JP6913818B2 - 密集して配列される太陽電池ストリング、製造方法及びそのモジュール、システム - Google Patents

Description

本発明は太陽電池技術分野に関し、具体的に密集して配列される太陽電池ストリング、製造方法及びそのモジュール、システムに関する。

太陽電池モジュールは光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電ユニットであり、より低い生産コスト及びより高いエネルギー変換効率は常に太陽光モジュールが追求している目標である。従来の通常の太陽電池モジュールは、モジュールにおける電池セルが溶接ストリップによる溶接方式で一方の電池の正極を他方の電池の負極に接続して太陽電池ストリングを形成し、次に表層材料、パッケージ材料、太陽電池ストリング、パッケージ材料、及び裏層材料を積層して太陽電池モジュールを形成する。電池セルを直列接続するとき、電池セルの正負極がそれぞれ電池の両側に位置するため、溶接時に１枚の電池セルの表面電極及び隣接する電池セルの裏面電池を接続する必要があり、溶接ストリップが一定の厚さを有するため、剪断力の解放、電池セルの断裂の防止のために、直列接続される電池セルの間に一定の間隔を予め備えておく必要がある。一般的に、電池セル間の間隔は１〜３ｍｍであり、この隙間領域に電池セルがないため、モジュールの電力が損失することになる。

特許第ＣＮ１０４９１９５９７Ａ号には、「前記電池ストリング本体が少なくとも１つの電池セルストリングを備え、前記電池セルストリングが複数の配列設置される結晶系シリコン電池セルを備え、次の結晶系シリコン電池セルの表面と前の結晶系シリコン電池セルの裏面部とが一体に積み重ねられて電気的接続をなす。」という電池ストリングの設定方法が開示される。該解決手段はモジュールの有効領域内の電池セル利用面積を増加させ、モジュールの電力を増加させることができる。その欠点は、該特許に開示される解決手段では、主グリッド線がいずれも電池の連結方向に垂直に設置され、電流が細いグリッド線を通過して溶接点に入ってから収集されること、隣接する電池セルが導電性接着剤で接続され、実際の生産過程では、その機械的強度と接続堅牢性に問題があることである。

本発明の目的は従来技術の欠点に対して密集して配列される太陽電池ストリング、製造方法及びそのモジュール、システムを提供することである。本発明に係る密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法は直列接続時に電池セルの間隔をゼロにすることにより、モジュールの有効領域内の電池セル利用面積を増加させ、モジュールの電力を増加させる。

本発明に係る密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法の技術案は、
太陽電池セルを製造し、前記太陽電池セルの主グリッド線が細いグリッド線に垂直であり、前記主グリッド線がセグメント電極を用い、セグメントされた主グリッド線の一端に溶接点が設けられ、前記溶接点が電池セル間の電気的接続に使用され、裏面の主グリッド線の溶接点の位置と表面の主グリッド線の溶接点の位置とが中心対称であり、前記太陽電池セルに更に電池切断領域が設けられ、前記電池切断領域が前記主グリッド線に垂直であるステップ（１）と、
棒状の熱溶融性接着剤を印刷し、セグメントされた主グリッド線の溶接点の位置に主グリッド線に垂直である方向に沿って棒状の熱溶融性接着剤を印刷するステップ（２）と、
電池セルをスライスし、前記電池切断領域に沿って前記太陽電池セルを切断し、前記太陽電池セルを複数の小さな電池セルに切断するステップ（３）と、
導電性接着剤又ははんだペーストを塗布し、前記小さな電池セルの表面の主グリッド線の溶接点の位置に導電性接着剤又ははんだペーストを塗布するステップ（４）と、
小さな電池セルを接着し、その中の一方の小さな電池セルの裏面の主グリッド線の溶接点を他方の小さな電池セルの表面の主グリッド線の溶接点に重畳し、次に加熱によって２つの小さな電池セルを前記導電性接着剤又ははんだペーストで電気的に接続させ、加熱するとともに、熱溶融性接着剤が溶解し始め、冷却してから改めて凝固し、２つの小さな電池セルが緊密に接着し、２つの小さな電池セルの溶接点が確実なオーミック接触をなすステップ（５）と、
複数の小さな電池セルに対してステップ（５）を繰り返すことにより、複数の小さな電池セルを順に接続させ、太陽電池ストリングを形成するステップ（６）と、を含む。

前記主グリッド線は本数が３〜１５であり、幅が１００〜１２００ｕｍである。

前記電池切断領域の幅が１〜２ｍｍであり、前記熱溶融性接着剤の幅が１〜３ｍｍであり、前記溶接点に前記熱溶融性接着剤が露出し、前記熱溶融性接着剤を印刷してから乾燥処理を行う必要があり、乾燥温度を１５０未満にする。

