太陽能電池單元、太陽能電池片陣列、太陽能電池組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[oom] 本申請設(shè)及太陽能電池領(lǐng)域，具體地設(shè)及太陽能電池單元、太陽能電池片陣列、太 陽能電池組件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池組件是太陽能發(fā)電裝置的重要部件之一，其一般由多個電池單元W矩 陣的形式構(gòu)成。太陽光從電池片的正面照射到電池片上，電池片通過光電效應(yīng)產(chǎn)生過電流。 由于電池片包括電池片基體和印刷在電池片基體正面上的主柵線和副柵線，然后通過覆蓋 焊接在主柵線上的焊帶引出電流，焊帶、主柵線和副柵線會覆蓋電池片基體的正面的一部 分，由此會遮擋一部分太陽光，照在焊帶、主柵線和副柵線上的太陽光能無法轉(zhuǎn)變成電能， 因此，需要焊帶、主柵線和副柵線越細(xì)越好。然而，焊帶、主柵線和副柵線的作用在于傳導(dǎo)電 流，從電阻率的角度看，焊帶、主柵線和副柵線越細(xì)則導(dǎo)電橫截面積越小，電阻損失越大。因 此焊帶、主柵線和副柵線的設(shè)計需要在遮光和導(dǎo)電之間取得平衡，同時要考慮成本。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本申請是基于申請人對W下事實(shí)和問題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識作出的：
[0004] 相關(guān)技術(shù)中，太陽能電池片的正面通常設(shè)置有主柵線和副柵線，用于導(dǎo)出電池片 通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流。為了提高電池片的效率，目前的太陽能電池 廠商都在致力于研究如何提高主柵線的數(shù)量?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)成功的將主柵從2根提高到 3根，甚至提高至5根。 陽〇化]但是，現(xiàn)有技術(shù)中，主柵線是通過印刷主要成分為價格昂貴的銀的漿料制備而成 的，因此，其制備成本非常高，增加銀主柵線的根數(shù)必然導(dǎo)致成本的增加。同時，現(xiàn)有的銀主 柵線的寬度大（例如，寬度達(dá)到2mmW上），增加銀主柵線的根數(shù)也會增到遮光面積，導(dǎo)致電 池片的轉(zhuǎn)換效率降低。
[0006] 因此，從降低成本，減少遮光面積的角度出發(fā)，相關(guān)技術(shù)中將原本印刷在電池片上 的銀主柵線替換為金屬絲，如銅絲，通過銅絲與副柵線焊接，進(jìn)而銅絲作為導(dǎo)電線導(dǎo)出電 流。由于不再使用銀主柵線，其成本可W大幅降低，同時由于銅絲的直徑較小，能夠降低遮 光面積，因此，可W進(jìn)一步將導(dǎo)電線的數(shù)量提升到10根。運(yùn)種電池片可W稱為無主柵電池 片，其中，金屬絲替換了傳統(tǒng)太陽能電池片中的銀質(zhì)主柵線和焊帶。
[0007] 本申請的發(fā)明人經(jīng)過長期的研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果采用同時拉出多根平行的金屬 絲，然后將多根金屬絲剪斷，再將多根金屬絲同時固定焊接至電池片上。此種方式由于設(shè) 備及制備精度、工藝等的限制，例如由于應(yīng)力的作用，太陽能電池片在自由狀態(tài)下放置時， 是有一定彎曲的，因此需要金屬絲保持一定的張緊度才能把電池片壓平（實(shí)驗(yàn)證明，對絲 徑0. 2mm的銅絲來說，其最小張緊力至少要有2腳。為保持該張緊力，需要在每根金屬絲兩 端設(shè)置類似夾子的裝置，該裝置需要占用一定的空間，而電池片的空間是有限的，因此，現(xiàn) 有技術(shù)中目前最多只能在一個電池片上同時拉出并固定焊接10根左右的金屬絲，再增加 金屬絲的根數(shù)非常困難。因?yàn)?，金屬絲根數(shù)越多，其自由端越多，設(shè)備需要同時控制更多的 金屬絲，運(yùn)對拉絲設(shè)備要求很高。同時，太陽能電池片的空間有限，例如，一般單個電池片的 尺寸為156mm*156mm，在如此有限的空間內(nèi)需要同時精確控制多根金屬絲，運(yùn)對設(shè)備要求很 高，尤其是對精度要求非常高。因此在目前的實(shí)際生產(chǎn)中，并不能較好的同時控制并焊接多 根金屬絲，能夠增加的導(dǎo)電線的根數(shù)仍然有限，一般最多只有10根左右，而且實(shí)現(xiàn)困難。
