CN112420867B - 一种无热斑光伏组件及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无热斑光伏组件及其加工工艺，包括若干组电池串、上玻璃层、上胶膜层、下胶膜层和下玻璃层，每组所述电池串均包括由多个电池片，每个所述电池片的一侧均设置有二极管，相邻两组的所述电池串之间通过汇流条连接，每个所述电池片的外侧均设置有金属反射导电环，所述上胶膜层和下胶膜层分别设置于电池串的上下两端，且所述上玻璃层和下玻璃层分别设置于上胶膜层和下胶膜层的上下两端。本发明通过设置有两组检测工序，能够防止将金属反射导电环焊接后检测出不合格产品时造成金属反射导电环和互联条、汇流条的浪费，而且本发明对无热斑光伏组件加工过程自动化程度高，可以有效提高无热斑光伏组件的加工效率，减少资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件技术领域，具体为一种无热斑光伏组件及其加工工艺。
背景技术
新源太阳能智能无热斑光伏组件核心技术：一个旁路二极管保护一个电池片。当组件中某一片电池和组件电流发生配置时，该片电池处于反向偏置状态。但此时只需此片电池承受的反向电压大于旁路二极管的启动电压(0.6V),而不再需要克服传统电池组件中电池串中其它好电池片的电压就可以使旁路二极管工作。问题电池片承受的反压小，消耗功率少，产生的温度也低。同时也只有问题电池片本身的功率被旁路掉，没有影响其它正常工作的电池片的发电。
无热斑组件在多电池遮挡情况下比常规组件最多多发电80％；大幅度提高由于问题电池片热斑或者组件遮挡导致的组件输出功率下降的问题，同时由于自身的优化器功能，减少了组件串中电流电压失配，提高了分布式电站和地面电站系统收益；大幅度降低热斑电池产生的温度，从目前的160度降低到85度以下，彻底消除热斑高温引发组件着火，封装材料失效的安全隐患，提高了电站安全性，保障了组件长期可靠性和电站的长期运营收益。
传统的无热斑光伏组件结构依次为上玻璃层、上胶膜层、电池串层、下胶膜层和下玻璃层，为了提高无热斑光伏组件的功率，人们常常电池片之间张贴反光膜，但是现有的无热斑光伏组件反光膜张贴困难，而且成品率较低，制作工艺复杂，不适合普及和推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无热斑光伏组件及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种无热斑光伏组件及其加工工艺，包括若干组电池串、上玻璃层、上胶膜层、下胶膜层和下玻璃层，每组所述电池串均包括由多个电池片，相邻两个所述电池片之间通过互联条组成，每个所述电池片的一侧均设置有二极管，相邻两组的所述电池串之间通过汇流条连接，每个所述电池片的外侧均设置有金属反射导电环，所述上胶膜层和下胶膜层分别设置于电池串的上下两端，且所述上玻璃层和下玻璃层分别设置于上胶膜层和下胶膜层的上下两端，所述金属反射导电环靠近电池片的内侧设置有反射结构，且所述反射机构为锯齿状的凸条；
所述无热斑光伏组件的加工工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：在焊接工序中将多个电池片利用互联条焊接形成电池串，利用互联条将电池片焊接的同时，焊接工序将二极管焊接在电池片的一侧，形成单独的电池串；
步骤二：步骤一中焊接完成的电池串进入到排版工序中，利用排版工序将电池串按顺序排列均匀后导入到检测工序中，利用检测工序对电池串的外观进行检测，检测完成后利用翻转组件将电池串的另一面翻转面向检测工序，对电池串的两端面检测完成后再次导入焊接工序；
步骤三：将金属反射导电环分别焊接在电池串中的电池片外侧，然后利用汇流条将多个电池串的端部焊接在一起形成电池片层，然后将形成的电池片层再次导入到检测工序中；
步骤四：利用检测工序对电池片层的外观和EL检测，检测完成后利用翻转组件将电池片层的另一面翻转面向检测工序，检测工序对电池片层的另一端面进行检测；
步骤五：将检测完成的电池片层传输到到层压工序中，将电池片层传输到层压工序中的下玻璃层上方，在电池片层上方铺设上胶膜层，然后利用层压工序将上玻璃层压合形成无热斑光伏组件。
