CN220543930U - 光伏组件 - Google Patents

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CN220543930U CN202321089398.1U CN202321089398U CN220543930U CN 220543930 U CN220543930 U CN 220543930U CN 202321089398 U CN202321089398 U CN 202321089398U CN 220543930 U CN220543930 U CN 220543930U
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陶武松
冯均
罗恒
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Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Jinko Solar Co Ltd
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Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Jinko Solar Co Ltd
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Abstract

本申请实施例涉及一种光伏组件,包括:依次层叠设置的第一盖板、第一封装膜、电池串、第二封装膜和第二盖板;所述电池串包括多个电池片及多个连接部件;所述多个电池片中的每一电池片具有多个焊盘,至少部分所述电池片的所述多个焊盘中的至少部分焊盘上具有熔融焊锡冷却后形成的焊锡层;所述多个连接部件中的每一连接部件位于相邻的两个所述电池片中每一所述电池片的所述焊盘和/或所述焊锡层上方。至少有利于降低连接部件与焊盘发生虚焊的概率,提高光伏组件的可靠性。

Description

光伏组件
技术领域
本申请实施例涉及太阳能电池技术领域,特别涉及一种光伏组件。
背景技术
化石能源存在大气污染并且储量有限,而太阳能具有清洁、无污染和资源丰富等优点,因此,太阳能正在逐步成为替代化石能源的核心清洁能源,由于太阳能电池具有良好的光电转化效率,太阳能电池成为了清洁能源利用的发展重心。
光伏组件包括电池串、封装膜和盖板,电池串由多个依次连接的电池片构成。电池片具有多个焊盘,在进行电池串制备的过程中,通过将选定的连接部件与焊盘电接触的方式实现相邻电池片之间的互联,从而形成具有特定输出功率的电池串。
然后,当前的光伏组件中,连接部件与焊盘之间容易出现虚焊甚至是脱焊的问题,光伏组件可靠性有待提升。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电池串制备方法及光伏组件,至少有利于降低焊盘与连接部件发生虚焊的概率,提高光伏组件的可靠性及相邻电池片之间的焊接效果。
本申请实施例提供了一种光伏组件,包括:依次层叠设置的第一盖板、第一封装膜、电池串、第二封装膜和第二盖板;所述电池串包括多个电池片及多个连接部件;所述多个电池片中的每一电池片具有多个焊盘,至少部分所述电池片的所述多个焊盘中的至少部分焊盘上具有熔融焊锡冷却后形成的焊锡层;所述多个连接部件中的每一连接部件位于相邻的两个所述电池片中每一所述电池片的所述焊盘和/或所述焊锡层上方。
在一些实施例中,所述电池片的表面包括主栅、副栅及绝缘胶点,所述绝缘胶点隔离具有不同极性的所述主栅及所述副栅;在沿垂直于所述电池片的表面的方向上,所述焊锡层的厚度为所述绝缘胶点的厚度的0.5倍至1.5倍。
在一些实施例中,在沿垂直于所述电池片的表面的方向上,所述焊锡层的厚度为50μm至300μm。
在一些实施例中,所述焊锡层包括邻近所述焊盘的第一合金层及位于所述第一合金层远离所述焊盘的表面上的第二合金层,其中,第一合金为锡和构成所述焊盘的金属元素形成的合金。
在一些实施例中,所述第一合金层包括银锡合金层、铜锡合金层或者金锡合金层。
在一些实施例中,在沿垂直于所述电池片的表面的方向上,所述第一合金层的厚度为5μm至30μm。
在一些实施例中,所述第二合金层为锡铅合金层,所述锡铅合金层中锡和铅的质量比为0.25至1。
在一些实施例中,所述焊盘在所述电池片的表面的正投影面积为第一面积,所述焊锡层在所述电池片的表面的正投影面积为第二面积,所述第二面积与所述第一面积的比值为0.25至0.6。
在一些实施例中,所述焊锡层在所述电池片的表面的正投影面积为15平方毫米至40平方毫米。
