CN219917186U - 太阳能电池组件、焊接设备和光伏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池组件、焊接设备和光伏系统。太阳能电池组件可包括依次层叠设置的互连条、黑色导电层和电池片阵列，黑色导电层的形状与互连条的形状相匹配，黑色导电层覆盖电池片阵列中的电池片间隙，电池片阵列中的电池片电极连接黑色导电层。如此，在电池片阵列中的电池片电极连接黑色导电层，且黑色导电层覆盖电池片阵列中的电池片间隙的情况下，可以达到无需额外设置黑色背板作为遮挡条以遮挡电池片阵列中的电池片间隙，也能实现设置全黑太阳能电池组件的效果，提高太阳能组件的生产效率，同时消除了设置放置遮挡条带来电池片的损伤。

Description

太阳能电池组件、焊接设备和光伏系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池组件、焊接设备和光伏系统。

背景技术

随着绿色环保的理念深入工作和生活，光伏组件作为绿色能源越来越广泛地应用。随着绿色建筑、零耗能建筑等分布式和户用光伏组件飞速发展，不同客户和市场对光伏组件的外观、效率、可靠性的要求越来越高。

背接触电池由于其正面受光面积的增加，电池片的效率和其组件的功率都会有明显的提升，制备成光伏组件在功率上有明显优势；并且由于其正面无主栅的设计，在制作全黑组件时，在外观上可实现真正的全黑，在与建筑结合的光伏组件上受客户欢迎。

目前利用背接触电池制作全黑组件时，在电池片与电池片之间通常用黑色背板进行遮挡，但此工艺操作复杂，影响组件生产产能，且容易操作不当引起电池片隐裂或裂片。

实用新型内容

本实用新型提供一种太阳能电池组件、焊接设备和光伏系统，旨在解决现有技术中太阳能电池组件为实现全黑组件需要设置黑色遮挡条从而导致工艺复杂、生产效率低，容易因操作不当引起组件中电池片隐裂或裂片的技术问题。

本实用新型是这样实现的，本实用新型实施例的太阳能电池组件包括：

依次层叠设置的互连条、黑色导电层和电池片阵列，其中，所述黑色导电层的形状与所述互连条的形状相匹配，所述黑色导电层覆盖所述电池片阵列中的电池片间隙，所述电池片阵列中的电池片电极连接所述黑色导电层。

更进一步地，所述电池片阵列包括多个电池片，所述多个电池片为背接触电池片。

更进一步地，所述互连条包括基材和设置在所述基材上的金属层，所述金属层连接所述黑色导电膜。

更进一步地，所述金属层的厚度为2μm-20μm。

更进一步地，所述基材为纯铜、纯铝、铜包铝中的一种，所述金属层为金属镍合金、铬合金、锡、锡铅合金、锡镍铜合金、锡铋合金、锡银合金中的一种。

更进一步地，所述黑色导电层包括基体、混合在所述基体内部的炭黑物以及嵌入在所述基体内部的导电粒子。

更进一步地，所述基体包括丙烯酸、环氧树脂、硅胶、EVA中的至少一种，所述炭黑物的比例为1％-20％，所述导电粒子包括银、铜、银包铜、铜银合金中的至少一种。

更进一步地，所述黑色导电层与所述互连条和所述电池片阵列的粘接温度为110℃-180℃。

本实用新型还提供一种焊接设备，所述焊接设备用于上述任一项所述的太阳能电池组件，所述焊接设备包括焊接加热头和与所述焊接加热头相对设置的加热底板，在所述焊接设备工作时，所述太阳能电池组件设置在所述焊接加热头与所述加热底板之间，所述焊接加热头连接所述互连条，所述加热底板连接所述电池片阵列。

本实用新型还提供一种光伏系统，所述光伏系统包括上述任一项所述的太阳能电池组件。

本实用新型所达到的有益效果是：

通过在互连条和电池片阵列之间设置黑色导电层，并将黑色导电层的形状与互连条的形状相匹配，使黑色导电层能够覆盖电池片阵列中的电池片间隙；这样，在电池片阵列中的电池片电极连接黑色导电层的情况下，可以达到无需额外设置黑色背板作为遮挡条以遮挡电池片阵列中的电池片间隙，也能实现设置全黑太阳能电池组件的效果，提高太阳能组件的生产效率，同时消除了设置放置遮挡条带来电池片的损伤。

