CN108172648B - 一种太阳能电池组件及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池组件及其制备工艺，包括从上至下依次设置的面板、封装材料、电池串、封装材料和背板，电池串主要由数块小型电池片串联而成，小型电池片由非直角电池片分割所成，即在横向上沿非直角电池片的纵向未沉积金属部位进行多次分割后形成各窄片状的小型电池片，且各小型电池片的面积相等；相邻的小型电池片的首尾部分叠摞在一起使二者的主栅对应相连以便进行电极连接实现串联从而构成所述电池串。本发明解决了非直角电池片切割后电池片大小不同造成的电流失配问题，非直角电池片分割成小型电池片后，无需筛选倒角片，简化制备工艺，提高生产效率，且叠片组件外观形状一致，功率差异小，档位更为集中，方便终端客户大规模应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池组件，还涉及该太阳能电池组件的制备工艺。
背景技术
人类获得能源最直接最清洁的方式是利用太阳能，太阳能光伏电池是将太阳能转换为电能的最有效方式之一。近年来，太阳能电池的世界产量以每年30～40％的速度增长，成为目前市场上发展最快的行业之一，其中，晶体硅太阳能电池日渐发展成熟，占据了市场的主导地位。
随着晶体硅太阳能电池技术的发展，各种高效电池及组件技术也逐渐成熟，根据制作工艺的不同，电池分为背钝化电池、钝化接触电池、全背接触电池、双面钝化双面电池、HIT电池等，而组件的制作技术分为多主栅技术、切片组件技术、叠片技术等。这些电池和组件制作技术的发展都极大地推动了组件功率的提升，而其中的叠片组件由于其可有效减少金属焊带的使用、极大提升组件效率并且在薄片技术上有先天的发展优势，近年来得到了大力地推广。
但是，在现有叠片组件的制作工艺中，当电池片为非直角形状时，其被切割后分为直角片与非直角片(倒角片)，由于现有采用宽度等分切割的方式，使得直角片与倒角片的大小不同，以致出现电流失配问题，因此，在组件制作过程中，直角片与倒角片需要分开并单独制作，这种制作方式存在着以下缺陷：
⑴增加了直角片与倒角片的分拣过程，制作过程繁琐，影响生产效率。
⑵由直角片与倒角片分别制作而成的叠片组件的外观形状不一致，且组件功率也存在着较大差异，使得用户使用难度增加，同时也容易出现组件之间的失配现象。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种结构简单、降低生产成本、简化制备工艺、提高生产效率、提升组件功率且使用方便的太阳能电池组件，解决了非直角电池片切割后电池片大小不同所造成的电流失配问题。
本发明的第二个目的在于提供一种上述太阳能电池组件的制备工艺。
本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种太阳能电池组件，包括从上至下依次设置的面板、封装材料、电池串、封装材料和背板，其特征在于：所述电池串主要由数块小型电池片串联而成，所述小型电池片由非直角电池片分割所成，即在横向上沿非直角电池片的纵向未沉积金属部位进行多次分割后形成各窄片状的小型电池片，且各小型电池片的面积相等；相邻的小型电池片的首尾部分叠摞在一起使二者的主栅对应相连以便进行电极连接实现串联从而构成所述电池串。
本发明解决了非直角电池片切割后电池片大小不同所造成的电流失配问题，将非直角电池片分割成小型电池片后，不需要将倒角片筛选出来，因此省去了分拣过程，简化了制备工艺，提高了生产效率，而且本发明叠片组件的外观形状一致，组件功率差异很小，档位更为集中，方便终端客户大规模应用。本发明采用叠片技术，能够有效降低互连条本身带来的内阻损耗，提升组件功率进而降低发电成本。另外，本发明减少了硅片的损耗，便于叠片组件的大规模产业化，降低了生产成本。
作为本发明的一种实施方式，所述非直角电池片是单面发电电池，所述单面发电电池的正面和背面分别具有并排的数条主栅，所述单面发电电池被分割成小型电池片后，每块小型电池片的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅，相邻小型电池片的其中之一的背面主栅覆盖在另一小型电池片的正面主栅上进行电极连接。
