CN110556443A - 一种柔性太阳能电池互联组件及其制备方法 - Google Patents

一种柔性太阳能电池互联组件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柔性太阳能电池互联组件及其制备方法，包括前板，其上设置有前板导电栅线；背板，其上设置有背板导电栅线；柔性太阳能电池片，其依次粘连于所述前板和背板之间，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片的下表面电极相接，背板导电栅线与柔性太阳能电池片上表面电极相接，多个电池单元通过搭接互联，互联形成柔性太阳能电池组；分别用于引出柔性太阳能电池组两个电极的电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ，所述电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ分别与柔性太阳能电池组的两个电极相接，且所述电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ可位于前板上，也可位于背板上；本电池组件提高了电池片互联的精度，增加了柔性组件稳定性。

Description

一种柔性太阳能电池互联组件及其制备方法
技术领域
本发明属于柔性太阳能电池互联技术领域，更具体地说，本发明涉及一种柔性太阳能电池互联组件及其制备方法。
背景技术
常规的柔性太阳能电池互联组件分为内联式互联和外联式互联，本发明涉及的是一种外联式互联太阳能电池，传统的外联式互联采取激光焊接或机械的划线来实现电池组件的互联，这样的互联方式有着明显的缺陷，激光的刻蚀易造成电池的短路，机械划线的方式会造成电池死区的增加，影响电池效率。国内有专利(CN103840024)公开了在电池片上印刷导电栅线然后进行电池片之间搭接互联，该电池的缺陷在于当柔性电池片厚度较小时直接搭接会因金属边缘形变导致有短路风险，同时电池片直接搭接会减小太阳能电池受光面积。本发明提供的柔性太阳能电池互联组件，使用新型的图形化前板、背板可以完全避免上述缺陷，更为简便地实现电池片之间的互联。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种柔性太阳能电池互联组件，包括：
前板，其上设置有多个前板导电栅线；
背板，其上设置有多个背板导电栅线；
多个柔性太阳能电池片，其依次粘连于所述前板和背板之间，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片的负极或正极搭接，背板导电栅线与柔性太阳能电池片的正极或负极搭接，一个柔性太阳能电池片与前板导电栅线和背板导电栅线组成了一个电池单元；在相邻两个电池单元中，一个电池单元的背板导电栅线与另一个电池单元的前板导电栅线通过搭接，实现两个电池单元之间的互联，同样的，多个电池单元通过以上方式进行搭接互联，互联形成柔性太阳能电池组；
分别用于引出柔性太阳能电池组两个电极的电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ，所述电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ分别与柔性太阳能电池组的两个电极相接，且所述电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ可位于前板上，也可位于背板上。
优选的是，其中，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片的负极相接，背板导电栅线与柔性太阳能电池片的正极相接，电极引出栅线Ⅰ与最后一个柔性太阳能电池片的负极相接，电极引出栅线Ⅱ与第一个柔性太阳能电池单元的背板导电栅线相接。
优选的是，其中，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片的正极相接，背板导电栅线与柔性太阳能电池片的负极相接，电极引出栅线Ⅰ与最后一个柔性太阳能电池片的正极相接，电极引出栅线Ⅱ与第一个柔性太阳能电池单元的背板导电栅线相接。
