CN111883604A - 光伏组件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏组件及其制作方法。该光伏组件包括层叠设置的第一透明基板、第一封装胶层、电池片层、第二封装胶层和第二透明基板，第一封装胶层和/或第二封装胶层包括：基材层，基材层的一侧表面具有多个凹坑；导电层，一一对应地设置于凹坑中，且导电层与电池片层接触。本发明的上述光伏组件通过使密封胶层的基材层具有凹坑，并使导电材料设置于凹坑中并与电池片层接触，能够省去现有技术中的上述互联条(和/或汇流条)，从而降低了光伏组件的种类。并且，本发明上述光伏组件中导电层的设置无需焊接工艺，从而不仅降低了光伏组件的生产成本，还减少了光伏组件生产过程中人工人力消耗。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种光伏组件及其制作方法。
背景技术
在光伏组件不断发展的今天，我们不仅需要光伏组件的效率不断增加的同时，同时也需要光伏组件朝着轻量化等的方向努力迈进。光伏组件每降低一部分重量，就能够为光伏组件的生产运输、安装维护、光伏电站支架的规格要求以及抗风性能等诸多方面提供相当大的帮助。
光伏组件的重量方面取决于光伏玻璃、封装胶膜、硅片、焊带(互联条及汇流条)、背板以及边框几个要素。光伏玻璃的重量取决于其厚度，在保证性能的前提下目前已无法过度缩减；同样地，封装胶膜、硅片及背板也无法过度缩减。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光伏组件及其制作方法，以降低现有技术中光伏组件的重量。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光伏组件，包括层叠设置的第一透明基板、第一封装胶层、电池片层、第二封装胶层和第二透明基板，第一封装胶层和/或第二封装胶层包括：基材层，基材层的一侧表面具有多个凹坑；导电层，一一对应地设置于凹坑中，且导电层与电池片层接触。
进一步地，凹坑的深度为10～300μm。
进一步地，导电层的厚度为20～650μm。
进一步地，形成导电层的导电材料选自铜箔、铝箔、导电有机物和导电无机化合物中的任一种或多种。
进一步地，形成导电层的导电材料选自铜箔、铝箔、导电有机物和导电无机化合物中的任一种或多种。
进一步地，基材层的厚度为290～800μm。
进一步地，形成基材层的胶膜材料为EVA和/或POE。
进一步地，电池片层包括多个电池片，导电层中的至少部分连接各电池片。
进一步地，电池片层包括多个电池串，各电池串包括多个电池片，各电池串中的电池片通过互联条连接，导电层中的至少部分连接各互联条。
进一步地，电池片层包括多个电池串，各电池串包括多个电池片，导电层包括第一导电部和第二导电部，第一导电部中的至少部分连接各电池串中的电池片，第二导电部中的至少部分连接各第一导电部。
根据本发明的另一方面，提供了一种上述的光伏组件的制作方法，包括制备第一封装胶层和/或第二封装胶层的步骤、以及将第一透明基板、第一封装胶层、电池片层、第二封装胶层和第二透明基板层叠的步骤，其特征在于，制备第一封装胶层和/或第二封装胶层的步骤包括：在基材层的一侧表面形成多个凹坑，并将导电层设置于凹坑中。
进一步地，在花辊的表面涂覆导电材料，花辊的表面对导电材料具有第一粘附力，采用花辊在基材层的表面形成凹坑，并在形成凹坑的同时，使至少部分导电材料粘附于凹坑中形成导电层，基材层对导电材料具有第二粘附力，且第二粘附力大于第一粘附力。
进一步地，采用第一吸附力在花辊表面吸附导电材料，采用花辊在基材层表面形成凹坑，并在形成凹坑的同时，解除对导电材料的吸附，以使导电材料转移至凹坑中，或在基材层远离花辊的一侧采用第二吸附力对导电材料进行吸附，以使导电材料转移至凹坑中，第二吸附力大于第一吸附力。
进一步地，在形成凹坑的步骤之后，以及在将导电层设置于凹坑中的步骤之前，制作方法还包括将基材层进行预交联处理的步骤。
应用本发明的技术方案，提供了一种光伏组件，包括层叠设置的第一透明基板、第一封装胶层、电池片层、第二封装胶层和第二透明基板，其中，第一封装胶层和/或第二封装胶层包括基材层和导电层，基材层的一侧表面具有多个凹坑，导电层设置于凹坑中，且导电层与电池片层接触。现有技术中的光伏组件为了收集电流，通常需要采用互联条将各电池片连接，并采用汇流条将由电池片组成的电池串连接，上述互联条和汇流条位于电池片层和封装胶层之间，而本发明的上述光伏组件通过使密封胶层的基材层具有凹坑，并使导电材料设置于凹坑中并与电池片层接触，能够省去现有技术中的上述互联条(和/或汇流条)，从而降低了光伏组件的种类。