CN110085697B - 一种低功率太阳能光伏组件加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低功率太阳能光伏组件加工方法，涉及太阳能电池组件加工技术领域，包括：将电池片按照预定路线划片；按照预定路线或部分预定路线沿着垂直于主栅线的划片路线裂片得到分片电池片；通过导电材料将分片电池片串联成电池单元串，同时将电池单元串串联成电池串；将电池串沿平行于主栅线的路线裂片分成目标电池串；将目标电池串铺设在预定平面上，折弯相邻两个目标电池单元串之间的导电材料，使各目标电池单元串沿垂直于主栅线的方向依次排列并固定得到电池阵列；在电池阵列两面自内向外依次铺设胶膜和板材，引出电池阵列的引线；通过加热层压将电池阵列、胶膜和板材压合成一个整体得到层压件。减少串焊所需人力成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件加工技术领域，尤其是一种低功率太阳能光伏组件加工方法。
背景技术
由于太阳能具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，因此研究太阳能发电成为开发利用新能源的主要方向，通过太阳能电池发电成为当今人们使用太阳能的一种主要方式。
常规的太阳能光伏组件中，无论是用于电站发电的大组件还是用于民用生活的低功率组件，都是通过导电材料将电池片连接成电池单元串，然后将电池单元串单独进行排版，通过汇流条将电池单元串焊接成整个电池串，整个过程占用的人力较多，而且由于汇流条离电池片较近，在人工焊接过程中容易损坏电池片。尤其针对小功率的应用光伏产品，还需要对电池片进行划片和提升电压处理，涉及到的手工操作量更大，无法保证产品性能一致，若采用设备自动焊接，对设备的自动化要求很高。
发明内容
本发明针对上述问题及技术需求，提出了一种低功率太阳能光伏组件加工方法。
本发明的技术方案如下：
一种低功率太阳能光伏组件加工方法，所述低功率太阳能光伏组件加工方法包括：
将电池片按照预定路线进行划片；
按照所述预定路线或部分所述预定路线将电池片沿着垂直于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到分片电池片；
通过导电材料将第一预定数量的所述分片电池片串联起来，组成电池单元串，同时将第二预定数量的所述电池单元串串联组成电池串；
将所述电池串沿平行于电池片主栅线的路线裂片分成相互独立的目标电池串；每个所述目标电池串由第二预定数量的目标电池单元串组成，所述目标电池单元串由第一预定数量的分片单元组成，每个所述分片单元上包括至少一个连接有导电材料的主栅线；
将所述目标电池串铺设在预定平面上，将所述目标电池串中相邻的两个所述目标电池单元串之间的导电材料折弯，使得各个所述目标电池单元串沿垂直于主栅线的方向依次排列并固定，得到电池阵列；
在所述电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材，将所述电池阵列的引线引出；
通过加热层压将所述电池阵列、所述胶膜和所述板材压合成一个整体，得到层压件。
其进一步的技术方案为：所述预定路线为垂直于电池片主栅线的划片路线和平行于电池片主栅线的划片路线；所述将所述电池串沿平行于电池片主栅线的路线裂片分成相互独立的目标电池串，包括：将所述电池串沿平行于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到相互独立的目标电池串；
或者，
所述预定路线为垂直于电池片主栅线的划片路线；所述将所述电池串沿平行于电池片主栅线的路线裂片分成相互独立的目标电池串，包括：按照平行于电池片主栅线方向的划片路线进行划片，将所述电池串沿平行于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到相互独立的目标电池串。
其进一步的技术方案为：所述胶膜包括第一胶膜层和第二胶膜层，所述板材包括第一板材和第二板材；所述电池阵列的一面是所述第一胶膜层和所述第一板材，另一面是所述第二胶膜层和所述第二板材。
其进一步的技术方案为：所述预定平面为中转平台；
所述在所述电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材，包括：
自底向上依次铺设所述第一板材和所述第一胶膜层；
将所述中转平台上折弯排列后的电池阵列转移至所述第一胶膜层上；
在所述电池阵列上依次铺设所述第二胶膜层和所述第二板材。
其进一步的技术方案为：所述预定平面是所述第一板材和所述第一胶膜层叠加铺设而成的平面；
所述在所述电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材，包括：
在折弯排列后的电池阵列上直接铺设所述第二胶膜层和所述第二板材。
其进一步的技术方案为：所述将所述电池阵列的引线引出，包括：
将所述电池阵列的引线穿过所述胶膜和所述板材引出；
或者，
将所述电池阵列的引线从所述电池阵列所在平面的侧边引出。
其进一步的技术方案为：相邻两个所述目标电池单元串弯折固定后，两个所述目标电池单元串上连接有导电材料的主栅线相距第一预定长度；
所述通过导电材料将第一预定数量的所述分片电池片串联起来，组成电池单元串，同时将第二预定数量的所述电池单元串串联组成电池串，包括：
通过导电材料将第一预定数量间隔第二预定长度的所述分片电池片串联起来，组成电池单元串，同时将第二预定数量间隔第三预定长度的所述电池单元串串联组成电池串；
其中，所述第三预定长度大于所述第一预定长度。
其进一步的技术方案为：位于所述目标电池串两端的目标电池单元串末端的导电材料延长作为引线；所述引线按照引出位置放置；
所述导电材料包括光伏焊带和导电胶带中的至少一个。
其进一步的技术方案为：所述通过加热层压将所述电池阵列、所述胶膜和所述板材压合成一个整体，得到层压件之后，还包括：
在所述层压件的四周安装边框，所述边框用于对所述层压件进行保护和安装。
其进一步的技术方案为：所述通过加热层压将所述目标电池串、所述胶膜和所述板材压合成一个整体，得到层压件之后，还包括：
对所述电池阵列引出的引线安装接线盒，所述接线盒用于对所述引线和电路进行保护。
本发明的有益技术效果是：
通过将目标电池串中相邻两个目标电池单元串之间的导电材料折弯，使得各个目标电池单元串沿垂直于主栅线的方向依次排列，将弯折后的电池阵列、胶膜和板材加热层压压合成层压件，省略了常规的太阳能光伏组件焊接时需要通过汇流条将单元串焊接成整个电池串的步骤，采用连接电池串本身的导电材料进行弯折的方式完成，尤其是小功率光伏产品，减少了人工操作的工作量，并且弯折操作可以由机器设备自动化实现，人工动作简单，操作方便，生产效率高，一次焊接产品良率高，可以大幅提高生产效率和减少生产成本，改善产品性能，保持品质一致性，使得小功率组件也满足制造自动化和高性能良率的需求。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的一种低功率太阳能光伏组件加工方法的流程图。
图2是本发明另一个实施例提供的一种低功率太阳能光伏组件加工方法的流程图。
图3是本发明一个实施例提供的划分电池片的示意图。
图4是本发明另一个实施例提供的划分电池片的示意图。
图5是本发明一个实施例提供的电池串的平面示意图。
图6是本发明另一个实施例提供的电池串的平面示意图。
图7是本发明一个实施例提供的电池串的侧视图。
图8是本发明一个实施例提供的目标电池串的平面示意图。
图9是本发明一个实施例提供的电池阵列的示意图。
图10是本发明一个实施例提供的电池阵列与胶膜和板材层叠以及引线从板材引出的示意图。
图11是本发明一个实施例提供的引线从侧边引出的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
常规的太阳能光伏组件中，无论是用于电站发电的大组件还是用于民用生活的低功率组件，都是通过导电材料将电池片焊接成电池单元串，然后将电池单元串单独进行排版，通过汇流条将电池单元串焊接成整个电池串，整个过程占用的人力较多，而且由于汇流条离电池片较近，在人工焊接过程中容易损坏电池片。尤其针对小功率的应用光伏产品，还需要对电池片进行划片和提升电压处理，涉及到的手工操作量更大，无法保证产品性能一致，若采用设备自动焊接，对设备的自动化要求很高。
针对于此，本发明实施例提供了一种低功率太阳能光伏组件加工方法，主要包括图1所示的划片、垂直于电池片主栅线裂片、串焊、平行于电池片主栅线裂片、排版、层叠、层压的过程，结合参考图2，该方法具体可以包括：
步骤110，将电池片按照预定路线进行划片。
电池片通常是指常规的6寸或5寸的电池片，预定电池片上会有若干条主栅线。
可选的，结合参考图3，预定路线可以是垂直于电池片主栅线的划片路线和平行于电池片主栅线的划片路线。
可选的，结合参考图4，预定路线可以仅包含垂直于电池片主栅线的划片路线。
步骤120，按照预定路线或部分预定路线将电池片沿着垂直于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到分片电池片。
结合参考图3，当预定路线为垂直于电池片主栅线的划片路线和平行于电池片主栅线的划片路线时，步骤120中是按照部分预定路线将电池片沿着垂直于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到分片电池片，其中部分预定路线是指垂直于电池片主栅线的划片路线。示例性的，电池片1为4栅线的大电池片，包括四条主栅线2，划片的预定路线包括垂直于主栅线的划片路线3和平行于主栅线的划片路线4，沿着垂直于主栅线的划片路线3进行裂片得到分片电池片5，每个分片电池片5上包括四条主栅线2和三条平行于主栅线的划片路线4。
结合参考图4，当预定路线为垂直于电池片主栅线的划片路线时，步骤120中是按照预定路线将电池片沿着垂直于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到分片电池片。示例性的，电池片1为4栅线的大电池片，包括四条主栅线2，划片的预定路线为垂直于主栅线的划片路线3，沿着垂直于主栅线的划片路线3进行裂片得到分片电池片5，每个分片电池片5上包括四条主栅线2。
步骤130，通过导电材料将第一预定数量的分片电池片串联起来，组成电池单元串，同时将第二预定数量的电池单元串串联组成电池串。
在实际应用中，太阳能电池片有两面，一面为正极，另一面为负极，在将电池片串联时，需要使用导电材料沿着主栅线将相邻电池片中其中一个的正面与另一个的反面连接起来。
结合参考图5或图6，其示出了导电材料6分别沿着分片电池片5上对应位置的主栅线2将分片电池片5串联成电池单元串7，并将电池单元串7串联成电池串的示意图，图5中分片电池片5在串焊时已经具有平行于主栅线的划片路线4，图6中分片电池片5在串焊时没有平行于主栅线的划片路线。
如图5或图6所示，分片电池片在串联之后间隔第二预定长度b，电池单元串串联之后间隔第三预定长度c。在实际应用中，通常第三预定长度c大于第二预定长度b。电池单元串之间的间距放大，可以便于在后续排版过程中对导电材料进行弯折。
示例性的，分片电池片的间距可以为-1.5mm～2mm，电池单元串的间距可以为20mm～100mm，在实际应用中，第三预定长度取决于分片电池片的大小以及电池单元串的串间距。分片电池片在连接时边缘区域可以有部分重叠，因此第二预定长度可以为负值。
串联电池单元串与串联分片电池片的方式一样，通过导电材料将前一个电池单元串最后一片分片电池片与后一个电池单元串第一片分片电池片连接起来。
可选的，串焊分片电池片和串焊电池单元串的动作可以由人工连接完成，也可以由串焊机完成。
结合参考图5至图7，图5和图6示出了分片电池片5通过导电材料6串联成电池串的平面示意图，图7示出了分片电池片5通过导电材料6串联成电池串的侧视图，示例性的，图5和图6中四个分片电池片5组成一个电池单元串7，图7中三个分片电池片5组成一个电池单元串7。
在一种可能的实现方式中，先通过导电材料将若干组第一预定数量间隔第二预定长度的分片电池片串联起来，得到若干个电池单元串，然后通过导电材料将间隔第三预定长度的电池单元串依次串联起来，得到完整的电池串。
在另一种可能的实现方式中，通过导电材料依次连接间隔第二预定长度的分片电池片，每连接第一预定数量的分片电池片时，将后一片分片电池片的间隔距离调整为第三预定长度，通过长度较长的导电材料焊接间隔第三预定长度的两个分片电池片，然后将分片电池片的间隔距离重新调整为第二预定长度，依次连接第一预定数量的分片电池片，将后一片分片电池片的间隔距离调整为第三预定长度，如此循环执行下去，得到完整的电池串，间隔距离小的分片电池片自动形成一个电池单元串，大的间隔距离将各个电池单元串区分开。
步骤140，将电池串沿平行于电池片主栅线的路线裂片分成相互独立的目标电池串。
其中，每个目标电池串由第二预定数量的目标电池单元串组成，目标电池单元串由第一预定数量的分片单元组成，每个分片单元上包括至少一个连接有导电材料的主栅线。
可选的，当预定路线为垂直于电池片主栅线的划片路线和平行于电池片主栅线的划片路线时，步骤140中将电池串沿平行于电池片主栅线的划片路线4进行裂片，得到相互独立的目标电池串，图8中示出了其中一个目标电池串。
可选的，当预定路线为垂直于电池片主栅线的划片路线时，由于分片电池片上没有预先划好的平行于电池片主栅线的划片路线，因此步骤140中先按照平行于电池片主栅线方向的划片路线进行划片，然后将电池串沿平行于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到相互独立的图8所示的目标电池串。
示例性的，如图8所示，每个目标电池串由第二预定数量的目标电池单元串8组成，目标电池单元串8由第一预定数量的分片单元9组成，每个分片单元9上包括至少一个连接有导电材料6的主栅线。
需要说明的是，若分片单元上包括多条主栅线，相邻两个分片单元只用一根导电材料连接，且连接有导电材料的主栅线位置对应，保证连接后的分片单元排列整齐。在分片电池片连接时可以将所有主栅线连接起来，则划片时注意保留每个分片单元上的一个主栅线，若是分片电池片连接时间隔同样数量的主栅线进行连接，则划片时需要注意保留等间距的一个连接有导电材料的主栅线和空着的主栅线。
