光伏组件的制作方法

1.本技术实施例涉及光伏产品技术领域，特别涉及一种光伏组件。


背景技术：

2.随着新能源技术的不断发展，清洁能源的利用正在不断深入日常生活。其中，由于光伏发电产品在成本控制以及发电效率上的不断提升，使得太阳能的利用在清洁能源中占据着越来越重要的位置。光伏组件作为光伏发电产品的核心，能够将太阳能转化为电能，其内部的电池串具有光生伏特效应，能够在太阳光的照射下产生电能并通过光伏组件的其他部分向外输出。
3.光伏组件内部结构的连接可靠性影响着光伏发电的效率，并影响着所产生的电能是否能够稳定向外输出的可靠性。因此，如何确保光伏组件内部结构的连接可靠性，以确保导电稳定性，是一个重要的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施方式的目的在于提供一种光伏组件，能够有效确保光伏组件内部结构的连接稳定性，以确保导电稳定性。
5.为解决上述技术问题，本技术的实施方式提供了一种光伏组件，包括电池片及焊带。电池片表面具有多条相互间隔的细栅线。焊带位于电池片表面，焊带与电池片表面之间分布有粘接层以及合金层，焊带经由粘接层与电池片表面连接，并经由合金层与细栅线电连接，合金层的组成包括锡20～40wt％、铋20～50wt％、铅20～40wt％、银1～3wt％。
6.本技术的实施方式提供的光伏组件，本技术一些实施例提供的光伏组件，在焊带与电池片表面之间分布有粘接层以及合金层。通过粘接层可以在焊带与电池片之间起到粘接作用，从而将焊带固定在电池片表面。而焊带与电池片表面的细栅线之间形成的合金层，则能够在焊带与电池片表面的细栅线之间起到导电作用。同时合金层可以使焊带与电池片表面的细栅线成为一体结构，即与粘接层一起在焊带与电池片之间起到固定作用。由于合金层内的分子结构较为稳定，因此不易因受到外界温度的影响而出现破裂导致的连接失效现象。因此，本技术一些实施例提供的光伏组件，能够有效确保光伏组件内部结构的连接可靠性，以确保导电稳定性。
7.另外，形成的合金层中所具有的20～40wt％的金属锡使其在焊带以及电池片表面的细栅线之间具有较好的延展性。形成的合金层中所具有的20～50wt％的金属铋可以使其具备较好的润湿性。形成的合金层中所具有的20～40wt％的金属铅可以提升合金层的延展性。形成的合金层中所具有的1～3wt％的金属银可以降低焊带与电池片表面的细栅线之间的串联电阻值。
8.在一些实施方式中，合金层的组成包括锡20～30wt％、铋30～40wt％、铅30～40wt％、银1.6～2.0wt％。
9.在一些实施方式中，合金层的组成还包括铜1～3wt％。这样，通过铜金属良好的导
电性，可以使得焊点与电池片的细栅线之间形成的合金层也具备良好的导电性，有利于降低焊带与电池片表面的细栅线之间的串联电阻。
10.在一些实施方式中，合金层在电池片表面的正投影在细栅线的宽度方向上完全覆盖细栅线。这样，可以确保合金层与电池片表面的细栅线之间具有足够的接触面积和固定面积，而有利于降低合金层处的电流损耗，并使得焊带与电池片表面的细栅线之间具有足够的连接强度。
11.在一些实施方式中，合金层沿焊带的长度方向间隔分布，并与多条细栅线一一对应。这样，电池片表面的每条细栅线所导出的电流均能有效传导至焊带上，以便实现电池片光生电流的输出。
12.在一些实施方式中，沿焊带的长度方向分布的相邻两个粘接层之间间隔有至少一条细栅线。这样，通过合理安排粘接层的分布位置，有利于确保焊带在电池片表面的固定效果，使得焊带不会轻易从电池片表面分离。
13.在一些实施方式中，沿焊带的长度方向分布的粘接层等距间隔设置。这样，可以在焊带与电池片表面之间均匀地起到固定作用，避免焊带上的部分位置由于缺乏约束而容易出现变形移位。
14.在一些实施方式中，粘接层为覆盖在电池片表面的粘接剂，粘接剂包含导电粒子或不包含导电粒子。这样，在电池片表面固定焊带时，只需将粘接剂预先涂覆在电池片表面即可，便于进行电池片的串接。
15.在一些实施方式中，粘接剂呈透明状，且粘接剂的透光率大于或等于85％。这样，可以避免粘接剂在电池片表面造成遮光影响，有利于光线透过粘接剂而到达电池片表面。
16.在一些实施方式中，粘接层的厚度大于或等于70微米且小于或等于180微米。这样，可以避免因粘接层过薄而无法有效起到固定焊带的作用，同时避免因粘接层过厚而造成成本的升高。
17.在一些实施方式中，合金层的熔点大于或等于130℃且小于或等于165℃。这样，可以在较低的温度下实现合金层的形成，而加强焊带与电池片表面之间的固定，避免电池片因采用高温焊接而易出现隐裂以及破片的问题。
附图说明
18.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
