CN218730981U - 一种背电极太阳能电池单元及电池模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种背电极太阳能电池单元，所述电池单元包括作为支撑载体的线路板和背电极异质结太阳电池片，所述线路板上预设金属导线、预留焊接焊盘，所述背电极异质结太阳电池片背面两侧均匀分布金属电极，背电极太阳能电池片依次排列并焊接于线路板上。本实用新型不需要使用焊带及汇流条，实现背电极太阳能电池片的串联和并联连接，工艺更为简单；电池片不需要切割成半片或若干小片在制作成电池模组，单片或多片电池片可通过并联二极管，来改善电池模组的热斑效应，二极管对相应的电池片起到保护作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种背电极太阳能电池单元及电池模组。
背景技术
随着光伏行业的快速发展，太阳能电池的更新换代越来越快，前表面无金属电极遮挡的全背接触技术则可以最大限度地提高入射光的利用率，提高太阳能电池的转换效率，一直被视为未来光伏行业的发展方向。
交叉指式背接触异质结太阳电池作为行业的佼佼者，因其最高效率已经达到26.6％以上，显著高于常规的硅基太阳能电池，被行业视为下一代的光伏行业的领军者。
交叉指式背接触异质结太阳电池虽然转换效率高，但因为异质结电池本身的低温制程的特点，其制作成组件也会存在以下局限：其一，因电池效率高，对应的开路电压与短路电流也随着升高。与传统的晶硅电池一样，在制作成组件的过程中，当电池模组局部电池片被遮挡时，会产生热斑效应，为了避免电池模组被烧毁，为了降低整个电池模组的工作电流，需要将电池片切割成半片或者若干小片在进行排版。其二，激光切割器对硅基异质结太阳能电池的非晶硅膜层损伤特别显著，会严重影响组件的效率。其三，因正负电极都在背面，背面焊盘预留的大小会直接影响到电池效率还有串焊的难易程度。这些局限，在一定程度上影响到交叉指式背接触异质结太阳电池的转换效率及进一步推广使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种背电极太阳能电池单元及电池模组，不需要使用焊带及汇流条，实现背电极太阳能电池片的串联和并联连接；电池片不需要切割成半片或若干小片在制作成电池模组，单片或多片电池片可通过并联二极管，来改善电池模组的热斑效应。
为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：一种背电极太阳能电池单元，所述电池单元包括作为支撑载体的线路板和背电极异质结太阳电池片，所述线路板上预设金属导线、预留焊接焊盘，所述背电极异质结太阳电池片背面两侧均匀分布金属电极，背电极太阳能电池片依次排列并焊接于线路板上。
进一步的，所述线路板为阻燃板，板厚度为0.2mm～3.2mm，所述线路板基材为聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材及其粘结片材料、环氧E玻纤布层压板及其粘结片材料、改性或未改性环氧E玻纤布层压板及其粘结片材料、环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料、改性或未改性环氧玻璃布层压板及其粘结片材料中的至少一种。
进一步的，所述线路板线路板上预设金属导线采用表面覆铜箔作为金属导线，为单面布线、双面布线或多层布线，所述金属导电线线高0.02mm～ 0.1mm，线宽1～30mm。
进一步的，所述背电极异质结太阳电池片为以铸造单晶硅片、单晶硅片或多晶硅片为基底，采用非晶硅或微晶硅膜层钝化并形成PN结制作而成的背电极异质结太阳能电池片，金属电极表层为锡或锡合金材料，厚度为5 um～30um。
进一步的，所述线路板上预留焊接焊盘表层为锡或锡合金材料，厚度为10um～50um。
进一步的，所述背电极异质结太阳电池片的电极焊盘与所述线路板上的预留焊接焊盘位置一一对应，通过红外线焊接，背电极电池的电极焊盘上的锡与所述线路板上的预留焊接焊盘的锡融化为一体。
进一步的，在所述线路板上开槽，槽的两边预设焊盘，二极管放入槽内并与预设焊盘进行焊接。
一种所述背电极太阳能电池单元的电池模组，所述电池模组包括一个电池单元或者多个用柔性导线连接的电池单元、铺设于电池单元上的第一层热熔胶膜、铺设于第一层热熔胶膜上的前板、铺设于电池单元下方的第二层热熔胶膜、铺设于第二层热熔胶膜下方的背板。
较之现有技术而言，本实用新型的优点在于：
(1)背电极太阳能电池片无需通过焊带或者汇流条进行串联、并联连接，可直接焊接在线路板上，通过线路板上预设的导线进行串联或并联连接，工艺相较传统的串焊工艺更为简单。
