CN108231952B - 光伏电池模组及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电池模组的制备工艺及光伏电池模组，其中工艺包括：为每个电池片单元提供两组设定长度的互联带；分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，形成光伏电池模组。该工艺可以根据电池片单元正反两面串联电极的具体要求选用最合适的互联带结构，避免高成本的单一互联带浪费，降低了制造成本，提升了生产效率。本发明提供的光伏电池模组，其同一个电池片单元的正反两面可以采用两种不同的互联带，以充分发挥不同材料的优势，一方面有利于提高光伏模组的发电功率，另一方面可以避免高成本的单一互联带浪费，制造成本低；其制备流程灵活多样，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种光伏电池模组及其制备工艺。
背景技术
常规的光伏电池片，如单晶硅电池、多晶硅电池、N型电池、HIT(异质结电池)等，都具有一种正反两面的电极结构设计，通常称为A(正)、B(反)两面。其中A面电极包括两个功能部分，分别为细栅线和汇流电极(也称宽栅线)，细栅线用于收集光生电池，然后汇集到汇流电极上再导出；B面电极包括反面电场和反面汇流电极，反面电场用于进行反面钝化和反射；反面汇流电极和正面汇流电极上下对称设置，数量位置都一致。
光伏电池模组的生产工艺与电池片单元的结构，尤其是A、B两面电极的工艺及结构密切相关。目前，光伏电池模组的生产方法通常是利用一根镀锡扁焊带分别搭在相邻电池片的AB两面的串联电极上，逐个将电池单元串联起来。这种方法主要是基于扁焊带自身双面对称的特性，其厚度比较薄，通常只有0.1mm-0.3mm，而宽度在1mm-2mm之间。因此，这种结构很适用于将其一半的正面和另一半的反面分别焊在电池片A面和B面的串联电极上。另外，扁焊带的生产工艺相对简单，相应的串焊机设备结构单，运行稳定，因而在行业内大受欢迎，对于光伏电池的大规模推广和快速发展起到了非常大的作用。
但是这种电池片串联方式，对于光伏电池模组的生产效率的提高也产生了一定的制约。比如，近年来行业内出现了各种不同形式的新型互联焊带，有在扁焊带表面轧制三角形条纹的、有圆形焊带、有三角形焊带等，这些不同的互联带结构主要都是为了提高电池正面受光率而开发的，但是将其用在反面就明显不合适甚至有些浪费。例如三角形焊带，如果一半用在正面的话，另一半用在反面时就会产生三角形的尖和电池片接触的情况。即使是双面发电的光伏模组，由于B面的功率远小于A面，不管从制造成本还是必要性上来讲，也不适合两面都用相同的特种焊带。此外，常规的扁焊带串焊方式，是将扁焊带裁切成两个电池片大小的长度，使其一半长度焊接在一电池片正面电极上，另一半焊接在相邻电池片反面电极上，面且反面的扁焊带是被电池片压在焊接平台上的，这就决定了其在生产过程中必须按照先放电池片再放焊带的顺序逐一摆放，而不能同时摆放用于焊接前后两张电池片的两组扁焊带，从而限制了生产速度的进一步提升。
所以，现有的电池片串联方式，制造成本较高，而且工艺流程要求严格，从而对光伏电池模组的生产效率的提升产生了一定制约，导致生产效率较低。
发明内容
本发明提供了一种光伏电池模组的制备工艺，包括以下步骤：
为每个电池片单元提供两组设定长度的互联带；
分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，形成光伏电池模组。
作为一种可实施方式，分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，形成光伏电池模组，包括以下步骤：
在电池片单元的正面串联电极和反面串联电极上各自焊接一组互联带，并使电池片单元上的两组互联带的端部分别从该电池片单元的两端伸出；
在相邻两个电池片单元的正面串联电极和反面串联电极的数量相同且位置一一对应时,将从其中一个电池片单元的正面伸出的互联带的伸出端与从另一个电池片单元的反面伸出的互联带的伸出端一一对准，进行焊接，将相邻两个电池片单元相互串联起来；
在相邻的两个电池片单元的正面串联电极和反面串联电极的数量不同或位置不一一对应时，利用一根横着的互联带将从其中一个电池片单元的正面伸出的互联带的伸出端与从另一个电池片单元的反面伸出的互联带的伸出端全部串联起来。
作为一种可实施方式，分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，形成光伏电池模组，包括以下步骤：
将用于正面焊接的互联带按照预设间隙，进行顺序摆放；
