CN110931588A - 一种柔性太阳能电池组件及其封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性太阳能电池组件及其封装结构，属于光伏技术领域。本发明克服了传统手工焊接时焊接点不准、焊接时容易破片的不足，提供了一种柔性太阳能电池组件，利用热熔板平铺在电池组件上，使热熔齿条与电池片之间的透明导电膜对应设置，可以有效防止焊接时烙铁芯挤压到电池片，制备的电池组件连接牢固，电池片保持完整不受损坏。本发明的电池组件封装结构，包括上述电池组件，电池片与透明导电膜之间通过透明导电胶铆粘，整个电池组件的电池片之间采用热熔烧结的方式连接，在电池组件上覆盖透明EVA，用柔性透明玻璃作为上盖板封装电池组件，得到的电池组件连接牢固，封装结构安全稳定。
Description
技术领域
本发明属于光伏技术领域，更具体地说，涉及一种柔性太阳能电池组件及其封装结构。
背景技术
现有柔性太阳能电池的封装中对电池片的连接通过焊带或导电胶带，焊带与导电胶带不仅密度大，大量使用会增加超薄组件的重量；且不透光，在一定程度上减少受光面积。导电胶带是一种带高导电背胶的金属箔或导电布，其导电背胶和导电基材组成完整的导电体，可以与任何金属面以粘接方式完成电搭接和缝隙的电封闭。导电膜是具有导电功能的薄膜，导电薄膜的荷电载流子在输运过程中受到表面和界面的散射，当薄膜的厚度可与电子的自由程相比拟时，在表面和界面的影响将变得显著，这个现象称为薄膜的尺寸效应。它等效于载流子的自由程减小，因此与同样材料的块体相比，薄膜的电导率较小。
综上情况来看，导电胶带的粘附性与导电性要优于透明导电膜。但是用到连接电池片上的透明导电膜或导电胶带或焊带，其面积都较大，产生的电阻几乎都为零，所以在导电性能方面都不用考虑。但透明导电膜不仅价格便宜，且密度小，由于串并联电池片而增加的重量很小，且不降低受光面积。而导电胶带主体为铜箔，焊带主体为锡箔，这两者为目前通用的电池片连接条，不仅密度大，串并联电池片引起的重量增加多于透明导电膜，且不透光，会降低受光面积。
针对现有技术中因导电胶带或焊带导致电池片受光面积不充分而带来的电池性能不佳的不足，已有相关技术方案公开，如专利申请号：2018221682767，申请日：2018年12月21日，发明创造名称为：一种光伏组件，该申请案的光伏组件包括透明盖板、光伏电池串及背板，所述光伏电池串包括若干电池片及串接所述电池片的透明导电薄膜，所述电池片为无主栅线电池片，其受光面上仅设有若干相互平行的细栅线电极，所述透明导电薄膜粘结至相邻两个电池片上。该方案通过采用整片导电薄膜覆盖在电池片上将相邻的电池片串接起来，取代传统的焊带焊接的方式，与之配合的是，电池片采用无主栅线电极的设计，这样就避免了焊带、主栅线电极对电池片受光面积的不利影响，有利于改善电池片的电性能。
但是由于透明导电膜的透光率最大达到74％-90％，该方案采用透明导电膜覆盖电池片必然造成光损失，甚至可能超过焊带的遮光损失，对于电池片的电性能改善有限；因此如何利用透明导电膜连接电池片并使其具有充分的受光面积以改善电性能，是现有技术亟需解决的技术问题。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明克服了传统手工焊接时焊接点不准、焊接时容易破片的不足，提供了一种柔性太阳能电池组件，利用热熔板平铺在电池组件上，使热熔齿条与电池片之间的透明导电膜对应设置，可以有效防止焊接时烙铁芯挤压到电池片，制备的电池组件连接牢固，电池片保持完整不受损坏。
本发明的一种柔性太阳能电池组件封装结构，包括上述电池组件，电池片与透明导电膜之间通过透明导电胶铆粘，整个电池组件的电池片之间采用热熔烧结的方式连接，得到的电池组件连接牢固，封装结构安全稳定。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种柔性太阳能电池组件，包括至少两个相互串联的电池片，电池片的上电极和下电极上各设有透明导电膜，且电池片的上电极和与其串联的电池片的下电极通过该透明导电膜连接，透明导电膜沿电池片延伸出来的部分通过热熔板进行热熔烧结，热熔板上阵列设置烙铁芯，烙铁芯由电源并联供电且其端部设有热熔齿条，热熔齿条与两个相邻的电池片之间的透明导电膜对应设置。
作为本发明更进一步的改进，热熔板上相对透明导电膜的一侧还设有伸缩杆。
