CN111223962A - 一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法。该方法生产的电池的正面没有正面主栅，而主栅一般为银浆制成，这样便可大幅减少银浆的消耗，从而有效的降低了叠瓦电池片的非硅成本，而且相邻电池条的连接工艺变成位于后侧的电池条将背面主栅与前侧的电池条正面副栅粘接，两者通过电胶形成连接，没有正面主栅的约束，相邻电池条的重叠范围可以大幅调整，从而实现了叠瓦电池串长度的调节，进而拓宽了该类电池片的应用范围，简化了生产工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏电池叠瓦组件的生产方法，尤其是涉及一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法。
背景技术
传统的太阳能电池片采用金属焊带连接，其容易发生断裂和腐蚀，且焊带占用组件受光面积；降低了太阳能电池组件的效率。
较先进的技术是采用叠瓦的形式进行连接，通过调整组件串、并联设计，改变电池片间的焊接方式采用导电胶粘结，相同组件面积有效增加了电池片的数量，从而提升单位面积的组件功率。例如，有人发明了一个中国专利申请（中国专利号：201820495566.X）即公开了一种PERC太阳能电池片叠瓦组件，其将太阳能电池片的正面主栅线和背电场通过导电胶粘结，在背电场不设背电极。然而，这种连接方式不稳固，且电流汇集效率差，影响整体的光电转化效率。
另外，对于现有的叠瓦太阳能电池片，其一般正背面都包含有主栅，在实际应用中，往往造成实用不便。具体的，参照图8，现有的太阳能电池叠瓦组件，太阳能电池条之间通过正面主栅与背面主栅连接，正面主栅与背面主栅之间具有一定的重叠宽度，以提高连接稳定性；但是，重叠部分也减小电池片的吸光面积，降低电池效率。为此，现有通用的做法是采用某固定的重叠宽度，以达到电池效率与连接稳定性的统一。这就使得现有的叠瓦组件一般是一种电池图形对应一种重叠宽度，也就是说，在太阳能电池片图形印刷固定后，其仅适应于一种特定尺寸的太阳能组件，调节宽度的难度很高，或者调节范围很窄；而对于特定尺寸的组件，这种固定的重叠宽度使得调节十分不便。或者，为了调整整体组件的宽度，在太阳能电池切片时，增加留边的宽度，以从整体上减小宽度。但这样会造成太阳能电池片吸光面积减少，降低太阳能电池效率。此种太阳能电池需要印刷主栅线，主栅印刷使用的银浆的成本占据了电池片非硅成本的很大比例。
发明内容
本发明提供了一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法；解决现有技术中存在整体尺寸不易调整同时生产成本较高的问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法，此方法用于生产单面光伏电池叠瓦组件，第一步，对硅片进行预处理，并在硅片正反面上印刷电路，经过烧结工序，使所述浆料固化，然后对硅片进行抗LID退火，并分档测试，得到叠瓦电池片半成品，其特征在于：所述硅片的正面印刷有若干条等间距分布的正面副栅，硅片的背面印刷有若干条与正面副栅垂直的背面主栅，硅片的背面上除去背面主栅的部分覆盖有铝背场，实际生产中正面副栅之间还印刷有很多细栅，细栅用于将所有正面副栅连接为一体，由于细栅为现有工艺，在此不再赘述；正面副栅即为硅片的负极，背面主栅即为正极，铝背场也是起到将硅片背面的电流引导至背面主栅上，背面主栅的宽度宽于副栅的宽度，可以承载更高的电流，起到汇聚电流的作用；
第二步，对硅片的背面进行激光切割，切割后留下切割槽，切割槽与背面主栅平行，切割后硅片的背面形成有若干个条形区域，每个条形区域内包括一条背面主栅且该条背面主栅靠边设置；
第三步，在背面主栅上印刷或者喷涂导电胶；
