CN106206813A - 太阳能电池单元、导电线、阵列、电池组件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种太阳能电池单元的导电线、太阳能电池单元、太阳能电池片阵列、太阳能电池组件和太阳能电池组件的制备方法，所述导电线由金属丝构成，所述金属丝的高度为H，所述金属丝的宽度为W，所述高度H与所述宽度W的比值大于1:1。根据本申请实施例的太阳能电池单元的导电线，将导电线由高宽比大于1的金属丝构成，由于该结构的金属丝的遮光面积较小，因此可以采用更多的根数，从而提高导电线的导电截面积，从而提高电池片的性能。

Description

太阳能电池单元、导电线、阵列、电池组件及其制备方法

技术领域

本申请涉及太阳能电池领域，具体地涉及太阳能电池单元的导电线、太阳能电池单元、太阳能电池片阵列、太阳能电池组件及其制备方法。

背景技术

太阳能电池组件是太阳能发电装置的重要部件之一。太阳光从电池片的正面照射到电池片上，现有的无主栅太阳能电池组件是通过金属丝代替传统的银质主栅线及焊带以引出电流，电池片包括电池片基体和设在电池片基体正面上的副栅线，导电线和副栅线覆盖电池片的正面的一部分，由此会遮挡一部分太阳光，照在导电线和副栅线上的太阳光能无法转变成电能，因此，需要导电线和副栅越细越好。然而，导电线和副栅线的作用在于传导电流，从电阻率的角度看，导电线和副栅线越细则导电横截面积越小，电阻损失越大。因此导电线和副栅线设计需要在遮光和导电之间取得平衡，同时要考虑成本。

发明内容

本申请是基于申请人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

相关技术中，太阳能电池片的正面通常设置有主栅线和副栅线，用于导出电池片通过光电效应或者光化学效应所产生的电流。为了提高电池片的效率，目前的太阳能电池厂商都在致力于研究如何提高主栅线的数量。现有技术中已经成功的将主栅从2根提高到3根，甚至提高至5根。

但是，现有技术中，主栅线是通过印刷主要成分为价格昂贵的银的浆料制备而成的，因此，其制备成本非常高，增加银主栅线的根数必然导致成本的增加。同时，现有的银主栅线的宽度大(例如，宽度达到2mm以上)，增加银主栅线的根数也会增到遮光面积，导致电池片的转换效率降低。

因此，从降低成本，减少遮光面积的角度出发，相关技术中将原本印刷在电池片上的银主栅线替换为金属丝，如铜丝，通过铜丝与副栅线焊接，进而铜丝作为导电线导出电流。由于不再使用银主栅线，其成本可以大幅降低，同时由于铜丝的直径较小，能够降低遮光面积，因此，可以进一步将导电线的数量提升到10根。这种电池片可以称为无主栅电池片。其中，金属丝替换了传统太阳能电池片中的银主栅和焊带。

本申请的发明人经过长期的研究实验发现，如果采用同时拉出多根平行的金属丝，然后将多根金属丝剪断，再将多根金属丝同时固定焊接至电池片上。此种方式由于设备及制备精度、工艺等的限制，例如由于应力的作用，太阳能电池片在自由状态下放置时，是有一定弯曲的，因此需要金属丝保持一定的张紧度才能把电池片压平(实验证明，对丝径0.2mm的铜丝来说，其最小张紧力至少要有2N)。为保持该张紧力，需要在每根金属丝两端设置类似夹子的装置，该装置需要占用一定的空间，而电池片的空间是有限的，因此，现有技术中目前最多只能在一个电池片上同时拉出并固定焊接10根左右的金属丝，再增加金属丝的根数非常困难。因为，金属丝根数越多，其自由端越多，设备需要同时控制更多的金属丝，这对拉丝设备要求很高。同时，太阳能电池片的空间有限，例如，一般单个电池片的尺寸为156mm*156mm，在如此有限的空间内需要同时精确控制多根金属丝，这对设备要求很高，尤其是对精度要求非常高。因此在目前的实际生产中，并不能较好的同时控制并焊接多根金属丝，能够增加的导电线的根数仍然有限，一般最多只有10根左右，而且实现困难。

为了解决这个问题，现有技术(US20100275976，以及US20100043863)提出了一种将多根金属丝固定在透明膜层上的技术方案。即，先将多根平行的金属丝通过粘结的方式固定在透明膜层上，然后将粘结有多根平行的金属丝的透明膜贴合到电池片上，最后通过层压工艺使金属丝与电池片上的副栅线接触。该方案通过透明膜层固定多根金属丝，解决了同时控制多根金属丝的问题，可以进一步增加金属丝的根数，但是此方案几乎摒弃了焊接工艺，即金属丝不是通过焊接工艺与副栅线连接的，而是通过层压工艺使金属丝与副栅线相接触，从而导出电流。

此方案虽然可以进一步提升金属丝的根数，但是，由于透明膜层的存在，会影响光的吸收，造成一定的遮光，从而导致转换效率的降低。

更重要的是，这种采用透明膜层固定金属丝的方案是无法采用焊接工艺连接金属丝与副栅线的。这是因为，一方面，如果采用焊接工艺，透明膜层的熔化温度必须要高于焊接温度(焊接温度一般在140℃左右)。否则，如果透明膜层的熔化温度低于焊接温度，在焊接时，胶膜层会发生熔化，从而丧失其固定金属丝的作用，金属丝会发生漂移，大大降低焊接效果。然而，另一方面，本领域技术人员公知，太阳能电池片在使用时需要处于密封状态，以防止水、空气等进入电池片中，导致产生腐蚀、短路等；而现有的封装材料一般为EVA，其熔点一般为70－80℃，远远低于焊接温度；如果采用焊接工艺，如上所述，透明膜层的熔化温度需要高于焊接温度，其必然也高于封装材料的熔点，因此在封装的时候，在封装温度下，封装材料(EVA)发生熔化，而透明膜层不会发生熔化，因而，在封装时，熔化的封装材料是无法透过固体的胶膜层，从而将电池片完全密封住的，因此，其密封效果非常差，实际产品很容易失效。因此，从封装的角度来说，又需要透明膜层的熔化温度低于焊接温度，这显然是一个悖论。