在一些实施例中,所述连接部件包括导电芯和包覆所述导电芯的包裹层,在沿垂直于所述导电芯与所述包裹层接触的表面的方向上,所述包裹层的厚度为5μm至10μm。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:
本申请实施例提供的光伏组件,在形成电池串的多个电池片中至少部分电池片上的多个焊盘中,至少部分焊盘上具有熔融焊锡冷却后形成的焊锡层,连接部件放置在相邻的两个电池片中每个电池片的焊锡层和/或焊盘上方。通过预先在至少部分电池片的至少部分焊盘上形成焊锡层,利用焊锡层缩短连接部件与焊盘之间的间隔,提高后续焊接处理后焊盘与连接部件之间连接的稳固程度及电连接的可靠性,降低连接部件与焊盘发生虚焊的概率,提高了光伏组件的安全性和可靠性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请一实施例提供的一种光伏组件的整体结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的一种电池片的俯视图;
图3为本申请一实施例提供的一种电池片的局部剖面结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的另一种电池片的局部剖面结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的一种电池串的局部结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的一种电池串的局部立体结构示意图。
具体实施方式
当前的光伏组件在进行电池串制备的过程中,通常采用连接部件来连接相邻电池片,连接部件与电池片之间的连接方式是将连接部件与电池片上的焊盘电接触,采用的工艺通常是将连接部件加热融化,融化后的连接部件与焊盘之间形成电接触。而为了保证电池片的安全性会在电池片上的特定区域进行绝缘胶的印刷,通过印刷出的绝缘胶点保证具有不同极性的主栅与副栅之间的绝缘。在进行电池串制备的过程中,将连接部件铺设到电池片表面后,连接部件很容易被绝缘胶点架空,导致连接部件与焊盘之间存在较大的间隔,焊盘与连接部件建立电接触的过程中容易发生虚焊。
一种解决方案是在焊接处理的过程中,先在焊盘上进行锡膏的印刷,利用锡膏缩短连接部件与焊盘之间的间隔,降低连接部件与焊盘之间发生虚焊的概率。但是采用这种方案进行电池片制备的过程中,锡膏自身的成本较高,批量使用会导致光伏组件成本上升;锡膏的用量难以控制并且容易发生偏移,在后续工艺过程中容易产生锡膏和锡渣等导电异物影响光伏组件的安全性。
本申请一实施例提供了一种光伏组件,构成电池串的多个电池片中每个电池片上具有多个焊盘,至少部分电池片的至少部分焊盘上具有预先形成的焊锡层,连接部件放置在相邻的两个电池片中每个电池片上的焊锡层和/或焊盘上方。预先在至少部分电池片的至少部分焊盘上形成焊锡层,利用焊锡层缩短连接部件与焊盘之间的间隔,提高后续焊接处理过程中焊盘与连接部件之间连接的稳固程度及电连接的可靠性,降低连接部件与焊盘虚焊的概率,降低焊接过程中产生导电异物的概率,提高光伏组件的可靠性和安全性。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本申请一实施例提供了一种光伏组件,参考图1至图6,其中,图1为光伏组件的整体结构示意图,图2为完成焊锡层制备后的电池片的俯视图,图3为电池片AA区域沿垂直于电池片表面方向上的局部剖视图,图4为焊锡层包含第一合金层和第二合金层时,电池片AA区域沿垂直于电池片表面方向上的局部剖视图,图5为电池串中相邻两电池片的结构示意图,图6为电池串中BB区域的局部立体图。
光伏组件包括:依次层叠设置的第一盖板201、第一封装膜202、电池串203、第二封装膜204和第二盖板205;电池串203包括多个电池片100及多个连接部件103;多个电池片100中的每一电池片100具有多个焊盘101,至少部分电池片100的多个焊盘101中的至少部分焊盘101上具有焊锡层102;多个连接部件103中的每一连接部件103位于相邻的两个电池片100中每一电池片100的焊盘101和/或焊锡层102上方。
需要理解的是,当前的光伏组件为未完成电池串203中各相邻电池片100的连接和层压成型工序的半成品光伏组件,在通过焊接处理将相邻的各电池片100连接后,再经过层压成型工序后才能够形成成品的光伏组件。成品的光伏组件中,各电池片100连接为电池串203,每一电池片100上方的连接部件103和电池片100上的焊盘101通过焊接形成的连接结构电连接,第一封装膜202和第二封装膜204融合形成封装膜。
