CN106158993A - 电池片点状主栅线互联反光电池组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种电池片点状主栅线互联反光电池组件，它包括由下而上依次粘合在一起的背板、第一EVA层、电池片、第二EVA层和玻璃，其特征在于：在电池片表面设置有多列由圆点组成的圆点状主栅线和细栅线，圆点状主栅线直线排列并与细栅线垂直，在每条圆点状主栅线上焊接有相互串、并列的焊带，在所述焊带粘贴一层具有多角度反光功能的反光条。本发明在确保焊接低碎片率和电池片正电极拉力合格的情况下，极大地因减少银浆或银铝浆使用量25%而降低成本，圆点状主栅线的实施而最大限度地减少了遮光面5%，提高光照面，提高光线利用率，提高了光电转换率，增加了组件功率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池片点状主栅线互联反光电池组件。属于太阳能光伏领域。
背景技术
目前晶体硅太阳能光伏电池产业化已经形成规模，光伏行业发展迅速，技术也比较成熟，据国家最新报道数据，截止2015年9月，我国累计光伏发电装机已达37.95GW。但是，现阶段因为太阳能光伏发电前期成本还比较高，光伏项目必须依靠补贴才能实现盈利，所以，提高太阳能光伏组件转化效率，降低光伏项目的前期投入成本，是实现光伏电力“平价上网”的必须途径之一。
降低前期投入成本，提高光伏组件的转换效率，除了硅片本身外，国内外很多厂家也从制造工艺上动脑筋。通过对栅线印刷设计的创新，对组件制造工艺技术的创新改进，对原材料制造的创新以及大胆试用，从而实现了成本的降低和效率的提高，近几年里，太阳能光伏组件转化效率从14.1%提高到16.2%，1MW发电单元中光伏方阵的数量可以减少12%。在降低成本中，晶硅电池片栅线设计和反光条的制备应用是其中一个关键因素。太阳能电池片受光面的栅线设计是为了最大限度地收集光电流，即栅线应越粗、越密集越好，然而这必然减少了电池片的受光面积，形成高遮光的矛盾。而在影响光伏组件生产成本的因素中，晶硅电池片正电极栅线银或银铝浆料的成本占总成本的约20%，而影响太阳能光伏发电的效率主要是太阳辐射量，电池组件的转换率最大功率跟踪等问题，常规光伏组件的焊带直接焊接于电池片上，并将相临电池片互相连接，焊带本身具有一定的宽度，会遮盖住电池片的部分受光面积，影响光线的利用，也无法将焊带表面的光线反射出去，提高光线利用率，增加组件效率，而反光条的推广应用也涉及到其选用材料的性能、性价比、制备工艺、生产效率，使反光条能最大限度地间接降低单位发电成本，提高太阳能光伏发电性比价。因此寻求一种具有低遮光率、低成本、高转化效率电池片点状主栅线互联反光电池组件及其制备方法尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种低成本、高转化率能延长使用寿命的，经济效益明显的电池片点状主栅线互联反光电池组件及其制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种电池片点状主栅线互联反光电池组件，它包括由下而上依次粘合在一起的背板、第一EVA层、电池片、第二EVA层和玻璃，其特征在于：在电池片表面设置有多列由圆点组成的圆点状主栅线和细栅线，圆点状主栅线直线排列并与细栅线垂直，每条圆点状主栅线的圆点圆心均落在细栅线上，且每行圆点状主栅线的圆点交叉排列在细栅线上，每个圆点状主栅线的圆点直径与相邻两个细栅线的间距相等，且每条圆点状主栅线上的圆点间隔距离等于相邻两个细栅线的间距，在每条圆点状主栅线上焊接有相互串、并列的焊带，在所述焊带粘贴一层具有多角度反光功能的反光条。
