CN104851926B - 一种用于背接触太阳能组件的电路装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于背接触太阳能组件的电路装置的制备方法，包括如下步骤：制作穿孔绝缘胶膜3；将铜箔、铝箔或其它导电性优异的金属箔与穿孔绝缘胶膜3胶合；在穿孔绝缘胶膜3的孔内位置加工生成电极簇点，其中，所述电极簇点4的厚度不超过所述穿孔绝缘胶膜3的厚度，所述电极簇点4与所述太阳能组件的硅片正负极点通过导电银胶电气连接；在所述金属箔上加工生成电路；在所述金属箔的另一侧胶合一层太阳能组件背板。本发明还提供了一种上述方法生产的产品。本发明提供的方法和产品改善了背接触太阳能电池柔性电路装置的欧姆接触性，并显著节约了导电银胶的使用量，能够提高用于背接触太阳能组件的电路装置的导电效果、加工效率、加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及高效背接触太阳能电池领域，特别涉及一种用于背接触太阳能组件的电路装置及其制备方法。
背景技术
传统的背接触太阳能电池用的柔性电路装置，采用铜箔或铝箔制作柔性电路板，由于金属材料表面容易产生氧化物或其他污染物，会增加电池片与柔性电路板的接触电阻；较大的接触电阻会造成柔性电路装置不合格，而较低的接触电阻会降低太阳能电池组件的功率输出，电极接触点发热，这种发热会持续影响导电银胶、封装材料的耐候性能加速其老化，严重的会使电池片与柔性电路板完全脱离接触，造成组件失效。
用铝箔做电路装置的基本材料，则表面的氧化非常严重，主要原因就是铝元素的性质非常活泼，表面更容易氧化，造成铝箔表面的接触电阻基本上不会低于100毫欧，从而严重影响电路装置的性能。
铜箔生产过程和运输、存储过程中，也由于接触空气和水汽表面会产生一定的氧化物，另外加上有些铜箔在出厂前表面会涂些防氧化的涂层，虽然对铜而言氧化的过程会比较慢且程度不如铝那么严重，但这些氧化物和涂层也会会导致铜箔表面的接触电阻增加，基本上接触电阻会1毫欧左右。
除此之外，传统的背接触太阳能电池使用用的柔性电路装置，在其穿孔绝缘胶膜的孔内没有电极簇点，背接触组件采用昂贵的导电银胶，进行电池片正负极点与柔性电路板的直接的电气连接，这样穿孔绝缘胶膜的厚度就决定了导电银胶的使用量，由于目前绝缘胶膜的厚度比较厚，无形中会增加导电银胶的使用量，提高增加了组件封装的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种导电性能优异并且成本较低的一种用于背接触太阳能组件的电路装置及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于背接触太阳能组件的电路装置的制备方法，包括如下步骤：制作穿孔绝缘胶膜3；将铜箔、铝箔或其它导电性优异的金属箔与所述穿孔绝缘胶膜3胶合；在所述穿孔绝缘胶膜3的孔内位置加工生成电极簇点，其中，所述电极簇点4的厚度不超过所述穿孔绝缘胶膜3的厚度，所述电极簇点4与所述太阳能组件的硅片正负极点通过导电银胶电气连接；在所述金属箔上加工生成电路；在所述金属箔的另一侧胶合一层太阳能组件背板；在所述穿孔绝缘胶膜3的孔内位置加工生成电极簇点的步骤进一步包括如下步骤：使用超音速冷喷工艺在所述穿孔绝缘胶膜3的孔内沉积一层或几层铜微粒、银微粒、合金微粒或其它导电优异的金属微粒，并进一步通过控制超音速冷喷涂的扫描速度、供料速度实现沉积出所述电极簇点4。
进一步地，一种用于背接触太阳能组件的电路装置的制备方法，所述金属微粒的直径为0.1um-500um。
一种用于背接触太阳能组件的电路装置，包括穿孔绝缘胶膜3、与所述穿孔绝缘胶膜3胶合在一起的铜箔、铝箔或其它导电性优异的金属箔、与所述金属箔的另一侧胶合在一起的太阳能组件背板，以及位于所述穿孔绝缘胶膜3孔内位置的电极簇点4，其中，所述金属箔上具有加工生成的电路，所述电极簇点4的厚度不超过所述穿孔绝缘胶膜3的厚度，所述电极簇点4与所述太阳能组件的硅片正负极点通过导电银胶电气连接；所述电极簇点4使用超音速冷喷工艺加工而成，首先在所述穿孔绝缘胶膜3的孔内沉积一层或几层铜微粒、银微粒、合金微粒或其它导电优异的金属微粒，并进一步通过控制超音速冷喷涂的扫描速度、供料速度实现沉积出所述电极簇点4。
