叠瓦组件的制造方法及叠瓦组件技术

本发明专利技术涉及一种制造叠瓦组件的方法和叠瓦组件。方法包括如下步骤：将太阳能电池片和导电片在底侧封装结构的顶表面上沿第二方向以叠瓦方式排列成多个电池串，使导电片位于电池串的末端，各个电池串沿垂直于第二方向的第一方向排布而形成电池片阵列；在电池片阵列的顶侧或底侧设置第一汇流条和第二汇流条，以使得第一汇流条与各个电池串的首端的太阳能电池片的主栅线电接触，第二汇流条与各个电池串的导电片电接触；对顶侧封装结构、电池片阵列和底侧封装结构的组合结构进行层压。本发明专利技术提供的方法，能够将排版工序和叠片工序合二为一，直接在底侧封装材料上将电池片叠片并排版，这样的方式成本较低、效率较高，易于操作。

Manufacturing method and laminated tile assembly

【技术实现步骤摘要】
叠瓦组件的制造方法及叠瓦组件
本专利技术涉及能源领域，尤其涉及一种叠瓦组件的制造方法和叠瓦组件。
技术介绍
随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。光伏组件作为光伏发电的核心部件，提高其转换效率发展高效组件是必然趋势。目前市场上涌现各种各样的高效组件，如叠瓦、半片、多主栅、双面组件等。随着光伏组件的应用场所和应用地区越来越广泛，对其可靠性要求越来越高，尤其是在一些恶劣或极端天气多发地区需要采用高效、高可靠性的光伏组件。在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下，叠瓦组件利用小电流低损耗的电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)从而使得组件功率损耗大大降低。其次通过充分利用电池组件中片间距区域来进行发电，单位面积内能量密度高。另外目前使用了具有弹性体特性的导电胶粘剂替代了常规组件用光伏金属焊带，由于光伏金属焊带在整片电池中表现出较高的串联电阻而导电胶粘剂电流回路的行程要远小于采用焊带的方式，从而最终使得叠瓦组件成为高效组件，同时户外应用可靠性较常规光伏组件性能表现更加优异，因为叠瓦组件避免了金属焊带对电池与电池互联位置及其他汇流区域的应力损伤。尤其是在高低温交变的动态(风、雪等自然界的载荷作用)环境下，采用金属焊带互联封装的常规组件失效概率远超过采用弹性体的导电胶粘剂互联切割后的晶硅电池小片封装的叠瓦组件。当前叠瓦组件的主流工艺使用导电胶粘剂互联切割后的电池片，导电胶主要由导电相和粘接相构成。其中导电相主要由贵金属组成，如纯银颗粒或银包铜、银包镍、银包玻璃等颗粒并用于在太阳能电池片之间起导电作用，其颗粒形状和分布以满足最优的电传导为基准，目前更多采用D50＜10um级的片状或类球型组合银粉居多。粘接相主要有具有耐候性的高分子树脂类聚合物构成，通常根据粘接强度和耐候稳定性选择丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯等。为了使导电胶粘接达到较低的接触电阻和较低的体积电阻率及高粘接并且保持长期优良的耐候特性，一般导电胶厂家会通过导电相和粘接相配方的设计完成，从而保证叠瓦组件在初始阶段环境侵蚀测试和长期户外实际应用下性能的稳定性。而对于通过导电胶来实现连接的电池组件，在被封装之后，在户外实际使用时受到环境侵蚀，例如高低温交变热胀冷缩产生导电胶之间的相对位移。最为严重就是导致出现电流虚接甚至断路，主要原因一般都是因为材料组合后相互间连接能力弱。连接能力弱主要表现在制程中导电胶作业需要一个工艺操作窗口，实际生产过程中这个窗口相对较窄，非常容易受到环境因素的影响，比如作业场所的温湿度，涂胶后滞留空气中的时间长短等等都会让导电胶水失去活性。同时对于点胶、喷胶或印刷工艺下受胶水自身特性变化容易出现施胶不均缺失现象，对产品可靠性会有较大隐患。其次导电胶主要由高分子树脂和大量贵金属粉体所构成，成本高昂且一定程度上破坏生态环境(贵金属的生产和加工对环境污染较大)。再者导电胶属于膏状物，在施胶或叠片过程中具备一定的流动性，非常容易溢胶造成叠瓦互联电池串正负极短路。也就是说，对于大多数采用导电胶粘接方式而制成的叠瓦组件，存在相互连接强度弱特点，制程对环境要求高，工艺使用易溢胶短路，使用成本高昂，生产效率低等问题。并且，现有的叠瓦组件需要在电池串的两端设置焊带，之后进行排版、汇流焊接。