在将用于正面焊接的互联带摆放完成后，摆放电池片单元，使各个电池片单元的正面串联电极依次与摆放好的用于正面焊接的互联带一一对准，且用于正面焊接的互联带的端部能够分别从电池片单元的两端伸出，多个电池片单元之间保持预设的片间距；
在将电池片单元摆放完成后，将用于反面焊接的互联带依次摆放在对应电池片单元的反面串联电极处，并一一对准，使相邻两个电池片单元的用于正面焊接的互联带和用于反面焊接的互联带的伸出端在电池片单元的间隔处搭接在一起；
对两根互联带的搭接部位以及摆放完成的互联带和电池片单元进行焊接，使相邻两个电池片单元通过分别设置在正反面的两组互联带进行串联。
作为一种可实施方式，本发明的光伏电池模组的制备工艺，利用红外焊接、激光焊接、或热压焊接的方式，同时对两根互联带的搭接部位以及互联带和电池片单元的重叠部位进行焊接，使相邻两个电池片单元通过分别设置在正反面的两组互联带进行串联。
作为一种可实施方式，本发明的光伏电池模组的制备工艺，焊接在电池片单元的正面的互联带的结构与焊接在电池片单元的反面的互联带的结构相同。
作为一种可实施方式，本发明的光伏电池模组的制备工艺，焊接在电池片单元的正面的互联带的结构与焊接在电池片单元的反面的互联带的结构不同。
作为一种可实施方式，本发明的光伏电池模组的制备工艺，焊接在电池片单元的正面的互联带为轧纹焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带；
或，焊接在电池片单元的正面的互联带为三角形焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带或三角形焊带；
或，焊接在电池片单元的正面的互联带为圆焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带；
或，焊接在电池片单元的正面的互联带为扁焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带。
作为一种可实施方式，互联带的伸出端的长度为0.5mm至3mm。
作为一种可实施方式，两根互联带的搭接部位的长度为0.5mm至2mm。
相应地，本发明还提供了一种光伏电池模组，包括若干个依次串联的电池片单元；
所述电池片单元的正反两面分别设置有设定长度的互联带，设置在所述电池片单元的正面的互联带与所述电池片单元的正面串联电极一一对应连接；设置在所述电池片单元的反面的互联带与所述电池片单元的反面串联电极一一对应连接；
相邻两个所述电池片单元中的一个电池片单元的正面的互联带与另一个电池片单元的反面的互联带在两个电池片单元的间隔处连接。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，可以根据电池片单元正反两面串联电极的具体要求选用最合适的互联带结构，可以在一个电池片单元上采用两种不同焊带进行焊接，从而避免高成本的单一互联带浪费，降低了制造成本。此外，相对于现有技术严格的工艺流程，本发明提供的光伏电池模组的制备工艺，分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，允许同时摆放若干个正面互联带，同时摆放电池片单元，再同时摆放若干个背面互联带，如此，即可大幅提高生产速度，突破每个动作节拍的限制，使每个上料动作都可以同时操作若干组材料，大大提升了生产效率。
本发明提供的光伏电池模组，各个电池片单元之间通过焊接在正反两面的设定长度的互联带进行串联，可以根据电池片单元正反两面串联电极的具体要求选用最合适的互联带结构，同一个电池片单元的正反两面可以采用两种不同的互联带，以充分发挥不同材料的优势，一方面有利于提高光伏模组的发电功率，另一方面可以避免高成本的单一互联带浪费，制造成本低。此外，本发明提供的光伏电池模组，制备流程灵活多样，生产效率高。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的光伏电池模组的制备工艺的流程示意图；
图2为本发明实施例二和实施例三提供的光伏电池模组的制备工艺中的电池片单元的一结构示意图；
图3为本发明实施例二和实施例三提供的光伏电池模组的制备工艺中的电池片单元的另一结构示意图；
图4为本发明实施例二和实施例三提供的光伏电池模组的制备工艺中的光伏电池模组的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
