CN113013297B - 一种无栅线异质结电池组件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无栅线异质结电池组件的制备方法，包括以下步骤：制作电池串；铺设正面保护层、正面胶膜层、电池串，电池串通过汇流条连接，留出引线与接线盒安装，焊接完成形成电池片阵列；铺设背面胶膜层和背面保护层，制作完成电池组件层叠件；对电池组件层叠件进行外观检测确定是否存在缺陷，检测合格的层叠件流入层压机进行层压封装；依次进行外观检测、EL检测、修边、装框、接线盒安装、灌胶、固化、功率测试、终检等工序完成组件制作。本发明能够减少生产工序，降低人工成本和生产成本，生产效率可以得到进一步提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种无栅线异质结电池组件的制备方法。
背景技术
异质结电池技术作为近年来引起行业高度关注的高效技术路线，因其光电转换效率高、性能优异、降本空间大，成为行业公认的未来电池技术终极解决方案，并一度被业内称为是下一代商业光伏生产的前沿技术，但异质结使用低温工艺，银浆使用量高，制作成本高，制约着异质结电池的快速发展，由于异质结电池生产工艺温度较低，只能采用价格更高的低温银浆。但低温银浆由于生产工艺难度更高，同时需要冷链运输，价格较常规银浆要高10-20％，同时低温银浆固化后体积电阻率高，必须印刷足够的银浆以降低栅线内阻，因此目前异质结电池银浆使用量比PERC电池银浆耗量(60～80mg/片)高一倍，即使异质结采用无主栅电极印刷方式，其单位耗银量也达到90mg/片，甚至一些浆料企业正快速推动的“银包铜技术”为代表的更低耗银量的异质结电池电极金属化方案，但其单位耗银量也达到了60mg/片，银浆使用量高仍然偏高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无栅线异质结电池组件的制备方法，通过使用焊带互联薄膜直接与异质结电池表面的透明导电膜进行接触导电互联，然后使用光伏组件封装材料依次进行层叠铺设、层压得到无栅电池组件，旨在解决现有技术中传统异质结电池银浆使用量高、成本高、生产工艺复杂、生产效率低的技术问题。
本发明的技术方案是：一种无栅线异质结电池组件的制备方法，包括以下步骤：
1)制作电池串
1.1)将半片的第一焊带互联薄膜焊带面朝上放置在加热平台上对胶膜进行加热熔融，将第一半片电池片背面朝下放置在所述第一焊带互联薄膜上与第一焊带互联薄膜的胶膜接触；
1.2)将一整片的第二焊带互联薄膜的前半片部分放置在所述第一半片电池片上面，前半片部分的焊带面朝向第一半片电池片，再将第二半片电池片放置在第二焊带互联薄膜的后半部分上与后半部分的胶膜接触，使第一半片电池片与第二半片电池片形成正负极互联；
1.3)重复步骤1.2铺设多片电池片，然后在最后一片电池片上放置最后半片焊带互联薄膜，铺设完成第一串电池串；
1.4)采用热熔压合工艺将焊带互联薄膜与电池片预压在一起制作而成电池串；
2)依次铺设正面保护层和正面胶膜层，将电池串按照电极顺序依次排列在正面胶膜层上完成多串电池串的铺设，然后用汇流条将电池串连接起来，并留出引线与后面工序的接线盒安装，焊接完成形成电池片阵列；
3)在电池片阵列上依次铺设背面胶膜层和背面保护层，制作完成电池组件层叠件；
4)对电池组件层叠件进行外观检测确定是否存在缺陷，检测合格的层叠件流入层压机进行层压封装，层压过程中焊带互联薄膜的胶膜再次熔融，在层压压力作用下使电池片与胶膜粘连更加牢固，同时焊带互联薄膜上的铜丝焊带在层压压力作用下与电池片表面接触更加紧密以利于铜丝焊带收集更多电流；
5)层压完成后依次进行外观检测、EL检测、修边、装框、接线盒安装、灌胶、固化、功率测试、终检等工序完成组件制作。
进一步的，本发明中焊带互联薄膜包括基材、设于所述基材上的胶膜、沿着所述胶膜平行嵌设在胶膜上的多根铜丝焊带。