构成光伏组件的各电池片100中,至少部分电池片100上的多个焊盘101中的至少部分焊盘101上具有焊锡层102,在后续通过焊接工艺实现相邻电池片100的互联时,焊锡层102缩短了连接部件103与焊盘101之间的架空间隔,进而降低了连接部件103与焊盘101之间发生虚焊的概率,提高了电池串203和光伏组件的可靠性,同时焊锡层102固化在焊盘101表面也降低了产生导电异物的概率,降低了光伏组件的制程风险。
在一些实施例中,多个电池片100中的每一电池片100包括但不限于PERC电池、PERT电池(Passivated Emitter and Rear Totally-diffused cell,钝化发射极背表面全扩散电池)、TOPCon电池(Tunnel Oxide Passivated Contact,隧穿氧化层钝化接触电池)、HIT/HJT电池(Heterojunction Technology,异质结电池)和全背电极接触晶硅太阳能电池(Interdigitated back contact,IBC)中的任意一种。
在一些实施例中,电池片100可以为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池或者多元化合物太阳能电池,多元化合物太阳能电池具体可以为硫化镉太阳能电池、砷化镓太阳能电池、铜铟硒太阳能电池或者钙钛矿太阳能电池。
电池片100可以为整片电池或者切片电池,切片电池指的是一个完整的整片电池经过切割工艺形成的电池片。切割工艺包括:激光开槽+切割工艺和热应力电池分离工艺。切片电池构建电池串的优势在于可以通过降低电阻损耗的方式来提高电池串的发电功率。根据欧姆定律可知,太阳能电池互连电损耗是与电流大小的平方成正比的,以将电池切割成两半为例,切片后电流的大小也降低了一半,则电损耗也随之降低至全尺寸电池损耗的四分之一。
因此,在电池片100为整片电池的情况下,在形成焊锡层102后,对电池片100进行切片,形成至少两个子电池片,至少两个子电池片中的每一子电池片具有至少一个焊盘101。然后以子电池片作为构建电池串的基本单元,将连接部件103放置在相邻的两个子电池片中每一子电池片的焊盘101和/或焊锡层102上方,并对连接部件103与焊锡层102和/或焊盘101进行焊接处理,将相邻的两个子电池片连接。通过在电池片100分片前完成固化在焊盘101表面上的焊锡层102的制备,使得后续电池片100处理流程中焊锡层102偏移或者制备焊锡层102引入导电异物的概率尽可能小,降低了电池串制程中的风险。
值得一提的是,对完成焊锡层102制备的电池片100进行切片后,形成的切片电池可以为二分片电池、三分片电池、四分片电池或者八分片电池等。本申请实施例分片的具体方式不做限制。
在一些实施例中,在焊盘101上形成焊锡层102的方法包括:采用送锡机或者搪锡机在焊盘101上涂敷熔融焊锡。
在焊盘101上形成焊锡层102的过程中,可以先确定电池片100上需要进行焊锡层102制备的焊盘101的位置,并对待制备焊锡层102的焊盘101进行标记,然后根据标记好的焊盘101位置,在送锡机或者搪锡机的控制端进行目标位置的标记。然后将电池片100流转到送锡机或者搪锡机上,送锡机或者搪锡机预先将焊锡加热到熔融状态后,在电池片100表面上的预设位置,即标记好的焊盘101所在的位置上涂敷熔融焊锡,从而在熔融焊锡冷却后形成焊锡层102。
通过采用送锡机或者搪锡机在焊盘101进行熔融焊锡的涂敷,不仅可以准确的控制熔融焊锡涂敷的位置,以在特定的焊盘101上形成焊锡层102,并且还可以准确的控制焊锡层102制备过程中焊锡的用量。此外,焊锡的成本通常小于0.2元/克,而锡膏的成本通常大于0.3元/克,并且利用锡膏点喷或者丝网印刷时锡膏的用量准确控制难以实现,而送锡机和搪锡机进行焊锡层102制备时的焊锡用量的控制较为准确,因此,采用送锡机或搪锡机进行上锡时还能够降低电池串制备的整体成本。
此外,在进行上锡的过程中,还可以根据待形成的焊锡层102的目标厚度,在送锡机或者搪锡机的控制端进行单次上锡时焊锡用量的控制,从而准确的在电池片100表面被选中的至少部分焊盘101上准确形成厚度处于特定区间内的焊锡层102,规避熔融焊锡涂敷用量过大带来的安全隐患和用量过小对连接部件103与焊盘101之间虚焊改善效果不佳的问题。相较于在焊盘101上喷涂锡膏的方案来说,采用送锡机或者搪锡机进行焊锡层102制备的过程中,可以较为准确的控制每个焊锡层102形成时采用的焊锡用量,也便于定量的控制和验证。
另外,采用送锡机进行焊锡层102制备的时候,可以选用高频涡流加热的自动送锡机,采用搪锡机进行焊锡层102制备的时候,可以选用超声波搪锡机,从而使得涂敷前焊锡融化的更加均匀,进而提高焊锡层102制备过程中焊锡用量控制的准确性和熔融焊锡的均匀程度。
在一些实施例中,熔融焊锡的加热温度为250℃至300℃。
