太阳能电池片阵列、太阳能电池组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及太阳能电池领域，具体地涉及太阳能电池片阵列、太阳能电池组 件及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池组件是太阳能发电装置的重要部件之一。太阳光从电池片本体正面进 入电池，正面的主栅和副栅会遮挡一部分电池片本体，照在电极上的光能无法转变成电能， 因此，需要主栅和副栅做的越细越好。然而，主栅和副栅的作用在于传导电流，从电阻率的 角度分析，主栅和副栅越细则导电横截面积越小，电阻损失越大。因此主栅和副栅设计是在 遮光和导电之间取得平衡，同时要考虑成本。
[0003] 在多主栅（10条以上主栅）太阳能电池中，由于受串焊技术的限制，无法采用银浆 烧结的主栅线，只能采用金属丝作为主栅线。
[0004] 在选择金属丝材质时，要考虑成本、导电性和可焊性。常见金属中，铜的电导率仅 略低于银，其成本远低于银，故是金属丝线的首选材料。但同时铜主栅线与银副栅线之间在 低温的可焊性不好，无法实现温度200°c以下的焊接（高温焊接可能损伤电池片）。 【实用新型内容】
[0005] 本申请是基于申请人对以下事实和问题的发现和认识作出的：
[0006] 相关技术中，太阳能电池片的正面通常设置有主栅线和副栅线，用于导出电池片 通过光电效应或者光化学效应所产生的电流。为了提高电池片的效率，目前的太阳能电池 厂商都在致力于研究如何提高主栅线的数量。现有技术中已经成功的将主栅从2根提高到 3根，甚至提高至5根。
[0007] 但是，现有技术中，主栅线是通过印刷主要成分为价格昂贵的银的浆料制备而成 的，因此，其制备成本非常高，增加银主栅线的根数必然导致成本的增加。同时，现有的银主 栅线的宽度大（例如，宽度达到2_以上），增加银主栅线的根数也会增到遮光面积，导致电 池片的转换效率降低。
[0008] 因此，从降低成本、减少遮光面积的角度出发，相关技术中将原本印刷在电池片上 的银主栅线替换为金属丝，如铜丝，通过铜丝与副栅线焊接，进而铜丝作为主栅线导出电 流。由于不再使用银主栅线，其成本可以大幅降低，同时由于铜丝的直径较小，能够降低遮 光面积，因此，可以进一步将主栅线的数量提升到10根。这种电池片可以称为多主栅电池 片或无主栅电池片，其中，金属丝替换了传统太阳能电池片中的银主栅和焊带。
[0009] 本申请的发明人经过长期的研究实验发现，如果采用同时拉出多根平行的金属 丝，然后将多根金属丝剪断，再将多根金属丝同时固定焊接至电池片上的制备方式制备电 池片，此种方式由于设备及制备精度、工艺等的限制，例如由于应力的作用，太阳能电池片 在自由状态下放置时，是有一定弯曲的，因此需要金属丝保持一定的张紧度才能把电池片 压平（实验证明，对丝径0.2mm的铜丝来说，其最小张紧力至少要有2N)。为保持该张紧力， 需要在每根金属丝两端设置类似夹子的装置，该装置需要占用一定的空间，而电池片的空 间是有限的，因此，现有技术中目前最多只能在一个电池片上同时拉出并固定焊接10根左 右的金属丝，如果想要再增加金属丝的根数将会非常困难。因为，金属丝根数越多，其自由 端越多，设备需要同时控制更多的金属丝，这对拉丝设备要求很高。同时，太阳能电池片的 空间有限，例如，一般单个电池片的尺寸为156mm*156mm，在如此有限的空间内需要同时精 确控制多根金属丝，这对设备要求很高，尤其是对精度要求非常高。因此在目前的实际生产 中，并不能较好的同时控制并焊接多根金属丝，能够增加的导电线的根数仍然有限，一般最 多只有10根左右，而且实现困难。
