CN115241310A - 一种光伏组件中电池片电气连接的加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件中电池片电气连接的加固方法，将光伏组件内部连接的两个作用因素电气连接和连接强度分开，由两种材料电连接材料和粘结材料分别负责；电连接材料主要起到电气连通作用，电连接材料的粘结力可以降低甚至为零；粘结材料主要起到粘合作用。本发明电气连接及粘结强度不需要靠一个材料来兼顾，电连接材料、粘结材料都只需满足一个需求即可，无需同时满足两个需求，电连接材料、粘结材料选择面更广，制程工艺窗口更大，降低制作、生产难度。本发明电连接材料、粘结材料的性能可分别单独调节，单独性能的导电率或粘结强度要求可控，单独性能调节更方便。本发明非常适合应用于小面积接触电气连接。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体涉及一种光伏组件中电池片电气连接的加固方法。
背景技术
在现有晶硅电池组件中，电池片通过金属焊丝将电池片串联连接，焊丝与电池片之间连接主要有两个作用：①形成电气通路，传输电流；②有一定连接力，将电池片彼此连接成串。通过焊接手段形成合金，电气连接一般都能满足电流传输要求，但不同种类电池片、不同的电池浆料、不同材料焊带以及不同的焊接工艺，会导致连接位不同的连接强度。比如HJT电池使用固化型低温银浆、低温焊接，形成的焊接位拉脱力相比PERC烧结型高温银浆要低很多，再比如焊接温度工艺控制，细微的温度差异造成焊接形态有很大不同。
另外，叠瓦组件中，电池片与电池片上下重叠一部分区域形成串联，电池片重叠区域之间一般使用导电胶形成连接，同样需要满足电气连接和连接强度要求，一般情况导电胶连接强度比焊接强度还低。
必须同时满足电气连接和固定连接强度，也使得锡焊成为连接工艺首选，这也很大程度上限制了电连接材料的选择。
光伏组件中金属线与电池片形成电气连接，丝线与电池片连接强度过小时，在电池片或电池串运转过程中，很容易从电池片上剥离，或者在组件制作层压过程中、受封装胶膜挤压脱离，甚至运转过程中自然剥离。或者电池片之间的电气连接强度过小时，电池片之间产生剥离。本发明主要解决以上剥离问题。
发明内容
为解决现有技术的缺陷，本发明提供一种光伏组件中电池片电气连接的加固方法，使光伏组件中的电池片采用平铺串联或叠片串联；
平铺串联时，使相邻两个电池片通过金属线连接，并使金属线与电池片通过电连接材料形成电气连接，且使金属线与电池片通过粘结材料形成固定连接，并使金属线与电池片之间固定连接的连接强度（粘结强度、剥离强度）大于金属线与电池片之间电气连接的连接强度（粘结强度、剥离强度）；
叠片串联时，使相邻两个电池片叠片搭接，并使该两个电池片的搭接处通过电连接材料形成电气连接，且使该两个电池片通过粘结材料形成固定连接，并使该两个电池片之间固定连接的连接强度（粘结强度、剥离强度）大于该两个电池片之间电气连接的连接强度（粘结强度、剥离强度）。
优选的，所述电连接材料采用金属、合金、金属浆料或导电胶带等。
优选的，所述粘结材料采用导电粘结材料或绝缘粘结材料。
优选的，所述粘结材料采用透明粘结材料或高反光粘结材料。
优选的，所述粘结材料采用光固型粘结材料或热固型粘结材料。
优选的，所述粘结材料采用快速紫外固化透明胶、快速热敏固化透明胶、快速固化高反光胶、高分子熔胶、具有一定导电性的粘结胶（此类导电性胶可用于ITO电池上，增大粘结强度同时提升导电性能）以及其它可粘结力强、抗老化性好的粘结材料。
优选的，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且在金属线一侧或两侧连续涂附粘结材料，使金属线与电池片粘合在一起。
优选的，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且在金属线一侧或两侧断续涂附粘结材料，使金属线与电池片粘合在一起。
优选的，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且使粘结材料包覆电池片上的金属线，使金属线与电池片粘合在一起。
优选的，平铺串联时，使金属线与电池片之间的电连接材料断续设置，并将粘结材料断续涂附在电池片上，且使粘结材料涂附在相邻两个电连接材料之间，使金属线与电池片粘合在一起。
优选的，将粘结材料预制成胶膜；平铺串联时，将胶膜覆在单个或几个金属线及电池片上，使该单个或几个金属线与电池片粘合在一起。
优选的，所述胶膜为透明胶膜。
优选的，所述胶膜为条状胶膜和/或片状胶膜。
优选的，所述金属线的截面形状为三角形、圆形、矩形、梯形或锯齿形等等。
优选的，所述电池片为PERC电池片、TOPCon电池片、HJT电池片、IBC电池片或MWT电池片。
本发明的优点和有益效果在于：