优选地，所述反光条的长度和宽度与每条圆点状主栅线的长度和宽度相同，所述反光条以PVC层作为基层材料，在PVC层的正面和反面粘合有热塑性聚氨酯材料制成的TPU层，在PVC层正面的TPU层上面粘合有ABS层，在所述ABS层的表面热压成反射太阳光的反射结构，在反射结构的表面镀有一层金属反光膜，在金属反光膜的表面均匀喷涂有一层透明的绝缘保护层。
优选地，在距离反光条两侧等距位置自金属反光膜的上表面向下设置有绝缘槽。
优选地，所述反光条通过以下方法制得：
步骤一、将ABS塑料、热塑性聚氨酯TPU、PVC和热塑性聚氨酯TPU按照自上而下的方式熔融复合成层状结构的基层本体，熔融时加热辊温度控制在145℃—150℃，线速度为每分钟200—280米，经冷却后收成大卷；
步骤二、制备镜面模压辊，利用镜面模压辊将ABS表面热压成反射太阳能的反射结构，模压辊温度为145—150℃，线速度280—300米/分钟；
步骤三、采用电镀工艺在步骤二的反射结构表面镀上一层金属反光膜；
步骤四、在步骤三中电镀好的金属反光膜表面均匀喷涂一层透明的聚氨酯膜层，聚氨酯液温为165—170℃，喷口压力为2—2.4kg；
步骤五、把复合后热压成形并又经电镀的反光膜大卷切成一定尺寸的长条，切割张力为0.15—0.40kg，线速度为380—400米/分钟；
步骤六、在距离步骤五的长条反光膜两侧等距位置自金属反光膜的上表面向下，各刻蚀一个绝缘槽，完成反光条的制备。
优选地，步骤二中的反射结构为在1-2.8mm2范围内压制成10-12个底角为30-45°的等腰三角形结构。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、而把常规的印刷条状主栅线设计成圆点状主栅线，在工艺不复杂的情况下节省银浆或银铝浆25%，降低成本7-8%，能保证细栅线区域的光电流能被完全收集，能保证拉力和测试探针准确测试出电池片的电性能，还能确保具有优良的焊接性能及较高的焊接正片率。同时也减少了遮光面5%，增加了光反射光源5%，提高了收集光电性能。
2、采用新颖独特的反光条膜制造工艺技术，改变了传统的玻璃纤维等基材以及利用胶水复合等不环保工艺，制成生产成本低，既环保又抗老化，耐腐蚀还绝缘性能良好的反光条膜，不但工艺简单，易操作，流水线生产效率高，同样降低了生产成本，而且不用胶水复合后，解决了溶剂型胶水带来的环境污染及更高的成本。
3、采用反光条两端开设绝缘槽而很好地避免电池片之间可能出现的短路情况，确保电池组件的安全性能。
4、采用反光条金属层表面喷涂透明绝缘层，既保证反光条具有良好的绝缘性能，又很好地保护了反光条金属层，提高反光条金属层的抗老化和耐腐蚀性能，其使用寿命可达30年以上。
附图说明
图1为本发明中的电池片点状主栅线互联反光电池组件的结构示意图。
图2为本发明中的电池片点状主栅线互联反光电池组件的电池片的结构示意图。
图3为本发明中的反光条的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1，2，本发明涉及一种电池片点状主栅线互联反光电池组件，包括由下而上依次粘合在一起的背板1、第一EVA层2、电池片3、第二EVA层4和玻璃5，在电池片3表面设置有多列由圆点组成的圆点状主栅线3.1和细栅线3.2，圆点状主栅线3.1直线排列并与细栅线3.2垂直，每条圆点状主栅线3.1的圆点圆心均落在细栅线3.2上，且每行圆点状主栅线3.1的圆点交叉排列在细栅线3.2上，每个圆点状主栅线3.1的圆点直径与相邻两个细栅线3.2的间距相等，且每条圆点状主栅线3.1上的圆点间隔距离等于相邻两个细栅线3.2的间距，把常规的印刷条状主栅线设计成圆点状主栅线；从而达到了既减少晶硅电池片的遮光面，还节约了银浆或银铝浆的使用量，在每条圆点状主栅线3.1上铺上焊带6，焊带焊接形成串、并连，在焊接好的串、并连焊带上面通过加温（120—130°）加压（0.5kg）粘贴一层具有多角度反光功能的反光条7，利用反光条多角度反折射功能将入射到焊带上的光线再反折射到组件的表面，利用反光膜表面微结构的镜面反射功能，可将其表面的光线反射到前板玻璃，然后再反射至电池，利用反光膜中金属层的斜面反光面，在接受光源后不同的表面形状可以让光源形成不同的反射、对射和折射，并形成相互干涉的反复光源，并将单一的光源放大反射为多道光源，形成有力的光源补偿以获得更高的光电转换效率，能提高光伏组件功率2.5%以上。