CN116632118B - 光伏组件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏组件的制备方法，属于光伏电池技术领域，包括：在晶硅电池片的正背两面上按照划分的区域丝网印刷电路图形；沿划分的区域进行划片，分割为多个矩形形状的电池单元；每个所述电池单元内的电路图形均包括两条沿对角线交叉布置的主栅线及若干副栅线，两条所述主栅线的引出端分别位于电池单元的四角；利用X形导电片使两个第一层电池单元并联，然后再串联两个第二层电池单元；依次类推，各层电池单元首尾依次通过X形导电片串联，直至串联第n层电池单元，构成一个电池串。本发明提供的制备方法，能够解决电池破碎隐裂、焊带使用较多、接头多、连接操作繁琐的问题。
Description
技术领域
本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种光伏组件的制备方法。
背景技术
光伏电池通过光电效应直接把光能转化成电能，一般为方形，电池的正负极在电池的正背面，因电池工艺不同，电池的正负极在正背面分布不同，一般P型电池正面为电池负极、背面为电池正极，而N型电池正面为电池正极、背面为电池负极。晶硅电池正背面印刷主副栅线，用于收集和流通电池单元产生的电流，主副栅线一般均垂直于电池边，主栅线上焊接焊带进行电池单元间的连接，将焊带对准电池单元主栅线，再通过焊接机高温将焊带表面锡层熔化，并与电池主栅的银栅线进行焊接，电池单元串联焊接组成电池串，再组装成光伏组件。
光伏组件将光伏电池进行电路连接并进行封装，受光时输出电能。光伏组件以正面玻璃、正面胶膜、电池板、背面胶膜、背面玻璃或背板结构进行封装，中间层的电池单元通过焊带穿插于相邻电池单元的正背面焊接，进行电池单元的正负极连接构成电池板。
电池栅线是在电池表面印刷的导电体，起收集电池电流作用，一般包含副栅线和主栅线，副栅线收集其周围电池电能，主栅线再收集其周围副栅线的电能，主栅线与焊带连接，电能通过焊带传输，形成光伏组件发电通路。
焊带是将不同电池单元正负极相连的导电连接线，通常为铜镀锡。
现有的电池单元及光伏组件，电池单元连接方式均是主栅线与电池边垂直，进行焊带与主栅焊接，焊带在相邻电池单元间进行上下穿插，进而完成相邻电池单元的正负极连接，多根焊带在电池单元间存在，对电池单元边缘存在多个点接触应力，组件层压焊带易造成电池破碎，同时，焊带的用量使用较多，连接操作繁琐，严重的影响了生产速度，也造成成本的增加。
发明内容
本发明实施例提供一种光伏组件的制备方法，旨在解决电池破碎隐裂、焊带使用较多、接头多、连接操作繁琐等问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种光伏组件的制备方法，包括：
在晶硅电池片的正背两面上按照划分的区域丝网印刷电路图形；
沿划分的区域进行划片，分割为多个矩形形状的电池单元；每个所述电池单元内的电路图形均包括两条沿对角线交叉布置的主栅线及若干副栅线，两条所述主栅线的引出端分别位于电池单元的四角；
将两个正面朝上的第一层电池单元间隔一定的距离并排在一起，并使两个第一层电池单元上不同方向的主栅线的引出端靠近，将X形导电片的两个第一连接端分别与两个电池单元的背面主栅线搭接，加热焊接，使两个第一层电池单元构成并联的连接形式，并定义为一个并联电池子单元；
再将另外两个正面朝上第二层电池单元按照同样的间距并排在上面两个第一层电池单元的下方，并使两个第二层电池单元上的两条正面主栅线的引出端搭接在X形导电片的两个第二连接端，加热焊接，与第一层电池单元构成串联；
重复以上步骤，在第二层电池单元的下方同时串联两个第三层电池单元，依次类推，各层电池单元首尾依次通过X形导电片串联，直至串联第n层电池单元，构成一个电池串；其中，n为正整数；
在正面玻璃上依次铺设正面胶膜、多个电池串、背面胶膜和背面玻璃，层压获得光伏组件。
在一种实现方式中，所述电池串之间通过汇流条依次串联，相邻的两串所述电池串之间，间隔地设置有二极管；所述背面玻璃外面设置有接线盒，所述二极管配置于所述接线盒内，所述接线盒上设置有与所述电池串的正负极相连的正极接线端子和负极接线端子。
