CN113659031A - 一种太阳能电池串、光伏组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种太阳能电池串、光伏组件及其制备方法,制备方法包括:将太阳能电池间隔布置,通过焊带电性连接分别位于相邻两个太阳能电池上的正面栅线和背面栅线,每个太阳能电池的端部与焊带的交叠区之间均形成缓冲间隙;设置包括胶膜段和反光段的反光垫条,胶膜段填充在缓冲间隙内,反光段位于片间隙内,形成太阳能电池串;进行叠层和层压,从而形成光伏组件,胶膜段在层压过程中可熔融。本发明提供的制备方法可降低制程碎片风险,提升组件效率;操作简单,便于自动化生产。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏组件技术领域,尤其涉及一种太阳能电池串、光伏组件及其制备方法。
背景技术
多切片技术是将整片的电池片用激光切割成若干等分片,然后将切分后的电池片用焊带进行串联或者串并联而形成电路的方法,该方法可以提高光伏组件的转换效率,目前主流的光伏组件端研究方向,也多是将多切片技术与其他技术进行叠加。
为降低生产成本,现有太阳能电池片的厚度越来越薄,通常,请参阅图1,多切片技术中电池切片间的连接方式为:先将两个电池切片的正面主栅和背面主栅以焊带进行焊接,但此类连接方式会大幅提升主栅区域的局部厚度,且电池在流转和层压过程中焊带区域中所承受的应力也会显著高于其它区域,这将大大增加制程碎片的风险。
因此,虽然多切片技术可以大大丰富光伏组件的电路设计结构,例如可灵活设计输出电参可调式的光伏组件,让光伏组件的应用更加自由,但是,以目前常规的多切片技术形成的电池片直接制作组件,则组件的功率下降多,转换效率低且隐裂裂片风险高。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中所述的缺陷,从而提供一种太阳能电池串的制备方法,该制备方法可降低传统流转和层压过程中焊带区域的电池所承受的应力,制程碎片风险低;且操作简单,便于自动化生产,适合量产推广;
本发明的另一目的在于提供一种太阳能电池串,该太阳能电池串转换效率高且隐裂裂片风险低;
本发明的再一目的在于提供一种光伏组件,该光伏组件由所述太阳能电池串层压而成,其密度高、隐裂风险低。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种光伏组件的制备方法,包括以下步骤:
S1、将若干个太阳能电池间隔布置,通过焊带电性连接分别位于相邻两个太阳能电池上的正面栅线和背面栅线,其中,每个所述太阳能电池的端部与焊带的交叠区之间均形成有缓冲间隙;
S2、在所述焊带的至少一个侧面上设置反光垫条,从而形成太阳能电池串,所述反光垫条包括胶膜段和反光段,所述胶膜段填充在所述缓冲间隙内,所述反光段位于所述片间隙内;
S3、对所述太阳能电池串进行叠层以及层压,从而形成所述光伏组件;
所述胶膜段在层压过程中可熔融。
作为一种可实施的方式,S2中,在沿着焊带延伸方向上,所述胶膜段的一部分位于所述缓冲间隙内,剩余部分弯折至所述太阳能电池的端面;
作为另一中可实施的方式,在沿着焊带延伸方向上,所述胶膜段的尺寸大于所述缓冲间隙的尺寸。
作为另一种可实施的方式,S2中所述反光段包括反光层以及设于所述反光层下方的胶膜层,所述胶膜层在层压过程在层压过程中可熔融。
作为另一种可实施的方式,所述胶膜层的克重小于所述胶膜段的克重。
作为另一种可实施的方式,S3中所述叠层为依次铺设背板、后封装胶膜、所述太阳能电池串、前封装胶膜以及盖板玻璃。
作为另一种可实施的方式,所述太阳能电池为全片太阳能电池的1/n切片太阳能电池,n为大于或者等于2的正整数。
