CN110379867A - 硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件及其制备方法 - Google Patents

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Zhejiang Aikang Photoelectric Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件及其制备方法，它包括阵列排布的电池串，所述电池串由若干电池小片交叠而成，所述电池小片由印刷后电池片掰片而成，印刷后电池片由印刷前电池片经ECA印刷图形印刷后形成；所述印刷前电池片的正面和背面对称设有主栅线，所述主栅线包括交错设置的印刷区和镂空区，所述ECA印刷图形上设置与背面主栅线位置相同的六条印刷条，所述印刷条上设置若干间隔布置的印刷点，所述印刷点的位置与镂空区对应；所述相邻的电池小片之间上下交叠，交叠处设有导电胶。本发明简化单晶电池片的印刷、测试、切片等工序，通过HJT电池正面图形设计以及组件ECA印刷图形配合优化，实现银浆节省，降低成本。

Description

硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件技术领域，尤其涉及一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件及其制备方法。
背景技术
随着太阳能的广泛应用，太阳能光伏板产业也蓬勃发展，传统的太阳能电池板在生产时，由于电池片结构的特性，均需要将多块电池片和焊带焊接成电池串，再将电池串和其它材料组装为一体。由于每片电池片上均设置有焊带，大大减少了电池片的光照面积，从而减少了有效的发电面积；再者，串接而成的电池串上，电池片与电池片之间也存在间距，同样减少了光照面积或发电面积；以上两个原因导致电池片的发电效率低下。
叠片组件采用的是另外一种电池片互联的技术，将电池片整片进行切片，切片后将电池片甲的一侧置于另一电池片乙的下方，使得甲正面的主栅线电极与乙背面的主栅线电极相互重合，在两个电极之间采用导电胶、焊带或锡膏等材料形成物理连接和导电连接。
适用于叠瓦工艺的电池片图案设计正背面主栅线是错位分布的，如中国专利CN106098803A，提供了一种电池片单元的制备方法及太阳能电池组件，电池片正面电极偏向一侧，背面电极偏向另一侧，整体电池片呈非对称设计，对电池片印刷及切片过程有方向要求，对电池片印刷和切片工序带来不便；同时电池片测试时需使用5排或6排探针。
随着太阳能电池技术的发展，高效电池的开发越来越受重视，其中用非晶硅本征层（a-Si:H(i)）钝化的硅基异质结太阳电池（HJT电池）是重点的研究方向之一；众所周知，硅基异质结太阳电池不仅有高的转化效率、高的开路电压，而且具有低的温度系数、无光致衰减（LID）、无电致衰减（PID）、低的制备工艺温度等优势，另外硅基异质结电池在保证高转化效率的同时，硅片厚度可减薄至100μm，有效减少了硅料耗量，常规组件工艺（5BB、MBB等焊接工艺）搭配薄硅片有碎片率高、隐裂等风险，叠瓦工艺技术采用导电胶等柔性材料进行低温粘接，大大降低了这一风险，与HJT技术以及后续的薄片化推进完美兼容；
HJT电池结构参见图1,常规电池结构参见图2，两者不同，HJT电池片表面采用TCO导电膜，电池端印刷浆料采用低温银浆，叠瓦组件工艺流程参见图3，与常规组件相比，增加ECA印刷和粘接工艺流程，ECA本质上属于低温银浆，与HJT表面TCO膜具备良好的粘接性和导电性，可替代HJT电池正面主栅银浆，进一步降低HJT叠瓦组件综合成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件及其制备方法，简化电池片印刷、测试及切片工序，与组件ECA印刷图形配合优化，实现银浆节省，降低成本。
本发明的目的是这样实现的：
一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，它包括阵列排布的电池串，所述电池串由若干电池小片交叠而成，所述电池小片由印刷后电池片掰片而成，印刷后电池片由印刷前电池片经ECA印刷图形印刷后形成；
