CN109087961A - 一种光伏组件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种光伏组件及其制作方法，所述光伏组件包括第一太阳能电池芯片组和第二太阳能电池芯片组，其中：所述第一太阳能电池芯片组的正面为第一吸光面，所述第二太阳能电池芯片组的正面为第二吸光面；所述第一太阳能电池芯片组的背面和所述第二太阳能电池芯片组的背面通过绝缘胶黏剂粘连在一起。本申请通过将第一太阳能电池芯片组的背面和所述第二太阳能电池芯片组的背面通过绝缘胶黏剂粘连在一起，形成双面太阳能电池，提高了光伏组件的光电转换效率。

Description

一种光伏组件及其制作方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种光伏组件及其制作方法。
背景技术
当前，在能源日渐短缺和环境保护双重压力形势下，可再生能源的开发利用受到了人们的普遍关注。太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，具有无污染、资源的普遍性和永不枯竭等特点。太阳能电池主要分为晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两种。与晶体硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有成本低廉、轻质、柔软、易加工等一系列优点，因此，其具有更为广阔的发展前景。
铜铟镓硒(Copper indium gallium diSelenide，CIGS)是一种具有高效率低成本的薄膜太阳能电池，现有的CIGS电池芯片通常只对正面镀膜，如图1所示，一种CIGS电池膜层结构包括掺铝氧化锌(AZO)前电极层、氟化镁(MgF2)减反层、本征氧化锌(i-ZnO)窗口层、硫化镉(CdS)缓冲层、CIGS吸光层、钼(Mo)底电极层和不锈钢基底层，正面吸收光能并转化为电能，产生电流；背面使用铜线作为引流导线，将正面产生的电流引至引流焊带，并通过汇流条将各引流焊带的电流汇总到一个接线盒输出。
但是，现有的电池芯片切割后，相邻的电池芯片连接时需要为引流导线留有一定的间隙，这种连接方式存在一定的面积浪费，无法实现有效光照面积内光能的最大利用；且封装时，背面的引流导线需要绕成曲线形状，封装工序复杂，影响良率，并且单面电池较双面电池的光电转换效率较低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光伏组件及其制作方法，能够提高太阳能电池的光电转换效率。
为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种光伏组件，包括第一太阳能电池芯片组和第二太阳能电池芯片组，其中：所述第一太阳能电池芯片组的正面为第一吸光面，所述第二太阳能电池芯片组的正面为第二吸光面；所述第一太阳能电池芯片组的背面和所述第二太阳能电池芯片组的背面通过绝缘胶黏剂粘连在一起。
本发明实施例还提供了一种光伏组件的制作方法，包括：将多个太阳能电池芯片分成两组，得到第一太阳能电池芯片组与第二太阳能电池芯片组，并将每组的太阳能电池芯片分成至少一太阳能电池串，将每一太阳能电池串中的太阳能电池芯片串联连接；将第一太阳能电池芯片组的背面和第二太阳能电池芯片组的背面通过绝缘胶黏剂粘连在一起；对粘连好的第一太阳能电池芯片组和第二太阳能电池芯片组进行层压封装。
本发明实施例的技术方案，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的光伏组件及其制作方法，通过使用绝缘胶黏剂将第一太阳能电池芯片组的背面和第二太阳能电池芯片组的背面粘连在一起，形成双面太阳能电池，提高了光电转换效率；
进一步地，通过叠瓦技术堆叠连接各个太阳能电池芯片，取消了引流导线的设置，简化了电池芯片的封装工序，提升了光伏组件的有效受光面积及输出功率，提高了光伏组件的制造良率与光电转换效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为相关技术中一种CIGS电池膜层结构示意图；
