CN106252435B

CN106252435B - 太阳能电池组件

Info

Publication number: CN106252435B
Application number: CN201510319492.5A
Authority: CN
Inventors: 万雨挺; 褚轶雯; 张建达; 吴庆
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: CN106252435A

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池组件，其包括多个太阳能电池，其中，对于每个所述太阳能电池，其正面的主栅银浆电极通过电连通胶膜/胶带连接到焊带，使得其正面从上至下呈所述焊带、电连通胶膜/胶带、所述主栅银浆电极依次排列的结构，且其背面的主栅银浆电极以焊接方式连接到焊带，使得其背面从上至下依次呈所述主栅银浆电极、所述焊带依次排列的结构。

Description

太阳能电池组件

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池组件。

背景技术

目前，晶体硅和非晶硅太阳能电池大多使用银浆作为导电电极。存在降低成本的巨大压力，这包括节省电池片中银浆的使用量，同时继续提高电池片的发电效率。在目前业已出现的解决方案中，细主栅、无主栅电池不仅节约了正面银浆的印刷面积，同时减少了银硅接触产生的深能级复合中心面积，因而其发电效率得到了明显的提高。但是，由于这类电池的电极结构较传统太阳能电池的电极结构发生了显著的改变，传统的焊接工艺已不能适用于这类电池。相应地，需要降低成本同时增加电池的功率输出的替代性方案。

发明内容

本发明披露一种太阳能组件结构及其制造方法，用于细主珊或者无主珊电池的制作，其正面使用电连通胶膜/胶带将电池电极和焊带连通，其背面依然使用传统的焊接工艺连接背面电极和焊带。其中所用的电连通胶膜/胶带为低压贴敷胶膜/胶带(压力一般低于1MPa，优选小于0.6MPa，更优选不大于0.4MPa)。

该胶膜/胶带的设计须满足低压使用的要求以保证产品应用过程中的便捷性。优选地，该胶膜/胶带可在不高于220摄氏度的温度下固化，更优选地，其可在160-220摄氏度的温度下固化，更优选地，其可在170-190摄氏度的温度下固化。经过固化，该胶膜/胶带可以达到半结构胶(不完全固化)或结构胶(完全固化)的强度。此外，该胶膜/胶带中可以含有导电颗粒也可以不含有导电颗粒。换言之，可以通过胶膜/胶带中掺入的金属颗粒，也可以通过正面银浆本身的凸起的花纹来实现太阳能电池正面的电极与焊带的电学连通。所述银浆的花纹可以这样规定，焊带和银浆接触的面积除以焊带的面积小于＜50％，优选＜10％，更优选＜4％。

根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池组件，其包括多个太阳能电池，其中，对于每个所述太阳能电池，其正面的主栅银浆电极通过电连通胶膜/胶带连接到焊带，使得其正面从上至下呈所述焊带、所述电连通胶膜/胶带、所述主栅银浆电极依次排列的结构(其中“上”指与太阳相对的那个表面)，且其背面的主栅银浆电极以焊接方式连接到焊带，使得其背面从上至下依次呈所述主栅银浆电极、所述焊带依次排列的结构。

可以看出，由于焊带和银浆接触的面积与焊带本身的面积满足以上比值关系，可以在很大程度上减少太阳能电池片中银浆的使用量，从而有效地降低太阳能电池制造相关的成本。此外，尽管在太阳能电池的正面，主栅电极通过电连通胶膜/胶带直接连接到焊带而无需传统的焊接工艺，但在太阳能电池的背面，依然使用传统的焊接工艺连接主栅电极和焊带。这使得太阳能电池生产厂商仍然能利用其现有的生产线进行生产，而无需彻底地升级和切换到新的生产设施，从而节省昂贵的固定资产投资。

附图说明

图1示意性地示出根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件中的电池互连结构。

图2示意性地示出根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件的电池银浆形貌。

图3示意性地示出根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件所使用的一种电连通胶膜构造。

图4示意性地示出根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件所使用的一种电连通胶带构造。

具体实施方式

i.定义

本文中使用的“结构胶”是指剪切强度大于1000psi(1MPa约等于145psi)的胶。

本文中使用的“结构强度”是指剪切强度大于1000psi。

本文中使用的“半结构强度”是指剪切强度大于100psi但不大于(即小于等于)1000psi。

本发明所描述的“(半)结构胶”在固化时也可以是半固化的(即不完全固化)，但是即使不完全固化，也已经能够达到半结构强度(即半结构胶的结构强度)，完全能满足使用。这种没有完全固化的半结构胶及其被粘材料如果在实际工作中继续受热并达到一定温度，仍然可以继续固化而达到更高的强度。