并且，现有技术中的互联条和汇流条通常使用铜芯镀锡并通过人工焊接覆盖于电池片层上，而本发明上述光伏组件中导电层的设置无需焊接工艺，从而不仅降低了光伏组件的生产成本，还减少了光伏组件生产过程中人工人力消耗。并且，对于现有技术中的光伏组件，若水汽入侵组件，封装胶膜中容易水解出醋酸根离子等，这会对焊带中的铜等金属发生腐蚀作用，而本发明中使用的导电层可以是有机导电材料，从而可以降低组件发生腐蚀风险。此外，由于传统焊带汇流条会有一定的厚度，层压该位置的封装材料厚度也会减薄，所以封装材料起到的保护作用会减弱，导致腐蚀风险增加，而本发明中的导电层与胶膜嵌合良好，能够构成一体化产品，从而能够提高封装胶层对导电层的保护作用。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式所提供的一种光伏组件的剖面结构示意图；
图2示出了图1所示的光伏组件中一种第一封装胶层(或第二封装胶层)的俯视结构示意图；
图3示出了图1所示的光伏组件中另一种第一封装胶层(或第二封装胶层)的俯视结构示意图；
图4示出了图1所示的光伏组件中表面设置有第一封装胶层和电池片的第一透明基板的俯视结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、第一透明基板；20、第一封装胶层；30、电池片层；301、电池片；40、第二封装胶层；50、第二透明基板；60、第一接线引出孔；110、基材层；120、导电层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中光伏组件的重量方面取决于光伏玻璃、封装胶膜、硅片、焊带(互联条及汇流条)、背板以及边框几个要素。光伏玻璃的重量取决于其厚度，在保证性能的前提下目前已无法过度缩减；同样地，封装胶膜、硅片及背板也无法过度缩减。本发明的申请人为了降低光伏组件的重量，提供了一种光伏组件，如图1至图4所示，包括层叠设置的第一透明基板10、第一封装胶层20、电池片层30、第二封装胶层40和第二透明基板50，其特征在于，第一封装胶层20和/或第二封装胶层40包括基材层110和导电层120，基材层110的一侧表面具有多个凹坑；导电层120一一对应地设置于凹坑中，且导电层120与电池片层30接触。
现有技术中的光伏组件为了收集电流，通常需要采用互联条将各电池片连接，并采用汇流条将由电池片组成的电池串连接，上述互联条和汇流条位于电池片层和封装胶层之间，而本发明的上述光伏组件通过使密封胶层的基材层具有凹坑，并使导电材料设置于凹坑中并与电池片层接触，能够省去现有技术中的上述互联条和/或汇流条，从而降低了光伏组件的种类。
并且，现有技术中的互联条和汇流条通常使用铜芯镀锡并通过人工焊接覆盖于电池片层上，而本发明上述光伏组件中导电层的设置无需焊接工艺，从而不仅降低了光伏组件的生产成本，还减少了光伏组件生产过程中人工人力消耗。
并且，对于现有技术中的光伏组件，若水汽入侵组件，封装胶膜中容易水解出醋酸根离子等，这会对焊带中的铜等金属发生腐蚀作用，而本发明中使用的导电层可以是有机导电材料，从而可以降低组件发生腐蚀风险。
此外，由于传统焊带汇流条会有一定的厚度，层压后该位置的封装材料厚度也会减薄，所以封装材料起到的保护作用会减弱，导致腐蚀风险增加，而本发明中的导电层与胶膜嵌合良好，能够构成一体化产品，从而能够提高封装胶层对导电层的保护作用。
在本发明的上述光伏组件中，导电层120填充于基材层110的凹坑中，导电层120可以与凹坑上表面齐平、突出于凹坑上表面或者略低于凹坑上表面。优选地，上述基材层110中凹坑的深度为30～300μm；并且，优选地，导电层120的厚度20～650μm。通过使基材层110和导电层120满足上述条件，能够使导电层120突出于凹坑设置，从而使导电层120与基材层110的结合更加紧密牢固，降低导电层120脱离封装胶层基材层110的风险。
本领域技术人员可以根据现有技术对形成上述导电层120的导电材料进行合理选取，为了提高导电性能，优选地，上述导电材料选自铜箔、铝箔、导电有机物和导电无机化合物中的任一种或多种。
在本发明的上述光伏组件中，基材层110可以具有较低的流动性，以保证在层压过程中由于胶膜流动而撕裂、拉伸或褶皱，优选地，形成上述基材层110的胶膜材料为EVA和/或POE。并且，优选地，基材层110的厚度为290～800μm。过薄的基材层110会导致组件封装效果不好，过厚的基材层110会引起组件成本的增加。
考虑到实际生产中的便捷性与成本，在一种优选的实施方式中，基材层110的厚度为500μm，凹坑的深度为100μm，导电层120的厚度为200μm，即基材层110：导电层120：凹坑厚度的比例为5:2:1。