(2)背电极太阳能电池片不需要进行激光切割，其一，可以避免激光切割造成的电池片效率损失；其二，缩短了制作的工艺流程。单片或多片背电极太阳能电池片与贴合在线路板上的二极管并联连接，当电池模组发生热斑效应时，二极管对相应的电池片起到保护作用。
(3)可以将单个大的电池单元进行封装制成大组件，也可以制作成一个个小的电池单元，再用柔性导线进行串联或者并联连接，从而实现可折叠的功能，从电池单元转换成电池模组时，应用方案更加的多元化。
附图说明
图1为本实用新型实施例所采用的背电极太阳能电池片剖视图；
图2为本实用新型实施例所采用的背电极太阳能电池片示意图；
图3为本实用新型实施例所采用线路板的结构示意图；
图4为本实用新型实施例所述电池单元的结构示意图；
图5为本实用新型实施例电池片并联二极管的局部示意图；
图6为本实用新型实施例中所述电池模组正面结构示意图；
图7为本实用新型实施例中所述电池模组背面结构示意图；
图8为本实用新型实施例中所述电池模组剖视结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种背电极太阳能电池单元，所述电池单元包括作为支撑载体的线路板和背电极异质结太阳电池片，所述线路板上预设金属导线、预留焊接焊盘，所述背电极异质结太阳电池片背面两侧均匀分布金属电极，背电极太阳能电池片依次排列并焊接于线路板上。
所述线路板为阻燃板，板厚度为0.2mm～3.2mm，所述线路板基材为聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材及其粘结片材料、环氧E玻纤布层压板及其粘结片材料、改性或未改性环氧E玻纤布层压板及其粘结片材料、环氧/PPO玻璃布层压板及其粘结片材料、改性或未改性环氧玻璃布层压板及其粘结片材料中的至少一种。
所述线路板线路板上预设金属导线采用表面覆铜箔作为金属导线，为单面布线、双面布线或多层布线，所述金属导电线线高0.02mm～0.1mm，线宽1～30mm。
所述背电极异质结太阳电池片为以铸造单晶硅片、单晶硅片或多晶硅片为基底，采用非晶硅或微晶硅膜层钝化并形成PN结制作而成的背电极异质结太阳能电池片，金属电极表层为锡或锡合金材料，厚度为5um～ 30um。
所述线路板上预留焊接焊盘表层为锡或锡合金材料，厚度为10um～ 50um。
所述背电极异质结太阳电池片的电极焊盘与所述线路板上的预留焊接焊盘位置一一对应，通过红外线焊接，背电极电池的电极焊盘上的锡与所述线路板上的预留焊接焊盘的锡融化为一体，所述红外线焊接焊接温度为 235°～285°。
在所述线路板上开槽，槽的两边预设焊盘，二极管放入槽内并与预设焊盘进行焊接。
一种所述背电极太阳能电池单元的电池模组，所述电池模组包括一个电池单元或者多个用柔性导线连接的电池单元、铺设于电池单元上的第一层热熔胶膜、铺设于第一层热熔胶膜上的前板、铺设于电池单元下方的第二层热熔胶膜、铺设于第二层热熔胶膜下方的背板。
所述第一层热熔胶层和第二层热熔胶为EVA、PEP、EPE、POE、Surly、 PVB胶膜中的一种。所述模组前板和模组背板为玻璃、ETFE、透明PET、玻纤板或光伏背板中的一种。
所述柔性导线为铜编织带、铜锡编织带中的一种。
实施例
如图1所示，图中背电极异质结太阳电池片的结构包含基底01，基底 01正面的钝化层02、减反层03，基底01背面的钝化层04、透明导电层05、背面电极06、背面电极07，
所述基底01，是N型单晶硅片。
所述钝化层02，是本征非晶硅、本征微晶硅、N型掺杂非晶硅、N型掺杂微晶硅中的至少一种；
所述减反层03，是氮化硅、氧化硅、碳化硅、透明导电膜中的至少一种。
所述钝化层04，是含N型非晶硅或多晶硅的膜层和含P型非晶硅或多晶硅的膜层交替排列的膜层。
所述透明导电层05，包含但不限于ITO、AZO、GZO、IZO、IWO中的至少一种。
所述背面电极06，是Cu、Al、Ni、镍合金、ITO中的至少一种。
所述背面电极07，是锡金属电极，厚度为5um～30um。
如图2所示，电池片a正面a01无栅线遮挡；金属电极a03均匀分布于电池片a背面a02两侧，若左边为正极，右边就为负极；若左边为负极，右边就为正极；金属电极a03表层为厚度为10um的锡或锡合金。
如图3所示，线路板b正面b01上预设焊接焊盘b03，在中间区域开槽 b04；线路板b背面b02上预设焊接焊盘b05、b06。
所述预设焊接焊盘b03、b05、b06表层为厚度为20um的锡合金。
如图4所示，电池单元c正面c01制作方法如下：将电池片a正面朝上，背面金属电极a03与线路板b上的金属焊盘b03一一对应放置，通过红外焊接，将金属电极a03与金属焊盘b03上的锡融为一体。
