CN106206817B - 太阳能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组件及其制备方法，太阳能电池组件包括依次叠置的上盖板、正面胶膜层、透明膜框、电池片阵列、背面胶膜层和背板，所述电池片阵列包括多个电池片和与所述电池片的副栅线相连的导电线，所述透明膜框由纵向胶膜带和横向胶膜带构成，所述纵向胶膜带和横向胶膜带彼此相交，所述导电线由金属丝构成且与所述纵向胶膜带结合。根据本申请实施例的太阳能电池组件，将由金属丝构成的导电线与透明膜框的纵向胶膜带结合后再与电池片的副栅线相连，这样既可以保证导电线与副栅线之间的连接稳定性，又减少了透明膜框的遮光面积，从而保证太阳能电池组件的光电转换效率。

Description

太阳能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，电池片的正面上设有副栅线和主栅线，然后通过覆盖焊接在主栅线上的焊带引出电流，焊带、主栅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，照在焊带、主栅线和副栅线上的太阳光能无法转变成电能，因此，需要焊带、主栅和副栅越细越好。然而，焊带、主栅线和副栅线的作用在于传导电流，从电阻率的角度看，焊带、主栅线和副栅线越细则导电横截面积越小，电阻损失越大。因此焊带、主栅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，制作太阳能电池片的主栅线和副栅线的浆料主要成分为价格昂贵的银，由此导致主栅线和副栅线的制备复杂，而且成本高，而将电池片连接为组件时需要将一个电池片正面的主栅线通过焊带与相邻电池片的背面电极焊接，因此主栅线的焊接复杂，电池片的生产成本高。

相关技术中，电池片的正面通常设有两条主栅线，两条主栅线通过在电池片的正面涂覆银浆形成，而且主栅线的宽度大(例如，宽度达到2mm以上)，由此耗银量大，电池片的生产成本高。

相关技术中，提出了具有3条主栅线的太阳能电池片，但是仍然存在耗银量和成本高，而且，3条主栅线增大了遮光面积，降低了转换效率。

此外，主栅线数量的提高还受到焊带的限制，主栅线数量越大，单个主栅越细，焊带越要窄，主栅线与焊带焊接越困难，焊带越窄越难制造，焊接成本越高。

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从而导出电流。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。

相关技术中有采用将黏贴有金属丝的透明膜与电池片层压形成金属丝与电池片电连接的技术方案，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，然后将其贴合到电池片上，最后通过层压工艺使金属丝与电池片上的副栅线接触。但是，因为金属丝是通过粘结层粘结固定在透明膜上，而粘结层的熔点一般较低，在层压过程粘结层会融化或软化，因此金属丝还是会发生一定程度的漂移，此外，透明膜层的存在还影响了光的吸收率。

因此，在太阳能电池领域，太阳能电池的结构并不复杂，但每个结构都比较关键，主栅的制备由于各方面的因素考虑，例如遮光面、导电率、设备、工艺、成本等，造成其为太阳能电池技术中的难点和热点。本领域技术人员经过无数次几代的努力，才使市面上的太阳能电池片由二主栅太阳能电池在2007年左右变成三主栅太阳能电池，少量厂家在2014年左右提出了四主栅的太阳能电池，多主栅的技术也是近几年才提出的概念，但是实现更困难，仍未有较成熟的产品。

本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

本申请提出了无主栅太阳能电池，该无主栅太阳能电池无需在电池片上设置主栅线，也无需焊带，降低了成本，并且能够商业化，制备简单易实现，特别是成本低，设备简单，能够批量生产，光电转化效率高。

根据本申请第一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、透明膜框、电池片阵列、背面胶膜层和背板，所述电池片阵列包括多个电池片和与所述电池片的副栅线相连的导电线，且多个电池片中相邻的2个电池片之间通过导电线相连，所述透明膜框由纵向胶膜带和横向胶膜带构成，所述纵向胶膜带和横向胶膜带彼此相交，所述导电线由金属丝构成且与所述纵向胶膜带结合。

根据本申请实施例的太阳能电池组件，将由金属丝构成的导电线与透明膜框的纵向胶膜带结合后再与电池片的副栅线相连，这样既可以保证导电线与副栅线之间的连接稳定性，又减少了透明膜框的遮光面积，从而保证太阳能电池组件的光电转换效率。

