CN117238984A - 光伏电池片和光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏产品领域，具体提供一种光伏电池片和光伏组件，通过在光伏电池片的表面设置沿着第二方向排布的多个电极组，而每个电极组均包括沿着第一方向间隔排布的多个辅助电极，通过一个电极组中的全部限位空间来供同一条焊带卡入，便于每条焊带与光伏电池片上的全部细栅接触，利于焊带上的焊料熔化后覆盖导电体和细栅，这样在焊带上的焊料熔化后即可实现细栅和导电体分别与焊带的焊接，提高焊带和光伏电池片的结合力，从而焊带和光伏电池片之间不再需要UV固化胶，焊带通过细栅和辅助电极与光伏电池表面形成较好的欧姆接触，以使得电池片和焊带之间的电性能传输和可靠性更好，对封装胶膜的流动性无苛刻要求，可与现有的胶膜体系兼容。
Description
技术领域
本发明涉及光伏产品技术领域，尤其是涉及一种光伏电池片和光伏组件。
背景技术
常规的光伏电池片(以下简称电池片)的正面和背面印刷有许多条细栅，这些细栅用来收集光照后所产生的电流；另外，常规的光伏电池片还会设置N条主栅，主栅与细栅垂直相交设置，用来汇集各细栅上的电流。
随着光伏行业降本增效的进一步推进，电池表面的图形设计逐步将现有的主栅面积减少，银耗量降低，开始出现了无主栅电池技术。无主栅电池技术一般指的是在常规电池片基础上，去掉主栅仅保留细栅；这种电池片因无主栅，一方面可以大大减少印刷主栅所需的银浆的使用量，降低成本；另一方面由于无主栅遮挡电池片表面的光线，还可以增大电池片的有效光照面积，增加发电量。
现有技术中，采用普通的圆丝焊带在一定温度下与细栅进行焊接，焊带在起到将相邻两个电池片串联的同时，还起到将细栅中的电流进行汇集的汇流作用。在进行焊接时通常采用UV固化胶提高焊带和电池片之间的结合力，但是由于焊带被固化胶垫高，无法与细栅形成较好的结合，导致焊带与电池片的欧姆接触不佳，影响电池片和焊带之间的电性能传输和可靠性；同时，在后续封装层压过程中，为避免胶膜流动到焊带和细栅之间影响欧姆接触，因此需要使用流动性不佳的胶膜进行封装，导致封装所需要的温度较高，可能会对电池片本身的性能产生影响，而且封装时适用的胶膜种类少，胶膜覆盖电池片完成层压封装工艺所需要的时间较长，生产效率较低，无法满足短期内大批量生产的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏电池片和光伏组件，提高焊带和光伏电池片的结合力，从而焊带和光伏电池片之间不再需要UV固化胶，焊带通过细栅和辅助电极与光伏电池表面形成较好的欧姆接触，以使得电池片和焊带之间的电性能传输和可靠性更好，对封装胶膜的流动性无苛刻要求，可与现有的胶膜体系兼容。
第一方面，本发明提供一种光伏电池片，所述光伏电池片的表面设置有平行排布的多道细栅以及多个电极组，与所述细栅成夹角的方向为第一方向，沿所述细栅的长度方向为第二方向，多个所述电极组沿着第二方向排布，每个所述电极组均包括沿着所述第一方向间隔排布的多个辅助电极，其中，每个所述辅助电极均包括一个导电体和两个限位体，两个所述限位体在所述第二方向上相对布置，所述导电体位于两个所述限位体之间，且所述导电体的高度低于所述限位体的高度, 两个所述限位体和所述导电体共同围成一限位空间；
在一个所述电极组中，全部所述限位空间用于供同一条焊带卡入，全部所述导电体用于与该条所述焊带焊接；
全部所述细栅用于与每条所述焊带焊接。
在可选的实施方式中，两个所述限位体相向的一面为与所述光伏电池片的表面呈锐角的斜面，沿着所述导电体与所述光伏电池片结合的一面至远离所述光伏电池片的方向，两个所述限位体之间的距离逐渐增大，以使两个所述斜面能共同支撑所述焊带。
在可选的实施方式中，在所述限位空间有所述焊带卡入的情况下，所述焊带至所述光伏电池片的距离小于或等于所述细栅的高度。
在可选的实施方式中，在所述限位空间有所述焊带卡入的情况下，所述焊带与所述导电体之间留有结合间隙。
在可选的实施方式中，所述导电体和所述限位体均采用印刷工艺形成在所述光伏电池片上，其中，所述导电体呈锥台形。
在可选的实施方式中，所述导电体采用银浆、银包铜浆、锡浆、锡包铜浆或锡铅铋浆印刷在所述光伏电池片上；
