CN113851549A - 一种太阳能电池串及其制备方法和应用 - Google Patents

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CN113851549A CN202110858296.0A CN202110858296A CN113851549A CN 113851549 A CN113851549 A CN 113851549A CN 202110858296 A CN202110858296 A CN 202110858296A CN 113851549 A CN113851549 A CN 113851549A
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Abstract

本发明提供了一种太阳能电池串及其制备方法和应用。所述太阳能电池串包括串联连接的至少两片太阳能电池片，所述太阳能电池片之间通过表面平行设置的焊带串联连接，通过单面透明胶带将所述焊带粘结于太阳能电池片表面。本发明通过用单面透明胶带将焊带与太阳能电池片粘结，取代了焊接的pad点，在制备太阳能电池串时，降低了银浆用量同时还降低了遮光损失，且可以在目前焊接机上更改部分配件就可以制备得到，方法简单便捷，不需要提前将胶膜与焊带固定在一起，兼容目前串焊机，大大简化了制备流程。

Description

一种太阳能电池串及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于太阳能电池的技术领域，涉及一种太阳能电池串及其制备方法和应用，尤其涉及一种无主栅太阳能电池串及其制备方法和应用。
背景技术
在无主栅太阳能电池领域，完全使用细栅线进行电流收集，会遇到串联电阻上升和填充因子下降等问题，导致所制造的组件功率严重降低；丝网印刷比较宽的银浆栅线来降低串联电阻，但由于用银量的增加会带来成本的急剧上升，同时宽的栅线也会产生P-N之间的绝缘效果变差，易漏电的问题。
CN100431175A公开了一种电极，该电极包含平坦表面透明电绝缘光学薄膜，在平坦表面涂布粘合剂，然后将平行导线嵌入到粘合剂层，粘合剂厚度小于导线厚度，从而使突出部分与光电元件形成欧姆接触。
CN108419433A公开了一种聚合物导体板、太阳能电池及其生产方法，在均质聚合物板中，通过热、辐射、化学等手段处理，形成二层或三层区域，其中第一区域具有低交联度或聚合度，为热附性的，第二区域为交联度或聚合度高，为支撑层，第三层具有更低的交联度或聚合度，在第一区域上粘附有多组平行导线，形成聚合物板，进而形成电池串。
CN102786882A公开了一种电极胶带的制作平台，其包含沟槽滚轴，胶液装置，固化装置和保护层黏贴装置，用此机台制备的导电胶带是通过固化液体胶，使导线嵌入其中。
上述三篇文献都提到了透明胶膜或者聚合物板或者液体胶的固化，作为该领域的技术人员，这三种名称都指的高分子胶膜，胶膜与导线粘结，再在层压时实现焊接，达到电学接触，然而，这三种方法都必须额外增加高分子胶膜材料处理平台，胶膜材料与导线的粘接平台等，这无疑增加了成本，提升了复杂度。此外，这三种文献中所提供的胶膜即粘接层都是在金属导线远离太阳电池的一层，采用全覆盖，对透光度和稳定性都有很高的要求。
因此，如何降低银浆使用量，减少太阳能电池的遮光面积，提升光学增益，提升电接触性能，是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池串及其制备方法和应用。本发明通过用单面透明胶带将焊带与太阳能电池片粘结，取代了焊接的pad(金属焊点)点，在制备太阳能电池串时，降低了银浆用量同时还降低了遮光损失，且可以在目前焊接机上更改部分配件就可以制备得到，方法简单便捷，不需要提前将胶膜与焊带固定在一起，兼容目前串焊机，大大简化了制备流程。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种太阳能电池串，所述太阳能电池串包括串联连接的至少两片太阳能电池片，所述太阳能电池片之间通过表面平行设置的焊带串联连接，通过单面透明胶带将所述焊带粘结于太阳能电池片表面。
