太阳能电池串的制作方法

1.本实用新型主要涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳能电池串。


背景技术：

2.具有主栅的太阳电池，如图1所示，其电池串联方法是用焊带11焊接，通常采用扁平焊带的形式，焊带一般宽度约在1.0
‑
2mm，铜基厚度为 0.1
‑
0.15mm，单面镀层厚度约为0.015
‑
0.030mm左右。在连接时需要用高温将焊锡融化，然后有电池上的主栅焊接在一起，这样即消耗大量银浆，制备工艺的步骤复杂，且形成的电池会造成较大的遮光面积。
3.针对这样的问题，领域内发展出了多主栅电池，通过增加主栅线的数量，可以大大降低主栅线的跨度。但其仍然采用焊接的方式将焊带与电池粘结，为了增强连接性能，如图1所示，在焊接点处印刷pad点12，即较大的银电极点，从而提高焊接的拉力。这种通过增加主栅线数量的方式仍然是基于现有技术工艺上的改进，虽然可以部分降低银浆使用量和遮光面积，但改善的程度有限，且不可避免地使用了焊接的方法，还容易使电池片发生隐裂。
4.改进丝网印刷主栅线的应用，最好的办法是完全避免主栅线。然而，完全避免主栅线的技术难点在于如何将电池进行串联，目前也有现有技术提供了一种高分子胶膜，胶膜先与导线粘接在一起，然后放置于电池上，最后层压在一起。这种技术可以完全避免主栅线的使用，但是胶膜需要特殊的结构，且要与导线粘结在一起，然后在与电池进行固定，增加了工艺复杂度。
5.因此，领域内对于具有主栅的太阳电池，仍然缺少一种完善的制备工艺和结构，可以避免上述的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是提供一种太阳能电池串，可以简单方便的实现无主栅太阳能电池片的连接，同时降低制备电池串时的银浆耗量。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种太阳能电池串，包括：多个电池片，每个电池片包括相对的两个表面，每个表面具有：沿第一方向排布的多条栅线，适于提供电流的通路；沿第二方向排布的多个连接区，每个连接区具有粘结物；以及多条焊带，每条焊带横跨所述多条栅线；其中，所述每条焊带依次连接相邻两个所述电池片以形成所述电池串。
8.在本实用新型的一实施例中，所述每个连接区还有围绕所述粘结剂的导电环，所述导电环内有至少一条栅线穿过，并且，所述每条焊带与至少两个连接区上的粘结物固定粘结，所述每条焊带与所述导电环以及所述至少一条栅线以外的栅线接触。
9.在本实用新型的一实施例中，所述沿第二方向排布的多个连接区在所述第一方向上有序排布。
10.在本实用新型的一实施例中，所述多个连接区中至少有一个连接区的形状为矩形或圆形。
11.在本实用新型的一实施例中，所述每个电池片的表面上还依次附有热熔胶层和玻璃层。
12.在本实用新型的一实施例中，在所述电池片表面和所述热熔胶层之间还覆盖有薄胶膜，所述薄胶膜包括单层膜和/或复合膜，且所述薄胶膜靠近所述电池片的一侧具有粘性。
13.在本实用新型的一实施例中，所述焊带包括导线层和包裹涂层。
14.在本实用新型的一实施例中，所述导线层包括金属导线，所述包裹涂层包括金属和/或合金，包括低温合金，且所述低温合金的熔点为120～150 ℃。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：通过本实用新型的太阳能电池串及其，可以简单方便的实现无主栅太阳能电池片的连接，同时降低制备电池串时的银浆耗量；并且，在电池片上覆盖薄胶膜、热熔胶层和玻璃层等结构，可以进一步保护电池串，并优化电池串的制备工艺以及提高电池串的稳定性和可靠性。
附图说明
16.包括附图是为提供对本技术进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：
17.图1是一种太阳能电池串的示意图；
18.图2a和2b是本实用新型一实施例的太阳能电池串的部分结构示意图和局部放大图；
19.图3a和3b是本实用新型另外一实施例的太阳能电池串的部分结构示意图和局部放大图；
20.图4是本实用新型一实施例的太阳能电池串的爆炸示意图；
21.图5是本实用新型一实施例的太阳能电池串的沿如图4所示的a
‑
a方向的截面图；以及
22.图6是根据本实用新型一实施例的太阳能电池串的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
23.为了更清楚地说明本技术的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
24.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
