address before: No. 199, deer mountain road, Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province Patentee before: CSI Cells Co.,Ltd. Patentee before: CSI-GCL SOLAR MANUFACTURING (YANCHENG) Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |