CN203746866U - 金属穿孔卷绕太阳能电池和太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了金属穿孔卷绕太阳能电池和太阳能电池组件，所述金属穿孔卷绕太阳能电池包括：电池片，第一电极和第二电极，且第二电极表面与第一电极表面相对；金属穿孔，贯穿第一电极表面和第二电极表面，从而在第二电极表面上形成第一电极孔；绝缘结构，附着在第二电极表面上的由至少一组第一电极孔限定的区域上，且未覆盖所述至少一组第一电极孔。本实用新型还提供了一种金属穿孔卷绕太阳能电池组件，包括多个前述金属穿孔卷绕太阳能电池，多条第一焊带和多条第二焊带，第一焊带与第二电极表面的第一电极孔连接，且绝缘结构位于第一焊带和第二电极表面之间，从而克服了金属穿孔卷绕太阳能电池在串联成电池组件时第一电极和第二电极之间容易短路的缺陷。

Description

金属穿孔卷绕太阳能电池和太阳能电池组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其是使用金属穿孔卷绕技术的太阳能晶硅电池。

背景技术

近年来金属穿孔卷绕(MWT)技术被广泛应用到太阳能电池领域中，通过激光或者其他方法在电池片上实现穿孔的工艺，达到将原电极引到同一面上的目的，通过减少主栅线遮光面积增加电池的转化效率。带有MWT的电池片作为一种新兴技术，提高了电池的效率，降低了单位发电成本。但是，传统的MWT电池片没有绝缘保护，在多个电池片连接成电池组件时正负极存在短路的风险。带有MWT的电池片需要额外的绝缘保护，对生产工艺提出了挑战。

为了克服这一问题，现有技术提出将导电层、太阳能电池、密封剂、玻璃片层压到背板上的方案。如英利能源(中国)有限公司在中国提出的发明专利申请(申请公布号CN102623574A)——“MWT结构太阳能电池组件及其制造方法”。申请文本记载：“在太阳能电池的正面电极上的第一指定位置制备贯穿太阳能电池厚度方向的电极引出孔；然后在背板上与第一指定位置对应的第二指定位置铺设导电胶；将太阳能电池铺设在背板上，第一指定位置和第二指定位置相对，将导电胶注入电极引出孔，实现导电胶与硅片上的正面电极导通；继续对背板进行层压等工序，最终获得具有MWT结构太阳能电池组件。”此制备方法制造获得的太阳能电池组件能保证电池片的导电性能，但在制作过程中，要求电池正面电极上的第一指定位置与背板上的第二指定位置相对应，这对现有的手动对齐工艺提出了苛刻的要求，手动对齐根本无法满足电池和背板之间精准的相对位置。此外，在将太阳能电池铺设在背板上后还需经过多条加工工序，如在铺设太阳能电池过程中，背板上需在预定位置铺设与太阳能电池负极相连通的导电胶等工序，这种方案对材料和生产工艺的要求非常高，对多道生产过程的影响非常大，成本非常高。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的生产工艺要求高、影响大、成本高的问题，本实用新型的目的是提供一种新的MWT太阳能电池结构以及MWT太阳能电池连接成太阳能电池组件的结构，太阳能电池片上附着有绝缘结构，该绝缘结构不仅具有良好的绝缘性能，克服了MWT太阳能电池正负极之间容易短路的缺陷，而且其附着工艺与现有电池片的通用工艺非常接近，可以共用原有设备，从而降低对其它生产过程的影响，为生产者节省成本。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

本实用新型提供了金属穿孔卷绕太阳能电池，包括：

电池片，所述电池片包括作为第一电极的第一电极表面和作为第二电极的第二电极表面，所述第二电极与所述第一电极电性相反，且所述第二电极表面与所述第一电极表面相对；

金属穿孔，所述金属穿孔贯穿所述第一电极表面和第二电极表面，将所述第一电极引到所述第二电极表面，从而在所述第二电极表面上形成第一电极孔；

绝缘结构，所述绝缘结构附着在所述第二电极表面上的由至少一组所述第一电极孔限定的区域上，且所述绝缘结构未覆盖所述至少一组第一电极孔。

作为本实用新型的进一步特征，所述第一电极为负极，第二电极为正极。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘结构包括绝缘涂层。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘涂层为硅树脂层。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘涂层的厚度为1微米至50微米。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘涂层的厚度为5微米至20微米。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带的厚度为15微米。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘结构包括绝缘胶带。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带由上而下依次包括绝缘层、压敏胶层。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带由上而下依次包括绝缘层、热熔胶层。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带由上而下依次包括压敏胶层、绝缘层、压敏胶层。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带由上而下依次包括热熔胶层、绝缘层、热熔胶层。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带由上而下依次包括压敏胶层、绝缘层、热熔胶层。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带由上而下依次包括热熔胶层、绝缘层、压敏胶层。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带的厚度为5微米至300微米。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带的厚度为25微米至150微米。

