一種雙面太陽能電池組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙面太陽能電池組件，從上至下包括蓋板材料、EVA和/或POE、電池串組、EVA和/或POE、背板材料，其中所述的電池串組由多個電池串并聯而成，所述的電池串由多個小型電池片串聯而成，所述的多個小型電池片為由p型雙面吸收太陽能電池片、n型雙面吸收太陽能電池片和背接觸太陽能電池片中的一種或幾種切割而成的長方形電池片；其中串并聯合的結構能夠有效的降低組件內部傳輸損耗，并且使得組件制作中金屬焊帶的使用大幅減少甚至省略，進而有效降低了組件成本，同時并聯連接的增多使得組件抗熱斑能力得到增強。
【專利說明】
一種雙面太陽能電池組件
技術領域
[0001]本實用新型屬于太陽能電池組件技術領域，具體涉及一種雙面太陽能電池組件。
【背景技術】
[0002]人類獲得能源的最直接的方式是利用太陽能，而太陽能光伏電池是將太陽能轉換為電能的最有效方式之一。近幾年來，太陽能電池世界產量以每年30?40%的速度增長，成為目前市場上發展最快的行業之一，其中晶體硅太陽能電池日漸發展成熟，占據了市場的主導地位。
[0003]隨著晶體硅太陽能電池技術的發展，各種高效電池技術也逐漸成熟，如全背接觸電池，雙面鈍化雙面電池，HIT電池等等，與常規電池相比，這些高效電池正反兩面皆有良好的鈍化，電流電壓較高，特別是雙面電池由于正反兩面都能吸收光線從而產生光生載流子，因而具有較高的短路電流。在常規組件制作中，電池片之間的互連往往采用串聯方式，電池的電流越高，組件功率在互連條上的傳輸損失越大。因此在利用這些高效雙面電池制作組件時，如果仍然使用常規的焊帶互連技術，勢必可以想象從電池到組件的功率損失將會很高，電池端得到的高轉換效率在組件端并不能得到完全體現，因此人們也在尋求各種方案以實現太陽能電池組件功率的提升。電池到組件的功率損失主要分光學損失和電學損失兩種，光學損失主要與玻璃、EVA等材料的吸收和反射有關，而電學損失則主要來源于電池內部，互連條、匯流條、接線盒及其線纜的損耗等，如果不能有效的降低這些連接材料的內阻，大部分能量將以熱量的形式損耗掉而不是轉化為電能。
[0004]在這種情況下，本實用新型
【申請人】致力于提出一種新的雙面太陽能電池組件，這種太陽能電池組件能夠有效的降低互連條本身帶來的內阻損耗，提升組件功率進而降低發電成本。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種雙面太陽能電池組件，這種雙面太陽能電池組件能夠降低電池到組件的功率損失，充分體現高效電池的優勢，降低發電成本。
[0006]本發明的第一個目的是通過以下技術方案來實現:一種雙面太陽能電池組件，從上至下包括蓋板材料、EVA和/SPOE、電池串組、EVA和/SPOE、背板材料，其中所述的電池串組由多個電池串并聯而成，所述的電池串由多個小型電池片串聯而成，所述的多個小型電池片為由P型雙面吸收太陽能電池片、η型雙面吸收太陽能電池片和背接觸太陽能電池片中的一種或幾種切割而成的長方形電池片。
[0007]這些雙面吸收太陽能電池片可以為直角或圓角電池片，這些雙面吸收太陽能電池的寬度優選為100?200mm。
[0008]而且，這些雙面吸收太陽能電池片在電學性能上盡量一致，最大功率點電流誤差波動范圍越小越好，至少在0.2A以內，這些雙面吸收電池金屬化版型根據電池類型不同設計也有所不同，小型電池片短邊寬度一致。
[0009]作為本實用新型的一種優選的技術方案，所述的電池串由多個同種類型的p型、η型或背接觸小型電池片串聯而成，或所述的電池串由多個P型和η型小型電池片串聯而成。
[0010]作為上述技術方案的其中一種優選的【具體實施方式】，所述的電池串由多個同種類型P型或η型小型電池片串聯而成，所述小型電池片其中一長邊的正面設有正面主柵，另一長邊的背面設有背面主柵，相鄰兩小型電池片采用疊片方式連接，其中一小型電池片的背面主柵設置在相鄰一小型電池片的正面主柵上，所述背面主柵與所述正面主柵相接觸位置處設有導電材料。