现有的光伏电池模组的生产方法是利用一根镀锡扁焊带分别搭在相邻电池片的正反两面的串联电极上，逐个将电池单元串联起来。例如三角形焊带，如果一半用在正面的话，另一半用在反面时就会产生三角形的尖和电池片接触的情况。即使是双面发电的光伏模组，由于B面的功率远小于A面，不管从制造成本还是必要性上来讲，也不适合两面都用相同的特种焊带。此外，这种串接方式，需要将扁焊带裁切成两个电池片大小的长度，使其一半长度焊接在一电池片正面电极上，另一半焊接在相邻电池片反面电极上，面且反面的扁焊带是被电池片压在焊接平台上的，生产时必须按照先放电池片再放焊带的顺序逐一摆放，而不能同时摆放用于焊接前后两张电池片的两组扁焊带，从而限制了生产速度的进一步提升。
基于此，本发明提供了一种新的光伏电池模组的制备工艺，分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，再将互联带搭接串联起来，从而形成设定长度的电池串，即光伏电池模组。该工艺能够有效克服现有光伏电池模组的生产方法的缺陷。
具体地，参见图1，本发明实施例一提供了一种光伏电池模组的制备工艺，包括以下步骤：
S100、为每个电池片单元提供两组设定长度的互联带；
S200、分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，形成光伏电池模组。
本实施例中，首先为每个电池片单元提供两组设定长度的互联带，其中一组设置在电池片单元的正面，设置在电池片单元的正面的互联带与电池片单元的正面串联电极一一对应；另一组设置在电池片单元的反面，与电池片单元的反面串联电极一一对应；互联带的长度满足“设置在电池片单元上的两组互联带的端部能够分别从该电池片单元的两端伸出”即可。然后，通过对互联带与电池片单元进行焊接，以及对相邻两个电池片单元中的一个电池片单元的正面的互联带与另一个电池片单元的反面的互联带在两个电池片单元的间隔处进行焊接，实现片间串联，形成光伏电池模组。
相对于现有技术中，采用一根镀锡扁焊带分别搭在相邻电池片的正反两面的串联电极上，逐个将电池单元串联起来的制备工艺，本发明分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，可以根据电池片单元正反两面串联电极的具体要求选用最合适的互联带结构，可以在一个电池片单元上采用两种不同焊带进行焊接，从而避免高成本的单一互联带浪费，降低了制造成本。此外，相对于现有技术严格的工艺流程，本发明提供的光伏电池模组的制备工艺，分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，允许同时摆放若干个正面互联带，同时摆放电池片单元，再同时摆放若干个背面互联带，如此，即可大幅提高生产速度，突破每个动作节拍的限制，使每个上料动作都可以同时操作若干组材料，大大提升了生产效率。
上述实施例中的步骤S200，分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，形成光伏电池模组，可以采用多种焊接方式实现，具体如下：
实施方式一
第一步：单片焊接
在电池片单元的正面串联电极和反面串联电极上各自焊接一组互联带，并使电池片单元上的两组互联带的端部分别从该电池片单元的两端伸出。
焊接在电池片单元的正面的互联带与电池片单元的正面串联电极一一对应。焊接在电池片单元的反面的互联带与电池片单元的反面串联电极一一对应。为便于后续搭接，互联带的伸出端的长度可以为0.5mm至3mm。
第二步：搭接串焊，分以下两种处理方式：
a、在相邻两个电池片单元的正面串联电极和反面串联电极的数量相同且位置一一对应时,将从其中一个电池片单元的正面伸出的互联带的伸出端与从另一个电池片单元的反面伸出的互联带的伸出端一一对准(通常为上下对准)，进行焊接，将相邻两个电池片单元相互串联起来。
b、在相邻的两个电池片单元的正面串联电极和反面串联电极的数量不同或位置不一一对应时，利用一根横着的互联带将从其中一个电池片单元的正面伸出的互联带的伸出端与从另一个电池片单元的反面伸出的互联带的伸出端全部串联起来。所有伸出电池片单元的互联带的伸出端都焊接在这根横着的互联带的一面或分别焊在两面上。
此处横着的互联带是相对于焊接在电池片单元正反面的互联带而言，通常其方向与电池片单元正反面的互联带垂直。
实施方式二
首先，将用于正面焊接的互联带按照预设间隙，进行顺序摆放。也可以将用于正面焊接的互联带分成若干小组，每个小组对应一个电池片单元，各个小组按照预设间隙进行顺序摆放。
其次，在将用于正面焊接的互联带摆放完成后，摆放电池片单元，使各个电池片单元的正面串联电极依次与摆放好的用于正面焊接的互联带一一对准，且保证用于正面焊接的互联带的端部能够分别从电池片单元的两端伸出，多个电池片单元之间保持预设的片间距。若用于正面焊接的互联带是分组摆放的，则直接将各个电池片单元依次与其对应的小组的用于正面焊接的互联带对齐摆放，保持要求的片间距即可。
