本實(shí)用新型屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及太陽(yáng)能,具體的說(shuō)是一種無(wú)主柵晶硅電池片太陽(yáng)能組件。
背景技術(shù):
全球性的化石能源危機(jī)與環(huán)境污染推動(dòng)了光伏行業(yè)的快速發(fā)展。目前,以晶硅電池片為主的組件占據(jù)了全球光伏組件市場(chǎng)的80%以上;晶硅電池片發(fā)展至今,其制作成本及發(fā)電量成為其發(fā)展的主要制約因素。在制作成本方面,硅材料占據(jù)著約60-70%的材料成本,銀漿料的用量占據(jù)著約15-25%的材料成本;故而高純晶硅材料的成本和其使用量,以及銀漿的使用量對(duì)電池片或組件的成本都有極大的影響。在發(fā)電量方面,其主要受到太陽(yáng)能電池片有效光照面積以及光電轉(zhuǎn)換效率的影響;電池片的光電轉(zhuǎn)換效率嚴(yán)重依賴(lài)晶硅材料本身的結(jié)構(gòu),電池片的有效光照面積是取決于電池片主、細(xì)柵線的覆蓋面積。
晶硅電池片的發(fā)電基體是硅片,常規(guī)的電池片印有許多條細(xì)柵線用以收集硅片受到光照后產(chǎn)生的電流,且還印有2-5條主柵線用以匯集細(xì)柵線上的電流。在低成本、高發(fā)電量電池片這一目標(biāo)的催促下,無(wú)主柵線電池片技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)主柵線電池片,一般指的是在常規(guī)電池片基礎(chǔ)上,去掉主柵線且保留細(xì)柵線;這種電池片因無(wú)主柵線,一方面可以大大減少銀漿的使用量,此外還可以增大電池片的有效光照面積。
在電池片中,由于背面電極的面積越大,其收集電流的能力越強(qiáng),故希望其越大越好;一方面背面電極面積越大,其對(duì)少數(shù)載流子的復(fù)合能力越強(qiáng),不利于收集電流,故希望其越小越好;如何在背面電極的面積大小上取得平衡是目前需要解決的問(wèn)題。另外,電池片正面電極及背面電極的制作會(huì)破壞其PN結(jié)結(jié)構(gòu),已經(jīng)破壞的PN結(jié)結(jié)構(gòu)不能產(chǎn)生電流以及良好地傳導(dǎo)電流。常規(guī)電池片主柵線的印刷燒結(jié)已經(jīng)對(duì)相應(yīng)的PN結(jié)造成了破壞,故而只能改變背電極的面積大小來(lái)達(dá)到收集電流的最佳情況,然而在我們的實(shí)驗(yàn)中認(rèn)證出:常規(guī)電池片背電極面積沒(méi)有達(dá)到最佳的優(yōu)化,未最佳優(yōu)化的背面電極會(huì)破壞PN結(jié)結(jié)構(gòu)以及降低載流子收集效率。實(shí)際生產(chǎn)中,背面電極與正面電極并不對(duì)應(yīng)設(shè)置,正面電極和背面電極均會(huì)對(duì)PN結(jié)造成破壞,而不對(duì)應(yīng)設(shè)置的正面、背面電極將兩個(gè)區(qū)域的P或者N破壞掉,進(jìn)而導(dǎo)致兩個(gè)區(qū)域的PN結(jié)都不能提供較好的發(fā)電效果;在焊接過(guò)程中,由于正面和背面電極不對(duì)應(yīng)設(shè)置,也會(huì)導(dǎo)致PN結(jié)進(jìn)一步破壞,因此從結(jié)構(gòu)及組件焊接方面,盡量減小電極和焊接帶來(lái)的破壞是目前亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于無(wú)主柵電池片、在不大量修改設(shè)備及工藝的前提下、降低生產(chǎn)成本和通過(guò)提高PN結(jié)保有率的方法來(lái)提高發(fā)電量的無(wú)主柵晶硅電池片太陽(yáng)能組件。
為了達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種無(wú)主柵線晶硅電池片太陽(yáng)能組件,包括正面玻璃、背面玻璃、EVA層和焊帶,還包括無(wú)主柵電池片,正面玻璃和背面玻璃之間密封有EVA層,EVA層之間密封有無(wú)主柵電池片,焊帶將相鄰無(wú)主柵電池片焊接連接,包括電池片、細(xì)柵線和背面電極,電池片的正面橫向密布細(xì)柵線,背面設(shè)有鋁背并陣列設(shè)有背面電極,還包括加粗細(xì)柵線和主柵線保留部,電池片的細(xì)柵線的垂直方向的兩端設(shè)有矩形細(xì)柵線端頭,矩形細(xì)柵線端頭的之間設(shè)有垂直于細(xì)柵線的加粗細(xì)柵線,矩形細(xì)柵線端頭與加粗細(xì)柵線之間設(shè)有主柵線保留部,在電池片背面設(shè)置的背面電極與主柵線保留部對(duì)應(yīng)設(shè)置,主柵線保留部中心線與背面電極中心線在一條直線上,背面電極尺寸規(guī)格長(zhǎng)度為14mm寬度為2.2mm,主柵線保留部的尺寸為長(zhǎng)度為10mm寬度為0.6mm,焊帶的覆蓋連接區(qū)域?yàn)橐粚?duì)矩形細(xì)柵線端頭以及該對(duì)主柵線端頭之間的加粗細(xì)柵線和主柵線保留部。