一种太阳能电池串,包括:
多个太阳能电池,所述太阳能电池呈串排布,相邻两个所述太阳能电池间形成有片间隙;
焊带,一一对应于各个所述片间隙设置,用于电性连接分别位于相邻两个太阳能电池上的正面栅线和背面栅线;其中,所述焊带与每个所述太阳能电池端部的交叠区之间均形成有缓冲间隙;
反光垫条,设置于所述焊带至少一侧的缓冲间隙以及与所述缓冲间隙相连通的片间隙中,包括胶膜段和反光段,所述胶膜段填充在所述缓冲间隙内,所述反光段平铺在与所述缓冲间隙相连通的片间隙内。
作为一种可实施的方式,S2中,在沿着焊带延伸方向上,所述胶膜段的一部分位于所述缓冲间隙内,剩余部分弯折至所述太阳能电池的端面;
作为另一中可实施的方式,在沿着焊带延伸方向上,所述胶膜段的尺寸大于所述缓冲间隙的尺寸。
作为另一种可实施的方式,所述片间隙的宽度为0~1.0mm。
作为另一种可实施的方式,所述焊带的厚度为0.05mm~0.25mm。
作为另一种可实施的方式,所述胶膜段的克重为50g/m2~200g/m2。
作为另一种可实施的方式,所述胶膜段的厚度与所述反光段的厚度相等;所述反光段包括反光层和胶膜层,所述胶膜层用于将所述反光层固定于所述焊带表面。
作为一种可实施的方式,所述反光段的宽度不大于所述片间隙的宽度。
作为一种可实施的方式,所述胶膜段和所述胶膜层的材质均为聚烯烃热塑性弹性体或者聚烯烃与乙烯-醋酸乙烯共聚物的共挤型热塑性弹性体。
作为一种可实施的方式,所述太阳能电池为切片电池片,所述切片电池为全电池片的1/n切片,其中n为大于或等于2的正整数。
一种光伏组件,包括由上到下依次层压的盖板玻璃、前封装胶膜、太阳能电池阵列、后封装胶膜和背板,其中,所述太阳能电池阵列由若干组所述太阳能电池串经汇流带连接而成。
作为一种可实施的方式,所述汇流带的表面设置有反光结构;优选地,所述反光结构为阵列排布的沟槽结构。
作为一种可实施的方式,所述太阳能电池阵列中任意两个相邻太阳能电池串之间形成串间隙,所述背板上对应于所述串间隙的位置处设有反光涂层,其中,所述反光涂层避让所述反光垫条在所述背板上正投影的位置;优选地,相邻两个所述太阳能电池串的端部间形成有缝隙,所述背板上对应于所述缝隙的位置处也设有反光涂层,所述反光涂层避让所述反光垫条在所述背板上正投影的位置;优选地,所述反光涂层为瓷釉。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明实施例提供的光伏组件在制备过程中,首先将各个太阳能电池进行间隙排布,即在相邻两个太阳能电池之间设置片间隙,然后通过焊带连接太阳能电池。在用焊带连接时,将每个太阳能电池的端部与焊带之间均预留了缓冲间隙,即焊带与太阳能电池焊接的位置距离太阳能电池的端部有一定的距离。其中片间隙被焊带斜分为上下两部分,对应于片间隙两端的缓冲间隙分别与被分割后相应的片间隙连通,接着,在焊带的至少一侧设置反光垫条,反光垫条的胶膜段被置入缓冲间隙中,反光段则覆盖在对应于片间隙的焊带表面。在随后的层压过程中,缓冲间隙内的胶膜段会受热熔融,以缓冲层压过程中焊带与太阳能电池端部之间的应力,减小碎片风险。并且,所得光伏组件中在电池串中相邻两个太阳能电池之间的片间隙中也设置了反光结构,有效提升光利用率,提升光伏组件转换效率。
进一步地,本发明实施例中,在设置反光垫条时,将胶膜段宽度方向的一部分位于设置在缓冲间隙内,将胶膜段宽度方向上的剩余部分弯折至太阳能电池的端面,以形成对反光段的支撑,使得最终得到的光伏组件中,反光段可以与太阳能电池表面保持水平,进一步提升反光效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中太阳能电池通过焊带连接后的结构示意图;
