专利名称：光伏组件及其生产工艺和生产设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏电池生产技术领域，特别是涉及一种光伏组件的生产工艺和生产设备。此外，本发明还涉及一种利用此生产工艺和设备生产的光伏组件。
背景技术：
光伏组件是一种将光能转化成电 能的产品，而光伏组件中的核心发电单元就是光伏电池，光伏电池的发电是根据其本身材料的特性来实现的，将多片光伏电池利用焊带焊接成串，再将这些电池串按一定顺序并联在一起，得到合适的电压电流，然后将玻璃，eva(一种高温粘合剂)、背板、电池串利用eva的粘合作用层压在一起，再安装上铝边框，接线盒，形成现在的光伏组件。光伏组件的核心一电池片是将原硅片，经过制绒-扩散-湿法刻蚀-PECVD-印刷的工艺，得到具有发电功能的电池片，其中印刷工序，是在光伏电池的正面用银浆印刷上主栅线来收集负电荷，光伏电池的背面印刷上银铝浆和铝浆，用于收集正电荷，在正极和负极上利用焊带焊接主栅线将电池片焊接在一起，就可以得到要求电压的光伏电池串。请参考图1，图I为现有技术中一种典型光伏电池印刷工艺流程图。目前的电池片印刷工艺，是将上一道工序-PECVD完成以后的半成品电池片进行各种浆料的印刷，现有技术的浆料印刷包括银铝浆印刷-烘干-铝浆印刷-烘干-正面银浆印刷-烧结，各工程流程依次分别为Sll银铝浆印刷在电池片的背面印刷上三条宽约I. 5mm的银铝浆主栅线，主要作用是因为银铝浆容易焊带焊接到一起，将收集的正电荷通过与银铝浆焊接在一起的焊带导出使用，银铝浆印刷是通过设备带动刮刀挤压丝网上有的银铝浆，收到挤压的银铝浆会通过丝网上预先设置的通孔到达被印刷物上；S12烘干因为银铝浆粘稠度高，在下一道工序铝浆的印刷过程中，银铝浆不烘干，就会污染印刷铝浆所用的丝网，并且，未烘干的银铝浆也极易在铝浆印刷过程中被破坏，所以需要进入烘干炉，高温将水分烘干；S13铝浆印刷在光伏电池的背面除主栅线以外其余所有部分印刷上铝浆，作用是将整个背面的电荷进行收集传导并通过银铝浆上焊接的焊带导出；S14烘干与上一道烘干的作用相同，为了将印刷到硅片上的铝浆内的水分挥发掉；S15银浆印刷在光伏电池的正面印上多条细栅线，和两条或三条主栅线，细栅线与粗栅线垂直，因为光伏电池的正面为受光面，需要最大限度的保证受光面积，所以采用的细栅线印刷，细栅线可以保证最小面积的遮挡，而且材料使用的为银浆，银浆的导电性能好，可以最大限度的收集电荷，粗栅线便于与焊带焊接，将电荷导出；S16烧结将印刷在娃片上的所有衆料在合适的温度下,一部分扩散进入娃片,使硅片与各种浆料紧密的结合在一起，提高电荷的收集能力，提高电池片的转换效率。经过烧结炉的电池片，就已经完成光伏电池片生产的全部工序。
但是，单片的电池片电压电流低，需要将这些电池片焊接通过焊带串联焊接在一起，来提高电池的输出电压电流。焊接利用焊带将电池片串联焊接到一起，具体方法，将焊带裁切成两个电池片的长度，将一端铺到一片光伏电池片正面的主栅线上，另一端铺到第二片光伏电池片的背面，然后将第一片电池上面焊带表面的镀锡层高温熔化，熔化以后就会和正面镀有银浆的主栅线结合到一起，再为第二片的背面主栅线上的焊带加热，将焊带上附着的焊锡熔化与背面的银铝浆融合在一起，这样依次焊接，得到规定片数的电池串。再将这些电池串并联按规定顺序摆放在一起，与玻璃，背板通过eva粘合剂，粘合在一起，然后安装上保护铝边框，并安装上接线盒，就形成现在的光伏组件。·在上述的生产过程中，存在以下缺点首先，现有光伏电池片背面进行印刷的时候，需要两种不同的浆料，并且其中的银铝浆价格昂贵，增加了现有光伏电池片的制作成本；其次，现有光伏电池片在焊接的时候，需要正背面同时进行焊接，背面不易操作，焊接难度大，要求高，并且因为难操作，非常容易出现虚焊，漏焊等质量问题；而且，正背面同时焊接需上下同时对光伏电池片用力，极易造成光伏电池片的隐裂和碎片，出现浪费。