因此，这种采用胶膜层固定金属丝的方案是无法采用焊接工艺将金属丝与副栅线焊接在一起的，其金属丝实际上仅仅只是和电池片上的副栅线接触而已，即，金属丝只是搭在副栅线上。因此，金属丝和副栅线的连接强度非常低，在层压过程中或者使用过程中，金属丝和副栅线之间非常容易发生脱离，造成接触不良，从而导致电池片的效率大幅度降低，甚至是失效。因此，采用此方案的产品并未真正的得到推广及商业化。因此，目前市场上并没有成熟的无主栅太阳能电池。

本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

本申请提出的多主栅太阳能电池能够商业化，制备简单易实现，特别是成本低，设备简单，能够批量生产。

为此，本申请提出一种太阳能电池单元的导电线，该太阳能电池单元的导电线制造简单、成本低，光电转换效率高。

本申请还提出一种太阳能电池单元，该太阳能电池单元制造简单、成本低，光电转换效率高。

本申请还提出一种太阳能电池片阵列，该太阳能电池片阵列制造简单、成本低，光电转换效率高。

本申请还提出一种具有上述太阳能电池片阵列的太阳能电池组件，该太阳能电池组件制造简单、成本低，光电转换效率高。

本申请还提出一种上述太阳能电池组件的制备方法。

根据本申请第一方面实施例的太阳能电池单元的导电线，所述导电线由金属丝构成，所述金属丝的高度为H，所述金属丝的宽度为W，所述高度H与所述宽度W的比值大于1:1。

根据本申请实施例的太阳能电池单元的导电线，将导电线由高宽比大于1的金属丝构成，可以充分利用电池片厚度方向上的空间，即导电线高度方向上的空间，进而增加导电截面积，即，在同样的遮光面积的情况下可以提高导电截面积，即，在同样的遮光面积先本申请实施例的太阳能电池单元的导电线具有更高的导电截面积，从而提高电池片的性能。

根据本申请第二方面实施例的太阳能电池单元包括：电池片，所述电池片包括电池片基体和设在所述电池片基体的正面上的副栅线；导电线，所述导电线设在所述电池片基体的正面上且与所述副栅线相交和相连，所述导电线为根据上述实施例所述的用于太阳能电池单元的导电线。

根据本申请第三方面实施例的太阳能电池片阵列，包括多个电池片，所述电池片为根据上述实施例所述的太阳能电池单元，相邻电池片通过所述金属丝相连。

根据本申请第四方面实施例的太阳能电池组件，包括依次叠置的上盖板、正面胶膜层、电池片阵列、背面胶膜层和背板，所述电池片阵列为根据上述实施例所述的太阳能电池片阵列。

根据本申请五方面实施例的太阳能电池组件的制备方法，包括：提供上述实施例所述电池片阵列；将上盖板、正面胶膜层、所述太阳能电池片阵列、背面胶膜层和背板依次叠放，且使所述太阳能电池单元的正面面对正面胶膜层，使所述太阳能电池单元的背面面对背面胶膜层，然后进行层压得到所述太阳能电池组件。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请一个实施例的太阳能电池片阵列的平面示意图。

图2是根据本申请一个实施例的太阳能电池片阵列的纵向的截面示意图。

图3是根据本申请一个实施例的太阳能电池片阵列的横向的截面示意图。

图4是根据本申请实施例的用于形成导电线的金属丝的示意图。

图5是根据本申请另一实施例的太阳能电池片阵列的平面示意图。

图6是根据本申请又一实施例的太阳能电池片阵列的平面示意图。

图7是根据本申请实施例的金属丝的往复延伸的示意图。

图8是根据本申请实施例的太阳能电池片阵列的两个电池片的示意图。

图9是图8所示两个电池片通过金属丝连接而成太阳能电池片阵列的示意图。

图10是根据本申请实施例的太阳能电池组件的示意图。

图11是图10所示太阳能电池组件的局部截面示意图。

附图标记：

电池片组件100；

上盖板10；

正面胶膜层20；

电池片阵列30；电池片31；第一电池片31A；第二电池片31B；电池片基体311；副栅线312；正面副栅线312A；背面副栅线312B；背电场313；背电极314；

导电线32；正面导电线32A；背面导电线32B；金属丝321；连接材料层322；

背面胶膜层40；

下盖板50。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，为了更加清楚和便于描述，下面对部分术语进行解释。

术语“电池单元”包括电池片31和导电线32，由此，导电线32也可以称为电池单元的导电线32。

术语“电池片31”包括电池片基体311、设在电池片基体311正面上的副栅线312、设在电池片基体311的背面的背电场313和设在背电场313上的背电极314，由此，副栅线312也可以称为电池片31的副栅线312，背电场313也可以称为电池片31的背电场313，背电极314也可以称为电池片31的背电极314。

“电池片基体311”例如可以由硅片经制绒、扩散、边缘刻蚀、沉积氮化硅层等工序后得到的中间产品，但是需要理解的是，在本申请，电池片基体311并不限于由硅片制成。

换言之，电池片31包括硅片、对硅片表面的一些处理层、受光面的副栅线及背光面的背电场313和背电极314，或等同的没有正面电极的其他类太阳能电池。

在本申请中，电池单元、电池片31和电池片基体311仅仅是为了便于描述，而不能理解为对本申请的限制。

“太阳能电池片阵列30”是由多个电池片排列而成，换言之，由多个通过导电线32相连的电池片31排列而成。

在太阳能电池片阵列30中，金属丝S构成电池片的导电线32，金属丝S延伸在相邻电池片31的表面之间应作广义理解，金属丝S可以延伸在相邻电池片31的表面之间，金属丝S可以与电池片31的副栅线312相连，或者金属丝S也可以与相邻电池片31中一个电池片31的副栅线312和另一个电池片31的背电极314相连，或者一部分金属丝S与电池片31的副栅线312相连，其余的金属丝S同时与电池片31的背电极314相连。

