CN109786492B - 光伏组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种光伏组件及其制造方法。其中该光伏组件包括若干电池串列，所述电池串列包括若干太阳电池、焊带以及缓冲层。焊带用于连接相邻两太阳电池以将上述若干太阳电池连成串，缓冲层可以设于所述太阳电池上与焊带交叉的边缘并位于所述太阳电池设有电极的表面与所述焊带之间。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能领域，尤其涉及一种光伏组件及其制造方法。
背景技术
传统的光伏组件中，太阳电池片之间通过焊带相互连接，使焊带的一端连接至太阳电池片的一面电极，另一端连接至相邻太阳电池片的另一面电极，从而形成电池串接。在上述传统光伏组件中，由于焊带需要压在电池片边缘处，并且焊带和电池片边缘之间的接触属于硬性接触，这便带来了一定的电池片损坏的可能性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏组件及其制造方法。
为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：
一种光伏组件，包括若干电池串列，所述电池串列包括：
若干太阳电池，所述太阳电池包括设于电池表面的电极；
焊带，用于连接相邻两太阳电池以将上述若干太阳电池连成串；
缓冲层，设于所述太阳电池上与焊带交叉的边缘并位于所述焊带和面向该焊带的电池表面之间。
其中，相邻两太阳电池的边缘相互交叠以在相邻两太阳电池之间形成交叠空间，所述缓冲层位于所述交叠空间内。
其中，所述缓冲层包括设于太阳电池正面的正面缓冲层和设于太阳电池背面的背面缓冲层，并且所述正面缓冲层和所述背面缓冲层位于不同侧边缘。
其中，所述缓冲层固定于所述表面；优选的，所述缓冲层的厚度为200～400um。
其中，所述缓冲层呈长条状且沿所述边缘延伸，或所述缓冲层包括n个间隔设置且与焊带位置对应的缓冲盘，n为太阳电池单侧表面设置的焊带数量。
其中，所述缓冲层在焊带延伸方向上的尺寸大于或等于所述交叠空间在焊带延伸方向上的尺寸。
其中，所述焊带包含与太阳电池正面电极焊接的第一段、与相邻的另一太阳电池的背面电极焊接的第二段、以及连接上述第一段和第二段的过渡段，所述过渡段被安置在所述交叠空间内，所述过渡段的宽度大于所述第一段和/或所述第二段的宽度；优选的，所述第一段与所述第二段在所述交叠空间外相搭接。
其中，所述缓冲层包括乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA和/或聚烯烃弹性体POE。
其中，所述太阳电池在一侧表面的边缘处设有上述缓冲层，所述边缘用于交叠。
其中，所述电极包括若干沿所述若干电池的排列方向延伸的主栅线，所述焊带焊接于所述主栅线上，所述缓冲层和所述主栅线纵长方向上的端部之间具有间隙。
在另一方面，一种光伏组件，包括若干电池串列，所述电池串列包括：
若干太阳电池，相邻两太阳电池的边缘相互交叠以在相邻两太阳电池之间形成交叠空间；
焊带，用于连接相邻两太阳电池并通过所述交叠空间；
缓冲层，设于所述交叠空间内并位于相邻两平行焊带之间。
其中，所述焊带包含与太阳电池正面电极焊接的第一段、与相邻的另一太阳电池的背面电极焊接的第二段、以及连接上述第一段和第二段的过渡段，所述过渡段被安置在所述交叠空间内，所述缓冲层在电池厚度方向上的尺寸大于所述过渡段在电池厚度方向上的尺寸。
一种光伏组件的制造方法，包括：
在太阳电池表面的边缘设置缓冲层，所述表面设有电极；
将多个太阳电池通过焊带连接成串，使所述缓冲层位于所述焊带和面向该焊带的表面之间。
其中，所述方法还包括：
将上述多个太阳电池中相邻太阳电池的边缘相互交叠，以在相邻两太阳电池之间形成交叠空间。
