CN216450653U - 电池片和具有其的光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池片和具有其的光伏组件,电池片包括:电池片本体;多个副栅线,多个所述副栅线沿第一方向彼此间隔开地设在所述电池片本体的至少一侧表面上,每个所述副栅线沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸,至少一个所述副栅线为铜副栅线。根据本实用新型的电池片,通过将多个副栅线中的至少一个副栅线设置成铜副栅线,可以降低电池片的成本。当电池片应用于光伏组件时,可以降低光伏组件的成本,进而可以提高光伏组件的市场竞争力。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏技术领域,尤其是涉及一种电池片和具有其的光伏组件。
背景技术
随着光伏技术的发展,用户对光伏组件的功率要求也越来越高。
相关技术中,为了满足用户对光伏组件的功率要求,电池片的栅线通常由银浆印刷而成。然而,虽然银浆可以在一定程度上提高光伏组件的功率,但银浆的成本较高,这就造成光伏组件的成本过高,从而会影响上述光伏组件在市场上的竞争力。另外,银浆栅线的尺寸较大,使得设置在电池片上的栅线的数量较少,且银浆的电阻较大,从而会影响电池片的输出功率。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种电池片,可以极大地降低电池片的成本,提高光伏组件的市场竞争力。
本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述电池片的光伏组件。
根据本实用新型第一方面实施例的电池片,包括:电池片本体;多个副栅线,多个所述副栅线沿第一方向彼此间隔开地设在所述电池片本体的至少一侧表面上,每个所述副栅线沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸,至少一个所述副栅线为铜副栅线。
根据本实用新型实施例的电池片,通过将多个副栅线中的至少一个副栅线设置成铜副栅线,可以降低电池片的成本。当电池片应用于光伏组件时,可以降低光伏组件的成本,进而可以提高光伏组件的市场竞争力。
根据本实用新型的一些实施例,所述至少一个所述副栅线为铜丝。
根据本实用新型的一些实施例,多个所述副栅线包括:多个正面副栅线,多个所述正面副栅线均设在所述电池片本体的正面,多个所述正面副栅线沿所述第一方向彼此间隔开,每个所述正面副栅线沿所述第二方向延伸;多个背面副栅线,多个所述背面副栅线均设在所述电池片本体的背面,多个所述背面副栅线沿所述第一方向彼此间隔开,每个所述背面副栅线沿所述第二方向延伸。
根据本实用新型的一些实施例,所有的所述正面副栅线的遮挡所述电池片本体的正面的面积之和与所述电池片本体的正面的面积之比为λ1,其中,所述λ1满足:0.3%≤λ1≤3.2%。
根据本实用新型的一些实施例,相邻两个所述正面副栅线之间的距离为L1,其中,所述L1满足:0.7mm≤L1≤3.1mm。
根据本实用新型的一些实施例,所有的所述背面副栅线的遮挡所述电池片本体的背面的面积之和与所述电池片本体的背面的面积之比为λ2,其中,所述λ2满足:0.6%≤λ2≤6.4%。
根据本实用新型的一些实施例,相邻两个所述背面副栅线之间的距离为L2,其中,所述L2满足:0.35mm≤L1≤1.55mm。
根据本实用新型的一些实施例,所有的所述背面副栅线遮挡所述电池片本体的背面的面积之和大于等于所有的所述正面副栅线遮挡所述电池片本体的正面的面积之和。
根据本实用新型的一些实施例,所述背面副栅线的数量大于等于所述正面副栅线的数量。
根据本实用新型的一些实施例,所述正面副栅线的数量为N1,所述背面副栅线的数量为N2,其中,所述N1、N2分别满足:80≤N1≤240,120≤N2≤480。
根据本实用新型的一些实施例,当所述电池片为完整电池片的二分之一时,所述正面副栅线的数量为N3,所述背面副栅线的数量为N4,其中,所述N3、N4分别满足:40≤N3≤120,60≤N4≤240。
根据本实用新型的一些实施例,所述N3进一步满足:80≤N3≤120。
根据本实用新型的一些实施例,所述至少一个所述副栅线通过金属件与所述电池片本体连接。
根据本实用新型的一些实施例,所述金属件包括聚合物和导电粒子,所述聚合物包括有机硅聚合物和环氧聚合物中的至少一种,所述导电粒子包括镍、镍包碳、银包铜和银中的至少一种。
根据本实用新型的一些实施例,所述金属件为单层金属层或多层金属层,多层所述金属层中的相邻两层的成分不同。
根据本实用新型的一些实施例,所述至少一个所述副栅线的至少部分表面覆盖有抗氧化层。