第四步，用专门的裂片机构对硅片沿切割槽进行分裂，形成电池条，一般保证一片硅片上分裂出的所有电池条为等宽设置；
第五步，将分离后的电池条进行层叠排布，所有的电池条背面朝上、正面朝下，位于后侧的电池条将其背面主栅与前侧的电池条的正面副栅相贴合，两者通过电胶形成连接，然后加热固化，形成叠瓦电池串；
第六步，将叠瓦电池串排版后，层叠并封装形成太阳能叠瓦组件。
普通PERC光伏电池叠瓦组件的工作原理为：由硅片裂解出的电池条便是一个光伏电池单体，它的正反面对应的是电池的正负极，电池条的负极为正面副栅和正面主栅，电池条的正极可以是背面副栅和背面主栅的组合，该种组合对应的是双面光伏电池，该类光伏电池两面均可接收太阳能，而另一类为单面光伏电池，它的正极为铝背场和背面主栅的组合，若干条相同规格且同向分布的电池条通过瓦片状堆叠的形式收尾连接，其中连接处为前侧电池条的背面主栅与后侧电池条的正面主栅通过导电胶粘接。
通过本发明制成的光伏电池叠瓦组件具备以下特征：电池条的正面没有正面主栅，而主栅一般为银浆制成，这样便可大幅减少银浆的消耗，从而有效的降低了叠瓦电池片的非硅成本；而且相邻电池条的连接工艺变成位于前侧的电池条将其后侧的背面主栅与后侧的电池条正面前侧贴合，两者通过电胶形成连接，没有正面主栅的约束，相邻电池条的重叠范围可以大幅调整，从而实现了叠瓦电池串长度的调节，进而拓宽了该类电池片的应用范围，简化了生产工艺。
作为优选，每条电池条为等宽设置。
作为优选，所述背面主栅的长度大于等于两条最外侧的正面副栅之间的间距，这样背面主栅便可以与所有正面副栅电连接，避免连接处的承载功率损失。
作为优选，所述背面主栅的宽度为0.2～1.5mm。背面主栅的宽度决定了相邻电池片之间电连接的有效接触面积，有效接触面积越大，其电池条之间的粘结强度越牢固，组件的可靠性就越强，在一些情况下，增加重叠宽度，可增加组件内太阳能电池片的数量，提升组件整体的效率；在另一些情况下，减少重叠宽度，可提高组件的有效受光面积，提高组件的功率，因此背面主栅需要一个合适的宽度范围。
作为优选，第一步中的硅片上，其印刷图形最外侧边缘距离硅片的侧边的留边间距为0.3～0.6mm。该留边间距可起到降低串联电阻的偶用。需要说明的是，在现有的叠瓦光伏电池组件之中，通常通过调整留边宽度来调整重叠宽度，故留边宽度一般大于1.0mm，会造成浪费。
作为优选，导电胶的宽度与背面主栅的宽度比例为0.5～0.9:1，进一步优选为0.7～0.9:1，此宽度范围的导电胶能确保电流的充分传导，也能确保组件的机械强度。
作为优选，电池条的外形为矩形或者梯形，但不限于此。
作为优选，第一步中，当硅片的四个角具有倒角时，硅片正面的倒角附近还印刷有与倒角平行间隔的加粗电路，该加粗电路与正面副栅连接，每片硅片经过第四步的裂解后，会产生两片带有倒角的倒角电池条，倒角电池条的背面主栅均位于背离倒角的一侧，所有的倒角电池条单独进行后续步骤生产。 加粗电路有助于倒角处的电流收集，能够解决此种电池片组成的叠瓦组件边缘处EL发黑的问题。
本发明还公开了另一种技术方案：一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法，此方法用于生产双面光伏电池叠瓦组件，第一步，对硅片进行预处理，并在硅片正反面上印刷电路，经过烧结工序，使所述浆料固化，然后对硅片进行抗LID退火，并分档测试，得到叠瓦电池片半成品，其特征在于：所述硅片的正面印刷有若干条等间距分布的正面副栅，硅片的背面印刷有若干条等间距分布的背面副栅，背面副栅与正面副栅相互平行，正面副栅之间以及背面副栅之间还印刷有很多细栅，细栅用于将所有正面副栅以及所有背面副栅连接为一体，其中正面副栅即为负极，背面副栅即为正极，硅片的背面还印刷有若干条与背面副栅相互垂直的背面主栅，背面主栅的宽度宽于副栅的宽度，可以承载更高的电流，起到汇聚电流的作用，其余步骤与生产单面光伏电池叠瓦组件相同。