在焊盘101上涂敷熔融焊锡的过程中,需要预先对焊锡进行加热,使得焊锡融化形成熔融焊锡便于涂敷。其中,加热温度指的是加热融合焊锡形成熔融焊锡的过程中加热的峰值温度。在进行熔融焊锡涂敷前,需要对熔融焊锡的加热温度进行控制,可以将熔融焊锡的加热温度设置在250℃至300℃的范围内,例如,将熔融焊锡的加热温度设置为255℃、260℃、270℃、285℃或者300℃等。通过将形成熔融焊锡的加热温度设置在合适的范围内,保证熔融焊锡涂敷到焊盘101表面上时,能够形成厚度合适的焊锡层102,提高焊锡层102与焊盘101结合的稳固程度,并且能够尽可能避免焊锡层102制备对焊盘101结构和电池片100的光电转换性能的损伤,保证电池片100的光电转换性能和光伏组件的可靠性。
在一些实施例中,电池片100的表面包括主栅、副栅及绝缘胶点110,绝缘胶点110隔离具有不同极性的主栅及副栅;在沿垂直于电池片100的表面的方向上,焊锡层102的厚度为绝缘胶点110的厚度的0.5倍至1.5倍。
电池片100的表面上通常具有隔离具有不同极性的主栅与副栅的绝缘胶点110,在电池片100表面上设置有绝缘胶点110的情况下,利用连接部件103对相邻的电池片100进行连接的过程中,由于绝缘胶点110导致焊盘101周边不再处于较为平整的状态,铺设完成的连接部件103会被绝缘胶点110架空,导致焊盘101与连接部件103之间产生一个较大的架空间隔,进而容易导致后续连接部件103与焊盘101在形成电连接的过程中产生虚焊或者连接不牢固的问题,其中,架空间隔指的是完成铺设后的连接部件103表面上任意一点与焊盘101上任意一点之间距离的最小值。
焊锡层102的主要功能之一在于作为辅助功能层,缩短连接部件103与焊盘101之间的架空间隔,从而提高连接部件103与焊盘101之间的电连接性能和可靠性。焊锡层102在沿垂直于电池片100表面的方向上的厚度指的是,在沿垂直于电池片100表面的方向上,焊锡层102远离电池片100的表面和焊锡层102邻近电池片100的表面之间的间隔a;绝缘胶点110在沿垂直于电池片100表面的方向上的厚度指的是,在沿垂直于电池片100表面的方向上,绝缘胶点110表面上任一点与电池片100表面之间间隔的最大值。
在沿垂直于电池片100的表面的方向上,若焊锡层102的厚度和与焊锡层102邻近的绝缘胶点110的厚度的比值过小,则焊锡层102对连接部件103与焊盘101之间架空间隔的缩短效果有限,焊锡层102无法有效的提高连接部件103与焊盘101之间的连接性能;若焊锡层102的厚度和与焊锡层102邻近的绝缘胶点110的厚度的比值过大,则在将连接部件103与焊盘101连接的过程中,焊锡层102产生的熔锡过多容易流动到电池片100表面上的其他区域,对电池片100表面造成遮蔽甚至是导致电池片100上具有不同极性的主栅和副栅发生短接。
因此,在沿垂直于电池片100表面的方向上,将设置的焊锡层102的厚度设置为绝缘胶点110的厚度的0.5倍至1.5倍之间,例如,形成厚度为绝缘胶点110厚度0.6倍、0.65倍、0.75倍、0.8倍、0.9倍、1.0倍、1.15倍、1.2倍、1.25倍、1.35倍或者1.45倍等的焊锡层102。有效的缩短铺设完成的连接部件103与焊盘101之间的架空间隔,提高连接部件103与焊盘101电连接过程中的连接性能和可靠性,降低连接部件103与焊盘101发生虚焊的概率,同时也避免了焊锡层102融化后导致电池片100发生受光遮蔽甚至是栅线短路的问题,提高电池片100连接的安全性。
在一些实施例中,在沿垂直于电池片100的表面的方向上,焊锡层102的厚度为50μm到300μm。
如上所述焊锡层102的主要功能之一在于作为辅助功能层,缩短连接部件103与焊盘101之间的架空间隔,从而提高连接部件103与焊盘101之间的电连接性能和可靠性。焊锡层102在沿垂直于电池片100表面的方向上的厚度指的是,在沿垂直于电池片100表面的方向上,焊锡层102远离电池片100的表面和焊锡层102邻近电池片100的表面之间的间隔a。在形成焊锡层102的时候,若焊锡层102在沿垂直于电池片100表面的方向上的厚度过小,则焊锡层102对连接部件103与焊盘101之间架空间隔的缩短效果有限,焊锡层102无法有效的提高连接部件103与焊盘101之间的连接性能;若焊锡层102在沿垂直于电池片100表面的方向上的厚度过大,则在将连接部件103与焊盘101连接的过程中,焊锡层102产生的熔融焊锡过多容易流动到电池片100表面上的其他区域,对电池片100表面造成遮蔽甚至是导致电池片100上具有不同极性的栅线发生短接。
