CN210640262U - 高效光伏焊带 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效光伏焊带，导电基带具有两个侧面，两个侧面的上端相互靠近构成窄部，下端相互远离构成宽部，导电基带的两侧均至少设有一个团聚结构，使焊接后覆盖在导电基带侧面的焊料外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光复用面，通过团聚结构的设置，使导电基带两个侧面上的焊料层熔化后发生团聚，并在焊接完成后，使焊带两侧的外表面能够呈现近似倾斜平面的形态，从而确保焊带两侧的外表面均能够趋近于预设有效反光复用面。一方面提升有效反光复用面积，同时使得焊带两侧外表面的反光能够大部分或全部在光伏电池组件的玻璃与空气界面层发生全反射，或者直接被反射到电池片表面，从而实现对焊带反光复用率的优化。

Description

高效光伏焊带

技术领域

本实用新型涉及光伏焊带技术领域，尤其是涉及一种高效光伏焊带。

背景技术

焊带又称互连带或汇流带，是光伏组件焊接过程中的重要原材料，焊带通常是通过焊接或导电胶粘结的方式将电池片互相连接和汇流电流，焊带质量的好坏将直接影响到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率有相当影响。如何通过焊带的异构化，来增加组件表面遮光复用率，降低碎片率，一直是焊带行业研究的课题之一。

由于太阳光在光伏电池组件的玻璃与空气界面层发生全反射的临界角为42°左右，因此焊带上的反光入射到光伏组件的玻璃与空气界面层的入射角大于或等于该临界角时，太阳光将会在光伏组件的玻璃与空气界面层发生全反射，从而使发生全反射的太阳光重新参与光电转换，此部分焊带上的反光称之为有效反光；焊带其余反光无法满足全反射的要求，会穿过光伏电池组件的玻璃，从而无法被利用；

目前，市面上的异构焊带按其横截面轮廓来分主要有三类，分别为横截面轮廓为矩形的矩形焊带、横截面轮廓为圆形的圆形焊带及横截面轮廓为三角形的三角形焊带；其中，矩形焊带的使用率最高；

上述三种类型的焊带其各自的反光复用能力具体分析如下：

关于矩形焊带，如本申请人名下的中国专利CN104157712B所给出的一种异构高效光伏焊带及导电基带的制备方法和生产线，及中国专利CN104157712B所给出的一种光伏焊带，其所公开的焊带均是通过在矩形焊带的上表面设置特定设计的V型槽，使V型槽的反光能够大部分或全部在光伏电池组件的玻璃与空气界面层发生全反射，发生全反射的太阳光会重新回到电池表面参与光电转换，以此来解决焊带遮光的复用问题，提升(光伏)组件的功率。此种设计的优势在于可以在传统电池串焊机上即插即用，对串焊设备无特殊改造要求，劣势在于焊料融化后会对V形槽形成部分填充，带来反光复用面积下降，导致反光复用能力仍有提升空间。

关于横截面为圆形的圆形焊带，如中国专利CN106825981B所给出的用于太阳能电池的导电焊丝及其制备方法，其主要利用横截面为圆形的导电焊丝来减少遮光面积，从而增加电池板的光电转换效率；但是此类横截面为圆形的焊带：1)表面反光到达光伏电池组件的玻璃与空气界面层时，有相当部分(23.6％)的反光构不成全反射，也即会穿过光伏电池组件的玻璃，从而无法被利用；2)相同导电截面积下，需要较大的焊丝高度，从而带来如下问题：a)需要较厚的EVA/POE对光伏组件进行封装，制造成本升高；b)户外阳光斜射时会有更长的焊丝阴影遮挡电池，带来有效实用发电量增加远低于焊丝名义反光复用增益应该带来的发电量增加。

关于横截面为三角形的三角形焊带，如中国专利CN106784102A所给出的光伏焊带，其主要利用三角形性的斜面进行反光复用；如图1所示。虽然三角形焊带在设计构想上拟提供两个为斜面的斜边作为有效侧面，意在增加有效反光复用面积，但是其并未考虑到焊接时三角形焊带上的焊料层对斜边会产生破坏。本实用新型人发现该三角形焊带在实际焊接时，其斜边上的焊料层熔化后会在斜边的中间部位产生团聚，(熔化后斜边上的液态焊料向下流动并在斜边的中间产生逐渐堆积，而后拉动斜边上下两端的液态焊料向中间聚拢)，致使焊接后，焊带的两个斜边由斜面变为中间大幅度外突的类似圆弧型的表面，简称弧形面，而弧形面的为逐渐倾斜的结构，会类似圆焊丝表面带来导致反光复用能力损失。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中三角形焊带在焊接时，因焊料会在斜边的中间部位产生团聚，致使三角形焊带的两个斜边变成中间大幅度外突的弧形面，导致其反光复用能力降低的问题，现提供一种高效光伏焊带。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效光伏焊带：包括导电基带，所述导电基带外包覆有焊料层，所述导电基带具有两个侧面，两个侧面的上端相互靠近构成窄部，下端相互远离构成宽部，所述导电基带的两侧均至少设有一个团聚结构，使覆盖在导电基带侧面的外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光复用面。