根据本申请第二方面实施例的太阳能电池组件的制备方法，包括：将金属丝结合到由纵向胶膜带和横向胶膜带构成的透明膜框的纵向胶膜带上；将上盖板、正面胶膜层、所述透明膜框、电池片阵列、背面胶膜层和背板依次叠放，且使电池片的正面面对正面胶膜层，电池片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，其中，所述金属丝与电池片阵列中的电池片的副栅线相连。

附图说明

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横向的截面示意图。

图3是根据本申请一个实施例的太阳能电池片阵列的纵向的截面示意图。

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。

图12是根据本申请再一实施例的太阳能电池片阵列的示意图。

图13是根据本申请一个实施例的透明膜框的结构示意图。

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；金属丝本体321；连接材料层322；短栅线33；

背面胶膜层40；

下盖板50；

透明膜框60；纵向胶膜带61；横向胶膜带62。

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，例如也可以包括薄膜太阳能电池基体或其他任何合适的太阳能电池片基体311。

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。

术语“电池单元”包括电池片31和由金属丝S构成的导电线32。

术语“太阳能电池片阵列30”包括多个电池片31和将相邻电池片31相连且由金属丝S构成的导电线32，换言之，太阳能电池片阵列30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构成电池单元的导电线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。

在本申请中，电池片基体311、电池片31、电池单元、电池片阵列30和太阳能电池组件仅仅是为了便于描述，而不能理解为对本申请的限制。

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。

另外，在本申请中，金属丝S是指在电池片31上往复延伸形成导电线32的金属丝，而导电线32可以是金属丝本体321，也可以是包括金属丝本体321和金属丝本体321外层包覆的连接材料层322，即金属丝S可以是金属丝本体321，也可以是包括金属丝本体321和包覆在金属丝本体321外层的连接材料层322的，在本申请的实施例中，若无特殊说明，金属丝是指在电池片31上往复延伸形成导电线32的金属丝S。

下面结合附图具体描述根据本申请实施例的太阳能电池组件100。

如图1至图13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、透明膜框60、电池片阵列30、背面胶膜层40和背板50。

具体而言，电池片阵列30包括多个电池片31和与电池片31的副栅线312相连的导电线32，且多个电池片中相邻的2个电池片31之间通过导电线32相连，透明膜框60由纵向胶膜带61和横向胶膜带62构成，纵向胶膜带61和横向胶膜带62彼此相交，导电线32由金属丝S构成且与纵向胶膜带61结合。

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、透明膜框60、电池片阵列30、背面胶膜层40和背板50。其中，电池片31包括电池片基体311和设在电池片基体311正面上的副栅线312，电池片阵列30包括多个电池片31和与电池片31的副栅线312相连的导电线32，且多个电池片中相邻的2个电池片之间通过导电线相连，透明膜框60由彼此相交的纵向胶膜带61和横向胶膜带62构成，导电线32由金属丝S构成并且与纵向胶膜带61结合。

透明膜框60由彼此相交的纵向胶膜带61和横向胶膜带62构成，而不是一个整张膜结构，透明膜框60只在需要用到的位置上设置纵向胶膜带61和横向胶膜带62，而其余部位空缺，大大减少了透明膜的遮光，有利于提高太阳能电池片的光吸收率，进而提高太阳能电池组件的光电转化效率，构成导电线32的金属丝S与透明膜框60的纵向胶膜带61结合。其中，构成导电线32的金属丝S与透明膜框60的结合可以采用熔接的方法，即将构成导电线32的金属丝S铺设在透明膜框60，然后对金属丝S加热，使透明膜框60与金属丝S接触的部位熔融以形成金属丝S与透明膜框60的熔接，从而将金属丝S固定值哎透明膜框60上。因而在太阳能电池组件层压过程中可以避免金属丝S出现漂移的问题，保证导电线32与副栅线312之间的连接稳定性。

由此，根据本申请实施例的太阳能电池组件100，将由金属丝S构成的导电线32与透明膜框60的纵向胶膜带61结合后再与电池片31的副栅线312相连，这样既可以避免金属丝S出现漂移的问题，保证导电线32与副栅线312之间的连接稳定性，又减少了透明膜框60的遮光面积，从而保证太阳能电池组件100的光电转换效率。

其中，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。

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。

根据本申请的一个实施例，横向胶膜带62与纵向胶膜带61在交叉部位通过粘结剂或加热熔接相连或一体成型。

也就是说，透明膜框60既可以是一体形成的膜结构，又可以通过在横向胶膜带62与纵向胶膜带61的交叉部位将两者粘接或熔接在一起。由此，该结构的透明膜框60制备方便，成本低廉。

