CN116936686A - 光伏组件制造方法及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及光伏组件领域,公开了一种光伏组件制造方法及光伏组件,其中方法包括:电池片定位完成后,在所述电池片的背面进行开槽处理,得到至少一组预开槽;其中,每组中预开槽的数量为两个,每个预开槽的深度不大于预设的安全划片深度;在所述电池片的正面沿每组预开槽指示的切割轨迹进行激光划片。本申请实施例采用在电池片背面开槽,正面切割划片的方案,在避免正面开槽过程损伤PN结的同时,能够保证正面划片的效率,并且还能够达到降低碎片率的效果。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光伏组件领域,特别涉及一种光伏组件制造方法及光伏组件。
背景技术
光伏组件领域的半片技术已成熟应用,电池片切半的方法也由最初的有损激光划片方法逐渐升级为目前的激光无损划片。激光无损划片即是通过激光精确控制加热与局部辅助冷却使硅片产生较大温度梯度,材料产生热应力到断裂阈值并产生断裂,裂缝沿着由激光束路径引起的热梯度传播导致材料完全分开。
随着市场上应用的硅片厚度已减至110μm-140μm左右,薄片化电池片对现有的激光无损划片带来了巨大的挑战,应用目前的激光无损划片方法在切割薄片化电池片时,碎片率大幅升高,且得到的电池片漏电流增加,效率降低,且应用该电池片得到的光伏组件热斑效应加剧。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种光伏组件制造方法及光伏组件,在避免正面开槽过程损伤PN结的同时,能够保证正面划片的效率,并且还能够达到降低碎片率的效果。
为解决上述技术问题,本申请的实施例提供了一种光伏组件制造方法,包括:
电池片定位完成后,在所述电池片的背面进行开槽处理,得到至少一组预开槽;
其中,每组中预开槽的数量为两个,每个预开槽的深度不大于预设的安全划片深度;
在所述电池片的正面沿每组预开槽指示的切割轨迹进行激光划片。
本申请的实施例还提供了一种光伏组件,通过执行如上所述的光伏组件制造方法得到。
本申请的实施例提供的光伏组件制造方法,在电池片定位完成后,在所述电池片的背面进行开槽处理,得到至少一组预开槽;每组中预开槽的数量为两个,每个预开槽的深度不大于预设的安全划片深度;在所述电池片的正面沿每组预开槽指示的切割轨迹进行激光划片。本申请实施例采用在电池片背面开槽,正面切割划片的方案,在电池片背面进行开槽切割,对开槽深度进行一定限制,且开槽完成后预开槽的槽底距离PN结所在位置具有一定距离,不会损伤距离电池片正面较近的PN结,避免正面开槽损伤PN结。开槽处理时可以根据实际需求形成多组预开槽,在想要获得多分片时也能够有效进行开槽。同时,背面开槽后依旧采用正面划片,由于电池片正面的吸光能力大于背面,因此,本提案背面开槽正面划片的方案能够在避免正面开槽过程损伤PN结的同时,保证正面划片的效率,达到降低碎片率的效果。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
图1是本申请的一个实施例提供的光伏组件制造方法的流程图;
图2a是本申请的一个实施例提供的电池片的结构示意图;
图2b是本申请的一个实施例提供的电池片的结构示意图;
图3是本申请的另一个实施例提供的电池片的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便,不应对本申请的具体实现方式构成任何限定,各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。以下内容仅为方便理解提供的实现细节,并非实施本方案的必须。
在光伏组件制造过程中,一般要经历的处理流程大致为:电池片分选、激光划片、焊接、叠层、EL检测、层压等,对层压后的组件进行进一步检查、包装等处理,最后得到合格的光伏组件。激光划片一般是指激光切割加工电池片,激光切割加工是利用高能激光束照射在工件(电池片)表面,使被照射区域局部熔化,气化,从而达到切割电池片的目的。
本申请的一个实施例涉及的一种光伏组件制造方法,应用在上述光伏组件制造过程中激光划片的过程,如图1所示,下面对本实施例的光伏组件制造方法的实现步骤进行具体的说明,本实施例包括如下步骤。