换言之，金属丝S可以延伸在相邻电池片31的正面之间，也可以延伸在相邻电池片31中的一个电池片31的正面与另一个电池片31的背面之间。在金属丝S延伸在相邻电池片31中的一个电池片31的正面与另一个电池片31的背面之间时，导电线32可以包括延伸在电池片31的正面上且与电池片31的副栅线312电连接的正面导电线32A，以及延伸在电池片31的背面上且与电池片31的背电极314电连接的背面导电线32B，金属丝S位于相邻电池片31之间的部分可以称为连接导电线。

本申请中披露的所有范围都包含端点并且是可独立结合的。本申请中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。

在本申请中，除非另有说明，方位术语如“上、下”通常是指附图所示的上、下；“正面”是指太阳能电池组件在应用过程中朝向光线的一面，也即受光面；“背面”是指太阳能电池组件在应用过程中背对光线的一面。

下面首先描述根据本申请实施例的太阳能电池单元的导电线32。

如图1至图11所示，根据本申请实施例的太阳能电池单元的导电线32由金属丝构成，金属丝的高度为H，金属丝的宽度为W，高度H与宽度W的比值大于1:1。

具体而言，以导电线32设在电池片31的上方为例，根据本申请实施例的导电线32在上下方向上的高度H与在左右方向上的宽度W的比值大于1:1。

应该说明的是，如果采取熔接的方式，如焊接，使导电线与电池单元的副栅线连接后，部分导电线可能熔化与副栅线电连接，因此，焊接完成后的导电线的高度H与宽度W的比值可能低于1:1，因此，本申请指的是焊接前的金属丝的高度H与宽度之间的比值，不是指焊接完成后的导电线的高度与宽度的比值。

换言之，根据本申请实施例的导电线32的高宽比是大于1的。由此，根据本申请实施例的太阳能电池单元的导电线32，将导电线32由高宽比大于1的金属丝构成，由此，导电线32可以充分利用高度方向上的空间，相对的增加导电面积。即，在单根导电线具有同样的遮光面积下，本申请实施例的导电线具有更高的高度，因而具有更大的横截面积，进而导电线具有更大的导电面积；同时，在单根导电线导电面积(横截面积)相同的情况下，根据本申请的导电线的遮光面积更小，因此可以采用更多的根数，从而整体上提高导电线32的导电截面积，从而提高电池片的性能。

优选地，根据本申请的一个实施例，高度H与宽度W的比值小于6:1，更优选的，高度H与宽度W的比值为1.5:1-3：1。在本申请的一些具体实施方式中，宽度W在0.04毫米-0.2毫米的范围内。优选地，宽度W在0.08毫米-0.2毫米的范围内。

可选地，高度H在0.15毫米-0.8毫米的范围内。进一步地，高度H在0.2毫米-0.5毫米的范围内。

由此，该结构的导电线32与电池片31的导电截面积可以设置得更大，从而更大程度地提高电池片的性能。

如图4所示，在本申请中，导电线32为包覆有连接材料层322的铜丝。即导电线32由金属丝321和包覆在金属丝321上的连接材料层322构成。

可选地，连接材料层322为焊接层，进一步地，焊接层为合金层。在本申请的另一些具体实施方式中，连接材料层322为导电胶。

也就是说，金属丝321外面包覆有连接材料层322，例如导电胶层或焊接层，金属丝通过包覆的焊接层与电池片31相连。由此，便于金属丝321与电池片31的电连接，避免连接过程中金属丝漂移而影响光电转换效率。当然，金属丝321与电池片31的电连接可以在太阳能电池组件的层压过程中进行，也可以在层压之前进行，优选地，在层压之前进行连接。

在本申请的一些具体实施方式中，金属丝的横截面为矩形。进一步地，矩形的上面的两个角设有用于反光的导角。由此，该结构的金属丝能将光反射到电池片上，进一步提高电池片上的光强度，从而提高光电转换效率。

下面描述根据本申请实施例的太阳能电池单元。

如图1至图11所示，根据本申请实施例的太阳能电池单元包括电池片31和导电线32。电池片31包括电池片基体311和设在电池片基体311的正面上的副栅线312，导电线32设在电池片基体311的正面上且与副栅线312相交和相连，导电线32为根据上述实施例的用于太阳能电池单元的导电线32。

换言之，根据本申请的太阳能电池单元主要由电池片31和导电线32构成，电池片31则主要由电池片基体311和副栅线312构成，在本申请中，导电线32与电池片31的导电截面积较大，可以提高电池片的性能。

下面描述根据本申请实施例的太阳能电池片阵列30。

根据本申请实施例的太阳能电池片阵列30包括多个太阳能电池单元，太阳能电池单元为根据上述实施例所述的太阳能电池单元，相邻太阳能电池单元的电池片31之间通过金属丝，即导电线32相连。

由于根据本申请上述实施例的太阳能电池单元具有上述技术效果，因此，根据本申请实施例的太阳能电池片阵列30也具有相应的技术效果，即电池片导电性能好，光电转换效率高。

具体地，在本申请一些实施例中，导电线32由金属丝S构成，金属丝S在相邻电池片31中的一个电池片31的表面与另一个电池片31的表面之间往复延伸。

这里，电池片31与由延伸在该电池片31表面上的金属丝S构成的导电线32构成电池片，换言之，根据本申请实施例的太阳能电池片阵列30由多个电池单元构成，多个电池单元的导电线32由往复延伸在电池片31的表面上的金属丝S构成。