其中，在所述限位空间有所述焊带卡入的情况下，所述导电体在所述第二方向上的长度小于或等于所述焊带的直径。
在可选的实施方式中，所述限位体为透明材质，所述限位体的材质包括聚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯、聚烯烃/硫醇、联苯甲酰、二苯甲酮、安息香乙醚、安息香丁醚、乙氧基化三羟基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯、丙氧基化三羟基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯、丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯、γ-甲基丙烯酸丙醋基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
在可选的实施方式中，在所述第一方向上，每个所述电极组中相邻两个所述辅助电极之间有5~15道所述细栅，所述细栅用于与所述焊带结合的区域经加宽和增高处理。
第二方面，本发明提供一种光伏组件，包括多个前述实施方式任一项所述的光伏电池片，相邻所述光伏电池片通过所述焊带互联。
本发明实施例的有益效果包括：
通过在光伏电池片的表面设置沿着第二方向排布的多个电极组，而每个电极组均包括沿着第一方向间隔排布的多个辅助电极，通过一个电极组中的全部限位空间来供同一条焊带卡入，避免焊带偏移，便于每条焊带与光伏电池片上的全部细栅接触，利于焊带上的焊料熔化后覆盖导电体和细栅，这样在焊带上的焊料熔化后即可实现细栅和导电体分别与焊带的焊接，提高焊带和光伏电池片的结合力，从而焊带和光伏电池片之间不再需要UV固化胶，节约了光伏电池的制造成本以及缩减了制造步骤，而且焊带能够通过细栅和辅助电极与光伏电池表面形成较好的欧姆接触，除细栅以外导电体也能够将光伏电池片产生的电流直接传导至焊带，从而增加了光伏电池片和焊带之间的电传输途径，以使得电池片和焊带之间的电性能传输和可靠性更好，对封装胶膜的流动性无苛刻要求，可与现有的胶膜体系兼容，避免较高温度对光伏电池片性能的影响，可使用的胶膜种类更为丰富，且流动性佳的胶膜对光伏电池片封装所需要的时间更短，可以满足短期内大批量生产无主栅光伏组件的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例光伏电池片和焊带焊接的俯视图；
图2为本发明实施例辅助电极的主视图；
图3为本发明实施例辅助电极和焊带在焊接前的配合示意图。
图标：100-光伏电池片；110-细栅；120-辅助电极；121-导电体；122-限位体；123-限位空间；124-结合间隙；125-斜面；200-焊带；Y-第一方向；X-第二方向。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图1至图3，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例公开了一种光伏电池片100，该光伏电池片100的表面设置有平行排布的多道细栅110以及多个电极组，全部细栅110沿着第一方向Y排布，第一方向Y与细栅110的长度方向呈夹角，全部电极组则沿着第二方向X排布，第二方向X与细栅110的长度方向同向，如此第一方向Y和第二方向X呈夹角，而每个电极组均包括沿着第一方向Y间隔排布的多个辅助电极120，每个辅助电极120均包括分立的限位体122和导电体121，其中，一个电极组中的全部导电体121用于与同一条焊带200焊接，且每条焊带200与全部细栅110焊接。
