CN118039739A - 一种无主栅光伏组件生产方法及无主栅光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请的实施例公开一种无主栅光伏组件生产方法及无主栅光伏组件，包括步骤：S100，将原材料加工成焊带，在焊带上浸润助焊剂，待助焊剂干燥后形成连接线；S200，利用固化措施将连接线预固定在电池片上，使电池片连接形成电池串；S300，将电池串与封装材料依照顺序排版叠层；S400，设定层压温度、时长和真空度，对电池串与封装材料进行层压焊接，以形成层压件；S500，在层压件四周安装边框，本申请具有能够提升无主栅光伏组件焊接技术质量的效果，通过焊带预涂助焊剂配合层压焊接的技术手段减少损耗，实现高效成本控制。
Description
技术领域
本申请涉及光伏组件生产技术领域，尤其是涉及一种无主栅光伏组件生产方法及无主栅光伏组件。
背景技术
目前电池片互联技术主要分有主栅、无主栅两种方式。有主栅电池通常采用常规焊接方式，将助焊剂通过浸泡、喷涂等方式涂覆在焊带或电池片上，在焊接机中实现合金互联。无主栅技术的实现方法为通过将焊带预固定在电池片上，然后在层压机中实现焊接，无主栅互联的银浆耗量低，降本空间大，且通过层压机焊接，工艺温和，无应力集中，匹配硅片薄片化，是行业的新趋势。
然而，针对上述中的相关技术，发明人认为存在缺陷有：无主栅技术存在合金化不足，接触电阻大，串损大等问题，现有无主栅技术的实现方式一般为在层压机中形成金属间化合物(IMC层)，不通过与银浆的浸润来完成焊接，但是焊带和电池片并非储存在惰性气体中，易被氧化，因此形成的IM助焊剂通过焊料C层的厚度不够，或者形成不完全，靠物理接触来完成电流的传输，接触电阻大，且在长期老化环境中焊点易出现松动，会有可靠性上的隐患。
发明内容
本申请一个或者多个实施例提供一种无主栅光伏组件生产方法及无主栅光伏组件，以解决或者至少部分上缓解相关技术中的焊接质量低、成本高的问题。
本申请的一个或者多个实施例提供一种无主栅光伏组件生产方法及无主栅光伏组件，采用如下的技术方案为：
一种无主栅光伏组件生产方法，包括步骤：
S100，将原材料加工成焊带，在焊带上浸润助焊剂，待助焊剂干燥后形成连接线；
S200，利用固化措施将连接线预固定在电池片上，使电池片连接形成电池串；
S300，将电池串与封装材料依照顺序排版叠层；
S400，设定层压温度、时长和真空度，对电池串与封装材料进行层压焊接，以形成层压件；
S500，在层压件四周安装边框。
在一些实施例中，设定层压温度为140℃～165℃，设定层压时长为25min～40min。
在一些实施例中，包括步骤：
S110，将原材料经过轧辊得到镀件，利用退火工艺加工镀件；
S120，清理去除镀件表面的杂质，使用第一助焊剂对镀件表面进行处理；
S130，将镀件浸入到焊料池，镀件浸润焊料后形成焊带，吹平冷却焊带表面的涂层溶体；
S140，使用第二助焊剂对焊带表面进行处理；
S150，烘干焊带表面形成连接线。
在一些实施例中，第二助焊剂的成分包括溶剂、活化剂、表面活性剂、成膜剂以及其他添加剂。
在一些实施例中，活化剂的成分为松香和改性松香树脂中的一种或多种复配。
在一些实施例中，其他添加剂为缓蚀剂、有机染料和无机染料中的一种或多种。
在一些实施例中，处理过程为，将焊带浸润到第二助焊剂中，使第二助焊剂均匀包裹焊带。
在一些实施例中，第一助焊剂的成分包括氯化铵和氯化锌。
在一些实施例中，第二助焊剂包括溶剂0％～10％；活化剂60％～80％；表面活性剂4％～6％；成膜剂1％～5％；其他添加剂1％～20％。
一种无主栅光伏组件，所述无主栅光伏组件由上述任一的无主栅光伏组件生产方法制得。
与相关技术相比，本申请一个或者多个实施例包括以下至少一种有益技术效果：
(1)本申请的无主栅光伏组件生产方法主要用于提升无主栅光伏组件生产的焊接技术质量，将焊带与助焊剂集成一体，解决了焊带和电池片银浆合金化不足的技术问题，提升焊接品质，降低接触电阻，达到了提高组件功率的技术目的，同时具有更高的可靠性；
(2)本申请的无主栅光伏组件生产方法通过焊带预涂配合层压焊接的技术手段，与传统焊接过程相比减少了高温焊接这一工序，达到有效控制生产成本的目的；