作为本实用新型的进一步特征，所述绝缘胶带的厚度为130微米。

本实用新型还提供了一种太阳能电池组件，包括：

多个本实用新型提供的金属穿孔卷绕太阳能电池；

多条第一焊带，每条第一焊带与所述多个金属穿孔卷绕太阳能电池中的一个电池的第二电极表面上的至少一组第一电极孔电连接，且在每个所述金属穿孔卷绕太阳能电池上，所述绝缘结构位于所述第一焊带与所述第二电极表面之间；

多条第二焊带，每条第二焊带与所述多个金属穿孔卷绕太阳能电池中的一个电池的第二电极表面上的、未被所述绝缘结构覆盖且不同于所述第一电极孔的一个或多个区域电连接；

其中，所述多个金属穿孔卷绕太阳能电池之间通过所述多条第一焊带和所述多条第二焊带形成电连接，使得所述多个太阳能电池中的每一个太阳能电池的第一焊带和／或第二焊带与其相邻的至少一个太阳能电池的第二焊带和／或第一焊带电连接。

作为本实用新型的进一步特征，在第二电极表面包括第二电极点，第二焊带与第二电极点相连。

作为本实用新型的进一步特征，所述第一电极为负极，第二电极为正极。

本实用新型提供的金属穿孔卷绕太阳能电池和太阳能电池组件，能够通过简易工艺实现绝缘目的，绝缘性能良好，同时又降低了生产成本。

本实用新型能够实现的其它实用新型目的以及可以取得的其它技术效果将在下述的具体实施方式中结合对具体实施例的描述和附图的示意进行阐述。

附图说明

为了让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是根据本实用新型的某些优选实施方式提供的金属穿孔卷绕太阳能电池的结构示意图；

图2是根据本实用新型的某些优选实施方式提供的太阳能电池组件的结构示意图；

图3是附着于电池片上的绝缘胶带优选结构之一；

图4是附着于电池片上的绝缘胶带优选结构之二；

图5是附着于电池片上的绝缘胶带优选结构之三；

图6是附着于电池片上的绝缘胶带优选结构之四；

图7是附着于电池片上的绝缘胶带优选结构之五；

图8是附着于电池片上的绝缘胶带优选结构之六；

图9绝缘涂层的差示扫描量热(DSC)测试结果。

具体实施方式

除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等。

除非另外指明，否则实施例所用的原料，均为市售工业品，通过商业渠道可以购得。

如图1所示，本实用新型提供金属穿孔卷绕太阳能电池，位于电池片1下表面的是负极(或第一电极)2，位于电池片1上表面的是正极(或第二电极)3，通过金属穿孔卷绕技术，将负极2通过金属穿孔4引到正极3表面上，在正极3表面形成负极孔(或第一电极孔)5，在负极孔5周围的正极3表面附着有绝缘结构6。此绝缘结构6可以是包括硅树脂层的绝缘涂层，通过丝网印刷的方式涂在负极孔5周围的正极3表面处，如图1所示区域。绝缘涂层的厚度为1微米至50微米范围之内。

优选地，绝缘涂层的厚度为5微米至20微米。

优选地，绝缘涂层的厚度为15微米。

经烘干后绝缘涂层与电池片保持很好的附着。为了取得更好的粘接效果，可以进行短时间极高温处理。

如图2所示，本实用新型提供太阳能电池组件，在金属穿孔卷绕太阳能电池经过上述处理后，在一块金属穿孔卷绕太阳能电池上，将第一焊带7与正极3表面的负极孔5可以通过焊点焊接的方式相连接，第二焊带8与正极3表面相连接，更具体的，可以在正极3表面形成规则排列的正极点9，第二焊带8与正极点9可以通过焊点焊接的方式相连接。相邻的金属穿孔卷绕太阳能电池正负极相连，即与前一块金属穿孔卷绕太阳能电池相连的第二焊带8和与后一块金属穿孔卷绕太阳能电池相连的第一焊带7连接，构成太阳能电池组件。其中，绝缘涂层将第一焊带7和正极3表面隔开，有效防止同一块电池正负极相连而短路的问题，同时，又不影响相邻电池正负极相连。