本发明所提供的太阳能电池串，是指多组电池片通过焊带串联连接，首尾相连形成的一串的组件结构，连接方式为前一片电池片的正极与后一片电池片的负极想连接，即为正负极交替式的连接，所提供的焊带，即为电池片之间连接的导线，焊带是分段焊带，其长度大于等于连接太阳电池长度的2倍，焊带一侧与一个太阳电池正面紧密接触，一侧与相邻太阳电池的背面形成接触，依次连接，即可形成太阳电池串。
本发明中，胶带要对太阳能电池片具有粘性，因为要将焊带与太阳能电池片固定，优选为同时对焊带也具有粘性，且对胶带的位置不作特殊限定，只要能将焊带与太阳能电池片紧密粘结在一起即可。
本发明中，带状胶带不能影响电池的光吸收，因此要具备透明的特性，同时对胶带的导电性不作具体要求，可以为导电胶带，也可以为不导电胶带。
本发明中，以单面透明胶带将焊带与太阳能电池片粘结固定，取代了原有的焊接pad点，降低了银浆用量同时还降低了遮光损失，且可以在目前焊接机上更改部分配件就可以制备得到，且本发明中无需考虑胶带位于焊带上方，无需考虑胶带、焊带和栅线之间的位置关系。
优选地，所述太阳能电池片的边长为d，d的范围为150～300mm，例如150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm或300mm等。
优选地，所述单面透明胶带的宽度为0.1～d，例如0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、50mm、100mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm或300mm等。
优选地，所述单面透明胶带的设置方向垂直于焊带的平行方向。
优选地，所述单面透明胶带的透过率≥50％，例如50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％等。
优选地，，所述单面透明胶带的条数≥1条，例如1条、2条、3条、4条、5条、6条、7条、8条、9条、10条、11条、12条、13条、14条或15条等。
本发明所指出的双面透明带状胶带的条数，是指太阳能电池串中，每片太阳能电池片中，胶带的数量，胶带的条数同样可以理解为太阳能电池片上胶带的行数或列数。胶带的条数与胶带的宽度相匹配，宽度较窄，可以适应性多设置。
本发明中，单面透明胶带的条数依据其宽度和焊带的数量进行适应它调整。
优选地，所述焊带的根数≥3根，例如3根、4根、5根、6根、7根、8根、9根、10根、11根、12根、13根、14根、15根、16根、17根、18根、19根或20根等。
本发明中，所述焊带的根数即为每片电池片上焊带的数量，每片电池片上的焊带根数与焊带的直径紧密联系，可根据实际情况进行适应性调整，为了不增加串联电阻，导线的数量与尺寸负相关，越是比较细的导线，需要的根数越多，如果少于3根，会导致光生电流在细栅上传输距离较远，发电功率损失严重。
优选地，所述焊带包括金属导线和包覆于金属导线表面的涂层。
优选地，所述金属导线的直径为0.1～400μm，例如0.1μm、1μm、10μm、20μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm或400μm等，优选为100～300μm。
优选地，所述金属导线包括铜线。
优选地，所述涂层的厚度为0.1～50μm，例如0.1μm、1μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm等。
优选地，所述涂层包括单一金属涂层和/或合金涂层。
优选地，所述合金涂层的熔点为50～200℃，例如50℃、100℃、150℃或200℃等，优选为100～160℃。
本发明中，合金涂层熔点在100～160℃范围内，更有利于太阳能电池串应用于后续的光伏组件中，因为该温度下于制备光伏组件时的层压温度相匹配，层压过程中，低温合金涂层融化，沿着导线向下流动，并向太阳能电池片的栅线处汇集，实现了焊接的降温。
第二方面，本发明提供如第一方面所述的太阳能电池串的制备方法，所述制备方法包括：