(3)本申请的无主栅光伏组件生产方法可以通过对助焊剂添加不同染料实现颜色上的改变，预涂覆至焊带上配合层岩生产工艺，解决了光伏组件更改焊带颜色涂覆成本高的问题，更易进行色彩定制，能够有效控制成本，提高组件美观性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。
图1为根据本申请一些实施方式的组件生产流程示意图。
图2为根据本申请一些实施方式的连接线生产流程示意图
图3为根据本申请一些实施方式生产的光伏组件与传统方式生产的光伏组件的性能对比表。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合显示出根据本申请的多个实施方式的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当可以理解的是，所描述的实施方式仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中记载的实施方式，本领域普通技术人员在不用花费创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都将属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”、“包含”、“有”、“具有”、“含有”、“含”等为开放式的用词。因此，“包括”、“包含”、“有”例如一个或多个步骤或元件的一种方法或装置，其具有一个或多个步骤或元件，但不限于仅具有这一个或多个元件。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中提及“实施方式”意味着，结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式，也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。
本申请的一个或者多个实施例公开一种无主栅光伏组件生产方法，参照图1至图3，包括步骤：
S100，将原材料加工成焊带，在焊带上浸润助焊剂，待助焊剂干燥后形成连接线。
如图2所示的实施例中，原材料加工成连接线的具体过程为：
第一步为压延，将原材料经过轧辊得到镀件(原材料为铜材时，经过轧辊能够得到铜带)，镀件的尺寸需符合规定加工尺寸。
在一些实施例中，镀件的横截面形状优选为圆形，能够帮助更好的进行后续的助焊剂预涂和焊接等操作。
值得注意的是，镀件的横截面形状也可使用包括多边形、扁形在内的常规形状，虽然可能会对最终的生产质量造成一定影响，但依旧可以根据实际情况选用。
值得注意的是，镀件的直径粗细等尺寸参数对本申请的生产方法中的助焊剂预涂和层压焊接等关键步骤影响较小，因此可以不对其做出限制。
第二步为退火，利用退火工艺加工镀件，退火工艺包括静态退火和动态退火，主要通过高温(本申请中设置为250～500℃，保温1～5h)来改变镀件的晶粒组织，使镀件的力学性能和电学性能发生可控的符合预期的改变，从而达到生产要求。
第三步为浸泡第一助焊剂，先清理去除镀件表面的杂质，可使用例如酸洗(常温下用10％～20％的稀盐酸清洗)等现有技术中的清洗工艺，对镀件表面的油污、氧化物等进行清理，再使用第一助焊剂对镀件表面进行处理，提高镀层对基体材料的附着力，即通过辅助焊料使铜基材合金化。
在一些实施例中，第一助焊剂的成分包括氯化铵和氯化锌，具体可以为一定比例的氯化铵和氯化锌混合物。
第四步为镀焊料，将镀件浸入到焊料池中，焊料对镀件发生浸润，形成金属间化合物(IMC)，降低接触电阻，提高光伏组件的电流收集效率，镀件浸润焊料后形成焊带。
在一些实施例中，焊料池中为锡焊料，镀件的浸入温度为250～300℃，浸入时长为8～15min。
第五步为风刀冷却，利用风刀吹平冷却焊带表面的涂层溶体。
在一些实施例中，风刀通过惰性气体吹平和冷却焊带表面的涂层溶体，降低涂层被氧化的概率。
第六步为浸泡第二助焊剂，使用第二助焊剂对焊带表面进行处理，将焊带浸润到第二助焊剂中，第二助焊剂能够对焊带进行均匀包裹以起到保护作用，同时还能够解决焊带与电池片银浆合金化不足的技术问题，为后续层压焊接步骤提供助焊效果，提升焊接品质，降低接触电阻。
在一些实施例中，第二助焊剂的成分包括溶剂、活化剂、表面活性剂、成膜剂以及其他添加剂。