本文中使用的“胶带”，除非特别指明，可为带状形式，也可为胶膜。也就是说，术语胶带意在包括带和膜两种实施形式。一般地，业内将“带”理解为产品在应用中的最终形态为除了胶膜外还带有一层或者多层背膜(例如铜箔，铝箔，等等)，将“膜”理解为产品在应用中的最终形态为除了胶膜外不带背膜。

本文中使用的“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。

本文中所使用术语“烷基”是指具有1至10个碳原子、优选1-6个碳原子，更优选1-4个碳原子的饱和直链或支链的非环烃基。代表性的直链烷基包含甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基和正癸基；而代表性的支链烷基包含异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基、异戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2，3-二甲基丁基、2，3-二甲基戊基、2，4-二甲基戊基、2，3-二甲基己基、2，4-二甲基己基、2，5-二甲基己基、2，2-二甲基戊基、2，2-二甲基己基、3，3-二甲基戊基、3，3-二甲基己基、4，4-二甲基己基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、2-乙基己基、3-乙基己基、4-乙基己基、2-甲基-2-乙基戊基、2-甲基-3-乙基戊基、2-甲基-4-乙基戊基、2-甲基-2-乙基己基、2-甲基-3-乙基己基、2-甲基-4-乙基己基、2，2-二乙基戊基、3，3-二乙基己基、2，2-二乙基己基、3，3-二乙基己基等。

“C₁-C₆烷基”是指具有1-6个碳原子的直链或支链的烷基基团，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。“C₁-C₆亚烷基”是指具有1-6个碳原子的直链或支链的亚烷基基团，例如亚甲基(-CH₂-)、亚乙基(-CH₂CH₂-)、亚丙基(-CH₂CH₂CH₂-、-CH₂-CH(CH₃)-、-C(CH₃)₂-)、亚丁基(例如-CH₂CH₂CH₂CH₂-、-CH₂-CH₂-CH(CH₃)-、-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-)等。

“C₃-C₁₀亚环烷基”是指具有两个游离化合价并具有至少一个环单元的饱和烃基，其可以是桥接的，也可以是稠合的。实例有亚环戊基、亚环己基、亚环庚基、亚环辛基、等。

“卤素”包括氟、氯、溴或碘；优选氟、氯或溴；更优选氯或溴。

“C₅-C₁₄芳基”包括具有5-14个碳原子的芳烃基团，其可以是饱和的或不饱和的，稠合的或桥连的。优选地，本发明的“C₅-C₁₄芳基”不包括杂原子。

ii胶组合物

为制得根据本发明的太阳能电池组件所使用的电连通胶膜，一种方法是通过将液态的胶组合物涂布在基材上、然后加热去除溶剂来得到所述电连通胶膜。然而，本领域技术人员将懂得，也可以使用不同于前述方法的方法来制备所述电连通胶膜。此时，胶组合物不必是液态的，也无需通过加热去除溶剂。一般地，用来制备根据本发明的太阳能电池组件所使用的电连通胶膜的胶组合物包含：

a)10-90重量％的反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分，其中包含，以组分a)的整体计，

a1)50-99重量％的(甲基)丙烯酸酯，和

a2)1-20重量％的含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸烷基酯；

b)10-90重量％的苯并噁嗪组分，其具有下式：

其中

X选自单键、C₁-C₆亚烷基、C₃-C₁₀亚环烷基、-C(O)-、-S-、-S(O)-或-S(O)₂-，

R₁和R₂相同或不同，独立地选自氢、C₁-C₆烷基或C₅-C₁₄芳基，

R₄选自氢、卤素或C₁-C₆烷基。

根据一些实施方案，基于所述组合物的总重量计，所述反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分的量为15-60重量％。

组分a)中，(甲基)丙烯酸酯组分a1)占主要量，也即50重量％以上。优选地，组分a1)的量为60重量％以上，更优选70重量％以上。组分a1)可高达组分a)总重量的99重量％，优选地高达97重量％，最优选高达95重量％。

