CN109148626A - 一种聚光焊带及太阳能电池组件、压轮 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种聚光焊带及太阳能电池组件、压轮，所述聚光焊带的第一部分的第二表面为锯齿形，能够用于反射光线，将射到聚光焊带上的光反射至太阳能电池组件的玻璃和空气表面，再被全反射至太阳能电池表面用于二次利用；同时，由于锯齿形最外侧表面均连接第一表面和第二表面，且两个侧面与第一表面的夹角大于45°，能够将垂直第一表面入射的光直接反射至太阳能电池片表面，进行二次利用，提高了太阳光的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制作技术领域，尤其涉及一种聚光焊带及太阳能电池组件、压轮。
背景技术
在能源供应日趋紧张、环境问题日益突出的当下，发展新能源已成为各国重要能源战略。光伏、风电、核能、生物质能等众多新能源中，太阳能是其中最易于获得的，这使得光伏在新能源行业中最具发展潜力。
要使得太阳能电池片长期可靠地发电，需将其封装成光伏组件。常见的光伏组件有薄膜组件和晶体硅组件，其中晶体硅组件因其较高的光电转化效率和成熟的生产制造工艺，在当今光伏市场上占统治地位。晶硅太阳能组件功率的提升是目前组件研发的主要方向。
太阳能电池片之间采用焊带进行连接，将受光线照射的正面负极和背面正极连接起来形成串联的电路。太阳能电池片正面受光线照射的区域，由于焊带的存在导致受光面积减小，焊带区域的光无法被有效利用，聚光焊带的出现解决了这一难题，可以将焊带区域的光二次利用。
但是，由于现有技术中聚光焊带在制作过程中，由于反光结构的反射面积不足，造成反射光线不能被充分利用，造成太阳能电池片对光的二次利用率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种聚光焊带及太阳能电池组件、压轮，以解决现有技术中由于聚光焊带反光结构的反射面积不足造成的反射光线二次利用率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种聚光焊带，用于连接相邻设置的第一太阳能电池片和第二太阳能电池片，所述聚光焊带包括：
带状基体，所述带状基体沿所述带状基体延伸方向上交替排布的第一部分和第二部分；
所述带状基体包括相对设置的第一表面和第二表面，所述带状基体的第一表面为平面，第二表面为具有锯齿槽的锯齿面，所述锯齿槽的延伸方向为所述带状基体的延伸方向；
包围且覆盖所述带状基体的导电金属层；
其中，沿垂直于所述带状基体延伸方向的截面内，位于所述带状基体第一部分第二表面的导电金属层为与所述带状基体第二表面形状相同的锯齿形，所述聚光焊带的其余部分的表面为直线；
所述第一部分第一表面上的导电金属层用于连接所述第一太阳能电池片的正面，所述第二部分第二表面上的导电金属层用于连接所述第二太阳能电池片的背面；
在所述截面内，所述锯齿形最外侧两个侧面连接所述第一表面和所述第二表面，且所述两个侧面与所述第一表面的夹角大于45°。
优选地，所述第二表面上锯齿面的锯齿顶角α的角度范围为：120°≤α≤139°。
优选地，所述锯齿槽的个数大于或等于2个。
优选地，所述带状基体的材质为铜或铝。
优选地，所述导电金属层的材质为锡或锡与铂合金。
优选地，所述第一表面的锡层的厚度范围为15μm-25μm，包括端点值；所述第二表面的锯齿层锡层的厚度范围为5μm-10μm，包括端点值。
本发明还提供一种太阳能电池组件，包括：
至少两片太阳能电池片；
聚光焊带，所述聚光焊带为上面任意一项所述的聚光焊带；
每片所述太阳能电池片的正面电极连接所述聚光焊带的第一部分的第一表面；
每片所述太阳能电池片的背面电极连接所述聚光焊带的第二部分的第二表面。
优选地，还包括：
位于所述太阳能电池片正面的第一胶层和位于所述太阳能电池片背面的第二胶层；
以及位于所述第一胶层背离所述太阳能电池片表面的透光板，和位于所述第二胶层背离所述太阳能电池片表面的背板。
优选地，所述透光板和所述背板均为玻璃板。
本发明还提供一种压轮，用于形成上面任意一项所述的聚光焊带中的带状基体。