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

图1是本实用新型提供的光伏系统的模块示意图；

图2是本实用新型提供的太阳能电池组件的结构示意图；

图3是本实用新型提供的焊接设备与太阳能电池组件的结构示意图；

图4是本实用新型提供的焊接设备与太阳能电池组件的截面示意图。

主要元件符号说明：

光伏系统1000；

焊接设备200、焊接加热头21、加热底板22；

太阳能电池组件100、互连条11、黑色导电层12、电池片阵列13、电池片间隙131、电池片电极132。

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。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。此外，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”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。

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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用场景。

本实用新型中，通过在互连条11和电池片阵列13之间设置黑色导电层12，并将黑色导电层12的形状与互连条11的形状相匹配，使黑色导电层12能够覆盖电池片阵列13中的电池片间隙131；这样，在电池片阵列13中的电池片电极132连接黑色导电层12的情况下，可以达到无需额外设置黑色背板作为遮挡条以遮挡电池片阵列13中的电池片间隙131，也能实现设置全黑的太阳能电池组件100的效果，提高太阳能电池组件100的生产效率，同时消除了设置放置遮挡条带来电池片的损伤。

实施例一

请参阅图1-图4，本实用新型实施例中的光伏系统1000可包括本实用新型实施例中的太阳能电池组件100，本实用新型实施例中的太阳能电池组件100可包括依次层叠设置的互连条11、黑色导电层12和电池片阵列13，其中，黑色导电层12的形状与互连条11的形状相匹配，黑色导电层12覆盖电池片阵列13中的电池片间隙131，电池片阵列13中的电池片电极132连接黑色导电层12。

在本实用新型实施例的太阳能电池组件100和光伏系统1000中，通过在互连条11和电池片阵列13之间设置黑色导电层12，并将黑色导电层12的形状与互连条11的形状相匹配，使黑色导电层12能够覆盖电池片阵列13中的电池片间隙131；这样，在电池片阵列13中的电池片电极132连接黑色导电层12的情况下，可以达到无需额外设置黑色背板作为遮挡条以遮挡电池片阵列13中的电池片间隙131，也能实现设置全黑太阳能电池组件100的效果，提高太阳能组件的生产效率，同时消除了设置放置遮挡条带来电池片的损伤。

具体地，互连条11可以作为焊带，与黑色导电层12连接以配合实现电池片阵列13的连接。在本实用新型的实施例中，为了实现太阳能电池组件100的全黑外观，设置有与互连条11形状相匹配的黑色导电层12。

其中，黑色导电层12是用于连接互连条11，也即焊带，和电池片阵列13的接着材料。黑色导电层12可以为黑色的CF导电膜，具体可以通过在CF导电膜掺杂原色为黑色的物质来实现，例如掺杂一定比例的炭黑。

可以理解，将黑色导电层12的形状设置为与互连条11的形状匹配，可以使黑色导电层12与互连条11连接的更加稳定紧密；另外，通过设置黑色导电层12，而非直接将互连条11与电池片阵列13连接的方式，可以避免直接将互连条11与电池片阵列13连接时因互连条11与电池片阵列13之间的热膨胀系数差异，产生的电池弯曲、隐裂或碎片等问题，还可以有效减少互连条11的电阻，提高太阳能电池组件100的功率。

另外，设置黑色导电层12与互连条11连接，从而通过黑色导电层12电性连接互连条11和电池片阵列13这一方式，可以提高太阳能电池组件100的功率输出。且无需使用助焊剂来连接互连条11和电池片阵列13，实现清洁生产。

特别地，本实用新型中设置黑色导电层12可以取消设置黑色EPE(BEC)遮挡条或者是黑色背板，以遮挡电池片阵列13中的电池片间隙131，可以降低太阳能电池组件100的工艺制程难度，以及提高太阳能电池组件100生产效率。

那么可以理解的，黑色导电层12设置为能够覆盖电池片阵列13中的电池片间隙131，且电池片阵列13中的电池片电极132连接黑色导电层12。可以理解，在一个实施例中，当电池片阵列13的电池为背接触电池时，电池片的电极全部设置在电池片的背面，将电池片电极132均连接黑色导电层12，而由于黑色导电层12能够覆盖电池片阵列13中的电池片间隙131，使得可以实现全黑外观的太阳能电池组件100。

电池片阵列13可由多个电池串组成，电池串可由多个太阳能电池片组成，各个电池串可串联、并联、或者串并联组合后实现电流的汇流输出，例如，可通过设置焊带(汇流条、互联条)等方式来实现各个电池串的连接。