因此,在沿垂直于电池片100表面的方向上,将焊锡层102的厚度设置为50μm到300μm,例如,形成将焊锡层102的厚度设置为55μm、60μm、70μm、85μm、90μm、100μm、115μm、135μm、150μm、175μm、200μm、220μm、250μm、275μm或者290μm等。通过将焊锡层102沿垂直于电池片100表面的方向上的厚度控制在合适的范围内,利用焊锡层102有效的缩短铺设完成的连接部件103与焊盘101之间的架空间隔,提高连接部件103与焊盘101电连接过程中的连接性能和可靠性,降低连接部件103与焊盘101发生虚焊的概率,同时也避免了焊锡层102融化后导致电池片100发生受光遮蔽甚至是栅线短路的问题,提高电池片100连接的安全性。
此外,各电池片100表面上具有多个焊盘101,同一电池片100的焊盘101上形成的焊锡层102的厚度可以相同也可以不同,不同电池片100上的焊盘101的厚度可以相同也可以不同,本申请实施例对各焊盘101上形成的焊锡层102的具体厚度不做限制。
在一些实施例中,焊锡层102包括邻近焊盘101的第一合金层120及位于第一合金层120远离焊盘101的表面上的第二合金层121,其中,第一合金为锡和构成焊盘101的金属元素形成的合金。
焊锡层102的主要功能在于提高连接部件103和焊盘101之间的焊接效果,而体现焊接效果的一个主要因素在于焊接后的连接强度。连接部件103与焊盘101进行焊接处理实现互联的过程中,通常需要采用较高的加热温度进行加热,使得连接部件103和焊盘101的连接结构中包含由锡与焊盘101表面的金属元素形成的合金构成的合金层,从而提高连接结构的稳固程度以及连接部件103与焊盘101之间连接的可靠性。而过高的加热温度容易导致焊盘101的结构受损,甚至是电池片100的光电转换性能受损,进而导致光伏组件的可靠性和光电转换性能下降。
因此,在进行焊锡层102制备的时候,将焊锡层102制备成包括邻近焊盘101的第一合金层120及位于第一合金层120远离焊盘101的表面上的第二合金层121的功能层。且第一合金层120中包含的第一合金为由锡和构成焊盘101的金属元素形成的合金。通过在对连接部件103和焊盘101进行焊接处理前,预先形成提高焊接后的稳固程度的第一合金层120,使得后续焊接处理过程中的焊接温度可以大大降低,降低了焊接处理过程中可能对焊盘101的结构和电池片100的光电转换性能造成的损伤,提高光伏组件的可靠性。
此外,第二合金层121的主要作用在于辅助焊接处理的进行,因此,第二合金层121可以由有利于焊接的锡铅合金、锡银合金、锡铜合金、锡铅银合金或者锡铋合金中的一种或者多种组合构成。
在进行焊锡层102制备的过程中,可以采用在焊盘101表面上的至少部分区域涂敷被加热到熔融状态的熔融焊锡,借助熔融焊锡的高温促使焊锡中的锡与焊盘101表面的金属元素形成第一合金,待涂敷的熔融焊锡冷却直接形成焊锡层102中的第一合金层120和第二合金层121。还可以通过先在焊盘101的表面上先涂敷熔融的第一合金,形成第一合金层120,然后在第一合金层120远离焊盘101的表面上涂敷熔融焊锡形成第二合金层121,或者通过先在焊盘101的表面上涂敷焊料,然后将焊料加热融化形成熔融焊锡,借助熔融焊锡的高温形成第一合金层120和第二合金层121。本申请实施例对焊锡层102制备采用的具体方式不做限制。
另外,焊锡层102和焊盘101在电池片100表面的正投影的形状可以是圆形、椭圆形或者多边形,本申请实施例以焊盘101在电池片100表面的正投影为矩形,焊锡层102在电池片100表面的正投影为圆形进行说明。
此外,采用焊接工艺对连接部件103和焊盘101和/或焊锡层102进行焊接处理时,在焊接处理的过程中,将对焊锡层102和连接部件103之间的焊接处理的加热温度控制在200℃至300℃的范围内。例如,可以将加热温度设置在210℃、225℃、240℃、255℃、275℃或者290℃等。其中,焊接处理的加热温度指的是焊接处理过程中加热的峰值温度。对焊盘101与连接部件103进行焊接处理时,将焊接处理的温度升高到300℃以上,例如,350℃、375℃或者380℃等,从而提高形成的连接结构的可靠性。在尽可能降低对电池片100的性能损伤的同时,提高焊接良率。
在一些实施例中,第一合金层120包括银锡合金层、铜锡合金层或者金锡合金层。
第一合金层120能够提升连接部件103与焊盘101之间的焊接强度的原因在于第一合金层120中包含的第一合金是由焊盘101与第一合金层120接触的表面上具有的金属元素与锡形成的合金,与焊盘101之间具有良好的结合效果。