接下来，在将电池片单元摆放完成后，将用于反面焊接的互联带依次摆放在对应电池片单元的反面串联电极处，并一一对准，使相邻两个电池片单元的用于正面焊接的互联带和用于反面焊接的互联带的伸出端在电池片单元的间隔处搭接在一起。同理，也可以将用于反面焊接的互联带分成若干小组，每个小组对应一个电池片单元，将若干小组用于反面焊接的互联带按顺序摆放在对应电池片单元的反面串联电极处，并一一对准。
最后，对两根互联带的搭接部位以及摆放完成的互联带和电池片单元进行焊接，使相邻两个电池片单元通过分别设置在正反面的两组互联带进行串联。互联带和电池片单元上的互联电极的焊接，与两种互联带的搭接焊接可以同时进行，也可以前后进行。两根互联带的搭接部位的长度可以为0.5mm至2mm。
以上两种实施方式，可以同时并列进行若干组互联带的上料动作，从而打破了现有生产工艺由于最小动作节拍的限制对生产速度提升的限制。
本发明实施例中的焊接均可以通过红外焊接、激光焊接、或热压焊接等现有的焊接方式实现。焊接在电池片单元的正面的互联带的结构与为焊接在电池片单元的反面的互联带的结构可以相同，也可以不同。
焊接在电池片单元的正面的互联带可以为轧纹焊带、三角形焊带、圆焊带、扁焊带等焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带可以为扁焊带或三角形焊带等结构简单，成本较低的焊带，这种焊带便于与位于正面的互联带进行搭接，且结构稳定。
例如：焊接在电池片单元的正面的互联带为轧纹焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带。扁焊带相对其他特种焊带结构简单，工艺成本较低，与轧纹焊带搭接时能够保证一定的接触面，便于焊接且结构稳定。
同理，焊接在电池片单元的正面的互联带为三角形焊带时，焊接在电池片单元的反面的互联带可以为扁焊带或三角形焊带。焊接在电池片单元的正面的互联带为圆焊带时，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带。焊接在电池片单元的正面的互联带为扁焊带时，焊接在电池片单元的反面的互联带可以为扁焊带。
此处需要特别说明的是，本发明在电池片单元的正反两面均采用三角形焊带作为互联带时，焊接在电池片单元的正面的三角焊带的底部与电池片的正面焊接，尖朝上；焊接在电池片单元的反面的三角焊带的底部与电池片的反面焊接，尖朝下，这样，正面互联带与反面互联带的伸出端相互搭接时为“背靠背”的形式，保证了所有的焊接部位均为面面接触，结构稳定，从而克服了现有技术中三角形焊带的三角形的尖和电池片接触的缺陷。
下面以三角焊带和扁焊带的组合为例，对本发明提供的光学电池模组的制备工艺进行说明。如图2至图4所示，电池片1的正面焊接的互联带为三角焊带2，电池片1的反面焊接的互联带为三角焊带3。
实施例二，本实施例主要先进行电池片单元的单片焊接，再将其搭接串联起来，具体包括以下步骤：
步骤11，先在预先制备好的底座或工作平台上按照设定的间距摆放一组定长的三角焊带2；
步骤12，在上述三角焊带2上方摆放电池片1，使三角焊带2与电池片1的串联电极对准；
步骤13，在电池片1另一面的串联电极上摆放一组定长的扁焊带3；
步骤14，将上述摆放好的三角焊带2、扁焊带3和电池片1置于红外灯下进行焊接，完成单片电池的互联带焊接，使两端各有一面有互联带伸出2mm，再连续进行上述四个步骤加工更多的电池片单元；
步骤15，将上述单片焊接好的电池片单元，按相同的朝向等间距摆放好，使得两端的互联带可以搭接1mm，再通过红外、激光、热压等方式进行焊接，形成一定长度的电池串，如图4所示。
将串好的电池串流入下道工序，形成光伏电池模组，此处不再一一赘述。本实施可以实现两种不同焊带在同一张电池片上的焊接和串联。
实施例三
本实施例主要是先同时并列进行多组互联带和电池片的摆放，再一起进行单焊和串焊，具体包括以下步骤：
步骤21，先在预先制备好的底座或工作平台上等间距地摆好若干组定长的三角焊带2；
步骤22，在摆好的三角焊带2上等间距地摆放相同数量的电池片1，要求三角焊带2与电池片1的串联电极对准；
步骤23，再在电池片1另一面的串联电极上等间距地摆放相同数量的扁焊带3，使其露出电池片的一端与电池片另一面的三角焊带2相互搭接，搭接长度2mm；
步骤24，再依次将上述若干组三角焊带2、扁焊带3和电池片1进行加热焊接，可以同时焊接也可以逐个进行，同时连同搭接区域一起焊接起来，完成电池片的串焊，如图4所示。
最后，将串好的电池串流入下道工序，形成光伏电池模组，此处不再一一赘述。本实施例可以同时并列进行若干组互联带的上料动作，从而打破现有生产工艺由于最小动作节拍的限制对生产速度提升的限制。