所述印刷前电池片的正面和背面对称设有主栅线，所述主栅线包括交错设置的印刷区和镂空区，所述主栅线的两端设置为镂空区；所述ECA印刷图形上设置与印刷前电池片的背面主栅线位置相同的六条印刷条，所述印刷条上设置若干间隔布置的印刷点，所述印刷点的位置与镂空区对应；所述相邻的电池小片之间上下交叠，交叠处设有导电胶，阵列排布的电池串为左右各六串电池串通过第一汇流条进行电路连接，两侧边缘分别设置第二汇流条和第三汇流条进行焊接，左侧六串电池串的中间位置设置第四汇流条连接，所述第四汇流条与第二汇流条连接，右侧六串电池串的中间位置设置第五汇流条连接，所述第五汇流条与第三汇流条连接，所述第四汇流条和第五汇流条作为组件正负极输出端，所述第四汇流条和第五汇流条之间设有第六汇流条，所述第六汇流条第一与汇流条连接。
优选地，所述印刷前电池片按照一切六片的等分切割设有五条分割线，所述印刷前电池片正面设有六根主栅线，包括第一主栅线、第二主栅线、第三主栅线、第四主栅线、第五主栅线和第六主栅线，所述第一主栅线和第二主栅线背靠背布置在第一条分割线两侧；所述第三主栅线和第四主栅线背靠背布置在第三条分割线两侧；所述第五主栅线和第六主栅线背靠背布置在第五条分割线两侧；所述印刷前电池片背面设有六根电极，包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第五电极和第六电极，所述第一电极和第六电极分别设置在印刷前电池片背面的两侧边缘，所述第二电极和第三电极背靠背布置在第二条分割线两侧；所述第四电极和第五电极背靠背布置在第四条分割线两侧；所述电极结构与主栅线相同。
优选地，所述背靠背布置的主栅线之间间距为0.2-1mm，所述背靠背布置的电极之间间距为0.2-1mm。
优选地，所述印刷区和镂空区的长度为2-15mm。
优选地，所述印刷区的宽度不大于镂空区的宽度，宽度范围为0.1-2mm。
优选地，所述印刷点的长度为2-15mm，宽度为0.2-2mm。
优选地，所述印刷点的长度与镂空区的长度之差在5mm内。
优选地，所述相邻的电池小片之间的交叠宽度为0.1-3mm。
一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，它包括阵列排布的电池串，所述电池串由若干电池小片交叠而成，所述电池小片由印刷后电池片掰片而成，印刷后电池片由印刷前电池片经ECA印刷图形印刷后形成；所述印刷前电池片的正面和背面无主栅线和电极设置，所述ECA印刷图形上设置六条整条印刷条，所述印刷图形按照等分为三设置两条分割线，两条分割线的两侧各设置一条印刷条，所述印刷图形的两侧边缘各设置一条印刷条；所述相邻的电池小片之间上下交叠，交叠处设有导电胶，阵列排布的电池串为左右各六串电池串通过第一汇流条进行电路连接，两侧边缘分别设置第二汇流条和第三汇流条进行焊接，左侧六串电池串的中间位置设置第四汇流条连接，所述第四汇流条与第二汇流条连接，右侧六串电池串的中间位置设置第五汇流条连接，所述第五汇流条与第三汇流条连接，所述第四汇流条和第五汇流条作为组件正负极输出端，所述第四汇流条和第五汇流条之间设有第六汇流条，所述第六汇流条第一与汇流条连接。
一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件的制备方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
S1：根据电池片及ECA印刷网版设计进行ECA导电银胶印刷；
S2：根据设计图形进行切片分割；
将每片电池片按照一切六片的等分切割成六片电池小片；
S3：将电池小片交叠成电池串，
相邻的电池小片上下交叠，重叠宽度0.1mm-3mm，交叠处设置导电胶连接；
S4：将电池串与边缘焊带焊接成串；
S5：电池串排版叠层，
组件左右各六串电池串， 左边六串电池串与右边六串电池串通过第一汇流条进行电路连接，第二汇流条和第三汇流条分别同左右六串电池一端进行焊接，第四汇流条与第二汇流条连接，第五汇流条和第三汇流条连接，第四汇流条和第五汇流条作为组件正负极输出端，所述第四汇流条和第五汇流条之间设有第六汇流条，所述第六汇流条第一与汇流条连接；
S6：组件封装工序；
S7：连接接线盒，接线盒分体设计位于组件两端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明通过电池片网版图形设计，实现整片电池片正背面图案对称，同时保证切片后电池片满足叠瓦工艺需求，简化电池片印刷、测试及切片工序。