根据一些实施方案，所述组分a2)的量为1-20重量％，优选2-15重量％，更优选3-12重量％。

根据一些实施方案，所述单体a1)选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯或其混合物。

根据一些优选的实施方案，所述单体a2)为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。用于本发明中的GMA是市售的，例如可以从DOW Chemical获得。

用于制备根据本发明的太阳能电池组件所使用的电连通胶膜的胶组合物可以含有包含导电材料，也可以不含有该导电材料。根据一些实施方案，基于组合物的总重量计，所述导电材料的量为1-80重量％，优选20-60重量％，更优选25-50重量％。

用于制备根据本发明的太阳能电池组件所使用的电连通胶膜或胶带的胶组合物优选在不高于220℃的温度下固化。优选地，其固化温度为160-220℃，更优选地，其固化温度为170-190℃。另外，本发明的胶组合物制备后可以在40℃的温度下，优选在室温下长期保存，保存时间长达8个月，更优选12个月以上。

下面将对该胶组合物中的一些组分进行更详细的说明。

组分a)：反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分

该反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分a)是带有环氧官能团的聚(甲基)丙烯酸酯，其包含以下成分作为单体：

a1)50-99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯，和

a2)1-20重量％的含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸烷基酯。

发明人发现，在一个实施方式中，可对组合物的组分进行选择，使得聚(甲基)丙烯酸酯组分与组分b)苯并噁嗪组分之间有良好的相容性，且在固化温度下又可在苯并噁嗪受热开环后反应形成互穿聚合物网络(IPN)结构时，可提高胶组合物在低温下的存储稳定性。

在一个实施方式中，组分a1)中的(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯等等，包含了其可能的异构体形式。优选地，组分a1)(甲基)丙烯酸烷基酯选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯，或其两种以上的混合物。更优选地，组分a1)(甲基)丙烯酸烷基酯选自(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸异辛酯或其两种以上的混合物。

在另一个实施方式中，除组分a1)和a2)之外，本发明的反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分a)还可以包含其他(甲基)丙烯酸酯类单体。可以考虑使用例如(甲基)丙烯酸羟烷基酯，如(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯，(甲基)丙烯酸羟丁酯，包括其可能的异构体形式及其混合物。优选地，(甲基)丙烯酸羟烷基酯选自(甲基)丙烯酸羟甲酯和/或(甲基)丙烯酸羟乙酯。

根据一个实施方式，组分a)优选还包含(甲基)丙烯酸羟烷基酯，(甲基)丙烯酸羟烷基酯的存在有利于获得低固化温度的反应型聚(甲基)丙烯酸酯。

在另一个实施方式中，组分a2)中的含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸烷基酯实例包括含多个三元或四元环氧烷基(环氧丙烷PO或环氧丁烷BO)单元的(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯等。优选地，组分a2)中的含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸烷基酯为环氧丙烷取代的上述(甲基)丙烯酸酯。特别优选地，组分a2)中的含有环氧官能团的(甲基)丙烯烷基酯包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、4-羟丁基丙烯酸缩水甘油醚(4HBAGE)、3，4-环氧环己基甲基丙烯酸酯、3，4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯等。优选地，组分a2)中的含有环氧官能团的(甲基)丙烯烷基酯包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。

在其他的一些实施方式中，还可以存在(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺化合物或其任意混合物。可使用的(甲基)丙烯酰胺化合物例如甲基丙烯酰胺，例如N-叔丁基丙烯酰胺、N-己基甲基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N-壬基甲基丙烯酰胺、N-十二烷基甲基丙烯酰胺、N-十六烷基甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰氨基己酸、N-甲基丙烯酰氨基十一碳酸、N，N-二丁基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉和N-羟乙基甲基丙烯酰胺。其中，N-丙烯酰吗啉是最优选的。

根据一些实施方式，组分a)可以基本上由组分a1)和a2)组成，也即，不存在如下所述的其他丙烯酸酯类组分。在本文中“基本上由……组成”是指除所描述的组分以外，其他组分的含量不超过2重量％，更优选不超过1重量％，进一步优选不超过0.5重量％，最优选不超过0.1重量％。

本发明的组分a)反应型聚(甲基)丙烯酸酯可以由一种或几种单体通过自由基共聚反应而成。聚合过程中使用的引发剂和溶剂等是本领域技术人员的常规选择。这些单体需与苯并噁嗪有较好的相容性。可使用的单体如上文中所述。