图2为本发明实施例一的一种光伏组件的结构示意图；
图3为本发明实施例一的另一种光伏组件的结构示意图；
图4为本发明实施例二的一种光伏组件的制作方法的流程示意图；
其中，附图标记说明如下：10：正面；20：背面；30：透明阻水膜；40：绝缘胶黏剂。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一
如图2所示，根据本发明实施例的一种光伏组件，包括第一太阳能电池芯片组(图2中仅示出第一太阳能电池芯片组的一部分：A1至A5)和第二太阳能电池芯片组(图2中仅示出第二太阳能电池芯片组的一部分：B1至B5)，其中：
所述第一太阳能电池芯片组的正面10为第一吸光面，所述第二太阳能电池芯片组的正面10为第二吸光面；
所述第一太阳能电池芯片组的背面20和所述第二太阳能电池芯片组的背面20通过绝缘胶黏剂40粘连在一起。
需要说明的是，太阳能电池通常为片状，可以吸收光能并将其转化为电能的一面被称为吸光面或正面，另外一面被称为背面。对于部分太阳能电池，其背面也可以吸收并转化光能为电能，这些太阳能电池被称为双面电池。将多个太阳能电池电学互联后封装在玻璃或有机聚合物中，得到的可以长期使用的光伏设备，被称之为光伏组件。
本实施例中，所述第一太阳能电池芯片组至少包括一太阳能电池串，所述第二太阳能电池芯片组至少包括一太阳能电池串，每一太阳能电池串包括多个串联的太阳能电池芯片，不同太阳能电池串之间串联连接、并联连接或不进行连接。
在实际制作过程中，根据衬底的大小，设置第一太阳能电池芯片组和第二太阳能电池芯片组的太阳能电池串的串数，可以为一串或多串。当第一太阳能电池芯片组或第二太阳能电池芯片组设置多串太阳能电池串时，每串太阳能电池串之间可以串联连接，也可以并联连接，或者不进行连接。
本实施例中，如图2或图3所示，所述各串太阳能电池串中的各个所述太阳能电池芯片的边部为叠瓦式堆叠连接。图2中，A1至A5、B1至B5叠瓦的方向相同：A1至A5、B1至B5都是右边的太阳能电池芯片搭接在左边的太阳能电池芯片上；图3中C1至C5构成第一太阳能电池芯片组，D1至D5构成第二太阳能电池芯片组，且C1至C5、D1至D5叠瓦的方向相反：C1至C5是右边的太阳能电池芯片搭接在左边的太阳能电池芯片上，D1至D5是左边的太阳能电池芯片搭接在右边的太阳能电池芯片上。
假设各块太阳能电池芯片的左端为第一端，右端为第二端，在搭接相邻的两块太阳能电池芯片时，第一块太阳能电池芯片的第二端上侧边缘露出一块导电头(假设极性为负极)，第二块太阳能电池芯片的第一端下侧边缘露出一块导电头(假设极性为正极)，第一块太阳能电池芯片的第二端和第二块太阳能电池芯片的第一端上下搭接，则第一块太阳能电池芯片和第二块太阳能电池芯片可以导通。在搭接多块太阳能电池芯片时，原理与搭接两块太阳能电池芯片的原理相同，此处不再赘述。通过在各串太阳能电池串中的各个太阳能电池芯片的边部叠瓦式堆叠连接，减少了太阳能电池芯片之间的间隙，有效地提升了光伏组件的有效受光面积及输出功率。
在该示例中，同一所述太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片之间通过导电胶连接在一起，所述导电胶涂覆在太阳能电池芯片上进行叠瓦式堆叠连接的重叠区域，所述每一太阳能电池串的尾端通过汇流焊带汇总电流；或者，同一所述太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片之间通过引流焊带串联连接在一起。
通过导电胶将各个太阳能电池芯片连接在一起，再在尾端通过汇流焊带汇总电流，使得制作工艺更加简单。
需要说明的是，每一太阳能电池串中的多个太阳能电池芯片之间也可以不采用叠瓦式堆叠结构，例如，每一太阳能电池串中的多个太阳能电池芯片，通过引流导线将本芯片的吸光面产生的电流引至引流焊带，并通过汇流条汇总各个引流焊带的电流。
本实施例中，所述绝缘胶黏剂40可以为乙烯—乙酸乙烯酯共聚物(Ethylene-vinyl Acetate Copolymer，EVA)胶膜或其它任意的绝缘胶黏剂。