在一个优选的实施方式中，所述互联条和汇流条采用光伏焊带、导电胶带或导电胶中的一种。
在一个优选的实施方式中，所述二极管固定设置在电池片上，所述二极管为片式二极管。
在一个优选的实施方式中，所述步骤一中两个电池片之间互联条的一端位于电池片的上方，另一端设置于另一个电池片的上方，所述步骤一中焊接工序采用三维焊接机，能够满足电池片与互联条焊接的同时，实现电池片与二极管的焊接，所述二极管放置于圆盘上料机中，所述圆盘上料机的输出端与三维焊接机的进料端连接。
在一个优选的实施方式中，所述步骤二中检测工序对电池串的外观进行检测，外观检测用于检测电池串上是否有异物或脏污以及电池串中每个电池片是否有损坏，若检测工序检测出电池串上含有异物、脏污或电池片出现缺角、断裂损坏的不合格电池串时，检测工序将不合格电池串传输到回收箱中，检测合格的电池串传输到第二道焊接工序中；
在一个优选的实施方式中，所述步骤三中通过机械手将金属反射导电环放在电池串中的电池片外侧，利用焊接工序将金属反射导电环与互联条焊接在一起，将相邻的两组电池串利用汇流条焊接在一起。
在一个优选的实施方式中，所述步骤四中检测工序对电池片层的外观和EL检测，所述外观检测用于检测电池片层上金属反射导电环的角度以及金属反射导电环内侧反射结构的位置，所述EL检测用于检测电池片层是否存在内部缺陷，EL通电的两个电机对应电池片层两端的汇流条上。
在一个优选的实施方式中，所述步骤五中层压工序包括下玻璃层和下玻璃层的自动上料输送带、铺设工序和移动吸盘，利用自动上料输送带将下玻璃层和上玻璃层输送到层压操作台处，利用移动吸盘将下玻璃层和上玻璃层移动到指定位置，铺设工序将胶膜层铺设在下玻璃层和电池片层上，然后进行层压形成无热斑光伏组件。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明利用焊接工序中的三维焊接机将多个电池片利用互联条焊接形成电池串，并在每个电池片上自动焊接一个二极管，利用检测工序对焊接完成的电池串进行检测，然后再次利用焊接机将金属反射导电环焊接在电池片外侧，利用机械手对金属反射导电环进行转移和固定，金属反射导电环内侧设置有反射结构，利用金属反射导电环代替传统的反光膜，光伏组件中反光组件的安装，而且利用检测工序对金属反射导电环位置和角度进行检测，能够使得金属反射导电环内侧的反射结构与电池片侧壁平行，提高无热斑光伏组件的成品率，通过设置有两组检测工序，能够防止将金属反射导电环焊接后检测出不合格产品时造成金属反射导电环和互联条、汇流条的浪费，而且本发明对无热斑光伏组件加工过程自动化程度高，可以有效提高无热斑光伏组件的加工效率，减少资源的浪费；
2、本发明通过将反光膜替换为金属反射导电环，并在金属反射导电环内侧设置有反射结构，能够有效提高无热斑光伏组件的功率，方便反射结构的安装，而且在每个电池片分别设置有一个二极管，当有热斑现象出现时，电池片一侧的二极管启动，能够将含有问题的电池片屏蔽掉，在避免出现热斑的同时能够最大程度的保证的光伏组件的发电效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的剖视结构示意图；
图2是本发明电池串的结构示意图；
图3是本发明电池片层发的结构示意图；
图4是本发明金属反射导电环的结构示意图；
图5是本发明反射结构的结构示意图；
图中：1电池片；2互联条；3二极管；4汇流条；5上玻璃层；6上胶膜层；7下胶膜层；8下玻璃层；9金属反射导电环；10反射结构。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种无热斑光伏组件及其加工工艺，包括若干组电池串、上玻璃层5、上胶膜层6、下胶膜层7和下玻璃层8，每组所述电池串均包括由多个电池片1，相邻两个所述电池片1之间通过互联条2组成，每个所述电池片1的一侧均设置有二极管3，相邻两组的所述电池串之间通过汇流条4连接，每个所述电池片1的外侧均设置有金属反射导电环9，所述上胶膜层6和下胶膜层7分别设置于电池串的上下两端，且所述上玻璃层5和下玻璃层8分别设置于上胶膜层6和下胶膜层7的上下两端。
在一种优选的实施方式中，所述互联条2和汇流条4采用光伏焊带、导电胶带或导电胶中的一种。