因此，如何降低光伏组件的制作成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏组件的生产工艺和设备，该生产工艺和设备能有效降低光伏电池片的生产成本，进而降低光伏组件的成本。本发明的另一目的是提供一种应用上述生产工艺和设备生产的光伏组件，该光伏组件生产成本低。为实现上述发明目的，本发明提供一种光伏组件的生产工艺，包括以下步骤步骤I)电池片背面敷设焊带，该焊带的长度大于或等于电池片长度的两倍；步骤2)焊带上印刷铝浆后烘干，并在电池片正面印刷银浆；步骤3)将电池片之外的焊带与电池片分区烧结。优选地，步骤3)分为两步步骤31)将电池片之外的焊带折弯；步骤32)将折弯后的焊带放入烧结炉传输带的小孔中，进入烧结炉下方的冷却区域，电池片进入烧结炉中。优选地，所述焊带包括第一段和第二段，所述第一段为铜带段，所述第二段为铜带镀锡段，所述第一段与电池片的背面固定连接。优选地，所述第一段和所述第二段的长度比为7 9^1 :1。本发明还一种光伏组件的生产设备，包括载片台，该载片台具有若干容纳焊带的焊带槽；所述焊带槽的深度大于等于焊带与焊带浆料的高度之和，长度大于或等于电池片长度的两倍。优选地，还包括焊带压紧装置，该焊带压紧装置安装于焊带印刷设备上。优选地，还包括焊带折弯器，用于将电池片之外的焊带垂直于所述电池片折弯90度。优选地，包括具有预留孔的烧结炉传输带，折弯后的焊带插入所述预留孔中，烧结炉包括烧结区和冷却区，所述烧结区与所述冷却区通过所述传输带分隔。在上述基础上，本发明进一步提供一种光伏组件，包括若干电池片，相邻所述电池片通过焊带固定连接，所述焊带的长度大于或等于所述电池片的长度的两倍，其一端与所述电池片的背面固定连接，另一端与相邻的另一所述电池片的正面固定连接。优选地，所述焊带包括第一段和第二段，所述第一段为铜带段，所述第二段为铜带镀锡段，所述第一段与所述电池片的背面固定连接。本发明所提供的光伏组件的生产工艺，包括以下步骤步骤I)电池片背面敷设焊带，该焊带的长度大于或等于电池片长度的两倍；步骤2)焊带上印刷铝浆后烘干，并在电池片正面印刷银浆；步骤3)将电池片之外的焊带与电池片分区烧结。该生产工艺中，将焊 带烧结在铝浆之中，不需要印刷银铝浆，大大节约了电池片的制作成本。而且，在电池串焊接的时候，由于电池片背面带有焊带，只需要将焊带中带焊料的部分摆放在另一片电池的正面主栅线上，进行加热焊接就可以，不需要对背面进行焊接和操作，大大减少了电池片背面焊接出现虚焊、漏焊等质量问题，降低了电池串的生产难度。同时，由于电池片的背面不需要进行任何操作，减少了现有技术中背面焊接时造成碎片的可能，降低了碎片率，减少浪费，进一步节约了成本。在一种优选的实施方式中，上述的步骤3)可分为两步，分别为步骤31)将电池片之外的焊带折弯；步骤32)将折弯后的焊带放入烧结炉传输带的小孔中，进入烧结炉下方的冷却区域，电池片进入烧结炉中。焊带上焊料的熔点低，在进行烧结时，为避免电池片外部的焊带熔化，将此部分焊带折弯，插入烧结炉传输带的小孔中，使电池片外的焊带进入烧结炉下方的冷却区域，确保电池片及其上固定的焊带在烧结过程中，电池片外的焊带上的焊料不会熔化，避免焊料损失，同时也避免焊料污染烧结炉。本发明还提供一种光伏组件的生产设备，该生产设备包括载片台，该载片台具有若干容纳焊带的焊带槽，其深度大于等于焊带与焊带浆料的高度之和，长度大于或等于电池片长度的两倍。电池片的背面敷设焊带后，焊带的高度大于电池片的高度。待焊带敷设完毕且烘干后，需要印刷电池片的正面，此时，焊带面朝下。载片台上设置容纳焊带的焊带槽，可以将焊带置于槽中，使电池片表面受载片台支撑，避免印刷时受力不均，减少电池片出现破损的可能。在提供上述光伏组件的生产工艺和生产设备的基础上，本发明还提供一种应用上述生产工艺和设备生产的光伏组件；该光伏组件包括若干电池片，相邻所述电池片通过焊带固定连接，所述焊带的长度大于或等于所述电池片的长度的两倍，其一端与所述电池片的背面固定连接，另一端与相邻的另一所述电池片的正面固定连接。在电池串焊接的时候，由于电池片背面带有焊带，只需要将焊带中带焊料的部分摆放在相邻的另一片电池的正面主栅线上，进行加热焊接就可以，不需要对背面进行焊接和操作，大大减少了电池片背面焊接出现虚焊、漏焊等质量问题，降低了电池串的生产难度。同时，由于电池片的背面不需要进行任何操作，减少了现有技术中背面焊接时造成碎片的可能，降低了碎片率，减少浪费，节约了成本。