（2）本发明通过HJT电池正面图形设计以及组件ECA印刷图形配合优化，实现银浆节省，降低成本。
附图说明
图1为HJT电池的结构示意图。
图2为常规电池的结构示意图。
图3为叠瓦组件的工艺流程图。
图4为本发明实施例1的HJT叠瓦电池片正面栅线布置示意图。
图5为本发明实施例1的HJT叠瓦电池片背面电极布置示意图。
图6为本发明实施例1的栅线的结构示意图。
图7为本发明实施例1的电池ECA印刷图形示意图。
图8为本发明实施例1的ECA印刷图形和电池片主栅图形的匹配示意图。
图9为本发明实施例2的HJT叠瓦电池片正面栅线布置示意图。
图10为本发明实施例2的HJT叠瓦电池片背面电极布置示意图。
图11为本发明实施例2的栅线的结构示意图。
图12为本发明实施例2的电池ECA印刷图形示意图。
图13为本发明实施例2的ECA印刷图形和电池片主栅图形的匹配示意图。
图14为本发明实施例3的HJT叠瓦电池片正面栅线布置示意图。
图15为本发明实施例3的HJT叠瓦电池片背面电极布置示意图。
图16为本发明实施例3的栅线的结构示意图。
图17为本发明实施例3的ECA印刷前电池片结构示意图。
图18为本发明实施例3的ECA印刷后电池片结构示意图。
图19为本发明实施例3的切片分割示意图。
图20为本发明实施例3的电池小片的交叠示意图。
图21为本发明实施例3的电池串的结构示意图。
图22为本发明实施例3的电池串排版叠层示意图。
图23为本发明实施例3的背面结构示意图。
图24为本发明实施例3的电气示意图。
其中：
第一主栅线1.1、第二主栅线1.2、第三主栅线1.3、第四主栅线1.4、第五主栅线1.5、第六主栅线1.6、第一电极2.1、第二电极2.2、第三电极2.3、第四电极2.4、第五电极2.5、第六电极2.6、印刷区3、镂空区4、印刷点5、电池小片6、导电胶7、第一汇流条8、第二汇流条9、第三汇流条10、第四汇流条11、第五汇流条12、第六汇流条13。
具体实施方式
实施例1：
参见图1-8，本发明涉及的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，它包括阵列排布的电池串，所述电池串由若干电池小片6交叠而成，所述电池小片6由印刷后电池片掰片而成，印刷后电池片由印刷前电池片经ECA印刷图形印刷后形成。
所述印刷前电池片按照一切六片的等分切割设有五条分割线，所述印刷前电池片正面设有六根主栅线，包括第一主栅线1.1、第二主栅线1.2、第三主栅线1.3、第四主栅线1.4、第五主栅线1.5和第六主栅线1.6，所述第一主栅线1.1和第二主栅线1.2背靠背布置在第一条分割线两侧，两者间距0.2-1mm；所述第三主栅线1.3和第四主栅线1.4背靠背布置在第三条分割线两侧，两者间距0.2-1mm；所述第五主栅线1.5和第六主栅线1.6背靠背布置在第五条分割线两侧，两者间距0.2-1mm；
所述印刷前电池片背面设有六根电极，包括第一电极2.1、第二电极2.2、第三电极2.3、第四电极2.4、第五电极2.5和第六电极2.6，所述第一电极2.1和第六电极2.6分别设置在印刷前电池片背面的两侧边缘，所述第二电极2.2和第三电极2.3背靠背布置在第二条分割线两侧，两者间距0.2-1mm；所述第四电极2.4和第五电极2.5背靠背布置在第四条分割线两侧，两者间距0.2-1mm。
所述主栅线包括交错设置的印刷区3和镂空区4，所述主栅线的两端设置为镂空区4，所述印刷区3和镂空区4的长度为2-15mm，宽度为0.1-2mm；所述电极结构与主栅线相同。
所述ECA印刷图形与印刷前电池片的主栅线和电极位置相匹配，所述ECA印刷图形上设置与电极位置相同的六条印刷条，所述印刷条上设置若干间隔布置的印刷点5，所述印刷点5的位置与镂空区4对应，所述印刷点5的长度为2-15mm，宽度为0.2-2mm。所述印刷点5的长度与镂空区4的长度之差在5mm内。
所述相邻的电池小片之间上下交叠，交叠宽度为0.1-3mm，交叠处设有导电胶7，导电胶起到粘接互联和导电作用。
阵列排布的电池串为左右各六串电池串通过第一汇流条8进行电路连接，两侧边缘分别设置第二汇流条9和第三汇流条10进行焊接，左侧六串电池串的中间位置设置第四汇流条11连接，所述第四汇流条11与第二汇流条9连接，右侧六串电池串的中间位置设置第五汇流条12连接，所述第五汇流条12与第三汇流条10连接，所述第四汇流条11和第五汇流条12作为组件正负极输出端，所述第四汇流条11和第五汇流条12之间设有第六汇流条13，所述第六汇流条13第一与汇流条8连接。