本實(shí)用新型組件在生產(chǎn)過(guò)程中,不改變組件結(jié)構(gòu)及其所用材料,在保持原有生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上,對(duì)電池片背面電極進(jìn)行修改,使得背面電極與正面的主柵線保留部對(duì)應(yīng)設(shè)置,這樣在焊接及冷卻過(guò)程中,最大限度的保證電池片兩面均受熱,繼而保證了電池片不會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱而膨脹或者局部冷卻過(guò)快,背面電極與主柵線保留部對(duì)應(yīng)設(shè)置還可以避免了背面電極燒結(jié)帶來(lái)對(duì)PN結(jié)的雙重破壞,對(duì)電池片本身的發(fā)電性能帶來(lái)的損害,因此,本實(shí)用新型更適于無(wú)主柵電池片的發(fā)電以及電流的收集,并且降低制作成本和提高電池片收集載流子的效率。
本實(shí)用新型無(wú)主柵電池片將主柵線去掉,采取加粗細(xì)柵線和焊接增強(qiáng)點(diǎn),以及在端部采用矩形細(xì)柵線斷頭的方式,降低了因?yàn)橹鳀啪€用銀量大帶來(lái)的高成本。
同時(shí),由于主柵線較寬,去掉主柵線之后,原來(lái)被其遮擋的電池片部分也參與發(fā)電,因此發(fā)電量有1%-2%的提升,具有重要意義。
矩形細(xì)柵線端頭由細(xì)柵線圍成的矩形,其長(zhǎng)*寬=4mm*3mm,細(xì)柵線寬度為0.036mm。
加粗細(xì)柵線寬度為常規(guī)細(xì)柵線的2-3倍。
主柵線保留部的尺寸為長(zhǎng)度為10mm寬度為0.6mm。
加粗細(xì)柵線為4條或5條。
垂直的加粗細(xì)柵線能較好地解決EL圖像、IV曲線測(cè)試通過(guò)率的問(wèn)題,主柵保留部有助于解決焊接過(guò)程中兩端虛焊、斷柵問(wèn)題,垂直的細(xì)柵線能解決TC老化的虛焊、斷柵問(wèn)題。
根據(jù)已經(jīng)進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)作為依據(jù),本組件的其它性能均達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)同等水平,基于此電池片的設(shè)計(jì),我們既保證了電池片及組件的發(fā)電效果和可靠性,降低電池片的成本以及提高其發(fā)電量。其中,主柵線的去除可減少正面銀漿使用量的50%—70%,可降低電池片的成本的10%—21%;用更直觀的數(shù)據(jù)說(shuō)明,以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計(jì)算,可以節(jié)約材料成本近230—380萬(wàn)元人民幣。此外,在發(fā)電量方面,主柵線的去除及配合特殊焊帶的使用,其可增加發(fā)電效率的1%—2%;用更直觀的數(shù)據(jù)說(shuō)明,以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計(jì)算,年發(fā)電量可至少增加30—60MW。
本實(shí)用新型在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,只需要將部分印刷網(wǎng)版進(jìn)行改造即可進(jìn)行生產(chǎn),未更改原有生產(chǎn)工藝,不會(huì)增加生產(chǎn)成本。
多塊電池片的連接方式依舊采用串聯(lián)焊接,無(wú)需更換焊帶材料以及無(wú)需改變組件生產(chǎn)工藝和設(shè)備。
因此本實(shí)用新型在保證太陽(yáng)能組件的基本功能外,提高了PN結(jié)的保有率,在保證無(wú)主柵電池片的基礎(chǔ)上,提高發(fā)電量,具有推廣意義。
附圖說(shuō)明