19.图1是本技术一些实施例提供的光伏组件中焊带与电池片连接结构的俯视示意图；
20.图2是本技术一些实施例提供的光伏组件中焊带与电池片连接结构的主视示意图；
21.图3是本技术一些实施例提供的光伏组件中另一种焊带与电池片连接结构的主视示意图；
22.图4是本技术一些实施例提供的光伏组件的结构示意图；
23.图5是现有技术的光伏组件中焊带与电池片连接结构的主视示意图。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本技术的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
26.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
27.光伏组件，也被称作电池组件，电池片作为光伏组件的重要组成部分，在光伏组件中起到将太阳能转化为电能的作用。电池片中形成的pn结具有光生伏特效应，能够在太阳光的照射下产生电流，进而可以通过与电池片连接的焊带向外输送。光伏组件在制作过程中，会经历电池片的串焊过程，电池片串焊将多个电池片通过焊带串接在一起。也就是说，不同的电池片通过焊带实现互联，从而使光伏组件得到设定的电压和功率。
28.由于电池片在太阳光照射下所产生的电流需要经过焊带进行输送，因此焊带与电池片的连接可靠性影响着光伏组件的发电稳定性。通常情况下，焊带与电池片之间的连接通过焊接实现。典型的焊接温度在220摄氏度以上，焊带在高温下熔化和电池片表面的银质浆料融合在一起。由于采用高温工艺，电池片容易在高温影响下发生应力翘曲而导致出现隐裂甚至破片。
29.由于高温焊接所带来的不良影响，现有技术中，会通过粘接剂或者导电胶的粘接作用直接将焊带粘接在电池片表面。再通过层压作用使焊带与电池片细栅线接触，实现电路连接，使多个电池片连接成电池串。也就是说，焊带与电池片之间依靠粘接剂或者导电胶连接在一起，焊带与电池片表面的细栅线通过物理接触实现电连接。但是在实际情形中，这种物理连接形式存在导电稳定性低的不足。由于成品光伏组件在户外使用过程中随着温度的变化，不同组成部分有着不同的膨胀系数，导致光伏组件中的封装胶膜、栅线电极、硅片出现不同程度的膨胀。这使得焊带与栅线电极极有可能发生分离，导致光伏组件功率衰减过大。
30.为了解决焊带与电池片表面由于物理接触而存在导电稳定性不足的问题，本技术一些实施例提供了一种光伏组件。光伏组件中的电池片在与焊带通过粘接剂或者导电胶连接的同时，焊带与电池片表面的细栅线接触的部分形成有合金结构，通过合金结构实现焊带与电池片表面的细栅线之间的电连接。合金结构的形成，可以通过112摄氏度至180摄氏度的低温焊接或者层压实现，层压时的温度可以控制在112摄氏度至180摄氏度。焊带可以
是snbipb系，也可以是snbiag系的低温焊带。
31.下面结合图1至图3说明本技术一些实施例提供的光伏组件结构。
32.如图1至图3所示，本技术一些实施例提供的光伏组件10，包括电池片111及焊带112，电池片111表面具有多条相互间隔的细栅线1111。焊带112位于电池片111表面，焊带112与电池片111表面之间分布有粘接层101以及合金层102，焊带112经由粘接层101与电池片111表面连接，并经由合金层102与细栅线1111电连接，合金层102的组成包括锡20～40wt％、铋20～50wt％、铅20～40wt％、银1～3wt％。
33.电池片111是光伏组件10中起到光电转化作用的部分。电池片111通常包括基底、形成在基底上的pn结与钝化结构以及位于电池片111表面的栅线电极。基底通常采用硅基底，硅基底上形成的pn结在光照作用下产生电流。栅线电极包括细栅线1111，用于将pn结产生的电流进行导出。
34.焊带112在光伏组件10中将不同的电池片111串接在一起，起到互联作用。焊带112通常包括铜基体以及包裹在铜基带上的合金涂层，合金涂层在一定温度条件下熔化并与电池片111上的细栅线1111融合。为了减少焊带112在电池片111表面的导电长度，可以使焊带112在电池片111表面的布置方向与电池片111表面的细栅线1111的延伸方向保持垂直状态，以减少焊带112上的电流损耗。
35.粘接层101在光伏组件10中起到粘接焊带112与电池片111的作用，粘接层101可以采用粘接剂或者导电胶，通过粘接层101的粘结作用将焊带112固定在电池片111表面。合金层102形成在焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间，在焊带112与电池片111连接的过程中，通过合金层102使焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间形成良好的电连接效果以及固定效果。