ステップ（３）では、前記切断方式がレーザー切断である。

ステップ（５）では、前記加熱方式が抵抗線加熱又は赤外線加熱である。

本発明の他の態様に係る太陽電池セルユニットを備える密集して配列される太陽電池ストリングであって、前記太陽電池セルユニットの表面、裏面がいずれも細いグリッド線、主グリッド線及び主グリッド線の溶接点を備え、前記主グリッド線の溶接点が前記主グリッド線の一端に設置され、前記太陽電池セルユニットの表面に前記細いグリッド線の方向に沿って熱溶融性接着剤が塗布され、前記熱溶融性接着剤が前記主グリッド線の溶接点を通過する領域で切断され、前記主グリッド線の溶接点の位置に導電性接着剤又ははんだペーストが塗布され、一方の前記太陽電池セルユニットの裏面を長手方向に沿って他方の前記太陽電池セルユニットの表面に重畳し、２つの太陽電池セルユニットの重畳領域の幅が主グリッド線の溶接点の幅であり、前記導電性接着剤又ははんだペーストで一方の前記太陽電池セルユニットの裏面の主グリッド線の溶接点と他方の前記太陽電池セルユニットの表面の主グリッド線の溶接点とがオーミック接触をなし、２枚の前記太陽電池セルユニットが熱溶融性接着剤で一体に接着されることを特徴とする。

前記太陽電池セルユニットの表面、裏面電極がいずれもＨ型電極に設計され、前記主グリッド線が前記細いグリッド線に垂直である。

前記熱溶融性接着剤の幅が１〜３ｍｍである。

本発明の別の態様に係る密集して配列される太陽電池モジュールであって、上から下まで順に設置される表層材料、パッケージ材料、太陽電池ストリング、パッケージ材料、及び裏層材料を備え、前記太陽電池ストリングが上記太陽電池ストリングである。

本発明の別の態様に係る太陽電池システムであって、少なくとも１つの直列接続される太陽電池モジュールを備え、前記太陽電池モジュールが以上に記載の太陽電池モジュールである。

本発明の実施は以下の技術的効果を有する。

本発明の技術的利点は、主に、熱溶融性接着剤を設置することにより隣接する２枚の電池セルを緊密に接着し、溶接点の機械的強度及び確実なオーミック接触を確保するとともに、熱溶融性接着剤が更に導電性接着剤の流動を防止することができること、電池セルがＨ型グリッド線に設計され、主グリッド線が電池セルの連結方向に平行する構造によって、電流の収集効率を著しく向上させることができること、主グリッド線の溶接点のみに導電性接着剤を設置し、導電性接着剤の使用量を節約すること、直列接続時に電池セルの間隔をゼロにし、モジュールの有効領域内の電池セル利用面積を増加させることにより、モジュールの電力を増加させることである。

本発明の実施例に係る密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法のステップ１後の電池の構造模式図である。 本発明の実施例に係る密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法のステップ２後の電池の構造模式図である。 本発明の実施例に係る密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法のステップ３後の電池の構造模式図である。 本発明の実施例に係る密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法のステップ４後の電池の構造模式図である。 本発明の実施例に係る密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法のステップ５後の電池の構造模式図である。 本発明の実施例に係る密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法のステップ６後の電池の構造模式図である。