而焊盘101可以是具有良好导电能力的铜、金或者银材质,或者在焊盘101的表面形成有镀银膜层或者镀金膜层等功能膜层的良好导电材质。因此,为了提高第一合金层120与焊盘101之间的结合效果,可以根据焊盘101朝向焊锡层102的表面上具有的金属元素选择性形成适当材质的第一合金层120。例如,在焊盘101为银材质的情况下,第一合金层120可以为包括银锡合金的合金层;在焊盘101为铜材质的情况下,第一合金层120可以为包括铜锡合金的合金层;在焊盘101为铜材质,且在朝向焊锡层102的一侧具有镀银膜层的情况下,第一合金层可以为包括银锡合金的合金层。通过根据焊盘101的材质和结构形成对应的第一合金层120,尽可能提高焊盘101与连接部件103之间的结合强度和效果,提高光伏组件的稳定性。
此外,第一合金层120中可以仅包含一种合金,也可以包含多种合金,本申请实施例对此不做限制。
在一些实施例中,在沿垂直于电池片100的表面的方向上,第一合金层120的厚度为5μm至30μm。
在沿垂直于电池片100的表面的方向上,第一合金层120的厚度指的是第一合金层120邻近焊盘101的表面与第一合金层120远离焊盘101的表面之间的间隔。第一合金层120的主要功能在于提高焊盘101与连接部件103之间的结合强度,在第一合金层120的厚度过小的情况下,第一合金层120自身的强度和结构较为薄弱,对焊盘101与连接部件103之间结合强度的提升很有限;在第一合金层120的厚度过大的情况下,形成第一合金层120的时候,高温的熔融焊锡或者熔融第一合金的体积较大,向电池片100和焊盘101传递的热量过大,容易导致焊盘101发生结构损伤,电池片100出现光电转换性能受损。
因此,在沿垂直于电池片100的表面的方向上,将第一合金层120的厚度控制在5μm至30μm的范围内,例如,将第一合金层120的厚度设置为6μm、7.5μm、10μm、12.5μm、17.5μm、22.5μm、25μm或者28μm等。通过将第一合金层120的厚度设置在适当的范围内,有效提升焊接处理后焊盘101与连接部件103之间的结合强度,降低连接部件103与焊盘101发生脱焊的概率的同时,降低焊盘101发生结构损伤甚至是脱落的概率,避免电池片100的光电转换性能受到损伤,提高光伏组件的可靠性和光电转换效率。
同一电池片100表面上各第一合金层120的厚度可以相同也可以不同,不同电池片100表面上各第一合金层120的厚度可以相同也可以不同,本申请实施例对此不做限制。
在一些实施例中,第二合金层121为锡铅合金层,锡铅合金层中锡和铅的质量比为0.25至1。
第二合金层121的主要功能在于辅助连接部件103与焊锡层102之间的焊接处理,在已经预先形成第一合金层120的基础上,第二合金层121可以是熔点较低的合金层,出于成本和焊接性能的考虑,可以将第二合金层121设置为具有较佳焊接性能的锡铅合金层。
锡铅合金的熔点和合金层中锡和铅的质量比相关,在锡铅合金中,铅含量越大则合金熔点越高,铅含量越小则合金熔点越低。第二合金层121中,锡和铅的质量比过小的情况下,第二合金层121的熔点过大,在焊接处理的过程中需要较大的加热温度,容易造成焊盘101的结构和电池片100的光电转换性能损伤;锡和铅的质量比过大的情况下,熔融状态下的第二合金的流动性过强,容易流动到焊盘101之外的区域,增大制程风险。
因此,在第二合金层121为锡铅合金层的情况下,将第二合金层121中锡和铅的质量比设置在0.25至1的范围内,例如,将锡和铅的质量比设置在0.26、0.28、0.33、0.35、0.4、0.45、0.5、0.575、0.65、0.75、0.8或者0.9等。通过将第二合金层121中锡和铅的质量比设置在合适的范围内,使得第二合金层121能够有效的辅助对连接部件103的焊接处理,同时降低第二合金层121的制程风险,提高光伏组件的可靠性。
在一些实施例中,焊盘101在电池片100的表面的正投影面积为第一面积,焊锡层102在电池片100的表面的正投影面积为第二面积,第二面积与第一面积的比值为0.25至0.6。
影响焊盘101与连接部件103之间的连接性能和可靠性的一个因素在于铺设完成后的连接部件103于焊盘101之间的架空间隔,架空间隔越大,焊盘101于连接部件103建立连接越困难,另一个因素在于连接部件103与焊盘101在建立连接后的接触面积,接触面积越大,则连接越牢靠,同时在进行载流子传输过程中的接触电阻也越小,传输损耗越低。而影响连接部件103与焊盘101在建立连接后的接触面积的是焊锡层102的大小。其中,焊锡层102的大小指的是焊锡层102的体积。而根据体积的计算公式,在其他条件相同的情况下,焊锡层102沿垂直于电池片100表面方向上的最大横截面积越大,焊锡层102的体积就越大,能够提供的焊锡就越多,进而使得连接部件103与焊盘101建立连接后的接触面积越大。