作为本发明的另一种实施方式，所述非直角电池片是双面发电电池，所述双面发电电池的正面和背面分别具有并排的数条主栅，所述双面发电电池被分割成小型电池片后，每块小型电池片的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅，相邻小型电池片的其中之一的背面主栅覆盖在另一小型电池片的正面主栅上进行电极连接。
作为本发明的一种优选实施方式，各非直角电池片在正面光照时最大功率点电流差异小于或等于0.15安培。
作为本发明的一种优选实施方式，相邻小型电池片的电极之间通过导电浆料或者导电带进行粘接。
本发明的第二个目的在于提供一种上述太阳能电池组件的制备工艺。
本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种上述太阳能电池组件的制备工艺，其特征在于具体包括以下步骤：
⑴制备非直角电池片，该非直角电池片用于制作叠片太阳能组件，在非直角电池片的制备过程中，在横向上沿非直角电池片的纵向预留多条分割间隙，该分割间隙不沉积金属，按照分割间隙分割所成的各小型电池片的面积相等，且每块小型电池片的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅；
⑵沿着分割间隙将非直角电池片分割成数块小型电池片；
⑶将相邻小型电池片的首尾部分叠摞在一起使二者的正面主栅和背面主栅对应相连以便进行电极连接从而构成电池串；
⑷按照从下到上的顺序，铺设面板、封装材料、电池串、封装材料和背板，叠层完成后进行EL测试，测试结果满足要求后进行层压形成层压件；
⑸冷却层压件，削除边缘残留的背板及封装材料，进行EL测试，测试结果满足要求后装框并连接接线盒。
作为本发明的一种优选实施方式，在所述步骤⑶中，电极之间通过导电浆料或导电带进行连接，在连接过程中，施加压力并加热使电极粘合在一起。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：
⑴本发明解决了非直角电池片切割后电池片大小不同所造成的电流失配问题。
⑵本发明将非直角电池片分割成小型电池片后，不需要将倒角片挑选出来，省去了分拣过程，简化了制备工艺，提高了生产效率。
⑵本发明叠片组件的外观形状一致，组件功率差异很小，档位更为集中，方便终端客户大规模应用。
⑶本发明采用叠片技术，能够有效降低互连条本身带来的内阻损耗，提升组件功率进而降低发电成本。
⑷本发明减少了硅片的损耗，便于叠片组件的大规模产业化，降低了生产成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例1非直角电池片的正面结构示意图之一(没有画出主栅和副栅)；
图2是本发明实施例1非直角电池片的正面结构示意图之二；
图3是本发明实施例1非直角电池片的背面结构示意图；
图4是本发明实施例1小型电池片串联的局部立体结构示意图；
图5是本发明实施例1小型电池片串联的局部侧视示意图；
图6是本发明实施例1相邻小型电池片主栅连接的爆炸结构示意图；
图7是本发明实施例1太阳能电池组件的俯视示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1～7所示，是本发明一种太阳能电池组件，包括从上至下依次设置的面板、封装材料、电池串、封装材料和背板，其中，面板是玻璃板，封装材料采用POE，背板是背面局部透光玻璃板。电池串2主要由数块小型电池片1串联而成，小型电池片1由非直角电池片3分割所成，即在横向上沿非直角电池片3的纵向未沉积金属部位进行多次分割后形成各窄片状的小型电池片1，且各小型电池片1的面积相等，分别位于非直角电池片3首尾的小型电池片的一侧边角是倒角，位于非直角电池片3首尾的小型电池片的宽度w1大于其余的小型电池片的宽度w2、w3、…，小型电池片1的数量根据主栅的数量而定；相邻的小型电池片1的首尾部分叠摞在一起使二者的主栅4对应相连以便进行电极连接实现串联从而构成电池串。