其中需要说明的是，在本申请中，金属丝S是指在电池片31上往复延伸形成导电线32的金属丝，导电线32可以包括金属丝本体321和金属丝本体321外层包覆的连接材料层322，即金属丝S也可以是包括金属丝本体321和包覆在金属丝本体321外层的连接材料层322的，在本申请的实施例中，若无特殊说明，金属丝是指在电池片31上往复延伸形成导电线32的金属丝S。

在一些实施例中，优选地，金属丝本体321为铜丝，当然，金属丝S也可以为铜丝，即金属丝S不包覆连接材料层322，但本申请并不限于此，例如金属丝本体321也可以为铝丝。优选地，金属丝S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。

通过在金属丝本体321的外层包覆连接材料层322，以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。

在本申请的另一些具体实施方式中，金属丝本体321上包覆有焊接层，焊接层的厚度与金属丝本体321的直径之比为0.02-0.5：1。

也就是说，在本申请中，连接材料层322为焊接层，焊接层的厚度与金属丝本体321的直径的比值在0.02-0.5：1的范围内。

具体地，焊接层含有Sn以及选自Bi、In、Ag、Sb、Pb和Zn中的至少一种。优选地，焊接层含有Sn、Bi以及选自In、Ag、Sb、Pb和Zn中的至少一种。

如图13所示，在本申请中，透明膜框60由彼此相交的纵向胶膜带61和横向胶膜带62构成，多个纵向胶膜带61之间可以彼此平行设置，多个横向胶膜带62制浆也平行设置，纵向胶膜带61和横向胶膜带62相互垂直。

在本申请的一些具体实施方式中，金属丝321直径为0.05-0.5mm。优选地，金属丝321的直径为0.15-0.25mm。优选地，横向胶膜带62的宽度为0.1-5mm。进一步地，横向胶膜带62的宽度为0.5-2mm。

在一些示例中，横向胶膜带62的条数为1-10条。优选地，横向胶膜带62的条数为2-4条。在一些示例中，横向胶膜带62的厚度为0.05-0.5mm。优选地，横向胶膜带62的厚度为0.1-0.2mm。

相应地，纵向胶膜带61的宽度为0.5-5mm，优选情况下，纵向胶膜带61的宽度为1-3mm。，纵向胶膜带61的条数为2-10条，优选为2-4条。在本申请的一些具体实施方式中，纵向胶膜带61的厚度为0.05-0.5mm，优选地，纵向胶膜带61的厚度为0.1-0.2mm。

由此，该结构的金属丝321可以更好地与纵向胶膜带61和电池片31上的副栅线312配合，横向胶膜带62则可以更好地固定纵向胶膜带61，保证透明膜框60的整体结构稳定性。

在本申请的一些具体实施例方式中，太阳能电池片阵列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由金属丝S构成，金属丝S与电池片31电连接，金属丝S往复延伸在相邻电池片31的表面之间。

具体地，电池片31为多个以构成电池片阵列30，相邻电池片31之间通过金属丝S相连，金属丝S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。

优选地，电池片31为多个以构成电池片阵列30，相邻电池片31之间通过金属丝S相连，所述金属丝S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，以完成相邻电池片之间的串联。

在该实施例中，所述正面胶膜层20与一个电池片31的上表面(电池片31的受光面)之间设有透明膜框60，该透明膜框60与一个电池31的上表面之间设有所述导电线，所述导电线32由金属丝S构成，所述导电线32与透明膜框60结合且从该透明膜框60内露出并与所述一个电池片的正面的副栅线312接触形成电连接。在该实施例中，导电线32同时与另一相邻的电池片31的背面的背电极接触形成电连接。

在本申请的另一些实施例中，所述正面胶膜层20与一个电池片31的上表面(电池片31的受光面)之间设有透明膜框60，该透明膜框60与一个电池31的上表面之间设有所述导电线，所述导电线32由金属丝S构成，所述导电线32与透明膜框60结合且从该透明膜框60内露出并与所述一个电池片的正面的副栅线312接触形成电连接。进一步地，在所述背面胶膜层40与另一相邻的电池片31的下表面(电池片31的背光面)之间也设有透明膜框60，该透明膜框60与所述另一相邻电池31的下表面之间设有所述导电线32，所述导电线32由金属丝S构成，所述导电线32与该透明膜框60结合且从该透明膜框60内露出并与另一相邻电池片的背面的背电极314接触形成电连接。