在一种优选的实施方式中，所述二极管3固定设置在电池片1上，所述二极管3为片式二极管。
在一种优选的实施方式中，所述金属反射导电环9靠近电池片1的内侧设置有反射结构10，且所述反射机构10为锯齿状的凸条。
本发明还提供一种无热斑光伏组件的加工工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：在焊接工序中将多个电池片1利用互联条2焊接形成电池串，利用互联条2将电池片1焊接的同时，焊接工序将二极管3焊接在电池片1的一侧，形成单独的电池串；
步骤一中将片式二极管3放入圆盘上料机中，圆盘上料机将片式二极管3排列有序的输送到焊接工序中的指定位置，在焊接工序的输送带的按照电池片1、互联条2、电池片1的顺序将电池片1与互联条2间隔均匀的设置，并且互联条2的一端放在一个电池片1的下方，互联条2的另一端放在另一个电池片1的上方，利用焊接工序中的输送带将电池片1和互联条2输送到焊接位置处将电池片1与互联条2焊接，然后将圆盘上料机输送的片式二极管3与电池片1焊接，先将多个电池片1利用互联条2焊接形成电池串之后再与片式二极管3焊接，能够使得片式二极管3焊接效果更好，防止单独将电池片1与片式二极管3焊接时电池片1不稳定，导致片式二极管3安装成品率较低，最终将多个电池片1焊接形成电池串，如图2所示。
步骤二：步骤一中焊接完成的电池串进入到排版工序中，利用排版工序将电池串按顺序排列均匀后导入到检测工序中，利用检测工序对电池串的外观进行检测，检测完成后利用翻转组件将电池串的另一面翻转面向检测工序，对电池串的两端面检测完成后再次导入焊接工序；
步骤二中电池串进入排版工序中全部是正面朝上，排版工序将电池串排列整齐的输送到检测工序中，检测工序中利用检测摄像头对每个电池串的正面进行图像采集，并将采集的图像输出给检测工序控制系统，利用控制系统对每个电池串的外观进行检测，检测电池串上是否含有异物或者脏污，若检测出电池串上含有异物等不合格产品时，将检测出的不合格产品输送到回收箱中，工作人员对不合格产品进行清理，随着电池串在检测工序中的移动，翻转组件能够将电池串翻转180°，将电池串的背面朝上，利用检测工序中的检测摄像头对电池串的背面进行检测，若检测出不合格产品也输送到回收箱中进行清理。
步骤三：将金属反射导电环9分别焊接在电池串中的电池片外侧，然后利用汇流条4将多个电池串的端部焊接在一起形成电池片层，然后将形成的电池片层再次导入到检测工序中；
步骤三中利用机械手将金属反射导电环从进料装置中取出，焊接前利用排版工序将检测完成的电池串排列均匀的输送到焊接工序中，然后将机械手上拿取的金属反射导电环放在电池串中每个电池片的外侧，利用焊接工序中的焊接机将金属反射导电环与电池串焊接在一起，然后分别对电池串的两个端部进行焊接，将相邻两个电池串的端部利用汇流条焊接在一起，从而形成电池片层，如图3所示。
步骤四：利用检测工序对电池片层的外观和EL检测，检测完成后利用翻转组件将电池片层的另一面翻转面向检测工序，检测工序对电池片层的另一端面进行检测；
步骤四中进入检测工序的电池片层通过排版工序排版后全部正面朝上均匀进入，利用检测工序中的检测摄像头和EL检测系统对电池片层的外观和EL检测，检测摄像头对电池片层的正面进行图像采集，并利用检测控制系统对电池片层正面图像进行分析，分析出金属反射导电环的角度和反射结构的位置，使得金属反射导电环内侧的反射结构与电池串中电池片的水平方向垂直，从而使得金属反射导电环内侧发射结构的反射效果更好，若金属反射导电环与电池片的水平方向产生的夹角达到一定数值或者反射结构位置不正确时检测控制系统判定电池片层不合格，将不合格的电池片层输送到回收箱中，EL检测时EL通电的两个电极对应压在电池片层两端的汇流条上，可以避免对电池片的直接物理接触和压力损伤风险，若EL检测时出现电池片层含有内部缺陷时也输送到回收箱中进行处理，然后利用翻转组件将电池片层翻转180°，利用检测工序对电池片层的背面进行检测，将不合格的电池片层输送到回收箱中，合格的电池片层输送到层压工序中。
步骤五：将检测完成的电池片层传输到到层压工序中，将电池片层传输到层压工序中的下玻璃层8上方，在电池片层上方铺设上胶膜层6，然后利用层压工序将上玻璃层5压合形成无热斑光伏组件；