在本实施例中，非直角电池片3选用n型双面发电电池片，n型双面发电电池片的正极与负极分布在电池片的正面和背面上，电池片的正面与背面各设置并排的3～9根主栅(在本实施例中电池片的正面和背面分别设置有7根主栅4)，电池片的正面主栅与背面主栅不在电池片的上下相对应的位置上，当n型双面电池片被切割成小型电池片1时，每块小型电池片1上的正面主栅位于其正面一侧，而背面主栅则位于其背面的另一侧。参见图2和3，例如位于非直角电池片3首部的小型电池片1a，其正面主栅4a位于其正面一侧，其背面主栅4b则位于其背面的相对的另一侧。参见图4～6，相邻小型电池片1的其中之一的背面主栅4b覆盖在另一小型电池片的正面主栅4a上并进行电极连接，具体是通过导电浆料进行连接，连接过程中施加压力和加热使得二者的电极粘合在一起。
一种上述太阳能电池组件的制备工艺，具体包括以下步骤：
⑴制备非直角电池片3，该非直角电池片3用于制作叠片太阳能组件，在非直角电池片3的制备过程中，在横向上沿非直角电池片3的纵向预留多条分割间隙5(图2中虚线引出该部位，即横向的副栅线6与第二条主栅4之间的间隙)，该分割间隙5不沉积金属，按照分割间隙5分割所成的各小型电池片1的面积相等，且每块小型电池片1的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅4；
各非直角电池片在正面光照时最大功率点电流差异小于或等于0.15安培。
⑵沿着分割间隙5将非直角电池片3分割成数块小型电池片1；
⑶将相邻小型电池片1的首尾部分叠摞在一起使二者的正面主栅和背面主栅4对应相连以便进行电极连接从而构成电池串，具体的，电极之间使用导电浆料进行连接，连接过程中施加压力和加热使得二者的电极粘合在一起。
⑷按照从下到上的顺序，将玻璃板、POE、互连好的太阳能电池串、POE、背面局部透光玻璃板铺设好，其中电池串的铺设根据组件版型需要，小型电池片先串联连接，形成的电池串相互之间再并联连接，叠层完成后进行层前EL测试，测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压形成层压件；
⑸层压件冷却后削除玻璃边缘残留的背板及EVA和/或POE材料，进行EL测试，达到质量要求即可完成装框及接线盒连接工作，制得如图7所示的双面太阳能电池组件。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例采用P型背钝化电池片制作太阳能电池组件，P型背钝化电池片为单面发电电池片，背面被铝浆和银浆覆盖光照下基本不发电，电池片的正极与负极分布在电池片的正面和背面，电池片的正面与背面各设置3～9根主栅，电池片的正面主栅与背面主栅不在电池片上下相对应的位置上，当P型背钝化电池片被切割成小型电池片1时，每块小型电池片1上的正面主栅位于其正面一侧，而背面主栅则位于其背面的另一侧。
太阳能电池组件制作步骤如下：
(1)挑选目标电池片：所选为P型背钝化电池片，电池分选时保证P型背钝化电池片在正面光照时最大功率点电流尽量一致，电流差异不要超过0.1安培；
(2)切割P型背钝化电池片：沿预留分割间隙将P型背钝化电池片切割成小型电池片，切割后，小型电池片上的正面主栅位于正面的一侧，背面主栅则位于其背面相对的另一侧。
(3)将小型电池片连接成电池串：小型电池片串接采用叠片方式进行，将一片小型电池片的背面主栅盖在另一片小型电池片的正面主栅上，电极之间使用导电带进行连接，连接过程中施加少量的压力和热使得电极粘合在一起，多个小型电池片如此反复叠加形成电池串；
(4)组件排版叠层及层压：按照从下到上的顺序，将玻璃板、EVA、互连好的太阳能电池串、EVA、背板铺设好，其中电池串的铺设根据组件版型需要，小型电池片先串联连接，形成的电池串相互之间再并联连接，叠层完成后进行层前EL测试，测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压形成层压件；
(5)层压件冷却后削除玻璃边缘残留的背板及EVA材料，进行EL测试，达到质量要求即可完成装框及接线盒连接工作。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池组件，包括从上至下依次设置的面板、封装材料、电池串、封装材料和背板，其特征在于：所述电池串主要由数块小型电池片串联而成，所述小型电池片由非直角电池片分割所成，即在横向上沿非直角电池片的纵向未沉积金属部位进行多次分割后形成各窄片状的小型电池片，且各小型电池片的面积相等；相邻的小型电池片的首尾部分叠摞在一起使二者的主栅对应相连以便进行电极连接实现串联从而构成所述电池串；