具体地，在本申请的太阳能电池组件100中，一个电池片31的正面设有正面导电线32A，另一相邻电池片31的背面还设有背面导电线32B，位于一个电池片31正面的正面导电线32A与电池片31的副栅线312相连，位于另一相邻电池片31背面的背面导电线32B与另一相邻电池片31的背电极314相连。

在本申请中，导电线32(包括正面导电线32A和背面导电线32B)可以通过熔接的方法嵌在透明膜框60上。熔接的方法可以包括：将导电线32排布在透明膜框60的表面上，接着对导电线32进行加热(如电加热)，使透明膜框60与导电线32接触的部分软化或熔化，从而将导电线32与透明膜层60熔接固定在一起。

优选地，可以将导电线32的一端排布在透明膜框60的下表面上，将导电线32的另一端排布在另一透明膜框60的上表面上，接着对导电线32进行加热(如电加热)，使透明膜框60与导电线32接触的部分软化或熔化，从而将导电线32与透明膜框60熔接固定在一起。然后将下表面熔接导电线的透明膜框60正对一个电池片31的正面，以使导电线32与一个电池片的正面的副栅线312连接，并将上表面熔接导电线的透明膜框60正对另一相邻电池片31的背面，以使导电线32与另一相邻电池的背面的背电极314连接；导电线32与一个电池片的正面的副栅线相连的部分构成正面导电线32A，导电线32与另一相邻电池片的背面的背电极相连的部分构成背面导电线32B，面导电线32A和背面导电线32B之间的部分称为连接导电线。

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构成电池单元，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由往复延伸在相邻电池片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往复延伸在相邻电池片31的表面之间”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31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是通过一根金属丝S绕制形成的，例如，相邻两根导电线形成U形结构或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，多个电池片31的导电线32由往复延伸的金属丝S构成，而且相邻电池片31之间通过导电线32相连，因此，电池片的导电线32无需使用价格昂贵的银浆，而且制造工艺简单，无需使用焊带连接电池片，金属丝S与电池片的副栅线和背电极的连接方便，电池片的成本大大降低。

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)可以减小，减小了导电线32的遮光面积，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。

另外需要说明的是，在本申请中，导电线32可以由往复延伸在相邻电池片的表面之间的金属丝S形成，也可以由彼此平行且彼此独立的多个金属丝彼此间隔排列而成。由彼此独立的多个金属丝彼此间隔形成传统结构的主栅线的技术方案对于本领域技术人员来说是可以理解的，因此不再详细描述。

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的两个电池片31，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。

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的正面导电线以及第二电池片31B的背面导电线，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。

在一些实施例中，金属丝在第一电池片31A与第二电池片31B之间往复延伸10-60次以形成20-120根导电线，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32，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，与传统电池片的导电线相比，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，在金属丝与电池片接触之前，金属丝在张紧状态下往复延伸，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，金属丝形成第一电池片31A的正面导电线和第二电池片31B的正面导电线，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，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。

图12示出了根据本申请的又一实施例的电池片阵列的示意图。如图12所示，电池片31的正面具有短栅线33和副栅线312，所述副栅线312包括与所述导电线相交的中间副栅线和不与所述导电线相交的边缘副栅线，所述短栅线33与所述边缘副栅线相连，且所述短栅线与所述导电线或至少一个中间副栅线相连。优选地，短栅线33垂直于副栅线312。

由此，通过在电池片31受光面的边沿部分的副栅线312上设置短栅线33，这样可以避免由于在导电线32绕线排布的过程中无法达到电池片31的边沿部分的副栅线312而造成的部分电流浪费，从而能够进一步提高太阳能电池组件100的光电转化效率。

在本申请的一些具体实施方式中，金属丝与电池片31之间的结合力在0.1-0.8牛顿的范围内。也就是说，导电线32与电池片31之间的结合力在0.1-0.8牛顿之间。优选地，金属丝与电池片31之间的结合力在0.2-0.6牛顿的范围内，电池片与金属丝间焊接牢固，电池片在操作和转移过程中不易出现脱焊，不易出现接触不良，性能下降，同时成本也较低。