[0011]作為上述技術方案的其中一種優選的【具體實施方式】，所述的電池串由多個同種類型P型或η型小型電池片串聯而成，所述小型電池片上設有與其短邊相平行的細柵，相鄰兩小型電池片采用疊片方式連接，其中一小型電池片長邊的背面設置在相鄰一小型電池片的長邊正面上，該小型電池片長邊的背面與相鄰一小型電池片的長邊正面相接觸位置處設有雙面導電材料。
[0012]作為上述技術方案的其中一種優選的【具體實施方式】，所述的電池串由多個同種類型背接觸小型電池片串聯而成，所述小型電池片的背面設有至少一組指交狀結構，且正極和負極分別設置在所述小型電池片的兩長邊上，相鄰兩小型電池片采用導電材料連接，其中一小型電池片的正極與相鄰一小型電池片的負極采用導電材料連接。
[0013]由于背接觸電池的正極與負極全部在電池背面，所有的電學連接也均處于電池背部，不會對電池正面光照產生影響，同時這種切片后串聯再并聯的方式能夠極大的減少電流在互聯條上的功率損耗，從而提升組件功率。
[0014]作為上述技術方案的其中一種優選的【具體實施方式】，所述的電池串由多個P型和η型小型電池片串聯而成，相鄰兩小型電池片的正面與正面、背面與背面采用導電材料連接。
[0015]這樣設計，可以不用層疊電池片，而是直接將相鄰的兩太陽能電池的正面與正面、背面與背面連接即可，這樣既能有效提高生產的速度和效率，又可降低組件生產過程中的碎片率。
[0016]在上述優選的技術方案中:所述導電材料優選為金屬焊帶、導電膠帶、導電膠、導電膠膜、導電漿料和焊膏中的一種或幾種。所述導電材料根據連接方式不同可以為單面連接也可以為雙面連接。
[0017]用于電池受光面(正面或前表面)連接的導電材料其寬度優選與電池主柵線寬度基本一致，寬度大約為主柵寬度的0.5?1.5倍。用于電池背光面連接的導電材料其形狀可以自由設計。
[0018]其中優選將每片太陽能電池片切割成2?8個小型電池片。
[0019]背板材料可以為不透光的普通背板，也可以為雙面透光的玻璃材料。
[0020]EVA/P0E為乙烯-醋酸乙烯共聚物/乙烯-辛烯共聚物。
[0021 ]與常規組件相比，本實用新型具有以下優點:
[0022](I)本實用新型通過設計不同的雙面電池結構，對電池片進行切割，切割后先串聯再并聯，串并聯合的結構能夠更好的降低組件內部傳輸損耗，同時組件內并聯連接的增多使得組件抗熱斑能力得到增強;通過搭配不同結構的雙面電池來制作組件，使得電池之間的互連工藝得以簡化，從而降低太陽能電池片的碎片率，提升組件良品率；
[0023](2)本實用新型通過優化電池間互連方式，能夠降低組件焊帶使用量，相比常規組件，本實用新型可以將組件制作過程中焊帶的使用量明顯降低甚至無需互連焊帶，從而有效降低組件制作成本。
【附圖說明】
[0024]圖1是實施例1中P型、η型雙面電池切割前后示意圖，其中(a):n型雙面電池切割前，(b):n型雙面電池切割后，(c):p型雙面電池切割前，(d):p型雙面電池切割后；
[0025]圖2是實施例1中不同電池片交替互連排版片段示意圖，其中(a):電池串正面俯視圖，(b):電池串側視圖；
[0026]圖3是實施例1中組件內電池片排版連接示意圖；
[0027]圖4是實施例2中IBC電池的正面及背面結構示意圖，其中(a):1BC電池正面，(b):1BC電池背面；
[0028]圖5是實施例2中IBC電池串連接片段示意圖；
[0029]圖6是實施例3中η型雙面電池的正面和背面電極示意圖，其中(a):n型雙面電池正面，(b):n型雙面電池背面；
[0030]圖7是實施例3中η型雙面電池切割后正面和背面電池結構示意圖；
[0031 ]圖8是實施例3中疊片電池串的連接片段示意圖；
[0032]圖9是實施例4中兩塊無主柵電池片相互疊加示意圖；
