一种半片太阳能电池组件及其焊接方法与流程

本发明属于太阳能电池生产加工技术领域，具体涉及一种半片太阳能电池组件及其焊接方法。

背景技术：

太阳能电池是一种利用光电效应或光化学效应把光能转化为电能的装置，又被称为太阳能芯片或光电池。根据使用材料和技术不同，太阳能电池主要分为两大类，一类是晶体硅太阳能电池，一类是薄膜太阳能电池。目前无论是从全球太阳能电池产品结构来看，还是从太阳能电池产量最大的中国来看，晶硅电池均占据着绝对的优势。

多数晶体硅太阳能电池的正面有主栅和副栅构成的金属化电极，背面有仅含有主栅的金属化背电极，背面的其余部分被含有铝的浆料覆盖。正面的主栅和副栅通常相互垂直排列成h型，副栅线收集电池内部产生的电流，然后汇流到主栅线。为了减少主栅线的浆料用量，正面和背面的主栅可以做成分段式或者中间镂空。铝浆覆盖的电池背面在高温烧结后形成铝硅合金与铝背场，后者具有减少载流子复合，提升电池效率的作用。

晶体硅太阳能电池和切片电池是用完整的电池片切成的更小面积的电池单元。由若干个切片电池连接后封装制成的组件被称为切片电池组件。与采用未切片电池的常规组件相比，切片电池组件由于所用的电池单元面积更小，因此在组件电流、组件电压，组件面积，组件内部功率损耗，组件防热斑等性能上可以优于常规组件。例如将电池沿垂直于主栅线方向分成两个半片，再将双倍数量的半片电池封装后制成的半片电池组件，由于每根焊带上通过的电流只有常规组件的一半，因此降低了组件内部由于焦耳效应导致的功率损耗，提升了组件的转换效率。并且由于组件中互联条焊带引起的功率损失变成整片组件的1/4左右，因此半片电池组件的功率相对同种类型整片电池组件会提高2%左右。

图1为现有基于典型的五主栅半片太阳能电池组件的连接结构示意图（120片半片电池片的一种典型连接方式），其中端部连接的互联条焊带标出，而其他部分的互联条焊带或栅线被简化省去。如图1所示，在半片电池组件的叠层工序中，电池串的焊接及汇流有一半以上的工作量在组件的中间部位，依靠传统的人工焊接为主的生产线，已经很难满足大批量生产的需要，其中图2为a、b处的局部放大图。如图1~图3所示，1a为半片电池片，2a为互联条，3a为汇流条，4a为引出线，6a为互联条2a与汇流条3a的焊接点。对于五主栅半片太阳能电池组件，在叠层焊接时，需要焊接的焊点的总数量为126个，其中120个为汇流条与互联条的焊点，6个为引出线焊点。在中部共有66个焊点，其中的60个焊点需要将互联条焊带焊接在中部共用汇流条3上。而标准五主栅整片电池组件在叠层工序中的焊点数量为64（集中式接线盒）或66个（分体式接线盒），且焊点都位于组件的短边端部。因此，切换成半片电池组件设计后，叠层焊接工序耗时量增长为整片电池组件的3~5倍，半片电池组件的生产效率较低，叠层困难成为制约半片组件大规模生产的主要瓶颈。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种半片太阳能电池组件的焊接方法，提高半片太阳能电池组件的生产效率。

本发明的技术方案为：一种半片太阳能电池组件的焊接方法，包括以下步骤：

（1）将多个半片电池片通过互联条焊接串联耦合成电池串；

（2）在位于电池串两端的互联条上分别焊接一个与互联条垂直布置的汇流条，以使位于电池串同一端上的互联条通过该汇流条连接；

（3）将两个或两个以上经由步骤（2）处理之后的电池串以首尾拼接的方式排列布置，得到电池串系列；

（4）将两个或两个以上电池串系列并排布置，并将相邻电池串系列之间，且位于电池串系列两端的汇流条直接焊接起来或者增加一个用于搭焊的搭焊汇流条将所述两端的汇流条焊接起来，得到电池串单元；

（5）将两个或两个以上电池串单元并排布置，并将相邻电池串单元之间，且位于电池串系列首尾拼接处的汇流条直接焊接或者增加一个用于搭焊的搭焊汇流条进行引出线焊接，得到所述半片太阳能电池组件。

本发明在电池串两端上预先焊接用于将位于电池串同一端上的互联条连接的汇流条，基于端部进行预先汇流的单串，叠层焊接过程中，电池串按照组件设计的间距摆放在夹胶膜上，按照本发明的方法将电池串焊接起来即可。采用本发明的焊接方法，可以减少叠层焊接过程中的焊接点数量，大大提高了焊接效率，从而提高半片太阳能电池组件的生产效率。