在一些实施例中，溶剂使用乙醇和异丙醇的混合溶剂，低含量或0含量，质量分数＜10％。
在一些实施例中，活化剂的成分为松香和改性松香树脂中的一种或多种复配，质量分数60％～80％，主要作用为去除氧化物，松香或改性松香树脂不易挥发，有着良好的物理稳定性，无腐蚀。
在一些实施例中，活化剂的成分优选改性松香，经过改性的松香酸值提高，更有利于清除金属氧化膜，且相较于普通松香结晶趋势较小，具有优良的成膜性和热稳定性，在层压步骤的温度下不会因为氧化而降低其助焊效果。
在一些实施例中，表面活性剂采用有机酸和有机胺的混合物，在助焊剂中占比较低，一般5％左右，可以改善焊剂的流动性和润湿性，其作用是降低焊剂的表面张力，并引导焊料向四周扩散，形成光滑的焊点。
在一些实施例中，有机酸和有机胺的混合物包括但不限于无水柠檬酸和三乙醇胺。
在一些实施例中，成膜剂选用烃、醇、脂等物质(例如丙烯酸改性树脂)，质量分数为1％～5％，能够在焊接过程中起防止氧化作用，焊接完成后，能在外部形成一层保护膜。
在一些实施例中，其他添加剂为缓蚀剂、有机染料和无机染料中的一种或多种。
有机染料和无机染料能够起到添加色彩的作用，实现焊带的颜色定制，由于黑色组件一直是备受欢迎的高端组件，组件整体呈现黑色，不但具有美学价值，还具有防眩光的功能，减少光污染，其中电池、边框、背板(例如网格黑/高反黑等)、汇流条均需呈现为黑色，但实现电池片互联的焊带一般都为银白色，影响光伏组件颜色的一致性和整体性，本申请通过改变第二助焊剂的颜色，能够获得黑色焊带，与黑色组件相匹配，达到真正的全黑组件要求，同理，也可定制出其他颜色的焊带，实现黑色以外的其它颜色的同色组件匹配，或多种颜色的彩色组件匹配。
第二助焊剂能够促进IMC层的形成，增加焊接质量，同时焊接后的第二助焊剂能够包裹焊点，降低焊点再氧化，起到防潮和缓解腐蚀的效果，以使得光伏组件能够在高低温环境(TC)、高温高湿(DH)环境中获得优良的表现。
通过在焊带生产时预涂第二助焊剂，能够使第二助焊剂和焊带一体化，可有效的进行资源整合，同时第二助焊剂的加入能够优化焊接质量。
焊带预固定的要求可以适当放宽，例如点胶固定焊带时可减少固定点数量、覆膜固定焊带时可减少覆膜面积，以节省材料用量，降低质量过剩的概率。
第七步为烘干，烘干焊带表面，使焊带表面的第二助焊剂进行干燥，直至不粘手(操作温度为100～150℃，时长为1～15s)后形成连接线，利于后续的加工操作。
第八步为自动收线，将加工完成的连接线用卷盘进行收卷存放。
可以理解的是，步骤S100中的连接线所指的就是依次完成第一助焊剂和第二助焊剂浸泡后的焊带。
S200，进行电池片的预固定后进行排版叠层，利用固化措施将连接线预固定在电池片上，使电池片连接形成电池串。
在一些实施例中，固化措施包括覆膜固化或UV胶固化。
在一些实施例中，UV胶或热固性胶优选放置于电池片的首尾两端，既不会影响组件的功率，也能够减少材料的用量。
S300，将电池串与封装材料依照顺序排版叠层。
在一些实施例中，封装材料包括玻璃、胶膜(EVA、POE、EPE、PVB等)、背板(含氟背板有TPT、TPE、TPC、CPC，非氟背板有PET、PA/PO等)等。
S400，设定层压温度、时长和真空度，对电池串与封装材料进行层压焊接，以形成层压件。
在一些实施例中，设定层压温度为140℃～165℃，设定层压时长为25min～40min。
在一些实施例中，加热层压时需要对层压件抽真空，抽真空的时间为330s～480s，抽真空之后的层压件与外界的压力差为-15KPa～-20KPa，用于排除组件封装材料之间的空气，防止层压后在组件内出现气泡，制造压力差以便对组件进行层压。
在一些实施例中，加热层压时需要对层压件进行加压保压操作，层压压强为-20KPa～-80Kpa，加压的作用在于通过升高温度使胶膜交联速率加大，助焊剂也能够在升温过程中融化，此时焊带和银浆在助焊剂的催化下形成良好的合金层，保压的作用在于提高胶膜致密性，加强胶膜和背板以及玻璃的粘接性，降低电池片、封装材料和焊带脱落分离的概率。
步骤S400与传统焊接相比减少了高温焊接这一工序，能够有效的控制和降低生产成本，利用助焊剂与焊带集成一体并结合层压焊接的方式解决无主栅光伏组件生产过程中合金化不足的问题。