所述组件背面的两端设有分体式接线盒。
实施例2：
参见图9-13，本发明涉及的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，与实施例1不同之处在于，所述印刷区3的宽度小于镂空区4的宽度，节省电池银浆。
实施例3：
参见图14-23，本发明涉及的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，与实施例1不同的是，印刷前电池片的正面和背面无主栅线和电极设置，所述ECA印刷图形上设置的印刷条为整条印刷条，无印刷点设置。
本发明与现有技术的银浆损耗对比见下表：
正面主栅银浆耗量 正面细栅银耗量 背面主栅银浆耗量 背面细栅银耗量 降本
现有技术 95mg 80mg 90mg 94mg baseline
实施例1 56.4mg 84mg 53.4mg 98mg -18.7%
实施例2 33.8mg 90mg 21.4mg 103mg -30.9%
实施例3 0mg 95mg 0mg 108mg -43.5%
参见图14-24，本发明涉及的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件的制备方法，包括以下步骤：
S1：根据电池片及ECA印刷网版设计进行ECA导电银胶印刷；
S2：根据设计图形进行切片分割；
将每片电池片按照一切六片的等分切割成六片电池小片；
S3：将电池小片交叠成电池串，
相邻的电池小片上下交叠，重叠宽度0.1mm-3mm，交叠处设置导电胶连接，ECA导电胶起到粘接互联和导电作用，电池串长度取决于小片数量；
S4：将电池串与边缘焊带焊接成串
采用冲孔结构的边缘焊带降低焊接应力，冲孔结构的边缘焊带包括单孔型边缘焊带、双孔型边缘焊带以及长孔型边缘焊带等等，所述边缘焊带的宽度为5-20mm；
S5：电池串排版叠层，
组件左右各六串电池串， 左边六串电池串与右边六串电池串通过第一汇流条进行电路连接，第二汇流条和第三汇流条分别同左右六串电池一端进行焊接，第四汇流条与第二汇流条连接，第五汇流条和第三汇流条连接，第四汇流条和第五汇流条作为组件正负极输出端，所述第四汇流条和第五汇流条之间设有第六汇流条，所述第六汇流条第一与汇流条连接；
S6：组件封装工序；
S7：连接接线盒，接线盒分体设计位于组件两端，便于节省线缆长度。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。。

Claims (10)

1.一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：它包括阵列排布的电池串，所述电池串由若干电池小片（6）交叠而成，所述电池小片（6）由印刷后电池片掰片而成，印刷后电池片由印刷前电池片经ECA印刷图形印刷后形成；
所述印刷前电池片的正面和背面对称设有主栅线，所述主栅线包括交错设置的印刷区（3）和镂空区（4），所述主栅线的两端设置为镂空区（4）；所述ECA印刷图形上设置与印刷前电池片的背面主栅线位置相同的六条印刷条，所述印刷条上设置若干间隔布置的印刷点（5），所述印刷点（5）的位置与镂空区（4）对应；所述相邻的电池小片之间上下交叠，交叠处设有导电胶（7），阵列排布的电池串为左右各六串电池串通过第一汇流条（8）进行电路连接，两侧边缘分别设置第二汇流条（9）和第三汇流条（10）进行焊接，左侧六串电池串的中间位置设置第四汇流条（11）连接，所述第四汇流条（11）与第二汇流条（9）连接，右侧六串电池串的中间位置设置第五汇流条（12）连接，所述第五汇流条（12）与第三汇流条（10）连接，所述第四汇流条（11）和第五汇流条（12）作为组件正负极输出端，所述第四汇流条（11）和第五汇流条（12）之间设有第六汇流条（13），所述第六汇流条（13）第一与汇流条（8）连接。