因此，本发明相比现有技术具有以下特点：1.电池条的正面没有正面主栅，而主栅一般为银浆制成，这样便可大幅减少银浆的消耗，从而有效的降低了叠瓦电池片的非硅成本；2.相邻电池条的连接工艺变成位于前侧的电池条将其后侧的背面主栅与后侧的电池条正面前侧贴合，两者通过电胶形成连接，没有正面主栅的约束，相邻电池条的重叠范围可以大幅调整，从而实现了叠瓦电池串长度的调节，进而拓宽了该类电池片的应用范围，简化了生产工艺；3.硅片正面的倒角附近还印刷有与倒角平行间隔的加粗电路，加粗电路有助于倒角处的电流收集，能够解决此种电池片组成的叠瓦组件边缘处EL发黑的问题。
附图说明
附图1是本发明中硅片进过第一步处理后的正面结构示意图；
附图2是本发明中双面光伏电池硅片进过第二步处理后的背面结构示意图；
附图3是本发明中单面光伏电池硅片进过第二步处理后的背面结构示意图；
附图4是电池条叠瓦后的侧视图；
附图5是附图4的A部放大图；
附图6是电池条的叠瓦正面俯视图；
附图7是电池条的叠瓦背面俯视图；
附图8是现有叠瓦工艺的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：参见图1和图2，一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法，此方法用于生产单面光伏电池叠瓦组件，第一步，对硅片1进行预处理，并在硅片1正反面上印刷电路，经过烧结工序，使所述浆料固化，然后对硅片1进行抗LID退火，并分档测试，得到叠瓦电池片半成品，硅片1的正面印刷有若干条等间距分布的正面副栅2，硅片1的背面印刷有若干条与正面副栅2垂直的背面主栅4，硅片1的背面上除去背面主栅4的部分覆盖有铝背场7，实际生产中正面副栅之间还印刷有很多细栅，细栅用于将所有正面副栅连接为一体，由于细栅为现有工艺，在此不再赘述；正面副栅即为硅片的正极，背面主栅即为负极，铝背场也是起到将硅片背面的电流引导至背面主栅上，背面主栅的宽度宽于副栅的宽度，可以承载更高的电流，起到汇聚电流的作用；
参见图2，第二步，对硅片1的背面进行激光切割，切割后留下切割槽5，切割槽11与背面主栅4平行，切割后硅片1的背面形成有若干个条形区域，每个条形区域内包括一条背面主栅4且靠边设置；
第三步，在背面主栅4上印刷或者喷涂导电胶6；
第四步，用专门的裂片机构对硅片1沿切割槽5进行分裂，形成电池条11，一般保证一片硅片上分裂出的所有电池条为等宽设置；
参见图4和图5，第五步，将分离后的电池条11进行层叠排布，所有的电池条11正面朝上、背面朝下，且各自靠边的那条背面主栅4朝后设置，位于前侧的电池条11将其后侧的背面主栅4与后侧的电池条11正面前侧贴合，两者通过电胶6形成连接，然后加热固化，形成叠瓦电池串；
参见图4，第六步，将叠瓦电池串排版后，层叠并封装形成太阳能叠瓦组件。
每条电池条11为等宽设置。
背面主栅4的长度大于等于两条最外侧的正面副栅2之间的间距，这样背面主栅便可以与所有正面副栅电连接，避免连接处的承载功率损失。
背面主栅4的宽度为0.2～1.5mm。
第一步中的硅片1上，其印刷图形最外侧边缘距离硅片1的侧边的留边间距为0.3～0.6mm。
导电胶6的宽度与背面主栅4的宽度比例为0.7～0.9:1。
电池条11的外形为矩形。
见图6和图7，第一步中，当硅片1的四个角具有倒角时，硅片1正面的倒角附近还印刷有与倒角平行间隔的加粗电路21，该加粗电路21与正面副栅2连接，每片硅片1经过第四步的裂解后，会产生两片带有倒角的倒角电池条12，倒角电池条12的背面主栅4均位于背离倒角的一侧，所有的倒角电池条12单独进行后续步骤生产。