在本实施例中，通过在光伏电池片100的表面设置沿着第二方向X排布的多个电极组，而每个电极组均包括沿着第一方向Y间隔排布的多个辅助电极120，通过一个电极组中的全部限位体122来共同支撑限位一条焊带200，便于每条焊带200与光伏电池片100上的全部细栅110接触，这样在焊带200上的焊料熔化后即可实现细栅110和导电体121分别与焊带200的焊接，提高焊带200和光伏电池片100的结合力，从而焊带200和光伏电池片100之间不再需要UV固化胶，节约了光伏电池的制造成本以及缩减了制造步骤，而且焊带200能够通过细栅110和辅助电极120与光伏电池表面形成较好的欧姆接触，除细栅110以外导电体121也能够将光伏电池片100产生的电流直接传导至焊带，从而增加了光伏电池片100和焊带200之间的电传输途径，使得电池片和焊带200之间的电性能传输和可靠性更好，对封装胶膜的流动性无苛刻要求，可与现有的胶膜体系兼容，避免较高温度对光伏电池片性能的影响，可使用的胶膜种类更为丰富，且流动性佳的胶膜对光伏电池片封装所需要的时间更短，可以满足短期内大批量生产无主栅光伏组件的需求，提高了生产效率。
其中，现有技术中采用的胶膜材质通常为PVB，胶膜覆盖电池片完成层压封装工艺所需要的时间较长，往往需要30~40min，而在本实施例中，则可以采用例如EVA、POE、EPE等流动性好材质的胶膜，胶膜覆盖电池片完成层压封装工艺仅需要15~30min，极大缩短了层压封装所需要的时间，因此可以提高生产效率。
需要说明的是，之所以在光伏电池片100的表面设置辅助电极120，这是因为光伏电池片100本身为多层状结构，且光伏电池片100总体厚度仅有120μm左右，这样可以保证吸收光能力和光伏发电效率之间的平衡，避免光伏电池片100厚度过大造成虽然吸收光能力强但是载流子的传输距离增大、内部复合增加导致光电转化效率反而降低的情况。
通常采用横截面为圆形的圆柱焊带200，该焊带200的直径大致为0.12~0.26mm，因此，若是直接在光伏电池片100上刻出凹槽来容置焊带200，在保持光伏电池片100厚度不做改变的前提下至少会破坏光伏电池片100的钝化层的钝化效果，影响光电转化效率，导致发电效率降低，更严重时会导致光伏电池片100受到损害甚至报废，同时由于光伏电池片100表面刻出凹槽会导致光伏电池片100的整体性降低，表面不再完整，机械强度低，在凹槽处容易断裂。而且，若是需要在光伏电池片100上刻出用于容置焊带200的凹槽，必然需要将光伏电池片100的厚度加大，至少也得数百微米以上，这样材料用量会增大，造成制造成本增加，同时光电转化效率也会降低，影响发电效率。
第一方向Y和第二方向X垂直，即呈如图1所示的90°夹角，如此竖向每一列辅助电极则作为一个电极组，当然，在未图示的实施例中，第一方向Y和第二方向X也可以是呈锐角，例如70°~89°等。
在本实施例中，细栅110上用于接触焊带200的区域经加宽和增高处理，从而可以保证焊带200和细栅110间有足够的结合力以及增大电流的过流面积。
细栅110可以采用网板印刷工艺形成在光伏电池片100的表面，在进行钢板制作时，在图形上细栅110需要进行增高和加宽的区域相应加深加宽即可。
每一道细栅110的宽度可以是20~40μm，细栅110增高处的高度可以为15~50μm。在第一方向Y上相邻的两道细栅110之间的间距可以为2~5mm。
辅助电极120具体包括导电体121和两个限位体122，两个限位体122在第二方向X上相对布置，导电体121位于两个限位体122之间，且导电体121的高度低于限位体122的高度，其中，两个限位体122和导电体121共同围成一用于供焊带200卡入的限位空间123。
这样一来，通过该限位空间123可以限定焊带200的位置，同一个电极组中的全部限位空间123用来供同一条焊带200卡入，起到避免焊带200偏移的效果，以利于焊带200上的焊料熔化后覆盖导电体121和细栅110增高加宽的区域，从而使得焊带200通过导电体121和细栅110来与光伏电池片100形成良好的欧姆接触。
其中，导电体121和限位体122均采用网板印刷工艺形成在光伏电池片100上。具体印刷时，先印刷导电体121，导电体121固化后，再印刷两个限位体122，再干燥固化。
可以将银浆、银包铜浆、锡浆、锡包铜浆或锡铅铋浆等材质的导电浆料通过网板印刷工艺在光伏电池片100上形成导电体121。
限位体122采用为透明材质，这样可以减少对光线的遮挡，以使外界光线能够穿过限位体122到达光伏电池片100表面，保证光伏电池片100的光电转化效率。