36.合金层102在焊带112与电池片111的层压或低温焊接过程中形成，合金层102的成分构成由焊带112与电池片111上的细栅线1111共同形成，可以是大部分由焊带112上的成分构成，也可以是大部分由电池片111的细栅线1111上的成分构成。合金层102的组成包括锡铋铅银，锡铋铅银均具有导电性。金属锡熔点较高(230℃以上)，可塑性强，形成的合金层102中所具有的20～40wt％的金属锡使其在焊带112以及电池片111表面的细栅线1111之间具有较好的延展性。金属铋可以与金属锡形成共晶体，可以有效降低合金层102的熔点，而且还能有效改善合金层102在焊带112铜基体上的润湿性能，因此形成的合金层102中所具有的20～50wt％的金属铋可以使其具备较好的润湿性。金属铅可以提升合金结构的铺展面积，由于金属铅的再结晶温度低于室温且具有较好的塑性，因此形成的合金层102中所具有的20～40wt％的金属铅可以提升合金层102的延展性。金属银具备较好的导电性，通常用作栅线电极的原料，因此形成的合金层102中所具有的1～3wt％的金属银可以降低焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间的串联电阻值，这有利于减少电池片111栅线电极浆料中的银含量，降低制作电池片111栅线电极的成本。在实际情形中，合金层102中的金属锡可以占到20～25wt％、25～30wt％、30～35wt％或者35～40wt％，优选为20～30wt％；合金层102中的金属铋可以占到20～25wt％、25～30wt％、30～35wt％、35～40wt％、40～45wt％或者45～50wt％，优选为30～40wt％；合金层102中的金属铅可以占到20～25wt％、25～30wt％、30～35wt％或者35～40wt％，优选为30～40wt％；合金层102中金属银的含量占比优选为1.6～2.0wt％。在一个可选的例子中，合金层102的组成包括锡24wt％、铋36wt％、铅
38wt％、银2wt％。
37.本技术一些实施例提供的光伏组件10，在焊带112与电池片111表面之间分布有粘接层101以及合金层102。通过粘接层101可以在焊带112与电池片111之间起到粘接作用，从而将焊带112固定在电池片111表面。而焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间形成的合金层102，则能够在焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间起到导电作用。同时合金层102可以使焊带112与电池片111表面的细栅线1111成为一体结构，即与粘接层101一起在焊带112与电池片111之间起到固定作用。由于合金层102内的分子结构较为稳定，因此不易因受到外界温度的影响而出现破裂导致的连接失效现象。因此，本技术一些实施例提供的光伏组件10，能够有效确保光伏组件10内部结构的连接可靠性，以确保导电稳定性。
38.合金层102的成分构成由焊带112与电池片111上的细栅线1111共同构成，并且合金层102是在112摄氏度至180摄氏度的温度条件下熔化而使焊带112与电池片111表面的细栅线1111发生融合而成。焊带112与电池片111上的细栅线1111的成分共同实现合金层102能够在低温条件下形成，从而可以避免电池片111串接时因采用高温焊接而导致电池片111易出现隐裂以及破片的问题。
39.在本技术的一些实施例中，合金层102的组成还包括铜1～3wt％，优选为0.8～1.2wt％。
40.例如，在一个可选的例子中，合金层102的组成包括锡23wt％、铋36wt％、铅38wt％、银2wt％、铜1wt％。
41.由于金属铜具有良好的导电性能，因此形成的合金层102中所具有的1～3wt％的金属铜可以使其具备较好的导电性能，有利于降低焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间的串联电阻。同时，金属铜可以与其他金属形成共晶体，共同形成低熔点五元合金结构，在相对高温焊接较低温度的条件下就可以形成，使得栅线电极和电池片111以及焊带112的热变形应力也相对较小，因此对于降低光伏组件焊接的破片率有较好的帮助。
42.下表记录了制备在合金层中具有不同特定金属含量的光伏组件时所测定的合金层形成温度以及拉拔力结果。其中，通过控制焊带或者细栅线在连接前的单一金属含量占比，来形成具有不同含量的特定金属的合金层。