上述带有反应官能团的反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分a)可以通过传统的溶剂自由基聚合的方法来合成。

组分b)：苯并噁嗪

可使用的苯并噁嗪可以参见中国专利申请201310447377.7，该申请以全文引用的方式纳入本文。

苯并噁嗪可以是能够加热开环反应的含有至少两个噁嗪官能团的任何苯并噁嗪。例如，可用于本发明的苯并噁嗪具有如下结构：

其中

X选自共价键、C₁-C₆亚烷基、C₃-C₁₀亚环烷基、-C(O)-、-S-、-S(O)-或-S(O)₂-，

R₁和R₂相同或不同，选自氢、C₁-C₆烷基或C₅-C₁₄芳基，

R₄选自氢，卤素或C₁-C₆烷基。

优选地，上述基团X为亚甲基、亚乙基、直链或支链的亚丙基、直链或支链的亚丁基、C＝O、S、S＝O或O＝S＝O。

优选地，上述基团R₁和R₂选自氢、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、苯甲基、苯乙基等。

在另一个实施方式中，苯并噁嗪的实例包括：

市售的产品包括例如Huntsman公司的普通双酚A型的苯并噁嗪树脂MT35600(结构式A)；上海朝宇化工有限公司的普通双酚A型的苯并噁嗪树脂PN001(结构式A)等。

根据一些实施方式，基于所述组合物的总重量计，所述苯并噁嗪的量为5-45重量％，更优选为18-32重量％。这样可以确保固化后的(半)结构胶带具有足够的强度。

可选的组分c)导电材料

可用于所述胶组合物的导电材料包含锡，银，铜，铋，铅，铟，锌，铝等或者他们之间形成的金属合金或者不同金属的核壳结构。也可以使用低熔点合金材料。低熔点合金是指含有锡，铅，铟，铋中的一种或者几种元素的合金，任选地还可以含有其他金属。有利地，可用的低熔点合金的熔点低于250℃，优选低于200℃，更优选低于160℃。根据一些实施方式，基于所述组合物的总重量计，所述导电材料的量为1-80重量％，优选20-60重量％，更优选25-50重量％。发明人发现，在导电材料中采用主要量、即50重量％以上的低熔点合金可以获得宽温度范围内的良好导电性，同时不会影响胶组合物的稳定性。优选地，低熔点合金占导电材料的60重量％以上，更优选70重量％以上，最优选80重量％以上。

需要指出，如前所述，所述胶组合物也可以不包含组分c)即上述的导电材料。此时，通过太阳能电池正面银浆本身的凸起的花纹(例如通过压花(embossing))来实现太阳能电池正面的电极与焊带的电学连通。所述银浆的花纹可以这样规定，焊带和银浆接触的面积除以焊带的面积小于＜50％，优选＜10％，更优选＜4％。

iii电连通胶膜/胶带

在制造根据本发明的太阳能电池组件时，需要使用电连通胶膜/胶带。该电连通胶膜/胶带包括前面所述的可热固化胶组合物，以及基材，例如金属箔、单面离型纸、或离型膜。

除上文所述的反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分、苯并噁嗪和可选的包含低熔点合金的导电成分以外，用于制作胶的组合物还可包含常规的组分，例如引发剂、分散剂、固化剂、抗冲改性剂、溶剂等。

引发剂可以是本领域中常用的自由基聚合引发剂，优选偶氮类或有机过氧化物引发剂。

偶氮类引发剂的实例有偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异戊腈(AMBN)、偶氮二异庚腈(ABVN)、以及两性的偶氮异丁氰基甲酰胺等。

有机过氧化物引发剂的实例有1，1，3，3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、1，1-双(叔丁基过氧化)环己烷、1，1-双(叔丁基过氧化)环十二烷、二叔丁基过氧化间苯二甲酸酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)-3-己炔、氢过氧化枯烯等。这些物质可以单独使用也可以以两种或更多种的组合物一起使用。

可以混合前述的各组分，得到胶组合物。在一个实施方式中，通过传统的涂布方式将该胶组合物以液态的形式涂布在一定厚度的基材上(所述基材可以包括例如单面离型纸、离型薄膜、金属箔等)，之后，通过加热的方式在适当的温度下去除溶剂，从而在所述基材上形成一定厚度的胶层。然后，将所述胶层连同所述基材分切至所需的宽度。当基材为单面离型纸或离型薄膜时，所得到的为电连通胶膜。而当基材为金属箔时，所得到的为电连通胶带。