本方案将电气连接和连接强度作为两个要素分开考虑，电连接材料负责在金属丝与电池片之间（平铺串联）或电池片与电池片之间（叠片串联）形成电气通路，在电气通路之外附加粘结材料，粘结材料负责在金属丝与电池片之间（平铺串联）或电池片与电池片之间（叠片串联）形成固定连接，将金属丝与电池片（平铺串联）或电池片与电池片（叠片串联）紧紧的粘合在一起，起到增强粘结强度的作用，且不影响金属丝与电池片之间（平铺串联）或电池片与电池片之间（叠片串联）的电气连接。
本发明适合细小接触面应用；随着光伏技术发展，如多主栅、无主栅组件、叠瓦组件，电气连接面都是越来越小，连接宽度甚至小于0.1mm，连接面积可以小于0.01mm2，接触面积越小，粘结强度也越小；当电气接触面积过小时，传统连接工艺很难同时满足电气连接和高强度粘结，本发明增大了金属丝与电池片之间（平铺串联）或电池片与电池片之间（叠片串联）的粘结面积，可以实现小接触面积情况的电气及强度连接，本发明在小面积连接上优势尤为突出。本发明使用的金属线的外径可以小于0.1mm，甚至外径可以细至0.01mm。本发明金属线与电池片的接触面的宽度可以小于0.1mm，甚至宽度可以窄至0.01mm。
本发明金属丝截面形状结构多样，可以为三角形、圆形、矩形、梯形、锯齿型等等。
本发明电连接材料选择多样，只需满足光伏组件电连接要求即可，选择面广。
本发明粘结材料也选择多样，可以为透明粘结材料、高反光粘结材料、光固型粘结材料、热固型粘结材料等等。
本发明粘结材料的涂附方式多样，只要使得粘接位不易脱离即可。
本发明将光伏组件内部连接的两个作用因素——电气连接和连接强度连接（粘结强度、剥离强度）分开，由两种材料——电连接材料和粘结材料分别负责：电连接材料主要起到电气连通作用，电连接材料的粘结力可以降低甚至为零；粘结材料主要起到粘合作用，粘结材料可以为绝缘粘结材料或者导电性不高的粘结材料。
本发明电气连接及粘结强度不需要靠一个材料来兼顾，电连接材料、粘结材料都只需满足一个需求即可，无需同时满足两个需求，电连接材料、粘结材料选择面更广，制程工艺窗口更大，降低制作、生产难度。
本发明电连接材料、粘结材料的性能可分别单独调节，单独性能的导电率或粘结强度要求可控，单独性能调节更方便。
本发明连接点粘结强度提升，在电池或电池串的运转过程中不易脱离，降低返修等不良，提升制程良率。
本发明适合所有电池片组件封装应用，包括PERC、TOPCon、HJT、IBC、MWT等等电池。
附图说明
图1是金属线与电池片之间连接的侧视示意图；
图2是两个电池片之间连接的侧视示意图；
图3是在金属线两侧连续涂附粘结材料的俯视示意图；
图4是在金属线两侧断续涂附粘结材料的俯视示意图；
图5是粘结材料包覆电池片上的金属线的侧视示意图；
图6是粘结材料涂附在相邻两个电连接材料之间的侧视示意图；
图7是将粘结材料预制成胶膜并覆在多个金属线及电池片上的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案如下：
本发明提供一种光伏组件中电池片电气连接的加固方法，使光伏组件中的电池片采用平铺串联或叠片串联；
如图1所示，平铺串联时，使相邻两个电池片通过金属线连接，并使金属线与电池片通过电连接材料形成电气连接，且使金属线与电池片通过粘结材料形成固定连接，并使金属线与电池片之间固定连接的连接强度（粘结强度、剥离强度）大于金属线与电池片之间电气连接的连接强度（粘结强度、剥离强度）；
如图2所示，叠片串联时，使相邻两个电池片叠片搭接，并使该两个电池片的搭接处通过电连接材料形成电气连接，且使该两个电池片通过粘结材料形成固定连接，并使该两个电池片之间固定连接的连接强度（粘结强度、剥离强度）大于该两个电池片之间电气连接的连接强度（粘结强度、剥离强度）。
具体的：
本发明所用金属线的截面形状可以是各种形状结构，如三角形、圆形、矩形、梯形或锯齿形等等。本发明使用的金属线的外径可以小于0.1mm，甚至外径可以细至0.01mm。本发明金属线与电池片的接触面的宽度可以小于0.1mm，甚至宽度可以窄至0.01mm。
本发明电连接材料选择多样，只需满足光伏组件电连接要求即可，选择面广；更具体的，所述电连接材料可以采用金属、合金、金属浆料或导电胶带等。
本发明粘结材料也选择多样：
关于导电性，本发明粘结材料可以采用导电粘结材料或绝缘粘结材料；
关于反光性，本发明粘结材料可以采用透明粘结材料或高反光粘结材料；
关于固化方式，本发明粘结材料可以采用光固型粘结材料或热固型粘结材料；
更具体的，本发明粘结材料可以采用快速紫外固化透明胶、快速热敏固化透明胶、快速固化高反光胶、具有一定导电性的粘结胶（此类导电性胶可用于ITO电池上，增大粘结强度同时提升导电性能）以及其它可粘结力强、抗老化性好的粘结材料。
本发明粘结材料施加方式（设置方式）可以多种，只需要有足够强的粘结强度，使得金属丝与电池片或电池片之间不易剥离；
更具体的：