分别位于所述非直角电池片首尾的小型电池片的一侧边角是倒角，位于所述非直角电池片首尾的小型电池片的宽度w1大于其余的小型电池片的宽度w2、w3、…。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述非直角电池片是单面发电电池，所述单面发电电池的正面和背面分别具有并排的数条主栅，所述单面发电电池被分割成小型电池片后，每块小型电池片的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅，相邻小型电池片的其中之一的背面主栅覆盖在另一小型电池片的正面主栅上进行电极连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述非直角电池片是双面发电电池，所述双面发电电池的正面和背面分别具有并排的数条主栅，所述双面发电电池被分割成小型电池片后，每块小型电池片的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅，相邻小型电池片的其中之一的背面主栅覆盖在另一小型电池片的正面主栅上进行电极连接。
4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池组件，其特征在于：各非直角电池片在正面光照时最大功率点电流差异小于或等于0.15安培。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池组件，其特征在于：相邻小型电池片的电极之间通过导电浆料或者导电带进行粘接。
6.一种权利要求1所述太阳能电池组件的制备工艺，其特征在于具体包括以下步骤：
⑴制备非直角电池片，该非直角电池片用于制作叠片太阳能组件，在非直角电池片的制备过程中，在横向上沿非直角电池片的纵向预留多条分割间隙，该分割间隙不沉积金属，按照分割间隙分割所成的各小型电池片的面积相等，且每块小型电池片的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅，分别位于所述非直角电池片首尾的小型电池片的一侧边角是倒角，位于所述非直角电池片首尾的小型电池片的宽度w1大于其余的小型电池片的宽度w2、w3、…；
⑵沿着分割间隙将非直角电池片分割成数块小型电池片；
⑶将相邻小型电池片的首尾部分叠摞在一起使二者的正面主栅和背面主栅对应相连以便进行电极连接从而构成电池串；
⑷按照从下至上的顺序，铺设面板、封装材料、电池串、封装材料和背板，叠层完成后进行EL测试，测试结果满足要求后进行层压形成层压件；
⑸冷却层压件，削除边缘残留的背板及封装材料，进行EL测试，测试结果满足要求后装框并连接接线盒。
7.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于：所述非直角电池片是单面发电电池，所述单面发电电池的正面和背面分别具有并排的数条主栅，所述单面发电电池被分割成小型电池片后，每块小型电池片的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅，相邻小型电池片的其中之一的背面主栅覆盖在另一小型电池片的正面主栅上进行电极连接。
8.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于：所述非直角电池片是双面发电电池，所述双面发电电池的正面和背面分别具有并排的数条主栅，所述双面发电电池被分割成小型电池片后，每块小型电池片的正面一侧和背面另一侧分别具有一条主栅，相邻小型电池片的其中之一的背面主栅覆盖在另一小型电池片的正面主栅上进行电极连接。
9.根据权利要求7或8所述的制备工艺，其特征在于：各非直角电池片在正面光照时最大功率点电流差异小于或等于0.15安培。
10.根据权利要求9所述的制备工艺，其特征在于：在所述步骤⑶中，电极之间通过导电浆料或导电带进行连接，在连接过程中，施加压力并加热使电极粘合在一起。
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