CN116314413A - 一种异质结光伏电池组件和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异质结光伏电池组件和制备方法。组件包括：预设数量的电池片，每一电池片的相对的两面均设置有透光导电薄膜；金属丝，在两个相邻的电池片之间连续延伸且铺设在相邻两个电池片相反的两个表面上，用于连接相邻的两个所述电池片；金属丝与电池片通过设置在定位点的定位胶进行定位粘合，或金属丝通过设置在金属丝表面的结合层与所述电池片实现结合。本发明采用导电薄膜替代现有的栅线，将光电子导出，具有多方面的优势，第一，导电薄膜的成本较低，可以降低成本；第二，可以解决栅线遮光造成效率浪费的问题，降低对电池片的阻光率；第三，与栅线相比，导电薄膜的厚度降低，有利于实现光伏电池的薄片化。

Description

一种异质结光伏电池组件和制备方法

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种异质结光伏电池组件和制备方法。

背景技术

新一代异质结(HIT)工艺太阳能电池板的结构设计中一般含有将光电子导出的栅线电极，栅线电极为高导电性的贵金属银或银包铜等，而且为了实现有效焊接，需要在连接电池片的焊带下方使用大量的银栅线，除了成本较高以外还存在其他一些问题。例如，栅线覆盖的面积较大，覆盖位置光线无法通过，无法产生光电子，从而造成效率浪费。

当然，现有技术中也有不使用栅线电极的异质结电池板，例如smart wire技术，此技术中电池通过低温焊带互联，没有红外焊接过程，其中金属焊带采用一种特殊的封装胶膜预先将焊带固定在胶膜上，焊带一部分嵌入胶膜中，一部分露在外部，露出部分与电池接触，在层压过程露出胶膜的部分焊带与电池融合在一起实现互联。此方案中一方面需要使用价格昂贵的特制胶膜，用于固定焊带，另一面分在层压过程中，熔化的胶膜很容易流到焊带与电池之间，从而导致电池与焊带无法有效接触融合，电阻增加，功率下降，接触电阻偏大长期还会带来热斑的可靠性问题。

此外，现有技术中还存在一种叠瓦组件，其不采用焊带来互联电池，电池与电池之间通过导电浆料粘接，此种组件由于电池与电池之间必须重叠，每块组件会额外浪费2～3片电池，带来成本的上升。并且这种方式中电池表面仍然需要使用金属主栅和细栅，额外的高价导电浆料也会进一步带来电池成本的上升。同时叠瓦组件中电池片与电池片之间的硬接触在机械载荷压力下很容易造成隐裂和破片，此产品成本高昂，可靠性风险高。

发明内容

为解决上述背景技术提出的至少一个问题，本发明提供了一种异质结光伏电池组件和制备方法。

本发明提供了如下方案：

一种异质结光伏电池组件，，包括：

预设数量的电池片，每一所述电池片的相对的两面均设置有透光导电薄膜；

金属丝，在两个相邻的电池片之间连续延伸且铺设在相邻两个电池片相反的两个表面上，用于连接相邻的两个所述电池片；

所述金属丝与所述电池片通过设置在定位点的定位胶进行定位粘合，或所述金属丝通过设置在所述金属丝表面的结合层与所述电池片实现结合。

可选的，所述导电薄膜的厚度为5～150nm和/或，所述金属丝的线径为0.5～5μm。

可选的，所述导电薄膜包括ITO导电膜。

可选的，所述电池片的表面印刷或喷涂有所述定位胶，所述金属丝通过所述定位胶与所述电池片定位粘合，且所述定位胶设置在所述金属丝与所述电池片之间，所述定位胶包括uv胶或者热固胶。

可选的，所述结合层为在所述金属丝的表面涂覆的有机胶层或低熔点金属层，所述有机胶层用于将所述金属丝与所述电池片粘合，所述低熔点金属层用于低温下融化以将所述金属网与所述电池片压合。