[0010] 为了解决这个问题，相关专利（US20100275976,以及US20100043863)提出了一种 将多根金属丝固定在透明膜层上的技术方案。即，先将多根平行的金属丝通过粘结的方式 固定在透明膜层上，然后将粘结有多根平行的金属丝的透明膜贴合到电池片上，最后通过 层压工艺使金属丝与电池片上的副栅线接触。该方案通过透明膜层固定多根金属丝，解决 了同时控制多根金属丝的问题，可以进一步增加金属丝的根数，但是此方案几乎摒弃了焊 接工艺，即金属丝不是通过焊接工艺与副栅线连接的，而是通过层压工艺使金属丝与副栅 线相接触，从而导出电流。
[0011] 此方案虽然可以进一步提升金属丝的根数，但是，由于透明膜层的存在，会影响光 的吸收，造成一定的遮光，从而导致转换效率的降低。
[0012] 更重要的是，这种采用透明膜层固定金属丝的方案是无法采用焊接工艺连接金属 丝与副栅线的。这是因为，一方面，如果采用焊接工艺，透明膜层的熔化温度必须要高于焊 接温度（焊接温度一般在140°c左右）。否则，如果透明膜层的熔化温度低于焊接温度，在 焊接时，胶膜层会发生熔化，从而丧失其固定金属丝的作用，金属丝会发生漂移，大大降低 焊接效果。
[0013] 另一方面，本领域技术人员公知，太阳能电池片在使用时需要处于密封状态，以防 止水、空气等进入电池片中，导致产生腐蚀、短路等；而现有的封装材料一般为EVA，其熔 点一般为70 - 80°C，远远低于焊接温度。如果采用焊接工艺，如上所述，透明膜层的熔化温 度需要高于焊接温度，其必然也高于封装材料的熔点，因此在封装的时候，在封装温度下， 封装材料（EVA)发生熔化，而透明膜层不会发生熔化，因而，在封装时，熔化的封装材料是 无法透过固体的胶膜层，从而将电池片完全密封住的，因此，其密封效果非常差，实际产品 很容易失效。因此，从封装的角度来说，又需要透明膜层的熔化温度低于焊接温度，这显然 是一个悼论。
[0014] 因此，这种采用胶膜层固定金属丝的方案是无法采用焊接工艺将金属丝与副栅线 焊接在一起的，其金属丝实际上仅仅只是和电池片上的副栅线接触而已，即，金属丝只是搭 在副栅线上。因此，金属丝和副栅线的连接强度非常低，在层压过程中或者使用过程中，金 属丝和副栅线之间非常容易发生脱离，造成接触不良，从而导致电池片的效率大幅度降低， 甚至是失效。因此，采用此方案的产品并未真正的得到推广及商业化。因此，目前市场上并 没有成熟的无主栅太阳能电池。
[0015] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
[0016] 本实用新型提供一种无主栅太阳能电池，其电池片上可设置的导电线条数不仅能 提高至20条以上，甚至更多。本实用新型通过根数较少的金属丝往复延伸形成导电线，减 少了自由端，即减少了需要控制的金属丝根数，解决了空间限制的问题，但能在电池片上设 置更多的导电线，而且容易实现多条导电线与电池片副栅线之间的焊接。同时，本实用新型 提供的无主栅太阳能电池中，由于导电线丝与电池片的副栅线之间是通过焊接连接在一起 的，其连接非常可靠，制备简单易实现，而且密封性能好，效率高，能够完全满足实际使用要 求并且能够商业化批量生产。
[0017] 具体地，本申请提出一种太阳能电池片阵列，该太阳能电池片阵列制造简单、成本 低，光电转换效率高。
[0018] 本申请还提出一种具有上述太阳能电池片阵列的太阳能电池组件，该太阳能电池 组件制造简单、成本低，光电转换效率高。
[0019] 本申请还提出一种上述太阳能电池组件的制备方法。
[0020] 根据本实用新型第一方面的太阳能电池片阵列，包括多个电池片，相邻电池片之 间通过多条导电线相连，至少两条所述导电线由往复延伸在相邻电池片中的一个电池片的 表面与另一个电池片的表面之间的金属丝构成，所述电池片的正面上设有副栅线，所述副 栅线与所述导电线焊接。