在这样的传统方案中，先叠串后排版的方式效率较低、成本较高，且叠片工序与排版工序分离造成版型更改困难，并且，焊带会导致电池片功率损失，影响转换效率。因而需要提供一种制造叠瓦组件的方法和叠瓦组件，以至少部分地解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种叠瓦组件的制造方法及叠瓦组件。本专利技术提供的方法，能够将排版工序和叠片工序合二为一，直接在底侧封装材料上将电池片叠片并排版，这样的方式成本较低、效率较高，易于操作。另一方面，本专利技术所提供的叠瓦组件中，汇流条能够起到汇流作用，粘结剂能够起到固定作用，无需额外使用焊带和导电胶，这样的设置能够避免由于设置焊带和导电胶而可能产生的一系列问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种制造叠瓦组件的方法，所述叠瓦组件包括底侧封装结构、顶侧封装结构和固定在所述底侧封装结构和所述顶侧封装结构之间的电池片阵列，所述方法包括如下步骤：将太阳能电池片和导电片在底侧封装结构的顶表面上沿第二方向以叠瓦方式排列成多个电池串，使所述导电片位于所述电池串的末端，各个所述太阳能电池片之间通过主栅线之间的接触而实现导电连接，所述导电片和与其相邻的太阳能电池片的主栅线接触，各个所述太阳能电池片和所述导电片之间通过粘结剂而相对于彼此固定，各个所述电池串沿垂直于第二方向的第一方向排布而形成电池片阵列；在所述电池片阵列的顶侧设置第一汇流条和第二汇流条，或者在所述电池片阵列的底侧设置第一汇流条和第二汇流条，以使得所述第一汇流条与各个所述电池串的首端的所述太阳能电池片的主栅线电接触，所述第二汇流条与各个所述电池串的所述导电片电接触，所述两个汇流条均为连续的条状结构并能够从所述电池片阵列收集电流并将电流向外导出；对所述顶侧封装结构、所述电池片阵列和所述底侧封装结构的组合结构进行层压。在一种实施方式中，所述方法还包括如下步骤：在每一个所述电池串的首端的所述太阳能电池片的顶表面上设置第一导电粘结结构，以使所述第一导电粘结结构和所述首端的太阳能电池片的主栅线直接接触；在每一个所述导电片的顶表面上设置第二导电粘结结构，其中，相邻的电池串的对应的导电粘结结构在第一方向上间隔开，并且，所述顶侧封装结构包括顶板，所述第一汇流条和所述第二汇流条被施加在所述顶板的底表面上，并使得所述第一汇流条和所述第二汇流条在垂直于所述电池片阵列的方向上与和各个对应的导电粘结结构对齐，以使得所述汇流条能够同时接触所有所述电池串的对应的导电粘结结构。在一种实施方式中，所述顶侧封装结构还包括设置在所述顶板和所述电池片阵列之间的顶侧柔性膜，所述方法还包括：在所述顶侧柔性膜上设置与所述导电粘结结构对应的孔，以使所述导电粘结结构能够透过所述孔而与所述汇流条接触。在一种实施方式中，施加第一导电粘结结构和第二导电粘结结构的步骤发生于在所述电池片阵列上设置所述顶侧柔性膜之后，施加第一导电粘结结构和第二导电粘结结构的步骤为：在所述顶侧导电膜上施加导电粘结材料，以使所述导电粘结透过所述孔而流至所述电池片阵列的顶表面上并在此凝结为第一导电粘结结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造叠瓦组件的方法，所述叠瓦组件包括底侧封装结构、顶侧封装结构和固定在所述底侧封装结构和所述顶侧封装结构之间的电池片阵列，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n将太阳能电池片和导电片在底侧封装结构的顶表面上沿第二方向以叠瓦方式排列成多个电池串，使所述导电片位于所述电池串的末端，各个所述太阳能电池片之间通过主栅线之间的接触而实现导电连接，所述导电片和与其相邻的太阳能电池片的主栅线接触，各个所述太阳能电池片和所述导电片之间通过粘结剂而相对于彼此固定，各个所述电池串沿垂直于第二方向的第一方向排布而形成电池片阵列；/n在所述电池片阵列的顶侧设置第一汇流条和第二汇流条，或者在所述电池片阵列的底侧设置第一汇流条和第二汇流条，以使得所述第一汇流条与各个所述电池串的首端的所述太阳能电池片的主栅线电接触，所述第二汇流条与各个所述电池串的所述导电片电接触，所述两个汇流条均为连续的条状结构并能够从所述电池片阵列收集电流并将电流向外导出；/n对所述顶侧封装结构、所述电池片阵列和所述底侧封装结构的组合结构进行层压。/n