2.根据权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：所述印刷前电池片按照一切六片的等分切割设有五条分割线，所述印刷前电池片正面设有六根主栅线，包括第一主栅线（1.1）、第二主栅线（1.2）、第三主栅线（1.3）、第四主栅线（1.4）、第五主栅线（1.5）和第六主栅线（1.6），所述第一主栅线（1.1）和第二主栅线（1.2）背靠背布置在第一条分割线两侧；所述第三主栅线（1.3）和第四主栅线（1.4）背靠背布置在第三条分割线两侧；所述第五主栅线（1.5）和第六主栅线（1.6）背靠背布置在第五条分割线两侧；所述印刷前电池片背面设有六根电极，包括第一电极（2.1）、第二电极（2.2）、第三电极（2.3）、第四电极（2.4）、第五电极（2.5）和第六电极（2.6），所述第一电极（2.1）和第六电极（2.6）分别设置在印刷前电池片背面的两侧边缘，所述第二电极（2.2）和第三电极（2.3）背靠背布置在第二条分割线两侧；所述第四电极（2.4）和第五电极（2.5）背靠背布置在第四条分割线两侧；所述电极结构与主栅线相同。
3.根据权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：所述背靠背布置的主栅线之间间距为0.2-1mm，所述背靠背布置的电极之间间距为0.2-1mm。
4.根据权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：所述印刷区（3）和镂空区（4）的长度为2-15mm。
5.根据权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：所述印刷区（3）的宽度不大于镂空区的宽度，宽度范围为0.1-2mm。
6.根据权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：所述印刷点（5）的长度为2-15mm，宽度为0.2-2mm。
7.根据权利要求6所述的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：所述印刷点（5）的长度与镂空区4的长度之差在5mm内。
8.根据权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：所述相邻的电池小片（6）之间的交叠宽度为0.1-3mm。
9.一种硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件，其特征在于：它包括阵列排布的电池串，所述电池串由若干电池小片（6）交叠而成，所述电池小片（6）由印刷后电池片掰片而成，印刷后电池片由印刷前电池片经ECA印刷图形印刷后形成；所述印刷前电池片的正面和背面无主栅线和电极设置，所述ECA印刷图形上设置六条整条印刷条，所述印刷图形按照等分为三设置两条分割线，两条分割线的两侧各设置一条印刷条，所述印刷图形的两侧边缘各设置一条印刷条；所述相邻的电池小片之间上下交叠，交叠处设有导电胶（7），阵列排布的电池串为左右各六串电池串通过第一汇流条（8）进行电路连接，两侧边缘分别设置第二汇流条（9）和第三汇流条（10）进行焊接，左侧六串电池串的中间位置设置第四汇流条（11）连接，所述第四汇流条（11）与第二汇流条（9）连接，右侧六串电池串的中间位置设置第五汇流条（12）连接，所述第五汇流条（12）与第三汇流条（10）连接，所述第四汇流条（11）和第五汇流条（12）作为组件正负极输出端，所述第四汇流条（11）和第五汇流条（12）之间设有第六汇流条（13），所述第六汇流条（13）第一与汇流条（8）连接。
10.一种权利要求1或9所述的硅基异质结太阳电池叠瓦光伏组件的制备方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
S1：根据电池片及ECA印刷网版设计进行ECA导电银胶印刷；
S2：根据设计图形进行切片分割；
将每片电池片按照一切六片的等分切割成六片电池小片；
S3：将电池小片交叠成电池串，
相邻的电池小片上下交叠，重叠宽度0.1mm-3mm，交叠处设置导电胶连接；
S4：将电池串与边缘焊带焊接成串；
S5：电池串排版叠层，
组件左右各六串电池串， 左边六串电池串与右边六串电池串通过第一汇流条进行电路连接，第二汇流条和第三汇流条分别同左右六串电池一端进行焊接，第四汇流条与第二汇流条连接，第五汇流条和第三汇流条连接，第四汇流条和第五汇流条作为组件正负极输出端，所述第四汇流条和第五汇流条之间设有第六汇流条，所述第六汇流条第一与汇流条连接；
S6：组件封装工序；
S7：连接接线盒，接线盒分体设计位于组件两端。
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