需要理解的是，在本申请中，术语“往复延伸”也可以称为“绕制”，可以是指金属丝S在电池片31的表面之间沿着往复的行程延伸。

在本申请中，“金属丝S在相邻电池片31中的一个电池片31的表面与另一个电池片31的表面之间往复延伸”应作广义理解，例如，金属丝S可以往复延伸在相邻电池片31中的一个电池片31的表面与另一个电池片31的表面之间，金属丝S也可以从第一个电池片31的表面延伸通过预定数量的中间电池片31表面至最后一个电池片31的表面，然后从最后一个电池片31的表面返回且延伸通过所述预定数量的中间电池片31的表面至第一个电池片31的表面，如此重复。

此外，当电池片31通过金属丝S并联时，金属丝S可以往复延伸在电池片的正面上，在此情况下，金属丝S构成电池片的正面导电线32A，可选地，金属丝S往复延伸在电池片31的正面上且不同的金属丝S往复延伸在电池片31的背面上，在此情况下，延伸在电池片31正面上的金属丝S构成正面导电线32A，延伸在电池片31的背面的金属丝S构成背面导电线32B。

当电池片31通过金属丝S彼此串联时，金属丝S往复延伸在相邻电池片31中的一个电池片31的正面与另一个电池片31的背面之间，在此情况下，金属丝S在一个电池片31的正面上延伸的部分构成正面导电线32A，金属丝S在相邻另一个电池片31的背面上延伸的部分构成背面导电线32B。在本申请中，除非另有明确说明，导电线32可以理解为正面导电线32A、背面导电线32B，或正面导电线32A和背面导电线32B。

这里，术语“往复延伸”可以理解为金属丝S延伸“一个往复”形成两根导电线32，两根导电线32之间由于金属丝321往复绕制形成U形结构或者V形结构，但是本申请并不限于此。

根据本申请实施例的电池片阵列30，多个电池单元的导电线32由往复延伸的金属丝S构成，相邻电池片31之间通过导电线32相连，因此，根据本申请实施例的太阳能电池单元采用金属丝制成的导电线32引出电流，无需使用价格昂贵的银浆印刷成主栅线引出电流，电池片的成本大大降低，而且制造工艺简单，无需使用焊带连接电池片，金属丝S与电池片的副栅线312和背电极的连接方便。

此外，由于导电线32由往复延伸的金属丝S构成，导电线32的宽度(即金属丝在电池片上的投影的宽度)远远小于现有的印刷银浆形成的主栅线的宽度，减小了遮光面积，而且，导电线32的数量可以方便地调整，与银浆形成的主栅线相比，导电线32的电阻减小，提高了光电转换效率。由于金属丝S往复延伸形成导电线，在使用电池片阵列30制造太阳能电池组件100时，金属丝S更容易精确控制，不易移位，即金属丝不容易发生“漂移”，不会影响光电转换效率，进一步提高了光电转换效率。

因此，根据本申请实施例的太阳能电池片阵列30，成本低、光电转换效率高。

下面参考附图描述根据本申请具体实施例的太阳能电池片阵列30。

参考图1-3描述根据本申请一个具体实施例的太阳能电池片阵列30。

在图1-3所示的实施例中，示出了太阳能电池片阵列30的两个电池单元，换言之，示出了通过由金属丝S构成的导电线32彼此相连的两个电池片31。

可以理解的是，电池片31包括电池片基体311、设在电池片基体311的正面上的副栅线312(即正面副栅线312A)，设在电池片基体311的背面上的背电场313和设在背电场313上的背电极314。在本申请中，需要理解的是，除非另有明确说明，背电极314可以为传统电池片的背电极，例如由银浆印刷形成，也可以是类似于电池片基体正面上的副栅线的背面副栅线312B，也可以为离散的多个焊接部，在本申请中，除非另有明确说明，副栅线是指电池片基体311的正面上的副栅线312。

具体地，在本申请的一个实施例中，金属丝在一个电池片31的正面和另一个电池片31的背面之间往复延伸。

如图1-3所示，在此实施例中，太阳能电池片阵列包括两个电池片31A，31B(为了描述方便，这里称为第一电池片31A，第二电池片31B)，金属丝S往复延伸在第一电池片31A的正面(受光面，图2中的上表面)与第二电池片31B的背面之间，由此，金属丝S构成了第一电池片31A的正面导电线32A以及第二电池片31B的背面导电线32B，金属丝S与第一电池片31A的副栅线电连接(例如焊接或用导电胶粘结)且与第二电池片31B的背电极电连接。

在本申请的一个实施例中，电池片基体311的背面设有背电极314，金属丝与背电极314焊接相连。

也就是说，在该实施例中，电池片基体311的正面设有正面副栅线312A，该电池片基体311的背面设有背电极314，导电线32位于电池片基体311的正面时，导电线32与正面副栅线312A焊接相连，当导电线32位于电池片基体311的背面时，则与该电池片基体311的背面的背电极314焊接相连。

在一些实施例中，金属丝S为一根，金属丝S在第一电池片31A与第二电池片31B之间往复延伸10-60次，优选地，如图1所示，金属丝往复延伸12次以便形成24根导电线，且金属丝为单根，换言之，单根金属丝往复延伸12次形成24根导电线，相邻导电线之间的间距可以为2.5毫米-15毫米。根据此实施例，与传统电池片的主栅线相比，数量增加，从而减小了电流从副栅线到导电线的距离，减少了电阻，提高了光电转化效率。在图1所示的实施例中，相邻导电线形成U形结构，由此便于金属丝的绕制。可选地，本申请并不限于此，例如，相邻导电线也可以形成V形结构。