在一个可选的实施例中，上述电池片层30包括多个电池片301，导电层120中的至少部分连接各电池片301，其中，第一封装胶层20和/或第二封装胶层40如图2所示。上述导电层120能够代替现有技术中连接各电池片301的互联条将电池片301中的电流汇集到汇流条，并通过汇流条将电流引出。
在上述实施例中，为了提高收集电流的效率，更为优选地，凹坑的任意横截面的最小长度为5～300mm，最小宽度为0.2～1.5mm。
在另一个可选的实施例中，电池片层30包括多个电池串，各电池串包括多个电池片301，各电池串中的电池片301通过互联条连接，导电层120中的至少部分连接各互联条，其中，第一封装胶层20和/或第二封装胶层40如图3所示。上述导电层120能够代替现有技术中连接各电池串的汇流条，将互联条收集到的各电池串中电池片301中的电流汇集并引出。
在上述实施例中，为了提高收集电流的效率，更为优选地，凹坑的任意横截面的最小长度为300～900mm，最小宽度为6～20mm。
在另一个可选的实施例中，电池片层30包括多个电池串，各电池串包括多个电池片301，导电层120包括第一导电部和第二导电部，第一导电部中的至少部分连接各电池串中的电池片301，第二导电部中的至少部分连接各第一导电部，其中，表面设置有第一封装胶层20和电池片301的第一透明基板10如图4所示。上述第一导电部能够代替现有技术中连接各电池片301的互联条将电池片301中的电流汇集，上述第二导电部能够代替现有技术中的汇流条，将第一导电部收集到的各电池串中电池片301中的电流汇集并引出。
在本发明的上述光伏组件中，基材层110中可以开设有第一接线引出孔60，如图3所示，该接线引出孔60与第二透明基板50中开设的第二接线引出孔对应，使汇流条(或作为汇流条的导电层120)能够通过第一接线引出孔60和第二接线引出孔引出至第二透明基板50外面，并与接线盒连接，接线盒与第二透明基板50之间可以采用硅胶粘结，接线盒内部采用灌封胶填充。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述的光伏组件的制作方法，包括将第一透明基板10、第一封装胶层20、电池片层30、第二封装胶层40和第二透明基板50层叠的步骤，其中，制备第一封装胶层20和/或第二封装胶层40的步骤包括：在基材层110的一侧表面形成多个凹坑，并将导电层120设置于凹坑中。
本发明的上述制作方法中通过使密封胶层的基材层表面形成凹坑，并将导电材料设置于凹坑中并与电池片层接触，能够省去现有技术中的上述互联条和/或汇流条，从而降低了光伏组件的种类；并且，上述制作方法中导电层的设置无需焊接工艺，不仅降低了光伏组件的生产成本，减少了光伏组件生产过程中人工人力消耗，还降低了组件发生腐蚀风险。
在形成上述凹坑的步骤之后，以及在将上述导电层120设置于凹坑中的步骤之前，本发明的上述制作方法还可以包括将基材层110进行预交联处理的步骤。通过上述预交联处理不仅能够降低形成基材层110的胶膜表面的流动性，避免胶膜流动上溢，还能够方便其与导电层120的复合，使凹坑不会因与导电层120复合而导致过于的变形，此外还能够保证第一封装胶层20和/或第二封装胶层40在层压使用时不会发生导电层120过度移位等情况。优选地，通过上述预交联处理使基材层110表面的预交联度达到5％～65％。
为了将导电层120设置于凹坑中，在一种优选的实施方式中，在花辊的表面涂覆导电材料，花辊的表面对导电材料具有第一粘附力，采用花辊在基材层110的表面形成凹坑，并在形成凹坑的同时，使至少部分导电材料粘附于凹坑中形成导电层120，基材层110对导电材料具有第二粘附力，且第二粘附力大于第一粘附力。采用上述优选的实施方式能够在形成凹坑的同时将导电层120设置于其中，提高了工艺效率。
在上述优选的实施方式中，本领域技术人员可以根据导电材料的种类对花辊进行表面处理以使其具有所需的第一粘附力，也可以根据导电材料的种类对基材层110进行表面处理以使其具有所需的第二粘附力，从而使得第二粘附力大于第一粘附力。
在另一种优选的实施方式中，采用第一吸附力在花辊表面吸附导电材料，采用花辊在基材层110表面形成凹坑，并在形成凹坑的同时，解除对导电材料的吸附，以使导电材料转移至凹坑中，或在基材层110远离花辊的一侧采用第二吸附力对导电材料进行吸附，以使导电材料转移至凹坑中，第二吸附力大于第一吸附力。上述优选的实施方式同样能够在形成凹坑的同时将导电层120设置于其中，以提高工艺效率。
在上述优选的实施方式中，可以在花辊表面涂覆具有吸附力的材料将导电材料吸附于其表面，然后在与基材层110的用于形成凹坑的表面相对的另一侧采用吸附装置，将导电材料吸附至凹坑中。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、本发明的上述光伏组件通过使密封胶层的基材层具有凹坑，并使导电材料设置于凹坑中并与电池片层接触，能够省去现有技术中的上述互联条(和/或汇流条)，从而降低了光伏组件的种类；