将焊带平行放置于太阳能电池片的表面，用单面透明胶带从焊带的上方将焊带与太阳能电池片固定，太阳能电池片之间通过焊带串联连接，得到所述太阳能电池串。
本发明所提供的制备方法，方法简单快捷，不需要提前将胶膜与焊带固定在一起，兼容目前串焊机，大大简化了制备流程。
优选地，将所述单面透明胶带放置于所述焊带上方后，对单面透明胶带进行按压或施加热风。
本发明中，对单面透明胶带进行按压或施加热风，可以使胶带、电池片与焊带之间形成紧密接触，这里所提出的紧密接触是指物理上的紧密接触。
第三方面，本发明提供一种光伏组件，所述光伏组件包括依次层叠设置的第一玻璃、第一胶膜、如第一方面所述的太阳能电池串、第二胶膜和第二玻璃。
优选地，所述第一胶膜和第一方面所述的太阳能电池串之间设置有第三胶膜。
优选地，所述如第一方面所述的太阳能电池串和第二胶膜之间设置有第四胶膜。
优选地，所述第三胶膜和第四胶膜的厚度各自独立地为0.1～100μm，例如0.1μm、1μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等。
本发明中，在原有胶膜的基础上，进一步增加新的胶膜覆盖，覆盖的目的是避免电池与第一和第二胶膜直接接触，同时，第三和第四胶膜较薄，不会阻碍第一和第二胶膜填充缝隙，也能改善电学接触，这是因为第一和第二胶膜在层压温度下的流动性强。
第四方面，本发明还提供如第三方面所述的光伏组件的制备方法，所述制备方法包括：
将第一玻璃、第一胶膜、如第一方面所述的太阳能电池串、第二胶膜和第二玻璃依次层叠放置后，进行层压，得到所述光伏组件。
本发明所提供的光伏组件，组件在层压前电池焊带与电池通过带状胶带固定，层压后带状胶带与胶膜(EVA)完全融合在一起，不能看出明显差别；层压后经过高温，焊带表面的低温合金融化，沿着铜线向下流动，吸附到太阳电池金属栅线上，实现焊接，焊接后实现欧姆接触，即层压过程中完成了金属导线与太阳电池栅线电极的焊接，假如有M跟焊带，N跟电池栅线，则总共有M*N个焊接点，远大于目前的焊接点数，提高了电流传输的可靠性。
优选地，所述层压的温度为120～180℃，例如120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或180℃等。
优选地，所述的光伏组件的制备方法还包括：
将第一玻璃、第一胶膜、第三胶膜、如第一方面所述的太阳能电池串、第四胶膜、第二胶膜和第二玻璃依次层叠放置后，进行层压，得到所述光伏组件。
优选地，层压后，所述单面透明胶带的透过率≥80％，例如80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％等。
本发明中，要求层压的胶带的透过率≥80％，这样可以使入射到胶带上的太阳光同样可以穿过胶带进入太阳电池进行发电，不会引入额外的遮光效应。。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过用单面透明胶带将焊带与太阳能电池片粘结，取代了焊接的pad点，在制备太阳能电池串时，降低了银浆用量同时还降低了遮光损失，且可以在目前焊接机上更改部分配件就可以制备得到，方法简单便捷，不需要提前将胶膜与焊带固定在一起，兼容目前串焊机，大大简化了制备流程，由其制备得到的光伏组件，可以在层压过程完成金属导线与太阳电池栅线电极的焊接，提高了电流传输的可靠性。
附图说明
图1为具体实施方式中提供的太阳能电池串中的单片太阳能电池片的结构示意图。
图2为具体实施方式中所提供的太阳能电池串侧视图的部分示意图。
图3为具体实施方式中提供的太阳能电池串的结构示意图。
1-太阳能电池片，2-焊带，3-单面透明胶带。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“安装”应做广义理解，例如，可以是安装连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