根据本实用新型的一些实施例,所述抗氧化层为金属层或合金层中的至少一种,所述至少一个所述副栅线通过所述金属层和所述合金层中的所述至少一种与所述电池片本体连接。
根据本实用新型的一些实施例,当所述至少一个所述副栅线的至少部分表面覆盖有所述金属层时,所述金属层为锡层或银层。
根据本实用新型的一些实施例,所述抗氧化层在所述至少一个所述副栅线中的重量占比为W,其中,所述W满足:0%≤W≤5%。
根据本实用新型的一些实施例,所述至少一个所述副栅线的横截面形状为圆形、椭圆形、长圆形或多边形。
根据本实用新型的一些实施例,当所述至少一个所述副栅线的横截面形状为圆形时,所述副栅线的直径为D,其中,所述D满足:10μm≤D≤50μm。
根据本实用新型的一些实施例,当所述至少一个所述副栅线的横截面形状为梯形或三角形时,所述副栅线的最大宽度为W1,所述副栅线的高度为H1,其中,所述W1、H1分别满足:10μm≤W1≤50μm,10μm≤H1≤25μm。
根据本实用新型的一些实施例,所述电池片进一步包括:多个主栅线,多个所述主栅线沿所述第二方向彼此间隔开地设在所述电池片本体的所述表面上,每个所述主栅线沿所述第一方向延伸。
根据本实用新型的一些实施例,至少一个所述主栅线的材质与所述至少一个所述副栅线的材质不同。
根据本实用新型的一些实施例,至少一个所述主栅线为银浆主栅线。
根据本实用新型的一些实施例,所述主栅线的数量为N5,其中,所述N5满足:7≤N5≤20。
根据本实用新型的一些实施例,每个所述主栅线的宽度为W2,每个所述主栅线的高度为H2,其中,所述W2、H2分别满足:0.05mm≤W2≤0.2mm,8μm≤H2≤22μm。
根据本实用新型第二方面实施例的光伏组件,包括根据本实用新型上述第一方面实施例的电池片。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型实施例的电池片的示意图;
图2是根据本实用新型实施例的电池片沿第一方向的局部剖面图;
图3是根据本实用新型实施例的电池片沿第二方向的局部剖面图;
图4是根据本实用新型另一个实施例的电池片沿第二方向的局部剖面图;
图5是根据本实用新型再一个实施例的电池片沿第二方向的局部剖面图。
附图标记:
100:电池片;
1:电池片本体;11:n型单晶衬底;12:第一a-Si:H层;
13:n+掺杂a-Si:H层;14:第一TCO层;15:第二a-Si:H层;
16:p+掺杂a-Si:H层;17:第二TCO层;2:副栅线;
3:金属件;4:主栅线。
具体实施方式
下面参考图1-图5描述根据本实用新型第一方面实施例的电池片100。电池片100可以应用于光伏组件(图未示出),但不限于此。在本申请下面的描述中,以电池片100应用于光伏组件为例进行说明。
如图1-图5所示,根据本实用新型第一方面实施例的电池片100,包括电池片本体1和多个副栅线2。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
具体而言,多个副栅线2沿第一方向(例如,图1中的上下方向)彼此间隔开地设在电池片本体1的至少一侧表面上,每个副栅线2沿与第一方向垂直的第二方向(例如,图1中的左右方向)延伸。例如,在图1、图3、图4、和图5的示例中,电池片100可以大体为矩形,多个副栅线2可以均沿左右方向延伸且在上下方向上均匀间隔设置,且多个副栅线2均平行于电池片本体1的上侧边和下侧边。由此,通过设置上述多个副栅线2,当电池片100应用于光伏组件时,多个副栅线2可以将电池片本体1通过光生伏特效应所产生的电流引导出来,再通过光伏组件的多个互连结构件例如焊带将多个副栅线2上的电流收集并汇总。
至少一个副栅线2为铜副栅线。由于铜具有良好的导电性,且铜的电阻较小、成本较低。由此,通过将多个副栅线2中的至少一个副栅线2设置为铜副栅线,与传统的电池片相比,在保证电池片100的输出功率的同时,可以降低电池片100的成本,从而可以降低光伏组件的成本,提高光伏组件的市场竞争力。
其中,所有的副栅线2可以均为铜副栅线,可以保证电池片100的输出功率,且可以极大地降低电池片100的成本;或者,多个副栅线2中的一部分(即任意一个或任意几个)为铜副栅线,多个副栅线2中的另一部分可以为其它材质的副栅线2,例如,多个副栅线2中的上述另一部分可以为银浆副栅线。由此,电池片100可以具有较高的输出功率,且可以有效地降低电池片100的成本。
根据本实用新型实施例的电池片100,通过将多个副栅线2中的至少一个副栅线2设置成铜副栅线,可以极大地降低电池片100的成本。当电池片100应用于光伏组件时,可以降低光伏组件的成本,进而可以提高光伏组件的市场竞争力。