进一步的，本发明中所述基材采用PP、PC、PET、PE、PMMA、PS、PVF或PVDF材料，所述胶膜采用聚氨酯、EVA、PUR、TPO、TPU、PA材料中的任意一种或几种，所述铜丝焊带的表面镀有金属或合金材料。
进一步的，本发明中焊带互联薄膜的厚度为0.05～0.5mm，所述胶膜的厚度为0.02～0.2mm，所述铜丝焊带的直径为0.02～0.2mm。
进一步的，本发明中所述第二焊带互联薄膜为通过将两片基材的胶面朝向铜丝焊带分别放置在铜丝焊带的两侧压合而成。
进一步的，本发明中，步骤1中，加热平台的温度为100±5℃，焊带互联薄膜与电池片预压温度为120±5℃，压合时间为3～5s，电池串中相邻两片电池片之间的间距为2±0.5mm。
进一步的，本发明中所述正面保护层和背面保护层分别为薄膜、板材、光伏镀膜钢化玻璃中的任意一种。
进一步的，本发明中所述薄膜为PVDF、PVF、ETFE、或PET薄膜，所述板材为PET、TPE、TPT或KPE板。
进一步的，本发明中所述正面胶膜层和背面胶膜层分别为EVA、POE、PVB、EVA薄膜中的任意一种，薄膜厚度为0.05～0.5mm。
进一步的，本发明中电池片为无栅线印刷的双面异质结太阳电池片，其表面设置有透明导电膜，透明导电膜为ITO膜或AZO膜，焊带互联薄膜与电池片表面的透明导电膜接触导电互联。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明无需在异质结电池片表面印刷栅线，直接使用焊带互联薄膜与电池片正反面进行接触互联，省去了银浆的使用，也无需使用电池片丝网印刷、烧结设备，因此大大降低了电池片制造前期投入，由于电池片无需丝网印刷，生产工艺流程减少，降低了产品的不良率，电池片优质率提升，本发明减少了生产工序，能够降低人工成本，生产效率可以得到进一步提高。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明中第一焊带互联薄膜的具体结构示意图；
图3为本发明中第二焊带互联薄膜的结构简示图；
图4为本发明步骤1所制得电池串的侧视图；
图5为本发明步骤1所制得电池串的俯视图；
图6为本发明电池组件层叠图；
图7为本发明所制得电池组件的主视图。
其中：1、第一焊带互联薄膜；2、第一半片电池片；3、第二焊带互联薄膜；4、第二半片电池片；5、正面保护层；6、正面胶膜层；7、汇流条；8、电池片阵列；9、背面胶膜层；10、背面保护层；a、基材；b、胶膜；c、铜丝焊带。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做具体说明。
实施例：
结合附图所示为本发明一种无栅线异质结电池组件的制备方法的具体实施方式，该制备方法主要包括以下步骤：
步骤1)，制作电池串，结合图2至图5所示，具体包括：
步骤1.1)，将半片的第一焊带互联薄膜1放置在加热平台上，本实施例中，如图2所示，第一焊带互联薄膜1包括基材a、设于基材a上的胶膜b、沿着胶膜b平行嵌设在胶膜b上的多根铜丝焊带c。
其中，基材a采用PP、PC、PET、PE、PMMA、PS、PVF或PVDF材料，还添加有相关添加剂，如光稳定剂、抗紫外剂等；胶膜b采用聚氨酯、EVA、PUR、TPO、TPU、PA材料中的任意一种或几种，还添加有三丙烯异聚氰酸酯、过氧化二苯甲基酰、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和紫外光稳定剂；铜丝焊带c的表面镀有金属或合金材料。
第一焊带互联薄膜1的厚度为0.05～0.5mm，其中胶膜b的厚度为0.02～0.2mm，铜丝焊带c的直径为0.02～0.2mm。
将第一焊带互联薄膜1焊带面朝上放置在加热平台上对胶膜b进行加热熔融，然后将第一半片电池片2背面朝下放置在第一焊带互联薄膜1上与第一焊带互联薄膜1的胶膜b接触。本实施例中，电池片为无栅线印刷的双面异质结太阳电池片，其表面设置有透明导电膜，透明导电膜为ITO膜或AZO膜，第一半片电池片2放置在第一焊带互联薄膜1上后，第一焊带互联薄膜1与第一半片电池片2表面的透明导电膜接触导电互联。