可用的涂布方式包括辊刮刀涂布、逗号辊涂布、拖拽叶片式涂布以及逆转辊涂布、Mayer涂布、凹印辊涂布、狭缝式Die涂布等，更优的涂布方式为逗号辊涂布与狭缝式Die涂布。如果选用逗号辊涂布法，本发明所提到的可热固化的耐高温压敏性(半)结构胶水在涂布之前的粘度应该在500～23000cPs之间，更优的粘度应在1500～16000cPs之间。粘度过高或过低均不利于可热固化的压敏胶的涂布。

本发明所提到的由前述胶组合物制得的电连通胶膜的厚度(干胶厚度)可以在8～250微米之间，次优的厚度应该在10～150微米之间，更优的厚度应该在15～50微米之间。厚度太薄或太厚都不利于涂布与使用。

应当指出，正如之前所述的，本领域技术人员将懂得，也可以使用其他方法来制备所述电连通胶膜。

以下，将结合附图来说明本发明的一些具体实施方式。本领域技术人员将懂得，这些具体实施方式意在对本发明进行说明，而不能被理解为对本发明的限制。

图1示意性地示出根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件中的电池互连结构。如图1所示，其中作为例子示出太阳能电池组件中两个相邻的太阳能电池110和210，每个电池均具有正面(迎光面)和背面(背光面)，且其正面和背面的电极均为以银浆为主要成分的细主栅电极。对于每个电池，其正面的主栅银浆电极通过电连通胶膜/胶带连接到焊带，使得其正面从上至下呈所述焊带、所述电连通胶膜/胶带、所述主栅银浆电极依次排列的结构，且其背面的主栅银浆电极以焊接方式连接到焊带，使得其背面从上至下依次呈所述主栅银浆电极、所述焊带依次排列的结构。需要指出，对于图1中所示的太阳能组件，其中所包含的每个太阳能电池的正面和背面均具有上述的连接关系和结构。具体地，在图1中，对于太阳能电池110，其正面从上至下呈焊带115、电连通胶膜/胶带113、正面主栅银浆电极111依次排列的结构。而对于与太阳能电池210，其背面从上至下依次呈背面主栅银浆电极212、焊带115依次排列的结构。太阳能电池110与太阳能电池210之间通过焊带115相连接。

图2示意性地示出根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件的电池正面银浆180的形貌。在工业上，通过丝网印刷的方法将银浆印刷在太阳能电池的表面，该电池银浆起电学导通电池正面的作用。在图2所示的电池银浆180中，横向排布的银线181称为细栅线，其用于收集整个正面产生的电子或者空穴；而纵向排布的银线182称为主栅线，其用于与焊带连接引出电极。如之前所述，在用于将正面主栅银浆电极电连接到焊带的电连通胶膜/胶带中，也可以不包含导电材料。此时，通过正面银浆本身的凸起的花纹(例如通过压花(embossing))来实现太阳能电池正面的电极与焊带的电学连通。所述银浆的花纹可以这样规定，焊带和银浆接触的面积除以焊带的面积小于＜50％，优选＜10％，更优选＜4％。

图3示出了根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件中使用的一种电连通胶膜10的构造。该电连通胶膜10包括导电膜12和离型膜13。导电膜12由前述的胶组合物固化而得，其中包含低熔点合金颗粒11。

图4示出了根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件中使用的一种电连通胶带20。该电连通胶带20包括由前述的胶组合物固化而获得的导电膜22以及金属箔23，其中导电膜22包含低熔点合金颗粒21。

在本公开中，低熔点合金是指含有锡，铅，铟，铋中的一种或者几种元素的合金，任选地还可以含有其他金属。有利地，可用的低熔点合金的熔点低于250℃，优选低于200℃，更优选低于160℃。

一般而言，在太阳能电池的制作过程中，胶组合物(例如常见的环氧树脂类)需要在升高的温度和大于1.0Bar的压力下施用。然而，这样的操作条件需要额外的设备，并且增加了太阳能电池片碎裂的比例，提高了生产成本。

