CN110459614A - 一种背接触铜铝导电线路芯板拼接组件及其拼接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，包括由下至上依次层叠的第一玻璃层或背板层、第一封装材料层、拼接的金属导电线路芯板层，导电介质连接点层、密封绝缘材料隔离层、背接触电池片层、第二封装材料层、第二高透玻璃层或柔性聚合物薄膜层以及接线盒；所述拼接的金属导电线路芯板层至少包括两片焊缝焊接或者粘结的铜铝箔。本发明所提供的本发明直接利用窄幅面铜铝导电线路芯板，对设备精度要求较低，可有效提高产量。通过将窄幅面铜铝芯板拼接成宽幅面导电线路芯板，可有效避免铜铝芯板生产造成的质量问题，并可加快大幅节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，属于MWT太阳能电池组件加工技术领域。
背景技术
在太阳能电池的发展过程中，不断地涌现出新的组件技术。这些新技术的出现使得光伏组件的输出功率不断地上升到新的高度。背接触光伏组件技术就是其中一种竞争力较强、前景很广阔的技术。在背接触光伏组件技术中，其和常规组件技术之间最主要的区别在于：电池片的正负极都在电池的背面，并通过导电介质连接点层与金属导电线路芯板连接形成完整电路，避免了电池片焊接过程导致的焊接应力及不良。在该项技术中，金属导电线路芯板的设计与选材对组件的性能和成本等关键性能有着较大的影响。
在背接触光伏组件技术中，常用的金属导电线路芯板是铜箔和铜铝箔，它们具有较低的电阻率和良好的抗水透性，可以满足背接触光伏组件三十年的使用寿命。目前市场上主流的导电线路芯板是电解精炼纯铜芯板，它具有优异的导电性和良好的延展性，能够满足背接触光伏组件的使用需求，但是由于电解精炼纯铜的价格较高，对纯铜的依赖不利于组件功率成本的降低。铜铝箔的开发可以大幅度地降低组件成本，同时调节铜铝箔的厚度和铜铝的比例可以获得接近纯铜芯板的导电性。但是目前铜铝箔面临的主要问题是铜和铝的延展性差异较大，生产宽幅面的铜铝箔时，铜铝的分布均匀性较难控制，而控制窄幅面铜铝箔产品的质量则相对容易。
针对宽幅面铜铝箔质量改善困难的问题，本发明旨在采用拼接窄幅面铜铝箔的方式取代存在质量问题的宽幅面铜铝箔，以满足背接触光伏组件对铜铝导电线路芯板的使用要求。本发明利用焊带或导电胶带作为拼接材料。与直接生产利用大幅面铜铝芯板相比，拼接窄幅面铜铝箔在保证导电线路芯板和组件质量的同时，可有效地减少设备投入，节约生产成本。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种与直接生产利用大幅面铜铝芯板相比，在保证铜铝箔质量的同时，可有效地减少设备投入，节约生产成本的背接触铜铝导电线路芯板拼接组件。
技术方案：一种背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，其特征在于：包括由下至上依次层叠的第一玻璃层或背板层、第一封装材料层、拼接的金属导电线路芯板层，导电介质连接点层、密封绝缘材料隔离层、背接触电池片层、第二封装材料层、第二高透玻璃层或柔性聚合物薄膜层以及接线盒；所述拼接的金属导电线路芯板层至少包括两片焊缝焊接或者粘结的铜铝箔。
本发明进一步限定的技术方案为：所述背接触电池片层采用整片背接触电池；在每片铜铝箔上分别排列30或者36片所述整片背接触电池，所述整片背接触电池沿长边串联呈S形，且相邻铜铝箔上的S形电池串串联形成完整的组件。
进一步的，所述两片铜铝箔之间采用焊带焊接或者采用导电胶带粘结拼接。
进一步的，所述两个铜铝箔上的S形电池串之间通过焊带焊接或者导电胶带拼接。