如图3所示，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且在金属线一侧或两侧连续涂附粘结材料，使金属线与电池片粘合在一起。
如图4所示，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且在金属线一侧或两侧断续涂附粘结材料，使金属线与电池片粘合在一起。
如图5所示，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且使粘结材料包覆电池片上的金属线，使金属线与电池片粘合在一起。
如图6所示，平铺串联时，使金属线与电池片之间的电连接材料断续设置，并将粘结材料断续涂附在电池片上，且使粘结材料涂附在相邻两个电连接材料之间，使金属线与电池片粘合在一起。
如图7所示，将粘结材料预制成胶膜，该胶膜为透明胶膜，且胶膜为条状胶膜和/或片状胶膜；平铺串联时，将胶膜覆在多个金属线及电池片上，使多个金属线与电池片粘合在一起。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种光伏组件中电池片电气连接的加固方法，使光伏组件中的电池片采用平铺串联或叠片串联；其特征在于：
平铺串联时，使相邻两个电池片通过金属线连接，并使金属线与电池片通过电连接材料形成电气连接，且使金属线与电池片通过粘结材料形成固定连接，并使金属线与电池片之间固定连接的连接强度大于金属线与电池片之间电气连接的连接强度；
叠片串联时，使相邻两个电池片叠片搭接，并使该两个电池片的搭接处通过电连接材料形成电气连接，且使该两个电池片通过粘结材料形成固定连接，并使该两个电池片之间固定连接的连接强度大于该两个电池片之间电气连接的连接强度。
2.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述电连接材料采用金属、合金、金属浆料或导电胶带。
3.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述粘结材料采用导电粘结材料或绝缘粘结材料。
4.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述粘结材料采用透明粘结材料或高反光粘结材料。
5.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述粘结材料采用光固型粘结材料或热固型粘结材料。
6.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述粘结材料采用快速紫外固化透明胶、快速热敏固化透明胶、快速固化高反光胶、高分子熔胶或具有一定导电性的粘结胶。
7.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且在金属线一侧或两侧连续涂附粘结材料，使金属线与电池片粘合在一起。
8.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且在金属线一侧或两侧断续涂附粘结材料，使金属线与电池片粘合在一起。
9.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，平铺串联时，将粘结材料涂附在电池片上，且使粘结材料包覆电池片上的金属线，使金属线与电池片粘合在一起。
10.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，平铺串联时，使金属线与电池片之间的电连接材料断续设置，并将粘结材料断续涂附在电池片上，且使粘结材料涂附在相邻两个电连接材料之间，使金属线与电池片粘合在一起。
11.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，将粘结材料预制成胶膜；平铺串联时，将胶膜覆在金属线及电池片上，使金属线与电池片粘合在一起。
12.根据权利要求11所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述胶膜为透明胶膜。
13.根据权利要求11所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述胶膜为条状胶膜和/或片状胶膜。
14.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述金属线的截面形状为三角形、圆形、矩形、梯形或锯齿形。
15.根据权利要求1所述的光伏组件中电池片电气连接的加固方法，其特征在于，所述电池片为PERC电池片、TOPCon电池片、HJT电池片、IBC电池片或MWT电池片。
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