太阳能电池池片组件及其组装方法与流程

文档序号:14687697发布日期:2018-06-15 05:58阅读:1152来源:国知局

本发明涉及电池片组件领域,特别涉及太阳能电池池片组件及其组装方法。



背景技术:

发电效率一直是光伏行业研究者最关注的热点问题,和传统结构的太阳能电池相比,IBC电池的转换效率更高。这是因为其将正负两极金属接触全部转移到电池片背面,使面朝太阳的电池片正面呈全黑色,完全看不到多数光伏电池正面呈现的金属线,因此具有更高的短路电流,同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻从而提高填充因子;加上电池前表面场(Front Surface Field,FSF)以及良好钝化作用带来的开路电压增益,使得这种正面无遮挡的电池就拥有了高转换效率。

电池组装方式对转换效率有较大影响。由于正负极金属栅线全部在电池背面,IBC电池串联目前一般采用导电焊带或导电胶进行连接的方法。其中,焊带质量也影响光伏组件电流的收集效率;导电焊带使用银浆与电池片连接成本高昂,连接温度高会导致镀锡铜焊带受热膨胀,冷却后收缩导致电池片弯曲变形甚至破裂或隐裂。另外,导电胶阻抗较大影响转换效率。为此新技术不断涌现,如专利CN201310215117.7采用无焊带或者窄焊带连接,但整体结构复杂,工序多、成本高,焊接方式是烙铁焊接温度高。专利CN200510056540.2采用无铅SnAgCu焊料来改善太阳能电池元件连接接头和集电极之间的粘结性能,但仍然存在焊接温度高导致的电池片破裂或隐裂风险。专利CN201710071353.4为解决IBC电池在焊接后容易发生弯曲的技术问题,通过将焊接台台面由平面变为曲面,但也摆脱不了焊带连接过程中出现的易损问题。专利CN201410272336.3采用低温固化高导电银浆,虽然可大幅度降低因为焊接温度高对焊带质量的影响,但银浆的使用导致生产成本高昂。另外,传统的电池片组装方式还存在配线空间限制,配线密度低,灵活度差和步骤多的问题。

因此,如何减少因焊带质量问题造成光伏组件电流的收集效率低,焊接温度高造成太阳能电池片破裂或隐裂现象影响整体太阳能寿命,降低整体焊接成本,电池片组装配线空间限制少,提高配线密度和灵活度,减少制备步骤是行业中研究者关注的重点和亟待解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是为解决以上问题的至少一个,本发明提供一种太阳能电池池片组件及其组装方法。使用本发明所述的组装方式,结构简易,成品率高,整件寿命长,操作灵活度高。

根据本发明的一个方面,提供一种太阳能电池池片组件,包括IBC电池片和柔性线路板,所述柔性线路板的表面设有露铜开孔,所述IBC电池片通过低温无铅锡膏焊接在所述露铜开孔处。

其中,所述低温无铅锡膏为SnBi、SnBiCu、SnBiAg、SnBiSb、SnBiSbAg和SnIn中的一种或多种。

其中,柔性线路板包括多层层叠结构,多层层叠结构由上至下分别为第一PET薄膜层,第一铜箔层、第二铜箔层和第二PET薄膜层,且第一铜箔层和第二铜箔层之间以及第二铜箔层和第二PET薄膜层之间均通过粘合剂粘合。

其中,所述柔性线路板的厚度为0.1-2mm。

其中,所述太阳能电池片为IBC电池片,包括N型硅衬底,在所述N型硅衬底的正面依次为N+层、二氧化硅钝化层和减反层,减反层表面结合柔毛结构,在所述N型硅衬底的背面为P+和N+交错间隔的交叉式接面、二氧化硅钝化层和金属电极,在二氧化硅层开设有金属接触孔,实现金属电极与发射区的接触。

根据本发明的另一方面,提供该太阳能电池池片组件的组装方法,包括以下步骤:

在柔性线路板的漏铜处分别印刷低温无铅锡膏;

在每处低温无铅锡膏的表面贴装相应的太阳能电池贴片;

将贴装有太阳能电池贴片的柔性线路板回流焊接。

其中,回流焊接的步骤中,回流炉温度的峰值温度为190℃。

其中,印刷低温无铅锡膏的步骤中,使用印刷机进行印刷,刮刀压力5-10公斤。

其中,贴装有太阳能电池贴片的步骤中,使用印刷机进行印刷,印刷速度25-150mm/sec。

其中,所述太阳能电池片为IBC电池片。

本发明具有以下有益效果:

1、使用本发明采用低温无铅锡膏作为连接材料,相比银浆价格,成本可降低2-3倍且环保。

2、焊接温度峰值在190℃左右,消除因焊接温度高造成太阳能电池片破裂或隐裂现象影响整体太阳能电池寿命。

3、因不使用焊带,减少因焊带质量问题造成光伏组件电流的收集效率低问题。

4、柔性线路板作为焊接线路板,可大幅降低IBC电池组件的厚度,组件整体配线空间限制较少,配线密度高,灵活度高,工艺步骤少。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1示出了根据本发明实施方式的太阳能电池池片组件的设有无铅锡膏的柔性线路板的俯视图;

图2示出了根据本发明实施方式的太阳能电池池片组件的柔性线路板的侧视图;

图3示出了根据本发明实施方式的太阳能电池池片组件的IBC电池片的示意图;

