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。 【实用新型内容】
[0003] 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：
[0004] 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。
[0005] 但是，现有技术中，制作太阳能电池片的主栅线和副栅线的浆料主要成分为价格 昂贵的银，由此导致主栅线和副栅线的制备复杂，而且成本高，而将电池片连接为组件时需 要将一个电池片正面的主栅线通过焊带与相邻电池片的背面电极焊接，因此主栅线的焊接 复杂，电池片的生产成本高。
[0006] 相关技术中，电池片的正面通常设有两条主栅线，两条主栅线通过在电池片的正 面涂覆银浆形成，而且主栅线的宽度大（例如，宽度达到2mm以上），由此耗银量大，电池片 的生产成本高。
[0007] 相关技术中，提出了具有3条主栅线的太阳能电池片，但是仍然存在耗银量和成 本高，而且，3条主栅线增大了遮光面积，降低了转换效率。
[0008] 此外，主栅线数量的提高还受到焊带的限制，主栅线数量越大，单个主栅越细，焊 带越要窄，主栅线与焊带焊接越困难，焊带越窄越难制造，焊接成本越高。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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 一个丨孛论。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017]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根数不仅能 提高至20根以上，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，而且容易实现多根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。
[0018] 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。
[0019]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。
[0020] 本申请还提出一种上述太阳能电池组件的制备方法。
[0021] 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 间通过金属丝相连，至少一根所述金属丝在相邻电池片中的一个电池片的表面与另一个 电池片的表面之间往复延伸以形成多条导电线，电池片上的导电线的条数为n，y_yX20% 彡n彡y+yX20%，其中，n为整数，y= 4. 0533XL2S/1562*A*B，其中，X为金属丝的直径值， 单位为mm，0. 1彡X彡0? 5，A和B为电池片的长度和宽度，单位为mm，所述电池片的正面上 设有副栅线，所述导电线通过焊接层与所述副栅线相连。
[0022] 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。
[0023] 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根导电线 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。本申请的发明人经过长期的实验研究发现，本实用新型的方法可以制备合适 条数的导电线，能够得到电性能最佳的太阳能电池片，同时实际操作中存在工艺、设备因素 等，通过无数实验得到不同的丝径对应的上述导电线的条数是最佳的，例如附图14所示， 当金属丝直径为0. 25mm时，导电线的条数为20-30光电转化效率最优。
[0024]本实用新型同时提供了一种太阳能电池片阵列，包括多个电池片，相邻电池片之 间通过金属丝相连，至少一根所述金属丝在相邻电池片中的一个电池片的表面与另一个电 池片的表面之间往复延伸以形成多条导电线，其中，长度和宽度分别为156mm的电池片上 的导电线的条数与金属丝的直径关系如表1所示，所述电池片的正面上设有副栅线，所述 导电线通过焊接层与所述副栅线相连；
[0025]表1
[0026]
[0027] 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，所述电池片阵列为上述太阳能电池片阵列。
[0028] 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，将导电线与所述电池片的正面上的副栅线焊接，相邻的电池片通过导电线连接而形成 上述的电池片阵列；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， 且使电池片的正面面对正面胶膜层，电池片的背面面对背面胶膜层，然后进行层压得到所 述太阳能电池组件。
[0029] 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】
[0030] 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。
[0031]图2是根据本申请一个实施例的太阳能电池