根据本实用新型的一些实施例,如图3所示,上述至少一个副栅线2为铜丝。由此,与传统的副栅线相比,一方面,铜丝的电阻率比银浆的电阻率小,铜丝的电阻率的取值范围一般为1.7×10-8Ω·m(欧姆·米)~1.8×10-8Ω·m(包括端点值),其中,在温度为20℃时,铜丝的电阻率为1.75×10-8Ω·m,由此,可以减小电池片100在第一方向(即横向传输电阻)上的电阻,提高电池片100的输出功率;另一方面,铜丝的延展性低于银浆,可以有效避免副栅线2发生断栅问题,再一方面,铜丝结构的副栅线2可以独立加工,从而可以将副栅线2加工成横截面尺寸相对更小的副栅线2,可以减小副栅线2对电池片本体1的遮挡,且当电池片100具有相同的遮挡面积时,可以设置更多的副栅线2,这样可以减小相邻两个副栅线2之间的距离,进而可以进一步减小电池片100在第一方向上的电阻。另外,铜丝的加工方式简单,可以进一步降低电池片100的成本,进而可以进一步降低光伏组件的成本。
根据本实用新型的一些具体实施例,多个副栅线2包括多个正面副栅线和多个背面副栅线,多个正面副栅线均设在电池片本体1的正面,多个正面副栅线沿第一方向彼此间隔开,每个正面副栅线沿第二方向延伸。多个背面副栅线均设在电池片本体1的背面,多个背面副栅线沿第一方向彼此间隔开,每个背面副栅线沿第二方向延伸。由此,当电池片100应用于光伏组件时,多个正面副栅线可以将电池片本体1的正面通过光生伏特效应所产生的电流引导出来,多个背面副栅线可以将电池片本体1的背面通过光生伏特效应所产生的电流引导出来。
可选地,所有的正面副栅线的遮挡电池片本体1的正面的面积之和与电池片本体1的正面的面积之比为λ1,其中,λ1满足:0.3%≤λ1≤3.2%。当λ1<0.3%时,所有的正面副栅线的遮挡电池片本体1的正面的面积较小,电池片本体1的正面设置的正面副栅线的数量可能会较少,从而相邻两个正面副栅线之间的距离会较大,进而会增加电池片100在第一方向上的电阻(即横向传输电阻),降低电池片100的输出功率;当λ1>3.2%时,所有的正面副栅线的遮挡电池片本体1的正面的面积较大,会影响电池片100的光电转换效率。由此,当λ1满足0.3%≤λ1≤3.2%时,可以减小电池片100在第一方向上的电阻,且可以保证电池片100的光电转换效率,增加电池片100的输出电流和输出功率。这里,需要说明的是,“所有的正面副栅线的遮挡电池片本体1的正面的面积之和”指的是入射光线垂直照射在电池片100的正面时,所有的正面副栅线投影在电池片本体1的正面上的正投影的面积之和。
进一步地,相邻两个正面副栅线之间的距离为L1,其中,L1满足:0.7mm≤L1≤3.1mm。当L1<0.7mm时,相邻两个正面副栅线之间的距离过小,设置在电池片本体1的正面的正面副栅线的数量进一步地会较多,使得正面副栅线遮挡电池片本体1的正面的面积过大,影响电池片100的光电转换效率;当L1>3.1mm时,相邻两个正面副栅线之间的距离过大,可能会增加电池片100在第一方向上的电阻,从而会影响电池片100的输出功率。由此,当L1满足0.7mm≤L1≤3.1mm时,既可以减小电池片100在第一方向上的电阻,又可以保证电池片100的光电转换效率和输出功率。
可选地,所有的背面副栅线的遮挡电池片本体1的背面的面积之和与电池片本体1的背面的面积之比为λ2,其中,λ2满足:0.6%≤λ2≤6.4%。当λ2<0.6%时,位于电池片本体1的背面的背面副栅线的数量可能会较少,相邻两个背面副栅线之间的距离会较大,使得电池片本体1的背面的电流不能尽可能多地传递至背面副栅线上,从而会降低电池片100的输出功率;当λ2>6.4%时,所有的背面副栅线的遮挡电池片本体1的背面的面积较大,会影响电池片100的光电转换效率。由此,当λ2满足0.6%≤λ2≤6.4%时,可以保证电池片100的光电转换效率以及输出功率,且使得电池片本体1的背面的电流能够尽可能多地传递至背面副栅线上。这里,需要说明的是,“所有的背面副栅线的遮挡电池片本体1的背面的面积之和”指的是入射光线垂直照射在电池片100的背面时,所有的背面副栅线投影在电池片本体1的背面上的正投影的面积之和。
进一步地,相邻两个背面副栅线之间的距离为L2,其中,L2满足:0.35mm≤L1≤1.55mm。当L2<0.35mm时,相邻两个背面副栅线之间的距离过小,设置在电池片本体1的背面的背面副栅线的数量会较多,会导致背面副栅线遮挡电池片本体1的背面的面积过大,影响电池片100的光电转换效率;当L2>1.55mm时,相邻两个背面副栅线之间的距离过大,可能会增加电池片100在第一方向上的电阻,从而会影响电池片100的输出功率。由此,当L2满足0.35mm≤L2≤1.55mm时,既可以减小电池片100在第一方向上的电阻,又可以保证电池片100的光电转换效率和输出功率。