步骤五中利用下玻璃层和上玻璃层的自动上料输送带将上玻璃层和下玻璃层分别输送到层压工序的两端，移动吸盘将下玻璃层吸附移动到层压工序中，并利用铺设工序在下玻璃层上端铺设下胶膜，当电池片层移动到下玻璃层上方时停止移动，利用铺设工序在电池片层上方铺设上胶膜，然后利用移动吸盘将上玻璃层吸附移动到电池片层的上方，利用层压设备将上玻璃层、上胶膜、电池片层、下胶膜和下玻璃层压合形成无热斑光伏组件。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中两个电池片1之间互联条2的一端位于电池片1的上方，另一端设置于另一个电池片1的上方，所述步骤一中焊接工序采用三维焊接机，能够满足电池片1与互联条2焊接的同时，实现电池片1与二极管3的焊接，所述二极管3放置于圆盘上料机中，所述圆盘上料机的输出端与三维焊接机的进料端连接。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中检测工序对电池串的外观进行检测，外观检测用于检测电池串上是否有异物或脏污以及电池串中每个电池片1是否有损坏，若检测工序检测出电池串上含有异物、脏污或电池片出现缺角、断裂损坏的不合格电池串时，检测工序将不合格电池串传输到回收箱中，检测合格的电池串传输到第二道焊接工序中；
在一种优选的实施方式中，所述步骤三中通过机械手将金属反射导电环放在电池串中的电池片外侧，利用焊接工序将金属反射导电环与互联条焊接在一起，将相邻的两组电池串利用汇流条焊接在一起。
在一种优选的实施方式中，所述步骤四中检测工序对电池片层的外观和EL检测，所述外观检测用于检测电池片层上金属反射导电环9的角度以及金属反射导电环9内侧反射结构10的位置，所述EL检测用于检测电池片层是否存在内部缺陷，EL通电的两个电机对应电池片层两端的汇流条4上。
在一种优选的实施方式中，所述步骤五中层压工序包括下玻璃层和下玻璃层的自动上料输送带、铺设工序和移动吸盘，利用自动上料输送带将下玻璃层和上玻璃层输送到层压操作台处，利用移动吸盘将下玻璃层和上玻璃层移动到指定位置，铺设工序将胶膜层铺设在下玻璃层和电池片层上，然后进行层压形成无热斑光伏组件。
分别采用10个相同的无热斑光伏组件和常规光伏组件，无热斑光伏组件和常规光伏组件均为10个电池串组成，每个电池串含有六个电池片组成，分别测试无热斑光伏组件和常规光伏组件在无遮挡、遮挡一片电池片、遮挡三片电池片和遮挡六片电池片的情况下无热斑光伏组件和常规光伏组件的功率值，分别取无热斑光伏组件和常规光伏组件的测试平均值，并对生产的一批无热斑光伏组件良品率进行检测(本次检测的一批无热斑光伏组件数量为1000件)，测试结果如表一：
表一
由表一可以看出，无热斑光伏组件在无遮挡情况下功率大于常规光伏组件，说明金属反射导电环内侧的反射机构能够有效提光伏组件的放电功率，在光伏组件被遮挡的情况下，无热斑光伏组件的功率明显大于常规组件的功率，说明二极管能够将含有问题的电池片屏蔽掉，在避免出现热斑的同时能够最大程度的保证的光伏组件的发电效率，而且采用本发明的生产工艺制作的无热斑光伏组件良品率达到98.8％。
本发明的工作原理：利用焊接工序中的三维焊接机将多个电池片利用互联条焊接形成电池串，并在每个电池片上自动焊接一个二极管，利用检测工序对焊接完成的电池串进行检测，然后再次利用焊接机将金属反射导电环焊接在电池片外侧，利用机械手对金属反射导电环进行转移和固定，金属反射导电环内侧设置有反射结构，利用金属反射导电环代替传统的反光膜，光伏组件中反光组件的安装，而且利用检测工序对金属反射导电环位置和角度进行检测，能够使得金属反射导电环内侧的反射结构与电池片侧壁平行，提高无热斑光伏组件的成品率，通过设置有两组检测工序，能够防止将金属反射导电环焊接后检测出不合格产品时造成金属反射导电环和互联条、汇流条的浪费，而且本发明对无热斑光伏组件加工过程自动化程度高，可以有效提高无热斑光伏组件的加工效率，减少资源的浪费。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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 (8)