步骤1.2)，将一整片的第二焊带互联薄膜3的前半片部分放置在第一半片电池片2上面，本实施例中，如图3所示，第二焊带互联薄膜3为通过将两片基材a的胶面朝向铜丝焊带c分别放置在铜丝焊带c的两侧压合而成，具体为，分别取两片覆有胶膜b的基材a，将一半铜丝焊带c压住其中一片基材a，再将另一片基材a胶面朝向铜丝焊带c放置在另一半铜丝焊带c上，压合得到第二焊带互联薄膜3。
第二焊带互联薄膜3前半片部分的焊带面朝向第一半片电池片2放置在第一半片电池片2上，再将第二半片电池片4放置在第二焊带互联薄膜3的后半部分上与后半部分的胶膜b接触，使第一半片电池片2与第二半片电池片4形成正负极互联。
步骤1.3)，重复步骤1.2铺设多片电池片，然后在最后一片电池片上放置最后半片焊带互联薄膜，铺设完成第一串电池串，如图4所示。本实施例中，具体为，继续在第二半片电池片4上铺设一片结构与第二焊带互联薄膜3相同的薄膜，然后在薄膜上继续放置电池片，以此类推铺设10片电池片，最后在第10片电池片上放置一片结构与第一焊带互联薄膜1相同的薄膜，最后一片薄膜的胶面朝下放置在电池片上。
步骤1.4)，采用热熔压合工艺将焊带互联薄膜与电池片预压在一起制作而成电池串，如图5所示。其中，加热平台的温度为100±5℃，焊带互联薄膜与电池片预压温度为120±5℃，压合时间为3～5s，电池串中相邻两片电池片之间的间距为2±0.5mm。
步骤2)，结合图6所示，依次铺设正面保护层5和正面胶膜层6，其中，正面保护层5可以为PVDF、PVF、ETFE、或PET薄膜，也可以为透明PET板，或者光伏镀膜钢化玻璃，正面保护层5的透光率需达到90％以上；正面胶膜层6可以为EVA、POE、PVB、EVA薄膜中的任意一种，薄膜厚度为0.05～0.5mm。
本实施例中，先铺设2mm厚的镀膜钢化玻璃，镀膜钢化玻璃的镀膜面朝上，然后在镀膜钢化玻璃上铺设0.45mm厚度的透明POE薄膜，再将电池串按照电极顺序依次排列在POE薄膜上，总共铺设12串电池串；然后用汇流条7将电池串连接起来，并留出引线与后面工序的接线盒安装，焊接完成形成电池片阵列8。
步骤3)，在电池片阵列8上依次铺设背面胶膜层9和背面保护层10，制作完成电池组件层叠件，其中，背面胶膜层9可以分别为EVA、POE、PVB、EVA薄膜中的任意一种，薄膜厚度为0.05～0.5mm；背面保护层10可以为TPE、TPT、KPE板中的任意一种常规光伏背板，也可以为透明PET板、透明PET薄膜、或者光伏镀膜钢化玻璃。
本实施例中，在电池片阵列8上面铺设一张0.45mm厚度的POE薄膜，最后在最上层铺设一块2mm厚的镀膜钢化玻璃即可完成无栅电池组件层叠件。
步骤4)，对电池组件层叠件进行外观检测确定是否存在缺陷，检测合格的层叠件流入层压机进行层压封装，层压过程中焊带互联薄膜的胶膜b再次熔融，在层压压力作用下使电池片与胶膜b粘连更加牢固，同时焊带互联薄膜上的铜丝焊带c在层压压力作用下与电池片表面接触更加紧密以利于铜丝焊带c收集更多电流。
步骤5)，层压完成后依次进行外观检测、EL检测、修边、装框、接线盒安装、灌胶、固化、功率测试、终检等工序完成组件制作，如图7所示。
本发明无需在异质结电池片表面印刷栅线，直接使用焊带互联薄膜与电池片正反面进行接触互联，省去了银浆的使用，也无需使用电池片丝网印刷、烧结设备，因此大大降低了电池片制造前期投入，由于电池片无需丝网印刷，生产工艺流程减少，降低了产品的不良率，电池片优质率提升，本发明减少了生产工序，能够降低人工成本，生产效率可以得到进一步提高。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制作电池串
1.1)将半片的第一焊带互联薄膜(1)焊带面朝上放置在加热平台上对胶膜(b)进行加热熔融，将第一半片电池片(2)背面朝下放置在所述第一焊带互联薄膜(1)上与第一焊带互联薄膜(1)的胶膜(b)接触；