在本实用新型的实施例中，组成电池片阵列13的太阳能电池片可为PERC太阳能电池片、背接触太阳能电池片、Topcon太阳能电池片、HJT太阳能电池片等等，具体在此不作限制，电池片阵列13中的所有太阳能电池片的类型优选为同一类型。

优选地，在上述实施例中，组成电池片阵列13的太阳能电池片为背接触太阳能电池片。

即在一些实施例中，电池片阵列13可以包括多个电池片，多个电池片可以为背接触电池片。如此，使用背接触电池片可以提高太阳能电池组件100的功率，并且可以实现真正的全黑组件的设计。

具体地，背接触电池由于其正面受光面积的增加，电池片的效率和其组件的功率都会有明显的提升，制备成太阳能电池组件100在功率上有明显优势；并且由于其正面无主栅的设计，背接触电池片的电极均设置在背面，结合本实施例中，将电池片阵列13的电池片电极132与黑色导电层12连接，并将黑色导电层12覆盖背接触电池片之间的间隙的设置方式，可以外观上实现太阳能电池组件100的真正的全黑。

还需要说明的是，整个太阳能电池组件100可设置在金属框架上，金属框架作为整个太阳能电池组件100的主要外部支撑结构，且可为太阳能电池组件100进行稳定的支撑和安装，例如，可通过金属框架将太阳能电池组件100安装在所需要安装的位置。

进一步地，在本实施例中，光伏系统1000可应用在光伏电站中，例如地面电站、屋顶电站、水面电站等，也可应用在利用太阳能进行发电的设备或者装置上，例如用户太阳能电源、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能建筑等等。在本实用新型的实施例中，太阳能电池组件100的重量较轻，其可作为优选用于太阳能光伏建筑中。

当然，可以理解的是，光伏系统1000的应用场景不限于此，也即是说，光伏系统1000可应用在需要采用太阳能进行发电的所有领域中。以光伏发电系统网为例，光伏系统1000可包括光伏阵列、汇流箱和逆变器，光伏阵列可为多个太阳能电池组件100的阵列组合，例如，多个太阳能电池组件100可组成多个光伏阵列，光伏阵列连接汇流箱，汇流箱可对光伏阵列所产生的电流进行汇流，汇流后的电流流经逆变器转换成市电电网要求的交流电之后接入市电网络以实现太阳能供电。

实施例二

在一些实施例中，互连条11可以包括基材和设置在基材上的金属层，其中，金属层可以连接黑色导电膜。

可以理解，现有电池片阵列13与互连条11的焊接大多是采用高温焊接的方式，焊接温度需要200-240℃。由于互连条11与电池片之间的热膨胀系数差异较大，在焊接完毕并冷却后，电池片容易产生弯曲、隐裂或碎片的问题。因此，将互连条11的金属层连接黑色导电膜，使得互连条11通过黑色导电膜再与电池片阵列13连接，降低焊接温度，有效缩小互连条11与电池片阵列13之间的热膨胀系数差异，减少电池片的弯曲，避免电池片弯曲带来的互连条11的局部拱起，减少后续层压引起的电池片损伤。

进一步地，在这样的实施例中，金属层的厚度可以为2μm-20μm。如此，通过设置合适的金属层厚度，可以保证金属层与黑色导电膜粘接的更为可靠，同时保证金属层与黑色导电膜可以在一个适合的温度范围进行粘接。

具体地，金属层的厚度具体可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm……20μm。具体可以根据粘接温度范围、连接可靠性和成本综合考虑，本实用新型在此不做固有限制。

进一步地，在本实用新型的实施例中，基材可以包括纯铜、纯铝、铜包铝中的一种，金属层可以包括金属镍合金、铬合金、锡、锡铅合金、锡镍铜合金、锡铋合金、锡银合金中的一种。

实施例三

在一些实施例中，黑色导电层12可以包括基体、混合在基体内部的炭黑物以及嵌入在基体内部的导电粒子。如此，炭黑物可以形成黑色导电层12的黑色外观，以遮挡电池片间隙131，便于形成全黑太阳能电池组件100，导电粒子可以增强太阳能电池组件100的导电性能，从而提高太阳能电池组件100的功率输出。

进一步地，在这样的实施例中，基体包括丙烯酸、环氧树脂、硅胶、EVA中的至少一种，炭黑物的比例为1％-20％，导电粒子包括银、铜、银包铜、铜银合金中的至少一种。

如此，将炭黑物的比例设置在合适的范围内，可以保证黑色导电层12的外观足够显色，从而实现太阳能电池组件100的全黑外观显示效果。具体地，炭黑物比例可以为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％……20％，具体比例可以根据实际制造情况、太阳能电池组件100功率需求等来决定，在此不做固有限制。