相比之下，在本发明中，在利用由胶组合物制备的电连通胶膜/胶带来将焊带与电池片电极贴合在一起时，可以在太阳能组件的层压过程中提供较低的压力。例如，层压过程中的压力一般小于1.0Bar即可实现稳固的粘合。另外，由于本发明中使用的电连通胶膜/胶带可选地进一步采用低熔点合金(其熔点小于等于层压温度或者略高于层压温度)或者低熔点合金与金属的混合物来作为导电材料，可以实现在低压条件中上下接触界面的良好电学接触。除此之外，如前所述，本发明中使用的电连通胶膜/胶带也可以不含有导电材料，而是通过太阳能电池正面银浆本身的凸起的花纹来实现太阳能电池正面的电极与焊带的电学连通。所述银浆的花纹可以这样规定，焊带和银浆接触的面积除以焊带的面积小于＜50％，优选＜10％，更优选＜4％。

iv.本发明的有益效果

在根据本发明的太阳能电池组件中，所使用的电连通胶膜或胶带具备如下优点：

-良好的导电性能，

-具有压敏胶的初粘性和可模切成型性，

-能用于实现电池片的低压贴敷(贴敷压力低于1MPa，优选低于0.6MPa，更优选不高于0.4MPa)，

-低温热固化，

-固化后具备半结构强度到结构强度，

-长期耐老化性。

特别地，本发明的由前述胶组合物制得的电连通胶膜或胶带在粘接初期表现出常规压敏胶带的特性(即具有初粘性，施加微小的压力即可粘接被粘物；可模切成型)，从而能用于实现电池片的低压贴敷。在一定温度下，该电连通胶膜或胶带又可以被热固化，且固化后其能够具备半结构强度到结构强度。由于该电连通胶膜或胶带具有的这些性质，使得在将其应用于太阳能电池片的粘接时，可补充甚至代替太阳能电池互联中通常采用的焊接步骤，减少电池片裂片的风险。

另一方面，由于焊带和银浆接触的面积与焊带本身的面积与焊带的面积之比小于＜50％，优选＜10％，更优选＜4％，因而可以在很大程度上减少太阳能电池片中银浆的使用量，从而有效地降低太阳能电池制造相关的成本。此外，尽管在太阳能电池的正面，主栅电极通过胶膜直接连接到焊带而无需传统的焊接工艺，但在太阳能电池的背面，依然使用传统的焊接工艺连接主栅电极和焊带。这使得太阳能电池生产厂商仍然能利用其现有的生产线进行生产，而无需彻底地升级和切换到新的生产设施，从而节省昂贵的固定资产投资。

本发明的优点在以下非限制性的实施例中进一步进行说明。但实施例中采用的具体材料及其用量，以及其他实验条件并不应理解为对本发明的限制。除非特别指明，本发明中份数、比例、百分比等均以质量计。

实例

本发明主要评估电连通胶膜的粘接电学性能及其稳定性。测量了两个焊带之间的电极的电阻。所用的设备为安捷伦N6784A通用4象限电源/测量单元，所用的测量电极为开尔文四线检测电极。测试环境温度为25℃。

为评估稳定性，按照IEC61215标准进行热循环(TC)和湿热(DH)老化后，测量了试样的电阻。

以下实施例中的原材料见下表。本发明中反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分的制备可以参见中国专利申请201310447377.7，该申请以全文引用的方式纳入本文。

实例1：

本实施例中使用的反应型聚(甲基)丙烯酸酯原料的用量分别为MA/BA/GMA/EA/VAZO-67分别为80/15/5/149.8/0.2(克)，溶剂为乙酸乙酯。所有的以上原料按以上所述称重到500ml的三口烧瓶中，采用气动搅拌器(ZD-J-1型，上海作大涂装设备有限公司)，边搅拌边用N₂吹扫，升温至60℃反应24小时，冷却后得到淡黄色澄清粘稠液体(固含量为40％)形式的反应型聚(甲基)丙烯酸酯。将聚(甲基)丙烯酸酯、PN001混合溶解于甲乙酮(MEK)溶剂，再分别加入Sn₄₂Bi₅₈和BYK410。其中各组分的配比为聚(甲基)丙烯酸酯∶PN001∶Sn₄₂Bi₅₈∶BYK410＝41.83％∶27.89％∶29.9％∶0.4％(wt％)。使用逗号辊将该所得的胶组合物涂布到离型纸上，涂布的胶膜的厚度(干胶厚度)为25微米。然后，将该胶膜分切成1.5mm宽，所用电池片为晶澳太阳能156×156mm多晶片，电池片的每个主栅电极为一条154mm×72μm的银浆电极。所用的焊带为斯维克156mm×1.6mm×0.23mm焊带，贴合压力为0.1MPa，温度为100摄氏度。电池片正面使用胶膜贴敷，背面使用传统焊接。具体过程为：第一步，将胶膜在100摄氏度、0.1MPa的压力下贴敷在电池片上表面(迎光面，即正面)，剥离离型纸；第二，将焊带放置在胶膜上面；第三，用温度设置为350摄氏度的电烙铁将焊带焊接到所述胶膜。焊带在焊接后的剥离强度约为1N/mm。第四，使用传统焊接方法将焊带焊接到电池片背面的银浆电极上。然后，使用3M9110T/B EVA作为封装材料，用3M SF910作为背板制作成光伏组件。具体地，该光伏组件的各部件被置于层压机中，层压条件为抽真空5分钟，然后层压13分钟，工艺温度为145摄氏度。在该实例中，正面的焊带和主栅银浆电极相接触的面积除以所述焊带的面积计算如下：154mm×72μm/156mm×1.6mm＝4.44％。