步骤101:电池片定位完成后,在电池片的背面进行开槽处理,得到至少一组预开槽;
其中,每组中预开槽的数量为两个,每个预开槽的深度不大于预设的安全划片深度。
具体地,在电池片上料完成后,常规视觉定位机器(如电荷耦合器件CCD)正常识别电池片的边缘或栅线或标志点,并依据识别结果将电池片放置在切割平台的相应位置以完成电池片定位。电池片定位完成后,在电池片背面应用高能激光进行烧蚀开槽处理,即把高峰值功率的激光束聚焦在硅片表面(电池片背面),使硅材料表面产生高温汽化,从而打出连续的盲孔形成沟槽;一个预开槽的开槽处理的过程重复两次,进而在电池片背面得到两个预开槽,构成一组预开槽。
在利用激光进行开槽处理时,由于本实施例的光伏组件制造方法应用的电池片的厚度小于140μm,厚度较薄,为避免激光开槽损伤电池片中的PN结,需要控制激光开槽也即预开槽的深度。因此,本申请实施例设置了一个安全划片深度,该安全划片深度是依据电池片厚度、激光划片时的热影响深度、激光加工公差以及PN结相对于电池片背面的深度得到的。只要预开槽的深度不大于预设的安全划片深度,就可以保证激光开槽处理过程不会损伤电池片的PN结。
步骤102:在电池片的正面沿每组预开槽指示的切割轨迹进行激光划片。
具体地,根据每组预开槽的位置可以在电池片上确定出一条直线,该条直线即对应该组预开槽指示的对电池片进行激光划片的切割轨迹。因此,在每得到一组预开槽后,即相当于确定了对电池片进行激光划片的一条切割轨迹,而后在电池片正面沿着每组预开槽指示出的切割轨迹对电池片进行激光划片。
与相关技术相比,本实施例通过在电池片的背面进行开槽处理,得到至少一组预开槽;每个预开槽的深度不大于预设的安全划片深度;在电池片的正面沿每组预开槽指示的切割轨迹进行激光划片。本申请实施例采用在电池片背面开槽,正面切割划片的方案,在电池片背面进行开槽切割,对开槽深度进行一定限制,且开槽完成后预开槽的槽底距离PN结所在位置具有一定距离,不会损伤距离电池片正面较近的PN结,避免正面开槽损伤PN结。开槽处理时可以根据实际需求形成多组预开槽,在想要获得多分片时也能够有效进行开槽。同时,背面开槽后依旧采用正面划片,由于电池片正面的吸光能力大于背面,因此,本提案背面开槽正面划片的方案能够在避免正面开槽过程损伤PN结的同时,保证正面划片的效率,达到降低碎片率的效果。
本发明另一实施例涉及一种光伏组件的制造方法,是对上述实施例中光伏组件制造方法的补充说明,包括对在电池片的背面进行开槽处理得到两个预开槽的具体执行过程进行补充说明。
在电池片的背面进行开槽处理,得到至少一组预开槽的过程具体可以为:
在电池片的背面确定至少一组边缘位置处,每组边缘位置的数量为两个;针对每组中的两个边缘位置,从每个边缘位置分别沿朝向彼此另一个边缘位置的方向进行开槽,得到一组预开槽;
其中,每组预开槽指示的切割轨迹与该组预开槽彼此的朝向方向重合;在切割轨迹的垂直方向上,每个预开槽的宽度不大于0.5mm。
具体地,在进行开槽处理时,分别在电池片背面确定至少一组边缘位置处,每一组边缘位置由两个边缘位置构成。每组确定好的边缘位置即为即将对电池片进行开槽处理的位置,开槽时,针对每组中的两个边缘位置,从每个边缘位置分别沿朝向彼此另一个边缘位置的方向进行开槽。即每组中的两个边缘位置,分别由一个边缘位置向另一个边缘位置的方向开槽,这样进行开槽处理得到的一组预开槽用及其之间的连接线一定位于同一直线上。由于每组预开槽彼此朝向的方向上可以确定出一条直线,该条直线即为该组预开槽指示的切割轨迹,即每组预开槽指示的切割轨迹与该组预开槽彼此的朝向方向重合。
同时,由于在一组边缘位置处进行开槽处理得到一组预开槽时,该组预开槽中每一个预开槽的开槽方向都是朝向另一个预开槽所在的边缘位置,且每一个预开槽沿开槽方向开槽的长度不小于0.5mm,不大于2mm,具体可以为0.5mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm,本申请对预开槽沿开槽方向开槽的长度不做具体限定。垂直于每组预开槽指示的切割轨迹的方向即为该组预开槽的宽度方向,每个预开槽的宽度不大于0.5mm,具体可以为0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm等,本申请对预开槽的宽度不做具体限定。
在一个例子中,电池片为矩形结构时,在电池片的背面进行开槽处理,得到两个预开槽的过程具体可以为:
在所述电池片的背面确定至少一组边缘位置,每组边缘位置的数量为两个;从每个边缘位置分别沿朝向彼此另一个边缘位置的方向进行开槽,得到一组预开槽。
由于电池片为矩形结构,为了均匀的将电池片切割,在电池片的背面,在电池片的矩形结构的任意两个对侧边上以边缘位置组数等分的位置组中,在每组中的两个位置处,分别沿两个对侧边的垂直平分线的方向进行开槽,得到一组预开槽。
具体地,如图2a所示(图2a中以一组预开槽为例),想要将电池片切半,则确定边缘位置组数为一,此时在电池片的矩形结构的任意两个对侧边上的中心,分别沿两个对侧边的垂直平分线的方向进行开槽。并且开槽处理的两个对侧边可以是如图2a所示的左右两个相对侧边,也可以是上下两个对侧边,本申请对此不作具体限制,只要是矩形结构的两个相对侧边即可。
在电池片背面确定了要进行开槽处理的两个侧边后,确定每一个侧边的以边缘位置组数等分的位置。得到两个侧边上以边缘位置组数等分的位置组后,由于进行开槽处理的两个对侧边相互平行,每一个边缘位置组之间的直线连接线与两个对侧边的垂直平分线所指示的方向平行,沿着每组两个边缘位置之间指示的直线连接线进行开槽处理。也即每组中的两个位置处分别沿两个对侧边的垂直平分线的方向进行开槽处理,得到一组预开槽,且每个预开槽的深度不大于预设的安全划片深度。
在一个例子中,安全划片深度为电池片厚度与第一影响层厚度的差值;
其中,第一影响层厚度为PN结深度、热影响深度与激光加工公差之和。
具体地,在使用激光进行开槽处理时,由于激光的高峰值功率会带来很高的热量,切割电池片时,电池片会吸收激光带来的热量,在熔融电池区域和未受影响的电池片之间形成一个区域,被称为热影响区,在该区域中,电池片没有熔化,但热量导致电池片的微观结构发生了变化,该区域的深度即为热影响深度。另外,激光切割加工由于材料而不同,会有不同的标准公差,激光切割电池片的标准公差即为激光加工公差。PN结深度为PN结所在位置相对于电池片正表面的垂直距离。PN结深度、热影响深度与激光加工公差三者之和构成如图3所示的H1,即第一影响层厚度。参见图3可知,每个预开槽的安全划片深度即为电池片厚度H2与第一影响层厚度H1之间的差值。
在另一个例子中,为保证激光开槽时不损伤PN结,也可以对开槽后电池片的最低剩余厚度进行限制,电池片的厚度方向上,每个预开槽位置的电池片厚度与该预开槽的深度之差应不小于50μm。
与相关技术相比,本实施方式通过在矩形电池片的背面,在电池片的矩形结构的任意两个对侧边上以边缘位置组数等分的位置组中,在每组中的两个位置处,分别沿所述两个对侧边的垂直平分线的方向进行开槽,得到一组预开槽。通过限定每个预开槽的深度不大于PN结深度、热影响深度与激光加工公差之和使得开槽激光不会损伤PN结,降低电池片的漏电流,减小组件热斑效应。
本申请又一实施例涉及一种光伏组件制造方法,是对上述实施例中光伏组件制造方法的补充说明,包括对在电池片的正面沿两个预开槽指示的切割轨迹进行激光划片的具体执行过程进行补充说明。
在进行激光划片时,在电池片的正面,针对每组预开槽,从每个预开槽处分别沿朝向彼此的另一个预开槽的方向同时进行激光划片。
如图2b所示(图2b以一组预开槽为例),在进行激光划片时,由于电池片背面已经经过开槽处理得到了一组预开槽,根据该组预开槽位置及其开槽朝向可以在电池片正面确定出与该组预开槽彼此的朝向方向重合的一条切割轨迹;沿着该切割轨迹,从该组中的两个预开槽处,分别沿朝向彼此的另一个预开槽的方向同时进行激光划片,激光从两侧预开槽处电池片中心切割出的裂缝在切割轨迹中心位置重合交汇,完成激光划片。
或者在进行激光划片时,在电池片的正面,从每组预开槽中任一个预开槽处向同组中另一个预开槽的方向沿切割轨迹进行激光划片。
以图2b为例,由于电池片背面已经经过开槽处理得到了一组预开槽,根据该组预开槽位置及其开槽朝向可以在电池片正面确定出与该组预开槽彼此的朝向方向重合的一条切割轨迹。因此,确定该组预开槽的开槽位置后,在进行激光划片时,可以在电池片正面,从图2b所示的左侧预开槽处开始,沿切割轨迹向右侧的预开槽位置进行激光划片;或在电池片正面从图2b所示的右侧预开槽处开始,沿切割轨迹向左侧的预开槽位置进行激光划片。本申请对于具体的切割方法不做具体限制,只要在预开槽处开始并且沿着切割轨迹进行切割即可。
并且,激光在电池片正面切割出的沟槽的区域覆盖预开槽区域,即电池片背面预开槽区域垂直方向上对应的电池片正面激光切割出的沟槽的宽度,大于并且覆盖预开槽区域的宽度,需要注意的是,上述宽度均为垂直于开槽方向的宽度。