基于同一发明构思，本发明实施例四还提供了一种光伏电池模组，包括若干个依次串联的电池片单元。电池片单元的正反两面分别设置有设定长度的互联带，设置在电池片单元的正面的互联带与电池片单元的正面串联电极一一对应连接；设置在电池片单元的反面的互联带与电池片单元的反面串联电极一一对应连接；相邻两个电池片单元中的一个电池片单元的正面的互联带与另一个电池片单元的反面的互联带在两个电池片单元的间隔处连接。
本发明提供的光伏电池模组，各个电池片单元之间通过焊接在正反两面的设定长度的互联带进行串联，可以根据电池片单元正反两面串联电极的具体要求选用最合适的互联带结构，同一个电池片单元的正反两面可以采用两种不同的互联带，从而避免高成本的单一互联带浪费，制造成本低。此外，本发明提供的光伏电池模组，制备流程灵活多样，生产效率高。
需要说明的是，上述实施案例只是本技术的几种简单应用，是为了读者能更好地理解本发明的实际使用方式和过程，而不应被理解为本技术仅能在这几种条件下使用；理论上来讲，在不违背本发明产品结构组成及工艺过程的前提下，行业内的技术人员通过更换不同电池基片材料、更改不同的互联带形状、以及使用除红外加热和激光加外不同的热焊接工艺(比如电磁加热、热风等)等其他技术搭配，都应在本发明保护之内。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
为每个电池片单元提供两组设定长度的互联带；
分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接；设置在所述电池片单元的正面的互联带与所述电池片单元的正面串联电极一一对应连接；设置在所述电池片单元的反面的互联带与所述电池片单元的反面串联电极一一对应连接；
将多个电池片单元相互串联起来，形成光伏电池模组；
其中，分别在电池片单元的正反两面使用两组设定长度的互联带进行焊接，将多个电池片单元相互串联起来，形成光伏电池模组，包括以下步骤：
将用于正面焊接的互联带按照预设间隙，进行顺序摆放；
在将用于正面焊接的互联带摆放完成后，摆放电池片单元，使各个电池片单元的正面串联电极依次与摆放好的用于正面焊接的互联带一一对准，且用于正面焊接的互联带的端部能够分别从电池片单元的两端伸出，多个电池片单元之间保持预设的片间距；
在将电池片单元摆放完成后，将用于反面焊接的互联带依次摆放在对应电池片单元的反面串联电极处，并一一对准，使相邻两个电池片单元的用于正面焊接的互联带和用于反面焊接的互联带的伸出端在电池片单元的间隔处搭接在一起；
对两根互联带的搭接部位以及摆放完成的互联带和电池片单元进行焊接，使相邻两个电池片单元通过分别设置在正反面的两组互联带进行串联。
2.根据权利要求1所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，利用红外焊接、激光焊接、或热压焊接的方式，同时对两根互联带的搭接部位以及互联带和电池片单元的重叠部位进行焊接，使相邻两个电池片单元通过分别设置在正反面的两组互联带进行串联。
3.根据权利要求1或2所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于：
焊接在电池片单元的正面的互联带为轧纹焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带；
或，焊接在电池片单元的正面的互联带为三角形焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带或三角形焊带；
或，焊接在电池片单元的正面的互联带为圆焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带；
或，焊接在电池片单元的正面的互联带为扁焊带，焊接在电池片单元的反面的互联带为扁焊带。
4.根据权利要求1或2所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，互联带的伸出端的长度为0.5mm至3mm。
5.根据权利要求1或2所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，两根互联带的搭接部位的长度为0.5mm至2mm。
6.根据权利要求1或2所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，焊接在电池片单元的正面的互联带的结构与焊接在电池片单元的反面的互联带的结构不同。
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