性能测试：

1.绝缘涂层粘度测试

在测试温度25℃时，通过Brookfield Viscometer DV-II型粘度检测仪进行粘度检测，测得绝缘涂层在不同转速下的粘度，从而了解其触变性能，将测得的结果记录于表1。另外，通过Brookfield Viscometer DV-II型粘度检测仪测油墨印刷样品在不同转速下的粘度，并与绝缘涂层的粘度进行对比，测得的结果记录于表1。通过实验测试比对，绝缘涂层的触变性与传统的油墨印刷涂料触变性接近，可以较好地附着在电池片表面。同时，可以使用传统的油墨印刷设备与工艺，无需特殊生产设备。

表1绝缘涂层粘度测试结果

2.固化测试

绝缘涂层在230℃下固化20分钟后，通过差示扫描量热法(DSC)观察其热流变化，如图9所示，固化后的绝缘涂层其玻璃化转变温度高于210℃，说明该涂层在正常的环境温度下可以保持稳定。

在实际应用中，230℃下保持30分钟可以使该绝缘涂层充分固化。且其玻璃化转变温度可高于210℃。

3.高温耐受测试

将所述金属穿孔卷绕太阳能电池在400℃下保持15秒，通过观察，外观无异常。通过万用表测试，其绝缘性能仍高于1*10⁸欧姆。该绝缘涂层具有良好的绝缘性能，能满足金属穿孔卷绕太阳能电池对绝缘的需求。

与上述实施例不同，本实用新型还可以使用绝缘胶带代替绝缘涂层，先根据金属穿孔排列的距离对绝缘胶带进行打孔，再通过粘接方式，将绝缘胶带固定在电池片表面，同样能够满足金属穿孔卷绕太阳能电池对绝缘的需求。

实施例1

将从迈图(Momentive)公司购买的Momentive品牌TSR144涂料，通过丝网印刷的方式涂在金属穿孔卷绕太阳能电池负极孔5周围的正极3表面处，经230℃加热30分钟，烘干后绝缘涂层固化在电池正极3表面，并与电池保持很好的附着。

实施例2

使用3M公司生产的EPE9131绝缘胶带，先根据电池片1上金属穿孔4排列的距离对绝缘胶带进行打孔，通过绝缘胶带固有的黏性将绝缘胶带粘接在电池片1的负极孔5周围。

实施例3

使用如图3所示结构的绝缘胶带，包括一层绝缘层10，绝缘层厚度为50微米，在绝缘层10下面有一层压敏胶层11，压敏胶层厚度为10微米，可以使用实施例2的方法，将绝缘胶带粘接在电池片1的负极孔5周围。

实施例4

使用如图4所示结构的绝缘胶带，包括一层绝缘层10，绝缘层厚度为100微米，在绝缘层10下面有一层热熔胶层12，热熔胶层厚度为30微米，可以使用实施例2的方法对绝缘胶带进行打孔，并通过热贴附方式将绝缘胶带粘接在电池片1的负极孔5周围。

实施例5

使用如图5所示结构的绝缘胶带，由上而下依次为压敏胶层11、绝缘层10、压敏胶层11，绝缘层10的厚度为50微米，压敏胶层的厚度为10微米，可以使用实施例2的方法，将绝缘胶带一面粘接在电池片1的负极孔5周围。绝缘胶带的另一面可以与第一焊带7相粘接，起到预固定第一焊带7作用，方便第一焊带7与负极孔5焊接，使第一焊带7在焊接时不易移位。

实施例6

使用如图6所示结构的绝缘胶带，由上而下依次为热熔胶层12、绝缘层10、热熔胶层12，绝缘层10的厚度为100微米，热熔胶层12的厚度为30微米，可以使用实施例4的方法，将绝缘胶带一面粘接在电池片1的负极孔5周围。绝缘胶带的另一面可以通过热贴附的方式与第一焊带7相粘接，起到预固定第一焊带7作用，方便第一焊带7与负极孔5焊接，使第一焊带7在焊接时不易移位。

实施例7

使用如图7所示结构的绝缘胶带，由上而下依次为压敏胶层11、绝缘层10、热熔胶层12，绝缘层10的厚度为100微米，压敏胶层的厚度为10微米，热熔胶层的厚度为30微米，可以使用实施例4的方法，将绝缘胶带热熔胶层12粘接在电池片1的负极孔5周围。绝缘胶带的压敏胶层11可以与第一焊带7相粘接，起到预固定第一焊带7作用，方便第一焊带7与负极孔5焊接，使第一焊带7在焊接时不易移位。

