一种高抗机械载荷太阳能电池组件的制作方法

本实用新型属于太阳能电池组件技术领域，具体涉及一种高抗机械载荷太阳能电池组件。

背景技术：

人类获得能源的最直接的方式是利用太阳能，而太阳能光伏电池是将太阳能转换为电能的最有效方式之一。近几年来，太阳能电池世界产量以每年30～40％的速度增长，成为目前市场上发展最快的行业之一，其中晶体硅太阳能电池日渐发展成熟，占据了市场的主导地位。

随着晶体硅太阳能电池技术的发展，硅片厚度也逐渐减薄以降低光伏发电成本，但硅片减薄随之带来的是组件制作中碎片率的上升和组件本身的抗机械载荷能力下降，在这种情况下，各种提升组件抗机械载荷能力的方案也逐渐涌现。专利CN104935247A采用在组件边框增加加强筋的方法以提升组件抗机械载荷能力，这种方法有效的降低了组件受压后的电池碎片率和功率损失，但这种方法在组件制作中不仅增加了额外的加强筋，物料成本增加，同时还需要增加额外的工位来实现加强筋安装，工艺步骤繁琐而且增加了额外的人力成本。

与此同时，高效电池技术也逐渐成熟，如全背接触电池，双面钝化双面电池，HIT电池等等，与常规电池相比，这些高效电池正反两面皆有良好的钝化，电流电压较高，特别是双面电池由于正反两面都能吸收光线从而产生光生载流子，因而具有较高的短路电流。在利用这些高效双面电池制作组件时，如果仍然使用常规的焊带互连技术，势必可以想象从电池到组件的功率损失将会很高，电池端得到的高转换效率在组件端并不能得到完全体现，因此人们也在寻求各种方案以实现太阳能电池组件功率的提升。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高抗机械载荷太阳能电池组件，该太阳能电池组件抗机械载荷能力具有较大提高，功率也具有较大提升，且发电成本低。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案来实现：一种高抗机械载荷太阳能电池组件，包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE和背板材料，所述电池串组由多个电池串连接而成，所述电池串由多个小型电池片串联而成，所述小型电池片由p型或n型太阳能电池片切割而成，切割后获得若干宽度一致的小型电池片，每个小型电池片的长度和宽度不同，其包括长边和短边，且所述盖板材料的长度和宽度不同，其也包括长边和短边。

作为本实用新型的优选的实施方式，本实用新型所述电池串可以由多个同种类型的小型电池片串联而成，或所述电池串也可以由多个不同种类型的小型电池片串联而成。

本实用新型所述小型电池片串联的方向可以为沿平行于小型电池片短边的方向，或所述小型电池片串联的方向也可以为沿平行于小型电池片长边的方向。

本实用新型所述小型电池片串联的方向为沿平行于小型电池片短边的方向时，则所述电池串的排布按照平行于所述盖板材料的短边方向排布，或所述小型电池片串联的方向为沿平行于小型电池片长边的方向时，则所述电池串的排布按照平行于所述盖板材料的长边方向排布。

本实用新型所述盖板材料的长边的尺寸优选为1000～2500mm，所述盖板材料的短边的尺寸优选为500～1500mm。

本实用新型所述p型或n型太阳能电池片可以为直角或圆角的单面透光电池片、双面透光电池片或背接触太阳能电池片。

而且，这些p型或n型太阳能电池片在电学性能上尽量一致，最大功率点电流误差波动范围越小越好，至少在0.2A以内。

所述p型或n型太阳能电池片的长度和宽度尺寸优选为100～200mm，所述小型电池片的长边的尺寸优选为100～200mm，所述小型电池片的短边的尺寸优选为18～90mm。

本实用新型p型或n型太阳能电池片两面的电池栅线图形根据切割需求可以预留切割缝也可不预留切割缝，优选为预留，其中切割缝处不设置金属。

本实用新型所述多个小型电池片串联可以采用导电材料单面连接或双面连接，所述导电材料优选为金属焊带、金属丝、导电胶带、导电胶、导电胶膜、导电浆料或焊膏，其中相邻两小型电池片之间的间距优选为0.2～10mm。