图2为本发明一个实施例所提供的太阳能电池通过焊带连接后的结构示意图;
图3为本发明一个实施例所提供的反光垫片的结构示意图;
图4为本发明另一个实施例所提供的反光垫片的结构示意图;
图5为本发明一个实施例所提供的太阳能电池间通过焊带连接和插入反光垫条后的结构示意图;
图6为本发明一个实施例所提供的层压后所形成的太阳能电池串的结构示意图;
图7为本发明一个实施例所提供的太阳能电池阵列的结构示意图;
图8为本发明一个实施例所提供的光伏组件的结构示意图;
图9为本发明一个实施例所提供的背板的结构示意图;
图10为本发明一个实施例所提供的汇流带的结构示意图。
附图标记说明:
10、盖板玻璃;20、前封装胶膜;30、太阳能电池阵列;31、第一电池片;31a、第一电池片端部;32、第二电池片;32a、第二电池片端部;33、焊带;34、第一反光垫条;35、第二反光垫条;36、胶膜段;37、反光段;37a、胶膜层;37b、反光层;40、汇流带;50、后封装胶膜;60、背板;61、反光涂层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供了一种光伏组件的制备方法,包括以下步骤:
S1、将若干个太阳能电池间隔布置,在对应于相邻两个太阳能电池的片间隙处设置焊带,通过焊带电性连接分别位于相邻两个太阳能电池上的正面栅线和背面栅线,其中,每个太阳能电池的端部与焊带的交叠区之间均形成有缓冲间隙;
请参阅图2,以两个串联的太阳能电池为例,设定附图2中左边的太阳能电池为第一电池片31,右边的太阳能电池为第二电池片32,将第一电池片31背面的栅线通过焊带33连接至第二电池片32的正面的栅线,第一电池片31和第二电池32之间存在片间隙;第一电池片31的端部与焊带33的交叠区(即焊带33的上表面),以及第二电池片32的端部与焊带33的交叠区(即焊带33的下表面)之间均形成有缓冲间隙。具体来说,在太阳能电池串焊时,焊带与太阳能电池表面通过若干个焊点连接,最靠近太阳能电池端部的焊点与太阳能电池端部之间存在一定距离,即太阳能电池端部附近,焊带与太阳能电池是可以分开形成一定间隙,这个间隙即为上述的缓冲间隙。
S2、在焊带的至少一个侧面上设置反光垫条,从而形成太阳能电池串,请参阅图3,反光垫条包括胶膜段36和反光段37,胶膜段36填充在缓冲间隙内,反光段37位于片间隙内。
胶膜段36可在后续光伏组件层压过程中熔融,胶膜段36的设置可以缓冲层压过程中电池片与焊带之间的应力。胶膜段36的材质可以与光伏组件中封装胶膜的材质相同,例如可以为聚烯烃热塑性弹性体或者聚烯烃与乙烯-醋酸乙烯共聚物的共挤型热塑性弹性体。
在可能的实现方式中,反光垫条整体呈长方体形,在沿着长方体宽度的方向上,一部分为胶膜段,一部分为反光段。
在沿着垂直于焊带延伸方向上(例如图1中垂直于纸面的方向),反光垫条的尺寸(以下称为长度)可以与太阳能电池的边长等。对于硅基太阳能电池来说,反光垫条的宽度可以与硅片的边长相同。
在沿着焊带延伸的方向上(例如图1中左右方向),反光垫条的胶膜段的尺寸(以下简称为宽度)可以与缓冲间隙的宽度相同、也可以小于、或者大于缓冲间隙的宽度;反光垫条的反光段的宽度可以与片间隙相同,或者略小于片间隙。
在可能的实现方式中,反光垫条可以铺设在焊带表面,也可以如图5所示,在沿着焊带延伸方向上,胶膜段36的一部分位于缓冲间隙内,剩余部分(向上或者向下)弯折至太阳能电池的端面,即胶膜段36弯折成近似L型,使得反光段与焊带之间留出一定空隙。