可选的，所述金属丝设置有至少两个延伸方向，且所述金属丝交叉构成金属网。

可选的，所述定位点的定位胶胶设置在所述金属丝的交叉点位置。

可选的，所述金属网为铜铝复合金属网。

可选的，还包括：

组件边框，用于承载所有所述电池片；

面板和背板，分别位于所述电池片的相对的两面，且所述面板面向光源；

EVA薄膜，设置在所述电池片与所述面板和/或所述电池片与所述背板之间。

可选地，所述导电薄膜包括ITO导电膜。

可选的，所述低熔点金属层的熔点小于预设值。

可选地，所述金属网由10～60根金属丝交叉构成，所述定位胶设置在所述金属丝的交叉点上。

可选地，异质结光伏电池组件还包括：

接线盒，设置在所述背板与所述组件边框之间。

本申请还提供一种异质结光伏电池组件的制备方法，包括：

将至少两个电池片按照预设电路排版成型，其中每一所述电池片上均有正面与背面，且所述正面和背面均布置有透光导电薄膜；

在至少两个布置有所述导电薄膜的相邻电池片的相反两面上，布置连续延伸的金属丝以连接相邻两个所述电池片相反的两面；

其中金属丝与所述电池片表面的连接通过以下方式：

在所述金属丝或所述电池片表面印刷或喷涂定位胶，在金属丝铺设在所述电池片表面后，使用定位胶将所述金属丝粘合在所述电池片表面；

或，

采用复合转移膜将所述金属丝转移至所述电池片表面的导电薄膜上，其中所述金属丝表面涂覆有机胶或低熔点金属层。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的异质结光伏电池组件采用导电薄膜替代现有的栅线，将光电子导出，具有多方面的优势，第一，导电薄膜的成本较低，可以降低成本；第二，可以解决栅线遮光造成效率浪费的问题，降低对电池片的阻光率；第三，与栅线相比，导电薄膜的厚度降低，有利于实现光伏电池的薄片化。

另外，现有的电池片之间的连接方式一般是通过焊带焊接，同时如背景技术，在一些情况下还需要使用特殊胶膜进行封装，除了特殊胶膜的缺陷外，焊点的成本也较高，另外焊接的方式通常需要高温，容易引起电池片应力翘曲而隐裂甚至于破片。对此，本申请突破传统，采用金属网将实现电池片的互连，而且金属网与电池片之间的连接方式采用粘合和/或压合，对于粘合的方式，无需使用特殊胶膜，仅需使用普通的uv胶或者热固胶等就可以，无需高温，即便压合的方式也仅需要进行低温压合即可，从而既可以降低成本，又不会引起电池片应力翘曲，更不存在增加电阻的问题，从而可以提升光伏电池的性能。

当然，本发明的实施例并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的异质结光伏电池组件的分解图；

图2是本发明一个实施例提供的异质结光伏电池组件的两个电池片连接的俯视示意图；

图3是本发明一个实施例提供的异质结光伏电池组件的两个电池片连接的正视示意图；

图4是本发明一个实施例提供的异质结光伏电池组件的部分结构的正面示意图；

图5是本发明一个实施例提供的异质结光伏电池组件的电池片的结构示意图。

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明关于“左”、“右”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”“顶部”“底部”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所述的结构必须以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对上述背景技术提出的技术问题，本发明提供了一种异质结光伏电池组件。如图1所示，同时参见图2～图3，本申请提供的异质结光伏电池组件一般性地包括：电池片10、金属网20(或多根不成网的金属丝)、组件边框30、面板40和背板50。

具体地，所述电池片10具有预设数量，具体的数量可以根据需要进行选择，所有所述电池片10按照电路排版成型。示例性地，所有所述电池片10排版后成方形。

具体地，每一所述电池片10的相对的两面均设置有导电薄膜，替代栅线电极。优选的，所述导电薄膜包括ITO导电膜，ITO导电膜的透明度较好，而且可以通过沉积形成在电池片10的表面。

具体地，金属网20用于连接相邻的两个所述电池片10，在两个相邻的电池片之间连续延伸且铺设在相邻两个电池片10相反的两个表面上，用于连接相邻的两个电池片。

所述金属网20与所述电池片10通过粘合、压合和/或焊接的方式进行连接。示例性地，每一所述金属网20仅连接在相邻的两个电池片10之间，例如，将某两个相邻的电池片10命名为一号和二号，同一个金属网20相对的两端分别连接一号的正面和二号的背面，以此类推，将所有电池片10连接成一个整体。示例性地，所述金属网20采用铜铝复合材料制成。