25.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方
法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
26.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
27.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位 (旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
28.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
29.应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
30.本实用新型的一实施例提出一种太阳能电池串，可以简单方便的实现无主栅太阳能电池片的连接，同时降低制备电池串时的银浆耗量。
31.如图2a和2b所示，是本实用新型一实施例的太阳能电池串200的部分结构示意图和局部放大图。
32.如图2a所示，电池串200包括多个电池片20，每个电池片20在立体空间上具有厚度，包括相对的上下两个表面。两个表面具有不同的电学极性，分别为正极和负极。
33.如图2b的局部放大图所示，每个表面具有沿第一方向x排布的多条栅线21，多条栅线21适于提供太阳能电池板20光生电流的通路，即用于导出并传输光生电流。
34.示例性的，在本实用新型的一实施例中，栅线21的宽度范围可以是 0.1μm～100μm，而栅线21的高度范围可以是1～50μm。但是本实用新型不以此为限。
35.进一步的，每个表面还具有沿第二方向y排布的多个连接区22。
36.示例性的，连接区的面积范围可以是0.1～50mm2，优选地，在一个连接区22中，有几条栅线21穿过。
37.在如图2a～2b所示的实施例中，每个连接区22具有相同的形状，且均为圆形。并且，沿第二方向y排布的多个圆形的连接区22也均在第一方向 x方向上有序排布。但是，本实用新型不以图2a～2b示出的连接区具有相同的形状且沿第一方向x有序排布为限，在其他的实施例中，多个连接区可以具有不同的形状和乱序的排布方式。例如，在一些实施例中，多个连接区可以均为矩形或均为圆形，或同时具有矩形、圆形以及其他不规则的形状。
38.在如图2a～2b所示的实施例中，每个连接区上还具有粘结物(图未示出)和围绕粘结物的导电环(即连接区22的边缘)，导电环与至少一条栅线21接触。
39.具体的，在图2a～2b中，粘结物未示出，可以理解为粘结物位于每个连接区22上，并用来将焊带23粘附于电池片的表面上。进一步的，导电环即为连接区22的边缘，在导电环所圈出的范围内，附有粘结物并粘结焊带23，从而为焊带23在电池表面上所粘结的路径提供了划定的区域。在如图2a～2b所示的实施例中，圆形的导电环在其圆周的最外侧分别与两条栅线接触，但是本实用新型不以图2a～2b示出的接触方式为限，示例性的，可以不以图2a～图2b中的相切的方式接触。
40.需要说明的是，上本实用新型不对上述粘结物的形态做出限定，例如，可以是液态或固态，种类包括但不限于uv胶、万能胶以及普通的胶带等。上述的连接区22在本实用新型的一些其他的实施例中，还可以就是相邻两条栅线21之间的空白处，只要上面附有粘结物，就可以认为该附有粘结物的区域为连接区。
41.为了更好地理解本实用新型的太阳能电池串中各电池片中表面上连接区的结构，示例性的，针对栅线电极的，可以采用领域内的多种方法，如既可以是通过丝网印刷烧结制备，也可以通过电镀法制备，还可以通过喷墨打印法制备等，作用是传输由硅片基体产生的载流子，并汇入到焊带上。在本实用新型的一些实施例中，优选使用丝网印刷，例如采用四丝网印刷。
42.进一步的，制备连接区的方式包括在制备栅线时，在模具上预留连接区的形状，从而使得在印刷栅线时使连接区和栅线可以一体成型。印刷后，在电池片表面的特定区域便具有预设形状和数量的连接区，其边缘由于具有和栅线一样的材质而具有导电性，从而构成了导电环。但是，被实用新型不因此对连接区的制备方式做出限制。
43.示例性的，可以在已经具有多条栅线的成型的电池片的表面上二次浇注/印刷具有一定形状和数量的连接区，并采用导电的材质，从而也可以形成具有导电环的多个连接区结构。由于栅线和连接区的制备工艺不是本实用新型的重点，在此不再做展开。
44.进一步的，如图2b所示，每条焊带23横跨多条栅线21，且与至少两个连接区22上的粘结物固定粘结。
45.在如图2a～2b所示的实施例中，各个沿第二方向y排布的多个连接区 22具有相同的圆形形状且在第一方向x方向上按序排布。因此，每条焊带 23通过位于沿第一方向x和第二方向y按序排布的多个连接区22上的粘结物与电池片的表面粘结后，自然也形成了多条