在焊锡层102为规则或者近规则的均匀立体膜层的情况下,焊锡层102沿垂直于电池片100表面方向上的最大横截面积近似于焊锡层102在电池片100表面的正投影的面积。而焊锡层102对焊盘101与铺设好的连接部件103之间的空腔的填充比例与焊锡层102在电池片100表面的正投影面积即第二面积,与焊锡层102所在的焊盘101在电池片100表面的正投影面积即第一面积的比值相关。在焊锡层102在电池片100表面的正投影面积与焊盘101在电池片100表面的正投影面积的比值过大的情况下,焊锡层102的体积过大,在将连接部件103与焊盘101连接的过程中焊锡层102提供的焊锡过多,容易出现焊锡流动到焊盘101之外的电池片100表面,对电池片100造成遮蔽甚至是将具有不同极性的栅线短路。在焊锡层102在电池片100表面的正投影面积与焊盘101在电池片100表面的正投影面积的比值过小的情况下,焊锡层102的体积过小,在将连接部件103与焊盘101连接的过程中焊锡层102提供的焊锡过少,连接部件103与焊盘101接触部分覆盖焊盘101表面的面积过小,容易导致连接不稳固的同时接触电阻过大,载流子传输损耗过大。
因此,将焊锡层102在电池片100表面的正投影面积设置为焊盘101在电池片100表面的正投影面积的0.25倍至0.6倍,例如,将第二面积与第一面积比值设置为0.3、0.35、0.45、0.5或者0.55等。通过形成将第二面积与第一面积的比值设置在适当范围内,使焊锡层102能够有效填充连接部件103与焊盘101之间的空腔,提供足够的焊锡以增大焊盘101与连接部件103的接触面积,增强焊盘101与连接部件103连接的可靠性和稳固程度,降低焊盘101与连接部件103接触电阻及载流子传输损耗的同时,降低焊锡流动到电池片100表面上造成遮蔽甚至是栅线短路的概率,提高电池串的安全性和可靠性。
此外,同一电池片100表面上各焊盘101在电池片100表面的正投影面积与对应的焊锡层102在电池片100的表面的正投影面积的比值可以相同也可以不同,不同电池片100表面上各焊盘101在电池片100表面的正投影面积与对应的焊锡层102在电池片100的表面的正投影面积的比值可以相同也可以不同。
在一些实施例中,焊锡层102在电池片100的表面的正投影面积为15平方毫米至40平方毫米。
与上述关于焊锡层102影响连接部件103与焊盘101连接时的接触面积的描述类似,焊锡层102在电池片100表面的正投影面积的大小能够直观的反映出焊锡层102在焊盘101上覆盖的面积。在焊锡层102在电池片100表面的正投影面积过大的情况下,焊锡层102的体积过大,可提供的焊锡过多,容易出现焊锡流动到焊盘101之外的电池片100表面,对电池片100造成遮蔽甚至是将具有不同极性的栅线短路。在焊锡层102在电池片100表面的正投影面积过小的情况下,焊锡层102的体积过小,可提供的焊锡过少,连接部件103与焊盘101接触部分覆盖焊盘101表面的面积过小,容易导致连接不稳固的同时接触电阻过大,载流子传输损耗过大。
因此,在进行焊锡层102制备的过程中,可以形成在电池片100表面的正投影面积为15平方毫米至40平方毫米的焊锡层102,例如,形成在电池片100表面的正投影面积为16平方毫米、17.5平方毫米、20平方毫米、22.5平方毫米、25平方毫米、30平方毫米、35平方毫米或者37.5平方毫米等的焊锡层102。通过形成第二面积处于适当范围内的焊锡层102,使焊锡层102能够有效填充连接部件103与焊盘101之间的空腔,提供足够的焊锡以增大焊盘101与连接部件103的接触面积,增强焊盘101与连接部件103连接的可靠性和稳固程度,降低焊盘101与连接部件103接触电阻及载流子传输损耗的同时,降低焊锡流动到电池片100表面上造成遮蔽甚至是栅线短路的概率,提高电池串的安全性和可靠性。
此外,同一电池片100表面上各焊锡层102在电池片100表面的正投影面积可以相同也可以不同,不同电池片100表面上各焊锡层102在电池片100表面的正投影面积可以相同也可以不同。
在一些实施例中,连接部件103包括导电芯131和包覆导电芯131的包裹层132,在沿垂直于导电芯131与包裹层132接触的表面的方向上,包裹层132的厚度为5μm至10μm。
连接部件103可以由内部的导电芯131和包裹在导电芯131外部,包覆导电芯131的包裹层132构成,导电芯131可以由具有良好导电能力的金属构成,例如,铜、铝或银等。包裹层132则可以由便于进行焊接的锡铅合金、锡铅银合金或者锡银合金等材料构成。在对连接部件103与焊盘101或者焊锡层102进行焊接的过程中,包裹层132融合并流动到焊盘101或者焊锡层102的表面,使连接部件103与焊盘101形成电连接。在沿垂直于导电芯131与包裹层132接触的表面的方向上,包裹层132的厚度指的是包裹层132与导电芯131接触的表面与包裹层132远离导电芯131的表面之间的间隔。