作为本发明更进一步的改进，热熔板的底部设有固定座，固定座用于固定热熔齿条，且固定座由绝缘材料制成。
作为本发明更进一步的改进，热熔板上罩设壳体，烙铁芯通过电线与电源连通，电线设置于该壳体内。
作为本发明更进一步的改进，壳体由耐热亚克力板制成。
作为本发明更进一步的改进，热熔齿条为矩形结构。
作为本发明更进一步的改进，透明导电膜为细长条形，其宽度不小于上电极主栅线的宽度。
作为本发明更进一步的改进，透明导电膜上设有连接孔，连接孔内注入透明导电胶以实现透明导电膜与电池片的连接。
作为本发明更进一步的改进，利用热熔板对透明导电膜进行热熔烧结，烧结温度为110～130℃，烧结时间为12～18min。
本发明的一种柔性太阳能电池组件封装结构，包括上述的太阳能电池组件，还包括柔性Tedlar底板，电池组件设置于该柔性Tedlar底板上，且电池组件上覆盖透明EVA，透明EVA上设有柔性透明玻璃。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种柔性太阳能电池组件，利用热熔板对电池片之间的透明导电膜热熔连接，热熔板平铺在电池组件上，使烙铁芯上的热熔齿条与电池片之间的透明导电膜一一对应，热熔齿条可以有效防止焊接时烙铁芯挤压到电池片，制备的电池组件连接牢固，电池片保持完整不受损坏。
(2)本发明的一种柔性太阳能电池组件，电池片与透明导电膜之间通过透明导电胶连接，相邻电池片之间的透明导电膜通过热熔板上阵列设置的烙铁芯热熔烧结实现同步焊接，避免通电滞后导致各焊点出现过烧或者焊不透，且提高加工效率；采用透明导电膜连接可以减轻超薄太阳能电池片的重量，同时保证充分的受光面积，提高光电转换效率。
(3)本发明的一种柔性太阳能电池组件封装结构，包括上述电池组件，电池片与透明导电膜之间通过透明导电胶铆粘，整个电池组件的电池片之间的透明导电膜采用热熔烧结的方式连接，在电池组件上覆盖透明EVA，用柔性透明玻璃作为上盖板封装电池组件，得到的电池组件连接牢固，封装结构安全稳定。
附图说明
图1为本发明中电池片的阳面电极示意图；
图2为本发明中电池片的阴面电极示意图；
图3为本发明中电池片与透明导电膜的结构示意图；
图4为本发明中两个电池片之间的连接示意图；
图5为本发明中电池片与透明导电膜连接的剖视图；
图6为本发明中通过热熔板对透明导电膜进行热熔焊接的布局示意图；
图7为本发明中热熔板的侧视图；
图8为本发明中热熔板的仰视图。
100、电池片；110、主栅线；111、细栅线；200、透明导电膜；210、连接孔；211、透明导电胶；300、热熔板；310、壳体；311、固定座；312、热熔齿条；313、电线；314、电源；315、烙铁芯；316、伸缩杆；400、柔性Tedlar底板。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种柔性太阳能电池组件，包括至少两个相互串联的电池片100，电池片100的上电极和下电极上各设有透明导电膜200，且电池片100的上电极和与其串联的电池片100的下电极通过该透明导电膜200连接；透明导电膜200沿电池片100延伸出来的部分通过热熔板300进行热熔烧结，热熔板300上阵列设置烙铁芯315，烙铁芯315由电源314并联供电且其端部设有热熔齿条312，热熔齿条312与两个相邻的电池片100之间的透明导电膜200对应设置。
结合图1和图2，图1为电池片的阳面电极示意图，电池片100受光照产生的电流由细栅线111收集后汇流到主栅线110，再由透明导电膜200引出，图2为电池片的阴面电极示意图，电池片100的阴面电极由绝缘材料保护，只漏出几段虚线部分用于连接透明导电膜200。具体在本实施例中，电池片100的上下电极各设有两条透明导电膜200，透明导电膜200沿着电池片100的主栅线110方向设置，优选地，透明导电膜200为细长条形，其宽度不小于电池主栅线110的宽度，为了提高透光率，本实施例中透明导电膜200的宽度略大于电池主栅线110的宽度。
结合图3至图5，本实施例中的透明导电膜200上设有连接孔210，在热熔焊接之前先利用打孔装置对透明导电膜200进行打孔，连接孔210的大小根据电池片100的尺寸具体设置，同一透明导电膜200上的连接孔210之间的距离为2-3cm，具体在本实施例中，尺寸为125mm的电池片100，连接孔210之间的距离为2.5cm；尺寸为156mm的电池片100，连接孔210之间的距离为3cm。电池片100之间进行连接时首先在连接孔210内注入透明导电胶211以实现透明导电膜200与电池片100的连接，即本实施例中每个电池片100与透明导电膜200之间通过透明导电胶211连接，相邻电池片100之间的透明导电膜200通过热熔板300上阵列设置的烙铁芯315热熔烧结实现连接。