其中，所述在太阳电池表面的边缘设置缓冲层包括：
提供待分割的第一太阳电池，所述第一太阳电池表面设有电极；
在所述第一太阳电池表面形成分割线；
在所述第一太阳电池表面设置缓冲层；
将所述第一太阳电池沿所述分割线分割成至少两个电池条，所述电池条包括沿该电池条长边布置的缓冲层。
其中，所述缓冲层包括设于太阳电池正面的正面缓冲层和设于太阳电池背面的背面缓冲层，并且所述正面缓冲层和所述背面缓冲层位于不同侧边缘，优选的，所述缓冲层的厚度为200～400um，优选的，所述缓冲层在焊带延伸方向上的尺寸大于或等于所述交叠空间在焊带延伸方向上的尺寸。
其中，所述缓冲层呈长条状；或所述缓冲层包括n个间隔设置且与焊带位置对应的缓冲盘，n为太阳电池单侧表面设置的焊带数量。
其中，所述第一太阳电池具有相对且平行的第一边缘和第二边缘，所述第一太阳电池表面设有邻近所述第一边缘的第一条状缓冲层和邻近所述第二边缘的第二条状缓冲层，所述切割线位于所述第一条状缓冲层和所述第二条状缓冲层之间。
其中，所述焊带包含与太阳电池正面电极焊接的第一段、与相邻的另一太阳电池的背面电极焊接的第二段、以及连接上述第一段和第二段的过渡段，所述过渡段被安置在所述交叠空间内，所述过渡段的宽度大于所述第一段和/或所述第二段的宽度。
在另一方面，一种光伏组件的制造方法，包括：
在太阳电池表面的边缘设置缓冲层，所述表面设有电极；
将多个太阳电池通过焊带连接成串，其中将所述多个太阳电池中相邻太阳电池的边缘相互交叠，以在相邻两太阳电池之间形成供焊带通过的交叠空间，使所述缓冲层位于所述交叠空间内并填充于相邻两平行焊带之间。
其中，所述焊带包含与太阳电池正面电极焊接的第一段、与相邻的另一太阳电池的背面电极焊接的第二段、以及连接上述第一段和第二段的过渡段，所述过渡段被安置在所述交叠空间内，所述缓冲层在电池厚度方向上的尺寸大于所述过渡段在电池厚度方向上的尺寸。
本发明实施例通过太阳电池表面设置缓冲层，可以利用该缓冲层起到缓解太阳电池与焊带之间的硬性接触的效果，从而降低了光伏组件的裂片率。
附图说明
图1A为本发明实施例提供的适用于叠片式组件的相邻两太阳电池相交叠状态的示意图。
图1B为本发明实施例提供的适用于常规组件的相邻两太阳电池连接状态的示意图。
图2为本发明实施例提供的连接相邻两太阳电池的焊带结构示意图。
图3为本发明一实施例提供的分割前的太阳电池的俯视图。
图4为本发明一实施例提供的分割前的太阳电池的俯视图。
图5为本发明一实施例提供的分割前的太阳电池的俯视图。
图6为本发明一实施例提供的太阳电池相交叠状态的截面示意图。
图7为本发明一实施例提供的分割前的太阳电池的俯视图。
图8为图7所示的实施例提供的太阳电池相交叠状态的截面示意图(沿切割线方向截取)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
如图1A所示，为适用于叠片式组件的相邻两太阳电池相交叠状态。光伏组件包括若干电池串列，通常电池串列呈直线。电池串列包括若干太阳电池1以及用于将若干太阳电池1连接成串(如串联)的焊带2，所述太阳电池包括但不限于晶体硅电池或薄膜电池。以串联为例，相邻两电池可以通过n根与电池表面主栅线(电极)平行的焊带实现连接，其中，n为太阳电池单侧表面设置的主栅线条数。
在叠片式组件中，为增加组件上电池片的有效面积，提高功率和组件效率，相邻太阳电池的边缘相交叠以在相邻两太阳电池之间形成交叠空间。在太阳电池1上与焊带2交叉的边缘处设置有缓冲层12，在电池串焊时将该缓冲层12安置在上述交叠空间内，并且使得缓冲层12处于焊带2和太阳电池1表面之间，从而通过避免焊带和太阳电池间的直接接触的方式，来解决现有组件中焊带和电池边缘间硬性接触的问题。
如图1B所示，为适用于常规组件的相邻两太阳电池的连接状态。可以看出，常规组件相邻两太阳电池之间可以存在一定的间隙或接近于零间隙。在该组件中，设置于电池边缘处的缓冲层同样适用，也解决了现有组件中焊带和电池边缘间硬性接触的问题。
