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WO2018191831A1 - 一种密集排布的太阳能电池串和制备方法及其组件、系统 - Google Patents

一种密集排布的太阳能电池串和制备方法及其组件、系统 Download PDF

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WO2018191831A1
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hot melt
melt adhesive
battery
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林建伟
刘志锋
季根华
刘勇
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Jolywood (taizhou) Solar Technology Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • a solar cell module is a photovoltaic power generation unit that converts light energy into electrical energy. Low production cost and high energy conversion efficiency have always been the goals pursued by photovoltaic modules.
  • the battery piece in the assembly is welded by a strip to connect the positive electrode of one battery to the negative electrode of another battery to form a solar battery string, and then the front layer material, the packaging material, the solar battery string, the packaging material, The backing material is laminated to form a solar cell module.
  • the welding needs to connect the front electrode of one battery piece and the back side battery of the adjacent battery piece, since the welding tape has a certain thickness, therefore, A certain distance between the series of cells is required for the release of the shearing force to prevent the battery chip from being broken.
  • the spacing between the cells is 1-3 mm, and the gap region has no battery. It will inevitably result in a loss of power to the component.
  • Patent CN104919597A discloses a method for configuring a battery string, "the battery string body comprises at least one battery string; the battery string comprises a plurality of arranged crystalline silicon cells; the front side of the next crystalline silicon cell The back portions of the last crystalline silicon cell are stacked together and form an electrical connection.”
  • the solution can increase the utilization area of the battery in the effective area of the component and increase the power of the component.
  • the disadvantages are as follows: 1) In the solution disclosed in the patent, the main gate lines are arranged perpendicular to the serial direction of the battery, and the current must pass through the fine grid lines and then remitted into the solder joints to be collected; 2) the adjacent cells pass through Conductive adhesive connection, in the actual production process, its mechanical strength and the reliability of the connection have certain problems.
  • the invention provides a method for preparing densely arranged solar energy, and the technical proposal comprises the following steps:
  • printing strip hot melt adhesive printing a strip of hot melt adhesive along a direction perpendicular to the main grid at a position of the segmented main grid solder joint;
  • step (5) of the plurality of small cell pools so that the plurality of small cells are sequentially connected to form a solar cell string.
  • the heating mode is resistance wire heating or infrared heating.
  • the hot melt adhesive has a width of 1-3 mm.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of a battery after step 5 of a method for preparing a densely arranged solar cell string according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a battery after step 6 of a method for preparing a densely arranged solar cell string according to an embodiment of the present invention.
  • the strip hot melt adhesive 13 is printed at a position perpendicular to the main grid at a position of the segment main gate solder joint, but the solder joint needs to be exposed.
  • the width of the hot melt adhesive is 1-3 mm, and the hot melt adhesive needs to be dried after printing, and the drying temperature is lower than 150 °C.
  • the embodiment further provides a solar cell system comprising more than one solar cell module, characterized in that the solar cell module is the above-mentioned solar cell module.

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种密集排布的太阳能电池串和制备方法及其组件、系统。制备方法主要包括以下步骤：制作太阳能电池片，在电池片的正、背面形成H型电极，主栅（11）为分段电极，主栅（11）的一端设有焊接点；在焊接点的位置沿着垂直于主栅（11）的方向印刷条状热熔胶（13），焊接点露出热熔胶（13）；沿电池切割区域（12）对电池片进行切割，将其切割为多个小电池片；在小电池片的正面主栅（11）的焊接点位置涂覆导电胶或焊锡膏（14）；将其中一小电池片的背面主栅（11）焊接点重叠到另一小电池片正面主栅（11）焊接点，然后加热，使得两小电池片通过导电胶或焊锡膏（14）实现电连接；将多个小电池片依次连接，形成太阳能电池串。这种方法增大了组件有效区域内的电池片利用面积，提高了组件的功率。