图I为现有技术中一种典型光伏电池印刷工艺流程图2为本发明所提供光伏组件生产工艺第一种具体实施方式
的生产流程图；图3为本发明所提供光伏组件生产工艺第二种具体实施方式
的生产流程图；图4为本发明所提供电池片背面敷设焊带后一种具体实施方式
的结构示意图；图5为本发明所提供电池片正面且焊带折弯后一种具体实施方式
的结构示意图；图6为本发明所提供的电池片分区烧结的工作原理图；图7为本发明所提供载片台一种具体实施方式
的俯视图；图8为图7所示载片台的左视图。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种光伏组件的生产工艺和设备，该生产工艺和设备能有效降低光伏电池片的生产成本，进而降低光伏组件的成本。本发明的另一核心是提供一种应用上述生产工艺和设备生产的光伏组件，该光伏组件生产成本低。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参考图2至图6，图2为本发明所提供光伏组件生产工艺第一种具体实施方式
的生产流程图；图3为本发明所提供光伏组件生产工艺第二种具体实施方式
的生产流程图；图4为本发明所提供电池片背面敷设焊带后一种具体实施方式
的结构示意图；图5为本发明所提供电池片正面且焊带折弯后一种具体实施方式
的结构示意图；图6为本发明所提供的电池片分区烧结的工作原理图。需要说明的是，本发明所提供的光伏组件生产工艺，是在PECVD (等离子体增强化学气相沉积)后的半成品硅片背面印刷铝浆后进行的。应当理解，本发明所提供的生产工艺，是背面印刷铝浆完成后的硅片的后续工艺。在第一种具体的实施方式中，本发明所提供的光伏组件的生产工艺，包括以下步骤S21、电池片3背面敷设焊带2，该焊带2的长度大于或等于电池片长度的两倍；将焊带2按要求摆放在硅片涂好的铝浆上，其长度为稍长于两个电池片3的长度，一端可以为铜带，另一端可以为铜带上镀锡，镀锡部分可以占整个铜带的7/16。铜带敷设时，将铜带的一端敷设到铝浆上，并要求铜带头端与电池片3相齐，不长于电池片3的外缘。具体可以在硅片烘干铝浆上共敷设三根新焊带2，位置分别等同于现有光伏电池片3三根主栅线的位置。S22、焊带2上印刷铝浆后烘干，并在电池片正面32印刷银浆；焊带印刷焊带印刷是指通过丝网将铝浆印刷在焊带2上面，并且保证铝浆的宽度大于焊带2的宽度，利用铝浆将焊带2覆盖。焊带印刷过程中，焊带2高于背面铝浆，而焊带铝浆是印刷在焊带2上，背面铝浆与焊带铝浆有个高度，所以背面铝浆不会污染焊带印刷的丝网；烘干将焊带印刷后的硅片放入烘干炉，将铝浆内的水分烘干；银浆印刷将烘干好的硅片，翻转，焊带2面朝下放置在印刷硅片的载片台4上，载片台4上可预留出与焊带2数量相同的焊带槽41，槽的深度等于焊带2加焊带浆料的高度。将焊带2入槽以后，就可以进行正面银浆的印刷。
S23、将电池片3之外的焊带2与电池片3分区烧结。焊带2上焊料的熔点低，在进行烧结时，为避免电池片3外部的焊带2熔化，可以将电池片3之外的焊带2与电池片3分开，确保电池片3及其上固定的焊带2在烧结过程中，电池片3外的焊带2上的焊料不会熔化，避免焊料损失，同时也避免焊料污染烧结炉。该生产工艺中，将焊带2烧结在铝浆之中，不需要印刷银铝浆，大大节约了电池片3的制作成本。而且，在电池串焊接的时候，由于电池片3的背面31带有焊带2，只需要将焊带2中带焊料的部分摆放在另一片电池的正面主栅线上，进行加热焊接就可以，不需要对背面31进行焊接和操作，大大减少了电池片3背面31焊接出现虚焊、漏焊等质量问题，降低了电池串的生产难度。同时，由于电池片3的背面31不需要进行任何操作，减少了现有技术中背面31焊接时造成碎片的可能，降低了碎片率，减少浪费，进一步节约了成本。 