以下、図面を参照しながら実施例によって本発明を詳しく説明する。ただし、説明される実施例は本発明を理解するためのものであり、制限するためのものではない。

図１〜図６に示すように、本実施例に係る密集して配列される太陽電池ストリングの構造及び製造方法は、
太陽電池セルを製造し、図１に示すように、電池セルの表面電極構造がＨ型電極に設計され、主グリッド線１１が細いグリッド線１０に垂直であり、主グリッド線１１がセグメント設計を用い、セグメントされた主グリッド線の一端には電池セル間の電気的接続に使用される溶接点が設けられ、主グリッド線１１の本数が３〜１５であり、幅が１００〜１２００ｕｍであるとともに、電池切断領域１２が設けられ、切断領域１２が主グリッド線１１に垂直であり、幅が１〜２ｍｍであり、電池セルの裏面電極構造が同様にＨ型電極に設計され、主グリッド線がセグメント設計を用い、セグメントされた主グリッド線の一端に溶接点が設けられ、裏面溶接点の位置と表面の主グリッド線の溶接点の位置とが中心対称であるステップ（１）と、
棒状の熱溶融性接着剤１３を印刷し、図２に示すように、セグメントされた主グリッド線の溶接点の位置に主グリッド線に垂直である方向に沿って棒状の熱溶融性接着剤１３を印刷するが、溶接点に露出する必要があり、熱溶融性接着剤の幅が１〜３ｍｍであり、熱溶融性接着剤を印刷してから乾燥処理を行う必要があり、乾燥温度を１５０℃未満にするステップ（２）と、
電池セルをスライスし、切断領域１２に沿って電池セルを切断し、図２に示される電池セルを複数の小さな電池セルに切断し、図３に示すように、切断方式が好ましくはレーザー切断であるステップ（３）と、
電池の表面の主グリッド線１１の溶接点の位置には電池セル間の電気的接続のための導電性接着剤又ははんだペースト１４を塗布し、図４に示すように、電池セルの裏面の溶接点に導電性接着剤又ははんだペーストを塗布する必要がないステップ（４）と、
図５に示すように、２つの小さな電池セルを接着し、その中の一方の小さな電池セルの裏面の主グリッド線の溶接点を他方の小さな電池セルの表面の主グリッド線の溶接点に重畳し、次に抵抗線加熱又は赤外線加熱等の方式で２つの電池セルを導電性接着剤又ははんだペースト１４で電気的に接続させ、加熱するとともに、熱溶融性接着剤１３が溶解し始め、冷却してから改めて凝固し、２つの小さな電池セルを緊密に接着することにより、２つの電池セル溶接点の確実なオーミック接触を確保するステップ（５）と、
図６に示すように、複数の小さな電池セルに対してステップ（５）を繰り返すことにより、複数の小さな電池セルを順に接続させ、太陽電池ストリングを形成するステップ（６）と、を含む。

本願は熱溶融性接着剤を設置することにより隣接する２枚の電池セルを緊密に接着することで、溶接点の機械的強度及び確実なオーミック接触を確保するとともに、熱溶融性接着剤が更に導電性接着剤の流動を防止することができ、電池セルがＨ型グリッド線に設計され、主グリッド線が電池セルの連結方向に平行するような構造によって、電流の収集効率を著しく向上させることができ、主グリッド線の溶接点のみに導電性接着剤を設置し、導電性接着剤の使用量を節約し、直列接続時に電池セルの間隔をゼロにし、モジュールの有効領域内の電池セル利用面積を増加させることにより、モジュールの電力を増加させる。

本実施例は更に密集して配列される太陽電池ストリングを提供し、太陽電池セルユニットを備え、前記太陽電池セルユニットの表面、裏面がいずれも細いグリッド線１０、主グリッド線１１及び主グリッド線の溶接点を備え、前記主グリッド線の溶接点が前記主グリッド線１１の一端に設置され、前記太陽電池セルユニットの表面に前記細いグリッド線１０の方向に沿って熱溶融性接着剤１３が塗布され、前記熱溶融性接着剤１３が前記主グリッド線の溶接点を通過する領域で切断され、前記主グリッド線の溶接点の位置に導電性接着剤又ははんだペースト１４が塗布され、一方の前記太陽電池セルユニットの裏面を長手方向に沿って他方の前記太陽電池セルユニットの表面に重畳し、２つの太陽電池セルユニットの重畳領域の幅が主グリッド線の溶接点の幅であり、前記導電性接着剤又ははんだペースト１４で一方の前記太陽電池セルユニットの裏面の主グリッド線の溶接点と他方の前記太陽電池セルユニットの表面の主グリッド線の溶接点とがオーミック接触をなし、２枚の前記太陽電池セルユニットが熱溶融性接着剤１３で一体に接着される。

好ましくは、前記太陽電池セルユニットの表面、裏面電極がいずれもＨ−型電極に設計され、前記主グリッド線が前記細いグリッド線に垂直である。

好ましくは、前記熱溶融性接着剤の幅が１〜３ｍｍである。

本実施例は更に密集して配列される太陽電池モジュールを提供し、上から下まで順に設置される表層材料、パッケージ材料、太陽電池ストリング、パッケージ材料、及び裏層材料を備え、前記太陽電池ストリングが上記太陽電池ストリングである。

本実施例は更に太陽電池システムを提供し、１つ以上の太陽電池モジュールを備え、前記太陽電池モジュールが上記太陽電池モジュールであることを特徴とする。

最後に説明すべきことは、以上の実施例は本発明の技術案を説明するためのものであって、本発明の保護範囲を制限するためのものではなく、好適な実施例を参照しながら本発明を詳しく説明したが、当業者であれば、本発明の技術案の本質及び範囲を逸脱せずに本発明の技術案に対して修正や等価置換を行うことができると理解すべきである。