S500，在组件四周安装边框，在组件背面安装接线盒，完成光伏组件生产。
本申请的生产方法通过将预涂第二助焊剂的焊带固定在电池片上后，进行加热层压，在层压温度下，涂覆在焊带上的第二助焊剂中的松香会通过层压温度融化，第二助焊剂中的活性剂发挥作用，清除焊带以及银浆表面的氧化物，使得焊带和银浆结合形成良好的合金层，另外，松香本身具有粘结性，能够加固焊带在电池片上的稳定性以及焊接的牢固性，对提升功率有很大的帮助。
由如图3所示的性能对比可知，通过预涂第二助焊剂的焊带进行生产的光伏组件，与传统方式进行生产的光伏组件进行多组数的性能对比，基本都能够实现3～5W的功率提升。
本申请的一个或者多个实施例公开一种无主栅光伏组件，无主栅光伏组件由上述任一实施例的无主栅光伏组件生产方法制得。
由如图3所示的性能对比可知，经由本申请的生产方法制得的无主栅光伏组件的性能优于传统无主栅光伏组件的性能，能够提升3～5W的功率。
同时，经由本申请的生产方法制得的无主栅光伏组件的焊接质量也优于传统无主栅光伏组件的焊接质量，助焊剂能够通过促进IMC形成来保护焊点，降低焊点的再氧化，提升焊点的防潮性能，缓解焊点腐蚀。
经由本申请的生产方法制得的无主栅光伏组件由于焊接质量的提升，因此焊带预固定的要求可以适当放宽，从而减少固定焊带所需的材料用量，节约成本。
经由本申请的生产方法制得的无主栅光伏组件还能够实现色彩定制，满足市场的色彩定制需求，使焊带与光伏组件的整体颜色能够形成统一或和谐搭配，提升光伏组件的美观性。
本申请的一个或者多个实施例公开一种助焊剂，包括溶剂0％～10％；活化剂60％～80％；表面活性剂4％～6％；成膜剂1％～5％；其他添加剂1％～20％。
在一些实施例中，溶剂使用乙醇和异丙醇的混合溶剂。
在一些实施例中，活化剂的成分为松香和改性松香树脂中的一种或多种复配，主要作用为去除氧化物，松香或改性松香树脂不易挥发，有着良好的物理稳定性，无腐蚀。
在一些实施例中，活化剂的成分优选改性松香，经过改性的松香酸值提高，更有利于清除金属氧化膜，且相较于普通松香结晶趋势较小，具有优良的成膜性和热稳定性，在层压步骤的温度下不会因为氧化而降低其助焊效果。
活化剂使用松香或改性松香树脂的作用在于：
1、能够清除焊带以及银浆表面氧化物，使得焊带和银浆形成良好的合金层；
2、可以减少溶剂的使用，实现无溶剂或低溶剂，减少焊接时的气体挥发，从而减少甚至消除胶膜气泡的产生，还能够减少对电池片表面的粘附，从而减少对电池片表面的腐蚀，降低甚至消除印记的出现；
3、熔点低、能够适应低温焊接，与本申请中的层压焊接步骤进行匹配；
4、为中性物质，腐蚀性低，不会对金属产生腐蚀，形成弱氧化物溶剂，能够溶解薄氧化层；
5、具有防潮性能，能够保护焊点，提升组件可靠性；
6、具有成膜性能，冷却后能够在金属表面形成保护膜；
7、起加固作用，从熔融态转变为固态的过程中能够提升焊接的牢固性；
8、稳定性好，常温下化学性质稳定，无毒，无严重气味，操作安全；
9、能够保护焊带焊料层，降低焊带在操作过程中被刮伤的概率。
在一些实施例中，表面活性剂采用有机酸和有机胺的混合物，在助焊剂中占比较低，一般5％左右，可以改善焊剂的流动性和润湿性，其作用是降低焊剂的表面张力，并引导焊料向四周扩散，形成光滑的焊点。
在一些实施例中，有机酸和有机胺的混合物包括但不限于无水柠檬酸和三乙醇胺。
在一些实施例中，成膜剂选用烃、醇、脂等物质(例如丙烯酸改性树脂)，质量分数为1％～5％，能够在焊接过程中起防止氧化作用，焊接完成后，能在外部形成一层保护膜。
在一些实施例中，其他添加剂为缓蚀剂、有机染料和无机染料中的一种或多种。
该助焊剂不易产生结晶，不易引入裂片、焊偏等问题，能够减少设备保养的次数和时间。
以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于，包括步骤：
S100，将原材料加工成焊带，在焊带上浸润助焊剂，待助焊剂干燥后形成连接线；
S200，利用固化措施将连接线预固定在电池片上，使电池片连接形成电池串；
S300，将电池串与封装材料依照顺序排版叠层；
S400，设定层压温度、时长和真空度，对电池串与封装材料进行层压焊接，以形成层压件；
S500，在层压件四周安装边框。