在第二种具体的实施方式中，本发明所提供的光伏组件的生产工艺，包括以下步骤S31、在电池片3的背面31敷设焊带2，该焊带2的长度大于或等于电池片3长度的两倍；S32、焊带2上印刷铝浆后烘干，并在电池片3的正面32印刷银浆；S33、将电池片3之外的焊带2折弯；S34、将折弯后的焊带2放入烧结炉传输带5的小孔中，进入烧结炉下方的冷却区B,电池片3进入烧结炉中。焊带2上焊料的熔点低，在进行烧结时，为避免电池片3外部的焊带2熔化，将此部分焊带2折弯，插入烧结炉传输带5的小孔中，使电池片3外的焊带2进入烧结炉下方的冷却区B，确保电池片3及其上固定的焊带2在烧结过程中，电池片3外的焊带2上的焊料不会熔化，避免焊料损失，同时也避免焊料污染烧结炉。在一种具体的实施方式中，本发明所提供的焊带2可以包括第一段和第二段，第一段和第二段的长度比为7 :9 1 :1，其中，第一段为铜带段21，第二段为铜带镀锡段22，第一段与电池片3的背面31固定连接。铜带敷设时，将铜带一端敷设到铝浆上，并要求铜带头端与电池的外缘相齐。可以在硅片烘干铝浆上共敷设三根焊带2，位置分别等同于现有光伏电池片3三根主栅线的位置。铜带段21和铜带镀锡段22的长度相当，铜带段21固定在一个电池片3的背面31上，铜带镀锡段22在与下相邻电池片3的时候固定在相邻电池片3的正面32上。在烧结过程中，硅片背面铝浆与硅片之间在一定温度的作用下，铝浆扩散进入硅片内，使硅片与铝浆之间紧密结合在一起，背面铝浆与焊带2铝浆会烧结在一起，将铜带密封在铝浆中。并且铜带在高温的作用下与铝浆也形成一定得扩散，与铝浆紧密连接在一起，这种带焊带2的光伏电池片3，在进行电池串焊接的时候，只需将焊带2中镀锡部分摆放在另一片电池的正面32主栅线上，进行加热焊接，背面31不需要进行任何操作，就可以完成两个电池片3的连接，方便快捷。请参考图7和图8，图7为本发明所提供载片台一种具体实施方式
的俯视图；图8为图7所不载片台的左视图。本发明还提供一种光伏组件的生产设备，该生产设备包括载片台4，该载片台4具有若干容纳焊带2的焊带槽41，其深度大于等于焊带2与焊带浆料的高度之和，长度大于或等于电池片3长度的两倍。电池片3的背面31敷设焊带2后，焊带2的高度大于电池片3的高度。待焊带2敷设完毕且烘干后，需要印刷电池片3的正面32，此时，焊带2面朝下。载片台4上设置容纳焊带2的焊带槽41，可以将焊带2置于槽中，使电池片3表面受载片台4支撑，避免印刷时受力不均，减少电池片3出现破损的可能。在一种具体的实施方式中，上述的生产设备还包括焊带压紧装置，该焊带压紧装置安装于焊带印刷设备上。焊带2安装在电池片3背面31后，需要利用铝浆进行印刷，此过程称为焊带印刷。具体地可以通过丝网将铝浆印刷在焊带2上面，并且保证铝浆的宽度大于焊带2的宽度，利用铝浆将焊带2覆盖。在焊带印刷的过程中，印刷设备需安装焊带压紧装置，将焊带2压住压紧，避免设备在印刷的时候，由于焊带2移动造成的焊带2偏离原始位置。同时，由于焊带2高于电池片3的背面铝浆，而焊带铝浆是印刷在焊带2上，所以，背面铝浆与焊带铝浆有一定的高度差，背面铝浆不会污染焊带印刷的丝网。进一步地，本发明所提供的光伏组件的生产设备还可以包括焊带折弯器，用于将 电池片3之外的焊带2垂直于电池片3折弯90度。在烧结的时候，温度可以达到800度左 右，而焊锡的熔点只有200度，如果电池片3和焊带2直接烧结，焊带2上的焊锡就会熔化损失掉，还可以污染烧结炉。所以，可以利用焊带折弯器将焊带2设于电池片3外部的部分向垂直于电池片3的方向折弯90度，使带焊料的部分与电池片3不在一个水平面内，以方便电池片3与带焊料的部分在烧结时处于不同的温度场内，实现分区烧结。印好银浆的硅片进入烧结炉的时候，用机械手吸起硅片，并将折弯镀锡的那一部分焊带2放入烧结炉传输带5预先设置的孔中，烧结炉包括烧结区A和冷却区B，烧结区A与冷却区B通过传输带5分开，焊带2中折弯的部分插入传输带5的孔中，进入烧结炉下方的一个冷却区B，实现电池片3与焊带2分区烧结，保证焊带2不熔化。在提供上述光伏组件的生产工艺和生产设备的基础上，本发明还提供一种应用上述生产工艺和设备生产的光伏组件；该光伏组件包括若干电池片3，相邻电池片3通过焊带