圖1本實(shí)用新型側(cè)面剖視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2本實(shí)用新型電池片連接結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3本實(shí)用新型電池片正面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為圖3中A部局部放大結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5本實(shí)用新電池片型背面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6本實(shí)用新型單片電池片側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7現(xiàn)有技術(shù)背面電極與正面電極結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1矩形主柵線端頭;2加粗細(xì)柵線;3主柵線保留部;4電池片;5背面電極;6鋁背;7正面玻璃;8背面玻璃;9EVA層;10焊帶。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
一種無(wú)主柵線晶硅電池片太陽(yáng)能組件,包括正面玻璃7、背面玻璃8、EVA層9和焊帶10,還包括無(wú)主柵電池片,正面玻璃7和背面玻璃8之間密封有EVA層9,EVA層9之間密封有無(wú)主柵電池片,焊帶10將相鄰無(wú)主柵電池片焊接連接,包括電池片4、細(xì)柵線和背面電極5,電池片4的正面橫向密布細(xì)柵線,背面設(shè)有鋁背6并陣列設(shè)有背面電極5,還包括加粗細(xì)柵線2和主柵線保留部3,電池片4的細(xì)柵線的垂直方向的兩端設(shè)有矩形細(xì)柵線端頭1,矩形細(xì)柵線端頭1的之間設(shè)有垂直于細(xì)柵線的加粗細(xì)柵線2,矩形細(xì)柵線端頭1與加粗細(xì)柵線2之間設(shè)有主柵線保留部3,在電池片4背面設(shè)置的背面電極5與主柵線保留部3對(duì)應(yīng)設(shè)置,主柵線保留部3中心線與背面電極5中心線在一條直線上,背面電極尺寸規(guī)格長(zhǎng)度為14mm寬度為2.2mm,主柵線保留部3的尺寸為長(zhǎng)度為10mm寬度為0.6mm,焊帶10的覆蓋連接區(qū)域?yàn)橐粚?duì)矩形細(xì)柵線端頭1以及該對(duì)主柵線端頭之間的加粗細(xì)柵線2和主柵線保留部3。
矩形細(xì)柵線端頭1由細(xì)柵線圍成的矩形,其長(zhǎng)*寬=4mm*3mm,細(xì)柵線寬度為0.036mm。
加粗細(xì)柵線2寬度為常規(guī)細(xì)柵線的2-3倍。
主柵線保留部3的尺寸為長(zhǎng)度為10mm寬度為0.6mm。
加粗細(xì)柵線2為4條或5條。
根據(jù)已經(jīng)進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)作為依據(jù),本組件的其它性能均達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)同等水平,基于此電池片的設(shè)計(jì),我們既保證了電池片及組件的發(fā)電效果和可靠性,降低電池片的成本以及提高其發(fā)電量。其中,主柵線的去除可減少正面銀漿使用量的50%—70%,可降低電池片的成本的10%—21%;用更直觀的數(shù)據(jù)說(shuō)明,以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計(jì)算,可以節(jié)約材料成本近230—380萬(wàn)元人民幣。此外,在發(fā)電量方面,主柵線的去除及配合特殊焊帶的使用,其可增加發(fā)電效率的1%—2%;用更直觀的數(shù)據(jù)說(shuō)明,以發(fā)電量為10兆瓦的光伏電站計(jì)算,年發(fā)電量可至少增加30—60MW。
當(dāng)然,上述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,不能被認(rèn)為用于限定對(duì)實(shí)用新型的實(shí)施例范圍。本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例,本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的均等變化與改進(jìn)等,均應(yīng)歸屬于本實(shí)用新型專(zhuān)利涵蓋范圍。