在一些实施例中，优选地，金属丝321为铜丝，但本申请并不限于此，例如金属丝321也可以为铝丝。优选地，金属丝321具有圆形横截面，由此，更多的太阳光可以照射到电池片基体上，进一步提高光电转换效率。

更优选地，如图4所示，金属丝321外面包覆有连接材料层322，例如导电胶层或焊接层，金属丝通过包覆的焊接层与副栅线和/或背电极焊接，由此，便于金属丝与副栅线和/或背电极的电连接，避免连接过程中金属丝漂移而影响光电转换效率。当然，金属丝与电池片体的电连接可以在太阳能电池组件的层压过程中进行，也可以在层压之前进行，优选地，在层压之前进行连接。

在一些实施例中，优选地，在金属丝与电池片接触之前，金属丝在张紧状态下延伸，即将金属丝拉直，在与电池片的副栅线和背电极连接之后，可以释放金属丝的张紧力，由此进一步避免在制备太阳能电池组件时导电线漂移而影响光电转换效率。

图5示出了根据本申请的另一实施例的电池片阵列的示意图。如图5所示，金属丝往复延伸在第一电池片31A的正面与第二电池片31B的正面之间，由此，金属丝在第一电池片31A和第二电池片31B的正面形成正面导电线，在此情况下，第一电池片31A和第二电池片31B彼此并联，当然，可以理解的是，优选地，第一电池片31A的背电极和第二电池片31B的背电极也可以通过另一金属丝往复延伸形成的背面导电线相连，可选地，第一电池片31A的背电极和第二电池片31B的背电极也可以通过传统的方式相连。

下面参考图6描述根据本申请另一实施例的太阳能电池片阵列30。

根据本申请实施例的太阳能电池片阵列30包括n×m个电池片31，换言之，多个电池片31排布成n×m的矩阵形式，其中n为列数，m为排数。更具体地，在此实施例中，36个电池片31排列成6列和6排，即n＝m＝6。可以理解的是，本申请并不限于此，例如，排数和列数可以不相等。为了描述方便，在图6中，沿从左向右的方向，同一排电池片31中的电池片31依次称为第一、第二、第三、第四、第五和第六电池片31，沿从上向下的方向，电池片31的排依次称为第一、第二、第三、第四、第五和第六排电池片31。

同一排电池片31中，金属丝往复延伸在一个电池片31的表面与相邻的另一个电池片31的表面之间，在相邻的两排电池片31中，金属丝往复延伸在第a排中的一个电池片31的表面与第a+1排中的一个电池片31的表面之间，且m-1≥a≥1。

如图6所示，在具体的示例中，在同一排电池片31中，金属丝往复延伸在一个电池片31的正面与相邻的另一个电池片31的背面之间，由此，同一排内的电池片31彼此串联。在相邻的两排电池片31中，金属丝往复延伸在位于第a排的一个端部的电池片31的正面与位于第a+1排的端部的一个电池片31的背面之间，由此相邻两排电池片31彼此串联。

更优选地，在相邻两排电池片31中，金属丝往复延伸在位于第a排的一个端部的电池片31的表面与位于第a+1排的一个端部的电池片31的表面之间，第a排的一个端部与第a+1排的一个端部位于矩阵的同一侧，例如在图6中，位于矩阵的右侧。

更具体而言，在图6所示的实施例中，在第一排中，一根金属丝往复延伸第一电池片31的正面与第二电池片31之间的背面之间，第二根金属丝往复延伸第二电池片31的正面与第三电池片31之间的背面之间，第三根金属丝往复延伸第三电池片31的正面与第四电池片31之间的背面之间，第四根金属丝往复延伸第四电池片31的正面与第五电池片31之间的背面之间，第五根金属丝往复延伸第五电池片31的正面与第六电池片31之间的背面之间，由此，第一排中的相邻电池片31通过相应的金属丝彼此串联。

第六根金属丝往复延伸第一排中的第六电池片31的正面与相邻的第二排中的第六电池片31之间的背面之间，由此，第一排和第二排彼此串联，第七根金属丝往复延伸第二排中的第六电池片31的正面与第二排中第五电池片31之间的背面之间，第八根金属丝往复延伸第二排中的第五电池片31的正面与第二排中第四电池片31之间的背面之间，以此类推，直到第十一根金属丝往复延伸第二排中的第二电池片31的正面与第二排中第一电池片31之间的背面之间，然后，第十二根金属丝往复延伸第二排中的第一电池片31的正面与第三排中第一电池片31之间的背面之间，由此第二排与第三排彼此串联。然后，依次将第三排与第四排串联，第四排与第五排串联，第五排与第六排串联，由此完成电池片阵列30的制备，在此实施例中，在第一排的第一电池片31的左侧和第六排的第一电池片31的左侧设置汇流条，一个汇流条连接从第一排的第一电池片31的左侧延伸出的导电线，另一汇流条连接从第六排的第一电池片31的左侧延伸出的导电线。

如图所示及上述，本申请实施例的电池片之间的连接采用导电线串联，第一排、第二排、第三排、第四排、第五排及第六排之间均采用导电线实现串联，如图所示，可选地，也可以在第二排和第三排之间、第四排和第五排之间并联用于防止光斑效应的二极管，二极管的连接可以采用本领域技术人员公知的技术，例如汇流条。

然而，本申请并不限于此，例如，第一排和第二排之间可以串联，第三排和第四排串联，第五排和第六排串联，同时第二排和第三排并联，第四排和第五排并联，在此情况下，可以在相应排的左侧或右侧设置分别设置汇流条。