经由上述的技术方案可知，本发明提供的聚光焊带包括带状基体和包裹带状基体的导电金属层，所述带状基体沿其延伸方向上包括交替排布的第一部分和第二部分，且带状基体包括相对设置的第一表面和第二表面，其中，第一表面为平面，第二表面为锯齿面，所述锯齿面的锯齿槽的延伸方向与带状基体的延伸方向相同。导电金属层在带状基体的第一部分的第二表面为锯齿形，在带状基体的第一表面为平面，且导电金属层填充带状基体的第二部分的第二表面，也即，聚光焊带中第一部分的第二表面为锯齿面用于反射光，其余表面均为平面。而所述锯齿形最外侧表面均连接第一表面和第二表面，且两个侧面与第一表面的夹角大于45°。
本发明中聚光焊带的第一部分的第二表面为锯齿形，能够用于反射光线，将射到聚光焊带上的光反射至太阳能电池组件的玻璃和空气表面，再被全反射至太阳能电池表面用于二次利用；同时，由于锯齿形最外侧表面均连接第一表面和第二表面，且两个侧面与第一表面的夹角大于45°，能够将垂直第一表面入射的光直接反射至太阳能电池片表面，进行二次利用，提高了太阳光的利用率。
本发明还提供一种太阳能电池组件，包括上面所述的聚光焊带，所述聚光焊带将太阳能电池片串联在一起，能够对光进行反射，并被太阳能电池片再次利用，从而提高了太阳光的利用率。
本发明还提供一种压轮，所述压轮用于压制带状基底制作形成上面所述的带状基体，也即，压轮上的锯齿结构与带状基体上的锯齿结构呈互补形式，由于带状基体最外侧两个侧面连接第一表面和第二表面，那么压轮上最外侧的锯齿结构高度比中间位置的锯齿结构高，从而能够起到定位作用，避免在带状基体制作过程中出现错位，造成反光结构的反光面积不足。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中理想反光段结构截面示意图；
图2为现有技术中聚光焊带反射光原理图；
图3为理想状态下压轮压制铜基形成理想反光段结构以及定位不准确出现错位形成的反光段结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种聚光焊带结构示意图；
图5为图4中C部分的局部放大图；
图6为沿垂直于聚光焊带的延伸方向第一部分的截面图；
图7为沿垂直于聚光焊带的延伸方向第二部分的截面图；
图8为本发明实施例提供的聚光焊带的反射光原理图；
图9为本发明实施例提供的第二表面上锯齿面的锯齿顶角α的具体角度范围示意图；
图10-图13为本发明实施例提供的一些带状基体锯齿槽个数举例说明；
图14为本发明实施例提供的一种太阳能电池组件的结构示意图；
图15为沿图14中DD’线的截面图；
图16为本发明实施例提供的太阳能电池组件的侧视图；
图17为本发明实施例提供的一种压轮的截面示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中聚光焊带的反射面积不足，造成反射光线不能被充分利用，造成太阳能电池片对光的二次利用率不高。
发明人发现，出现上述技术问题的原因，如图1所示，为现有技术中理想反光段结构截面示意图；现有技术中通常将聚光焊带设计为倒三角凹槽结构，聚光焊带包括基体011和位于基体表面的导电层012，所述倒三角凹槽结构用于将入射到聚光焊带上的光反射至玻璃和空气截面，再进行全反射，反射至太阳能电池片表面，被太阳能电池片二次利用。如图2所示，为现有技术中聚光焊带反射光原理图；聚光焊带01将光线以一定角度反射到组件的玻璃02与空气界面，光线由光密介质进入光疏介质，一定角度下会发生全反射，再次回到太阳能电池片03表面，增大了太阳能电池片03的受光量，从而增加组件的输出功率。
但是，聚光焊带通常采用压轮形成倒三角结构，压轮压制铜基形成倒三角结构时，经常出现定位不准确，造成反光结构无法达到理想效果，从而造成有效反光面积不足的情况。
具体可以参见图3所示，图3为理想状态下压轮04压制铜基05形成理想反光段结构以及定位不准确出现错位形成的反光段结构示意图；在后续还需要在反光结构上制作导电层，用于与太阳能电池片电性连接。反光结构形状发生变化，制作导电层时，导电层发生流动，不堆积在反光结构槽中，从而造成反射角度发生变化，造成有效反光面积减少的情况。
基于此，本发明提供一种聚光焊带，用于连接相邻设置的第一太阳能电池片和第二太阳能电池片，所述聚光焊带包括：
带状基体，所述带状基体沿所述带状基体延伸方向上交替排布的第一部分和第二部分；