需要说明的是，EVA胶膜是一种热固性有粘性的胶膜，由于EVA胶膜在粘着力、耐久性、光学特性等方面具有的优越性，使得它被越来越广泛的应用于电流组件以及各种光学产品。
本实施例中，所述第一太阳能电池芯片组的正面10和第二太阳能电池芯片组的正面10设置透明阻水膜30。EVA胶膜和透明阻水膜30之间通过丁基胶密封封口。
实施例二
如图4所示，根据本发明实施例的一种光伏组件的制作方法，包括：
步骤401：将多个太阳能电池芯片分成两组，得到第一太阳能电池芯片组与第二太阳能电池芯片组，并将每组的太阳能电池芯片分成至少一太阳能电池串，将每一太阳能电池串中的太阳能电池芯片串联连接；
本实施例中，所述方法之前还包括：
清洗衬底；
对清洗后的衬底的正面镀膜，得到单面太阳能电池片；
对单面太阳能电池片进行切割，得到多个太阳能电池芯片。
本实施例中，所述衬底可以为不锈钢衬底或其它柔性衬底，如有机聚合物衬底或超薄玻璃衬底。
本实施例中，通过卷绕式镀膜设备(Roll Coater，ROC)对清洗后的衬底的正面镀膜。
本发明通过选用ROC镀膜设备，可在卷材上连续镀制多层膜。需要说明的是，本发明也可以通过其它的镀膜设备或镀膜方法对清洗后的衬底的正面进行连续或非连续地镀膜。
在实际制作过程中，根据衬底的大小，设置第一太阳能电池芯片组和第二太阳能电池芯片组的太阳能电池串的串数，可以为一串或多串。
本实施例中，所述方法还包括：
将不同的所述太阳能电池串之间串联连接、并联连接或不进行连接。
在本实施例的一个示例中，按照叠瓦结构将所述每一太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片的边部堆叠连接。
假设各块太阳能电池芯片的左端为第一端，右端为第二端，在搭接相邻的两块太阳能电池芯片时，第一块太阳能电池芯片的第二端上侧边缘露出一块导电头(假设极性为负极)，第二块太阳能电池芯片的第一端下侧边缘露出一块导电头(假设极性为正极)，第一块太阳能电池芯片的第二端和第二块太阳能电池芯片的第一端上下搭接，则第一块太阳能电池芯片和第二块太阳能电池芯片可以导通。在搭接多块太阳能电池芯片时，原理与搭接两块太阳能电池芯片的原理相同，此处不再赘述。通过在各串太阳能电池串中的各个太阳能电池芯片的边部叠瓦式堆叠连接，减少了太阳能电池芯片之间的间隙，有效地提升了光伏组件的有效受光面积及输出功率。
在该示例中，在连接所述每一太阳能电池串中的所述太阳能电池芯片时，可以通过导电胶将同一所述太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片连接在一起(将所述导电胶涂覆在太阳能电池芯片上进行叠瓦式堆叠连接的重叠区域)，并在所述每一太阳能电池串的尾端设置汇流焊带汇总电流，或者，也可以通过引流焊带将所述每一太阳能电池串中的所述太阳能电池芯片连接在一起。
通过导电胶将所述每一太阳能电池串中的所述太阳能电池芯片连接在一起，再在尾端通过汇流焊带汇总电流，使得制作工艺更加简单。
如图2所示，A1至A5构成第一太阳能电池芯片组，B1至B5构成第二太阳能电池芯片组，A1至A5、B1至B5中的每一片芯片用导电胶(图中未示出)串接，在A5B5尾端引出汇流焊带(图中未示出)，汇流焊带用于汇总电流。如图3所示，C1至C5构成第一太阳能电池芯片组，D1至D5构成第二太阳能电池芯片组。C1至C5中的每一片太阳能电池芯片片可以通过引流焊带(图中未示出)串联连接在一起，D1至D5中的每一片太阳能电池芯片可以通过引流焊带(图中未示出)串联连接在一起。
需要说明的是，每一太阳能电池串中的多个太阳能电池芯片之间也可以不采用叠瓦式堆叠结构，例如，每一太阳能电池串中的多个太阳能电池芯片，通过引流导线将本芯片的吸光面产生的电流引至引流焊带，并通过汇流条汇总各个引流焊带的电流。
步骤402：将第一太阳能电池芯片组的背面和第二太阳能电池芯片组的背面通过绝缘胶黏剂粘连在一起；
所述第一太阳能电池芯片组的正面为第一吸光面，所述第二太阳能电池芯片组的正面为第二吸光面。