可选地，同一排中的电池片31可以并联，例如，一根金属丝从第一排中的第一电池片31的正面往复延伸通过第二至第六电池片31的正面。

优选地，往复延伸在同一排的相邻电池片31之间的金属丝为一根，且往复延伸在相邻排的电池片31之间的金属丝为一根。由此，通过一根金属丝的多次往复延伸即可实现相邻两个电池片31之间的连接，制备更简单，成本更低。

在本申请一个实施例中，金属丝上包覆有焊接层，焊接层的厚度与金属丝的直径之比为0.02-0.5：1。

也就是说，在电池片阵列30中，焊接层的厚度与导电线32(包括正面导电线32A和背面导电线32B)的直径之比可以为0.02-0.5：1。

在本申请中，导电线32(包括正面导电线32A和背面导电线32B)包括金属丝和包覆在该金属丝表面上的焊接层。焊接层可以完全包覆金属丝，也可以部分包覆金属丝。当焊接层部分包覆金属丝时，焊接层优选形成于与电池片31的副栅线312焊接的位置处。当焊接层完全包覆金属丝时，焊接层可以以环状的形式包覆于金属丝的外周。焊接层的厚度可以在较大的范围内选择。优选情况下，焊接层的厚度为1-100微米，更优选为1-30微米。

形成焊接层的低熔点合金可以为本领域常规的低熔点合金，其熔点可以为100-220℃。优选情况下，低熔点合金含有Sn以及选自Bi、In、Ag、Sb、Pb和Zn中的至少一种，更优选含有Sn、Bi以及选自In、Ag、Sb、Pb和Zn中的至少一种。

具体地，低熔点合金可以为Sn-Bi合金、In-Sn合金、Sn-Pb合金、Sn-Bi-Pb合金、Sn-Bi-Ag合金、In-Sn-Cu合金、Sn-Bi-Cu合金和Sn-Bi-Zn合金中的至少一种。最优选地，低熔点合金为Bi-Sn-Pb合金，例如Sn含量为40重量％、Bi含量为55重量％和Pb含量为5重量％的合金(也即Sn40％-Bi55％-Pb5％)。焊接层的厚度可以为0.001-0.06mm。导电线32的横截面积可以为0.01-0.5mm²。金属丝可以为本领域常用的金属丝，如铜丝。

另外，在本申请中，副栅线312的宽度可以为40-80微米，厚度为5-20微米，副栅线312为50-120条，且相邻副栅线312的间距为0.5-3mm。

下面参考图10和图11描述根据本申请实施例的太阳能电池组件100。

如图10和图11所示，根据本申请实施例的太阳能电池组件100包括上盖板10、正面胶膜层20、上述的电池片阵列30、背面胶膜层40和背板50。上盖板10、正面胶膜层20、上述的电池片阵列30、背面胶膜层40和背板50沿上下方向依次叠置。

正面胶膜层20和背面胶膜层40可以为本领域常规使用的胶膜层，优选地，正面胶膜层20和背面胶膜层40聚乙烯辛烯共弹性体(POE)和/或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。在本申请中，聚乙烯辛烯共弹性体(POE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)可以采用本领域常规使用的产品或者根据本领域技术人员熟知的方法制备得到。

在本申请的实施例中，上盖板10和背板50可以根据本领域常规的技术进行选择和确定，优选地，上盖板10和背板50各自可以为透明的板材，例如玻璃板。

在太阳能电池组件100的制备过程中，可以先将导电线与电池片31的副栅线和背电极粘结或焊接，然后将各个层进行叠置和层压。

根据本申请的太阳能电池组件100的其他构成部件可以为本领域已知的，在此不再赘述。

具体的，太阳能电池组件100包括上盖板10、正面胶膜层20、电池片阵列30、背面胶膜层40和背板50。电池片阵列30包括多个电池片31，相邻电池片31之间通过多根导电线32相连，导电线32由往复延伸在相邻电池片的表面之间的金属丝S形成，导电线32与副栅线焊接，正面胶膜层20与导电线32直接接触且填充在相邻的导电线32之间。

换言之，根据本申请实施例的太阳能电池组件100包括沿上下方向依次叠置上盖板10、正面胶膜层20、电池片阵列30、背面胶膜层40和背板50，电池片阵列30包括多个电池片31和连接多个电池片31的多根导电线32，导电线32由金属丝S构成，金属丝S往复延伸在相邻的两个电池片31的表面上。

导电线32与电池片31电连接，其中，位于电池片31上的正面胶膜层20与导电线32直接接触并且填充在相邻的导电线32之间，正面胶膜层20既可以起到固定导电线32的作用，又可以将导电线32与外界空气和水汽隔绝，从而避免导电线32被氧化，保证了光电转换效率。

由此，根据本申请实施例的太阳能电池组件100，通过由往复延伸的金属丝S构成的导电线32取代传统电池片的主栅线和焊带，降低了成本；往复延伸的金属丝S减少了金属丝S的自由端的个数，设置金属丝S时所需空间小，不受空间限制，由金属丝S往复延伸构成的导电线32的根数可以大幅提高，制备简单，能够批量生产；正面胶膜层20与导电线32直接接触并且填充在相邻的导电线32之间，可以有效将导电线32与外界空气、水汽等隔绝，避免导电线32的氧化，可以有效保证光电转化效率。

在本申请的一些具体实施方式中，金属丝S在相邻电池片31中的一个电池片31的正面和另一个电池片31的背面之间往复延伸，正面胶膜层20与一个电池片31的正面上的导电线32直接接触且填充在一个电池片31的正面上的相邻导电线32之间，背面胶膜层40与另一个电池片31的背面的导电线32直接接触且填充在另一个电池片31的背面的相邻导电线32之间。

也就是说，在本申请中，相邻的两个电池片31通过金属丝S相连，并且在相邻的两个电池片31中，一个电池片31的正面与金属丝S相连，另一个电池片31的背面与金属丝S相连。