所述带状基体包括相对设置的第一表面和第二表面，所述带状基体的第一表面为平面，第二表面为具有锯齿槽的锯齿面，所述锯齿槽的延伸方向为所述带状基体的延伸方向；
包围且覆盖所述带状基体的导电金属层；
其中，沿垂直于所述带状基体延伸方向的截面内，位于所述带状基体第一部分第二表面的导电金属层为与所述带状基体第二表面形状相同的锯齿形，所述聚光焊带的其余部分的表面为直线；
所述第一部分第一表面上的导电金属层用于连接所述第一太阳能电池片的正面，所述第二部分第二表面上的导电金属层用于连接所述第二太阳能电池片的背面；
在所述截面内，所述锯齿形最外侧两个侧面连接所述第一表面和所述第二表面，且所述两个侧面与所述第一表面的夹角大于45°。
本发明提供的聚光焊带包括带状基体和包裹带状基体的导电金属层，所述带状基体采用压轮制作形成锯齿结构，锯齿结构的最外侧两个侧面连接第一表面和第二表面，且两个侧面与第一表面的夹角大于45°，能够将垂直第一表面入射的光直接反射至太阳能电池片表面，进行二次利用，提高了太阳光的利用率。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种聚光焊带，所述聚光焊带用于连接相邻设置的第一太阳能电池片和第二太阳能电池片，所述聚光焊带包括：
带状基体，带状基体沿所述带状基体延伸方向上交替排布的第一部分和第二部分；
带状基体包括相对设置的第一表面和第二表面，带状基体的第一表面A为平面，第二表面为具有锯齿槽的锯齿面，锯齿槽的延伸方向为带状基体的延伸方向；
包围且覆盖带状基体的导电金属层；
其中，沿垂直于带状基体延伸方向的截面内，位于带状基体第一部分第二表面的导电金属层为与带状基体第二表面形状相同的锯齿形，聚光焊带的其余部分的表面为直线；
第一部分第一表面上的导电金属层用于连接第一太阳能电池片的正面，第二部分第二表面上的导电金属层用于连接第二太阳能电池片的背面；
在截面内，锯齿形最外侧两个侧面连接第一表面和第二表面，且两个侧面与第一表面的夹角大于45°。
为清楚说明本发明实施例所提供的聚光焊带结构，请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种聚光焊带结构示意图；本实施例中聚光焊带包括沿聚光焊带延伸方向交替排布的第一部分10和第二部分20，聚光焊带包括第一表面A和第二表面B。请参见图5，图5为图4中C部分的局部放大图；其中，第一部分10的第一表面11A为平面，第二表面11B为锯齿面，第二部分20的第一表面12A和第二表面12B均为平面。
请参见图6和图7，其中，图6为沿垂直于聚光焊带的延伸方向第一部分的截面图；图7为沿垂直于聚光焊带的延伸方向第二部分的截面图；聚光焊带包括：
带状基体111包括沿带状基体111延伸方向上交替排布的第一部分和第二部分，本实施例中带状基体111的第一部分与聚光焊带的第一部分对应，带状基体111的第二部分与聚光焊带的第二部分对应。带状基体111包括相对设置的第一表面和第二表面，本实施例中如图6和图7所示，定义下表面为第一表面111A，上表面为第二表面111B。本实施例中带状基体111的第一表面111A为平面，第二表面111B为具有锯齿槽的锯齿面，锯齿槽的延伸方向为所述带状基体的延伸方向；
导电金属层112包围且覆盖带状基体111的所有表面。
需要说明的是，位于带状基体111第一部分第二表面111B的导电金属层为与带状基体111第二表面形状相同的锯齿形，聚光焊带的其余部分的表面为直线；也即，如图6中所示，带状基体111的第一部分第二表面111B上仅形成一层锯齿形结构的导电金属层，而如图7所示，带状基体111的第二部分第二表面111B上的锯齿结构被导电金属层填平，形成平面结构，这样，当第一部分第一表面上的导电金属层用于连接第一太阳能电池片的正面，第二部分第二表面上的导电金属层用于连接第二太阳能电池片的背面时，第二部分第二表面上的导电金属层为平面结构，能够与太阳能电池片的背面的焊接面积增大，从而避免焊接不牢的问题出现。
本实施例中，锯齿形最外侧两个侧面连接第一表面111A和第二表面111B，且两个侧面与第一表面111A的夹角β大于45°。