实施例四

在一些实施例中，黑色导电层12与互连条11和电池片阵列13的粘接温度为110℃-180℃。

如此，粘接温度远低于互连条11与电池片阵列13直接焊接的焊接温度，设置黑色导电层12有效减小了互连条11与电池片阵列13连接时的热膨胀变形和两者因热膨胀后冷却所产生的内应力。

具体地，一般制备背接触电池全黑组件时，均是采用高温焊接的方式，传统焊接为互连条11上的锡铅合金与电池片的电极高温熔化焊接，焊接温度220℃左右，焊接底板温度80℃-120℃，焊接时间2300ms。这样，受互连条11单面应力的影响以及高温影响，电池片会出现弯曲，电池片弯曲容易带来互连条11的局部拱起，后续层压容易引起电池片损伤。

本申请中，设置黑色导电层12，焊接流程会增加电池片的正负电极贴膜工序，一般焊接工艺为焊接头温度148℃，焊接底板温度80℃-120℃，焊接时间2200ms。可以理解，设置黑色导电层12电性连接互连条11和电池片阵列13时，由于黑色导电层12的粘接温度在110℃-180℃，明显低于传统电池片焊接温度，减少电池片的弯曲，避免电池片弯曲带来的互连条11的局部拱起，减少后续层压引起的电池片损伤。

实施例五

请参阅图3和图4，本实用新型还提供一种焊接设备200，用于本实用新型中提供的太阳能电池组件100，其中，焊接设备200包括焊接加热头21和与焊接加热头21相对设置的加热底板22，在焊接设备200工作时，太阳能电池组件100设置在焊接加热头21与加热底板22之间，焊接加热头21连接互连条11，加热底板22连接电池片阵列13。

具体地，本实用新型中的太阳能电池组件100的焊接流程可以是，电池片划片后进行电池片扫描，然后将电池片电极132粘接至黑色导电层12，然后将互连条11裁切、放置，最后将互连条11与黑色导电层12进行焊接。

其中，焊接设备200中的焊接加热头21用于施加一定压力，设定温度为黑色导电层12的粘接温度，即110℃-180℃，以将互连条11、黑色导电层12和电池片阵列13连接在一起。加热底板22连接电池片阵列13，主要用于电池片焊接时的加热。

综上，本申请中使用黑色导电层12替代传统方式中实现全黑的太阳能电池组件100中的黑色遮挡条，具体是通过在基体高分子物质导电粒子中加入炭黑等物质，使CF导电膜看上去呈现黑色作为黑色导电层12。

这样，黑色导电层12属于热固性材料，在110℃-180℃的温度下可固化粘接。如此，可以改变互连条11与电池片阵列13中的电池片电极132的粘接方式，通过采用黑色导电层12电性连接互连条11与电池片电极132，既达到取消全黑组件电池片间遮挡物以提高组件生产效率，降低工艺制程难度的目的，又减小了焊接温度，减少电池片的弯曲，避免电池片弯曲带来的互连条11的局部拱起，减少后续层压引起的电池片损伤。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括依次层叠设置的互连条、黑色导电层和电池片阵列，其中，所述黑色导电层的形状与所述互连条的形状相匹配，所述黑色导电层覆盖所述电池片阵列中的电池片间隙，所述电池片阵列中的电池片电极连接所述黑色导电层。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述电池片阵列包括多个电池片，所述多个电池片为背接触电池片。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述互连条包括基材和设置在所述基材上的金属层，所述金属层连接所述黑色导电层。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属层的厚度为2μm-20μm。

5.根据权利要求3所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述基材包括纯铜、纯铝、铜包铝中的一种，所述金属层包括金属镍合金、铬合金、锡、锡铅合金、锡镍铜合金、锡铋合金、锡银合金中的一种。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述黑色导电层与所述互连条和所述电池片阵列的粘接温度为110℃-180℃。

7.一种焊接设备，用于如权利要求1至6任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述焊接设备包括焊接加热头和与所述焊接加热头相对设置的加热底板，在所述焊接设备工作时，所述太阳能电池组件设置在所述焊接加热头与所述加热底板之间，所述焊接加热头连接所述互连条，所述加热底板连接所述电池片阵列。

8.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池组件。