其中，正面与金属丝S相连的电池片31上的正面胶膜层20与该电池片31正面的金属丝S直接接触并且填充在相邻的导电线32之间，背面与金属丝S相连的电池片31的背面胶膜层40与该电池片31背面的金属丝S直接接触并且填充在相邻的导电线32之间(如图2所示)。

由此，根据本申请实施例的太阳能电池组件100，不仅正面胶膜层20可以将一部分电池片31的正面的导电线32与外界隔开，背面胶膜层40也可以将部分电池片31的背面的导电线32与外界隔开，可以进一步保证太阳能电池组件100的光电转换效率。

在本申请的一些具体实施方式中，对于常规的电池片的大小为156mm×156mm；太阳能电池组件的串联电阻为380-440毫欧/60片，同时本申请并非局限于60片，可以是30片、72片等，当为72片时太阳能电池组件的串联电阻为456-528毫欧，电池的电性能优异。

在本申请的一些具体实施方式中，对于常规的电池片的大小为156mm×156mm；太阳能电池组件的开路电压为37.5-38.5V/60片，同样本申请并非局限于60片，可以是30片、72片等。短路电流为8.9-9.4A，短路电流与电池片的个数无关。

在本申请的一些具体实施方式中，太阳能电池组件的填充因子为0.79-0.82，其不受电池片的大小和个数的影响，其影响电池的电性能。

在本申请的一些具体实施方式中，对于常规的电池片的大小为156mm×156mm；太阳能电池组件的工作电压为31.5-32V/60片，同样本申请并非局限于60片，可以是30片、72片等。工作电流为8.4-8.6A，工作电流与电池片的个数无关。

在本申请的一些具体实施方式中，对于常规的电池片的大小为156mm×156mm；太阳能电池组件的转换效率为16.5-17.4％。功率为265-280W/60片。

下面参考图7-9描述根据本申请实施例的太阳能电池组件100的制备方法。

具体地，根据本申请实施例的太阳能电池组件的制备方法包括以下步骤：

提供根据上述实施例的电池片阵列30。

将上盖板10、正面胶膜层20、电池片阵列30、背面胶膜层40和背板50依次叠置，且使电池片31的正面面对正面胶膜层20、电池片31的背面面对背面胶膜层40，然后进行层压得到太阳能电池组件100。

根据本申请实施例的太阳能电池组件100的制备方法包括首先制备上述的电池片阵列30，然后依次叠置上盖板10、正面胶膜层20、电池片阵列30、背面胶膜层40和背板50，最后进行层压得到太阳能电池组件100。可以理解的是，太阳能电池组件100的制备还包括其他步骤，例如用密封胶密封上盖板10和背板50之间的空间，以及利用U形框将上述元件紧固在一起，这对于本领域的技术人员是已知的，这里不再详细描述。

太阳能电池片阵列30的制备包括将金属丝往复延伸在电池片31的表面之间且与所述电池片31的表面电连接而形成多根导电线，由此相邻的电池片31通过所述多根导电线连接而形成电池片阵列30。

具体地，如图7所示，在张紧状态下，将金属丝往复延伸12次。接着，如图8所示，准备第一电池片31A和第二电池片31B。接下来，如图9所示，将第一电池片31A的正面与金属丝相连且将第二电池片31B的背面与金属丝相连，由此形成电池片阵列30，图9中示出了两个电池片31，如上所述，当电池片阵列30具有多个电池片31时，利用往复延伸的金属丝将一个电池片31的正面与相邻的另一个电池片31的背面相连，即将一个电池片31的副栅线和另一个电池片31的背电极用金属丝相连。金属丝通过分别位于此根丝两个端部的两个夹子张紧下往复延伸，该金属丝只需要两个夹子即可实现绕制，大大减少了夹子的用量，节省了装配空间。

在图9所示的实施例中，相邻电池片彼此串联，如上所述，根据需要，相邻电池片可以通过金属丝彼此并联。

将制备得到的电池片阵列30与上盖板10、正面胶膜层20、背面胶膜层40和背板50依次叠置，且使所述电池片31的正面面对所述正面胶膜层20、所述电池片31的背面面对背面胶膜层40，然后进行层压得到太阳能电池组件100。可以理解的是，金属丝与电池片31焊接，金属丝与电池片31的连接可以在层压过程中进行，当然，也可以先连接，后层压。

正面胶膜层20与导电线32直接接触放置，在层压时正面胶膜层20熔融填充导电线32之间的间隙。背面胶膜层40与导电线32直接接触放置，在层压时背面胶膜层40熔融填充导电线32之间的间隙。

示例1

示例1用于说明本申请的太阳能电池组件100及其制备方法的示例。

(1)制备金属丝S

在铜丝的表面上附着一层Sn40％-Bi55％-Pb5％合金层(熔点为125℃)，其中，铜丝的横截形成为矩形，铜丝的宽度与高度的比值为1:2，铜丝的高度为0.3mm，宽度为0.15mm。合金层的厚度为16微米，从而制得金属丝S。

(2)制备太阳能电池组件100

提供尺寸为1630×980×0.5mm的POE胶膜层(融化温度为65℃)，并相应地提供尺寸为1633×985×3mm的玻璃板和60片尺寸为156×156×0.21mm的多晶硅电池片31。电池片31具有91条副栅线(材质为银，宽度为60微米，厚度为9微米)，每条副栅线基本上在纵向上贯穿电池片31，且相邻副栅线之间的距离为1.7mm，电池片31的背面具有5条背电极(材质为锡，宽度为1.5毫米，厚度为10微米)，每条背电极基本上在纵向上贯穿电池片31，且相邻两条背电极之间的距离为31mm。