步骤150，将目标电池串铺设在预定平面上，将目标电池串中相邻的两个目标电池单元串之间的导电材料折弯，使得各个目标电池单元串沿垂直于主栅线的方向依次排列并固定，得到电池阵列。
在实际应用中，相邻两个目标电池单元串弯折后，两个目标电池单元串上连接有导电材料的主栅线相距第一预定长度a。结合参考图9，相邻两个目标电池单元串8之间的导电材料6弯折后，导电材料6的水平段的长度即第一预定长度a，弯折的导电材料6连接两个目标电池单元串8的一段导电材料的长度为第三预定长度c，其中c＝c1+c2+c3，c2＝a，则第三预定长度c大于第一预定长度a。图9所示的弯折排版固定后的目标电池串即电池阵列。需要说明的是，本发明实施例中提供的目标电池串的弯折排版过程可以由设备自动化实现，从而可以保证电池阵列的产品一致性，提高生产效率和生产质量。可选的，在将目标电池串弯折后，可以通过胶带进行固定。
步骤160，在电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材，将电池阵列的引线引出。
可选的，结合参考图10，胶膜包括第一胶膜层10和第二胶膜层11，板材包括第一板材12和第二板材13，电池阵列14的一面是第一胶膜层10和第一板材12，另一面是第二胶膜层11和第二板材13。
在一种可能的实现中，步骤150中的预定平面可以是中转平台，则在电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材可以具体实现为：自底向上依次铺设第一板材12和第一胶膜层10；将中转平台上折弯排列后的电池阵列14转移至第一胶膜层10上；在电池阵列14上依次铺设第二胶膜层11和第二板材13。可选的，中转平台可以是平面玻璃。
在另一种可能的实现中，步骤150中的预定平面可以是第一板材12和第一胶膜层10叠加铺设而成的平面，则在电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材可以具体实现为：在折弯排列后的电池阵列上直接铺设第二胶膜层11和第二板材13。
可选的，位于目标电池串两端的目标电池单元串末端的导电材料延长作为引线。两端预留延长的引线对应电池阵列的正极和负极。
可选的，导电材料包括光伏焊带和导电胶带中的至少一个。
可选的，电池阵列的引线可以穿过胶膜和板材引出。由于胶膜包括第一胶膜层10和第二胶膜层11，板材包括第一板材12和第二板材13，电池阵列14的两端有一正一负两根引线，在实际应用中，正负引线可以从电池阵列14同一面的胶膜和板材穿出，也可以正引线从一面的胶膜和板材穿出，负引线从另一面的胶膜和板材穿出。示例性的，图11中给出了导电材料6末端(即正负引线)均从第二胶膜层11和第二板材13穿出的示意。
可选的，电池阵列的引线从电池阵列所在平面的侧面引出。结合参考图11，其示出了电池阵列经过层叠之后的平面示意图，位于电池阵列14两端的导电材料6从侧边一直延伸至层叠区域外部。
对于上述引线所采用的两种不同的引出方式，在对目标电池串进行排版弯折时，引线也按照引出位置放置。对于从胶膜和板材穿出的引线，端部的导电材料需要弯折至引出位置，对于从侧边引出的引线，端部的导电材料根据侧边的引出位置对端部导电材料进行弯折。
步骤170，通过加热层压将电池阵列、胶膜和板材压合成一个整体，得到层压件。
通过加温使得电池阵列与板材之间的胶膜融化，从而粘合电池阵列和板材，形成一个整体。
可选的，在得到层压件之后，还可以在层压件的四周安装边框，通过边框对层压件进行保护和方便安装。
可选的，在得到层压件之后，还可以对电池阵列引出的引线安装接线盒，通过接线盒对引线和电路进行保护。由于从电池阵列的电路中会有一正一负两根导电材料引出作为引线，导电材料为光伏焊带或导电胶带等容易折断的材料，需要安装接线盒对引线保护，接线盒引出的线缆可以折弯，线缆另一端安装有接头，较优的，接线盒内含有二极管，与引线连接后可以对电池阵列上的电路进行保护。
以上所述的仅是本发明的优先实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，所述低功率太阳能光伏组件加工方法包括：
将电池片按照预定路线进行划片；
按照所述预定路线将电池片沿着垂直于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到分片电池片；
通过导电材料将第一预定数量的所述分片电池片串联起来，组成电池单元串，同时通过导电材料将前一个电池单元串最后一片分片电池片与后一个电池单元串第一片分片电池片连接起来，将第二预定数量的所述电池单元串串联组成电池串；
将所述电池串沿平行于电池片主栅线的路线裂片分成相互独立的目标电池串；每个所述目标电池串由第二预定数量的目标电池单元串组成，所述目标电池单元串由第一预定数量的分片单元组成，每个所述分片单元上包括至少一个连接有导电材料的主栅线；