如图2所示，每根焊带可以包含与一太阳电池的正面主栅线焊接的第一段21、与相邻的另一太阳电池的背面主栅线相连的第二段22以及连接第一段21和第二段22的过渡段23。所述焊带包括但不限于镀锡铜带或涂锡铜带，焊带的形状并不作限制。
在本发明具体实施例中，上述第一段21可以选用圆线焊带或多边形焊带，以降低电池片正面(即受光面)的遮光；上述第二段22可以选用扁平焊带，以配合电池片背面较宽的主栅线，降低电阻并提高功率。鉴于第一段21和第二段22需使用不同类型的焊带，上述第一段21和第二段22可以是彼此独立的两段焊带，在串焊时，可以将所述第一段21焊接于一电池片的正面，将所述第二段22焊接于另一电池片的背面，之后，再将第一段21和第二段22的端部进行连接。其中，在实际生产中，所述第一段21与所述第二段22通常在所述交叠空间外相搭接。
在叠片式组件中，上述过渡段23被安置在交叠空间内，该过渡段23的宽度可大于所述第一段21和/或所述第二段22的宽度，从而使得过渡段23大致呈扁平状，以加大过渡段23在交叠空间内与相接触物体之间的接触面积，进一步降低叠片位置电池破裂的可能。该扁平状的过渡段23可以通过将常规焊带沿着一定方向进行压扁来获得。
在上述光伏组件中，太阳电池可以采用常规尺寸(大致呈正方形)的太阳电池片，也可以采用将常规尺寸的电池片分割而得的电池单元。为方便描述，本文将分割前的太阳电池定义为“第一太阳电池”。
如图3所示，第一太阳电池表面10可以印刷有主栅线15及与该主栅线15相连的细栅线(未示出)。在第一太阳电池表面10上绘制若干平行的切割线17，切割线数量取决于所需分割的电池条数量。以1切3为例，在分割之前，可以预先在该第一太阳电池表面10上设置3条平行的缓冲层，缓冲层数量与单个第一太阳电池片分割的电池条数量一致。其中，缓冲层可以选用比焊带硬度低的材料，例如：乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA或聚烯烃弹性体POE等。形成缓冲层的工艺例如为：首先，通过滴涂或旋涂方式在电池表面涂敷一层缓冲材料溶剂，然后，通过烘烤方式去除溶剂，以在电池表面留下未聚合的缓冲材料以形成缓冲层。当然，也可以采用固态的缓冲层并固定在太阳电池表面的特定位置。在本发明实施例中，缓冲层的厚度可为200～400um，从而兼顾缓冲效果和材料成本。
第一太阳电池片具有相对且平行的第一边缘11和第二边缘13，所述表面10设有邻近所述第一边缘11的第一条状缓冲层12a和邻近所述第二边缘13的第二条状缓冲层12b，所述切割线17位于所述第一条状缓冲层12a和所述第二条状缓冲层12b之间，所述第一条状缓冲层12a和所述第二条状缓冲层12b之间还设有邻近切割线17设置的中间条状缓冲层12c。如此设置，可以降低将两个被切割边缘相叠的比重，而尽可能提高将一非切割边缘与一切割边缘相叠的比重，从而改善组件整体的破片率。
如图4所示，为将一片第一太阳电池一切为二，得到两个半片的示意图。针对此种电池片设计，通过丝网印刷方式在电池片叠片区域涂敷一层缓冲材料，宽度可为0.8mm，再通过低温80～100℃烘烤方式去除溶剂，留下未聚合的缓冲材料约300um。
在图3及图4中，缓冲层呈长条状并沿着第一太阳电池的侧边延伸，但是这种方式存在一定程度上的缓冲材料的浪费。为此，可以采用如图5所示的间断式缓冲层设计，其中，电池表面10上形成有多列与主栅线垂直的间断式缓冲层，每一列缓冲层可包括n个间隔设置且与焊带位置对应的缓冲盘12d，该缓冲盘12d在主栅线宽度方向上的尺寸可以大于或等于所述焊带的宽度，以避免位于交叠空间内的过渡段和电池表面的直接接触。