[0008] 為了解決運(yùn)個問題，現(xiàn)有技術(shù)扣S20100275976,W及US20100043863)提出了一種 將多根金屬絲固定在透明膜層上的技術(shù)方案。目P，先將多根平行的金屬絲通過粘結(jié)的方式 固定在透明膜層上，然后將粘結(jié)有多根平行的金屬絲的透明膜貼合到電池片上，最后通過 層壓工藝使金屬絲與電池片上的副柵線接觸。該方案通過透明膜層固定多根金屬絲，解決 了同時控制多根金屬絲的問題，可W進(jìn)一步增加金屬絲的根數(shù)，但是此方案幾乎擬棄了焊 接工藝，即金屬絲不是通過焊接工藝與副柵線連接的，而是通過層壓工藝使金屬絲與副柵 線相接觸，從而導(dǎo)出電流。
[0009] 此方案雖然可W進(jìn)一步提升金屬絲的根數(shù)，但是，由于透明膜層的存在，會影響光 的吸收，造成一定的遮光，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率的降低。
[0010] 更重要的是，運(yùn)種采用透明膜層固定金屬絲的方案是無法采用焊接工藝連接金屬 絲與副柵線的。運(yùn)是因?yàn)椋环矫?，如果采用焊接工藝，透明膜層的烙化溫度必須要高于?接溫度（焊接溫度一般在140°c左右）。否則，如果透明膜層的烙化溫度低于焊接溫度，在焊 接時，膠膜層會發(fā)生烙化，從而喪失其固定金屬絲的作用，金屬絲會發(fā)生漂移，大大降低焊 接效果。然而，另一方面，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，太陽能電池片在使用時需要處于密封狀態(tài)， W防止水、空氣等進(jìn)入電池片中，導(dǎo)致產(chǎn)生腐蝕、短路等；而現(xiàn)有的封裝材料一般為EVA，其 烙點(diǎn)一般為70 - 80°C，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于焊接溫度；如果采用焊接工藝，如上所述，透明膜層的烙化 溫度需要高于焊接溫度，其必然也高于封裝材料的烙點(diǎn)，因此在封裝的時候，在封裝溫度 下，封裝材料巧VA)發(fā)生烙化，而透明膜層不會發(fā)生烙化，因而，在封裝時，烙化的封裝材料 是無法透過固體的膠膜層，從而將電池片完全密封住的，因此，其密封效果非常差，實(shí)際產(chǎn) 品很容易失效。因此，從封裝的角度來說，又需要透明膜層的烙化溫度低于焊接溫度，運(yùn)顯 然是一個惇論。
[0011] 因此，運(yùn)種采用膠膜層固定金屬絲的方案是無法采用焊接工藝將金屬絲與副柵線 焊接在一起的，其金屬絲實(shí)際上僅僅只是和電池片上的副柵線接觸而已，即，金屬絲只是搭 在副柵線上。因此，金屬絲和副柵線的連接強(qiáng)度非常低，在層壓過程中或者使用過程中，金 屬絲和副柵線之間非常容易發(fā)生脫離，造成接觸不良，從而導(dǎo)致電池片的效率大幅度降低， 甚至是失效。因此，采用此方案的產(chǎn)品并未真正的得到推廣及商業(yè)化。因此，目前市場上并 沒有成熟的無主柵太陽能電池。
[0012] 同時，在現(xiàn)有的無主柵太陽能電池中，由于導(dǎo)電線是直徑非常小的金屬絲，其與副 柵線焊接較為困難，容易產(chǎn)生虛焊、接觸不良，而且焊接的時候，由于金屬絲需要保持一定 的張緊度，即金屬絲需要處于直線狀態(tài)，金屬絲會存在一定的內(nèi)應(yīng)力，從而金屬絲在焊接完 成后，容易出現(xiàn)脫落，脫焊等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電池片的效率大幅度降低，甚至是失效。
[0013] 本申請旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。
[0014] 本申請?zhí)岢龅亩嘀鳀盘柲茈姵啬軌蛏虡I(yè)化，制備簡單易實(shí)現(xiàn)，特別是成本低，設(shè) 備簡單，能夠批量生產(chǎn)。
[0015] 為此，本申請?zhí)岢鲆环N太陽能電池單元，該太陽能電池單元制造簡單、成本低，光 電轉(zhuǎn)換效率高
[0016] 本申請還提出一種太陽能電池片陣列，該太陽能電池片陣列制造簡單、成本低，光 電轉(zhuǎn)換效率高。
[0017] 本申請還提出一種具有上述太陽能電池片陣列的太陽能電池組件，該太陽能電池 組件制造簡單、成本低，光電轉(zhuǎn)換效率高。
[001引本申請還提出一種上述太陽能電池組件的制備方法。
[0019] 本申請的發(fā)明人經(jīng)過長期的研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)金屬絲與電池片基體上的副柵線焊 接時，因金屬絲較細(xì)，存在較大的應(yīng)力，其與副柵線之間的焊接并不牢固，放置一段時間后， 不到一個月，金屬絲會崩裂脫落，造成此類電池片無法使用，同時副柵線又設(shè)及到遮光面， 影響光的吸收效率，因此，給此技術(shù)的發(fā)展帶來了障礙。