实施例2：参见图1和图3，一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法，此方法用于生产双面光伏电池叠瓦组件，第一步，对硅片1进行预处理，并在硅片1正反面上印刷电路，经过烧结工序，使所述浆料固化，然后对硅片1进行抗LID退火，并分档测试，得到叠瓦电池片半成品，硅片1的正面印刷有若干条等间距分布的正面副栅2，硅片1的背面印刷有若干条等间距分布的背面副栅3，背面副栅3与正面副栅2相互平行，正面副栅之间以及背面副栅之间还印刷有很多细栅，细栅用于将所有正面副栅以及所有背面副栅连接为一体，其中正面副栅即为正极，背面副栅即为负极，硅片的背面还印刷有若干条与背面副栅相互垂直的背面主栅4，背面主栅4的宽度宽于副栅的宽度，可以承载更高的电流，起到汇聚电流的作用，其余步骤与实施例1相同。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。
Claims (8)
1.一种新型光伏电池叠瓦组件的生产方法，此方法用于生产单面或双面光伏电池叠瓦组件，第一步，对硅片（1）进行预处理，并在硅片（1）正反面上印刷电路，经过烧结工序，使所述浆料固化，然后对硅片（1）进行抗LID退火，并分档测试，得到叠瓦电池片半成品，其特征在于：所述硅片（1）的正面印刷有若干条等间距分布的正面副栅（2），对应生产单面光伏电池叠瓦组件时，硅片（1）的背面覆盖有铝背场（7），铝背场（7）上印刷有若干条与正面副栅（2）垂直的背面主栅（4）；对应生产双面光伏电池叠瓦组件时，硅片（1）的背面印刷有若干条等间距分布的背面副栅（3），背面副栅（3）与正面副栅（2）相互平行，硅片（1）的背面还印刷有若干条与背面副栅（3）相互垂直的背面主栅（4）；
第二步，对硅片（1）的背面进行激光切割，切割后留下切割槽（5），切割槽（11）与背面主栅（4）平行，切割后硅片（1）的背面形成有若干个条形区域，每个条形区域内包括一条背面主栅（4）且该条背面主栅（4）靠边设置；
第三步，在背面主栅（4）上印刷或者喷涂导电胶（6）；
第四步，用专门的裂片机构对硅片（1）沿切割槽（5）进行分裂，形成电池条（11）；
第五步，将分离后的电池条（11）进行层叠排布，所有的电池条（11）背面朝上、正面朝下，位于后侧的电池条（11）将其背面主栅（4）与前侧的电池条（11）的正面副栅相贴合，两者通过电胶（6）形成连接，然后加热固化，形成叠瓦电池串；
第六步，将叠瓦电池串排版后，层叠并封装形成太阳能叠瓦组件。
2.根据权利要求1所述的新型太阳能叠瓦组件的生产方法，其特征在于：所述的每条电池条（11）为等宽设置。
3.根据权利要求1或2所述的新型太阳能叠瓦组件的生产方法，其特征在于：背面主栅（4）的长度大于等于两条最外侧的正面副栅（2）之间的间距。
4.根据权利要求3所述的新型太阳能叠瓦组件的生产方法，其特征在于：所述背面主栅（4）的宽度为0.2～1.5mm。
5.根据权利要求1所述的新型太阳能叠瓦组件的生产方法，其特征在于：第一步中的硅片（1）上，其印刷图形最外侧边缘距离硅片（1）的侧边的间距为0.3～0.6mm。
6.根据权利要求4所述的新型太阳能叠瓦组件的生产方法，其特征在于：导电胶（6）的宽度与背面主栅（4）的宽度比例为0.5～0.9:1。
7.根据权利要求6所述的新型太阳能叠瓦组件的生产方法，其特征在于：电池条（11）的外形为矩形或者梯形。
8.根据权利要求1所述的新型太阳能叠瓦组件的生产方法，其特征在于：第一步中，当硅片（1）的四个角具有倒角时，硅片（1）正面的倒角附近还印刷有与倒角平行间隔的加粗电路（21），该加粗电路（21）与正面副栅（2）连接，每片硅片（1）经过第四步的裂解后，会产生两片带有倒角的倒角电池条（12），倒角电池条（12）的背面主栅（4）均位于背离倒角的一侧，所有的倒角电池条（12）单独进行后续步骤生产。
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