图4示出了根据本发明实施方式的太阳能电池池片组件的组装方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

一种太阳能电池池片组件,包括IBC电池片1和柔性线路板2,如图1所示,柔性线路板2的表面设有露铜开孔,IBC电池片1通过低温无铅锡膏焊接在露铜开孔处。其中低温无铅锡膏为SnBi、SnBiCu、SnBiAg、SnBiSb、SnBiSbAg和SnIn中的一种或多种。

如图2所示,柔性线路板2包括均第一铜箔层210和第二铜箔层220,第一铜箔层和第二铜箔层均覆盖有PET薄膜230,其中第二铜箔层与覆盖在其表面的PET薄膜之间为粘合剂层,二者通过粘合剂粘合,第一铜箔层和第二铜箔层之间为粘合剂层,第一铜箔层的PET薄膜覆盖面的相对面与第二铜箔层的PET薄膜覆盖面的相对面通过粘合剂粘合。通常情况下,柔性线路板厚度可在0.1-2mm之间,优选在0.1-1mm之间,更优选为在0.1-0.4mm之间。选择厚度薄的线路板可以在满足使用强度的要求下,大幅降低成本而且并增加柔性以适应不同的使用条件。

太阳能电池片1在实施中可以具体为IBC电池片,如图3所示,在一个具体的实施例中,IBC电池片包括N型硅衬底10,在N型硅衬底的正面依次为磷扩散层、二氧化硅钝化层和减反层,减反层表面结合柔毛结构20,在N型硅衬底的背面为P+和N+交错间隔的交叉式接面30、二氧化硅钝化层40和金属电极,金属电极分为N型区金属电极50和P型区金属电极60,在二氧化硅层对应N型区金属电极和对应P型区金属电极的位置分别开设有金属接触孔,实现N型区金属电极与交叉式接面的N+区域接触、P型区金属电极与交叉式截面的P+区域接触。

本发明还涉及对该太阳能电池池片组件的组装方法,下面将通过具体实施例的方式对该方法做进一步详细的说明。

实施例1太阳能电池池片组件的组装方法X1

将厚度为0.1mm的柔性线路板放置在印刷机下方,固定好,印刷机的钢网开孔设计尺寸与IBC电池片电极位置一一对应,钢网厚度0.1mm。用印刷机将SnBi合金锡膏印刷在柔性线路板上,挂到压力为5kg,印刷速度为25mm/sec,贴片机将IBC电池片贴放在对应的锡膏位置上,AOI检测合格后,放入回流炉内,回流炉温度峰值温度设定190℃,完成最终焊接。

实施例2太阳能电池池片组件的组装方法X2

将厚度为0.25mm的柔性线路板放置在印刷机下方,固定好,印刷机的钢网开孔设计尺寸与IBC电池片电极位置一一对应,钢网厚度0.08mm。用印刷机将SnBiCu合金锡膏印刷在柔性线路板上,挂到压力为6kg,印刷速度为50mm/sec,贴片机将IBC电池片贴放在对应的锡膏位置上,AOI检测合格后,放入回流炉内,回流炉温度峰值温度设定190℃,完成最终焊接。

实施例3太阳能电池池片组件的组装方法X3

将厚度为0.4mm的柔性线路板放置在印刷机下方,固定好,印刷机的钢网开孔设计尺寸与IBC电池片电极位置一一对应,钢网厚度0.15mm。用印刷机将SnSbBi合金锡膏印刷在柔性线路板上,挂到压力为7kg,印刷速度为75mm/sec,贴片机将IBC电池片贴放在对应的锡膏位置上,AOI检测合格后,放入回流炉内,回流炉温度峰值温度设定190℃,完成最终焊接。

实施例4太阳能电池池片组件的组装方法X4

将厚度为1mm的柔性线路板放置在印刷机下方,固定好,印刷机的钢网开孔设计尺寸与IBC电池片电极位置一一对应,钢网厚度0.12mm。用印刷机将SnIn合金锡膏印刷在柔性线路板上,挂到压力为8kg,印刷速度为100mm/sec,贴片机将IBC电池片贴放在对应的锡膏位置上,AOI检测合格后,放入回流炉内,回流炉温度峰值温度设定190℃,完成最终焊接。

实施例5太阳能电池池片组件的组装方法X5

将厚度为1.5mm的柔性线路板放置在印刷机下方,固定好,印刷机的钢网开孔设计尺寸与IBC电池片电极位置一一对应,钢网厚度0.15mm。用印刷机将SnSbBiAg合金锡膏印刷在柔性线路板上,挂到压力为9kg,印刷速度为100mm/sec,贴片机将IBC电池片贴放在对应的锡膏位置上,AOI检测合格后,放入回流炉内,回流炉温度峰值温度设定190℃,完成最终焊接。

实施例6太阳能电池池片组件的组装方法X6

将厚度为2mm的柔性线路板放置在印刷机下方,固定好,印刷机的钢网开孔设计尺寸与IBC电池片电极位置一一对应,钢网厚度0.15mm。用印刷机将SnBiAg合金锡膏印刷在柔性线路板上,挂到压力为10kg,印刷速度为150mm/sec,贴片机将IBC电池片贴放在对应的锡膏位置上,贴片机将IBC电池片贴放在对应的锡膏位置上,AOI检测合格后,放入回流炉内,回流炉温度峰值温度设定190℃,完成最终焊接。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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