配合参照图1A和图6所示，在电池串列内，相邻的第一电池1a和第二电池1b相交叠，缓冲层12位于焊带2和太阳电池设有电极的表面之间。相邻的第一电池1a和第二电池1b相交叠，缓冲层12位于焊带2和太阳电池设有电极的表面之间。其中，对于同一个太阳电池而言，缓冲层可以包括设于太阳电池正面的正面缓冲层和设于太阳电池背面的背面缓冲层，并且所述正面缓冲层和所述背面缓冲层位于不同侧边缘。当然，作为另一种可行的方案，可以只在太阳电池的一侧表面边缘设置上述缓冲层12。
缓冲层12在焊带延伸方向上的尺寸可大于或等于交叠空间在焊带延伸方向上的尺寸，从而确保对位于交叠空间内的焊带的缓冲效果，当然该缓冲层可以是透明材料，从而不遮挡光线。
参照图7和图8所示，在本发明另一实施例中，单列缓冲层可以包括多个间隔设置的、并被填充在相邻两焊带2之间的缓冲部12e。其中，缓冲部12e在电池厚度方向上的尺寸可大于过渡段在电池厚度方向上的尺寸，从而使得在相邻两个缓冲部12e之间形成供过渡段穿过的通道，从而缓解了过渡段和电池片表面的硬性接触。
相应的，本发明实施例提供了制造以上光伏组件的方法。
作为第一实施例，该方法可以包括步骤S1和S2，其中：
S1：在太阳电池表面的边缘设置缓冲层，所述表面设有电极。
S2：将多个太阳电池通过焊带连接成串，使所述缓冲层位于所述表面与所述焊带之间。
作为第二实施例，为了得到叠片式组件，于是基于以上第一实施例的内容，所述方法还包括步骤S3：
将上述多个太阳电池中相邻太阳电池的边缘相互交叠，以在相邻两太阳电池之间形成交叠空间。
作为第三实施例，为了通过降低单片电池的面积来提高组件效率，需要对常规尺寸电池进行分割，于是基于以上第二实施例，步骤S1可以具体包括：
S101：提供待分割的第一太阳电池，所述第一太阳电池表面设有电极。
S102：在所述第一太阳电池表面形成分割线。
S103：在所述第一太阳电池表面设置缓冲层。
S104：将所述第一太阳电池沿所述分割线分割成至少两个电池条，所述电池条包括沿该电池条长边布置的缓冲层。
其中，所述第一太阳电池具有相对且平行的第一边缘和第二边缘，所述第一太阳电池表面设有邻近所述第一边缘的第一条状缓冲层和邻近所述第二边缘的第二条状缓冲层，所述切割线位于所述第一条状缓冲层和所述第二条状缓冲层之间。该方式可以最大限度地降低组件中将两个切割边相交叠的比例。
作为第四实施例，一种光伏组件的制造方法包括步骤S1和S3，其中：
S1：在太阳电池表面的边缘设置缓冲层，所述表面设有电极；
S3：将多个太阳电池通过焊带连接成串，其中将所述多个太阳电池中相邻太阳电池的边缘相互交叠，以在相邻两太阳电池之间形成供焊带通过的交叠空间，使所述缓冲层位于所述交叠空间内并填充于相邻两焊带之间。
在更为具体实施例中，所述焊带包含与太阳电池正面电极焊接的第一段、与相邻的另一太阳电池的背面电极焊接的第二段、以及连接上述第一段和第二段的过渡段，所述过渡段被安置在所述交叠空间内，所述缓冲层在电池厚度方向上的尺寸大于所述过渡段在电池厚度方向上的尺寸。
本发明实施例通过太阳电池表面设置缓冲层，可以利用该缓冲层起到缓解太阳电池与焊带之间的硬性接触的效果，从而降低了光伏组件的裂片率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.一种光伏组件，包括若干电池串列，其特征在于：所述电池串列包括：
若干太阳电池，所述太阳电池包括设于电池表面的电极；
焊带，用于连接相邻两太阳电池以将上述若干太阳电池连成串；
缓冲层，设于所述太阳电池上与焊带交叉的边缘并位于所述焊带和面向该焊带的电池表面之间，所述缓冲层呈长条状且沿所述边缘延伸，或所述缓冲层包括n个间隔设置且与焊带位置对应的缓冲盘，n为太阳电池单侧表面设置的焊带数量；
所述焊带包含与太阳电池正面电极焊接的第一段、与相邻的另一太阳电池的背面电极焊接的第二段、以及连接上述第一段和第二段的过渡段。