43.在制备形成不同的光伏组件样品后，测定所形成的光伏组件中合金层特定金属的含量占比，同时对光伏组件制备时形成合金层的温度进行记录。并且，依次对各光伏组件样品进行合金层的拉拔力测试。在对光伏组件中形成的合金层进行拉拔力测试时，将各光伏组件样品依次放置于测试台上，对焊带进行拉拔，记录形成的合金层脱离细栅线时的拉拔力大小。
44.表一、合金层具有不同含量占比的金属时光伏组件样品的焊接温度及拉拔力测定表
[0045][0046]
从表一中可以看到，当合金层102中的金属锡的含量占到20～40wt％、金属铋的含量占到20～50wt％、金属铅的含量占到20～40wt％、金属银的含量占到1.6～2.0wt％、金属铜的含量占到0.8～1.2wt％时，形成合金层102的焊接温度条件较低，处于140℃至186℃的范围以内，远低于高温焊接时所采用的温度。同时，形成的合金层102连接结构的拉拔力较大，达到3.0n以上，能够较好地确保焊带与细栅线之间的连接强度。
[0047]
并且，从表一中可以看到：
[0048]
一、随着合金层102中金属锡含量的提升，形成合金层102时的焊接温度条件也需要相应提升。也就是说，当合金层102中的金属锡的含量占到20～30wt％时，相较于金属锡的含量占到30～40wt％来说，形成合金层102的焊接温度有所降低，这有利于改善光伏组件制备时因温度较高而出现的隐裂及破片问题。在实际情形中，合金层102中的金属锡的含量占比优选为23wt％。
[0049]
二、随着合金层102中金属铋含量的提升，形成合金层102时的焊接温度条件有所下降，但随着金属铋含量超过一定值时，形成的合金层102连接结构的拉拔力又有所下降。也就是说，当合金层102中的金属铋的含量占到30～40wt％时，相较于金属铋的含量占到20～30wt％以及40～50wt％来说，能够在使形成合金层102的焊接温度条件保持较低范围的同时，使形成的合金层102连接结构的拉拔力较大。在实际情形中，合金层102中的金属铋的含量占比优选为36wt％。
[0050]
三、随着合金层102中金属铅含量的提升，形成合金层102时的焊接温度条件有所下降，同时形成的合金层102连接结构的拉拔力较大。也就是说，当合金层102中的金属铅的含量占到30～40wt％时，相较于金属铅的含量占到20～30wt％来说，形成合金层102的焊接温度条件较低，同时，能够提升形成的合金层102连接结构的拉拔力。在实际情形中，合金层102中的金属铅的含量占比优选为38wt％。
[0051]
在本技术的一些实施例中，合金层102在电池片111表面的正投影在细栅线1111的宽度方向上完全覆盖细栅线1111。
[0052]
这样，一方面可以确保合金层102在电池片111表面的细栅线1111上的接触面积，使得焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间具有较好的导电性。另一方面可以确保合金层102与电池片111表面的细栅线1111之间的固定面积，使得焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间具有足够的连接强度。
[0053]
在能够确保焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间的导电性以及连接强度的情况下，也可以合金层102在电池片111表面的正投影在细栅线1111的宽度方向上部分覆盖细栅线1111。这样，可以减少合金层102的材料使用，降低光伏组件10的制造成本。
[0054]
在本技术的一些实施例中，合金层102沿焊带112的长度方向间隔分布，并与多条细栅线1111一一对应。
[0055]
也就是说，电池片111表面的每条细栅线1111均对应有合金层102与焊带112进行固定与电连接，使得电池片111表面的每条细栅线1111上导出的电流均能够通过合金层102稳定地传输至焊带112。
[0056]
在本技术的一些实施例中，沿焊带112的长度方向分布的相邻两个粘接层101之间间隔有至少一条细栅线1111。
[0057]
为了提高焊带112在与电池片111表面固定时的稳定性，粘接层101对焊带112与电池片111表面起到粘接作用的位置不止一处。同时，沿焊带112的长度方向分布的相邻两个粘接层101之间被细栅线1111隔开，相邻两个粘接层101之间可以间隔有一条或者多条细栅线1111。在焊带112与电池片111表面通过粘接层101固定后，可以顺利完成合金层102的形成，以便在粘接层101起到粘接作用的基础上，能够继续形成合金层102以通过合金层102加强焊带112与电池片111之间的连接强度。