在实际切割时,由于激光切割机实际切割时存在误差,为了保证电池片均匀裂片,激光划片时产生的激光加工区域(即实际切割轨迹)与每组预开槽之间的直线连接区域(即每组预开槽指示出的理想切割轨迹)在电池片的正面上的距离应不超过0.5mm,保证每组预开槽的两个区域在垂直电池片正面(背面)的方向上重合,以保证电池片的裂片效果。
与相关技术相比,本申请上述实施例在电池片背面开槽的基础上,将无损激光划片切换到电池片正面进行,由于电池片正面的吸光能力大于背面,对光的吸收能力差异使得无损裂片激光作用于正面的升温效率更高,即同等功率激光作用于电池片,正面温度升温快,更易实现达成裂片温度完成裂片动作,减少因温度不达标而造成的裂片异常破片,最终降低碎片率。
本申请一实施例涉及一种光伏组件,本实施例的光伏组件经过如上任一实施例所述的光伏组件制造方法得到,在实际应用中可以参照上述任一实施例的方法得到本申请的光伏组件,本申请在此不再赘述。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施例是实现本申请的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本申请的精神和范围。
Claims (10)
1.一种光伏组件制造方法,其特征在于,包括:
电池片定位完成后,在所述电池片的背面进行开槽处理,得到至少一组预开槽;
其中,每组中预开槽的数量为两个,每个预开槽的深度不大于预设的安全划片深度;
在所述电池片的正面沿每组预开槽指示的切割轨迹进行激光划片。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述电池片的背面进行开槽处理,得到至少一组预开槽,包括:
在所述电池片的背面确定至少一组边缘位置,每组边缘位置的数量为两个;针对每组中的两个边缘位置,从每个边缘位置分别沿朝向彼此另一个边缘位置的方向进行开槽,得到一组预开槽;
每组预开槽指示的切割轨迹与该组预开槽彼此的朝向方向重合;
在所述切割轨迹的垂直方向上,每个预开槽的宽度不大于0.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,每个预开槽在开槽方向上的长度为0.5-2mm。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,划片处理前的所述电池片为矩形结构;
在所述电池片的背面确定至少一组边缘位置,每组边缘位置的数量为两个;从每个边缘位置分别沿朝向彼此另一个边缘位置的方向进行开槽,得到一组预开槽,包括:
在所述电池片的背面,在所述电池片的矩形结构的任意两个对侧边上以边缘位置组数等分的位置组中,在每组中的两个位置处,分别沿所述两个对侧边的垂直平分线的方向进行开槽,得到一组预开槽。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述安全划片深度为所述电池片厚度与第一影响层厚度的差值;
其中,所述第一影响层厚度为PN结深度、热影响深度与激光加工公差之和。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述电池片的厚度方向上,每个预开槽位置的电池片厚度与该预开槽的深度之差不小于50μm。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述电池片的正面沿每组预开槽指示的切割轨迹进行激光划片,包括:
在所述电池片的正面,针对每组预开槽,从每个预开槽处分别沿朝向彼此的另一个预开槽的方向同时进行激光划片。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,激光划片时产生的激光加工区域与每组预开槽之间的直线连接区域在所述电池片的正面上的距离不超过0.5mm。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电池片的厚度小于140μm。
10.一种光伏组件,其特征在于,所述光伏组件通过执行如权利要求1至9中任一项所述的光伏组件制造方法得到。
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