上述方案中，通过团聚结构的设置，使导电基带两个侧面上的焊料层熔化后发生团聚，并在焊接完成后，使焊带两侧的外表面能够呈现近似倾斜平面的形态，从而确保焊带两侧的外表面均能够趋近于预设有效反光复用面。一方面提升有效反光复用面积，同时使得焊带两侧外表面的反光能够大部分或全部在光伏电池组件的玻璃与空气界面层发生全反射，或者直接被反射到电池片表面，从而实现对焊带反光复用率的优化。

进一步的，所述团聚结构为位于侧面上向内凹陷的团聚槽。

进一步的，每个侧面上的团聚槽均有一个，且连接窄部和宽部，该团聚槽的最深处位于其所在侧面的中间部位，并以此处为团聚中心，并将团聚槽上下两端的焊料向团聚中心拉拢、汇聚，使焊带两侧的外表面能够呈现近似倾斜平面的形态。

进一步的，每个侧面上的团聚槽均至少间隔分布有两个，每个团聚槽的最深处为团聚中心，并将团聚槽上下两端的焊料向团聚中心拉拢、汇聚，使焊带两侧的外表面的至少两个团聚点能够连接呈现近似倾斜的平面。

进一步的，所述团聚槽的横截面形状为弧形、V型或梯形。

进一步的，所述团聚结构包括设置在侧面底部的翅片部，所述翅片部的上表面与其所在侧的侧面对接，对接处的焊料在熔化后易抱团，形成较大的团聚点，并拉动侧面上及翅片端部的焊料向其靠近、汇聚，使焊带两侧的外表面能够呈现近似倾斜平面的形态。

进一步的，所述侧面为斜面、向内凹陷的圆弧面、向外凸出的圆弧面。

进一步的，所述翅片部的上表面为斜面、向下凹陷的曲面、向上凸起的曲面或与宽部平行的平面。

进一步的，所述翅片的高度h为0.01mm≤h≤0.3mm。

进一步的，所述翅片的宽度L为0.01mm≤L≤0.3mm。

进一步的，所述侧面的长度a为0.01mm≤a≤0.5mm。

进一步的，所述窄部的宽度La与宽部的宽度Lb之间的比值范围为0.01-0.5。

进一步的，所述焊带两侧的预设有效反光面之间的夹角θ为72°≤θ≤101.5°。

进一步的，所述焊带两侧的预设有效反光面之间的夹角θ为83.6°≤θ≤95.7°。

进一步的，所述导电基带的两个侧面相互对称设置。

进一步的，所述窄部和宽部均为近似平面，其中，窄部和宽部分别存在与其对应的虚拟平面，窄部或者宽部表面的任何一个点到其所对应虚拟平面的垂直距离小于0.03mm，上述两个虚拟平面之间的夹角不大于15°。

进一步的，上述两个虚拟平面相互平行。

进一步的，所述焊料层均匀地包覆在导电基带外，焊料层厚度最大值和最小值之差不超过0.015mm。

进一步的，所述焊料层的厚度b为0.007mm≤b≤0.025mm。

本实用新型的有益效果是:本实用新型的高效光伏焊带，通过团聚结构的设置，使导电基带两个侧面上的焊料层熔化后发生团聚，并在焊接完成后，使焊带两侧的外表面能够呈现近似倾斜平面的形态，从而确保焊带两侧的外表面均能够趋近于预设有效反光复用面。一方面提升有效反光复用面积，同时使得焊带两侧外表面的反光能够大部分或全部在光伏电池组件的玻璃与空气界面层发生全反射，或者直接被反射到电池片表面，从而实现对焊带反光复用率的优化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是三角形焊带在焊接完成后的反光图；