[0033]其中I為η型電池正面正電極，2為P型電池正面負電極，3為正面互連條，4為背面互連條，5為IBC電池負極金屬柵線，6為IBC電池正極金屬柵線，7為電池片中心預留間隙用于電池片切割，8為金屬焊帶，9為η型電池正面主柵，10為η型電池背面主柵，11為預留電池切割間隙，12為切割后的無主柵電池，13為雙面導電膠帶。
【具體實施方式】
[0034]實施例1
[0035]本實施例提供的雙面太陽能電池組件，從上至下包括蓋板材料、EVA和/或Ρ0Ε、電池串組、EVA和/SPOE、背板材料，其中電池串組由多個電池串并聯而成，電池串由多個小型電池片串聯而成，多個小型電池片為由P型雙面吸收太陽能電池片或η型雙面吸收太陽能電池片切割而成的長方形電池片。
[0036]其中電池串由多個P型和η型小型電池片串聯而成。
[0037]相鄰兩小型電池片的正面與正面、背面與背面采用導電材料連接。
[0038]本實施例采用P型雙面電池和η型雙面電池結合制作組件，兩種電池的發射極都設置在電池的正面(光照面)，因此η型電池的正面為電池的正極，P型電池的正面為電池的負極，相鄰兩電池片的正面與正面之間，背面與背面之間利用傳統焊帶進行互連，具體步驟如下:
[0039](I)挑選目標電池片:所選為P型雙面電池和η型雙面電池，電池分選時保證兩種電池在正面光照時最大功率點電流盡量一致，電流差異不要超過0.15安培；
[0040](2)切割太陽能電池:將兩種不同類型電池片各自切割，等分成6片小型電池片，附圖1中(a)-(d)為兩種電池片切割前后的示意圖，切割后的電池片按照P型、η型電池片交替排列好，排列的數目可以根據組件版型的需要靈活調節，圖2中(a)和(b)分別為電池片互連排版片段的正面俯視圖和側視圖；
[0041](3)正面焊接太陽能電池:采用焊接機按照間隔順序將正面互連條3焊接到η型電池的正面正電極I和相鄰P型電池的正面負電極2上，正面互連條為鍍錫的銅帶；
[0042](4)背面焊接太陽能電池:采用焊接機將背面互連條4焊接到太陽能電池的背面正電極和相鄰電池的背面負電極上，背面互連條4布置在沒有焊接正面互連條的太陽能電池空擋處，互連條為鍍錫的銅帶；
[0043](5)組件排版疊層及層壓:按照從上至下的順序，將蓋板材料、EVA和/或Ρ0Ε、焊接好的太陽能電池串、EVA和/或Ρ0Ε、背板材料敷設好，其中電池串的鋪設根據組件版型需要，每60片小型電池片先交替串聯連接，形成的電池串相互之間再并聯連接，圖3為組件內電池片排版連接示意圖，疊層完成后進行層前EL測試，測試達到質量要求即可送往層壓機將組件層壓；
[0044](6)層壓件冷卻后削除玻璃邊緣殘留的背板及EVA和/或POE材料，進行EL測試，達到質量要求即可完成裝框及接線盒連接工作，制得雙面太陽能電池組件。
[0045]實施例2
[0046]本實施例提供的雙面太陽能電池組件，從上至下包括蓋板材料、EVA和/或Ρ0Ε、電池串組、EVA和/SPOE、背板材料，其中電池串組由多個電池串并聯而成，電池串由多個小型電池片串聯而成，多個小型電池片為由背接觸太陽能電池片切割而成的長方形電池片。
[0047]電池串由多個同種類型背接觸小型電池片串聯而成，小型電池片的背面設有至少一組指交狀結構，且正極和負極分別設置在小型電池片的兩長邊上，相鄰兩小型電池片采用導電材料連接，其中一小型電池片的正極與相鄰一小型電池片的負極采用導電材料連接。
[0048]本實施例采用全背接觸IBC電池制作組件，全背接觸電池正面沒有任何金屬柵線設置，所有接觸均處于電池片背面，本實施例在電池背面設置了兩組指交狀金屬結構，圖4中(a)和(b)分別為IBC電池的正面及背面結構示意圖，具體步驟如下:
[0049](I)挑選目標電池片:所選為IBC電池，電池分選時保證兩種電池在正面光照時最大功率點電流盡量一致，電流差異不要超過0.1安培；
[0050](2)切割太陽能電池:將電池片從中心預留切割間隙7處切開，電池分為兩個部分，
每部分均含有一組正負極交叉的指交狀金屬結構；