1.2)将一整片的第二焊带互联薄膜(3)的前半片部分放置在所述第一半片电池片(2)上面，前半片部分的焊带面朝向第一半片电池片(2)，再将第二半片电池片(4)放置在第二焊带互联薄膜(3)的后半部分上与后半部分的胶膜(b)接触，使第一半片电池片(2)与第二半片电池片(4)形成正负极互联；
1.3)重复步骤1.2铺设多片电池片，然后在最后一片电池片上放置最后半片焊带互联薄膜，铺设完成第一串电池串；
1.4)采用热熔压合工艺将焊带互联薄膜与电池片预压在一起制作而成电池串；
2)依次铺设正面保护层(5)和正面胶膜层(6)，将电池串按照电极顺序依次排列在正面胶膜层(6)上完成多串电池串的铺设，然后用汇流条(7)将电池串连接起来，并留出引线与后面工序的接线盒安装，焊接完成形成电池片阵列(8)；
3)在电池片阵列(8)上依次铺设背面胶膜层(9)和背面保护层(10)，制作完成电池组件层叠件；
4)对电池组件层叠件进行外观检测确定是否存在缺陷，检测合格的层叠件流入层压机进行层压封装，层压过程中焊带互联薄膜的胶膜(b)再次熔融，在层压压力作用下使电池片与胶膜(b)粘连更加牢固，同时焊带互联薄膜上的铜丝焊带(c)在层压压力作用下与电池片表面接触更加紧密以利于铜丝焊带(c)收集更多电流；
5)层压完成后依次进行外观检测、EL检测、修边、装框、接线盒安装、灌胶、固化、功率测试、终检从而完成组件制作。
2.根据权利要求1所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：焊带互联薄膜包括基材(a)、设于所述基材(a)上的胶膜(b)、沿着所述胶膜(b)平行嵌设在胶膜(b)上的多根铜丝焊带(c)。
3.根据权利要求2所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：所述基材(a)采用PP、PC、PET、PE、PMMA、PS、PVF或PVDF材料，所述胶膜(b)采用聚氨酯、EVA、PUR、TPO、TPU、PA材料中的任意一种或几种，所述铜丝焊带(c)的表面镀有金属材料。
4.根据权利要求2所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：焊带互联薄膜的厚度为0.05～0.5mm，所述胶膜(b)的厚度为0.02～0.2mm，所述铜丝焊带(c)的直径为0.02～0.2mm。
5.根据权利要求2所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：所述第二焊带互联薄膜(3)为通过将两片基材(a)的胶面朝向铜丝焊带(c)分别放置在铜丝焊带(c)的两侧压合而成。
6.根据权利要求1所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：步骤1中，加热平台的温度为100±5℃，焊带互联薄膜与电池片预压温度为120±5℃，压合时间为3～5s，电池串中相邻两片电池片之间的间距为2±0.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：所述正面保护层(5)和背面保护层(10)分别为基础薄膜、板材、光伏镀膜钢化玻璃中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：所述基础薄膜为PVDF、PVF、ETFE、或PET薄膜，所述板材为PET、TPE、TPT或KPE板。
9.根据权利要求1所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：所述正面胶膜层(6)和背面胶膜层(9)分别为EVA、POE、PVB、EVA薄膜中的任意一种，薄膜厚度为0.05～0.5mm。
10.根据权利要求1所述的一种无栅线异质结电池组件的制备方法，其特征在于：电池片为无栅线印刷的双面异质结太阳电池片，其表面设置有透明导电膜，透明导电膜为ITO膜或AZO膜，焊带互联薄膜与电池片表面的透明导电膜接触导电互联。
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