图2是本实用新型中实施例1的横截面示意图；

图3是本实用新型中实施例1在焊接完成后的焊料分布示意图；

图4是本实用新型中实施例1的焊带在熔融后的金相结构图；

图5是本实用新型中实施例1在焊接完成后的反光图；

图6是本实用新型中实施例1在焊接完成后的反光图；

图7是本实用新型中实施例2的横截面示意图；

图8是本实用新型中实施例2在焊接完成后的焊料分布示意图；

图9是本实用新型中实施例3的横截面示意图；

图10是本实用新型中实施例3在焊接完成后的焊料分布示意图；

图11是本实用新型中实施例4的横截面示意图；

图12是本实用新型中实施例4在焊接完成后的焊料分布图；

图13是本实用新型中实施例5的横截面示意图；

图14是本实用新型中实施例5在焊接完成后的焊料分布图；

图15是本实用新型中实施例6的横截面示意图；

图16是本实用新型中实施例6在焊接完成后的焊料分布图；

图中：1.导电基带，2.焊料层，3.侧面，4.窄部，5.宽部，6.有效反光面，7.团聚槽，8.翅片部，h.翅片的高度，L.翅片的宽度，a.侧面的长度，La.窄部的宽度，Lb.宽部的宽度，θ.焊带两侧的有效反光面之间的夹角，b.焊料层的厚度。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

定义入射光与光伏组件玻璃表面法线之间的夹角为入射角。对于固定安装的光伏组件，记录日出时的入射角为-90°，正午时入射角为0°，日落时入射角为+90°。

本实用新型中焊带两侧的预设有效反光面6之间的夹角θ在72°至101.5°之间时，可保证在入射角在-60°到+60°之间时双斜边的反射光均可返回到电池表面被复用，选择夹角θ在83.6至95.7之间时，可保证入射角在-90°到+90°之间(也即全天)时双斜边的反射光均可返回到电池表面被复用。

导电基带1可采用铜或铜合金，采用通用圆焊丝串焊机进行自动焊接。由于本实用新型的焊带窄部4与宽部5和电池电极的接触宽度，均大于普通圆焊丝与电池电极的接触宽度，在通用圆焊丝串焊机上可以即插即用，焊接拉力大于等于圆焊丝。

实施例1：

如图2、图3和图4所示，一种高效光伏焊带：包括导电基带1，所述导电基带1外包覆有焊料层2，所述导电基带1具有两个侧面3，两个侧面3的上端相互靠近构成窄部4，下端相互远离构成宽部5，所述导电基带1的两侧均至少设有一个团聚结构，使覆盖在导电基带1侧面3的外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光面6；

团聚结构包括设置在侧面3底部的翅片部8，翅片部8的上表面与其所在侧的侧面3对接，侧面3为由上至下向外倾斜的斜面，翅片部8的上表面为与宽部5平行的平面。

翅片的高度h为0.01mm≤h≤0.3mm，翅片的宽度L为0.025mm；侧面3的长度a为0.30mm；焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。焊接后，焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线，最大深度为：0.007mm，即焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。

窄部4为宽度宽度La为0.06mm；

通过电镀的方式将锡铅焊料均匀的制备到上述的导电基带1上，焊料层2的厚度b为0.015mm；

采用9主栅22.0％单晶Perc电池片，半片结构，72片组件板型，采用通用圆焊丝串焊机进行自动焊接。因为无论宽部和窄部与电池接触宽度均大于圆焊丝，本实用新型的焊接质量优于圆焊丝。对比相同截面积的圆焊丝，本实用新型提升组件功率约2.7瓦左右。

如图5和图6所示，为本实施例在焊接完成后焊带的反光图

实施例2：

如图7和图8所示，一种高效光伏焊带：包括导电基带1，所述导电基带1外包覆有焊料层2，所述导电基带1具有两个侧面3，两个侧面3的上端相互靠近构成窄部4，下端相互远离构成宽部5，所述导电基带1的两侧均至少设有一个团聚结构，使覆盖在导电基带1侧面3的外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光面6；

团聚结构为位于侧面3上向内凹陷的团聚槽7。

每个侧面3上的团聚槽7均至少间隔分布有两个，该团聚槽7的横截面形状为弧形、V型或梯形，其中，团聚槽7的最大深度处位于侧面3的中间部位，且团聚槽7的最大深度深度为：0.02mm；侧面3的长度a为0.27mm；焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。焊接后，焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线，最大深度为：0.01mm，即焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。

窄部4为宽度宽度La为0.05mm；

通过电镀的方式将锡铅焊料近似均匀的制备到上述的导电基带1上，焊料层2的厚度b为0.014mm；

采用9主栅22.0％单晶Perc电池片，半片结构，72片组件板型，采用通用圆焊丝串焊机进行自动焊接。因为无论宽部和窄部与电池接触宽度均大于圆焊丝，本实用新型的焊接质量优于圆焊丝。对比相同截面积的圆焊丝，本实用新型提升组件功率约2.4瓦左右。