请参见图8，图8为本发明实施例提供的聚光焊带的反射光原理图，如图8所示，当垂直聚光焊带的第一表面入射的光照射到聚光焊带1的第二表面时，由于锯齿结构对光的反射，将光反射至封装结构2与空气的界面处，发生全反射，再次被反射至太阳能电池片3表面，被太阳能电池片再次吸收利用。而入射至聚光焊带最外侧的两个侧面上的光，由于该两个侧面与第一表面111A的夹角β大于45°，能够将光直接反射至太阳能电池片3的表面，从而被太阳能电池片吸收。
需要说明的是，本实施例中不限定带状基体和导电金属层的材质，可选的，带状基体111的材质为铜或铝，导电金属层112的材质为锡或锡与铂合金。另外，本实施例中不限定第二表面上锯齿面的锯齿顶角α的具体角度，可选的，α的角度范围为：120°≤α≤139°。请参见图9所示，封装结构的材质通常为玻璃，根据玻璃的折射率，当玻璃和空气的界面上的入射角大于41°时才能发生全反射现象，因此，第二表面上锯齿面的锯齿顶角α需要小于或等于139°，才能满足上述全反射要求。而若当第二表面上锯齿面的锯齿顶角α过小时，将被相邻的锯齿结构的侧面遮挡反射光，因此，第二表面上锯齿面的锯齿顶角α需要大于或等于120°。
本实施例中同样不限定带状基体111的第一表面和第二表面上导电金属层的厚度，可选的，如图6中所示，带状基体111的第一表面的锡层的厚度H范围为15μm-25μm，包括端点值；所述第二表面的锯齿层锡层的厚度h范围为5μm-10μm，包括端点值。
另外，本实施例中不限定带状基体111上上锯齿槽的个数。可选的，只要大于等于2个，即可能够实现对光的反射。
需要说明的是，根据不同型号的太阳能电池组件的要求，其所使用的聚光焊带的宽度不同，而聚光焊带的宽度不同，以及工艺制作难度控制了聚光焊带上带状基体111的锯齿槽的个数，需要说明的是，具体每个带状基体中锯齿槽的个数根据实际情况进行选择，如图10-图13所示，为本发明实施例提供的一些带状基体锯齿槽个数举例说明。图中的数据代表聚光焊带的参数。
本发明提供的聚光焊带包括带状基体和包裹带状基体的导电金属层，所述带状基体沿其延伸方向上包括交替排布的第一部分和第二部分，且带状基体包括相对设置的第一表面和第二表面，其中，第一表面为平面，第二表面为锯齿面，所述锯齿面的锯齿槽的延伸方向与带状基体的延伸方向相同。导电金属层在带状基体的第一部分的第二表面为锯齿形，在带状基体的第一表面为平面，且导电金属层填充带状基体的第二部分的第二表面，也即，聚光焊带中第一部分的第二表面为锯齿面用于反射光，其余表面均为平面。而所述锯齿形最外侧表面均连接第一表面和第二表面，且两个侧面与第一表面的夹角大于45°。
本发明中聚光焊带的第一部分的第二表面为锯齿形，能够用于反射光线，将射到聚光焊带上的光反射至太阳能电池组件的玻璃和空气表面，再被全反射至太阳能电池表面用于二次利用；同时，由于锯齿形最外侧表面均连接第一表面和第二表面，且两个侧面与第一表面的夹角大于45°，能够将垂直第一表面入射的光直接反射至太阳能电池片表面，进行二次利用，提高了太阳光的利用率。
本发明还提供一种太阳能电池组件，请参见图14，图14为本发明实施例提供的一种太阳能电池组件的结构示意图，所述太阳能电池组件包括：
至少两片太阳能电池片(31和32)；聚光焊带33，所述聚光焊带33为上面实施例所述的聚光焊带。
请参见图15，图15为沿图14中DD’线的截面图，每片太阳能电池片31(或32)的正面电极连接聚光焊带33的第一部分的第一表面；每片太阳能电池片31(或32)的背面电极连接聚光焊带的第二部分的第二表面。
请参见图16，图16为本发明实施例提供的太阳能电池组件的侧视图；多个太阳能电池片通过聚光焊带连接成太阳能电池串。
本实施例中不限定太阳能电池组件的其他封装结构，可选的，还包括：位于所述太阳能电池片正面的第一胶层和位于所述太阳能电池片背面的第二胶层；以及位于所述第一胶层背离所述太阳能电池片表面的透光板，和位于所述第二胶层背离所述太阳能电池片表面的背板。
其中，所述透光板和所述背板均为玻璃板。第一胶层和第二胶层均为EVA胶。
使用聚光焊带时，反光段(即第一部分)用于太阳能电池片正面，其平面和太阳能电池片正面的负极焊接。常规段(即第二部分)用于背面，其锡层填充面与太阳能电池片背面的正极焊接。再组成电池串并经过层叠、层压，形成玻璃-正面EVA-电池串-背面EVA-背板的结构，再经过装框、安装接线盒等工艺制成组件。
本发明提供的太阳能电池组件，包括上面实施例中所述的聚光焊带，所述聚光焊带将太阳能电池片串联在一起，能够对光进行反射，并被太阳能电池片再次利用，从而提高了太阳光的利用率。