限位体122的材质可以为聚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯、聚烯烃/硫醇、联苯甲酰、二苯甲酮、安息香乙醚、安息香丁醚、乙氧基化三羟基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯、丙氧基化三羟基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯、丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯、γ-甲基丙烯酸丙醋基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种，具有弹性和较好的硬度，支撑限位焊带200的效果较好，而且这些材质具有良好的透光性以及耐光性和抗氧化性，以保证太阳光能够穿过限位体122照射在光伏电池片100表面，且能够在外界环境下具有较长寿命。
在限位体122支撑有焊带200的情况下，也即限位空间123有焊带200卡入的情况下，焊带200至光伏电池片100的距离小于或等于细栅110的高度，即焊带200穿过限位空间123的区域至光伏电池片100的距离小于或等于细栅110的高度，如此可以使得焊带200与光伏电池片100表面之间的距离与细栅110的高度相匹配，保证焊带200和细栅110的焊接效果可靠，两者之间不存在未接触的间隙，这样在胶膜封装过程中，流动性好的胶膜也不会流入焊带200和细栅110之间的接触区域。
在本实施例中，限位体122呈锥台状，两个限位体122相向的一面为与光伏电池片100的表面呈锐角的斜面125，沿着导电体121与光伏电池片100结合的一面至远离光伏电池片100的一面，两个限位体122之间的距离逐渐增大，以使焊带200被两个斜面125共同支撑，方便后续焊带200上的焊料熔化后与导电体121结合。
其中，焊带200与导电体121之间留有结合间隙124，这样在焊接过程中焊带200上的焊料熔化后填充该结合间隙124，从而保证焊带200与导电体121的结合，结合的机械强度高，且导电性能好，以保证焊带200与光伏电池片100形成较好的欧姆接触。
由导电体121与光伏电池片100接触的一面至远离光伏电池片100的一面的高度方向上，该导电体121的外径尺寸逐渐减小，例如导电体121成锥台形，这样可以使得焊料与导电体121之间的结合面积更大，从而使得电传导性能以及结合强度更好。
在第一方向Y上，每个电极组中的相邻两个辅助电极120之间有5~15道细栅110，例如5道、10道或15道，这样布置可以在保证辅助电极120的导电体121对光伏电池片100的光照面积影响小的同时保证焊带200可以通过导电体121与光伏电池片100形成较好的欧姆接触。
需要说明的是，虽然图1实施例中示出在第一方向Y上相邻两个辅助电极120之间是5道细栅110，但是可以理解的是，在一些未图示的实施例中，相邻两个辅助电极120之间也可以是仅有一道细栅110，即在第一方向Y上相邻两个辅助电极120之间细栅110的数量在本申请中不做具体限制。
限位体122的高度可以是50~200μm，只要不低于细栅110增高处的高度即可；导电体121在第二方向X上的长度可以是0.1~0.26mm，导电体121的高度可以是15~50μm。
其中，导电体121在第二方向X上的长度可以设置为小于或等于焊带200的直径，这样可以减小导电体121覆盖在光伏电池片100上的面积，导电体121完全被焊带200所覆盖，因此导电体121对光伏电池片100不会有遮光影响。
此外，本发明实施例还公开了一种光伏组件，该光伏组件包括多个上述实施例的光伏电池片100，采用焊带200将各光伏电池片100焊接成串工序后，即通过焊带200将相邻两个光伏电池片100互联，接着对多个电池串进行排版、胶膜封装等工序，最终完成整个光伏组件的封装。