在一些可选的实施例中,所有的背面副栅线遮挡电池片本体1的背面的面积之和大于等于所有的正面副栅线遮挡电池片本体1的正面的面积之和,可以减小多个正面副栅线对电池片本体1正面的遮挡面积,由于电池片本体1的正面为主要受光面,从而可以增加电池片本体1的正面的受光面积,进而可以提高光伏组件的输出功率。
进一步地,背面副栅线的数量大于等于正面副栅线的数量,从而可以进一步减小多个正面副栅线对电池片本正面的遮挡面积,可以进一步提高光伏组件的输出功率。
在一些可选的实施例中,正面副栅线的数量为N1,背面副栅线的数量为N2,其中,N1、N2分别满足:80≤N1≤240,120≤N2≤480。由此,当N1、N2分别满足80≤N1≤240,120≤N2≤480时,与传统的电池片相比,电池片本体1上可以设置较多的副栅线2,可以减小电池片100在第一方向上的电阻,同时可以有效引导电池片本体1正面以及电池片本体1背面的电流,且可以减小对电池片本体1正面和背面的遮挡,保证光伏组件具有较高的输出功率。可选地,电池片100可以为完整电池片。
在一些可选的实施例中,当电池片100为完整电池片的二分之一时,正面副栅线的数量为N3,背面副栅线的数量为N4,其中,N3、N4分别满足:40≤N3≤120,60≤N4≤240。由此,通过使N3、N4分别满足:40≤N3≤120,60≤N4≤240,同样可以减小电池片100在第一方向上的电阻,且正面副栅线和背面副栅线可以有效引导电池片本体1正面和背面的电流,保证光伏组件的输出功率。可选地,电池片100可以由完整电池片切割而成。这样,相较于采用完整电池片,可以减小光伏组件的内部损耗,从而可以进一步提高光伏组件的输出功率,有助于降低单瓦成本。
进一步地,N3进一步满足:80≤N3≤120。由于副栅线2可以独立加工成横截面尺寸相对更小的副栅线2,从而电池片本体1上可以设置较多的副栅线2,可以进一步减小电池片100在第一方向上的电阻,提高电池片100的输出功率,进而提高光伏组件的输出功率。可选地,上述电池片100的长度取值范围为182mm~210mm(包括端点值),但不限于此。
进一步地,上述至少一个副栅线2可以通过金属件3与电池片本体1连接。例如,在图4的示例中,当多个副栅线2均为铜副栅线时,金属件3为多个,多个金属件3与多个副栅线2一一对应。例如,可以先将金属件印刷或喷涂在对应的副栅线2上,再将带有金属件3的副栅线2放置于电池片本体1上进行烘干固化以将副栅线2连接在电池片本体1上。或者,可以先将金属件3通过采用印刷的方式印刷至电池片本体1上,再将副栅线2放置于对应的金属件3上,最后进行烘干固化以将副栅线2连接在电池片本体1上。由此,可以进一步保证副栅线2与电池片本体1的可靠连接,且电池片本体1产生的电流可以通过金属件3传递至相应的副栅线2上。这里,需要说明的是,“印刷”可以理解为金属件3可以通过网版印刷至电池片本体1上(即利用网版上图形部分网孔透金属件3和非图形部分网孔不透金属件3的原理进行印刷),或者,直接将金属件3涂刷至对应的副栅线2或电池片本体1上。
在一些可选的实施例中,金属件3包括聚合物和导电粒子,聚合物可以包括有机硅聚合物和环氧聚合物中的至少一种。其中,聚合物可以仅包括有机硅聚合物和环氧聚合物中的其中一种;或者,聚合物可以同时包括有机硅聚合物和环氧聚合物。有机硅聚合物是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的聚合物。环氧聚合物是指在聚合物里碳链中间加入氧原子。例如,聚合物可以为有机硅或环氧乙烷。导电粒子包括镍、镍包碳、银包铜和银中的至少一种。其中,导电粒子可以由镍、镍包碳、银包铜和银中的任意一种组成;或者,导电粒子可以镍、由镍包碳、银包铜和银中的任意两种组成;再或者,导电粒子可以镍、由镍包碳、银包铜和银中的任意三种组成;又或者,导电粒子可以由镍、镍包碳、银包铜和银组成。由此,在保证副栅线2与电池片本体1连接可靠的同时,电池片本体1产生的电流可以通过金属件3的导电粒子传递给副栅线2,再通过多个互连结构件例如焊带将多个副栅线2上的电流收集并汇总。
在一些可选的实施例中,金属件3可以为单层金属层。例如,单层金属层可以为银层或含银颗粒的金属层,在保证副栅线2与电池片本体1可靠连接的同时,电池片本体1产生的电流可以通过金属件3传递给副栅线2,再通过多个互连结构件例如焊带将多个副栅线2上的电流收集并汇总。
当然,本实用新型不限于此,金属件3还可以为多层金属层,多层金属层中的相邻两层的成分不同。例如,多层金属层可以通过电镀方式镀设在电池片本体1上。具体地,金属件3为两层金属层时,可以先在电池片本体上1上设置一层基础镀层例如镍层,以使电池片本体1具有可镀性,之后在电池片本体1的基础镀层上镀设其它金属层例如银层或铜层,此时两层金属层为镍层加银层、镍层加铜层。由此,同样可以保证副栅线2与电池片本体1之间可靠连接,且电池片本体1产生的电流可以直接传递至副栅线2上。当然,金属件3还可以为三层及以上的金属层。