焊带23在第一方向x方向上相互之间平行或近似平行地按序排布，并且，每条焊带23在第二方向y 方向上横跨或垂直于多条栅线。在这样的情况下，每条焊带23均与至少一个连接区22的导电环以及沿第二方向y路径上的其他栅线均有接触。
46.如图2a和2b所示，每条焊带23依次连接相邻两个电池片20从而形成了电池串200。在第二方向y方向上，焊带23的长度是每一电池片20 长度的1.5～3倍，例如，每条焊带一侧连接相邻电池片的正极，另一侧连接相邻电池片的负极，通过依次连接相邻两个电池片以形成电池串200。
47.示例性的，在本实用新型的一实施例中，焊带的尺寸范围在0～400μm 之间，优选100～200μm，并且，为了不增加串联电阻，焊带的数量与其尺寸负相关，通常的，越是比较细的导线，需要的数量越多。
48.通过如图2a～2b的电池串的结构，可以简单方便的实现多个无主栅太阳能电池片之间的连接，以形成无主栅连接的电池串。进一步的，如图2a～2b 所示的电池串的结构可以有效的节省制备电池片时的银浆耗量。
49.具体的，采用本实用新型的一种太阳能电池串的结构，仅需要在电池片上设置连接区并通过粘结物的方式将焊带固定在电池片的表面上，且可以是在制备栅线时一体成型，有效地节约了制备电池串所需要的银浆耗量。示例性的，在本实用新型的一实施例中，采用本实用新型的电池串的结构，相较于同等电池串中的电池片采用现行主栅焊接结构，所节省的银浆消耗量可以达到70％左右。
50.除此以外，采用了连接区的结构，并通过粘结的方式固定焊带，可以有效的降低el(electroluminescence，电致发光)断栅风险，增加太阳能电池片的可靠性。同时，由于没有主栅的结构，还可以有效的降低遮光面积，对于同样的太阳能电池片，可以有效的提高光电转化的效果。
51.如图3a和3b所示，是本实用新型另外一实施例的太阳能电池串30的部分结构示意图和局部放大图。如图3b所示，电池串300包括多个电池片 30，每个电池片30也包括多条栅线31、多个连接区32以及多条焊带33，与图2a～2b所示的实施例的区别在于，在图3a～3b所示的实施例中，电池片30上的多个连接区32的形状为矩形。
52.其他关于太阳能电池串300的结构和制备工艺的细节可以参考上述对于图2a～2b所示的实施例的说明，在此不再赘述。
53.总的来说，在图2a～2b以及图3a～3b所示的实施例中，连接区的形状是相同的，均为圆形或矩形，且沿第二方向y排布的多个连接区也均在第一方向x方向上有序排布。但是本实用新型不以此为限。
54.如图4所示，是本实用新型一实施例的太阳能电池串400的爆炸示意图。电池串400也包括多个电池片40，在电池片40的上下表面上，还依次附有热熔胶层41和玻璃层42。
55.示例性，为了更好地理解如图4所示的电池串400的结构，多个电池片40通过焊带依次连接成串，并如图4所示，形成了具有多个电池片40 的电池片层，在该电池片层上下各自封装热熔胶层41和玻璃层42，从而形成封装后的太阳能电池串400。
56.优选地，在本实用新型的一实施例中，在多个电池片表面和热熔胶层之间还附有薄胶膜，可以使得电池的表面与热熔胶膜分离开来。这是考虑到热熔胶膜，如eva胶膜(ethylene vinyl acetate copolymer)在层压过程中会融化，而在这种情况下再施加一定
的压力，可能导致在层压过程中出现焊带偏离的问题。除此之外，eva胶膜含有氧化剂和醋酸基，也会对电池片表面上的金属栅线产生影响。
57.因此，为了提升可靠性，可以在焊带粘结在电池片表面上之后，在焊带上再覆盖一层薄胶膜。示例性的，薄胶膜具有高透光性，而且在层压温度下不会变为液态流动。薄胶膜的厚度远小于eva厚度，约为0.1～30μm，示例性的，可以选用oca(optically clear adhesive)薄膜。由于薄胶膜的厚度很小，不会阻碍eva胶膜紧实的压在电池表面上。同时，由于eva 在层压温度下的流动性强，可能会部分绝缘焊带与电池表面的栅线，因此，在电池表面和热熔胶层之间加入一层薄胶膜也能有效地改善电学接触，增强电池串的可靠性。
58.优选地，该层薄胶膜还可以具备粘性，由此可以进一步固定焊带，同时该薄胶膜具备耐高温，高温不变形，这样可以有效阻止eva胶膜中的氧化剂和后期老化分解的醋酸因子对于电池串产生的影响。
59.如图5所示，是本实用新型如图4所示的太阳能电池串400沿a
‑
a方向的截面图。在如图4和图5所示的实施例中，电池串400也包括多个电池片40，每个电池片40包括相对的两个表面，每个表面也具有多条栅线(图未示)，多个连接区42，且每个连接区42具有粘结物。在电池片40的表面上还有多条焊带43。并且，在图4中，由左至右还示出了其中一条焊带 430在与对应的连接区42粘结并进行层压前后的放大示意图。