如果反光段37与焊带33表面接触,那么得到光伏组件中,反光段37与太阳能电池表面之间会存在一个倾斜角(与位于片间隙内的焊带33相似)。通过采用这种弯折的方式,使得反光段37与焊带33表面留出一定空隙,后续层压时缓冲间隙内的胶膜段36和弯折部分的胶膜段36在熔融后可以流动至反光段37与焊带33的空隙内,对反光段37起到一定支撑作用,使得到的光伏组件中,反光段37尽可能与太阳能电池表面保持水平,从而提高对光线的反射效果。当胶膜段36的宽度大于缓冲间隙的宽度时,胶膜段36可以在将缓冲间隙填充满的同时,弯折至电池片端面,这样即能够起到良好的缓冲作用,又可以使反光段37与电池片表面保持水平。
对于单玻光伏组件(即仅盖板为玻璃)时,可以仅在焊带33的正面一侧(即朝向光源一侧)设置反光垫条。对于双玻光伏组件(即盖板和背板均为玻璃时),可以在焊带33的两个侧面上均设有反光垫条,例如,请参阅图5,在焊带33与第一电池片31的端部31a之间设置第一反光垫条34,在焊带33与第二电池片32的端部32a之间设置第二反光垫条35,反光垫条对应于片间隙和缓冲间隙的位置设置。第一反光垫条34的胶膜段向上弯折,第二反光垫条35的胶膜段向下弯折。
S3、对太阳能电池串进行叠层以及层压。
请参阅图7,叠层为依次铺设背板60、后封装胶膜50、太阳能电池串30、前封装胶膜20以及盖板玻璃10,其中,请参阅图8,也可以将太阳能电池串30用汇流带40连接形成太阳能电池阵列,并对太阳能电池阵列进行叠层。在层压过程中,请参阅图6,如上文所述,第一反光垫条34和第二反光垫条35的胶膜段36被熔融,部分分布于缓冲间隙内形成缓冲部,部分被挤压至反光段37与焊带33之间的片间隙中形成支撑部,支撑部可使反光段37平行于第一电池片31或第二电池片32的表面,从而形成光伏组件。
本实施例中,太阳能电池可以为单面电池,也可以为双面电池;可以是全片太阳能电池,也可以是全片太阳能电池的1/n切片太阳能电池,n为大于或者等于2的正整数,例如1/2切片太阳能电池,1/3切片太阳能电池、1/4切片太阳能电池、1/5切片太阳能电池、1/6切片太阳能电池等。
本实施例中,反光垫条反光段可以由高反射率的材料形成,其表面可以形成为凹凸结构。凸起的形状可以为三角形。胶膜段的厚度可以与反光段的厚度相等。这里反光段的厚度是指反光段底面和凸起最高处之间的距离。
本实施例中,胶膜段的克重可以为50g/m2~200g/m2,例如50g/m2、60g/m2、70g/m2、80g/m2、90g/m2、100g/m2、110g/m2、120g/m2、130g/m2、140g/m2、150g/m2、160g/m2、170g/m2、180g/m2、190g/m2、2000g/m2等。
实施例2
与实施例1不同的是,请参阅图4,本实施例中反光段37的结构包括反光层37b以及设于反光层37b下方的胶膜层37a,胶膜层37a用于在层压过程中熔融以补充支撑部,其中,胶膜层37a的克重可以小于胶膜段36的克重,示例性地:胶膜段36与反光段37等厚,缓冲胶膜段36克重为100g/m2,胶膜层37a克重为40g/m2,在本实施例中,第一反光垫条34的反光层37b覆盖于焊带33的上表面,第二反光垫条35的反光层37b覆盖于焊带33的下表面,第一反光垫条34和第二反光垫条35的反光层37的宽度为1mm,反光层37的设置可有效增加双玻组件的光利用率。
实施例3