将所述目标电池串铺设在预定平面上，将所述目标电池串中相邻的两个所述目标电池单元串之间的导电材料折弯，使得各个所述目标电池单元串沿垂直于主栅线的方向依次排列并固定，得到电池阵列；
在所述电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材，将所述电池阵列的引线引出；
通过加热层压将所述电池阵列、所述胶膜和所述板材压合成一个整体，得到层压件。
2.根据权利要求1所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，
所述预定路线为垂直于电池片主栅线的划片路线和平行于电池片主栅线的划片路线；所述将所述电池串沿平行于电池片主栅线的路线裂片分成相互独立的目标电池串，包括：将所述电池串沿平行于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到相互独立的目标电池串；
或者，
所述预定路线为垂直于电池片主栅线的划片路线；所述将所述电池串沿平行于电池片主栅线的路线裂片分成相互独立的目标电池串，包括：按照平行于电池片主栅线方向的划片路线进行划片，将所述电池串沿平行于电池片主栅线的划片路线进行裂片，得到相互独立的目标电池串。
3.根据权利要求1所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，所述胶膜包括第一胶膜层和第二胶膜层，所述板材包括第一板材和第二板材；所述电池阵列的一面是所述第一胶膜层和所述第一板材，另一面是所述第二胶膜层和所述第二板材。
4.根据权利要求3所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，所述预定平面为中转平台；
所述在所述电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材，包括：
自底向上依次铺设所述第一板材和所述第一胶膜层；
将所述中转平台上所述电池阵列转移至所述第一胶膜层上；
在所述电池阵列上依次铺设所述第二胶膜层和所述第二板材。
5.根据权利要求3所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，所述预定平面是所述第一板材和所述第一胶膜层叠加铺设而成的平面；
所述在所述电池阵列的两面自内向外依次铺设胶膜和板材，包括：
在所述电池阵列上直接铺设所述第二胶膜层和所述第二板材。
6.根据权利要求1所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，所述将所述电池阵列的引线引出，包括：
将所述电池阵列的引线穿过所述胶膜和所述板材引出；
或者，
将所述电池阵列的引线从所述电池阵列所在平面的侧边引出。
7.根据权利要求1所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，相邻两个所述目标电池单元串弯折固定后，两个所述目标电池单元串上连接有导电材料的主栅线相距第一预定长度；
所述通过导电材料将第一预定数量的所述分片电池片串联起来，组成电池单元串，同时通过导电材料将前一个电池单元串最后一片分片电池片与后一个电池单元串第一片分片电池片连接起来，将第二预定数量的所述电池单元串串联组成电池串，包括：
通过导电材料将第一预定数量间隔第二预定长度的所述分片电池片串联起来，组成电池单元串，同时将第二预定数量间隔第三预定长度的所述电池单元串串联组成电池串；
其中，所述第三预定长度大于所述第一预定长度。
8.根据权利要求1所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，位于所述目标电池串两端的目标电池单元串末端的导电材料延长作为引线；所述引线按照引出位置放置；
所述导电材料包括光伏焊带和导电胶带中的至少一个。
9.根据权利要求1至8任一所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，所述通过加热层压将所述电池阵列、所述胶膜和所述板材压合成一个整体，得到层压件之后，还包括：
在所述层压件的四周安装边框，所述边框用于对所述层压件进行保护和安装。
10.根据权利要求1至8任一所述的低功率太阳能光伏组件加工方法，其特征在于，所述通过加热层压将所述电池阵列、所述胶膜和所述板材压合成一个整体，得到层压件之后，还包括：
对所述电池阵列引出的引线安装接线盒，所述接线盒用于对所述引线进行保护。
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