叠瓦电池串的制作方法技术

本发明专利技术提供了叠瓦电池串的制作方法，其不仅可以有效降低电池片的损耗率，且可大大降低定位难度；按照预先规划好的路径，对平台上的整片电池片进行激光刻绘产生初始裂纹而形成槽线，且使得电池片仍旧是完整的，随后将整片电池片分裂成小片电池片，并对已经分裂的各个小片电池片涂敷导电胶，涂敷完成后的小片电池片进行堆叠形成电池串；在分裂过程中，采用激光光源在完整未分裂的整片电池片上沿槽线处再次进行激光扫描，使得沿槽线的裂纹在整片电池片厚度方向加深裂纹直至整片电池片底面而完成单小片电池片分裂，随后激光光源沿整片电池片上其他槽线逐一多次进行激光分裂，直至整片电池片被分裂成多张小片电池片。

The manufacturing method of laminated tile battery string

【技术实现步骤摘要】
叠瓦电池串的制作方法
本专利技术涉及叠瓦组件
，具体为叠瓦电池串的制作方法。
技术介绍
随着光伏技术的进步和“领跑者”计划的深入推进，中国光伏行业开始进入高效产品比拼的时代。作为主流高效组件技术之一的叠瓦技术目前受到广泛关注，叠瓦组件主要是利用切片技术将栅线重新设计的电池片切割成合理图形的小片，将每小片叠加排布，焊接制作成串，再经过串并联排版后层压成组件，这样使得电池以更紧密的方式互相连结，在相同的面积下，叠瓦组件可以放置多于常规组件13％以上的电池片，更高效率更低损耗，叠瓦技术无疑将对国内的高效组件封装技术带来革命性影响。尤其在目前国内组件市场价格日渐下行的情况下，组件领域的降本提效成为必须。因此，光伏业内企业积极推进叠瓦组件的技术研发与大规模制造。现有叠瓦组件的制作方法有两种，第一种方法是先在整片电池片刻绘出小片的区域，且此时电池片仍然是完整的，随后在未分割的完整电池片上，在刻绘好的各小片电池片的特定区域涂敷导电胶，之后采用机械掰片的方法对电池片进行分割成小片；最后将上述小片按特定几何位置关系叠在一起，从而固化形成电池串；第二种方法同样是先在整片电池片刻绘出小片的区域，且此时电池片仍然是完整的；随后采用机械掰片的方法对电池片进行分割成小片；之后在每一张小片的特定位置上涂敷导电胶；最后将上述小片按特定几何位置关系叠在一起，从而固化形成电池串。上述两种方法中都是采用的机械掰片法对电池片进行分割，在机械掰片法中，已经刻绘好的完整电池片放置于掰片平台上，电池片的每个将要被分割的小区间被机械掰片机构的各个分支固定住(比如各分支上的吸盘吸住)，在分割过程中，该机构的各个分支会分离，进而带动电池片各个小区间分离，实现电池片分割，所以机械掰片法的工作原理是通过机构几何上的位置变化造成电池片小区间分离从而实现分割，而这个过程会让电池片拉扯甚至弯曲，电池片有可能不沿着事先刻绘好的位置裂开，从而造成电池片报废。另外，在第一种方法中，整片电池片虽然没有被分割成小片，但是整片上的各个小片区间已经被刻绘，整片电池片的机械性能大幅降低，在这种情况下，采用丝网印刷方法涂敷导电胶，以及之后再移动到机械掰片平台上进行机械掰片，大大增加了电池片破损概率，造成组件生产过程中较高的损耗率。另外，在第二种方法中，涂敷导电胶之前，均需要先对每个小片进行精确定位；相反的是，第一种方法是在整片上涂敷导电胶，涂敷前只需要对整片进行精确定位，第二种方法中对每张小片精确定位的实现难度高于对整片进行精确定位。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了叠瓦电池串的制作方法，其不仅可以有效降低电池片的损耗率，且可大大降低定位难度。其技术方案是这样的：叠瓦电池串的制作方法，按照预先规划好的路径，对平台上的整片电池片进行激光刻绘产生初始裂纹而形成槽线，且使得所述电池片仍旧是完整的，随后将整片电池片分裂成小片电池片，并对已经分裂的各个小片电池片涂敷导电胶，涂敷完成后的小片电池片进行堆叠形成电池串；其特征在于：在分裂过程中，采用激光光源在完整未分裂的整片电池片上沿槽线处再次进行激光扫描，使得沿槽线的裂纹在整片电池片厚度方向加深裂纹直至整片电池片底面而完成单小片电池片分裂，随后所述激光光源沿整片电池片上其他槽线逐一多次进行激光分裂，直至整片电池片被分裂成多张小片电池片。其进一步特征在于：所述平台上的所述整片电池片进行激光刻槽的初始裂纹深度为所述整片电池片厚度的10％～70％；所述整片电池片被均分裂成N份，其中，N≤10；在分裂过程中，所述整片电池片被所述激光光源发出的光斑照射的区域的快速升温温度为100℃～600℃，该区域与非照射加热区域形成温度梯度，从而产生达到所述整片电池片材料断裂阈值的应力；在分裂过程中，激光加热的所述整片电池片局部温度低于所述整片电池片材料的熔点；所述激光光源的参数如下：激光功率为100W～3000W；激光波长为308nm～1700nm；光斑直径为0.5mm～5mm；扫描速度：100mm/s～3000mm/s。