进一步的，所述焊带为铜带或镀锡铜带，导电胶带的基材为铜或镀锡铜，导电胶粘剂为丙烯酸。
本发明还涉及一种背接触铜铝导电线路芯板拼接组件的拼接方法，其特征在于包括以下几个步骤：
S1）选取至少两片相同尺寸的窄幅铜铝箔并排放置，铜铝箔的铝箔面与EVA复合形成复合膜，之后采用激光刻蚀的方法在铜铝箔上刻蚀电路获得铜铝/EVA复合芯板；将其与聚合物背板复合，并根据电路设计的引出线位置，从背面对背板和EVA进行开孔，随后通过超声焊的方式在开孔位置的铝箔面覆铜，以便于引出线的焊接；
S2) 铜铝箔的拼接，其拼接方法为：采用焊带焊接，拼接时将焊带垂直于两块铜铝箔缝隙进行焊接，焊带的位置要避免与电池片放置位置重叠，位于电池片边缘外侧，焊带边缘与电池片边缘的距离为2-6mm；或
采用导电胶带粘贴拼接的方式，导电胶带要骑缝均匀的粘贴在两块铜铝箔上，完成铜铝箔的拼接得到拼接铜铝集成背板；
S3) 在步骤S2所形成的拼接铜铝集成背板上印刷或者沉积导电介质连接点，该导电介质连接点位置与背接触式太阳能电池背面的正负电极点相对应；
S4) 在步骤S3的基础上铺设密封绝缘隔离材料层，密封绝缘隔离材料上开设与步骤S3中的导电介质点相对应的通孔，然后将该开孔后的密封绝缘隔离材料铺设到步骤S3后的铜铝集成芯板上，所述导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料的孔洞与太阳电池电极相连接；
S5) 将背接触太阳能电池片放置在步骤S4所述的密封绝缘隔离材料表面上，并使得每一块太阳能电池的电极与所述通孔内的导电介质点形成良好接触，然后在所有太阳能电池上方依次铺设封装材料和第二高透玻璃层或柔性聚合物薄膜。
S6) 层压、接线盒安装完成组件制作。
本方法进一步限定的技术方案为：若采用焊带将两块或多块导电线路芯板焊接拼接，焊带采用铜带或焊锡铜带，长度为10-30mm，宽度为2-5mm，厚度为0.8-3.0mm。
本方法进一步限定的技术方案为：若采用导电胶带粘结，则导电胶带长度为50-150mm，宽度为5-15mm，厚度为1.5-3.5mm。
有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的本发明直接利用窄幅面铜铝导电线路芯板，对设备精度要求较低，可有效提高产量。通过将窄幅面铜铝芯板拼接成宽幅面导电线路芯板，可有效避免铜铝芯板生产造成的质量问题，并可加快大幅节约成本。本发明操作简便，对组件生产设备和工艺的要求较低，无需对产线和设备进行过多改造，工序耗时少。本发明拼接材料可选择性较高，拼接导电线路芯板应用范围广，在用于常规背接触组件的同时，还可用于双玻组件和柔性组件，具备较大的竞争优势。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例1中焊带和导电胶带拼接位置示意图。
图3为本发明实施例1中焊带拼接铜铝导电线路芯板示意图。
图4为图3中焊带位置局部放大图。
图5为本发明实施例1中组件正面焊带拼接位置图。
图6为本发明实施例1中导电胶带拼接铜铝导电线路芯板示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1-6所示，
实施示例1：
本实施例1提供的一种背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，包括接线盒1、第一玻璃层或背板层2、第一封装材料层3、拼接金属导电线路芯板层4、导电介质连接点5、密封绝缘材料隔离层6、整片背接触电池层7、第二封装材料层8 、第二层高透玻璃或柔性聚合物薄膜9。