在一种实现方式中，所述第n层电池单元的末端并联有X形导电片，所述第一层电池单元的首端并联有X形导电片，各汇流条均通过X形导电片与各电池串连接。
在一种实现方式中，所述X形导电片为两根铜导线交叉焊接在一起，两根铜导线的外表面包覆有锡层；所述锡层在加热时熔融，冷却固化后使铜导线与主栅线固定在一起。
在一种实现方式中，所述铜导线的形状为扁平形铜片。
在一种实现方式中，所述X形导电片与各所述电池单元加热焊接时，焊接温度为190℃-230℃。
在一种实现方式中，所述X形导电片与各所述电池单元加热焊接时，利用压具工装将所述X形导电片与所述电池单元压紧。
在一种实现方式中，相邻的所述电池单元之间的间距为0.5-3mm；相邻的两串电池串之间的间距为0.5-3mm。
在一种实现方式中，两条所述主栅线将所述电池单元分隔为四个等腰三角形，各所述等腰三角形区域内的所述副栅线一端垂直连接于各自的底边，另一端连接构成各自腰的主栅线段；其中，所述电池单元的四条边分别构成四个所述等腰三角形的底边，两条所述主栅线构成各所述等腰三角形的两个腰。
本发明提供的光伏组件的制备方法，与现有技术相比，有益效果在于：电池丝网印刷的主栅线为电池单元对角线位置，并配置X形导电片，可巧妙的同时连接4片电池单元，较传统的线性焊带连接2片电池单元，一个导电片连接后，可同时形成两串电池串，实现双串快速生产，较常规的2片电池单元的连接极大的提高了生产速度；且焊带用量少，减少了焊带连接操作的时间，在提升生产速度的同时，也降低了生产成本；X形导电片，同时进行4片电池单元的连接，并在4片电池单元相接的位置形成十字空白，减缓了X形导电片对电池单元的损伤应力，提高了光伏组件的抗隐裂能力，减少了层压时电池单元破碎的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的在晶硅电池片上丝网印制的结构示意图；
图2为图1晶硅电池片上丝网印制后的划片结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电池单元的电流收集结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电池串子单元的结构示意图；
图5为图4提供的电池串子单元的电路连接原理图；
图6为本发明实施例提供的电池串的结构示意图；
图7为图6提供的电池串的电路连接原理图；
图8为本发明实施例提供的光伏组件的结构示意图；
图9为图8提供的光伏组件的电路连接原理图；
附图标记说明：
1、副栅线；2、主栅线；3、分割线；4、非栅线部分电流传输路径；5、副栅线部位电流传输路径；6、主栅线部位电流传输路径；7、X形导电片；8、汇流条；9、二极管；10、负极接线端子；11、正极接线端子；12、电池单元。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图9，现对本发明提供的光伏组件的制备方法进行说明。所述光伏组件的制备方法，所述方法包括：
步骤一，在晶硅电池片的正背两面上按照划分的区域丝网印刷电路图形，如图1所示；
步骤二，沿划分的区域进行划片，分割为多个矩形形状的电池单元12；每个电池单元12内的电路图形均包括两条沿对角线交叉布置的主栅线2及若干副栅线1，两条主栅线2的引出端分别位于电池单元12的四角，如图2所示，沿分割线3将晶硅电池片一分为二；
步骤三，如图4所示，将两个正面朝上的第一层电池单元12间隔一定的距离并排在一起，并使两个第一层电池单元12上不同方向的主栅线2的引出端靠近，将X形导电片7的两个第一连接端（a端和b端）分别与两个电池单元12的背面主栅线2搭接，加热焊接，使两个第一层电池单元12构成并联的连接形式，并定义为一个并联电池子单元；
步骤四，再将另外两个正面朝上第二层电池单元12按照同样的间距并排在上面两个第一层电池单元12的下方，并使两个第二层电池单元12上的两条正面主栅线2的引出端搭接在X形导电片7的两个第二连接端（c端和d端），加热焊接，与第一层电池单元12构成串联，如图4所示；
步骤五，重复以上步骤，在第二层电池单元12的下方同时串联两个第三层电池单元12，依次类推，各层电池单元12首尾依次通过X形导电片7串联，直至串联第n层电池单元12，构成一个电池串；其中，n为正整数，如图6所示；