[0051](3)電池串連接:將裁切好的電池片依次排列，使得相鄰電池片兩端金屬電極極性不同，使用金屬焊帶8和導電膠結合將相鄰兩片電池片的正極和負極連接起來，如一片電池片的負極金屬柵線5與相鄰電池片的正極金屬柵線6進行連接，如此交替形成電池串，圖5為IBC電池串連接片段示意圖；
[0052](4)組件排版疊層及層壓:按照從上至下的順序，將蓋板材料、EVA和/或Ρ0Ε、互連好的太陽能電池串、EVA和/或Ρ0Ε、背板材料敷設好，其中電池串的鋪設根據組件版型需要，小型電池片先串聯連接，形成的電池串再串聯連接。疊層完成后進行層前EL測試，測試達到質量要求即可送往層壓機將組件層壓；
[0053](5)層壓件冷卻后削除玻璃邊緣殘留的背板及EVA和/或POE材料，進行EL測試，達到質量要求即可完成裝框及接線盒連接工作，制得雙面太陽能電池組件。
[0054]實施例3
[0055]本實施例提供的雙面太陽能電池組件，從上至下包括蓋板材料、EVA和/或Ρ0Ε、電池串組、EVA和/SPOE、背板材料，其中電池串組由多個電池串并聯而成，電池串由多個小型電池片串聯而成，多個小型電池片為由η型雙面吸收太陽能電池片切割而成的長方形電池片。
[0056]電池串由多個同種類型η型小型電池片串聯而成，小型電池片其中一長邊的正面設有正面主柵，另一長邊的背面設有背面主柵，相鄰兩小型電池片采用疊片方式連接，其中一小型電池片的背面主柵設置在相鄰一小型電池片的正面主柵上，背面主柵與所述正面主柵相接觸位置處設有導電材料。
[0057]本實施例采用η型雙面電池制作組件，電池片的正極與負極分布在電池片的正反兩面，電池片的正面與背面各設置4根主柵，η型電池的正面主柵9與η型電池的背面主柵10不在電池片上下相同位置而是沿電池片中心水平方向呈180°對稱設置，圖中6中(a)和(b)分別為η型雙面電池的正面和背面電極示意圖，具體組件制作步驟如下:
[0058](I)挑選目標電池片:所選為η型雙面電池，電池分選時保證兩種電池在正面光照時最大功率點電流盡量一致，電流差異不要超過0.15安培；
[0059](2)切割太陽能電池:沿預留切割間隙11將電池片切割等分成4片小電池，切割后電池正面主柵與背面主柵分布在短邊的兩端，與長邊平行呈中心線對稱分布，圖7為電池片切割后正面和背面電池結構示意圖；
[0060](3)電池串連接:電池片串接采用疊片方式進行，將一片η型電池片的背面主柵10蓋在另一片η型電池片的正面主柵9上，電極之間使用導電漿料進行連接，連接過程中施加少量的壓力和熱使得電極粘合在一起，多個電池片如此反復疊加形成電池串，圖8為疊片電池串的連接片段示意圖；
[0061](4)組件排版疊層及層壓:按照從上至下的順序，將蓋板材料、EVA和/或Ρ0Ε、互連好的太陽能電池串、EVA和/或Ρ0Ε、背板材料敷設好，其中電池串的鋪設根據組件版型需要，小型電池片先串聯連接，形成的電池串相互之間再并聯連接，疊層完成后進行層前EL測試，測試達到質量要求即可送往層壓機將組件層壓；
[0062](5)層壓件冷卻后削除玻璃邊緣殘留的背板及EVA和/或POE材料，進行EL測試，達到質量要求即可完成裝框及接線盒連接工作，制得雙面太陽能電池組件。
[0063]實施例4
[0064]本實施例提供的雙面太陽能電池組件，從上至下包括蓋板材料、EVA和/或Ρ0Ε、電池串組、EVA和/SPOE、背板材料，其中電池串組由多個電池串并聯而成，電池串由多個小型電池片串聯而成，多個小型電池片為由P型雙面吸收太陽能電池片切割而成的長方形電池片。
[0065]電池串由多個同種類型P型串聯而成，小型電池片上設有與其短邊相平行的細柵，相鄰兩小型電池片采用疊片方式連接，其中一小型電池片長邊的背面設置在相鄰一小型電池片的長邊正面上，該小型電池片長邊的背面與相鄰一小型電池片的長邊正面相接觸位置處設有雙面導電材料。
[0066]本實施例采用P型雙面電池制作組件，電池正反兩面都設置有鈍化膜，電池片的正極與負極分布在電池片的正反兩面且均沒有主柵設置，正面金屬化為銀柵線，背面金屬化為鋁柵線。具體組件制作步驟如下:
[0067](I)挑選目標電池片:所選為P型無主柵雙面電池，電池分選時保證兩種電池在正面光照時最大功率點電流盡量一致，電流差異不要超過0.1安培；
[0068](2)切割太陽能電池:沿垂直細柵方向將電池片切割等分成8片小電池，切割后電池的細柵線與短邊平行；
[0069](3)電池串連接:電池片串接采用疊片方式進行，首先將雙面導電膠帶13粘貼在一片無主柵電池片的正面邊緣，沿長邊粘貼，再將另外一片電池片的背面粘貼在導電膠帶上實現兩片電池片的疊加及導電傳輸，導電膠帶寬度不超過電池短邊寬度的1/10，兩片電池片疊加后從正面看不到導電膠帶，圖9為兩塊無主柵電池片相互疊加示意圖，多個電池片如此反復疊加形成電池串；
[0070](4)組件排版疊層及層壓:按照從上至下的順序，將蓋板材料、EVA和/或Ρ0Ε、互連好的太陽能電池串、EVA和/或Ρ0Ε、背板材料敷設好，其中電池串的鋪設根據組件版型需要，小型電池片先串聯連接，形成的電池串相互之間再并聯連接，疊層完成后進行層前EL測試，測試達到質量要求即可送往層壓機將組件層壓；
[0071](5)層壓件冷卻后削除玻璃邊緣殘留的背板及EVA和/或POE材料，進行EL測試，達到質量要求即可完成裝框及接線盒連接工作，制得雙面太陽能電池組件。
[0072]上面列舉一部分具體實施例對本實用新型進行說明，有必要在此指出的是以上具體實施例只用于對本實用新型作進一步說明，不代表對本實用新型保護范圍的限制。其他人根據本實用新型做出的一些非本質的修改和調整仍屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種雙面太陽能電池組件，其特征是從上至下包括蓋板材料、EVA和/或POE、電池串組、EVA和/SPOE、背板材料，其中所述的電池串組由多個電池串并聯而成，所述的電池串由多個小型電池片串聯而成，所述的多個小型電池片為由P型雙面吸收太陽能電池片、η型雙面吸收太陽能電池片和背接觸太陽能電池片中的一種或幾種切割而成的長方形電池片。2.根據權利要求1所述的雙面太陽能電池組件，其特征是:所述的電池串由多個同種類型的P型、η型或背接觸小型電池片串聯而成，或所述的電池串由多個P型和η型小型電池片串聯而成。3.根據權利要求2所述的雙面太陽能電池組件，其特征是:所述的電池串由多個同種類型P型或η型小型電池片串聯而成，所述小型電池片其中一長邊的正面設有正面主柵，另一長邊的背面設有背面主柵，相鄰兩小型電池片采用疊片方式連接，其中一小型電池片的背面主柵設置在相鄰一小型電池片的正面主柵上，所述背面主柵與所述正面主柵相接觸位置處設有導電材料。4.根據權利要求2所述的雙面太陽能電池組件，其特征是:所述的電池串由多個同種類型P型或η型小型電池片串聯而成，所述小型電池片上設有與其短邊相平行的細柵，相鄰兩小型電池片采用疊片方式連接，其中一小型電池片長邊的背面設置在相鄰一小型電池片的長邊正面上，該小型電池片長邊的背面與相鄰一小型電池片的長邊正面相接觸位置處設有雙面導電材料。5.根據權利要求2所述的雙面太陽能電池組件，其特征是:所述的電池串由多個同種類型背接觸小型電池片串聯而成，所述小型電池片的背面設有至少一組指交狀結構，且正極和負極分別設置在所述小型電池片的兩長邊上，相鄰兩小型電池片采用導電材料連接，其中一小型電池片的正極與相鄰一小型電池片的負極采用導電材料連接。6.根據權利要求2所述的雙面太陽能電池組件，其特征是:所述的電池串由多個P型和η型小型電池片串聯而成，相鄰兩小型電池片的正面與正面、背面與背面采用導電材料連接。
【文檔編號】H01L31/05GK205609550SQ201620252428
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月29日
【發明人】周艷方, 湯坤, 尹海鵬, 單偉
【申請人】晶澳（揚州）太陽能科技有限公司