本实施例中的由整片背接触电池层由60或72个整片背接触电池组成，采用横排分别将两片铜铝箔上各30或36片电池片沿长边呈S型串联形成两个电池串，通过焊带焊接或是导电胶带拼接将两个电池串串联到一起形成完整的组件。本发明实施例中采用电池片边长为156.75*156.75mm，158.50*158.50mm。
本发明实现时，先将第一层玻璃层或背板层2水平放置，再放置第一层封装材料3，再放置拼接制备的铜铝导电线路芯板4，铜铝导电线路芯板在经过焊带焊接或导电胶带粘贴拼接后，再印刷导电介质连接点5，随后覆盖绝缘材料隔离层6，再依次放置背接触电池片7，电池片互相之间不能接触，再铺设第二层封装材料8；放置第二层高透玻璃层或柔性聚合物薄膜9，最后在层压件上安装接线盒。
本实施例还公开了上述背接触铜铝导电线路芯板拼接组件的具体拼接方法，包括以下几个步骤：
S1）选取两片相同尺寸的窄幅铜铝箔并排放置，铜铝箔厚度一般为25-75μm，将两片铜铝箔沿长边平行放置，两者之间的间距控制在2mm左右。铜铝箔的铝箔面与EVA复合形成复合膜，铜铝箔与EVA的接触面为铝面，之后采用激光刻蚀的方法在铜铝箔上刻蚀电路获得铜铝/EVA复合芯板；将复合导电芯板与聚合物背板复合获得铜铝集成背板。从背板侧按电路指定位置对背板和EVA进行开孔，之后在开孔后裸露出的铝箔面进行超声焊覆铜，以方便后序工艺进行引出线的焊接。在制备好的带有两片铜铝箔的集成背板上进行拼接工作
S2) 铜铝箔的拼接，其拼接方法为：采用焊带焊接，焊接步骤在铜铝集成背板上进行。拼接时焊接过程中，焊带要尽量避免弯折，以防止其对组件质量产生影响。焊接完成后，要确保密封绝缘材料隔离层能够完全覆盖焊带和焊接位置。随后在拼接后的铜铝导电线路芯板上印刷或沉积导电介质连接点。将焊带垂直于两块铜铝箔缝隙进行焊接，焊带的位置要避免与电池片放置位置重叠，位于电池片边缘外侧，焊带边缘与电池片边缘的距离为2-6mm；焊带采用焊锡铜带，长度为10-30mm，宽度为2-5mm，厚度为0.8-3.0mm。
或采用导电胶带粘贴拼接的方式，粘贴步骤在铜铝集成背板上进行。胶带要骑缝贴在两片铜铝箔上，胶带要与两片铜铝箔的间隙平行，且胶带在两片铜铝箔上的粘贴面积要相等。胶带两端要确保无褶皱、折痕和分叉，导电胶带要粘贴牢固，粘贴过程避免有皱皱和气泡。导电胶带要骑缝均匀的粘贴在两块铜铝箔上，完成铜铝箔的拼接得到拼接铜铝集成背板；导电胶带基材可以是铜或镀锡铜，导电胶粘剂可以是丙烯酸，导电胶带长度为50-150mm，宽度为5-15mm，厚度为1.5-3.5mm。
S3) 在步骤S2所形成的拼接铜铝集成背板上印刷或者沉积导电介质连接点，该导电介质连接点位置与背接触式太阳能电池背面的正负电极点相对应；
S4) 在步骤S3的基础上铺设密封绝缘隔离材料层，密封绝缘隔离材料上开设与步骤S3中的导电介质点相对应的通孔，然后将该开孔后的密封绝缘隔离材料铺设到步骤S3后的铜铝集成芯板上，所述导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料的孔洞与太阳电池电极相连接；
S5) 将背接触太阳能电池片放置在步骤S4所述的密封绝缘隔离材料表面上，并使得每一块太阳能电池的电极与所述通孔内的导电介质点形成良好接触，然后在所有太阳能电池上方依次铺设封装材料和第二高透玻璃层或柔性聚合物薄膜。
S6) 层压、接线盒安装完成组件制作。
本发明可适用于常规组件也可适用于柔性组件。正面采用超白压花钢化或半钢化玻璃或柔性高透聚合物薄膜，背面采用高分子材料制成的聚合物背板，背板开若干小孔，用于引出光伏组件的正负极并连接接线盒，玻璃厚度可以为1.5-3.5mm，高透聚合物薄膜厚度可以为150-320μm，背板厚度可以为220-320μm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，其特征在于：包括由下至上依次层叠的第一玻璃层或背板层、第一封装材料层、拼接的金属导电线路芯板层，导电介质连接点层、密封绝缘材料隔离层、背接触电池片层、第二封装材料层、第二高透玻璃层或柔性聚合物薄膜层以及接线盒；