同时由于焊带上粘贴了一层反光膜，保护并增强了焊带的拉力，大大减少因气候原因及老化而焊带断裂，能延长光伏组件使用寿命五年以上。
参见图3，所述反光条7的长度和宽度与每条圆点状主栅线3.1的长度和宽度相同，所述反光条7以PVC层7.1作为基层材料，在PVC层7.1的正面和反面粘合有热塑性聚氨酯材料制成的TPU层7.2，在PVC层7.1正面的TPU层7.2上面粘合有ABS层7.3，四层结构的总体厚度为120微米，在所述ABS层的表面热压成反射太阳光的反射结构7.4，反射结构为微形等腰三角形结构，或者其他微结构，在反射结构7.4的表面镀有一层金属反光膜7.5，金属反光膜的厚度为0.35微米，同时在金属反光膜7.5的表面均匀喷涂有一层透明的聚氨酯材料的绝缘保护层7.6，在反光条7的两侧自金属反光膜7.5的上表面沿ABS层设置有绝缘槽7.7，所述绝缘槽7.7的宽度为0.1mm，深度为0.2mm，绝缘槽的作用主要为避免相邻的电池片通过反光条电流连通，造成短路。该反光条的TPU层是代替胶水热熔合上下两层作用，而且透明绝缘性能好，结合力非常强，而带有微形等腰三角形样凹凸起结构金属表面层，起到将投射其表面的光线反射到前板玻璃然后再反射至电池，从而增加光利用率5%和2.5%以上组件功率。中间层用ABS和PVC料合成，起到强基和阻隔功能作用，并形成牢固的反光条，并通过反光条与焊带的粘合从而增强了焊带的韧性和强度，减少了焊带因自然环境的影响而老化形成的断裂，延长了光伏组件使用寿命。
本实施例中还提供了一种应用于上述电池片点状主栅线互联反光电池组件的反光条的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、将ABS塑料、热塑性聚氨酯TPU、PVC和热塑性聚氨酯TPU按照自上而下的方式熔融复合成层状结构的基层本体，基层本体的总厚度为120微米，熔融时加热辊温度控制在145℃—150℃，线速度为每分钟280—300米，经冷却后收成大卷，该复合体比玻璃纤维或其他塑料复合层的刚强度与韧软性结合，拉伸强度好，各层的剥离强度高达25kg/cm，耐老化性能好，使用寿命能超30年；
步骤二、制备镜面模压辊，利用镜面模压辊将ABS表面热压成反射太阳能的反射结构，其表面为微形等腰三角形结构，辊模参数为：温度为145—150℃，线速度280—300米/分钟，1-2.8mm2范围内压制成10-12个底角为30-45°的等腰三角形结构；
步骤三、采用电镀工艺在步骤二的反射结构表面镀上一层金属反光膜，其中金属反光膜的厚度为0.35微米；
步骤四、将步骤三中电镀好的基层本体大卷移至聚氨酯喷涂机，在金属反光膜表面均匀喷涂一层透明的聚氨酯膜层（绝缘保护层），将金属反光膜绝缘覆盖起来，聚氨酯喷涂机料桶中聚氨酯液温为165—170℃，喷口压力为2—2.4kg；
步骤五、根据电池串焊带宽度规格利用进口分切机把复合后热压成形并又经电镀的反光膜大卷切成一定尺寸的长条，分切机的切割张力为0.15—0.40kg，线速度为380—400米/分钟；
步骤六、将切割形成的长条反光膜用精密激光刻蚀设备沿金属反光膜上方向下，且在距离长条反光膜横向两侧等距的位置各刻蚀一个绝缘槽，完成反光条的制备，所刻绝缘槽的宽度为0.1mm，深度为0.2mm，本绝缘槽的作用主要为避免相邻的电池片通过反光条电流连通，造成短路。