结合图6至图8，本实施例的热熔板300上的烙铁芯315阵列设置，其布置方式与太阳能电池组件中的电池片100相对应，使烙铁芯315端部设置的热熔齿条312与两个相邻的电池片100之间的透明导电膜200相对应，热熔齿条312采用并联方式供电，以实现对多个电池片100同时进行热熔烧结，一方面可以提高加工效率，另一方面可以防止因通电滞后引起的各焊接点焊接不同步，导致部分焊点出现过烧或焊不透而无法实现电池片100的连接。具体在本实施例中利用烙铁芯315对透明导电膜200进行热熔烧结，烧结温度为110～130℃，烧结时间为12～18min，优选地，烙铁芯315对透明导电膜200在120℃下烧结15min，即可通过透明导电膜200实现电池片100的连接。
由于焊带或导电胶带密度大、不透光，利用其对电池片进行连接时得到的太阳能电池组件重量增加，且受光面积减少。本实施例利用透明导电膜200连接电池片100，可以有效降低焊带重量且增加受光面积，从而提高太阳能电池组件光电转换效率，进而改善电池的电性能。
此外，现有技术中通过在电池片100上覆盖焊带并采用手工焊接时经常焊不牢固，焊接过程不易控制，电池片100容易移位，焊接点对不准；而且由于电池片100比较薄、脆性高，直接对电池片100的电极进行焊接时，容易压破电池片100，导致制备的太阳能电池组件存在缺陷，无法使用。
本实施例的热熔板300与烙铁芯315为一体化设置，且烙铁芯315的位置根据电池片100的尺寸进行布置，热熔板300平铺在电池组件上，使烙铁芯315上的热熔齿条312与两个电池片100之间的透明导电膜200一一对应，焊接时接通电源314，可以实现多个电池片100的同步焊接，热熔齿条312可以有效防止焊接时烙铁芯315挤压到电池片100，制备的电池组件连接牢固，电池片100保持完整不受损坏。
实施例2
本实施例的一种柔性太阳能电池组件，其结构与实施例1基本相同，进一步地，本实施例中热熔板300上相对透明导电膜200的一侧还设有伸缩杆316。为了实现对电池片100之间的透明导电膜200的同步焊接，本实施例通过在热熔板300上设置高度可调节的伸缩杆316，具体操作时，先调节伸缩杆316使热熔齿条312与透明导电膜200之间保持一定距离，此时对烙铁芯315进行通电预热一段时间后，再使伸缩杆316高度降低至低于热熔齿条312的高度，利用烙铁芯315对透明导电膜200进行热熔烧结，以此提高焊接过程的均匀稳定性，防止个别焊点因预热不足导致焊不透的现象。
进一步地，热熔板300的底部设有固定座311，固定座311用于固定热熔齿条312，固定座311由绝缘材料制成，例如可以由陶瓷材料制成。优选地，本实施例中热熔齿条312为矩形结构，其尺寸与相互串联的两个电池片100之间的透明导电膜200相对应，透明导电膜200为带状，用于焊接透明导电膜200的热熔齿条312为矩形结构，以便于热熔齿条312对透明导电膜200进行热熔烧结，提高焊接效率，也避免了点状结构的热熔齿条312在焊接时不够稳定均匀，需要多点焊接。
优选地，本实施例中热熔板300上罩设壳体310，烙铁芯315通过电线313与电源314连通，电线313设置于该壳体310内，壳体310由耐热亚克力板制成，耐热亚克力板为无色透明有机玻璃板材，透光率高，可以便于焊接时热熔齿条312对准透明导电膜200，且具有绝缘、价格低、重量轻的优点。
实施例3
结合图6，本实施例的一种柔性太阳能电池组件封装结构，包括上述的太阳能电池组件，还包括柔性Tedlar底板400，电池组件设置于该柔性Tedlar底板400上，且电池组件上覆盖透明EVA，透明EVA上设有柔性透明玻璃。
本实施例的太阳能电池组件封装结构包括太阳能电池组件，电池组件由多个电池片100组成，具体封装操作时，将透明导电膜200平铺在电池片100的主栅线110上，先压平透明导电膜200，在连接孔210处点上透明导电胶211，在半干状态压平透明导电胶211直到完全凝固，透明导电胶211即可将透明导电膜200与电池片100铆粘在一起。由于电池片100的可粘性强，透明导电膜200可以通过透明导电胶211与电池片100紧密粘接。然后利用热熔板300对连接两个电池片100的透明导电膜200进行热熔烧结，整个电池组件的电池片100采用热熔烧结的方式连接，取代光伏焊条。