将60片电池片31以矩阵的形式排布(6排10列)，在同一排中相邻的两个电池片31之间，使金属丝在一个电池片31的正面和另一个电池片的背面之间在拉紧的状态往复延伸，金属丝通过分别位于此根丝两个端部的两个夹子张紧下往复延伸，，从而形成15条平行的导电线，并将一个电池片31的副栅线与导电线焊接，将另一个电池片31的背电极与导电线焊接，焊接温度为160℃，且相互平行的相邻导电线之间的距离为9.9mm，从而将10片电池片串联成一排，将6排此种电池串通过汇流条串联成电池阵列。

然后，将上玻璃板、上POE胶膜层、以矩阵形式排布且与金属丝焊接的多个电池片、下POE胶膜层和下玻璃板从上到下依次叠放，其中，使电池片31的受光面面对正面胶膜层20，正面胶膜层20与导电线32直接接触，使电池片31的背面面对背面胶膜层40，接着放入层压机中进行层压，正面胶膜层20填充在相邻的导电线32之间，从而制得太阳能电池组件A1。

对比例1

对比例1与示例1的区别在于：铜丝的高为0.1mm，宽为0.2mm。从而制得太阳能电池组件D2

示例2

示例2与示例1的区别在于：铜丝的高度与宽度的比值为4:1，铜丝的高为0.6mm，宽为0.15mm，从而制得太阳能电池组件A2。

示例3

示例2与示例1的区别在于：铜丝的高度与宽度的比值为6:1，铜丝的高为0.9mm，宽为0.15mm从而制得太阳能电池组件A3。

测试例1

(1)根据IEC904-1公开的方法采用单次闪光模拟器对上述示例和对比示例制备的太阳能电池组件进行测试，测试条件为标准测试条件(STC)：光强为1000W/m²；光谱为AM1.5；温度为25℃，记录各电池片的光电转换效率。

结果如下表1所示。

表1

太阳能电池组件	A1	D2	A2	A3
					光电转换效率％	16.7	15.8	16.8	16.9

由表1的结果可以看出，本申请实施例的太阳能电池组件可以获得相对较高的光电转换效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (25)

1.一种太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述导电线由金属丝构成，所述金属丝的高度为H，所述金属丝的宽度为W，所述高度H与所述宽度W的比值大于1:1。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述高度H与所述宽度W的比值小于6：1 。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述高度H与所述宽度W的比值为1.5:1-3：1。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述宽度W在0.04毫米-0.2毫米的范围内。

5.根据权利要求4所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述宽度W在0.08毫米-0.2毫米的范围内。

6.根据权利要求1所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述高度H在0.15毫米-0.8毫米的范围内。

7.根据权利要求6所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述高度H在0.2毫米-0.5毫米的范围内。

8.根据权利要求1所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述导电线为包覆有连接材料层的铜丝。

9.根据权利要求1所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述金属丝的横截面为矩形。

10.根据权利要求9所述的用于太阳能电池单元的导电线，其特征在于，所述矩形的上面的两个角设有用于反光的导角。

11.一种太阳能电池单元，其特征在于，包括：

电池片，所述电池片包括电池片基体和设在所述电池片基体的正面上的副栅线；

导电线，所述导电线设在所述电池片的正面上且与所述副栅线相交和相连，所述导电线为根据权利要求1-10中任一项所述的用于太阳能电池单元的导电线。

12.一种电池片阵列，其特征在于，包括多个电池单元，所述电池单元为根据权利要求11所述的太阳能电池单元，相邻电池单元的电池片之间通过所述金属丝相连。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，所述金属丝在相邻电池片中的一个电池片的表面与另一个电池片的表面之间往复延伸。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，所述金属丝在所述一个 电池片的正面和所述另一个电池片的背面之间往复延伸。

15.根据权利要求13所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，所述金属丝往复延伸10-60次。

16.根据权利要求13所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，相邻导电线之间的间距为2.5-15mm。

17.根据权利要求13所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，相邻导电线形成U形或V形结构。

18.根据权利要求12所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，所述电池片排布成n×m的矩阵形式，其中n为列数，m为排数，

同一排电池片中，所述金属丝往复延伸在一个电池片的表面与相邻的另一个电池片的表面之间，在相邻的两排电池片中，所述金属丝往复延伸在第a排中的一个电池片的表面与第a+1排中的一个电池片的表面之间，且m-1≥a≥1。

19.根据权利要求18所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，在相邻两排电池片中，所述金属丝往复延伸在位于第a排的一个端部的电池片的表面与位于第a+1排的一个端部的电池片的表面之间，所述第a排的一个端部与所述第a+1排的一个端部位于所述矩阵的同一侧。

20.根据权利要求19所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，在同一排电池片中，所述金属丝往复延伸在一个电池片的正面与相邻的另一个电池片的背面之间，

在相邻的两排电池片中，所述金属丝往复延伸在位于第a排的一个端部的电池片的正面与位于第a+1排的端部的一个电池片的背面之间，以串联相邻两排电池片。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，往复延伸在同一排的相邻电池片之间的金属丝为一根，且往复延伸在相邻排的电池片之间的金属丝为一根。

22.根据权利要求13-17中任一项所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，所述金属丝为一根。

23.根据权利要求12-22中任一项所述的太阳能电池片阵列，其特征在于，所述副栅线的宽度为40-80微米，厚度为5-20微米，所述副栅线为50-120条，且相邻两条副栅线的间距为0.5-3mm。

24.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括依次叠置的上盖板、正面胶膜层、电池片阵列、背面胶膜层和背板，所述电池片阵列为权利要求12-23中任一项所述的太阳能电池片阵列。

25.一种太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，包括：

提供权利要求11-23中任一项所述电池片阵列；

将上盖板、正面胶膜层、所述太阳能电池片阵列、背面胶膜层和背板依次叠放，且使所述太阳能电池单元的正面面对正面胶膜层，使所述太阳能电池单元的背面面对背面胶膜层，然后进行层压得到所述太阳能电池组件。