2.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：相邻两太阳电池的边缘相互交叠以在相邻两太阳电池之间形成交叠空间，所述缓冲层位于所述交叠空间内。
3.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述缓冲层包括设于太阳电池正面的正面缓冲层和设于太阳电池背面的背面缓冲层，并且所述正面缓冲层和所述背面缓冲层位于不同侧边缘。
4.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述缓冲层固定于所述电池表面；所述缓冲层的厚度为200~400um。
5.如权利要求2所述的光伏组件，其特征在于：所述缓冲层在焊带延伸方向上的尺寸大于或等于所述交叠空间在焊带延伸方向上的尺寸。
6.如权利要求2所述的光伏组件，其特征在于：所述过渡段被安置在所述交叠空间内，所述过渡段的宽度大于所述第一段和/或所述第二段的宽度；所述第一段与所述第二段在所述交叠空间外相搭接。
7.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述缓冲层包括乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA和/或聚烯烃弹性体POE。
8.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述太阳电池在一侧表面的边缘处设有所述缓冲层，所述边缘用于交叠。
9.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述电极包括若干沿所述太阳电池的排列方向延伸的主栅线，所述焊带焊接于所述主栅线上，所述缓冲层和所述主栅线纵长方向上的端部之间具有间隙。
10.一种光伏组件的制造方法，其特征在于，包括：
提供待分割的第一太阳电池，所述第一太阳电池表面设有电极；
在所述第一太阳电池表面形成分割线；
在所述第一太阳电池表面设置缓冲层；
将所述第一太阳电池沿所述分割线分割成至少两个电池条，所述电池条包括沿该电池条长边布置的缓冲层；
将多个太阳电池通过焊带连接成串，使所述缓冲层位于所述焊带和面向该焊带的表面之间，所述缓冲层呈长条状，或所述缓冲层包括n个间隔设置且与所述焊带位置对应的缓冲盘，n为太阳电池单侧表面设置的焊带数量；
所述焊带包含与太阳电池正面电极焊接的第一段、与相邻的另一太阳电池的背面电极焊接的第二段、以及连接上述第一段和第二段的过渡段。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：
将所述多个太阳电池中相邻太阳电池的边缘相互交叠，以在相邻两太阳电池之间形成交叠空间。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述缓冲层包括设于太阳电池正面的正面缓冲层和设于太阳电池背面的背面缓冲层，并且所述正面缓冲层和所述背面缓冲层位于不同侧边缘，所述缓冲层的厚度为200~400um，所述缓冲层在焊带延伸方向上的尺寸大于或等于所述交叠空间在焊带延伸方向上的尺寸。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述第一太阳电池具有相对且平行的第一边缘和第二边缘，所述第一太阳电池表面设有邻近所述第一边缘的第一条状缓冲层和邻近所述第二边缘的第二条状缓冲层，所述分割线位于所述第一条状缓冲层和所述第二条状缓冲层之间。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述过渡段被安置在所述交叠空间内，所述过渡段的宽度大于所述第一段和/或所述第二段的宽度。
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