本实施例的TedlarPVF底板的熔点是190～230℃，透明导电膜200的热熔烧结条件为烧结温度为110～130℃，烧结时间为12～18min，因此可以在TedlarPVF底板上对透明导电膜200进行烧结，烧结完成后即可实现电池片100的连接，得到太阳能电池组件。在电池组件上覆盖透明EVA，然后用柔性透明玻璃(Willow Glass)作为上盖板封装电池组件，最后用柔性透明玻璃材料把边框封住即可得到太阳能电池组件封装结构，本实施例的太阳能电池组件封装结构，电池片之间连接牢固，封装结构安全稳定。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种柔性太阳能电池组件，包括至少两个相互串联的电池片(100)，所述电池片(100)的上电极和下电极上各设有透明导电膜(200)，且所述电池片(100)的上电极和与其串联的电池片(100)的下电极通过该透明导电膜(200)连接，其特征在于：所述透明导电膜(200)沿电池片(100)延伸出来的部分通过热熔板(300)进行热熔烧结，所述热熔板(300)上阵列设置烙铁芯(315)，所述烙铁芯(315)由电源(314)并联供电且其端部设有热熔齿条(312)，所述热熔齿条(312)与两个相邻的电池片(100)之间的透明导电膜(200)对应设置。
2.根据权利要求1所述的一种柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述热熔板(300)上相对透明导电膜(200)的一侧还设有伸缩杆(316)。
3.根据权利要求2所述的一种柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述热熔板(300)的底部设有固定座(311)，所述固定座(311)用于固定热熔齿条(312)，所述固定座(311)由绝缘材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述热熔板(300)上罩设壳体(310)，所述烙铁芯(315)通过电线(313)与电源(314)连通，所述电线(313)设置于该壳体(310)内。
5.根据权利要求4所述的一种柔性太阳能电池组件其特征在于：所述壳体(310)由耐热亚克力板制成。
6.根据权利要求1所述的一种柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述热熔齿条(312)为矩形结构。
7.根据权利要求6所述的一种柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述透明导电膜(200)为细长条形，其宽度不小于所述上电极的主栅线(110)的宽度。
8.根据权利要求7所述的一种柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述透明导电膜(200)上设有连接孔(210)，所述连接孔(210)内注入透明导电胶(211)以实现透明导电膜(200)与电池片(100)的连接。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种柔性太阳能电池组件，其特征在于：利用所述热熔板(300)对透明导电膜(200)进行热熔烧结，烧结温度为110～130℃，烧结时间为12～18min。
10.一种柔性太阳能电池组件封装结构，包括权利要求1～9任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于：还包括柔性Tedlar底板(400)，所述电池组件设置于该柔性Tedlar底板(400)上，且所述电池组件上覆盖透明EVA，所述透明EVA上设有柔性透明玻璃。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113410324A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-09-17 | 华清八度光电集团有限公司 | 一种便于生产的柔性晶硅太阳能电池板 |
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