Description

一种密集排布的太阳能电池串和制备方法及其组件、系统 技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种密集排布的太阳能电池串和制备方法及其组件、系统。
背景技术
太阳能电池组件是一种将光能转化为电能的光伏发电单元，较低的生产成本和较高的能量转化效率一直是光伏组件追求的目标。对于目前常规太阳能电池组件，组件中电池片采用焊带焊接的方式将一片电池的正极与另一片电池的负极相连形成太阳能电池串，再将前层材料、封装材料、太阳能电池串、封装材料、背层材料经过层压形成太阳能电池组件。在电池片串联的过程中，由于电池片的正负极分别在电池的两侧，焊接需要连接一片电池片的正面电极和相邻电池片的背面电池，由于焊带具有一定的厚度，因此，串联的电池片之间需要预留一定的间距用于剪切力的释放，防止电池片碎裂，一般来讲，电池片之间的间距为1-3mm，这个间隙区域由于没有电池片，而必将导致组件的功率收到损失。
专利CN104919597A公开了一种电池串的配置方法，“所述电池串本体包括至少一个电池片串；所述电池片串包括多个排列设置的晶硅电池片；下一个晶硅电池片的正面与上一个晶硅电池片的背面部分堆叠在一起并形成电连接。”。该方案能够提高组件有效区域内的电池片利用面积，提高组件的功率。但不足之处在于：1)该专利公开的方案中，主栅线均垂直于电池的串接方向设置，电流须经过细栅线再汇入焊接点才能被收集；2)相邻电池片通过导电胶连接，在实际生产过程中，其机械强度和连接的牢靠性存在一定问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种密集排布的太阳能电池串和制备方法及其组件、系统。本发明所提供的一种密集排布的太阳能电池串的制备方法，使得电池片在串联的过程中零间距，从而增大了组件有效区域内的电池片利用面积，提高了组件的功率。
本发明提供的一种密集排布的太阳能的制备方法，其技术方案为：包括以下步骤：
(1)、制作太阳能电池片：所述太阳能电池片主栅与细栅相互垂直；所述主栅采用分段电极，分段主栅的一端设有焊接点，所述焊接点用于电池片之间的电连接；背面主栅焊接点的位置与正面主栅焊接点的位置呈中心对称；所述太阳能电池片上还设有电池切割区域，所述电池切割区域垂直于所述主栅；
(2)、印刷条状热熔胶：在分段主栅焊接点的位置沿着垂直于主栅的方向印刷条状热熔胶；
(3)、电池片切片：沿着所述电池切割区域对所述太阳能电池片进行切割，将所述太阳能电池片切割为多个小电池片；
(4)、涂覆导电胶或焊锡膏：在所述小电池片的正面主栅的焊接点位置涂覆导电胶或焊锡膏；
(5)、小电池片粘接：将其中一小电池片的背面主栅焊接点重叠到另一小电池片正面主栅焊接点，然后加热，使得两个小电池片通过所述导电胶或焊锡膏实现电连接；加热的同时，热熔胶开始融化，降温后重新凝固，两个小电池片紧密粘接，两小电池片的焊接点形成牢靠的欧姆接触；
(6)、将多个小电池片池重复步骤(5)，使得多个小电池依次连接，形成太阳能电池串。
其中，所述主栅线的根数为3-15，宽度为100-1200um。
其中，所述电池切割区域的宽度为1-2mm；所述热熔胶的宽度为1-3mm，所述焊接点露出所述热熔胶；所述热熔胶印刷后需要烘干处理，烘干温度低于 150。
其中，在步骤(3)中，所述切割方式为激光切割。
其中，在步骤(5)中，所述加热方式为电阻丝加热或红外加热。
本发明的另一方面提供一种密集排布的太阳能电池串，包括太阳能电池片单元，其特征在于：所述太阳能电池片单元正、背面均包括细栅、主栅和主栅焊接点，所述主栅焊接点设置在所述主栅的一端；所述太阳能电池片单元的正面沿着所述细栅的方向涂有热熔胶，所述热熔胶在经过所述主栅焊接点的区域断开，所述主栅焊接点的位置处涂有导电胶或焊锡膏；一片所述太阳能电池单元的背面沿着长边方向叠加到另一片所述太阳能电池片单元的正面，两太阳能电池片单元重叠区域的宽度为主栅焊接点的宽度；一片所述太阳能电池片单元的背面主栅焊接点通过所述导电胶或焊锡膏与另一片所述太阳能电池片单元的正面主栅焊点形成欧姆接触，两片所述太阳能电池片单元通过热熔胶沾粘在一起。
其中，所述太阳能电池片单元的正、背面电极均采用H型电极设计，所述主栅与所述细栅相互垂直。
其中，所述热熔胶的宽度为1-3mm。
本发明的又一方面提供一种密集排布的太阳能电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、太阳能电池串、封装材料、背层材料，所述太阳能电池串为上述的太阳能电池串。
本发明的再一方面提供一种太阳能电池系统，包括至少一个串联的太阳能电池组件，所述太阳能电池组件是如上所述的一种太阳能电池组件。