[0058]
实际情形中，为了确保焊带112固定在电池片111表面上时的稳定性，可以增加粘接层101的分布位置。如图2所示，可以一条细栅线1111作为相邻两个粘接层101之间的分界，或者，如图3所示，可以两条细栅线1111作为相邻两个粘接层101之间的分界。
[0059]
在本技术的一些实施例中，沿焊带112的长度方向分布的粘接层101等距间隔设置。
[0060]
也就是说，沿焊带112的长度方向分布的任意两个相邻的粘接层101之间的距离相等。粘接层101沿焊带112的长度方向均匀分布在电池片111表面。这样，可以使得粘接层101起到的粘接作用较为均匀，能够使焊带112较为稳定地固定在电池片111表面，而不会因为焊带112的部分位置由于缺少约束而出现弯曲现象。
[0061]
在本技术的一些实施例中，粘接层101为覆盖在电池片111表面的粘接剂，粘接剂包含导电粒子或不包含导电粒子。
[0062]
粘接剂可以在电池片111表面需要固定焊带112时，涂覆在电池片111表面，进而将焊带112与粘接剂进行粘合，使焊带112固定在电池片111表面。这样便于进行电池片111串接的，简化焊带112的固定过程。
[0063]
另外，粘接剂中可以包含导电粒子，在粘接剂包含有导电粒子的情况下，也可以通过粘接剂实现焊带112与电池片111表面上的细栅线1111之间的电连接。而在粘接剂不包含导电粒子的情况下，粘接剂则可以在电池片111表面起到固定焊带112的作用。
[0064]
另外，粘接剂可以呈透明状，且粘接剂的透光率大于或等于85％。
[0065]
呈透明状的粘接剂，不会影响电池片111在光照作用下对太阳光的吸收效率。即不会在光伏组件10中存在遮光影响，光线可以顺利透过粘接剂而到达电池片111表面。
[0066]
在本技术的一些实施例中，粘接层101的厚度大于或等于70微米且小于或等于180微米。
[0067]
这样，通过控制粘接层101的厚度大于或等于70微米，可以使得粘接层101起到较为稳定的固定效果，能够使焊带112不会轻易从电池片111表面分离。而通过控制粘接层101的厚度小于或等于180微米，可以节省粘接剂的使用，降低光伏组件10制作时的成本。
[0068]
在本技术的一些实施例中，合金层102的熔点大于或等于130摄氏度且小于或等于165摄氏度。
[0069]
这样，形成合金层102的温度条件远小于高温焊接时的温度条件，可以避免电池片111因受到高温影响而出现隐裂或者破片。同时，只需控制电池片111与焊带112的层压温度为130摄氏度至165摄氏度，便可将合金层102融化而使焊带112与电池片111表面的细栅线1111融合。
[0070]
另外，本技术一些实施例提供的光伏组件10在进行电池片111串接时，可以先在电池片111表面涂覆粘接剂，然后将焊带112按照粘接剂所在位置定位在电池片111上，同时使焊带112预留出一定长度。进而将粘接有焊带112的电池片111上露出的焊带112转移至另一电池片111的表面，这样依次进行多个电池片111的串接，待粘接剂固化后将焊带112固定在电池片111上，而形成电池串11。其中，电池片111可以为单面太阳能电池，也可以为双面太阳能电池，焊带112可以仅在电池片111的一面进行串接，也可以同时在电池片111的两面进行串接。
[0071]
如图4所示，完成电池片111的串接后，在电池串11的正面与背面分别形成包含封装胶膜12以及盖板13的叠层，以形成层压件。封装胶膜12可以为eva胶膜、poe胶膜、epe胶膜或者pvb胶膜。进而将层压件放入层压机的层压腔内，设定一定的温度对层压件进行层压，使封装胶膜12融化而填充在电池串11周围，并固定层压件的各个组成部分而形成光伏组件10。
[0072]
其中，合金层102在一定的层压温度条件下形成在焊带112与电池片111表面之间，与粘接剂一起将焊带112牢牢地固定在电池片111表面。同时，合金层102在焊带112与电池片111表面的细栅线1111之间形成导电通道，而起到电连接焊带112与电池片111的作用。
[0073]
相较于图5所示现有技术中光伏组件直接通过粘接层101实现焊带112与电池片111之间的固定连接，本技术一些实施例提供的光伏组件通过形成合金层102可以对焊带112与电池片111起到更好的固定效果，以确保焊带112与电池片111之间具有良好的导电稳定性。
[0074]
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本技术的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本技术的精神和范围。