在第一个具体实施方式中，本发明提供一种太阳能电池串(如图3所示)及其制备方法，如图1所示，太阳能电池串包括串联连接的至少两片太阳能电池片1，所述太阳能电池片1之间通过表面平行设置的焊带2串联连接，通过单面透明胶带3将焊带2粘结于太阳能电池片1表面(如图2所示)。
太阳能电池片1的边长为d，d的范围为150～300mm；
单面透明胶带3的宽度为0.1～d，单面透明胶带3的设置方向垂直于焊带2的平行方向，单面透明带状胶带3的条数≥1条。
焊带2的根数≥3根；焊带2包括金属导线和包覆于金属导线表面的涂层；金属导线的直径为0.1～400μm，进一步可以选择为100～300μm；涂层的厚度为0.1～50μm；金属导线包括铜线；涂层包括单一金属涂层和/或合金涂层；合金涂层的熔点为50～200℃，进一步可以选择为100～160℃。
该具体实施方式中还提供了太阳能电池串的制备方法，制备方法包括：
将焊带2平行放置于太阳能电池片1的表面，用单面透明胶带3从焊带2的上方将焊带2与太阳能电池片1固定，太阳能电池片1之间通过焊带2串联连接，得到太阳能电池串；将单面透明胶带3放置于焊带2上方后，对单面透明胶带3进行按压或施加热风。
在另一个具体实施方式中，本发明还提供一种光伏组件及其制备方法，光伏组件包括依次层叠设置的第一玻璃、第一胶膜、如上述具体实施方式所提供的太阳能电池串、第二胶膜和第二玻璃。
第一胶膜和如上述具体实施方式所提供的太阳能电池串之间设置有第三胶膜；如上述具体实施方式所提供的太阳能电池串和第二胶膜之间设置有第四胶膜；第三胶膜和第四胶膜的厚度各自独立地为0.1～100μm。
制备方法包括：
将第一玻璃、第一胶膜、如上述具体实施方式所提供的太阳能电池串、第二胶膜和第二玻璃依次层叠放置后，进行层压，得到所述光伏组件；层压的温度为120～180℃；
光伏组件的制备方法还包括：
将第一玻璃、第一胶膜、第三胶膜、如上述具体实施方式所提供的太阳能电池串、第四胶膜、第二胶膜和第二玻璃依次层叠放置后，进行层压，得到所述光伏组件，进一步地，层压后，单面透明胶带3的透过率≥80％。
实施例1
本实施例提供一种太阳能电池串及其制备方法，基于具体实施方式中提供的一种太阳能电池串及其制备方法：
其中，太阳能电池片1的宽度为180mm，单面透明胶带3的宽度为10mm，单面透明胶带3的透过率为60％；太阳能电池片1之间的单面透明胶带3的条数为5条；
太阳能电池片1之间的焊带2的根数为24根；焊带2包括金属导线和包覆于金属导线表面的涂层；金属导线的直径为200μm；涂层的厚度为10μm；金属导线为铜线；涂层为熔点为150℃的合金涂层。
本实施例还提供一种光伏组件及其制备方法，基于具体实施方式中提供的光伏组件及其制备方法：
其中，第三胶膜和第四胶膜的厚度为50μm，制备方法中的层压温度为170℃，层压后，单面透明胶带3的透过率为85％。
实施例2
本实施例提供一种太阳能电池串及其制备方法，基于具体实施方式中提供的一种太阳能电池串及其制备方法：
其中，太阳能电池片1的宽度为200mm，单面透明胶带3的宽度为20mm，单面透明胶带3的透过率为65％；太阳能电池片1之间的单面透明胶带3的条数为3条；
太阳能电池片1之间的焊带2的根数为18根；焊带2包括金属导线和包覆于金属导线表面的涂层；金属导线的直径为260μm；涂层的厚度为15μm；金属导线为铜线；涂层为熔点为120℃的合金涂层。
本实施例还提供一种光伏组件及其制备方法，基于具体实施方式中提供的光伏组件及其制备方法：
其中，第三胶膜和第四胶膜的厚度为75μm，制备方法中的层压温度为150℃，层压后，单面透明胶带3的透过率为95％。
实施例3
本实施例提供一种太阳能电池串及其制备方法，基于具体实施方式中提供的一种太阳能电池串及其制备方法：
其中，太阳能电池片1的宽度为150mm，单面透明胶带3的宽度为5mm，单面透明胶带3的透过率为75％；太阳能电池片1之间的单面透明胶带3的条数为8条；
太阳能电池片1之间的焊带2的根数为30根；焊带2包括金属导线和包覆于金属导线表面的涂层；金属导线的直径为140μm；涂层的厚度为5μm；金属导线为铜线；涂层为熔点为130℃的合金涂层。
本实施例还提供一种光伏组件及其制备方法，基于具体实施方式中提供的光伏组件及其制备方法：