在一些可选的实施例中,如图4所示,金属件3连接在电池片本体1的一侧表面上,副栅线2的一部分可以嵌入在金属件3内,由此,可以增加副栅线2与金属件3的接触面积,进而可以提高副栅线2的连接强度。或者,如图5所示,金属件3嵌入在电池片本体1内,每个副栅线2的一部分嵌入在金属件3内,由此,可以进一步提高副栅线2的连接强度。
根据本实用新型的一些实施例,上述至少一个副栅线2的至少部分表面覆盖有抗氧化层(图未示出)。如此设置,抗氧化层可以对上述副栅线2起到保护作用,副栅线2不易氧化,从而延长了电池片100的使用寿命。例如,在图3-图5的示例中,每个副栅线2的一部分裸漏在金属件3或电池片本体1之外,抗氧化层可以设置在副栅线2的裸漏部分处,以将副栅线2上述裸漏部分与外界隔开,避免副栅线2的裸漏部分出现氧化的情况,从而可以有效延长电池片100的使用寿命。当然,本实用新型不限于此,抗氧化层还可以覆盖副栅线2的整个外周面,以对副栅线2的整个外表面进行全面保护。
可选地,抗氧化层为金属层或合金层中的至少一种,上述至少一个副栅线通过金属层和合金层中的上述至少一种与电池片本体1连接。其中,上述至少一个副栅线2的至少部分表面可以仅覆盖有金属层;或者,上述至少一个副栅线2的至少部分表面可以仅覆盖有合金层;再或者,上述至少一个副栅线2的至少部分表面可以同时覆盖有金属层和合金层,可选地,金属层和合金层可以分别覆盖在副栅线2的不同位置处,或者,金属层和合金层可以均位于副栅线2的同一位置处,此时金属层可以覆盖在合金层上,也可以是合金层覆盖在金属层上。例如,金属层或合金层可以镀覆在副栅线2的外表面上。由此,金属层或合金层在对副栅线2起到保护作用,避免副栅线2发生氧化的同时,可以保证副栅线2良好的导电性能,且金属层或合金层受热后会具有一定的黏着性,可以将副栅线2连接在电池片本体上。
可选地,当上述至少一个副栅线2的至少部分表面覆盖有金属层时,金属层可以为锡层或银层;当上述至少一个副栅线2的至少部分表面覆盖有合金层时,合金层可以为银合金。但不限于此。
在一些可选的实施例中,抗氧化层在上述至少一个副栅线2中的重量占比为W,其中,W满足:0%≤W≤5%。当W>5%时,抗氧化层的厚度较厚,可能会增加副栅线2的电阻,影响电池片100的输出功率。由此,当W满足0%≤W≤5%时,抗氧化层的厚度较为合理,既可以将副栅线2与外界隔开,避免副栅线2发生氧化,延长电池片100的使用寿命,又可以有效地保证电池片100的输出功率。其中,当W=0%时,此时副栅线2表面未覆盖有抗氧化层,当电池片100应用于光伏组件时,电池片100被封装在光伏组件的正面胶膜层和背面胶膜层之间,可以有效地将电池片100与外界隔开。由此,同样可以保证电池片100的使用寿命,且可以进一步减小副栅线2的电阻,提高了电池片100的输出功率。
在一些可选的实施例中,上述至少一个副栅线2的横截面形状为圆形(如图3和图4所示)、椭圆形(图未示出)、长圆形(图未示出)或多边形(图未示出)。例如,上述多边形可以为三角形、梯形等。由此,当上述副栅线2的横截面形状为圆形、椭圆形或长圆形时,由于副栅线2的外表面为圆滑曲面,副栅线2可以顺畅地嵌入导电粘接件3或电池片本体1内;当上述副栅线2的横截面形状为多边形时,可以增加副栅线2与导电粘接件3的接触面积或副栅线2与电池片本体1的接触面积,从而副栅线2可以可靠地连接在电池片本体1上。这里,需要说明的是,长圆形大体为跑道型,具体地,长圆形可以包括两条直线段和两条弧线段,两条直线段相互平行,两条直线段的两端分别通过两条弧线段连接。
在一些可选的实施例中,当上述至少一个副栅线2的横截面形状为圆形时,副栅线2的直径为D,其中,D满足:10μm≤D≤50μm。当D<10μm时,副栅线2的直径过小,会增大副栅线2的传输电阻,可能无法有效引导电池片本体1上的电流,从而可能会影响光伏组件的输出功率;当D>50μm时,每个副栅线2的直径过大,可能会对电池片本体1的遮挡面积过大,从而同样会影响光伏组件的输出功率。由此,当D满足10μm≤D≤50μm时,副栅线2可以有效引导电池片本体1产生的电流,且可以减小对电池片本体1的遮挡,提高光伏组件的输出功率。
在另一些可选的实施例中,当上述至少一个副栅线2的横截面形状为梯形或三角形时,副栅线2的最大宽度为W1,副栅线2的高度为H1,其中,W1、H1分别满足:10μm≤W1≤50μm,10μm≤H1≤25μm。当W1<10μm时,副栅线2的宽度过小,会增大副栅线2的传输电阻,可能无法有效引导电池片本体1上的电流,从而影响光伏组件的输出功率;当W1>50μm时,副栅线2的宽度过大,由于光伏组件的功率随副栅线2的宽度增加而减小,同时可能导致对电池片本体1的遮挡面积过大,从而同样会影响光伏组件的输出功率。