[0020] 根據(jù)本申請第一方面實(shí)施例的太陽能電池單元，包括：電池片，所述電池片包括電 池片基體和設(shè)在所述電池片基體的正面上的副柵線；導(dǎo)電線，所述導(dǎo)電線與所述副柵線相 交且與所述副柵線焊接，所述副柵線在與所述導(dǎo)電線焊接的焊接位置設(shè)有焊接部，所述焊 接部在所述電池片基體上的投影為圓形、楠圓形、多邊形或上述形狀的組合，所述焊接部的 投影的面積大于在所述副柵線的長度方向上長度與所述焊接部相等且在非焊接位置的副 柵線段的投影的面積。
[0021] 根據(jù)本申請實(shí)施例的太陽能電池單元，通過將副柵線在與導(dǎo)電線焊接的位置設(shè)置 焊接部，并且焊接部的投影的面積大于在副柵線的長度方向上與焊接部的長度相等的非焊 接部的投影的面積，焊接部與導(dǎo)電線的焊接面積更大，導(dǎo)電線與副柵線焊接更簡單，其與副 柵線之間的焊接非常牢固，并且焊接部位相對較容易制造，降低了制備成本。另外，在提高 導(dǎo)電線與副柵線的連接強(qiáng)度的同時，本申請實(shí)施例的太陽能電池單元只需在副柵線上需要 焊接的部位進(jìn)行加寬處理，因此，在副柵線上不需要焊接的部位可W進(jìn)一步做的更細(xì)，從而 可W進(jìn)一步減少遮光面積，提高了太陽能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0022] 根據(jù)本申請第二方面實(shí)施例的太陽能電池片陣列，包括多個太陽能電池單元，所 述太陽能電池單元為根據(jù)上述實(shí)施例所述的太陽能電池單元，相鄰電池單元的電池片之間 通過所述導(dǎo)電線相連。
[0023] 根據(jù)本申請第=方面實(shí)施例的太陽能電池組件，包括依次疊置的上蓋板、正面膠 膜層、電池片陣列、背面膠膜層和背板，所述電池片陣列為根據(jù)上述實(shí)施例所述的太陽能電 池片陣列。
[0024] 根據(jù)本申請第四方面實(shí)施例的太陽能電池組件的制備方法，包括：提供電池片，所 述電池片包括電池片基體和設(shè)在所述電池片基體的正面上的副柵線；將由金屬絲構(gòu)成的導(dǎo) 電線與所述副柵線焊接W得到太陽能電池單元，其中所述副柵線在與所述導(dǎo)電線焊接的焊 接位置設(shè)有焊接部，所述焊接部在所述電池片基體上的投影為圓形、楠圓形、多邊形或上述 形狀的組合，所述焊接部的投影的面積大于在所述副柵線的長度方向上長度與所述焊接部 相等且在非焊接位置的副柵線段的投影的面積；將上蓋板、正面膠膜層、所述太陽能電池單 元、背面膠膜層和背板依次疊放，且使所述太陽能電池片的正面面對正面膠膜層，使所述太 陽能電池片的背面面對背面膠膜層，然后進(jìn)行層壓得到所述太陽能電池組件。
【附圖說明】
[0025] 本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中 將變得明顯和容易理解，其中：
[0026]圖1是根據(jù)本申請一個實(shí)施例的太陽能電池片陣列的平面示意圖。
[0027] 圖2是根據(jù)本申請一個實(shí)施例的太陽能電池片陣列的縱向的截面示意圖。
[002引圖3是根據(jù)本申請一個實(shí)施例的太陽能電池片陣列的橫向的截面示意圖。
[0029] 圖4是根據(jù)本申請實(shí)施例的用于形成導(dǎo)電線的金屬絲的示意圖。
[0030] 圖5是根據(jù)本申請另一實(shí)施例的太陽能電池片陣列的平面示意圖。
[0031] 圖6是根據(jù)本申請又一實(shí)施例的太陽能電池片陣列的平面示意圖。
[0032] 圖7是根據(jù)本申請實(shí)施例的金屬絲的往復(fù)延伸的示意圖。
[0033] 圖8是根據(jù)本申請實(shí)施例的太陽能電池片陣列的兩個電池片的示意圖。
[0034] 圖9是圖8所示兩個電池片通過金屬絲連接而成太陽能電池片陣列的示意圖。
[0035] 圖10是根據(jù)本申請實(shí)施例的太陽能電池組件的示意圖。 陽036] 圖11是圖10所示太陽能電池組件的局部截面示意圖。
[0037] 圖12是根據(jù)本申請再一實(shí)施例的太陽能電池片陣列的示意圖。
[0038]圖13是根據(jù)本申請一個實(shí)施例的太陽能電池片的副柵線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 附圖標(biāo)記： W40] 電池片組件100; 陽OW 上蓋板10; 陽0創(chuàng)正面膠膜層20;
[0043] 電池片陣列30;電池片31;第一電池片31A;第二電池片31B;電池片基體311;副 柵線312 ;正面副柵線312A;背面副柵線312B;焊接部3123 ;背電場313 ;背電極314 ;W44] 導(dǎo)電線32 ;正面導(dǎo)電線32A;背面導(dǎo)電線32B;金屬絲321 ;焊接層322 ;短柵線33 ; W45] 背面膠膜層40 ;
[0046] 下蓋板50。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用