本实施例中，所述绝缘胶黏剂可以为EVA胶膜或其它任意的绝缘胶黏剂。
步骤403：对粘连好的第一太阳能电池芯片组和第二太阳能电池芯片组进行层压封装。
本实施例中，在封装所述光伏组件时，所述第一太阳能电池芯片组的正面和第二太阳能电池芯片组的正面设置透明阻水膜。EVA胶膜和透明阻水膜之间通过丁基胶密封封口。
本发明实施例的光伏组件及其制作方法，使用柔性不锈钢衬底进行正面镀CIGS薄膜后切割成电池芯片，并将电池芯片非镀膜面进行粘结形成双面电池，因现有的平铺封装电池中间存在间隙，利用叠瓦技术交叉连接封装成电池组，有效地提升了光伏组件的有效受光面积及输出功率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏组件，其特征在于，包括第一太阳能电池芯片组和第二太阳能电池芯片组，其中：
所述第一太阳能电池芯片组的正面为第一吸光面，所述第二太阳能电池芯片组的正面为第二吸光面；
所述第一太阳能电池芯片组的背面和所述第二太阳能电池芯片组的背面通过绝缘胶黏剂粘连在一起。
2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述第一太阳能电池芯片组至少包括一太阳能电池串，所述第二太阳能电池芯片组至少包括一太阳能电池串，每一太阳能电池串包括多个串联的太阳能电池芯片，不同太阳能电池串之间串联连接、并联连接或不进行连接。
3.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于：同一所述太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片的边部为叠瓦式堆叠连接。
4.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于：同一所述太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片之间通过引流焊带连接在一起。
5.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于：同一所述太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片之间通过导电胶连接在一起，所述导电胶涂覆在所述太阳能电池芯片上进行叠瓦式堆叠连接的重叠区域，所述每一太阳能电池串的尾端通过汇流焊带汇总电流。
6.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述绝缘胶黏剂为乙烯—乙酸乙烯酯共聚物EVA胶膜。
7.一种光伏组件的制作方法，其特征在于，包括：
将多个太阳能电池芯片分成两组，得到第一太阳能电池芯片组与第二太阳能电池芯片组，并将每组的太阳能电池芯片分成至少一太阳能电池串，将每一太阳能电池串中的太阳能电池芯片串联连接；
将第一太阳能电池芯片组的背面和第二太阳能电池芯片组的背面通过绝缘胶黏剂粘连在一起；
对粘连好的第一太阳能电池芯片组和第二太阳能电池芯片组进行层压封装。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述制作方法还包括：
将不同的所述太阳能电池串之间串联连接、并联连接或不进行连接。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：按照叠瓦结构将所述每一太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片的边部堆叠连接。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于：在连接所述每一太阳能电池串中的所述太阳能电池芯片时，将导电胶涂覆在所述太阳能电池芯片上进行叠瓦式堆叠连接的重叠区域，通过导电胶将同一所述太阳能电池串中的多个所述太阳能电池芯片连接在一起，并在所述每一太阳能电池串的尾端设置汇流焊带。
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