类似地,当H1<10μm时,副栅线2的高度过小,可能会增大副栅线2的传输电阻,可能无法有效引导电池片本体1上的电流,从而更加降低光伏组件的输出功率;当H1>25μm时,副栅线2的高度过大,副栅线2的高度过大会使得制作副栅线2的材料用量过大,增加了电池片100的成本,且增加了光伏组件的厚度。其中,“副栅线2的高度”指的是副栅线2在第三方向(例如,图3中的上下方向)上的最大高度。
由此,通过使W1、H1分别满足:10μm≤W1≤50μm,10μm≤H1≤25μm,副栅线2在有效引导电池片本体1产生的电流的同时,可以减小对电池片本体1的遮挡,提高光伏组件的输出功率,且成本较低。可选地,每个副栅线2的高度取值范围为11μm~22μm(包括端点值),但不限于此。
根据本实用新型的一些实施例,电池片100进一步包括多个主栅线4,多个主栅线4沿第二方向彼此间隔开地设在电池片本体1的表面上,每个主栅线4沿第一方向延伸。例如,在图1的示例中,多个主栅线4可以均沿上下方向延伸且在左右方向上均匀间隔设置,多个主栅线4均平行于电池片本体1的左侧边和右侧边,且多个主栅线4可以与多个副栅线2垂直。由此,通过设置上述多个主栅线4,多个副栅线2可以将电池片本体1通过光生伏特效应所产生的电流引导出来,多个主栅线4可以将多个副栅线2引导的电流收集并汇总。
可选地,至少一个主栅线4的材质与上述至少一个副栅线2的材质不同。其中,多个主栅线4中的一部分(即任意一个或任意几个)的材质与上述至少一个副栅线2的材质不同;或者,所有的主栅线4的材质均与上述至少一个副栅线2的材质不同。例如,上述至少一个主栅线4可以银浆主栅线,由于银浆的主要成分为银和树脂,使得银浆具有良好的导电效果,可以有效地保证电池片100的输出功率,同时银浆具有良好的粘接性,可以有效地保证主栅线4与电池片本体1之间的连接可靠性。另外,由于上述至少一个副栅线2可以为铜副栅线,在保证电池片100的输出功率的同时,通过将主栅线4的材质与副栅线2的材质设置成不同,可以降低电池片100的成本。
或者可选地,主栅线4的材质与副栅线2的材质也可以相同。例如,多个主栅线4和多个副栅线2可以均为铜副栅线。如此设置,在保证电池片100的输出功率的同时,可以进一步降低电池片100的成本。
在一些可选的实施例中,主栅线4的数量为N5,其中,N5满足:7≤N5≤20。每个电池片本体1的厚度方向的两侧表面可以均设有多个主栅线4,且每个电池片本体1的厚度方向的两侧的主栅线4的数量可以相同。具体地,例如,当每个电池片100的长度为182mm时,每个电池片本体1的厚度方向的两侧的主栅线4的数量可以均为10根。当每个电池片100的长度为240mm时,每个电池片本体1的厚度方向的两侧的主栅线4的数量可以均为12根。如此设置,使得主栅线4可以尽可能多将电池片本体1产生的电流收集至光伏组件的汇流条上,保证光伏组件的输出功率。
在一些可选的实施例中,每个主栅线4的宽度为W2,每个主栅线4的高度为H2,其中,W2、H2分别满足:0.05mm≤W2≤0.2mm,8μm≤H2≤22μm。例如,当W2<0.05mm时,每个主栅线4的宽度过小,可能影响电池片100的电流的收集,且可能会降低电池片100与互连结构件例如焊带之间的焊接拉力,从而无法将主栅线4收集的电流有效传导出去,降低光伏组件的可靠性;当W2>0.2mm时,每个主栅线4的宽度过大,可能导致对电池片本体1的遮挡面积过大,影响光伏组件的输出功率。当H2<8μm时,每个主栅线4的高度过小,从而会导致电池片100的电阻过大,影响电流的传导,且可能会降低主栅线4与互连结构件例如焊带之间的焊接拉力;当H2>22μm时,每个主栅线4的高度过大,从而会增加主栅线4的材料使用量,增加成本,且可能会造成光伏组件焊接碎片增加,影响光伏组件的可靠性。
由此,通过设置使W2、H2分别满足:0.05mm≤W2≤0.2mm,8μm≤H2≤22μm,主栅线4可以有效收集电池片本体1产生的电流,且可以保证互连结构件例如焊带与电池片100之间具有较大的焊接拉力,从而可以提高光伏组件的可靠性,保证光伏组件具有较高的输出功率,且可以进一步降低成本。
可选地,电池片100可以为异质结(一种特殊的PN结,由两层以上不同的半导体材料薄膜依次沉积在同一基座上形成,这些材料具有不同的能带隙,它们可以是砷化镓之类的化合物,也可以是硅-锗之类的半导体合金)电池片。异质结电池片是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳电池。由于异质结电池片内含有晶体硅和非晶硅,可以增加电池片100吸收太阳光光谱的范围,提高电池片100的光电转换率。