将上述反光条应用到电池组件上后，根据测试和测算本发明项目光伏组件比常规光伏组件不但降低成本5%，还降低了遮光面5%，而且还提高了光照效率5%和增加了组件功率2.5%以上，而反光条膜制备的创新不但降低成本15%以上，还提高了反光条膜的拉伸强度和剥离涨度，以及其它性能指标。同时还降低焊带断裂情况的发生，延长了光伏组件的使用寿命五年，极大地提高了综合经济效益，大力推动了太阳能光伏发电的应用与发展。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电池片点状主栅线互联反光电池组件，它包括由下而上依次粘合在一起的背板（1）、第一EVA层（2）、电池片（3）、第二EVA层（4）和玻璃（5），其特征在于：在电池片（3）表面设置有多列由圆点组成的圆点状主栅线（3.1）和细栅线（3.2），圆点状主栅线（3.1）直线排列并与细栅线（3.2）垂直，每条圆点状主栅线（3.1）的圆点圆心均落在细栅线（3.2）上，且每行圆点状主栅线（3.1）的圆点交叉排列在细栅线（3.2）上，每个圆点状主栅线（3.1）的圆点直径与相邻两个细栅线（3.2）的间距相等，且每条圆点状主栅线（3.1）上的圆点间隔距离等于相邻两个细栅线（3.2）的间距，在每条圆点状主栅线（3.1）上焊接有相互串、并列的焊带（6），在所述焊带（6）粘贴一层具有多角度反光功能的反光条（7）。
2.根据权利要求1所述的一种电池片点状主栅线互联反光电池组件，其特征在于：所述反光条（7）的长度和宽度与每条圆点状主栅线（3.1）的长度和宽度相同，所述反光条（7）以PVC层（7.1）作为基层材料，在PVC层（7.1）的正面和反面粘合有热塑性聚氨酯材料制成的TPU层（7.2），在PVC层（7.1）正面的TPU层（7.2）上面粘合有ABS层（7.3），在所述ABS层的表面热压成反射太阳光的反射结构（7.4），在反射结构（7.4）的表面镀有一层金属反光膜（7.5），在金属反光膜（7.5）的表面均匀喷涂有一层透明的绝缘保护层（7.6）。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池片点状主栅线互联反光电池组件，其特征在于：在距离反光条（7）两侧等距位置自金属反光膜（7.5）的上表面向下设置有绝缘槽（7.7）。
4.根据权利要求3所述的一种电池片点状主栅线互联反光电池组件，其特征在于：所述反光条（7）通过以下方法制得：
步骤一、将ABS塑料、热塑性聚氨酯TPU、PVC和热塑性聚氨酯TPU按照自上而下的方式熔融复合成层状结构的基层本体，熔融时加热辊温度控制在145℃—150℃，线速度为每分钟280—300米，经冷却后收成大卷；
步骤二、制备镜面模压辊，利用镜面模压辊将ABS表面热压成反射太阳能的反射结构，模压辊温度为145—150℃，线速度280—300米/分钟，
步骤三、采用电镀工艺在步骤二的反射结构表面镀上一层金属反光膜；
步骤四、在步骤三中电镀好的金属反光膜表面均匀喷涂一层透明的聚氨酯膜层，聚氨酯液温为165—170℃，喷口压力为2—2.4kg；
步骤五、把复合后热压成形并又经电镀的反光膜大卷切成一定尺寸的长条，切割张力为0.15—0.40kg，线速度为380—400米/分钟；
步骤六、在距离步骤五的长条反光膜两侧等距位置自金属反光膜的上表面向下，各刻蚀一个绝缘槽，完成反光条的制备。
5.根据权利要求4所述的一种电池片点状主栅线互联反光电池组件，其特征在于：步骤二中的反射结构为在1-2.8mm2范围内压制成10-12个底角为30-45°的等腰三角形结构。
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