进一步地，一种用于背接触太阳能组件的电路装置，所述金属微粒的直径为0.1um-500um。
总之，本发明所提供的技术方案改善了背接触太阳能电池柔性电路装置的欧姆接触性，并显著节约了导电银胶的使用量，能够提高用于背接触太阳能组件的电路装置的导电效果、加工效率、加工成本。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
附图标记说明：1太阳能组件背板；2刻有电路的金属箔；3穿孔绝缘胶膜；4电极簇点；5导电银胶；6背接触太阳能电池片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于背接触太阳能组件的电路装置的制备方法，基本作过程如下：制作穿孔绝缘胶膜3；将铜箔、铝箔或其它导电性优异的金属箔与所述穿孔绝缘胶膜3胶合；在所述穿孔绝缘胶膜3的孔内位置加工生成电极簇点，其中，所述电极簇点4的厚度不超过所述穿孔绝缘胶膜3的厚度，所述电极簇点4与所述太阳能组件的硅片正负极点通过导电银胶电气连接；在所述金属箔上加工生成电路；在所述金属箔的另一侧胶合一层太阳能组件背板。
超音速冷喷涂是一种金属喷涂工艺，它不同于传统的金属沉积工艺，它利用压缩空气和特殊喷嘴，将金属微粒加速的临界速度，使金属微粒直接沉积在基体表面，并能消除界面氧化物等污染物；它主要特点是喷涂机体的表面瞬间温度不超过150摄氏度，体感温度为70摄氏度左右，喷涂致密性好，可喷涂任意厚度的涂层，可以在任何金属、玻璃、陶瓷和岩石表面喷涂。
超音速喷涂技术相当于在金属箔表面进行喷砂去除氧化物等杂质的同时沉积铜、银等相对耐氧化且导电性能优异的金属微粒，而且超音速喷涂可以进行选择性喷涂，只对需要的电极点进行喷涂以形成一定厚度的电极簇点，该簇点与金属箔的结合力大于10兆帕，远大于真空镀膜工艺的镀层与金属箔的附着力，可以大大降低电极接触点的接触电阻，改善其欧姆接触性。
而目前一个在金属箔表面进行氧化物杂质进行清除的可行方法是在真空环境内先用等离子体对金属箔表面进行清洁，然后在真空环境内立即溅射镀铜、银等其他相对比较耐氧化而且导电性能优异的金属薄膜，但此方法投资比较大而且生产效率比较低，无法满足大规模生产；另外这种方法无法进行针对性的镀膜，对柔性电路装置而言，电极接触点的镀膜是最关键的，其他部位由于有胶膜的保护且不参与硅片正负极点的接触，完全可以不用镀膜，所以这种无选择性的真空镀膜技术会增加镀膜成本。因此，相比较，本发明所使用的超音速冷喷涂是一种金属喷涂工艺解决了上述问题，起到了降低成本、效率较高、可以进行大规模工业化生产等作用。
作为方法的一个具体实施例，一种用于背接触太阳能组件的电路装置的制备方法，在所述穿孔绝缘胶膜3的孔内位置加工生成电极簇点的步骤进一步包括如下步骤：使用超音速冷喷工艺在所述穿孔绝缘胶膜3的孔内沉积一层或几层铜微粒、银微粒、合金微粒或其它导电优异的金属微粒，并进一步通过控制超音速冷喷涂的扫描速度、供料速度实现沉积出所述电极簇点4。
穿孔绝缘胶膜3上有若干穿孔，该穿孔与背接触电池片6的正负电极点严格一一对应；采用超音速冷喷涂技术，将直径为0.1um-500um的金属微粒，在孔内的金属箔2上沉积，可以沉积一层或若干层金属微粒，其厚度不超过绝缘胶膜的厚度，所采用的超音速冷喷射工艺，其在沉积过程中会将金属箔2的表面氧化物等污物彻底清除，这样沉积的金属微粒就构成电极簇点4可以大大改善金属箔电路的欧姆接触性。
利用本发明所提供的技术方案可以在铝箔上喷涂30um-50um的铜微粒形成电极簇点，此电极簇点与硅片正负极点通过导电银胶电气连接，该电极簇点的接触电阻完全可以做到小于0.5毫欧；而在铜箔上也可以喷涂30um-50um的铜微粒形成电极簇点，此电极簇点与硅片正负极点通过导电银胶电气连接，该电极簇点的接触电阻完全可以做到小于0.3毫欧。
利用本发明所提供的技术方案可以直接利用铝箔制作背接触太阳能电池用的柔性电路装置，可以降低60％的生产成本。