2固定连接，焊带2的长度大于或等于电池片3的长度的两倍，其一端与电池片3的背面31固定连接，另一端与相邻的另一电池片3的正面32固定连接。在电池串焊接的时候，由于电池片3背面31带有焊带2，只需要将焊带2中带焊料的部分摆放在相邻的另一片电池的下面主栅线上，进行加热焊接就可以，不需要对背面31进行焊接和操作，大大减少了电池片3背面31焊接出现虚焊、漏焊等质量问题，降低了电池串的生产难度。同时，由于电池片3的背面31不需要进行任何操作，减少了现有技术中背面31焊接时造成碎片的可能，降低了碎片率，减少浪费，节约了成本。以上对本发明所提供的光伏组件及其生产工艺和设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种光伏组件的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤步骤I)电池片背面敷设焊带，该焊带的长度大于或等于电池片长度的两倍；步骤2)焊带上印刷铝浆后烘干，并在电池片正面印刷银浆；步骤3)将电池片之外的焊带与电池片分区烧结。
2.根据权利要求I所述的光伏组件的生产工艺，其特征在于，步骤3)分为两步步骤31)将电池片之外的焊带折弯；步骤32)将折弯后的焊带放入烧结炉传输带的小孔中，进入烧结炉下方的冷却区域，电池片进入烧结炉中。
3.根据权利要求I所述的光伏组件的生产工艺，其特征在于，所述焊带包括第一段和第二段，所述第一段为铜带段，所述第二段为铜带镀锡段，所述第一段与电池片的背面固定连接。
4.根据权利要求3所述的光伏组件的生产工艺，其特征在于，所述第一段和所述第二段的长度比为7:9 1:1。
5.一种光伏组件的生产设备，包括载片台，其特征在于，该载片台具有若干容纳焊带的焊带槽；所述焊带槽的深度大于等于焊带与焊带浆料的高度之和，长度大于或等于电池片长度的两倍。
6.根据权利要求5所述的光伏组件的生产设备，其特征在于，还包括焊带压紧装置，该焊带压紧装置安装于焊带印刷设备上。
7.根据权利要求5所述的光伏组件的生产设备，其特征在于，还包括焊带折弯器，用于将电池片之外的焊带垂直于所述电池片折弯90度。
8.根据权利要求7所述的光伏组件的生产设备，其特征在于，包括具有预留孔的烧结炉传输带，折弯后的焊带插入所述预留孔中，烧结炉包括烧结区和冷却区，所述烧结区与所述冷却区通过所述传输带分隔。
9.一种光伏组件，包括若干电池片，相邻所述电池片通过焊带固定连接，其特征在于， 所述焊带的长度大于或等于所述电池片的长度的两倍，其一端与所述电池片的背面固定连接，另一端与相邻的另一所述电池片的正面固定连接。
10.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，所述焊带包括第一段和第二段，所述第一段为铜带段，所述第二段为铜带镀锡段，所述第一段与所述电池片的背面固定连接。
全文摘要
本发明属于光伏电池生产技术领域，公开了一种光伏组件及其生产工艺和生产设备，公开的生产工艺包括以下步骤1)电池片背面敷设焊带，该焊带的长度大于或等于电池片长度的两倍；2)焊带上印刷铝浆后烘干，并在电池片正面印刷银浆；3)将电池片之外的焊带与电池片分区烧结。由于电池片背面带有焊带，只需要将焊带中带焊料的部分摆放在另一片电池的正面主栅线上，进行加热焊接就可以，不需要对背面进行焊接和操作，大大减少了电池片背面焊接出现虚焊、漏焊等质量问题，降低了电池串的生产难度。同时，由于电池片的背面不需要进行任何操作，减少了现有技术中背面焊接时造成碎片的可能，降低了碎片率，减少浪费，进一步节约了成本。
文档编号H01L31/18GK102983223SQ20121052988
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者姜磊, 荣丹丹, 吕景记, 魏文秀, 于波 申请人:天津英利新能源有限公司