所述拼接的金属导电线路芯板层至少包括两片焊缝焊接或者粘结的铜铝箔。
2.根据权利要求1所述的背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，其特征在于：所述背接触电池片层采用整片背接触电池；在每片铜铝箔上分别排列30或者36片所述整片背接触电池，所述整片背接触电池沿长边串联呈S形，且相邻铜铝箔上的S形电池串串联形成完整的组件。
3.根据权利要求2所述的背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，其特征在于：所述两片铜铝箔之间采用焊带焊接或者采用导电胶带粘结拼接。
4.根据权利要求3所述的背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，其特征在于：所述两个铜铝箔上的S形电池串之间通过焊带焊接或者导电胶带拼接。
5.根据权利要求4所述的背接触铜铝导电线路芯板拼接组件，其特征在于：所述焊带为铜带或镀锡铜带；所述导电胶带的基材为铜或镀锡铜，导电胶粘剂为丙烯酸。
6.一种背接触铜铝导电线路芯板拼接组件的拼接方法，其特征在于包括以下几个步骤：
S1）选取至少两片相同尺寸的窄幅铜铝箔并排放置，铜铝箔的铝箔面与EVA复合形成复合膜，之后采用激光刻蚀的方法在铜铝箔上刻蚀电路获得铜铝/EVA复合芯板；将其与聚合物背板复合，并根据电路设计的引出线位置，从背面对背板和EVA进行开孔，随后通过超声焊的方式在开孔位置的铝箔面覆铜，以便于引出线的焊接；
S2) 铜铝箔的拼接，其拼接方法为：采用焊带焊接，拼接时将焊带垂直于两块铜铝箔缝隙进行焊接，焊带的位置要避免与电池片放置位置重叠，位于电池片边缘外侧，焊带边缘与电池片边缘的距离为2-6mm；或
采用导电胶带粘贴拼接的方式，导电胶带要骑缝均匀的粘贴在两块铜铝箔上，完成铜铝箔的拼接得到拼接铜铝集成背板；
S3) 在步骤S2所形成的拼接铜铝集成背板上印刷或者沉积导电介质连接点，该导电介质连接点位置与背接触式太阳能电池背面的正负电极点相对应；
S4) 在步骤S3的基础上铺设密封绝缘隔离材料层，密封绝缘隔离材料上开设与步骤S3中的导电介质点相对应的通孔，然后将该开孔后的密封绝缘隔离材料铺设到步骤S3后的铜铝集成芯板上，所述导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料的孔洞与太阳电池电极相连接；
S5) 将背接触太阳能电池片放置在步骤S4所述的密封绝缘隔离材料表面上，并使得每一块太阳能电池的电极与所述通孔内的导电介质点形成良好接触，然后在所有太阳能电池上方依次铺设封装材料和第二高透玻璃层或柔性聚合物薄膜；
S6) 层压、接线盒安装完成组件制作。
7.根据权利要求6所述的背接触铜铝导电线路芯板拼接组件的拼接方法，其特征在于：若采用焊带将两块或多块导电线路芯板焊接拼接，焊带采用铜带或焊锡铜带，长度为10-30mm，宽度为2-5mm，厚度为0.8-3.0mm。
8.根据权利要求7所述的背接触铜铝导电线路芯板拼接组件的拼接方法，其特征在于：若采用导电胶带粘结，则导电胶带长度为50-150mm，宽度为5-15mm，厚度为1.5-3.5mm。
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