步骤六，在正面玻璃上依次铺设正面胶膜、多个电池串、背面胶膜和背面玻璃，层压获得光伏组件，如图8所示。
本发明提供的光伏组件的制备方法，电池丝网印刷的主栅线2为电池单元12对角线位置，并配置X形导电片7，可巧妙的同时连接4片电池单元12，较传统的线性焊带连接2片电池单元12，一个导电片连接后，可同时形成两串电池串，实现双串快速生产，较常规的2片电池单元12的连接极大的提高了生产速度；且焊带用量少，减少了焊带连接操作的时间，在提升生产速度的同时，也降低了生产成本；X形导电片7同时进行4片电池单元12的连接，并在4片电池单元12相接的位置形成十字空白，减缓了X形导电片7对电池单元12的损伤应力，提高了光伏组件的抗隐裂能力，减少了层压时电池单元12破碎的问题；X形导电片7同时进行4片电池单元12的连接，减少了焊带的数量，电池单元12边缘连接点少，接触应力少，减少了常规层压焊带处造成电池破碎的问题。
本实施例提供的光伏组件，电池主栅不再为垂直于电池边，而是采用对角线主栅，组件连接不再通过焊带在电池单元12间的长边之间进行上下穿插，而是在电池单元12之间的角部位进行连接，同时设计的X形导电片7替代传统焊带，可同时进行两串电池单元12焊接，比传统单串焊接速度提高一倍。组件电路设计为两个半片电池单元12并联，再进行组件串联，这样保证与传统整片组件或多个半片先串联，最后两部分再并联的设计电参数（电压、电流）基本一致，在系统端可与逆变器通用。
本发明设计主栅线2在电池单元12单元对角线位置，在电池单元12的角部进行相邻电池单元12连接，可降低焊带使用，更加方便的进行电池串的连接。
其中，如图3所示，每个电池单元12的正背两面均设有非栅线部分电流传输路径4、副栅线1部位电流传输路径和主栅线2部位电流传输路径。非栅线部分电流传输路径4，向副栅线1汇集；副栅线部位电流传输路径5用于收集该副栅线1周围的电流，并传输汇集到主栅线2；主栅线部位电流传输路径6用于收集副栅线1上的电流，并与X形导电片7进行连接，通常为加热焊接，形成导电路径。电池主栅线2为X形对角线相交形式，电流可根据传输出口位置不同进行传输。
在一些实施例中，如图8及图9所示，电池串之间通过汇流条8依次串联，相邻的两串电池串之间，间隔地设置有二极管9；背面玻璃外面设置有接线盒，二极管9配置于接线盒内，接线盒上设置有与电池串的正负极相连的正极接线端子11和负极接线端子10。正极接线端子11和负极接线端子10为组件出线端子，包含正极和负极，起到电量输出作用。
在一些实施例中，第n层电池单元12的末端并联有X形导电片7，所述第一层电池单元12的首端并联有X形导电片7，各汇流条8均通过X形导电片7与各电池串连接，连接方式如图8及图9所示。
在一些实施例中，X形导电片7为两根铜导线交叉焊接在一起，两根铜导线的外表面包覆有锡层；锡层在加热时熔融，冷却固化后使铜导线与主栅线2固定在一起。在电池单元12及电池串的焊接过程中，加热熔融后，降温冷却，提升固化的速度。
在一些实施例中，铜导线的形状为扁平形铜片。具体地，X形导电片7可以利用薄铜片直接冲压成X形状，或者，采用两根扁平铜导线交叉焊接构成。
在一些实施例中，X形导电片7与各电池单元12加热焊接时，焊接温度为190℃-230℃。例如，焊接温度可选为200℃、210℃、215℃、225℃、230℃。
焊接时，为了保证X形导电片和主栅线充分接触，可使用压具工装，靠压具工装重力使导电片与主栅充分接触。同时X形导电片外层具有锡层，可与主栅线凸起的导电浆料充分接触，同时，锡层可外涂助焊剂，提升焊接良好性
压具工装的实施例为，利用气缸、液压缸、蜗轮蜗杆升降机构带动压盘升降，将电池单元压紧。压盘与气缸、液压缸的缸杆连接。
在一些实施例中，相邻的电池单元12之间的间距为0.5-3mm；相邻的两串电池串之间的间距为0.5-3mm。其中，单元间距和串间距可根据设计进行调整。