【技术特征摘要】
1.一种制造叠瓦组件的方法，所述叠瓦组件包括底侧封装结构、顶侧封装结构和固定在所述底侧封装结构和所述顶侧封装结构之间的电池片阵列，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将太阳能电池片和导电片在底侧封装结构的顶表面上沿第二方向以叠瓦方式排列成多个电池串，使所述导电片位于所述电池串的末端，各个所述太阳能电池片之间通过主栅线之间的接触而实现导电连接，所述导电片和与其相邻的太阳能电池片的主栅线接触，各个所述太阳能电池片和所述导电片之间通过粘结剂而相对于彼此固定，各个所述电池串沿垂直于第二方向的第一方向排布而形成电池片阵列；
在所述电池片阵列的顶侧设置第一汇流条和第二汇流条，或者在所述电池片阵列的底侧设置第一汇流条和第二汇流条，以使得所述第一汇流条与各个所述电池串的首端的所述太阳能电池片的主栅线电接触，所述第二汇流条与各个所述电池串的所述导电片电接触，所述两个汇流条均为连续的条状结构并能够从所述电池片阵列收集电流并将电流向外导出；
对所述顶侧封装结构、所述电池片阵列和所述底侧封装结构的组合结构进行层压。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
在每一个所述电池串的首端的所述太阳能电池片的顶表面上设置第一导电粘结结构，以使所述第一导电粘结结构和所述首端的太阳能电池片的主栅线直接接触；
在每一个所述导电片的顶表面上设置第二导电粘结结构，
其中，相邻的电池串的对应的导电粘结结构在第一方向上间隔开，
并且，所述顶侧封装结构包括顶板，所述第一汇流条和所述第二汇流条被施加在所述顶板的底表面上，并使得所述第一汇流条和所述第二汇流条在垂直于所述电池片阵列的方向上与和各个对应的导电粘结结构对齐，以使得所述汇流条能够同时接触所有所述电池串的对应的导电粘结结构。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述顶侧封装结构还包括设置在所述顶板和所述电池片阵列之间的顶侧柔性膜，所述方法还包括：在所述顶侧柔性膜上设置与所述导电粘结结构对应的孔，以使所述导电粘结结构能够透过所述孔而与所述汇流条接触。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，施加第一导电粘结结构和第二导电粘结结构的步骤发生于在所述电池片阵列上设置所述顶侧柔性膜之后，施加第一导电粘结结构和第二导电粘结结构的步骤为：在所述顶侧导电膜上施加导电粘结材料，以使所述导电粘结透过所述孔而流至所述电池片阵列的顶表面上并在此凝结为第一导电粘结结构和第二导电粘结结构。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过点胶、涂抹、喷涂、印刷中的其中一种方式施加所述导电粘结结构。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一汇流条和所述第二汇流条设置在所述电池片阵列上，其中所述第一汇流条设置在所有所述电池串的首端的所述太阳能电池片的顶表面上并将其接触的各个太阳能电池片的主栅线连接起来，连接方式可以是导电粘结结构或者焊接，所述第二汇流条设置在各个所述导电片的顶表面上并将各个所述导电片连接起来，连接方式可以是导电粘结结构或者焊接。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括施加粘结剂的步骤，所述施加粘结剂的步骤包括：在每一个所述太阳能电池片和所述导电片上施加粘结剂，以当所述太阳能电池片排列成电池串时所述粘结剂位于每一对相邻的太阳能电池片和导电片之间。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：在施加粘结剂时通过相机检测施加粘结剂的质量，并根据检测结果剔除未正确施加粘结剂的太阳能电池片。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述检测步骤对施加粘结剂的步骤同时进行且所述检测步骤能够对施加粘结剂的步骤进行闭环反馈。


10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
设置太阳能电池片整片；
在所述太阳能电池片整片上激光刻槽并施加粘结剂；
将所述太阳能电池片整片裂片为多个太阳能电池片。


11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
设置太阳能电池片整片；
在所述太阳能电池片整片上激光刻槽；
将所述太阳能电池片整片裂片为多个太阳能电池片；
在每一个所述太阳能电池片上施加粘结剂。


12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在将所述太阳能电池片叠片成电池串的过程中对所述太阳能电池片之间的重叠部位施加热和/或压力，从而使此处的粘结剂固化。


13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底侧封装结构包括底板和位于所述底板和所述电池片阵列之间的底侧柔性膜，所述方法还包括在将太阳能电池片排布在所述底侧封装结构之前在所述底侧柔性膜的顶表面上施加粘结剂的步骤。


14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述施加粘结剂的步骤包括：在所述底侧柔性膜的顶表面上施加多组点状粘结剂，使每一组所述点状粘结剂对应于一个所述电池串，每一组所述点状粘结剂均包括一排或多排点状结构，所述点状粘结剂均沿所述第二方向依次排列并用于分别和该电池串中的每一个所述太阳能电池片的底表面的接合。


15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在将所述太阳能电池片在所述底侧封装结构上排列成电池串之后的施加粘结剂的步骤，所述施加粘结剂的步骤包括：在每一个所述电池串上沿第二方向施加条状粘结剂以使所述条状粘结剂跨越在该电池串上。


16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述太...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁二亮，孙俊，尹丙伟，陈登运，李岩，石刚，谢毅，刘汉元，
申请(专利权)人：成都晔凡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51