2.如权利要求1所述的一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于，所述步骤S400中：设定层压温度为140℃～165℃，设定层压时长为25min～40min。
3.如权利要求1所述的一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于，所述步骤S100包括步骤：
S110，将原材料经过轧辊得到镀件，利用退火工艺加工镀件；
S120，清理去除镀件表面的杂质，使用第一助焊剂对镀件表面进行处理；
S130，将镀件浸入到焊料池，镀件浸润焊料后形成焊带，吹平冷却焊带表面的涂层溶体；
S140，使用第二助焊剂对焊带表面进行处理；
S150，烘干焊带表面形成连接线。
4.如权利要求3所述的一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于：第二助焊剂的成分包括溶剂、活化剂、表面活性剂、成膜剂以及其他添加剂。
5.如权利要求3所述的一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于：活化剂的成分为松香和改性松香树脂中的一种或多种复配。
6.如权利要求3所述的一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于，其他添加剂为缓蚀剂、有机染料和无机染料中的一种或多种。
7.如权利要求3所述的一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于，所述步骤S140中；处理过程为，将焊带浸润到第二助焊剂中，使第二助焊剂均匀包裹焊带。
8.如权利要求3所述的一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于：第一助焊剂的成分包括氯化铵和氯化锌。
9.如权利要求3所述的一种无主栅光伏组件生产方法，其特征在于，第二助焊剂包括溶剂0％～10％；活化剂60％～80％；表面活性剂4％～6％；成膜剂1％～5％；其他添加剂1％～20％。
10.一种无主栅光伏组件，其特征在于，所述无主栅光伏组件由权利要求1至9任一权利要求所述的无主栅光伏组件生产方法制得。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202410182793.7A CN118039739A (zh) | 2024-02-19 | 2024-02-19 | 一种无主栅光伏组件生产方法及无主栅光伏组件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202410182793.7A CN118039739A (zh) | 2024-02-19 | 2024-02-19 | 一种无主栅光伏组件生产方法及无主栅光伏组件 |
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| CN118039739A true CN118039739A (zh) | 2024-05-14 |
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Family Applications (1)
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| CN202410182793.7A Pending CN118039739A (zh) | 2024-02-19 | 2024-02-19 | 一种无主栅光伏组件生产方法及无主栅光伏组件 |
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|---|---|
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2024
- 2024-02-19 CN CN202410182793.7A patent/CN118039739A/zh active Pending
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