请参阅图2,本实施例提供了一种太阳能电池串,该太阳能电池串通过焊带33将多个太阳能电池串联而成,其中相邻两个太阳能电池间形成有片间隙,焊带33一一对应地设于各个片间隙中,用于电性连接分别位于相邻两个太阳能电池上的正面栅线和背面栅线,其中,焊带与每个太阳能电池端部的交叠区之间均形成有缓冲间隙;示例性地如图2所示,在附图2中,以位于左侧的太阳能电池为第一电池片31、位于右方的太阳能电池为第二电池片32,其中,第一电池片31和第二电池片32均为1/6切片的双面电池片,第一电池片31和第二电池片32之间的片间隙不大于1mm,在本实施例中设置为1mm,若片间隙过大,虽然隐裂问题减小,但是存在密度低,光利用率低的问题,若不设置片间隙,则隐裂问题较为严重,制程碎片风险随之增加,位于第一电池片31背面的栅线和位于第二电池片32正面的栅线通过焊带33连接,焊带33为条状,焊带33的厚度可以为0.05mm~0.25mm,也即焊带33将片间隙进行对角平分为两部分,在焊带33上方的片间隙与第一电池片31下方的缓冲间隙连通形成第一填充部,焊带33下方的片间隙与第二电池片32上方的缓冲间隙连通形成第二填充部。其中,第一填充部和/或第二填充部内设有反光垫条,在本实施例中,请参阅图5,第一填充部和第二填充部内均设有反光垫条,对应于第一填充部内设置第一反光垫条34,对应于第二填充部内设置第二反光垫条35,可以理解的是,第一反光垫条34和第二反光垫条35成对地设置于焊带33的两侧,其中第一反光垫条34和第二反光垫条35的结构相同,均包括胶膜段36和反光段37,胶膜段36被压缩填充在缓冲间隙内,反光段37用于延伸至与缓冲间隙相连通的片间隙内。本实施例的反光垫条的形式有两种,区别主要在于反光段37的结构,例如,请参阅图3,反光段37整体为如实施例1所示的具有反光作用的条状结构,即反光段37与胶膜段36等厚设置,胶膜段36的克重为50g/m2~200g/m2,反光段37的宽度不大于片间隙的宽度,尽量接近片间隙的宽度,以提高太阳能电池串的光利用率,反光段37主要用于填充在片间隙内提高电池串的光利用率;当然也可以如实施例2所示的结构,请参阅图4,即反光段37与胶膜段36等厚设置,反光段37由两层组成,包括分别为在上的反光层37b和在下的胶膜层37a,胶膜层37a可以对反光层37b起到一定的支撑作用,同时反光层37b的存在也能保证片间隙的光利用率,其中,胶膜段36和胶膜层37a的材质均为聚烯烃热塑性弹性体或者聚烯烃与乙烯-醋酸乙烯共聚物的共挤型热塑性弹性体。
实施例4
本实施例提供了一种光伏组件,其结构请参阅图7,包括由上到下依次设置的盖板玻璃10、前封装胶膜20、太阳能电池阵列、后封装胶膜50和背板60,请参阅图8,太阳能电池阵列由汇流带40将若干个太阳能电池串30连接而成,此处所用到的太阳能电池串30即为实施例3所示的结构。
背板60的材质可以为玻璃,也可以为TPT、KPF等高分子材料。
请参阅图9,太阳能电池阵列中任意两个相邻太阳能电池串之间形成串间隙,相邻两个太阳能电池串的端部间形成有缝隙,为了进一步提高光伏组件的光利用率,在本实施例中的背板60上对应于串间隙的位置处设有反光涂层61,其中,反光涂层61避让反光垫条(34、35)在背板60上正投影的位置;当然,为了最大程度地提高光伏组件的光利用率,背板60上对应于缝隙的位置处也设有反光涂层61,反光涂层61避让反光垫条(34、35)在背板60上正投影的位置。反光涂层61与反光垫条不重复的设置的原因在可节省反光材料,而反光涂层61的形式可以为白色瓷釉;请参阅图10,在汇流带40的表面还设置有反光结构,该反光结构可以为阵列排布的沟槽结构,以增加光的折射。
以上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种光伏组件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将若干个太阳能电池间隔布置,通过焊带电性连接分别位于相邻两个太阳能电池上的正面栅线和背面栅线,其中,每个所述太阳能电池的端部与焊带的交叠区之间均形成有缓冲间隙;