实例2：

所使用的胶膜和工艺与上述实施例1相同，除了胶膜的配方中去除导电材料。在该实例中，正面的焊带和主栅银浆电极相接触的面积除以所述焊带的面积计算如下：154mm×72μm/156mm×1.6mm＝4.44％。

实例3：

所使用的胶膜和工艺与上述实施例1相同，除了胶膜的配方中各组分的配比改为聚(甲基)丙烯酸酯∶PN001∶Sn₄₂Bi₅₈∶BYK410＝35％∶35％∶29.9％∶0.4％(wt％)外。在该实例中，正面的焊带和主栅银浆电极相接触的面积除以所述焊带的面积计算如下：154mm×72μm/156mm×1.6mm＝4.44％。

实例4：

所使用的胶膜和工艺与上述实施例3相同，除了胶膜的配方中去除导电材料。在该实例中，正面的焊带和主栅银浆电极相接触的面积除以所述焊带的面积计算如下：154mm×72μm/156mm×1.6mm＝4.44％。

对比例1：

未使用胶膜。应用与用于连接实例1的背面电极的方法相同的传统焊接方法，将焊带连接到电池片(与实例1中使用的电池片相同)的正面和背面的银浆电极。

测试结果：

表一、热循环(TC)结果

表二、湿热(DH)老化结果

从以上结果可以看出，使用如前所述制备的电连通胶膜(含有或者不含有金属填料)来进行太阳能电池片的互联，所得到的光伏组件的电学性能在TC和DH老化条件下均较为稳定。

用如上所述的光伏组件结构制成正面用实例4中胶膜连接、背面用焊带连接的太阳能电池组件，每个组件含有4个电池片，其中电池片的每个主栅电极为一条154mm×72μm的银浆电极，焊带规格依然是154mm×1.6mm×0.23mm。对制得的太阳能电池组件分别进行TC50和DH1000老化试验，测试其功率变化。以下所示的表三和表四归纳了TC50以及DH1000试验的测试结果。在该实例中，如之前实施例1-实施例4中所述的，正面的焊带和主栅银浆电极相接触的面积除以所述焊带的面积计算如下：154mm×72μm/156mm×1.6mm＝4.44％。

项目	P<sub>max</sub>	V<sub>oc</sub>	I<sub>sc</sub>	R<sub>s</sub>	FF	R<sub>sh</sub>
							初始	13.85	2.5	9.29	0.04	0.6	26.15
TC 50	13.76	2.52	9.28	0.05	0.59	37.66
							劣化(％)	-0.6％	0.8％	-0.1％		-1.7％

表三、组件热循环(TC)结果

项目	P<sub>max</sub>	V<sub>oc</sub>	I<sub>sc</sub>	R<sub>s</sub>	FF	R<sub>sh</sub>
							初始	14.28	2.52	9.33	0.06	0.61	11.11
DH 1000	13.85	2.52	9.27	0.046	0.595	37.1
							劣化(％)	-3.0％	0.0％	-0.6％		-2.5％