本发明还提供一种压轮，请参见图17，图17为本发明实施例提供的一种压轮的截面示意图，压轮5包括位于两侧的锯齿轮51和位于中间的锯齿轮52，其中锯齿轮51在压轮5压铜基形成带状基体过程中，对铜基进行定位，避免铜基和压轮5产生错位，从而造成反光结构变形，进而导致锡层高温流动，形成的反光结构发生变化，造成反光面积不足的问题。
需要说明的是，本发明实施例提供的聚光焊带的制作工艺流程图，具体包括：
形成带状基底；
本实施例中所述带状基底为横截面为矩形的带状结构，本实施例中不限定带状基底的具体材质，可选的，所述带状基底的材质可以是铜或铝。
采用压轮对所述带状基底进行压制形成带状基体；
本实施例中所述压轮即为图17所示的压轮，这使得压轮和铜基的定位更加准确，不易发生错位。
铜基带退火工艺；
制备表面锡层；
采用电镀或热浸镀，上面结构与底层结构分开，形成不同厚度锡层；
采用分段喷锡工艺，填充反光结构沟槽，制作形成第二部分；
焊带绕卷及包装。
本实施例中，所述压轮用于压制带状基底制作形成上面所述的带状基体，也即，压轮上的锯齿结构与带状基体上的锯齿结构呈互补形式，由于带状基体最外侧两个侧面连接第一表面和第二表面，那么压轮上最外侧的锯齿结构高度比中间位置的锯齿结构高，从而能够起到定位作用，避免在带状基体制作过程中出现错位，造成反光结构的反光面积不足。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种聚光焊带，用于连接相邻设置的第一太阳能电池片和第二太阳能电池片，其特征在于，所述聚光焊带包括：
带状基体，所述带状基体沿所述带状基体延伸方向上交替排布的第一部分和第二部分；
所述带状基体包括相对设置的第一表面和第二表面，所述带状基体的第一表面为平面，第二表面为具有锯齿槽的锯齿面，所述锯齿槽的延伸方向为所述带状基体的延伸方向；
包围且覆盖所述带状基体的导电金属层；
其中，沿垂直于所述带状基体延伸方向的截面内，位于所述带状基体第一部分第二表面的导电金属层为与所述带状基体第二表面形状相同的锯齿形，所述聚光焊带的其余部分的表面为直线；
所述第一部分第一表面上的导电金属层用于连接所述第一太阳能电池片的正面，所述第二部分第二表面上的导电金属层用于连接所述第二太阳能电池片的背面；
在所述截面内，所述锯齿形最外侧两个侧面连接所述第一表面和所述第二表面，且所述两个侧面与所述第一表面的夹角大于45°。
2.根据权利要求1所述的聚光焊带，其特征在于，所述第二表面上锯齿面的锯齿顶角α的角度范围为：120°≤α≤139°。
3.根据权利要求2所述的聚光焊带，其特征在于，所述锯齿槽的个数大于或等于2个。
4.根据权利要求1所述的聚光焊带，其特征在于，所述带状基体的材质为铜或铝。
5.根据权利要求1所述的聚光焊带，其特征在于，所述导电金属层的材质为锡或锡与铂合金。
6.根据权利要求5所述的聚光焊带，其特征在于，所述第一表面的锡层的厚度范围为15μm-25μm，包括端点值；所述第二表面的锯齿层锡层的厚度范围为5μm-10μm，包括端点值。
7.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括：
至少两片太阳能电池片；
聚光焊带，所述聚光焊带为权利要求1-6任意一项所述的聚光焊带；
每片所述太阳能电池片的正面电极连接所述聚光焊带的第一部分的第一表面；
每片所述太阳能电池片的背面电极连接所述聚光焊带的第二部分的第二表面。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池组件，其特征在于，还包括：
位于所述太阳能电池片正面的第一胶层和位于所述太阳能电池片背面的第二胶层；
以及位于所述第一胶层背离所述太阳能电池片表面的透光板，和位于所述第二胶层背离所述太阳能电池片表面的背板。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述透光板和所述背板均为玻璃板。
10.一种压轮，其特征在于，用于形成权利要求1-6任意一项所述的聚光焊带中的带状基体。
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