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。

根据本申请实施例的太阳能电池组件100的制备方法包括

首先将金属丝S结合到由纵向胶膜带61和横向胶膜带62构成的透明膜框60的纵向胶膜带61上。

接着将上盖板10、正面胶膜层20、透明膜框60、电池片31、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，其中，金属丝S与电池片阵列30中的电池片31的副栅线312相连。

可选地，在本申请的一些具体实施方式中，金属丝S与纵向胶膜带61结合在金属丝S与副栅线312相连之前进行。在本申请的另一些具体实施方式中，金属丝S与副栅线312相连在层压的同时进行。

换言之，根据本申请的太阳能电池组件100在制备时，可以先将导电线32排布在透明膜框60的表面上，接着对导电线32进行加热(如电加热)，使透明膜框60与导电线32接触的部分软化或熔化，从而将导电线32与透明膜框60熔接固定在一起。

接着将上盖板10、正面胶膜层20、透明膜框60、电池片31、背面胶膜层40和背板50依次叠置，电池片31正面的副栅线312与导电线32直接接触，后将上盖板10、正面胶膜层20、透明膜框60、电池片31、背面胶膜层40和背板50进行层压即可得到本申请上述的太阳能电池组件100。

具体地，如图7所示，在张紧状态下，将金属丝往复延伸12次后与透明膜框60熔接。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，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。

在图9所示的实施例中，相邻电池片彼此串联，如上，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、透明膜框60、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的正面面对透明膜框60，透明膜框60上的导电线32与电池片31上的副栅线312接触，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。

下面结合具体示例来描述本申请的太阳能电池组件100。

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)制备导电线

在铜丝的表面上附着一层Sn40％-Bi55％-Pb5％合金层(熔点约为125℃)，其中，铜丝的横截面积为0.04mm²，合金层的厚度为16微米，从而制得导电线。

使导电线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，且相互平行的相邻导电线之间的距离为9.9mm。

然后将一部分导电线排布在由透明PET膜制备而成的、具有纵向胶膜带61和横向胶膜带62的透明膜框60的纵向胶膜带61的表面上，接着对导电线进行加热，使透明膜框与导电线接触的部分软化或熔化，从而将该部分导电线与透明膜框熔接固定在一起，并且使金属丝从透明膜框内露出。

(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。电池片具有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，且相邻副栅线之间的距离为1.7mm，电池片的背面具有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，且相邻两条背电极之间的距离为31mm。

将60片电池片以矩阵的形式排布(6排10列)，在同一排中相邻的两个电池片之间，一个电池片的正面放置熔接了导电线的透明膜框，并且该电池片的副栅线与导电线接触，未熔接的另一部分导电线伸入另一个电池片的背面与另一个电池片的背面的背电极相连。

然后，将上玻璃板、上POE胶膜层、以矩阵形式排布且与金属丝相连的多个电池片、下POE胶膜层和下玻璃板从上到下依次叠放，其中，使电池片的受光面面对正面胶膜层20，使电池片的背面面对背面胶膜层40，接着放入层压机中进行层压，从而制得太阳能电池组件A1。

对比示例1

对比示例1与示例1的区别在于：将电池片以矩阵的形式排布，将15根串联在一起的金属丝黏贴在透明胶膜层，将金属丝黏贴在太阳能电池片上，在相邻的两个电池片之间，金属丝连接一个电池片的正面和另一个电池片的背面然后，将上玻璃板、上POE胶膜层、透明胶膜层、以矩阵形式排布且与金属丝相连的多个电池片、透明胶膜层、下POE胶膜层和下玻璃板从上到下依次叠放。从而制得太阳能电池组件D1。

示例2

根据示例2的方法制备太阳能电池组件，与示例2的区别在于：在电池片的受光面的副栅线312上设置短栅线33(材质为银，宽度为0.1mm)，该短栅线33与副栅线312垂直，用于连接电池片的受光面的边沿部分的副栅线312与导电线32，如图12所示，从而制得太阳能电池组件A2。

示例3

根据示例2的方法制备太阳能电池组件，与示例2的区别在于：6排6列的电池片之间的连接方式为：在相邻的两排电池片之间，导电线从第a(a≥1)排中的一个端部的电池片的受光面延伸出并与第a+1排中相邻端部的电池片的背面形成电连接，用于实现相邻两排电池片之间的连接，且用于连接相邻两排电池片的导电线与用于连接这两排中相邻电池片的导电线相互垂直布置。如此制得太阳能电池组件A3。