2、本发明上述光伏组件中导电层的设置无需焊接工艺，不仅降低了光伏组件的生产成本，减少了光伏组件生产过程中人工人力消耗，还降低了组件发生腐蚀风险。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种光伏组件，包括层叠设置的第一透明基板(10)、第一封装胶层(20)、电池片层(30)、第二封装胶层(40)和第二透明基板(50)，其特征在于，所述第一封装胶层(20)和/或所述第二封装胶层(40)包括：
基材层(110)，所述基材层(110)的一侧表面具有多个凹坑；
导电层(120)，一一对应地设置于所述凹坑中，且所述导电层(120)与所述电池片层(30)接触。
2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述凹坑的深度为30～300μm。
3.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述导电层(120)的厚度为20～650μm。
4.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，形成所述导电层(120)的导电材料选自铜箔、铝箔、导电有机物和导电无机化合物中的任一种或多种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述基材层(110)的厚度为290～800μm。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件，其特征在于，形成所述基材层(110)的胶膜材料为EVA和/或POE。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述电池片层(30)包括多个电池片(301)，所述导电层(120)中的至少部分连接各所述电池片(301)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述电池片层(30)包括多个电池串，各所述电池串包括多个电池片(301)，各所述电池串中的所述电池片(301)通过互联条连接，所述导电层(120)中的至少部分连接各所述互联条。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述电池片层(30)包括多个电池串，各所述电池串包括多个电池片(301)，所述导电层(120)包括第一导电部和第二导电部，所述第一导电部中的至少部分连接各所述电池串中的所述电池片(301)，所述第二导电部中的至少部分连接各所述第一导电部。
10.一种权利要求1至9中任一项所述的光伏组件的制作方法，包括制备所述第一封装胶层(20)和/或第二封装胶层(40)的步骤、以及将第一透明基板(10)、第一封装胶层(20)、电池片层(30)、第二封装胶层(40)和第二透明基板(50)层叠的步骤，其特征在于，制备所述第一封装胶层(20)和/或第二封装胶层(40)的步骤包括：
在基材层(110)的一侧表面形成多个凹坑，并将导电层(120)设置于所述凹坑中。
11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，在花辊的表面涂覆导电材料，所述花辊的表面对所述导电材料具有第一粘附力，采用所述花辊在所述基材层(110)的表面形成所述凹坑，并在形成所述凹坑的同时，使至少部分所述导电材料粘附于所述凹坑中形成所述导电层(120)，所述基材层(110)对所述导电材料具有第二粘附力，且所述第二粘附力大于所述第一粘附力。
12.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，采用第一吸附力在花辊表面吸附导电材料，采用所述花辊在所述基材层(110)表面形成所述凹坑，并在形成所述凹坑的同时，解除对所述导电材料的吸附，以使所述导电材料转移至所述凹坑中，或在所述基材层(110)远离所述花辊的一侧采用第二吸附力对所述导电材料进行吸附，以使所述导电材料转移至所述凹坑中，所述第二吸附力大于所述第一吸附力。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的制作方法，其特征在于，在形成所述凹坑的步骤之后，以及在将所述导电层(120)设置于所述凹坑中的步骤之前，所述制作方法还包括将所述基材层(110)进行预交联处理的步骤。
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