优选的是，其中，所述前板导电栅线和背板导电栅线搭接位置附近设置有基底膜，所述前板和背板的基底膜通过胶膜或粘结剂实现粘连；所述前板导电栅线和背板导电栅线为多种图形化的导电栅线
优选的是，其中，所述前板导电栅线和背板导电栅线的搭接方式可为边缘搭接，即前板导电栅线与背板导电栅线的搭接位置位于柔性太阳能电池片的边缘。
优选的是，其中，所述前板导电栅线和背板导电栅线的搭接方式可为间隙搭接，即前板导电栅线与背板导电栅线的搭接位置位于相邻两个柔性太阳能电池片的中间位置。
优选的是，其中，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片边缘之间，以及背板导电栅线与柔性太阳能电池片接触的局部位置设置有绝缘层；所述绝缘层为油墨层。
优选的是，其中，所述相邻的前板导电栅线和背板导电栅线之间可通过导电胶实现粘连，也可采用直接搭接的方式。
优选的是，其中，本柔性太阳能电池组件的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将多个柔性太阳能电池片依次置于前板上，并且使柔性太阳能电池片的负极或正极与前板上的前板导电栅线相搭接，然后用热压的方式将柔性太阳能电池片贴附在前板上；
步骤二、将背板放置于前板和柔性太阳能电池片上表面，使柔性太阳能电池片的正极或负极与背板上的背板导电栅线相搭接，并且保证相邻两个电池单元中，一个电池单元的前板导电栅线与另一个电池单元的背板导电栅线相搭接，依次类推，多个柔性太阳能电池单元均采用这种方式实现柔性太阳能电池片之间的互联；
步骤三、使用热压的方式将前板、柔性太阳能电池片和背板相粘结在一起，柔性太阳能电池互联组件便互联制备完成。
优选的是，其中，在所述步骤一和步骤三中，热压的温度为50～200℃，气压为0～100atm，热压时间为0.5s～1h；所述步骤二中，在前板导电栅线和背板导电栅线的搭接位置涂上导电胶。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)、降低了制造设备的要求，即避免使用激光焊接设备和机械刻划设备；
(2)、提高了柔性太阳能电池互联设计的灵活性，太阳能柔性电池片互联搭接点可以位于柔性组件的任意位置，允许设计人员尽可能大的利用受光面积，更灵活的设计电池片尺寸，以及电压和电流匹配客户的需求；
(3)、降低了柔性组件制造的难度，简化了制造流程。柔性组件的电池片排布和走线一直是制造的难点，尤其是组件尺寸较小的情况下，毫米级别的偏移都会导致柔性组件的失效；本发明通过导电栅线搭接互联，可以很容易的实现电池片互联；同时导电栅线是贴合在前板和背板上，通过搭接方式互联，这可以避免在封装过程中电池片之间的走线移位；
(4)、降低了布线操作带来的产品缺陷，采用前板和背板的栅线搭接方法，避免了传统繁琐的布线工作，提高了电池片互联的精度，避免了布线不当发生的短路等问题；
(5)、增加了柔性组件的产品稳定性；由于采用了前板和背板的嵌套和贴合，减少了布线工作。使得搭接位置可以精确的对齐；同时在搭接位置附近采用胶膜或者粘结剂，以及在搭接的导电栅线之间选择性的增加导电胶，保证了搭接位置的欧姆接触。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1为本发明提供的柔性太阳能电池互联组件采用边缘搭接的前板结构示意图；
图2为本发明提供的柔性太阳能电池互联组件采用边缘搭接的背板结构示意图；
图3为本发明提供的柔性太阳能电池互联组件边缘搭接结构示意图；
图4为本发明提供的柔性太阳能电池互联组件一种边缘搭接结构示意图
图5为本发明提供的太阳能电池互联组件的间隙搭接的结构示意图；
图6为本发明提供的柔性太阳能电池互联组件边缘搭接的截面示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-6示：本发明的一种柔性太阳能电池互联组件，包括：
前板1，其上设置有多个前板导电栅线3；
背板2，其上设置有多个背板导电栅线4；
多个柔性太阳能电池片8，其依次粘连于所述前板1和背板2之间，所述前板导电栅线3与柔性太阳能电池片8的负极或正极相搭接，背板导电栅线4与柔性太阳能电池片8正极或负极相接，一个柔性太阳能电池片8与前板导电栅线3和背板导电栅线4组成了一个电池单元；在相邻两个电池单元中，一个电池单元的背板导电栅线4与另一个电池单元的前板导电栅线3通过搭接，实现两个电池单元之间的互联，同样的，多个电池单元通过以上方式进行搭接互联，互联形成柔性太阳能电池组；