测试例1

(1)通过肉眼观测方法观测太阳能电池组件中的金属丝是否发生漂移；

(2)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。

其中，填充因子表示太阳能电池组件的最大功率点功率与理论上零内阻时的最大功率(即开路电压*短路电流)的比值，表征实际功率向理论最大功率的靠近程度，该值越大，说明光电转换效率越高，一般串联电阻小，填充因子就大；光电转换效率是指组件在标准光照条件下(光强1000W/m²)，组件将光能转化为电能的比例；串联电阻相当于太阳能组件的内阻，其值越大，组件性能越差；填充因子，表示组件的实际最大功率与理论最大功率的比值，数值越大，组件性能越好；开路电压是组件在标准光照条件下，开路时的电压；短路电流时组件在标准光照条件下，短路时的电流；工作电压是组件在标准光照条件下，以最大功率工作时的输出电压；工作电流是组件在标准光照条件下，以最大功率工作时的输出电流；功率是指组件在标准光照条件下，所能达到的最大功率。

由表1的结果可以看出，本申请实施例的太阳能电池组件不会发生金属丝漂移的问题，并且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 (35)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括依次叠置的上盖板、正面胶膜层、透明膜框、电池片阵列、背面胶膜层和背板，所述电池片阵列包括多个电池片和与所述电池片的副栅线相连的导电线，且多个电池片中相邻的2个电池片之间通过导电线相连，所述透明膜框由纵向胶膜带和横向胶膜带构成，所述纵向胶膜带和横向胶膜带彼此相交，所述导电线由金属丝构成且与所述纵向胶膜带结合。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述横向胶膜带与所述纵向胶膜带在交叉部位通过粘结剂或加热熔接相连或一体成型。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属丝包覆有合金层。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属丝直径为0.05-0.5mm。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属丝直径为0.15-0.25mm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属丝为铜丝。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述横向胶膜带的宽度为0.1-5mm。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述横向胶膜带的宽度为0.5-2mm。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述横向胶膜带的条数为1-10条。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述横向胶膜带的条数为2-4条。

11.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述横向胶膜带的厚度为0.05-0.5mm。

12.根据权利要求11所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述横向胶膜带的厚度为0.1-0.2mm。

13.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述纵向胶膜带的宽度为0.5-5mm。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述纵向胶膜带的宽度为1-3mm。

15.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述纵向胶膜带的条数为2-10条。

16.根据权利要求15所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述纵向胶膜带的条数为2-4条。

17.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述纵向胶膜带的厚度为0.05-0.5mm。

18.根据权利要求17所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述纵向胶膜带的厚度为0.1-0.2mm。

19.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述电池片阵列包括多个电池片，相邻电池片之间通过所述金属丝相连，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。

20.根据权利要求19所述的太阳能电池组件，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。

21.根据权利要求19所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属丝与所述另一个电池片的背电极焊接。

22.根据权利要求19-21中任一项所述的太阳能电池组件，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10-60次。

23.根据权利要求19-21中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，相邻两条导电线之间的间距为2.5-15mm。

24.根据权利要求19-21中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，相邻两条导电线形成U形或V形结构。

25.根据权利要求19所述的太阳能电池组件，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。

26.根据权利要求25所述的太阳能电池组件，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。

27.根据权利要求25所述的太阳能电池组件，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。

28.根据权利要求25所述的太阳能电池组件，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。

29.根据权利要求19所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属丝为一根。

30.根据权利要求19所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属丝上包覆有焊接层，所述焊接层的厚度与所述金属丝的直径之比为0.02-0.5：1。

31.根据权利要求30所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述焊接层含有Sn以及选自Bi、In、Ag、Sb、Pb和Zn中的至少一种。

32.根据权利要求30所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述焊接层含有Sn、Bi以及选自In、Ag、Sb、Pb和Zn中的至少一种。

33.一种如权利要求1-32中任一项所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，包括：

将金属丝结合到由纵向胶膜带和横向胶膜带构成的透明膜框的纵向胶膜带上；

将上盖板、正面胶膜层、所述透明膜框、电池片阵列、背面胶膜层和背板依次叠放，且使电池片的正面面对正面胶膜层，电池片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，其中，所述金属丝与电池片阵列中的电池片的副栅线相连。

34.根据权利要求33所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述金属丝与所述纵向胶膜带结合在所述金属丝与所述副栅线相连之前进行。

35.根据权利要求33所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述金属丝与所述副栅线相连在层压的同时进行。