S2、在所述焊带的至少一个侧面上设置反光垫条,从而形成太阳能电池串,所述反光垫条包括胶膜段和反光段,所述胶膜段填充在所述缓冲间隙内,所述反光段位于所述片间隙内;
S3、对所述太阳能电池串进行叠层以及层压,从而形成所述光伏组件;
所述胶膜段在层压过程中可熔融。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S2中,在沿着焊带延伸方向上,所述胶膜段的一部分位于所述缓冲间隙内,剩余部分弯折至所述太阳能电池的端面;
优选地,在沿着焊带延伸方向上,所述胶膜段的尺寸大于所述缓冲间隙的尺寸。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S2中所述反光段包括反光层以及设于所述反光层下方的胶膜层,所述胶膜层在层压过程中可熔融。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述太阳能电池为全片太阳能电池的1/n切片太阳能电池,n为大于或者等于2的正整数。
5.一种太阳能电池串,其特征在于,包括:
多个太阳能电池,所述太阳能电池呈串排布,相邻两个所述太阳能电池间形成有片间隙;
焊带,一一对应于各个所述片间隙设置,用于电性连接分别位于相邻两个太阳能电池上的正面栅线和背面栅线;其中,所述焊带与每个所述太阳能电池端部的交叠区之间均形成有缓冲间隙;
反光垫条,设置于所述焊带至少一侧的缓冲间隙以及与所述缓冲间隙相连通的片间隙中,包括胶膜段和反光段,所述胶膜段填充在所述缓冲间隙内,所述反光段平铺在与所述缓冲间隙相连通的片间隙内。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池串,其特征在于,S2中,在沿着焊带延伸方向上,所述胶膜段的一部分位于所述缓冲间隙内,剩余部分弯折至所述太阳能电池的端面;
优选地,在沿着焊带延伸方向上,所述胶膜段的尺寸大于所述缓冲间隙的尺寸。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池串,其特征在于,所述片间隙的宽度为0~1.0mm;
或者,所述焊带的厚度为0.05mm~0.25mm;
或者,所述胶膜段的克重为50g/m2~200g/m2;
或者,所述胶膜段的厚度与所述反光段的厚度相等,所述反光段的宽度不大于所述片间隙的宽度。
8.根据权利要求5-8中任一项所述的太阳能电池串,其特征在于,所述反光段包括反光层和胶膜层;
优选地,所述胶膜段和所述胶膜层的材质均为聚烯烃热塑性弹性体或者聚烯烃与乙烯-醋酸乙烯共聚物的共挤型热塑性弹性体。
优选地,所述太阳能电池为切片电池片,所述切片电池为全电池片的1/n切片,其中n为大于或等于2的正整数。
9.一种光伏组件,其特征在于,包括由上到下依次层压的盖板玻璃、前封装胶膜、太阳能电池阵列、后封装胶膜和背板,其中,所述太阳能电池阵列由若干组如权利要求5-9中任一项所述的太阳能电池串经汇流带连接而成;
优选地,所述汇流带的表面设置有反光结构;
优选地,所述太阳能电池阵列中任意两个相邻太阳能电池串之间形成串间隙,所述背板上对应于所述串间隙的位置处设有反光涂层,其中,所述反光涂层避让所述反光垫条在所述背板上正投影的位置;优选地,相邻两个所述太阳能电池串的端部间形成有缝隙,所述背板应于所述缝隙的位置处也设有反光涂层,所述反光涂层避让所述反光垫条在所述背板上正投影的位置。
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