利用本发明所提供的技术方案在背接触太阳能电池组件封装过程中，由于电极簇点为单层或多层结构的柱状，厚度可以接近穿孔绝缘胶膜，这样就缩短了金属箔电路与硅片之间的距离，用导电银胶进行电气连接时，至少可以减少50％的导电银胶使用量；甚至可以结合激光焊接技术，将电极簇点与硅片正负极点直接焊接在一起，完全取消导电银胶的使用，降低背接触太阳能电池组件的封装成本。
作为本发明产品的一个具体实施例，一种用于背接触太阳能组件的电路装置，包括穿孔绝缘胶膜3、与所述穿孔绝缘胶膜3胶合在一起的铜箔、铝箔或其它导电性优异的金属箔、与所述金属箔的另一侧胶合在一起的太阳能组件背板，以及位于所述穿孔绝缘胶膜3孔内位置的电极簇点4，其中，所述金属箔上具有加工生成的电路，所述电极簇点4的厚度不超过所述穿孔绝缘胶膜3的厚度，所述电极簇点4与所述太阳能组件的硅片正负极点通过导电银胶电气连接。
作为本发明产品的另一个具体实施例，一种用于背接触太阳能组件的电路装置，所述电极簇点4使用超音速冷喷工艺加工而成，首先在所述穿孔绝缘胶膜3的孔内沉积一层或几层铜微粒、银微粒、合金微粒或其它导电优异的金属微粒，并进一步通过控制超音速冷喷涂的扫描速度、供料速度实现沉积出所述电极簇点4。
作为一个较佳实施例，如图1所示，首先利用激光在绝缘胶膜上按照设计打孔制作穿孔绝缘胶膜3；然后将一定厚度的铜箔或铝箔与穿孔绝缘胶膜3胶合在一起；接着利用超音速冷喷涂方法配合相应的掩模版，在穿孔绝缘胶膜3的孔内沉积一层或几层粒径为30um-50um的铜微粒，通过控制超音速冷喷涂的扫描速度、供料速度实现沉积出一定厚度并符合要求的电极簇点4；最后利用激光在铜箔或铝箔上加工出相应的电路，再胶合一层传统的太阳能组件背板用于保护电路装置。
综上所述，本发明所提供的技术方案改善了背接触太阳能电池柔性电路装置的欧姆接触性，并显著节约了导电银胶的使用量，能够提高用于背接触太阳能组件的电路装置的导电效果、加工效率、加工成本，使得用于背接触太阳能组件的电路装置真正能够实现大规模生产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
Claims (4)
1.一种用于背接触太阳能组件的电路装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制作穿孔绝缘胶膜(3)；将铜箔、铝箔或其它导电性优异的金属箔与所述穿孔绝缘胶膜(3)胶合；在所述穿孔绝缘胶膜(3)的孔内位置加工生成电极簇点，其中，所述电极簇点(4)的厚度不超过所述穿孔绝缘胶膜(3)的厚度，所述电极簇点(4)与所述太阳能组件的硅片正负极点通过导电银胶电气连接；在所述金属箔上加工生成电路；在所述金属箔的另一侧胶合一层太阳能组件背板；
在所述穿孔绝缘胶膜(3)的孔内位置加工生成电极簇点的步骤进一步包括如下步骤：使用超音速冷喷工艺在所述穿孔绝缘胶膜(3)的孔内沉积一层或几层铜微粒、银微粒、合金微粒或其它导电优异的金属微粒，并进一步通过控制超音速冷喷涂的扫描速度、供料速度实现沉积出所述电极簇点(4)。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属微粒的直径为0.1um-500um。
3.根据权利要求1的方法所制备的一种用于背接触太阳能组件的电路装置，其特征在于，包括穿孔绝缘胶膜(3)、与所述穿孔绝缘胶膜(3)胶合在一起的铜箔、铝箔或其它导电性优异的金属箔、与所述金属箔的另一侧胶合在一起的太阳能组件背板，以及位于所述穿孔绝缘胶膜(3)孔内位置的电极簇点(4)，其中，所述金属箔上具有加工生成的电路，所述电极簇点(4)的厚度不超过所述穿孔绝缘胶膜(3)的厚度，所述电极簇点(4)与所述太阳能组件的硅片正负极点通过导电银胶电气连接；
所述电极簇点(4)使用超音速冷喷工艺加工而成，首先在所述穿孔绝缘胶膜(3)的孔内沉积一层或几层铜微粒、银微粒、合金微粒或其它导电优异的金属微粒，并进一步通过控制超音速冷喷涂的扫描速度、供料速度实现沉积出所述电极簇点(4)。
4.根据权利要求3所述的电路装置，其特征在于，所述金属微粒的直径为0.1um-500um。
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