分别用于引出柔性太阳能电池组两个电极的电极引出栅线Ⅰ6和电极引出栅线Ⅱ7，所述电极引出栅线Ⅰ6和电极引出栅线Ⅱ7分别与柔性太阳能电池组的两个电极相接，且所述电极引出栅线Ⅰ6和电极引出栅线Ⅱ7可位于前板1上，也可位于背板2上。
在上述技术方案中，前板导电栅线3和背板导电栅线4用搭接的方式实现柔性太阳能电池片之间的互联，形成柔性太阳能电池互联组件，并且由电极引出栅线Ⅰ6和电极引出栅线Ⅱ7将柔性太阳能电池互联组件的正负极引出。
在上述技术方案中，如图4所示的本柔性太阳能电池互联组件的一种边缘搭接方式，所述前板导电栅线31与柔性太阳能电池片81的负极相接，背板导电栅线41与柔性太阳能电池片81的正极相接，电极引出栅线Ⅰ61与最后一个柔性太阳能电池片的负极相接，电极引出栅线Ⅱ71与第一个柔性太阳能电池单元的背板导电栅线相接；本电池组件的前板1和背板2通过热压的方式贴附在一起，前板导电栅线31接触柔性太阳能电池片的负极表面，用于进行对柔性太阳能电池片电流的收集，背板导电栅线41接触柔性太阳能电池片的正极，用于连接上一片柔性太阳能电池片81的负极与下一片柔性太阳能电池片的正极，前板导电栅线31将收集的电流汇集到背板导电栅线41上，相邻的背板导电栅线41和前板导电栅线3搭接在一起，最后汇集到的电流由电极引出栅线Ⅱ71引出电池组，柔性太阳能电池组的负极由电极引出栅线Ⅰ61引出；本电池组件的前板导电栅线和背板导电栅线可以在电池封装组件的任意位置进行柔性太阳能电池片之间的互联，既可以在柔性电池片之间进行搭接，也可以在柔性电池片边缘两侧进行搭接，搭接方式简单而且电池互联精度高。
在另一种技术方案中，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片的正极相接，则背板导电栅线与柔性太阳能电池片的负极相接，电极引出栅线Ⅰ与最后一个柔性太阳能电池片的正极相接，电极引出栅线Ⅱ与第一个柔性太阳能电池单元的背板导电栅线相接。
在上述技术方案中，所述前板导电栅线3和背板导电栅线4搭接位置附近设置有基底膜11，所述前板和背板的基底膜通过胶膜或粘结剂实现粘连；所述前板导电栅线3和背板导电栅线4为多种图形化的导电栅线。
在另一种技术方案中，所述前板导电栅线3和背板导电栅线4的搭接方式可为边缘搭接，即如图3所示，前板导电栅线3与背板导电栅线4的搭接位置位于柔性太阳能电池片8的边缘。
在另一种技术方案中，所述前板导电栅线3和背板导电栅线4的搭接方式可为间隙搭接，即如图4所示，前板导电栅线3与背板导电栅线4的搭接位置位于相邻两块柔性太阳能电池片之间的8的中间位置。
在上述技术方案中，所述前板导电栅线3与柔性太阳能电池片8边缘之间，以及背板导电栅线4与柔性太阳能电池片8接触的局部位置设置有绝缘层5，所述绝缘层5为油墨层；绝缘层的使用，可避免同一个电池单元的前板导电栅线3与背板导电栅线4发生电接触现象，避免柔性太阳能电池片3失效。
在上述技术方案中，所述相邻的前板导电栅线和背板导电栅线之间可通过导电胶实现粘连，也可采用直接搭接的方式，采用导电胶的粘连方式可使前板导电栅线与背板导电栅线之间有较小的电阻，提高了对每片柔性太阳能电池8的利用效率。
优选的是，其中，本柔性太阳能电池组件的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将多个柔性太阳能电池片依次置于前板上，并且使柔性太阳能电池片的负极或正极与前板上的前板导电栅线相搭接，然后用热压的方式将柔性太阳能电池片贴附在前板上；
步骤二、将背板放置于前板和柔性太阳能电池片上表面，使柔性太阳能电池片的正极或负极与背板上的背板导电栅线相搭接，并且保证相邻两个电池单元中，一个电池单元的前板导电栅线与另一个电池单元的背板导电栅线相搭接，依次类推，多个柔性太阳能电池单元均采用这种方式实现柔性太阳能电池片之间的互联；
步骤三、使用热压的方式将前板、柔性太阳能电池片和背板相粘结在一起，柔性太阳能电池互联组件便互联制备完成。
在上述技术方案中，所述步骤一和步骤三中，热压的温度为50～200℃，气压为0～100atm，热压时间为0.5s～1h；
所述步骤二在搭接前板导电栅线和背板导电栅线时，在前板导电栅线和背板导电栅线的搭接位置涂上导电胶。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种柔性太阳能电池互联组件，其特征在于，包括：