本实用新型所述电池串组可以由多个电池串串联和/或并联连接而成。

本实用新型所述背板材料可以为不透光的普通背板，也可以为双面透光的玻璃或其它双面透光的背板材料。

与常规组件制作方法相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型通过设计不同的电池结构，对电池片进行切割，根据切割后电池片串联方式，选择合适的电池串排布方式，先串联再并联(优选)，串并联合的结构能够更好的降低组件内部传输损耗，同时组件内并联连接的增多使得组件抗热斑能力得到增强；

(2)本实用新型通过优化电池排版方式，使得组件抗机械载荷能力得到极大加强，能够有效的降低组件在制备、运输以及安装过程中带来的隐裂风险，同时，在恶劣天气如飓风及暴雪情况下，本实用新型所述组件产生失效的风险也极大降低，电站运维成本也得到降低。

附图说明

图1是实施例1中p型常规电池切割前后示意图，其中(a)：切割前电池背面示意图，(b)：切割后电池背面示意图；

图2是实施例1中组件内电池片排版连接示意图；

图3是实施例2中背钝化电池切割前后示意图，其中(a)：切割前电池背面示意图，(b)：切割后电池背面示意图；

图4是实施例2中组件内电池片排版连接示意图；

图5是实施例3中组件内电池片排版连接示意图；

图6是实施例4中组件内电池片排版连接示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的高抗机械载荷太阳能电池组件，包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE和背板材料，电池串组由多个电池串连接而成，电池串由多个小型电池片串联而成，小型电池片由p型太阳能电池片切割而成，切割后获得若干宽度一致的小型电池片，每个小型电池片的长度和宽度不同，其包括长边和短边，且盖板材料的长度和宽度不同，其也包括长边和短边。

其中p型太阳能电池片采用单面透光的直角p型常规多晶电池片，电池的正面为发射极，背面为铝背场，该p型常规多晶电池片的长度和宽度尺寸为160mm×160mm。

将每块p型常规多晶电池片切割成3个大小相同的小型电池片，其中切割后的每个小型电池片的长宽不一致，包括长边和短边，长边尺寸为160mm，短边尺寸为53.3mm，图1中(a)和(b)分别为p型常规多晶电池片背面切割前后示意图。

将切割后的多个小型电池片采用涂锡焊带互相串联，电池片的串联方向为沿平行于小型电池片短边方向串接，由此形成多个电池串。

其中相邻两小型电池片之间的间距为2mm。

盖板材料的长边的尺寸为1000mm，盖板材料的短边的尺寸为500mm，电池串沿平行于盖板材料的短边依次排布，电池串之间的电学连接为串联连接，图2为组件内电池片排版连接示意图。

本实施例提供的高抗机械载荷太阳能电池组件的制作方法，采用p型常规多晶电池制作组件，电池的正面为发射极，背面为铝背场，电池片串接方向沿平行于小型电池片短边方向串接，具体步骤如下：

(1)选取p型常规多晶太阳能电池片，将每块太阳能电池片切割成3个大小相同的小型电池片，其中切割后的每个小型电池片长宽不一致，包括长边和短边，长边宽幅为160mm，短边宽幅为53.3mm，图1中(a)和(b)分别为p型常规电池背面切割前后示意图；

(2)将切割后的多个小型电池片采用涂锡焊带互相串联，小型电池片的串联方向为沿平行于小型电池片短边方向串接，由此形成多个电池串；

(3)按照从下至上的顺序，将盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料铺设好，其中盖板材料的长宽不一致，包括长边和短边，盖板材料的长边长度为1000mm，盖板材料的短边宽度为500mm，电池串沿平行于盖板材料的短边依次排布，电池串之间的电学连接为串联连接，图2为组件内电池片排版连接示意图；