表四、组件湿热(DH)结果

此处，P_max、V_oc、I_sc、R_s、FF、R_sh分别代表组件的最大输出功率、开路电压、短路电流、串联电阻、填充因子和并联电阻。

从以上结果可以看出，在TC和DH老化条件下，具有根据本发明的结构的太阳能电池组件的电学性能均比较稳定，且其功率变化在可接受范围。也使用实例1至3中的胶膜制成太阳能电池组件，并对制得的太阳能电池组件分别进行TC50和DH1000老化试验，测试其功率变化。所得的测试结果与以上表三和表四中记录的测试结果非常近似，且可为太阳能电池应用所接受。

总之，之前所述的电连通胶膜/胶带可用于与太阳能电池的表面电极连接，从而代替常规的焊带焊接方案。连接过程中不需要传统的高热高压粘合方式，而使用低于1MPa，优选低于0.6MPa，更优选不高于0.4MPa的贴敷压力即可。从而，这实现了太阳能电池片的低压电连接，无需使用专门设备，从而简化了生产工艺。更重要地，如前所述，生产过程中贴敷压力较低能有效降低太阳能电池片裂片的概率，从而可以显著地降低成本。另一方面，由于本发明能在很大程度上减少太阳能电池片中银浆的使用量，从而有效地降低了太阳能电池制造相关的成本。此外，尽管在太阳能电池的正面，主栅电极通过胶膜直接连接到焊带而无需传统的焊接工艺，但在太阳能电池的背面，依然使用传统的焊接工艺连接主栅电极和焊带。这使得太阳能电池生产厂商仍然能利用其现有的生产线进行生产，而无需彻底地升级和切换到新的生产设施，从而节省昂贵的固定资产投资。

应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。而且，可将各实施例中关于各特征或方面的描述适用于其他实施例中的其他类似特征或方面。

尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims

1.一种太阳能电池组件，其包括多个太阳能电池，其中，对于每个所述太阳能电池，其正面的主栅银浆电极通过电连通胶膜/胶带连接到焊带，使得其正面从上至下呈所述焊带、所述电连通胶膜/胶带、所述主栅银浆电极依次排列的结构，且其背面的主栅银浆电极以焊接方式连接到焊带，使得其背面从上至下依次呈所述主栅银浆电极、所述焊带依次排列的结构，其中所述主栅银浆电极的正面银浆具有凸起的花纹，并且对于每个所述太阳能电池，其正面的焊带和主栅银浆电极相接触的面积除以所述焊带的面积小于50％，并且所述电连通胶膜/胶带不包括导电材料。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其中，所述电连通胶膜/胶带利用胶组合物制得，所述胶组合物包括：

a)10-90重量％的反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分，其中包含，

以组分a)的整体计，

a1)50-99重量％的(甲基)丙烯酸酯，和

a2)1-20重量％的含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸烷基酯；

b)10-90重量％的苯并噁嗪组分，其具有下式：

其中

R₄选自氢、卤素或C₁-C₆烷基。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中，其中所述反应型聚(甲基)丙烯酸酯组分的量占所述胶组合物总重量的15-60％。

4.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中以组分a)的总重量计，(甲基)丙烯酸酯组分a1)占为60重量％-99重量％。

5.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中以组分a)的总重量计，(甲基)丙烯酸酯组分a1)占为70重量％-95重量％。

6.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中以组分a)的总重量计，组分a2)的量为1-20重量％。

7.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中以组分a)的总重量计，组分a2)的量为2-15重量％。

8.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中以组分a)的总重量计，组分a2)的量为3-12重量％。

9.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中所述组分a1)选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯或其混合物。

10.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中所述组分a2)为甲基丙烯酸缩水甘油酯。

11.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中所述组分b)选自：

12.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中基于组合物的总重量计，所述组分b)苯并噁嗪的量为5-45重量％。

13.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中基于组合物的总重量计，所述组分b)苯并噁嗪的量为18-32重量％。

14.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其中，所述电连通胶带包括如权利要求2-13中任一项所述的胶组合物以及基材，其中该电连通胶带的贴敷压力低于1MPa。

15.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其中，所述电连通胶带包括如权利要求2-13中任一项所述的胶组合物以及基材，其中该电连通胶带的贴敷压力低于0.6MPa。

16.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其中，所述电连通胶带包括如权利要求2-13中任一项所述的胶组合物以及基材，其中该电连通胶带的贴敷压力不高于0.4MPa。

17.根据权利要求14所述的太阳能电池组件，其中，所述基材包括单面离型纸、离型薄膜、或金属箔。