前板，其上设置有多个前板导电栅线；
背板，其上设置有多个背板导电栅线；
多个柔性太阳能电池片，其依次粘连于所述前板和背板之间，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片的负极或正极搭接，背板导电栅线与柔性太阳能电池片的正极或负极搭接，一个柔性太阳能电池片与前板导电栅线和背板导电栅线组成了一个电池单元；在相邻两个电池单元中，一个电池单元的背板导电栅线与另一个电池单元的前板导电栅线通过搭接，实现两个电池单元之间的互联，同样的，多个电池单元通过以上方式进行搭接互联，互联形成柔性太阳能电池组；
分别用于引出柔性太阳能电池组两个电极的电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ，所述电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ分别与柔性太阳能电池组的两个电极相接，且所述电极引出栅线Ⅰ和电极引出栅线Ⅱ可位于前板上，也可位于背板上。
2.如权利要求1所述的柔性太阳能电池互联组件，其特征在于，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片的负极相接，背板导电栅线与柔性太阳能电池片的正极相接，电极引出栅线Ⅰ与最后一个柔性太阳能电池片的负极相接，电极引出栅线Ⅱ与第一个柔性太阳能电池单元的背板导电栅线相接。
3.如权利要求1所述的柔性太阳能电池互联组件，其特征在于，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片的正极相接，背板导电栅线与柔性太阳能电池片的负极相接，电极引出栅线Ⅰ与最后一个柔性太阳能电池片的正极相接，电极引出栅线Ⅱ与第一个柔性太阳能电池单元的背板导电栅线相接。
4.如权利要求1所述的柔性太阳能电池互联组件，其特征在于，所述前板导电栅线和背板导电栅线搭接位置附近设置有基底膜，所述前板和背板的基底膜通过胶膜或粘结剂实现粘连；所述前板导电栅线和背板导电栅线为多种图形化的导电栅线。
5.如权利要求1所述的柔性太阳能电池互联组件，其特征在于，所述前板导电栅线和背板导电栅线的搭接方式可为边缘搭接，即前板导电栅线与背板导电栅线的搭接位置位于柔性太阳能电池片的边缘。
6.如权利要求1所述的柔性太阳能电池互联组件，其特征在于，所述前板导电栅线和背板导电栅线的搭接方式可为间隙搭接，即前板导电栅线与背板导电栅线的搭接位置位于相邻两个柔性太阳能电池片的中间位置。
7.如权利要求1所述的柔性太阳能电池互联组件，其特征在于，所述前板导电栅线与柔性太阳能电池片边缘之间，以及背板导电栅线与柔性太阳能电池片接触的局部位置设置有绝缘层；所述绝缘层为油墨层。
8.如权利要求1所述的柔性太阳能电池互联组件，其特征在于，所述相邻的前板导电栅线和背板导电栅线之间可通过导电胶实现粘连，也可采用直接搭接的方式。
9.一种采用如权利要求1～8任一项所述的柔性太阳能电池互联组件实现柔性太阳能电池互联的方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、将多个柔性太阳能电池片依次置于前板上，并且使柔性太阳能电池片的负极或正极与前板上的前板导电栅线相搭接，然后用热压的方式将柔性太阳能电池片贴附在前板上；
步骤二、将背板放置于前板和柔性太阳能电池片上表面，使柔性太阳能电池片的正极或负极与背板上的背板导电栅线相搭接，并且保证相邻两个电池单元中，一个电池单元的前板导电栅线与另一个电池单元的背板导电栅线相搭接，依次类推，多个柔性太阳能电池单元均采用这种方式实现柔性太阳能电池片之间的互联；
步骤三、使用热压的方式将前板、柔性太阳能电池片和背板相粘结在一起，柔性太阳能电池互联组件便互联制备完成。
10.如权利要求9所述的柔性太阳能电池互联组件的制备方法，其特征在于，所述步骤一和步骤三中，热压的温度为50～200℃，气压为0～100atm，热压时间为0.5s～1h；
所述步骤二中，在前板导电栅线和背板导电栅线的搭接位置涂上导电胶。
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