实施例3

如图9和图10所示，一种高效光伏焊带：包括导电基带1，所述导电基带1外包覆有焊料层2，所述导电基带1具有两个侧面3，两个侧面3的上端相互靠近构成窄部4，下端相互远离构成宽部5，所述导电基带1的两侧均至少设有一个团聚结构，使得自动串焊完成后覆盖在导电基带1侧面3的外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光面6；

团聚结构为位于侧面3上向内凹陷的团聚槽7。

每个侧面3上的团聚槽7均有一个，该团聚槽7的横截面形状为弧形、V型或梯形，且连接窄部4和宽部5，其中，团聚槽7的最大深度处位于侧面3的中间部位，且团聚槽7的最大深度深度为：0.03mm；侧面3的长度a为0.21mm；焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。焊接后，焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线，最大深度为：0.008mm，即焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。

窄部4的宽度La为0.03mm；

通过电镀的方式将锡铅焊料近似均匀的制备到上述的导电基带1上，焊料层2的厚度b为0.015mm；

采用9主栅22.0％单晶Perc电池片，半片结构，60片组件板型，采用通用圆焊丝串焊机进行自动焊接。因为无论宽部和窄部与电池接触宽度均大于圆焊丝，本实用新型的焊接质量优于圆焊丝。对比相同截面积的圆焊丝，本实用新型提升组件功率约2.1瓦。

实施例4

如图11和图12所示，一种高效光伏焊带：包括导电基带1，所述导电基带1外包覆有焊料层2，所述导电基带1具有两个侧面3，两个侧面3的上端相互靠近构成窄部4，下端相互远离构成宽部5，所述导电基带1的两侧均至少设有一个团聚结构，使覆盖在导电基带1侧面3的外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光面6；

团聚结构包括设置在侧面3底部的翅片部8，翅片部8的上表面与其所在侧的侧面3对接，侧面3为由上至下向外倾斜的斜面，翅片部8的上表面为为由上至下向外倾斜的斜面，侧面3与宽部5下表面之间的夹角及翅片部8的上表面与宽部5下表面之间的夹角均为锐角，且侧面3与宽部5下表面之间的夹角＞翅片部8的上表面与宽部5下表面之间的夹角。

翅片的高度h为0.01mm≤h≤0.3mm，翅片的宽度L为0.025mm；侧面3的长度a为0.20mm；焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线。焊接后，焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线，最大深度为：0.01mm，即焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。

窄部4为宽度宽度La为0.05mm；

通过电镀的方式将锡铅焊料均匀的制备到上述的导电基带1上，焊料层2的厚度b为0.014mm；

采用9主栅22.0％单晶Perc电池片，半片结构，60片组件板型，采用通用圆焊丝串焊机进行自动焊接。因为无论宽部和窄部与电池接触宽度均大于圆焊丝，本实用新型的焊接质量优于圆焊丝。对比相同截面积的圆焊丝，本实用新型提升组件功率约2.1瓦。

实施例5

如图13和图14所示，一种高效光伏焊带：包括导电基带1，所述导电基带1外包覆有焊料层2，所述导电基带1具有两个侧面3，两个侧面3的上端相互靠近构成窄部4，下端相互远离构成宽部5，所述导电基带1的两侧均至少设有一个团聚结构，使覆盖在导电基带1侧面3的外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光面6；

团聚结构包括设置在侧面3底部的翅片部8，翅片部8的上表面与其所在侧的侧面3对接，侧面3为向内凹陷的圆弧面，翅片部8的上表面为与宽部5平行的平面。

翅片的高度h为0.01mm≤h≤0.3mm，翅片的宽度L为0.015mm；侧面3的长度a为0.17mm；焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线。焊接后，焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线，最大深度为：0.009mm，即焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。

窄部4为宽度宽度La为0.05mm；

通过电镀的方式将锡铅焊料均匀的制备到上述的导电基带1上，焊料层2的厚度b为0.015mm；

采用9主栅22.0％单晶Perc电池片，半片结构，60片组件板型，采用通用圆焊丝串焊机进行自动焊接。因为无论宽部和窄部与电池接触宽度均大于圆焊丝，本实用新型的焊接质量优于圆焊丝。对比相同截面积的圆焊丝，本实用新型提升组件功率约2.0瓦。