(4)铺设完成后经包括EL测试、层压后处理、装框、接线盒安装等工序处理，即制得高抗机械载荷组件，测试组件在正面5400Pa压力下承压1小时之后功率损失低于1％。

实施例2

本实施例提供的高抗机械载荷太阳能电池组件的结构同实施例1，不同之处在于：本实施例采用p型常规背钝化电池片制作组件，电池的正面为发射极，背面为局部接触背钝化结构，电池片串接方向沿平行于小型电池片长边方向串接。

其中p型太阳能电池片采用单面透光的直角p型常规背钝化电池片，电池的正面为发射极，背面为局部接触背钝化结构，该p型常规多晶电池片的长度和宽度尺寸为156mm×156mm。

将每块太阳能电池片切割成2个大小相同的小型电池片，其中切割后的每个小型电池片长宽不一致，包括长边和短边，长边的尺寸为156mm，短边的尺寸为78mm，图3中(a)和(b)分别为背钝化电池背面切割前后示意图。

将切割后的10个小型电池片采用涂锡焊带互相串联，电池片的串联方向为沿平行于小型电池片长边方向串接，一共形成12个电池串。

盖板材料的长边尺寸为1650mm，盖板材料的短边尺寸为992mm，电池串沿平行于盖板材料的长边依次排布，电池串之间的电学连接为串联连接和并联连接相结合，图4为组件内电池片排版连接示意图。

本实施例提供的高抗机械载荷太阳能电池组件的制作方法，采用p型常规背钝化电池制作组件，电池的正面为发射极，背面为铝背场，电池片串接方向沿平行于小型电池片长边方向串接，具体步骤如下：

(1)选取背钝化太阳能电池片，将每块太阳能电池片切割成2个大小相同的小型电池片，其中切割后的每个小型电池片的长宽不一致，包括长边和短边，长边宽幅为156mm，短边宽幅为78mm，图3中(a)和(b)分别为背钝化电池背面切割前后示意图；

(2)将切割后的10个小型电池片采用涂锡焊带互相串联，电池片的串联方向为沿平行于小型电池片长边方向串接，一共形成12个电池串；

(3)按照从下至上的顺序，将盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料铺设好，其中盖板材料的长宽不一致，包括长边和短边，所述盖板材料的长边长度为1650mm，所述盖板材料的短边宽度为992mm，所述电池串沿平行于盖板材料的长边依次排布，电池串之间的电学连接为串联连接和并联连接相结合，图4为组件内电池片排版连接示意图；

(4)铺设完成后经包括EL测试、层压后处理、装框、接线盒安装等工序处理，即制得高抗机械载荷组件，测试组件在正面5400Pa压力下承压3小时之后功率损失低于2％。

实施例3

本实施例提供的高抗机械载荷太阳能电池组件的结构同实施例1，不同之处在于：本实施例采用n型双面透光的圆角单晶电池片,具体尺寸为156.75mm×156.75mm，制作组件，电池片的正极与负极分布在电池片的正反两面，电池片的正面与背面各设置4根主栅，电池片串接方向沿平行于小型电池片短边方向串接。

将每块太阳能电池片切割成2个大小相同的小型电池片，其中切割后的每个小型电池片的长宽不一致，包括长边和短边，长边宽幅为156.75mm，短边宽幅为78.38mm。

其中相邻两小型电池片之间的间距为5mm。

将切割后的12个小型电池片采用导电胶和金属铜带互相串联，电池片的串联方向为沿平行于小型电池片短边方向串接，由此形成12个电池串。

盖板材料的长宽不一致，包括长边和短边，盖板材料的长边的尺寸为1960mm，盖板材料的短边尺寸为1030mm，电池串沿平行于盖板材料的短边依次排布，电池串之间的电学连接为串联连接和并联连接相结合，图5为组件内电池片排版连接示意图。