其中将所述步骤（3）和（4）中用于搭焊的搭焊汇流条超出电池片边缘的部分剪去，保证组件保持安全的爬电距离和电气间隙。

作为优选，所述汇流条的长度等长。

作为优选，所述半片电池片上位于半片电池片两侧的主栅线之间的距离为l1；所述电池串单元中，两个并排布置的半片电池片之间相邻电极之间的距离为l2；所述汇流条的长度大于l1，并小于l1+2×l2。

作为优选，所述汇流条以所述半片电池片宽度方向的中心线为轴对称线对称布置。汇流条以相对半片电池片中心轴对称布置，通过焊接机进行焊接时，若汇流条的长度小于l1时，不便于通过搭焊的方式使用搭焊汇流条进行焊接；若汇流条的长度大于l1+2×l2时，汇流条的长度过长，造成汇流条的浪费，增大了本发明的制造成本。

作为优选，所述电池串系列中，所述电池串首尾拼接处的两个汇流条之间的距离为0~20mm。

作为优选，所述电池串单元中，在电池串系列上分别焊接引出线，所述引出线焊接于电池串系列中位于首尾拼接处的两条平行的汇流条上。

作为优选，所述半片电池片为包含有2~5个主栅线的半片电池片。

作为进一步的优选，所述半片电池片为包含有5个主栅线的半片电池片。

本发明还提供了一种半片太阳能电池组件，将半片太阳能电池组件进行焊接时，采用上述的焊接方法焊接得到。制备半片太阳能电池组件时，其中的焊接工艺，采用本发明的焊接方法进行焊接，最后制备得到一种半片太阳能电池组件。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明可以将传统半片电池组件叠层生产效率提高70%~80%，与此同时还大幅降低传统工艺叠层过程中发生隐裂的可能性，从而大幅降低制造成本，本发明的应用范围较广，可以扩展到任意主栅数的半片太阳能电池组件的焊接。

附图说明

图1为现有技术中传统五主栅半片电池组件叠层连接示意图。

图2为图1中a处的放大结构示意图。

图3为图1中b处的放大结构示意图。

图4为本发明中五主栅半片电池组件叠层连接示意图。

图5为图4中c处的放大结构示意图。

图6为图4中d处的放大结构示意图。

图7为本发明中电池串的结构示意图。

图8为本发明中电池串系列的结构示意图。

图9为本发明中电池串单元的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种半片太阳能电池组件的焊接方法，包括以下步骤：

（1）将多个半片电池片1通过互联条焊接串联耦合成电池串（见图7）；

（2）在位于电池串两端的互联条2上分别焊接一个与互联条垂直布置的汇流条3，以使位于电池串同一端上的互联条2通过该汇流条3连接，其中，

汇流条3的长度等长，并且汇流条3以所述半片电池片1宽度方向的中心线为轴对称线对称布置；

（3）基于端部进行预先汇流的单串，叠层焊接过程中，电池串按照组件设计的间距摆放在夹胶膜上，将两个或两个以上经由步骤（2）处理之后的电池串以首尾拼接的方式排列布置，得到电池串系列（见图8）；

（4）将两个或两个以上电池串系列并排布置，并将相邻电池串系列之间，且位于电池串系列两端的汇流条3直接焊接起来或者增加一个用于搭焊的搭焊汇流条将两端的汇流条3焊接起来，得到电池串单元（见图9）；

（5）将两个或两个以上电池串单元并排布置，并将相邻电池串单元之间，且位于电池串系列首尾拼接处的汇流条3直接焊接或者增加一个用于搭焊的搭焊汇流条进行焊接；半片电池片1上位于半片电池片1两侧的主栅线11之间的距离为l1；电池串单元中，两个并排布置的半片电池片1之间相邻电极之间的距离为l2；汇流条3的长度大于l1，并小于l1+2×l2；

（6）在电池串单元中，在电池串系列上分别焊接引出线4，引出线4焊接于电池串系列中位于首尾拼接处的两条平行的汇流条3上。

本实施例以五主栅半片太阳能电池组件（包含120块半片电池片）为例，如图5和图6所示，图中附图标记5为叠层焊接时，汇流条3与相邻电池串系列上的汇流条3焊接时的焊接点；图中附图标记6为汇流条3与互联条2的焊接点；7为汇流条3与引出线4的焊接点。

由图4~图6可知，若汇流条3本身搭焊，则焊点的数量为10个；若增加辅助的搭焊汇流条，则焊带数量为20个。引出线4位于组件中部，两排上下位置对称的平行汇流条共同焊接一根引出线焊带，汇流条与引出线的焊接点总数共12个。

注：本发明中附图中端部连接的互联条焊带标出，而其他部分的互联条焊带或栅线被简化省去。