综上，本发明的光伏电池片100和光伏组件，通过在光伏电池片100的表面设置沿着第二方向X排布的多个电极组，而每个电极组均包括沿着第一方向Y间隔排布的多个辅助电极120，通过一个电极组中的全部限位体122来共同支撑限位一条焊带200，便于每条焊带200与光伏电池片100上的全部细栅110接触，这样在焊带200上的焊料熔化后即可实现细栅110和导电体分别与焊带200的焊接，提高焊带200和光伏电池片100的结合力，从而焊带200和光伏电池片100之间不再需要UV固化胶，节约了光伏电池的制造成本以及缩减了制造步骤，而且焊带200能够通过细栅110和辅助电极120与光伏电池表面形成较好的欧姆接触，除细栅110以外导电体121也能够将光伏电池片100产生的电流直接传导至焊带，从而增加了光伏电池片100和焊带200之间的电传输途径，以使得电池片和焊带200之间的电性能传输和可靠性更好，对封装胶膜的流动性无苛刻要求，可与现有的胶膜体系兼容，避免较高温度对光伏电池片100性能的影响，可使用的胶膜种类更为丰富，且流动性佳的胶膜对光伏电池片100封装所需要的时间更短，可以满足短期内大批量生产无主栅光伏组件的需求，提高了生产效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种光伏电池片，其特征在于，所述光伏电池片的表面设置有平行排布的多道细栅以及多个电极组，与所述细栅的长度方向成夹角的方向为第一方向，沿所述细栅的长度方向为第二方向，多个所述电极组沿着第二方向排布，每个所述电极组均包括沿着所述第一方向间隔排布的多个辅助电极，其中，每个所述辅助电极均包括一个导电体和两个限位体，两个所述限位体在所述第二方向上相对布置，所述导电体位于两个所述限位体之间，且所述导电体的高度低于所述限位体的高度, 两个所述限位体和所述导电体共同围成一限位空间；
在一个所述电极组中，全部所述限位空间用于供同一条焊带卡入，全部所述导电体用于与该条所述焊带焊接；
全部所述细栅用于与每条所述焊带焊接。
2.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，两个所述限位体相向的一面为与所述光伏电池片的表面呈锐角的斜面，沿着所述导电体与所述光伏电池片结合的一面至远离所述光伏电池片的方向，两个所述限位体之间的距离逐渐增大，以使两个所述斜面能共同支撑所述焊带。
3.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，在所述限位空间有所述焊带卡入的情况下，所述焊带至所述光伏电池片的距离小于或等于所述细栅的高度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光伏电池片，其特征在于，在所述限位空间有所述焊带卡入的情况下，所述焊带与所述导电体之间留有结合间隙。
5.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，所述导电体和所述限位体均采用印刷工艺形成在所述光伏电池片上，其中，所述导电体呈锥台形。
6.根据权利要求5所述的光伏电池片，其特征在于，所述导电体采用银浆、银包铜浆、锡浆、锡包铜浆或锡铅铋浆印刷在所述光伏电池片上；
其中，在所述限位空间有所述焊带卡入的情况下，所述导电体在所述第二方向上的长度小于或等于所述焊带的直径。
7.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，所述限位体为透明材质，所述限位体的材质包括聚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯、聚烯烃/硫醇、联苯甲酰、二苯甲酮、安息香乙醚、安息香丁醚、乙氧基化三羟基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯、丙氧基化三羟基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯、丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯、γ-甲基丙烯酸丙醋基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的光伏电池片，其特征在于，在所述第一方向上，每个所述电极组中相邻两个所述辅助电极之间有5~15道所述细栅，所述细栅用于与所述焊带结合的区域经加宽和增高处理。
9.一种光伏组件，其特征在于，包括多个权利要求1-8任一项所述的光伏电池片，相邻所述光伏电池片通过所述焊带互联。
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