当然,电池片100还可以为PERC(Passivated Emitter and Rear Cell,钝化发射极和背面电池技术)电池片。由于PERC电池片的背面附有介质钝化层,可以极大地减少电池片100上的光电损失,从而可以增加光吸收率、降低电池片100背面的复合电流密度,且成本较低。
可选地,电池片100可以为无主栅电池片(图未示出)。无主栅电池片的正面和背面可以均未设置主栅线4,从而可以有效地减小对电池片本体1的表面的遮挡,且可以降低电池片100的电阻,进而可以提高电池片100的输出功率。
根据本实用新型的一些实施例,参照图2-图4,电池片100本体可以包括n型单晶衬底11,n型单晶衬底11的正面沿朝向远离n型单晶衬底11中心的方向依次设有第一a-Si:H(hydrogenated amorphous silicon,氢化非晶硅)层12、n+掺杂a-Si:H层13和第一TCO(transparent conbaictive oxide,透明导电氧化物)层14,n型单晶衬底11的背面沿朝向远离n型单晶衬底11中心的方向依次设有第二a-Si:H层15、p+掺杂a-Si:H层16和第二TCO层17。由此,异质结电池片呈正背面对称结构,且采用低温银浆料,可以有效地将电池片100薄片化,从而可以节省材料,降低成本,同时提高电池片本体1的抗冷热应力能力。
其中,第一a-Si:H层12的厚度可以为4nm~5nm(包括端点值),第二a-Si:H层15的厚度可以为4nm~5nm(包括端点值)。n+掺杂a-Si:H层13的厚度可以为4nm~5nm(包括端点值),p+掺杂a-Si:H层16的厚度可以为5nm~6nm(包括端点值)。第一TCO层14的厚度可以为65nm~75nm(包括端点值),第二TCO层17的厚度可以为65nm~75nm(包括端点值)。
可选地,位于n型单晶衬底11的正面和背面的a-Si:H层可以均为两层,且两层a-Si:H层可以设为不同氢含量的非晶硅层。n+掺杂a-Si:H层13可以为三层,例如,三层n+掺杂a-Si:H层13可以为微晶硅层、微晶氧化硅层和高掺杂微晶硅层。p+掺杂a-Si:H层16可以为两层,例如,两层p+掺杂a-Si:H层16可以为微晶硅层和高掺杂微晶硅。第一TCO层14和第二TCO层17可以均为单层的氧化铟和氧化锡的混合层,其中,氧化铟和氧化锡的含量比例为90:10或97:3;当然,第一TCO层14和第二TCO层17也可以均为双层的氧化铟和氧化锡混合层,双层的氧化铟和氧化锡混合层中的其中一层的氧化铟和氧化锡的含量比例为90:10,双层的氧化铟和氧化锡混合层中的另一层的氧化铟和氧化锡的含量比例为97:3。
根据本实用新型第二方面实施例的光伏组件,包括根据本实用新型上述第一方面实施例的电池片100。
根据本实用新型实施例的光伏组件,通过采用上述电池片100,可以有效地降低光伏组件的成本。
根据本实用新型的一些实施例,光伏组件还包括正面盖板、背面盖板和电池层。背面盖板位于正面盖板的厚度方向上的一侧,电池层位于正面盖板和背面盖板之间,电池层包括多个电池片100。具体地,正面盖板设在电池层的上方,背面盖板设在电池层的下方。沿正面盖板到背面盖板的方向、光伏组件可以依次为正面盖板、正面胶膜层、电池层、背面胶膜层和背面盖板。制作光伏组件时,首先将正面盖板、正面胶膜层、电池层、背面胶膜层和背面盖板依次摆放好,以完成光伏组件的层压前准备工作。然后将叠层好的包括正面盖板、正面胶膜层、电池层、背面胶膜层和背面盖板的五层结构经过抽真空加热层压后,使正面胶膜层和背面胶膜层交联固化,以将电池层保护起来,最终实现五层结构(即正面盖板、正面胶膜层、电池层、背面胶膜层和背面盖板)的牢靠粘接。可选地,正面盖板可以为玻璃件,背面盖板可以为玻璃件或背板。
其中,经过层压后的电池层中的电池片100的金属件3可以嵌入在电池片本体1内,电池片100的副栅线的一部分可以嵌入在金属件3内,电池片100的副栅线2的另一部分可以嵌入在正面胶膜层或背面胶膜层内。或者,经过层压后的电池层中的电池片100的金属件3可以位于电池片本体1的一侧表面之上,电池片100的副栅线2的一部分可以嵌入在金属件3内,此时副栅线2可以整体嵌入在正面胶膜层或背面胶膜层内。
根据本实用新型实施例的光伏组件的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (26)
1.一种电池片,其特征在于,包括:
电池片本体;