本发明的实施包括以下技术效果：
本发明的技术优点主要体现在：
1)通过设置热熔胶将相邻两片电池片紧密粘接起来，确保焊接点的机械强度和欧姆接触牢靠，同时热熔胶还可以防止导电胶的流动；2)电池片采用H型栅线设计，主栅平行于电池片的串接方向，这种构造可显著提高电流的收集 效率；3)仅在主栅焊点上设置导电胶，节约导电胶的用量；4)电池片在串联的过程中零间距，提高的组件有效区域内的电池片利用面积，从而提高组件的功率。
附图说明
图1为本发明实施例的一种密集排布的太阳能电池串的制备方法步骤一后的电池结构示意图。
图2为本发明实施例的一种密集排布的太阳能电池串的制备方法步骤二后的电池结构示意图。
图3为本发明实施例的一种密集排布的太阳能电池串的制备方法步骤三后的电池结构示意图。
图4为本发明实施例的一种密集排布的太阳能电池串的制备方法步骤四后的电池结构示意图。
图5为本发明实施例的一种密集排布的太阳能电池串的制备方法步骤五后的电池结构示意图。
图6为本发明实施例的一种密集排布的太阳能电池串的制备方法步骤六后的电池结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
参见图1至图6所示，本实施例提供的一种密集排布的太阳能电池串的结构和制备方法，包括以下步骤：
(1)、制作太阳能电池片：如图1所示，电池片的正面电极结构采用H 型电极设计，主栅11与细栅线10相互垂直，其中主栅11采用分段设计，分段主栅的一端设有焊接点，用于电池片之间的电连接，主栅11的根数为3-15，宽度为100-1200um，同时设有电池切割区域12，切割区域12垂直于主栅11，宽度为1-2mm；电池片背面电极结构同样采用H型电极设计，主栅采用分段设计，分段主栅的一端设有焊接点，背面焊接点的位置与正面主栅焊接点的位置呈中心对称。
(2)、印刷条状热熔胶13：如图2所示，在分段主栅焊接点的位置沿着垂直于主栅的方向印刷条状热熔胶13，但需要裸露出焊接点，热熔胶的宽度为1-3mm，热熔胶印刷后需要烘干处理，烘干温度低于150℃。
(3)、电池片切片：沿着切割区域12对电池片进行切割，将图2所示电池片切割为多个小电池片，如图3所示，切割的方式优选为激光切割。
(4)、在电池正面主栅线11焊接点的位置涂覆导电胶或焊锡膏14，用于电池片之间的电连接，如图4所示，电池片背面的焊接点不需要涂覆导电胶或焊锡膏。
(5)、如图5所示，粘接两个小电池片，其中一小电池片的背面主栅焊接点重叠到另一小电池片正面主栅焊接点，然后采用电阻丝加热或红外加热等方式，使得两电池片通过导电胶或焊锡膏14实现电连接，加热的同时，热熔胶13开始融化，降温后重新凝固，将两个小电池片紧密粘接起来，来确保两电池片焊接点的欧姆接触牢靠。
(6)、如图6所示，将多个小电池片重复步骤(5)，使得多个小电池片依次连接，形成太阳能电池串。
本申请通过设置热熔胶将相邻两片电池片紧密粘接起来，确保焊接点的机械强度和欧姆接触牢靠，同时热熔胶还可以防止导电胶的流动；2)电池片采用H型栅线设计，主栅平行于电池片的串接方向，这种构造可显著提高电流的收集效率；3)仅在主栅焊点上设置导电胶，节约导电胶的用量；4)电池片在串联的过程中零间距，提高的组件有效区域内的电池片利用面积，从而提高组件 的功率。
本实施例还提供了一种密集排布的太阳能电池串，包括太阳能电池片单元，所述太阳能电池片单元正、背面均包括细栅10、主栅11和主栅焊接点，所述主栅焊接点设置在所述主栅11的一端；所述太阳能电池片单元的正面沿着所述细栅10的方向涂有热熔胶13，所述热熔胶13在经过所述主栅焊接点的区域断开，所述主栅焊接点的位置处涂有导电胶或焊锡膏14；一片所述太阳能电池单元的背面沿着长边方向叠加到另一片所述太阳能电池片单元的正面，两太阳能电池片单元重叠区域的宽度为主栅焊接点的宽度；一片所述太阳能电池片单元的背面主栅焊接点通过所述导电胶或焊锡膏14与另一片所述太阳能电池片单元的正面主栅焊点形成欧姆接触，两片所述太阳能电池片单元通过热熔胶13沾粘在一起。
优选地，所述太阳能电池片单元的正、背面电极均采用H-型电极设计，所述主栅与所述细栅相互垂直。
优选地，所述热熔胶的宽度为1-3mm。
本实施例还提供了一种密集排布的太阳能电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、太阳能电池串、封装材料、背层材料，所述太阳能电池串为上述的太阳能电池串。
本实施例还提供了一种太阳能电池系统，包括一个以上的太阳能电池组件，其特征在于：所述太阳能电池组件是上述的太阳能电池组件。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。