实施例8

使用如图8所示结构的绝缘胶带，由上而下依次为热熔胶层12、绝缘层10、压敏胶层11，绝缘层10的厚度为100微米，热熔胶层的厚度为30微米，压敏胶层的厚度为10微米，可以使用实施例2的方法，将绝缘胶带压敏胶层11粘接在电池片1的负极孔5周围。绝缘胶带的热熔胶层12可以通过热贴附的方式与第一焊带7相粘接，起到预固定第一焊带7作用，方便第一焊带7与负极孔5焊接，使第一焊带7在焊接时不易移位。

本实用新型提供的金属穿孔卷绕太阳能电池和太阳能电池组件，不仅克服了有金属穿孔的电池片正负极之间容易短路的缺陷，而且其施工工艺与现有的通用工艺非常接近，可以共用原有设备，不影响后续加工，在成本上有较好的控制，从而节省资源。

上述本实用新型的具体实施例仅例示性的说明了本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，熟知本领域的技术人员应明白，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，对本实用新型所作的任何改变和改进都在本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围由所附的权利要求限定。

Claims (20)

1.一种金属穿孔卷绕太阳能电池，包括：

电池片，所述电池片包括作为第一电极的第一电极表面和作为第二电极的第二电极表面，所述第二电极与所述第一电极电性相反，且所述第二电极表面与所述第一电极表面相对；

金属穿孔，所述金属穿孔贯穿所述第一电极表面和第二电极表面，将所述第一电极引到所述第二电极表面，从而在所述第二电极表面上形成第一电极孔；

绝缘结构，所述绝缘结构附着在所述第二电极表面上的由至少一组所述第一电极孔限定的区域上，且所述绝缘结构未覆盖所述至少一组第一电极孔。

2.根据权利要求1所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述第一电极为负极，第二电极为正极。

3.根据权利要求1所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘结构包括绝缘涂层。

4.根据权利要求3所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘涂层为硅树脂层。

5.根据权利要求3或4所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘涂层的厚度为1微米至50微米。

6.根据权利要求3或4所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘涂层的厚度为5微米至20微米。

7.根据权利要求3或4所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘涂层的厚度为15微米。

8.根据权利要求1所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘结构包括绝缘胶带。

9.根据权利要求8所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带由上而下依次包括绝缘层、压敏胶层。

10.根据权利要求8所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带由上而下依次包括绝缘层、热熔胶层。

11.根据权利要求8所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带由上而下依次包括压敏胶层、绝缘层、压敏胶层。

12.根据权利要求8所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带由上而下依次包括热熔胶层、绝缘层、热熔胶层。

13.根据权利要求8所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带由上而下依次包括压敏胶层、绝缘层、热熔胶层。

14.根据权利要求8所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带由上而下依次包括热熔胶层、绝缘层、压敏胶层。

15.根据权利要求8至14中任一权利要求所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带的厚度为5微米至300微米。

16.根据权利要求8至14中任一权利要求所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带的厚度为25微米至150微米。

17.根据权利要求8至14中任一权利要求所述的金属穿孔卷绕太阳能电池，其特征在于：所述绝缘胶带的厚度为130微米。

18.一种太阳能电池组件，包括：

多个如权利要求1所述的金属穿孔卷绕太阳能电池；

多条第一焊带，每条第一焊带与所述多个金属穿孔卷绕太阳能电池中的一个电池的第二电极表面上的至少一组第一电极孔电连接，且在每个所述金属穿孔卷绕太阳能电池上，所述绝缘结构位于所述第一焊带与所述第二电极表面之间；

多条第二焊带，每条第二焊带与所述多个金属穿孔卷绕太阳能电池中的一个电池的第二电极表面上的、未被所述绝缘结构覆盖且不同于所述第一电极孔的一个或多个区域电连接；

其中，所述多个金属穿孔卷绕太阳能电池之间通过所述多条第一焊带和所述多条第二焊带形成电连接，使得所述多个太阳能电池中的每一个太阳能电池的第一焊带和／或第二焊带与其相邻的至少一个太阳能电池的第二焊带和／或第一焊带电连接。

19.根据权利要求18所述的太阳能电池组件，其特征在于：在第二电极表面包括第二电极点，第二焊带与第二电极点相连。

20.根据权利要求18或19所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述第一电极为负极，第二电极为正极。