Claims (10)

1. 密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法であって、
   太陽電池セルを製造し、前記太陽電池セルの主グリッド線が細いグリッド線に垂直であり、前記主グリッド線がセグメント電極を用い、セグメントされた主グリッド線の一端に溶接点が設けられ、前記溶接点が電池セル間の電気的接続に使用され、裏面の主グリッド線の溶接点の位置と表面の主グリッド線の溶接点の位置とが中心対称であり、前記太陽電池セルに更に電池切断領域が設けられ、前記電池切断領域が前記主グリッド線に垂直であるステップ（１）と、
   セグメントされた主グリッド線の溶接点の位置に主グリッド線に垂直である方向に沿って棒状の熱溶融性接着剤を印刷するステップ（２）と、
   前記電池切断領域に沿って前記太陽電池セルを切断し、前記太陽電池セルを複数の小さな電池セルに切断するステップ（３）と、
   前記小さな電池セルの表面の主グリッド線の溶接点の位置に導電性接着剤又ははんだペーストを塗布するステップ（４）と、
   小さな電池セルを接着し、一方の小さな電池セルの裏面の主グリッド線の溶接点を他方の小さな電池セルの表面の主グリッド線の溶接点に重畳し、次に加熱によって２つの小さな電池セルを前記導電性接着剤又ははんだペーストで電気的に接続させ、加熱するとともに、熱溶融性接着剤が溶解し始め、冷却してから改めて凝固し、２つの小さな電池セルが緊密に接着し、２つの小さな電池セルの溶接点が確実なオーミック接触をなすステップ（５）と、
   複数の小さな電池セルに対してステップ（５）を繰り返すことにより、複数の小さな電池セルを順に接続させ、太陽電池ストリングを形成するステップ（６）と、を含むことを特徴とする密集して配列される太陽電池ストリングの製造方法。
2. 前記主グリッド線は本数が３〜１５であり、幅が１００〜１２００ｕｍであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記電池切断領域の幅が１〜２ｍｍであり、前記熱溶融性接着剤の幅が１〜３ｍｍであり、前記溶接点に前記熱溶融性接着剤が露出し、前記熱溶融性接着剤を印刷してから乾燥処理を行う必要があり、乾燥温度を１５０℃未満にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
4. ステップ（３）では、前記切断の方式がレーザー切断であることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
5. ステップ（５）では、前記加熱の方式が抵抗線加熱又は赤外線加熱であることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
6. 太陽電池セルユニットを備える密集して配列される太陽電池ストリングであって、
   前記太陽電池セルユニットの表面、裏面がいずれも細いグリッド線、主グリッド線及び主グリッド線の溶接点を備え、前記主グリッド線の溶接点が前記主グリッド線の一端に設置され、前記太陽電池セルユニットの表面に前記細いグリッド線の方向に沿って熱溶融性接着剤が塗布され、前記熱溶融性接着剤が前記主グリッド線の溶接点を通過する領域で切断され、前記主グリッド線の溶接点の位置に導電性接着剤又ははんだペーストが塗布され、一方の前記太陽電池セルユニットの裏面を長手方向に沿って他方の前記太陽電池セルユニットの表面に重畳し、２つの太陽電池セルユニットの重畳領域の幅が主グリッド線の溶接点の幅であり、前記導電性接着剤又ははんだペーストで一方の前記太陽電池セルユニットの裏面の主グリッド線の溶接点と他方の前記太陽電池セルユニットの表面の主グリッド線の溶接点とがオーミック接触をなし、２枚の前記太陽電池セルユニットが熱溶融性接着剤で一体に接着されることを特徴とする密集して配列される太陽電池ストリング。
7. 前記太陽電池セルユニットの表面、裏面電極はいずれも、前記主グリッド線が前記細いグリッド線に垂直であり、Ｈ型の電極に設計されることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池ストリング。
8. 前記熱溶融性接着剤の幅が１〜３ｍｍであることを特徴とする請求項６又は７に記載の太陽電池ストリング。
9. 密集して配列される太陽電池モジュールであって、
   上から下まで順に設置される表層材料、パッケージ材料、太陽電池ストリング、パッケージ材料、及び裏層材料を備え、前記太陽電池ストリングが請求項６〜８のいずれか１項に記載の太陽電池ストリングであることを特徴とする密集して配列される太陽電池モジュール。
10. 少なくとも１つの直列接続される太陽電池モジュールを備える太陽電池システムであって、
    前記太陽電池モジュールが請求項９に記載の太陽電池モジュールであることを特徴とする太陽電池システム。

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