如图5所示，电池单元背面c02制作方法如下：将二极管c03放置于 b04槽内，两端的电极焊接在b06，通过贴片焊接，将二极管c03焊接在线路板的槽内。
所述二极管与背电极电池片进行并联连接。
如图6、图7所示，电池模组d制作方法如下：将多个电池单元c分布排列，通过柔性导线d01进行串联、并联连接，柔性导线d01分别焊接在不同的电池单元c所预留的金属焊盘b05上面；将多个电池单元串并连接后，在进行封装层压，从而形成电池模组。
所述柔性导线d01为铜编织带。
如图8所示，电池模组结构包括线路板1、背电极异质结电池片2、二极管4、铺设于电池单元上的第一层热熔胶膜5、铺设于第一层热熔胶膜上的前板7、铺设于电池单元下方的第二层热熔胶膜6、铺设于第二层热熔胶膜下方的背板8。
所述背电极异质结电池片2与线路板1通过红外焊接，使焊接区域3 的锡或锡合金融为一体。
所述二极管4焊接在线路板1背面，与相连电池片串联连接，并放置于线路板2的槽内。
所述第一层热熔胶5和第二层热熔胶6为EVA胶膜。
所述模组前板7和模组背板8为ETFE。
本实用新型背电极太阳能电池片无需通过焊带或者汇流条进行串联、并联连接，可直接焊接在线路板上，通过线路板上预设的导线进行串联或并联连接，工艺相较传统的串焊工艺更为简单。背电极太阳能电池片不需要进行激光切割，其一，可以避免激光切割造成的电池片效率损失；其二，缩短了制作的工艺流程。单片或多片背电极太阳能电池片与贴合在线路板上的二极管并联连接，当电池模组发生热斑效应时，二极管对相应的电池片起到保护作用。可以将单个大的电池单元进行封装制成大组件，也可以制作成一个个小的电池单元，再用柔性导线进行串联或者并联连接，从而实现可折叠的功能，从电池单元转换成电池模组时，应用方案更加的多元化。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种背电极太阳能电池单元，其特征在于：所述电池单元包括作为支撑载体的线路板和背电极异质结太阳电池片，所述线路板上预设金属导线、预留焊接焊盘，所述背电极异质结太阳电池片背面两侧均匀分布金属电极，背电极太阳能电池片依次排列并焊接于线路板上。
2.根据权利要求1所述的背电极太阳能电池单元，其特征在于：所述线路板为阻燃板，板厚度为0.2mm～3.2mm。
3.根据权利要求1所述的背电极太阳能电池单元，其特征在于：所述线路板线路板上预设金属导线采用表面覆铜箔作为金属导线，为单面布线、双面布线或多层布线，所述金属导电线线高0.02mm～0.1mm，线宽1～30mm。
4.根据权利要求1所述一种背电极太阳能电池单元，其特征在于：所述背电极异质结太阳电池片为以铸造单晶硅片、单晶硅片或多晶硅片为基底，采用非晶硅或微晶硅膜层钝化并形成PN结制作而成的背电极异质结太阳能电池片，金属电极表层为锡或锡合金材料，厚度为5um～30um。
5.根据权利要求1所述一种背电极太阳能电池单元，其特征在于：所述线路板上预留焊接焊盘表层为锡或锡合金材料，厚度为10um～50um。
6.根据权利要求1所述一种背电极太阳能电池单元，其特征在于：所述背电极异质结太阳电池片的电极焊盘与所述线路板上的预留焊接焊盘位置一一对应，通过红外线焊接，背电极电池的电极焊盘上的锡与所述线路板上的预留焊接焊盘的锡融化为一体。
7.根据权利要求1所述一种背电极太阳能电池单元，其特征在于：在所述线路板上开槽，槽的两边预设焊盘，二极管放入槽内并与预设焊盘进行焊接。
8.根据权利要求1所述一种背电极太阳能电池单元的电池模组，其特征在于：所述电池模组包括一个电池单元或者多个用柔性导线连接的电池单元、铺设于电池单元上的第一层热熔胶膜、铺设于第一层热熔胶膜上的前板、铺设于电池单元下方的第二层热熔胶膜、铺设于第二层热熔胶膜下方的背板。
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|---|---|---|---|---|
| CN117080313A (zh) * | 2023-10-12 | 2023-11-17 | 金阳(泉州)新能源科技有限公司 | 一种减小背接触电池弯曲程度的串焊方法 |
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| CN117080313B (zh) * | 2023-10-12 | 2024-01-09 | 金阳(泉州)新能源科技有限公司 | 一种减小背接触电池弯曲程度的串焊方法 |
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