[0021] 根据本申请实施例的太阳能电池片阵列，通过将导电线由往复延伸的金属丝构 成，金属丝采用绕线排列方式在相邻两个电池片之间往复延伸形成折叠形状，该结构的导 电线不仅制造简单，成本低，而且有利于提高太阳能电池片阵列的光电转换效率。
[0022] 同时，导电线采用绕线排列的方式可以避免平行的金属丝组成的导电线中单条导 电线断开或虚焊等导致整条导电线失效的问题，避免电池片不稳定的情况出现。导电线与 副栅线焊接相连，太阳能电池组件中的导电线不会发生漂移和虚焊，并且表现出相对较高 的光电转化效率。
[0023] 根据本实用新型第二方面的太阳能电池组件，包括依次叠置的上盖板、正面胶膜 层、电池片阵列、背面胶膜层和背板，所述电池片阵列为根据上述实施例所述的太阳能电池 片阵列。
[0024] 根据本实用新型第三方面的太阳能电池组件的制备方法，包括：将金属丝往复延 伸在相邻电池片中的一个电池片的表面与另一个电池片的表面之间而形成至少两条导电 线，将多根所述导电线与所述电池片的正面上的副栅线焊接，由此通过所述导电线连接相 邻的电池片而得到电池片阵列；将上盖板、正面胶膜层、所述电池片阵列、背面胶膜层和背 板依次叠放，且使所述电池片的正面面对所述正面胶膜层、所述电池片的背面面对背面胶 膜层，然后进行层压得到太阳能电池组件。
[0025] 本申请采用绕制的方法，不仅更利于金属丝与电池片的电连接，连接性能佳，特别 利于金属丝与电池片的焊接，不会出现大量导电线虚焊等情况，制备的太阳能电池片不仅 美观，而且性能好。而且能够制备条数合适的导电线，只需采用两个拉紧夹子，不受空间限 制，制备工艺简单易实现，且设备和工艺都简单，易于工艺化。
【附图说明】
[0026] 图1是根据本申请一个实施例的太阳能电池片阵列的平面示意图。
[0027] 图2是根据本申请一个实施例的太阳能电池片阵列的纵向的截面示意图。
[0028] 图3是根据本申请一个实施例的太阳能电池片阵列的横向的截面示意图。
[0029] 图4是根据本申请实施例的用于形成导电线的金属丝的示意图。
[0030] 图5是根据本申请另一实施例的太阳能电池片阵列的平面示意图。
[0031] 图6是根据本申请又一实施例的太阳能电池片阵列的正面平面示意图。
[0032] 图7是根据本申请实施例的金属丝的往复延伸的示意图。
[0033] 图8是根据本申请实施例的太阳能电池片阵列的两个电池片的示意图。
[0034] 图9是图8所示两个电池片通过金属丝连接而成太阳能电池片阵列的示意图。
[0035] 图10是根据本申请实施例的太阳能电池组件的示意图。
[0036] 图11是图10所示太阳能电池组件的局部截面示意图。
[0037] 图12是根据本申请再一实施例的太阳能电池片阵列的示意图。
[0038] 图13是对比例1的金属丝张紧示意图。
[0039] 图14是根据本申请实施例的太阳能电池片阵列中导电线的条数与光电转换效率 的关系曲线图。
[0040] 附图标记：
[0041] 电池片组件100 ;
[0042] 上盖板10 ;
[0043] 正面胶膜层20 ;
[0044] 电池片阵列30 ;电池片31 ;第一电池片31A ;第二电池片31B ;电池片基体311 ;副 栅线312 ;正面副栅线312A ;背面副栅线312B ;背电场313 ;背电极314 ;
[0045] 导电线32(32〇 ;正面导电线32A ;背面导电线32B ;金属丝本体321 ;焊接层322 ; 短栅线33 ;夹子34 ;
[0046] 背面胶膜层40 ;
[0047] 下盖板50。
【具体实施方式】
[0048] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型 的限制。