本实施例提供的高抗机械载荷太阳能电池组件的制作方法，采用n型双面单晶电池制作组件，电池片的正极与负极分布在电池片的正反两面，电池片的正面与背面各设置4根主栅，电池片串接方向沿平行于小型电池片短边方向串接，具体组件制作步骤如下：

(1)选取n型双面太阳能电池，将每块太阳能电池片切割成2个大小相同的小型电池片，其中切割后的每个小型电池片长宽不一致，包括长边和短边，长边宽幅为156.75mm，短边宽幅为78.38mm；

(2)将切割后的12个小型电池片采用导电胶和金属铜带互相串联，电池片的串联方向为沿平行于小型电池片短边方向串接，由此形成12个电池串；

(3)按照从下至上的顺序，将盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料铺设好，其中盖板材料的长宽不一致，包括长边和短边，盖板材料的长边长度为1960mm，盖板材料的短边宽度为1030mm，电池串沿平行于盖板材料的短边依次排布，电池串之间的电学连接为串联连接和并联连接相结合，图5为组件内电池片排版连接示意图；

(4)铺设完成后经包括EL测试、层压后处理、装框、接线盒安装等工序处理，即制得高抗机械载荷组件，测试组件在正面5400Pa压力下承压3小时之后功率损失低于0.5％。

实施例4

本实施例提供的高抗机械载荷太阳能电池组件的结构同实施例1，不同之处在于：本实施例采用p型双面单晶电池片,具体尺寸为156.75mm×156.75mm，制作组件，电池片的正极与负极分布在电池片的正反两面，电池片的正面与背面各设置4根主栅，电池串串接方向沿平行于小型电池片短边方向串接。

将每块太阳能电池片切割成2个大小相同的小型电池片，其中切割后的每个小型电池片长宽不一致，包括长边和短边，长边宽幅为156.75mm，短边宽幅为78.38mm。

将切割后的12个小型电池片采用镀锡铜线互相串联，电池片的串联方向为沿平行于小型电池片短边方向串接，由此形成10个电池串。

其中相邻两小型电池片之间的间距为10mm。

盖板材料的长宽不一致，包括长边和短边，盖板材料的长边的尺寸为1960mm，盖板材料的短边的尺寸为1030mm，电池串沿平行于盖板材料的短边依次排布，电池串之间的电学连接为串联连接和并联连接相结合，图6为组件内电池片排版连接示意图。

本实施例提供的高抗机械载荷太阳能电池组件的制作方法，采用p型双面单晶电池制作组件，电池片的正极与负极分布在电池片的正反两面，电池片的正面与背面各设置4根主栅，电池串串接方向沿平行于小型电池片短边方向串接，具体组件制作步骤如下：

(1)选取p型双面太阳能电池，将每块太阳能电池片切割成2个大小相同的小型电池片，其中切割后的每个小型电池片长宽不一致，包括长边和短边，长边宽幅为156.75mm，短边宽幅为78.38mm；

(2)将切割后的12个小型电池片采用镀锡铜线互相串联，电池片的串联方向为沿平行于小型电池片短边方向串接，由此形成10个电池串；

(3)按照从下至上的顺序，将盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料铺设好，其中盖板材料的长宽不一致，包括长边和短边，盖板材料的长边长度为1960mm，盖板材料的短边宽度为1030mm，电池串沿平行于盖板材料的短边依次排布，电池串之间的电学连接为串联连接和并联连接相结合，图6为组件内电池片排版连接示意图；

(4)铺设完成后经包括EL测试、层压后处理、装框、接线盒安装等工序处理，即制得高抗机械载荷组件，测试组件在正面7200Pa压力下承压3小时之后功率损失低于1％。

上面列举一部分具体实施例对本实用新型进行说明，有必要在此指出的是以上具体实施例只用于对本实用新型作进一步说明，不代表对本实用新型保护范围的限制。其他人根据本实用新型做出的一些非本质的修改和调整仍属于本实用新型的保护范围。