包裹层132的厚度过大的情况下,焊接过程中包裹层132融化形成的流动性合金过多,容易覆盖到电池片100表面上焊盘101之外的区域,进而形成对电池片100的遮蔽甚至是将具有不同极性的主栅和副栅连通,导致电池片100发生短路。包裹层132厚度过小的情况下,焊接过程中包裹层132融化形成的流动性合金过少,容易出现对焊盘101表面的覆盖面积不足或者形成的连接结构存在较多空隙的问题,导致连接部件103与焊盘101之间连接的稳固性较差并且接触电阻也较大。
因此,可以将连接部件103的包裹层132的厚度设置为5μm至10μm,例如,将包裹层132的厚度设置为5.5μm、6.5μm、7.5μm、8.5μm或者9.54μm等。通过将包裹层132厚度设置在适宜的范围内,保证连接部件103与焊盘101的焊接效果的同时,避免电池片100发生遮蔽或者短路,提高电池串的可靠性和安全性。
此外,相较于常规的连接部件103,由于预先在焊盘101上形成了焊锡层102,缩短了连接部件103和焊盘101之间的架空间隔,同时也提供了具有导电能力的合金功能层,因此,连接部件103的包裹层132的厚度相较于常用的连接部件103有明显的缩小,降低了连接部件103和电池串制备的成本。
综上,本申请部分实施例提供的光伏组件中,预先在至少部分电池片100上的至少部分焊盘101上形成的焊锡层102,并将连接部件103放置到相邻电池片100中每个电池片100上的焊锡层102和/或焊盘101上方。利用焊锡层102缩短连接部件103与焊盘101之间的间隔,提高焊盘101与连接部件103之间连接的稳固程度及电连接的可靠性,降低连接部件103与焊盘101虚焊的概率,提高了光伏组件的可靠性和安全性。
本申请虽然以较佳实施例公开如上,但并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下,都可以做出若干可能的变动和修改,而不偏离本申请的精神和范围,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种光伏组件,其特征在于,包括:依次层叠设置的第一盖板、第一封装膜、电池串、第二封装膜和第二盖板;
所述电池串包括多个电池片及多个连接部件;
所述多个电池片中的每一电池片具有多个焊盘,至少部分所述电池片的所述多个焊盘中的至少部分焊盘上具有熔融焊锡冷却后形成的焊锡层;
所述多个连接部件中的每一连接部件位于相邻的两个所述电池片中每一所述电池片的所述焊盘和/或所述焊锡层上方。
2.根据权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述电池片的表面包括主栅、副栅及绝缘胶点,所述绝缘胶点隔离具有不同极性的所述主栅及所述副栅;在沿垂直于所述电池片的表面的方向上,所述焊锡层的厚度为所述绝缘胶点的厚度的0.5倍至1.5倍。
3.根据权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,在沿垂直于所述电池片的表面的方向上,所述焊锡层的厚度为50μm至300μm。
4.根据权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述焊锡层包括邻近所述焊盘的第一合金层及位于所述第一合金层远离所述焊盘的表面上的第二合金层。
5.根据权利要求4所述的光伏组件,其特征在于,所述第一合金层包括银锡合金层、铜锡合金层或者金锡合金层。
6.根据权利要求4所述的光伏组件,其特征在于,在沿垂直于所述电池片的表面的方向上,所述第一合金层的厚度为5μm至30μm。
7.根据权利要求4所述的光伏组件,其特征在于,所述第二合金层为锡铅合金层。
8.根据权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述焊盘在所述电池片的表面的正投影面积为第一面积,所述焊锡层在所述电池片的表面的正投影面积为第二面积,所述第二面积与所述第一面积的比值为0.25至0.6。
9.根据权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述焊锡层在所述电池片的表面的正投影面积为15平方毫米至40平方毫米。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光伏组件,其特征在于,所述连接部件包括导电芯和包覆所述导电芯的包裹层,在沿垂直于所述导电芯与所述包裹层接触的表面的方向上,所述包裹层的厚度为5μm至10μm。
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