其中，第三胶膜和第四胶膜的厚度为100μm，制备方法中的层压温度为155℃，层压后，单面透明胶带的透过率为97％。
本发明通过用单面透明胶带将焊带与太阳能电池片粘结，取代了焊接的pad点，在制备太阳能电池串时，降低了银浆用量同时还降低了遮光损失，且可以在目前焊接机上更改部分配件就可以制备得到，方法简单便捷，不需要提前将胶膜与焊带固定在一起，兼容目前串焊机，大大简化了制备流程，由其制备得到的光伏组件，可以在层压过程完成金属导线与太阳电池栅线电极的焊接，提高了电流传输的可靠性。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池串，其特征在于，所述太阳能电池串包括串联连接的至少两片太阳能电池片，所述太阳能电池片之间通过表面平行设置的焊带串联连接，通过单面透明胶带将所述焊带粘结于太阳能电池片表面。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池串，其特征在于，所述太阳能电池片的边长为d，d的范围为150～300mm；
优选地，所述单面透明胶带的宽度为0.1～d；
优选地，所述单面透明胶带的设置方向垂直于焊带的平行方向。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池串，其特征在于，所述单面透明胶带的透过率≥50％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述单面透明胶带的条数≥1条。
5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述焊带的根数≥3根；
优选地，所述焊带包括金属导线和包覆于金属导线表面的涂层；
优选地，所述金属导线的直径为0.1～400μm，优选为100～300μm；
优选地，所述金属导线包括铜线；
优选地，所述涂层的厚度为0.1～50μm；
优选地，所述涂层包括单一金属涂层和/或合金涂层；
优选地，所述合金涂层的熔点为50～200℃，优选为100～160℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的太阳能电池串的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将焊带平行放置于太阳能电池片的表面，用单面透明胶带从焊带的上方将焊带与太阳能电池片固定，太阳能电池片之间通过焊带串联连接，得到所述太阳能电池串。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池串的制备方法，其特征在于，将所述单面透明胶带放置于所述焊带上方后，对单面透明胶带进行按压或施加热风。
8.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括依次层叠设置的第一玻璃、第一胶膜、如权利要求1-5任一项所述的太阳能电池串、第二胶膜和第二玻璃。
9.根据权利要求8所述的光伏组件，其特征在于，所述第一胶膜和如权利要求1-5任一项所述的太阳能电池串之间设置有第三胶膜；
优选地，所述如权利要求1-5任一项所述的太阳能电池串和第二胶膜之间设置有第四胶膜；
优选地，所述第三胶膜和第四胶膜的厚度各自独立地为0.1～100μm。
10.根据权利要求8或9所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将第一玻璃、第一胶膜、如权利要求1-5任一项所述的太阳能电池串、第二胶膜和第二玻璃依次层叠放置后，进行层压，得到所述光伏组件；
优选地，所述层压的温度为120～180℃；
优选地，所述的光伏组件的制备方法还包括：
将第一玻璃、第一胶膜、第三胶膜、如权利要求1-5任一项所述的太阳能电池串、第四胶膜、第二胶膜和第二玻璃依次层叠放置后，进行层压，得到所述光伏组件；
优选地，层压后，所述单面透明胶带的透过率≥80％。
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