在一些实施例中，如图1至图3所示，两条主栅线2将电池单元12分隔为四个等腰三角形，各等腰三角形区域内的副栅线1一端垂直连接于各自的底边，另一端连接构成各自腰的主栅线2段；其中，电池单元12的四条边分别构成四个等腰三角形的底边，两条主栅线2构成各等腰三角形的两个腰。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种光伏组件的制备方法，其特征在于，包括：
在晶硅电池片的正背两面上按照划分的区域丝网印刷电路图形；
沿划分的区域进行划片，分割为多个矩形形状的电池单元(12)；每个所述电池单元(12)内的电路图形均包括两条沿对角线交叉布置的主栅线(2)及若干副栅线(1)，两条所述主栅线(2)的引出端分别位于电池单元(12)的四角；
将两个正面朝上的第一层电池单元(12)间隔一定的距离并排在一起，并使两个第一层电池单元(12)上不同方向的主栅线(2)的引出端靠近，将X形导电片(7)的两个第一连接端分别与两个电池单元(12)的背面主栅线(2)搭接，加热焊接，使两个第一层电池单元(12)构成并联的连接形式，并定义为一个并联电池子单元；
再将另外两个正面朝上第二层电池单元(12)按照同样的间距并排在上面两个第一层电池单元(12)的下方，并使两个第二层电池单元(12)上的两条正面主栅线(2)的引出端搭接在X形导电片(7)的两个第二连接端，加热焊接，与第一层电池单元(12)构成串联；
重复以上步骤，在第二层电池单元(12)的下方同时串联两个第三层电池单元(12)，依次类推，各层电池单元(12)首尾依次通过X形导电片(7)串联，直至串联第n层电池单元(12)，构成一个电池串；其中，n为正整数；
在正面玻璃上依次铺设正面胶膜、多个电池串、背面胶膜和背面玻璃，层压获得光伏组件。
2.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，所述电池串之间通过汇流条(8)依次串联，相邻的两串所述电池串之间，间隔地设置有二极管(9)；所述背面玻璃外面设置有接线盒，所述二极管(9)配置于所述接线盒内，所述接线盒上设置有与所述电池串的正负极相连的正极接线端子(11)和负极接线端子(10)。
3.如权利要求2所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，所述第n层电池单元(12)的末端并联有X形导电片(7)，所述第一层电池单元(12)的首端并联有X形导电片(7)，各汇流条(8)均通过X形导电片(7)与各电池串连接。
4.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，所述X形导电片(7)为两根铜导线交叉焊接在一起，两根铜导线的外表面包覆有锡层；所述锡层在加热时熔融，冷却固化后使铜导线与主栅线(2)固定在一起。
5.如权利要求4所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，所述铜导线的形状为扁平形铜片。
6.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，所述X形导电片(7)与各所述电池单元(12)加热焊接时，焊接温度为190℃-230℃。
7.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，所述X形导电片(7)与各所述电池单元(12)加热焊接时，利用压具工装将所述X形导电片(7)与所述电池单元(12)压紧。
8.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，相邻的所述电池单元(12)之间的间距为0.5-3mm；相邻的两串电池串之间的间距为0.5-3mm。
9.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于，两条所述主栅线(2)将所述电池单元(12)分隔为四个等腰三角形，各所述等腰三角形区域内的所述副栅线(1)一端垂直连接于各自的底边，另一端连接构成各自腰的主栅线(2)段；其中，所述电池单元(12)的四条边分别构成四个所述等腰三角形的底边，两条所述主栅线(2)构成各所述等腰三角形的两个腰。
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