1.一种无热斑光伏组件，包括若干组电池串、上玻璃层(5)、上胶膜层(6)、下胶膜层(7)和下玻璃层(8)，其特征在于：每组所述电池串均包括由多个电池片(1)，相邻两个所述电池片(1)之间通过互联条(2)组成，每个所述电池片(1)的一侧均设置有二极管(3)，相邻两组的所述电池串之间通过汇流条(4)连接，每个所述电池片(1)的外侧均设置有金属反射导电环(9)，所述上胶膜层(6)和下胶膜层(7)分别设置于电池串的上下两端，且所述上玻璃层(5)和下玻璃层(8)分别设置于上胶膜层(6)和下胶膜层(7)的上下两端，所述金属反射导电环(9)靠近电池片(1)的内侧设置有反射结构(10)，且所述反射机构(10)为锯齿状的凸条；
所述无热斑光伏组件的加工工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：在焊接工序中将多个电池片(1)利用互联条(2)焊接形成电池串，利用互联条(2)将电池片(1)焊接的同时，焊接工序将二极管(3)焊接在电池片(1)的一侧，形成单独的电池串；
步骤二：步骤一中焊接完成的电池串进入到排版工序中，利用排版工序将电池串按顺序排列均匀后导入到检测工序中，利用检测工序对电池串的外观进行检测，检测完成后利用翻转组件将电池串的另一面翻转面向检测工序，对电池串的两端面检测完成后再次导入焊接工序；
步骤三：将金属反射导电环(9)分别焊接在电池串中的电池片外侧，然后利用汇流条(4)将多个电池串的端部焊接在一起形成电池片层，然后将形成的电池片层再次导入到检测工序中；
步骤四：利用检测工序对电池片层的外观和EL检测，检测完成后利用翻转组件将电池片层的另一面翻转面向检测工序，检测工序对电池片层的另一端面进行检测；
步骤五：将检测完成的电池片层传输到到层压工序中，将电池片层传输到层压工序中的下玻璃层(8)上方，在电池片层上方铺设上胶膜层(6)，然后利用层压工序将上玻璃层(5)压合形成无热斑光伏组件。
2.根据权利要求1所述的一种无热斑光伏组件，其特征在于：所述互联条(2)和汇流条(4)采用光伏焊带、导电胶带或导电胶中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种无热斑光伏组件，其特征在于：所述二极管(3)固定设置在电池片(1)上，所述二极管(3)为片式二极管。
4.根据权利要求1所述的一种无热斑光伏组件，其特征在于：所述步骤一中两个电池片(1)之间互联条(2)的一端位于电池片(1)的上方，另一端设置于另一个电池片(1)的上方，所述步骤一中焊接工序采用三维焊接机，能够满足电池片(1)与互联条(2)焊接的同时，实现电池片(1)与二极管(3)的焊接，所述二极管(3)放置于圆盘上料机中，所述圆盘上料机的输出端与三维焊接机的进料端连接。
5.根据权利要求1所述的一种无热斑光伏组件，其特征在于：所述步骤二中检测工序对电池串的外观进行检测，外观检测用于检测电池串上是否有异物或脏污以及电池串中每个电池片(1)是否有损坏，若检测工序检测出电池串上含有异物、脏污或电池片出现缺角、断裂损坏的不合格电池串时，检测工序将不合格电池串传输到回收箱中，检测合格的电池串传输到第二道焊接工序中。
6.根据权利要求1所述的一种无热斑光伏组件，其特征在于：所述步骤三中通过机械手将金属反射导电环放在电池串中的电池片外侧，利用焊接工序将金属反射导电环与互联条焊接在一起，将相邻的两组电池串利用汇流条焊接在一起。
7.根据权利要求1所述的一种无热斑光伏组件，其特征在于：所述步骤四中检测工序对电池片层的外观和EL检测，所述外观检测用于检测电池片层上金属反射导电环(9)的角度以及金属反射导电环(9)内侧反射结构(10)的位置，所述EL检测用于检测电池片层是否存在内部缺陷，EL通电的两个电机对应电池片层两端的汇流条(4)上。
8.根据权利要求1所述的一种无热斑光伏组件，其特征在于：所述步骤五中层压工序包括下玻璃层(5)和下玻璃层(8)的自动上料输送带、铺设工序和移动吸盘，利用自动上料输送带将下玻璃层和上玻璃层输送到层压操作台处，利用移动吸盘将下玻璃层(5)和上玻璃层(8)移动到指定位置，铺设工序将胶膜层铺设在下玻璃层和电池片层上，然后进行层压形成无热斑光伏组件。
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