多个副栅线,多个所述副栅线沿第一方向彼此间隔开地设在所述电池片本体的至少一侧表面上,每个所述副栅线沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸,至少一个所述副栅线为铜副栅线。
2.根据权利要求1所述的电池片,其特征在于,所述至少一个所述副栅线为铜丝。
3.根据权利要求1所述的电池片,其特征在于,多个所述副栅线包括:
多个正面副栅线,多个所述正面副栅线均设在所述电池片本体的正面,多个所述正面副栅线沿所述第一方向彼此间隔开,每个所述正面副栅线沿所述第二方向延伸;
多个背面副栅线,多个所述背面副栅线均设在所述电池片本体的背面,多个所述背面副栅线沿所述第一方向彼此间隔开,每个所述背面副栅线沿所述第二方向延伸。
4.根据权利要求3所述的电池片,其特征在于,所有的所述正面副栅线的遮挡所述电池片本体的正面的面积之和与所述电池片本体的正面的面积之比为λ1,其中,所述λ1满足:0.3%≤λ1≤3.2%。
5.根据权利要求3所述的电池片,其特征在于,相邻两个所述正面副栅线之间的距离为L1,其中,所述L1满足:0.7mm≤L1≤3.1mm。
6.根据权利要求3所述的电池片,其特征在于,所有的所述背面副栅线的遮挡所述电池片本体的背面的面积之和与所述电池片本体的背面的面积之比为λ2,其中,所述λ2满足:0.6%≤λ2≤6.4%。
7.根据权利要求3所述的电池片,其特征在于,相邻两个所述背面副栅线之间的距离为L2,其中,所述L2满足:0.35mm≤L1≤1.55mm。
8.根据权利要求3所述的电池片,其特征在于,所有的所述背面副栅线遮挡所述电池片本体的背面的面积之和大于等于所有的所述正面副栅线遮挡所述电池片本体的正面的面积之和。
9.根据权利要求3所述的电池片,其特征在于,所述正面副栅线的数量为N1,所述背面副栅线的数量为N2,其中,所述N1、N2分别满足:80≤N1≤240,120≤N2≤480。
10.根据权利要求3所述的电池片,其特征在于,当所述电池片为完整电池片的二分之一时,所述正面副栅线的数量为N3,所述背面副栅线的数量为N4,其中,所述N3、N4分别满足:40≤N3≤120,60≤N4≤240。
11.根据权利要求10所述的电池片,其特征在于,所述N3进一步满足:80≤N3≤120。
12.根据权利要求1所述的电池片,其特征在于,所述至少一个所述副栅线通过金属件与所述电池片本体连接。
13.根据权利要求12所述的电池片,其特征在于,所述金属件为单层金属层或多层金属层,多层所述金属层中的相邻两层的成分不同。
14.根据权利要求1所述的电池片,其特征在于,所述至少一个所述副栅线的至少部分表面覆盖有抗氧化层。
15.根据权利要求14所述的电池片,其特征在于,所述抗氧化层为金属层和合金层中的至少一种,所述至少一个所述副栅线通过所述金属层和所述合金层中的所述至少一种与所述电池片本体连接。
16.根据权利要求15所述的电池片,其特征在于,当所述至少一个所述副栅线的至少部分表面覆盖有所述金属层时,所述金属层为锡层或银层。
17.根据权利要求14所述的电池片,其特征在于,所述抗氧化层在所述至少一个所述副栅线中的重量占比为W,其中,所述W满足:0%≤W≤5%。
18.根据权利要求1所述的电池片,其特征在于,所述至少一个所述副栅线的横截面形状为圆形、椭圆形、长圆形或多边形。
19.根据权利要求18所述的电池片,其特征在于,当所述至少一个所述副栅线的横截面形状为圆形时,所述副栅线的直径为D,其中,所述D满足:10μm≤D≤50μm。
20.根据权利要求18所述的电池片,其特征在于,当所述至少一个所述副栅线的横截面形状为梯形或三角形时,所述副栅线的最大宽度为W1,所述副栅线的高度为H1,其中,所述W1、H1分别满足:10μm≤W1≤50μm,10μm ≤H1≤25μm。
21.根据权利要求1所述的电池片,其特征在于,进一步包括:
多个主栅线,多个所述主栅线沿所述第二方向彼此间隔开地设在所述电池片本体的所述表面上,每个所述主栅线沿所述第一方向延伸。
22.根据权利要求21所述的电池片,其特征在于,至少一个所述主栅线的材质与所述至少一个所述副栅线的材质不同。
23.根据权利要求21所述的电池片,其特征在于,至少一个所述主栅线为银浆主栅线。
24.根据权利要求21所述的电池片,其特征在于,所述主栅线的数量为N5,其中,所述N5满足:7≤N5≤20。
25.根据权利要求21所述的电池片,其特征在于,每个所述主栅线的宽度为W2,每个所述主栅线的高度为H2,其中,所述W2、H2分别满足:0.05mm≤W2≤0.2mm,8μm≤H2≤22μm。
26.一种光伏组件,其特征在于,包括根据权利要求1-25任一项所述的电池片。
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