60.如图5所示，焊带430包括导线层431和包裹涂层432。具体的，导线层431包括金属导线，包裹涂层432包括金属和/或合金，具体来说，金属导线优选铜线。示例性的，包裹涂层432的材质优选低温合金，且该低温合金的熔点为120～150℃。在实际制备上述电池串400时，包裹涂层432 需要与上述的多条栅线进行有效的焊接，焊接包括形成力学性能和电学性能，即焊接后需要具备一定拉力，同时也可以有效传输电流。进一步的，不同的包裹层432还会具有不同的熔点，会对应不同的焊接温度，由此还可以进一步决定层压温度。
61.为了更好地理解本实用新型如图5所示的实施例中焊带430的结构，示例性的，在制备电池串400时，焊带430先与连接区42上的粘结物通过粘结的方式初步固定，再进行层压。示例性的，层压温度在80～300℃之间。在层压的过程中，具有低温合金的包裹涂层432(图5中左侧以位于焊带 430圆周上加粗的黑色部分示出)熔化，并向下流动至导电层431的下方(图 5中右侧以位于焊带430下方的黑色部分示出)，与电池片40上的栅线(图未示)接触并汇集，再通过降温的方式实现焊带430与电池片40的固定。最后，电池串400两端多出的焊带还可以用于连接汇流条44。
62.通过上述的本实用新型的太阳能电池串，可以简单方便的实现无主栅太阳能电池片的连接，同时降低制备电池串时的银浆耗量。并且，在电池片上覆盖薄胶膜、热熔胶层和玻璃层等结构，可以进一步保护电池串，并优化电池串的制备工艺以及提高电池串的稳定性和可靠性。
63.为了更好的理解本实用新型的一种太阳能电池串，示例性的，如图2～图5所示的太阳能电池串可以通过如图6所述的制备方法进行制备，但是本实用新型不以此为限。
64.如图6所示，是根据本实用新型的一种太阳能电池串的制备方法60的流程图。如图6所示，本实用新型的一种太阳能电池片的60可以通过如下的步骤601～604进行制备。
65.步骤601：提供多个电池片，每个电池片的表面上具有沿第一方向延伸且沿第二方向间隔排布的多条栅线，以及多个连接区。
66.示例性的，多个电池片的结构可以参考如图2a和2b所示的电池片20的结构。每个电池片包括相对的正极表面和负极表面，正极表面和负极表面上均具有沿第一方向x排布的多条栅线，以及沿第二方向y排布的多个连接区，每个连接区具有导电环且导电环与至少一条栅线接触。
67.步骤602：将粘结物沿第二方向粘附在每个连接区中。
68.示例性的，对于如图2a和图2b所示的电池片，步骤602为将粘结物沿第二方向y方向粘附在每个连接区中。
69.步骤603：将多条焊带依次连接每个电池片的正极表面和负极表面以使多个电池片串联。
70.示例性的，对于如图2a和图2b所示的电池片，连接后的每条焊带横跨多条栅线，且与至少两个连接区上的粘结物固定粘结，每条焊带与导电环以及至少一条栅线以外的栅线接触，并且相邻的两个电池片连粘结有焊带的表面极性不同。
71.步骤604：将粘结有焊带并串联在一起的多个电池片进行层压，以获得电池串。
72.示例性的，在对多个电池片进行层压前，还包括在每个电池片的上下两面放置热熔胶膜和玻璃，由此便形成了在电池片的表面上覆盖有热熔胶膜和玻璃的电池串。
73.在本实用新型的一实施例的电池串的制备过程中，当电池片的连接区上的粘结物为液态时，还包括在步骤604之前对于液态的粘结物进行固化，从而避免在层压时流动而对电池的性能产生影响。
74.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述实用新型披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
75.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
76.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
77.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
78.虽然本技术已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员
应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本技术，在没有脱离本技术精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本技术的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书的范围内。