具体地，组件边框30用于承载所有所述电池片10。示例性地，所述组件边框30包括底板和侧框，所述组件边框30可以采用铝合金制成。

具体地，面板40和背板50分别位于所述电池片10的相对的两面，且所述面板40面向光源。面板40和背板50的作用均是保护电池片10。对于面板40，通常来说要求其具有较好的透光性以及很高的硬度，例如采用光伏玻璃制成，其还可以适应很大的昼夜温差以及恶劣的天气环境。对于背板50，通常来说要求其具有密封、绝缘、防水、耐老化等特性。

上述异质结光伏电池组件采用导电薄膜替代现有的栅线，将光电子导出，具有多方面的优势，第一，导电薄膜的成本较低，可以降低成本；第二，可以解决栅线遮光造成效率浪费的问题，降低对电池片10的阻光率；第三，与栅线相比，导电薄膜的厚度降低，有利于实现光伏电池的薄片化。

另外，现有的电池片10之间的连接方式一般是通过焊带焊接，同时如背景技术，在一些情况下还需要使用特殊胶膜进行封装，除了特殊胶膜的缺陷外，焊点的成本也较高，另外焊接的方式通常需要高温，容易引起电池片10应力翘曲而隐裂甚至于破片。对此，本申请突破传统，采用金属网20实现电池片10的互连，而且金属网20与电池片10之间的连接方式采用粘合和/或压合，对于粘合的方式，无需使用特殊胶膜，仅需使用普通的uv胶或者热固胶等就可以，无需高温，即便压合的方式也仅需要进行低温压合即可，从而既可以降低成本，又不会引起电池片10应力翘曲，更不存在增加电阻的问题，从而可以提升光伏电池的性能。

具体地，在本申请的一个示例中，所述金属网20通过定位胶90与所述电池片10定位及初步粘合，且所述定位胶90设置在所述金属网20与所述电池片10之间，所述定位胶90包括uv胶或者热固胶。例如，在电池片10的表面，所述定位胶90位于所述金属网20的上方，在电池片10的背面，所述定位胶90位于所述金属网20的下方，即所述金属网20位于所述定位胶90与电池片10之间，与电池片10相接触。定位好的电池片10按电路排版成型，增加封装组件，输入层压机中，对金属网20和电池片10进行层压热装，使其与电池片10表面的进行固定接触。

示例性地，所述电池片10上设置有定位点11，所述定位点11可以印刷或喷涂在电池片10的两个面上，所述定位点11上设置所述定位胶90。

具体地，在本申请的另一个示例中，所述金属网20的表面上涂覆有机胶层或金属层，所述有机胶层用于将所述金属网20与所述电池片10粘合，所述金属层用于将所述金属网20与所述电池片10压合，所述金属层的熔点较小。进一步地，所述金属层能够导电。

可以理解的是，上述定位胶90和有机胶层(或金属层)可以联合使用。

使用定位胶进行定位粘合，可以大大降低胶的用量，降低成本且减少遮光。

为进一步降低成本，在本申请的一个示例中，所述导电薄膜厚度可以在5～150nm之间进行任意选择，和/或金属网20中的金属丝的直径为0.5～5μm，通过降低厚度提高遮光性并提高透光，且金属丝直径小，可以进一步降低成本和遮光。

本申请中，所述金属网20由10～60根金属丝交叉构成，所述定位胶90设置在所述金属丝的交叉点上。

进一步地，在本申请的一个示例中，由于电池片10较脆脆弱，光伏玻璃不能直接附着在上面，因此所述异质结光伏电池组件还包括EVA薄膜60，设置在所述电池片10与所述面板40及所述电池片10与所述背板50之间，其中粘接作用，EVA薄膜60的透光性也非常好。

可选地，在本申请的一个示例中，所述异质结光伏电池组件还包括接线盒70，设置在所述背板50与所述组件边框30之间。示例性地，所述接线盒70上设置有MC4头80，且MC4头80伸出于所述组件边框30的外。