本专利技术的有益效果是，其在完整未分裂的整片电池片的槽线处通过激光光源进行激光分裂，不仅保证了整片电池片在物理上完成分裂，且各个小片区域仍然保持了整片电池片分裂之前的几何位置关系，也就无需在后续工序中再进行每个小片电池片的位置定位，有利于提高整体的精度和降低成本，且在分裂电池片时无需外加机械力施加在整片电池片上，就不会因为机械结构的动作带来的机械损伤，大大降低了电池片的损耗率，具有较好的经济使用价值。附图说明图1是本专利技术的电池片刻绘后的示意图；图2是本专利技术的电池片二次激光的局部剖视示意图；图3是图2中的I处放大结构示意图。具体实施方式如图1～图3所示，本专利技术叠瓦电池串的制作方法，其包括以下步骤：S1、按照预先规划好的路径，对平台(图中未画出)上的整片电池片1进行激光刻绘产生初始裂纹而形成槽线2，且使得电池片1仍旧是完整的，也就是各个小片电池片物理上并没有被分裂，从而刻绘出了小片电池片的区域；平台上的整片电池片1进行激光刻槽的初始裂纹深度为整片电池片1厚度的50％；整片电池片1被均分裂成N份，其中，N≤10；S2、随后对整片电池片1进行分裂成小片电池片，整片电池片1在物理上完成分裂，但是各个小片电池片区域仍然保持了整片电池片分裂之前的几何位置关系；具体为，在分裂过程中，采用大功率的激光光源3在完整未分裂的整片电池片1的槽线2处再次进行扫描照射，并沿槽线2的裂纹垂直深度方向(也就是电池片1厚度方向)加深裂纹直至整片电池片1底面而完成单小片电池片分裂，随后激光光源3沿其余槽线重复多次激光分裂，直至整片电池片1分裂成多片的小片电池片；而为了达到产能要求，可采用N个激光束同时沿刻绘槽线扫描电池片从而分裂电池片，也可以采用高速振镜，用一束激光沿一张电池片上的多根刻绘槽线扫描，实现电池片分裂；其中，整片电池片1被激光光源3的激光光束的光斑照射的小区域的瞬间升温温度为450℃，该高温小区域与周围非照射加热区域形成温度梯度从而产生应力，应力达到整片电池片材料断裂阈值，电池片沿刻绘槽线发生断裂；另外，在激光分裂过程中，激光加热的整片电池片1局部温度低于整片电池片1材料的熔点，激光不会从电池片上移除材料，不会产生粉尘，这和激光刻绘的原理是不一样的(在激光刻绘中，激光加热材料温度超过其熔点从而从电池片上移除部分材料并产生粉尘)；为提升激光分裂的效果，还可以对电池片1上非激光照射位置进行制冷，从而加大激光光斑照射区与周围非照射区的温度梯度，使得电池片更快更好(电池片分割断面平整)地分裂。激光光源的参数如下：激光功率为1500W；激光波长为1064nm；一般采用连续激光，也可用脉冲皮秒或纳秒激光；光斑可为圆形，直径为1.5mm，也可以采用长椭圆光斑；扫描速度：3000mm/s；S3、对已经分裂的各个小片电池片涂敷导电胶，具体可采用丝网印刷方式或者点胶阀喷涂方式进行涂敷，此时，各个小片电池片仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.叠瓦电池串的制作方法，按照预先规划好的路径，对平台上的整片电池片进行激光刻绘产生初始裂纹而形成槽线，且使得所述电池片仍旧是完整的，随后将整片电池片分裂成小片电池片，并对已经分裂的各个小片电池片涂敷导电胶，涂敷完成后的小片电池片进行堆叠形成电池串；其特征在于：在分裂过程中，采用激光光源在完整未分裂的整片电池片上沿槽线处再次进行激光扫描，使得沿槽线的裂纹在整片电池片厚度方向加深裂纹直至整片电池片底面而完成单小片电池片分裂，随后所述激光光源沿整片电池片上其他槽线逐一多次进行激光分裂，直至整片电池片被分裂成多张小片电池片。/n

【技术特征摘要】
1.叠瓦电池串的制作方法，按照预先规划好的路径，对平台上的整片电池片进行激光刻绘产生初始裂纹而形成槽线，且使得所述电池片仍旧是完整的，随后将整片电池片分裂成小片电池片，并对已经分裂的各个小片电池片涂敷导电胶，涂敷完成后的小片电池片进行堆叠形成电池串；其特征在于：在分裂过程中，采用激光光源在完整未分裂的整片电池片上沿槽线处再次进行激光扫描，使得沿槽线的裂纹在整片电池片厚度方向加深裂纹直至整片电池片底面而完成单小片电池片分裂，随后所述激光光源沿整片电池片上其他槽线逐一多次进行激光分裂，直至整片电池片被分裂成多张小片电池片。


2.根据权利要求1所述的叠瓦电池串的制作方法，其特征在于：所述平台上的所述整片电池片进行激光刻槽的初始裂纹深度为所述整片电池片厚度的10％～70％；所述整片...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁乾坤，赵润川，彭刘辉，
申请(专利权)人：苏州沃特维自动化系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32