Claims (10)

  1. 一种密集排布的太阳能电池串的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
    (1)、制作太阳能电池片：所述太阳能电池片的主栅与细栅相互垂直；所述主栅采用分段电极，分段主栅的一端设有焊接点，所述焊接点用于电池片之间的电连接；背面主栅焊接点的位置与正面主栅焊接点的位置呈中心对称；所述太阳能电池片上还设有电池切割区域，所述电池切割区域垂直于所述主栅；
    (2)、印刷条状热熔胶：在分段主栅焊接点的位置沿着垂直于主栅的方向印刷条状热熔胶；
    (3)、电池片切片：沿着所述电池切割区域对所述太阳能电池片进行切割，将所述太阳能电池片切割为多个小电池片；
    (4)、涂覆导电胶或焊锡膏：在所述小电池片的正面主栅的焊接点位置涂覆导电胶或焊锡膏；
    (5)、小电池片粘接：将其中一个小电池片的背面主栅焊接点重叠到另一个小电池片正面主栅焊接点，然后加热，使得两个小电池片通过所述导电胶或焊锡膏实现电连接；加热的同时，热熔胶开始融化，降温后重新凝固，两个小电池片紧密粘接，两小电池片的焊接点形成牢靠的欧姆接触；
    (6)、将多个小电池片池重复步骤(5)，使得多个小电池片依次连接，形成太阳能电池串。
  2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述主栅的根数为3-15，宽度为100-1200um。
  3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述电池切割区域的宽度为1-2mm；所述热熔胶的宽度为1-3mm，所述焊接点露出所述热熔胶；所述热熔胶印刷后需要烘干处理，烘干温度低于150℃。
  4. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述切割方式为激光切割。
  5. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：在步骤(5)中， 所述加热方式为电阻丝加热或红外加热。
  6. 一种密集排布的太阳能电池串，包括太阳能电池片单元，其特征在于：所述太阳能电池片单元的正、背面均包括细栅、主栅和主栅焊接点，所述主栅焊接点设置在所述主栅的一端；所述太阳能电池片单元的正面沿着所述细栅的方向涂有热熔胶，所述热熔胶在经过所述主栅焊接点的区域断开，所述主栅焊接点的位置处涂有导电胶或焊锡膏；一片所述太阳能电池单元的背面沿着长边方向叠加到另一片所述太阳能电池片单元的正面，两太阳能电池片单元重叠区域的宽度为主栅焊接点的宽度；一片所述太阳能电池片单元的背面主栅焊接点通过所述导电胶或焊锡膏与另一片所述太阳能电池片单元的正面主栅焊点形成欧姆接触，两片所述太阳能电池片单元通过热熔胶沾粘在一起。
  7. 根据权利要求6所述的太阳能电池串，其特征在于：所述太阳能电池片单元的正、背面电极均采用H型电极设计，所述主栅与所述细栅相互垂直。
  8. 根据权利要求6或7所述的太阳能电池串，其特征在于：所述热熔胶的宽度为1-3mm。
  9. 一种密集排布的太阳能电池组件，其特征在于，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、太阳能电池串、封装材料、背层材料，所述太阳能电池串为权利要求6-8任一项所述的太阳能电池串。
  10. 一种太阳能电池系统，包括至少一个串联的太阳能电池组件，其特征在于：所述太阳能电池组件是权利要求9所述的一种太阳能电池组件。
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