太阳能电池单元、电池片阵列、电池组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及太阳能电池领域，具体地涉及太阳能电池单元、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。太阳光从电池片的正面照射 到电池片上，电池片包括电池片基体和设在电池片基体正面上的主栅线和副栅线，主栅线 和副栅线覆盖电池片基体的正面的一部分，由此会遮挡一部分太阳光，照在主栅线和副栅 线上的太阳光能无法转变成电能，因此，需要主栅线和副栅线越细越好。然而，主栅线和副 栅线的作用在于传导电流，从电阻率的角度看，主栅线和副栅线越细则导电横截面积越小， 电阻损失越大。因此主栅线和副栅线的设计需要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，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。
[0006] 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，进而铜丝作为导电线导出电 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，可以进一步将导电线的数量提升到10根。这种电池片可以称为无主栅电池 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。
[0007] 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。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，再增加 金属丝的根数非常困难。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。
[0008] 为了解决这个问题，现有技术（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。
[0009] 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。
[0010] 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。然而，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 显然是一个悖论。
[0011] 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。
[0012] 另外，现有的无主栅太阳能电池片中，金属丝延伸出电池片的部分需与其他电池 片或者负载连接等，延伸出的金属丝在使用过程或者搬运过程中会受到外力的作用，例如 碰撞，震动等情况，金属丝位于电池片边缘的部分非常容易因外力而与副栅线发生脱离，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。更具体的是金属丝较细，本 身也存在较大的收缩应力，也会造成金属丝与边缘副栅易剥离，边缘副栅的剥离也会影响 中间栅线的剥离，边缘的连接部位受到的剥离力相对于内部的连接部受到的剥离力大很 多，位于边缘的副栅线则容易出现连接不稳定的情况。
[0013] 本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
[0014] 本申请提出的多主栅太阳能电池能够商业化，制备简单易实现，特别是成本低，设 备简单，能够批量生产。
[0015] 为此，本申请提出一种太阳能电池单元，该太阳能电池单元制造简单、成本低，光 电转换效率高。
[0016] 本申请还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。
[0017] 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。
[0018] 本申请还提出一种上述太阳能电池组件的制备方法。
[0019] 本申请的发明人经过长期的研究实验发现，当金属丝与电池片基体上的副栅线焊 接时，因金属丝较细，存在较大的应力，其与副栅线之间的焊接并不牢固，放置一段时间后， 不到一个月，金属丝会崩裂脱落，造成此类电池片无法使用，同时副栅线又涉及到遮光面， 影响光的吸收效率，因此，给此技术的发展带来了障碍。
[0020] 根据本申请第一方面实施例的太阳能电池单元，包括：电池片，所述电池片包括电 池片基体和设在所述电池片基体的正面上的多个副栅线，所述副栅线包括邻近所述电池片 基体边缘的边缘副栅线和位于所述边缘副栅线内侧的中间副栅线，所述副栅线上设有焊 接部，所述边缘副栅线的至少一个焊接部在所述电池片基体上的投影的面积大于所述中间 副栅线的焊接部的投影的面积；多个导电线，所述多个导电线彼此间隔开设置，所述导电线 在所述焊接部与所述副栅线焊接。
[0021] 根据本申请实施例的太阳能电池单元，通过在副栅线上设置焊接部，并且将边缘 副栅线上的焊接部的面积设置成大于中间副栅线的焊接部的面积，使得边缘副栅线与导电 线的连接强度更大，并且具有更大的与导电线相连的连接区域，便于导电线与边缘副栅线 之间的连接。
[0022] 根据本申请第二方面实施例的太阳能电池片阵列，包括多个太阳能电池单元，所 述太阳能电池单元为根据上述实施例所述的太阳能电池单元，相邻电池片的电池片之间通 过所述导电线相连。
[0023] 根据本申请第三方面实施例的太阳能电池组件，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] 根据本申请第四方面实施例的太阳能电池组件的制备方法，包括：提供电池片，所 述电池片包括电池片基体和设在所述电池片基体的正面上的多个副栅线，所述副栅线包括 邻近所述电池片基体边缘的边缘副栅线和位于所述边缘副栅线内侧的中间副栅线，所述副 栅线上设有焊接部，所述边缘副栅线的至少一个焊接部在所述电池片基体上的投影的面积 大于所述中间副栅线的焊接部的投影的面积；将由金属丝构成的导电线在所述焊接部与所 述副栅线相连以得到太阳能电池单元；将上盖板、正面胶膜层、所述太阳能电池单元、背面 胶膜层和背板依次叠放，且使所述太阳能电池单元的正面面对正面胶膜层，使所述太阳能 电池单元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。
【附图说明】
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 图6是根据本申请又一实施例的太阳能电池片阵列的平面示意图。
[0031] 图7是根据本申请实施例的金属丝的往复延伸的示意图。
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 图10是根据本申请实施例的太阳能电池组件的示意图。
[0035] 图11是图10所示太阳能电池组件的局部截面示意图。
[0036] 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。
[0037] 图13是根据本申请一个实施例的太阳能电池单元的副栅线的结构示意图。
[0038] 附图标记：
[0039] 电池片组件100 ;
[0040] 上盖板10 ;
[0041] 正面胶膜层20;
[0042] 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;边缘副栅线3121 ;中间副栅线3122 ;焊接部 3123 ;背电场3