对应上述组件，在本申请实施例中，提供如下方法制备异质结光伏电池组件：

将至少两个电池片按照预设电路排版成型，其中每一所述电池片上均有正面与背面，且所述正面和背面均布置有透光导电薄膜；

在至少两个布置有所述导电薄膜的相邻电池片的相反两面上，布置连续延伸的金属丝以连接相邻两个所述电池片相反的两面；本申请中的金属丝可以预先制备得到，为很长的金属丝或很长的网，根据要连接的电池片的数量裁剪一定长度的金属丝或金属网；

其中金属丝与所述电池片表面的连接通过以下方式：

在所述金属丝或所述电池片表面印刷或喷涂定位胶，在金属丝铺设在所述电池片表面后，使用定位胶将所述金属丝粘合在所述电池片表面；

或，

采用复合转移膜将所述金属丝转移至所述电池片表面的导电薄膜上，其中所述金属丝表面涂覆有机胶或低熔点金属层。

具体的，可以采用以下流程制备所述异质结光伏电池组件：

1.制备预设数量的电池片10，并在每个电池片10相对的两面上均设置ITO导电薄膜，之后将这些电池片按照预设电路排版成型；

2.在每一电池片10上均设置多个定位胶90；

3.通过金属网20将预设数量的电池片10进行相互连接；或，采用转移膜将金属网20转移在ITO导电膜上；

4.在金属网20上依次设置EVA薄膜60、面板40和背板50；

5.输入层压机进行层压热装，使各组件固定；

6.最后进行接线盒70和组件边框30的安装，完成光伏电池组件的制造。

以上对本发明所提供的技术方案，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种异质结光伏电池组件，其特征在于，包括：

预设数量的电池片，每一所述电池片的相对的两面均设置有透光导电薄膜；

金属丝，在两个相邻的电池片之间连续延伸且铺设在相邻两个电池片相反的两个表面上，用于连接相邻的两个所述电池片；

所述金属丝与所述电池片通过设置在定位点的定位胶进行定位粘合，或所述金属丝通过设置在所述金属丝表面的结合层与所述电池片实现结合。

2.根据权利要求1所述的异质结光伏电池组件，其特征在于，所述导电薄膜的厚度为5～150nm和/或，所述金属丝的线径为0.5～5μm。

3.根据权利要求1所述的异质结光伏电池组件，其特征在于，所述导电薄膜包括ITO导电膜。

4.根据权利要求1所述的异质结光伏电池组件，其特征在于，所述电池片的表面印刷或喷涂有所述定位胶，所述金属丝通过所述定位胶与所述电池片定位粘合，且所述定位胶设置在所述金属丝与所述电池片之间，所述定位胶包括uv胶或者热固胶。

5.根据权利要求1所述的异质结光伏电池组件，其特征在于，所述结合层为在所述金属丝的表面涂覆的有机胶层或低熔点金属层，所述有机胶层用于将所述金属丝与所述电池片粘合，所述低熔点金属层用于低温下融化以将所述金属网与所述电池片压合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的异质结光伏电池组件，其特征在于，所述金属丝设置有至少两个延伸方向，且所述金属丝交叉构成金属网。

7.根据权利要求6所述的异质结光伏电池组件，其特征在于，所述定位点的胶设置在所述金属丝的交叉点位置。

8.根据权利要求6所述的异质结光伏电池组件，其特征在于，所述金属网为铜铝复合金属网。

9.根据权利要求1所述的异质结光伏电池组件，其特征在于，还包括：

组件边框，用于承载所有所述电池片；

面板和背板，分别位于所述电池片的相对的两面，且所述面板面向光源；

EVA薄膜，设置在所述电池片与所述面板和/或所述电池片与所述背板之间。

10.一种异质结光伏电池组件的制备方法，其特征在于，包括：

将至少两个电池片按照预设电路排版成型，其中每一所述电池片上均有正面与背面，且所述正面和背面均布置有透光导电薄膜；

在至少两个布置有所述导电薄膜的相邻电池片的相反两面上，布置连续延伸的金属丝以连接相邻两个所述电池片相反的两面；

其中金属丝与所述电池片表面的连接通过以下方式：

在所述金属丝或所述电池片表面印刷或喷涂定位胶，在金属丝铺设在所述电池片表面后，使用定位胶将所述金属丝粘合在所述电池片表面；

或，

采用复合转移膜将所述金属丝转移至所述电池片表面的导电薄膜上，其中所述金属丝表面涂覆有机胶或低熔点金属层。

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