实施例6

如图15和图16所示，一种高效光伏焊带：包括导电基带1，所述导电基带1外包覆有焊料层2，所述导电基带1具有两个侧面3，两个侧面3的上端相互靠近构成窄部4，下端相互远离构成宽部5，所述导电基带1的两侧均至少设有一个团聚结构，使覆盖在导电基带1侧面3的外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光面6；

团聚结构包括设置在侧面3底部的翅片部8，翅片部8的上表面与其所在侧的侧面3对接，侧面3为向外凸出的圆弧面，翅片部8的上表面为与宽部5平行的平面。

翅片的高度h为0.01mm≤h≤0.3mm，翅片的宽度L为0.03mm；侧面3的长度a为0.30mm；焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线，焊接后，焊带左右两侧外表面的横截面中外侧轮廓线接近于直线，最大深度为：0.012mm，即焊带的左侧外表面和右侧外表面均趋近于倾斜的斜面。

窄部4为宽度宽度La为0.07mm；

通过电镀的方式将锡铅焊料均匀的制备到上述的导电基带1上，焊料层2的厚度b为0.014mm；

采用9主栅22.0％单晶Perc电池片，半片结构，72片组件板型，采用通用圆焊丝串焊机进行自动焊接。因为无论宽部和窄部与电池接触宽度均大于圆焊丝，本实用新型的焊接质量优于圆焊丝。对比相同截面积的圆焊丝，本实用新型提升组件功率约2.1瓦左右。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (19)

1.一种高效光伏焊带：包括导电基带(1)，所述导电基带(1)外包覆有焊料层(2)，其特征在于：所述导电基带(1)具有两个侧面(3)，两个侧面(3)的上端相互靠近构成窄部(4)，下端相互远离构成宽部(5)，所述导电基带(1)的两侧均至少设有一个团聚结构，所述团聚结构被设置成焊料层(2)在熔化时以各团聚结构发生团聚，使得覆盖在导电基带(1)侧面(3)的焊料外表面趋近于倾斜的平面，该倾斜的平面为预设有效反光面(6)。

2.如权利要求1所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述团聚结构为位于侧面(3)上向内凹陷的团聚槽(7)。

3.如权利要求2所述的高效光伏焊带，其特征在于：每个侧面(3)上的团聚槽(7)均有一个，且连接窄部(4)和宽部(5)。

4.如权利要求2所述的高效光伏焊带，其特征在于：每个侧面(3)上的团聚槽(7)均至少间隔分布有两个。

5.如权利要求3或4所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述团聚槽(7)的横截面形状为弧形、V型或梯形。

6.如权利要求1所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述团聚结构包括设置在侧面(3)底部的翅片部(8)，所述翅片部(8)的上表面与其所在侧的侧面(3)对接。

7.如权利要求6所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述侧面(3)为斜面、向内凹陷的圆弧面、向外凸出的圆弧面。

8.如权利要求7所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述翅片部(8)的上表面为斜面、向下凹陷的曲面、向上凸起的曲面或与宽部(5)平行的平面。

9.如权利要求6-8任一项所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述翅片的高度h为0.01mm≤h≤0.3mm。

10.如权利要求6-8任一项所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述翅片的宽度L为0.01mm≤L≤0.3mm。

11.如权利要求10所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述侧面(3)的长度a为0.01mm≤a≤0.5mm。

12.如权利要求1所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述窄部(4)的宽度La与宽部(5)的宽度Lb之间的比值范围为0.01-0.5。

13.如权利要求1所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述焊带两侧的预设有效反光面(6)之间的夹角θ为72°≤θ≤101.5°。

14.如权利要求13所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述焊带两侧的预设有效反光面(6)之间的夹角θ为83.6°≤θ≤95.7°。

15.如权利要求1所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述导电基带(1)的两个侧面(3)相互对称设置。

16.如权利要求1所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述窄部(4)和宽部(5)均为近似平面，其中，窄部(4)和宽部(5)分别存在与其对应的虚拟平面，窄部(4)或者宽部(5)表面的任何一个点到其所对应虚拟平面的垂直距离小于0.03mm，上述两个虚拟平面之间的夹角不大于15°。

17.如权利要求16所述的高效光伏焊带，其特征在于：上述两个虚拟平面相互平行。

18.如权利要求1所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述焊料层(2)均匀地包覆在导电基带(1)外，焊料层(2)厚度最大值和最小值之差不超过0.015mm。

19.如权利要求18所述的高效光伏焊带，其特征在于：所述焊料层(2)的厚度b为0.007mm≤b≤0.025mm。

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