CN104659122B - 一种晶硅电池片及晶硅电池组件及晶硅电池片的连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对现有晶硅电池组件通过焊带串联连接，使得电池组件的成本高、有效输出功率被降低及焊接时操作难度大的不足，提供一种晶硅电池片及晶硅电池组件及晶硅电池片的连接方法，本电池组件的电池片包括晶硅电池片基体和设置在电池片基体背面、作为电池片正极的金属背场，所述晶硅电池片基体的正面设置有多条副栅线，在电池片的正面各条副栅线的两端部间均不设置电池片正面主栅线，在金属背场上与副栅线两端部间相对的位置均不设置电池片背面主栅线，采用本结构的晶硅电池片和组件有效的提高了电池片的输出功率，节约材料及工序，降低成本并提高了工作效率，由于电池片间叠置连接，省去了焊带。

Description

一种晶硅电池片及晶硅电池组件及晶硅电池片的连接方法
技术领域
本发明涉及一种晶硅电池片及一种能够省去焊带的晶硅电池组件及晶硅电池组件的连接方法。
背景技术
现有技术中，普遍认为，当细栅线的长度超过50mm时主栅线对细栅线的汇流效果会变差，因此为了使电池片的汇流效果好，硅晶电池片普遍采用如下结构：包括晶硅片本体，在晶硅片本体上设置有多条细栅线和连接各细栅线的至少二条主栅线，每条主栅线与各细栅线串联连接，由主栅线将各条细栅线分隔成至少两个区域，由主栅线对各细栅线的电流进行汇集。如专利号为201120496826.3的中国发明专利，其公告号为CN202339923U，或者专利号为201120507425.3的中国发明专利，其公告号为CN202339925U，及专利号为2011205065.3的中国发明专利，其公告号为CN202339926U，均公开了上述结构的晶硅电池。采用上述结构的晶硅电池片制作晶硅电池组件具有如下不足：1)需使用焊带串联各电池片的主栅线，从而将多个电池片的电流汇集成一个总的电流，焊带和主栅线增加了电池组件的制造成本；2)由于主栅线是几乎贯穿整个电池片的宽度的，在连接各电池片时，需采用焊带将各电池片上的主栅线覆盖起来，为保证电池片的有效功率，焊带需将主栅线全覆盖并不能超出主栅线，在行业内称为“零露白”，零露白给焊接工艺提出了很高的要求，至今行业内也不能实现真正达到“零露白”；3)由于电池片为晶硅电池，焊带采用的是铜基质焊带，硅和铜的热膨胀系数之比为1∶6，因此，在焊接过程中，硅基质的硅晶片与铜基质的焊带受热后膨胀变形情况具有极大差异，极易导致组件产生断栅甚至裂片，严重影响组件成品质量；4)设置在电池片上的焊带占用了每个电池片的有效采光面积，降低了组件的转换效率，有研究表明，主流三栅60片的电池组件如果能将焊带遮挡面积利用起来每个组件的有效功率能够增加4至5瓦；5)由于在电池组件中，是由焊带将各电池片串联在一起的，在相邻的两片电池片中，两片电池片的正面均向上设置，焊带的一端连接其中一电池片的正面，焊带的另一端连接另一电池片的反面，焊带由一电池片的正面穿行至另一电池片的反面时需要在两片相邻的电池片间留有一定间隙。这个间隙被为“片间距”，该“片间距”增加了用于封装电池组件的EVA、TPT和玻璃等原材料的面积，增加了整个电池组件的体积，同时增加了制作成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有晶硅电池组件通过焊带串联连接，使得电池组件的成本高、有效输出功率被降低及焊接时操作难度大的不足，提供一种晶硅电池片及晶硅电池组件。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种晶硅电池片，包括晶硅电池片基体和设置在电池片基体背面、作为电池片正极的金属背场，在所述晶硅电池片基体的正面设置有多条副栅线，各条副栅线不相交，各条副栅线的端部一均设置在电池片端部一处，各条副栅线的端部二均设置在电池片基体端部二处，在电池片的正面各条副栅线的两端部间均不设置电池片正面主栅线，在金属背场上与副栅线两端部间相对的位置均不设置电池片背面主栅线；
在所述电池片基体的正面和背面均不设置主栅线；
在电池片基体的正面设置至少一条电池片正面主栅线，在电池片基体的背面的金属背场上设置至少一条电池片背面主栅线，电池片正面主栅线和电池片背面主栅线均位于电池片的端部沿电池片的边沿设置；
所述的电池片正面主栅线为一条，与副栅线的端部一/端部二电连接，所述电池片背面主栅线为一条，位于副栅线的端部二/端部一处；
所述的电池片正面主栅线为两条，沿电池片的两相邻边部相交设置，其中一条电池片正面主栅线与副栅线的端部一/端部二电连接；所述电池片背面主栅线为两条，沿电池片的另外两相邻边部相交设置，其中一箱电池片背面主栅线对应于副栅线的端部二/端部一设置；
所述的电池片正面主栅线为一条，与副栅线的端部一/端部二电连接，所述电池片背面主栅线为三条，其中一条电池片背面主栅线位于副栅线的端部二/端部一处，另外两条电池片背面主栅线的一端分别与位于副栅线的端部二/端部一处的电池片背面主栅线的对应端电连接；
所述的副栅线沿电池片的边部平行设置，电池片正面主栅线和电池片背面主栅线与主栅线平行或垂直设置；
一种晶硅电池组件，包括至少一组由至少两个串联的电池片组成的电池组件串，各电池组件串间串联连接，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的电池片，在每个电池组件串中，两相邻电池片通过前电池片副栅线的端部二与后电池片副栅线的端部一处对应的电池片金属背场叠置固定串联电连接；
所述的两相邻电池片通过导电胶带或焊带固定电连接；
所述的光伏电池组件包括至少两个电池组件串，各电池组件串并列排列，相邻两排电池组件的首端或尾端通过汇流带或焊带或电池胶带固定连接；
两相邻电池片通过前电池片副栅线的端部二与后电池片副栅线的端部一处对应的电池片金属背场叠置固定串联电连接；
所述的两相邻电池片通过导电胶带或焊带固定电连接。
本发明与现有技术相比有以下几点有益效果：由于在电池片的正面、在副栅线的两端间及电池片的背面与副栅线的两端部相对应的部位均不设置主栅线，因此主栅线不会占用电池片的有效工作面积或占用很少的电池片的有效工作面积，提高了电池片的输出功率。
由于在电池片上不设置主栅线或将主栅线沿电池片的边部设置，因此主栅线不会占用电池片的有效工作面积，或占用很少的电池片的有效工作面积，提高了电池片的输出效率。重要的是由于不设置主栅线或在电池片的连部设置主栅线，主栅线的数量明显减少，因此可节省焊带，或不用焊带进行汇流，因此可省去焊带焊接工艺，节约材料及工序，降低成本时提高了工作效率。
对于电池组件，由于电池片间叠置连接，因此省去了焊带，不仅节约了焊带材料，且省去了焊带工艺，使得因采用焊带焊接带来的电池片易碎等问题都得到了有效的解决，为本行业提供了一种新型结构的电池组件和电池组件制作技术。
采用本发明方法连接电池片，由于两相邻电池片是通过前电池片副栅线的端部二与后电池片副栅线的端部一处对应的电池片金属背场叠置固定串联电连接的，因此可以省去焊带，节约了焊带省去了焊接工艺，且提高了电池片的输出功率。
附图说明
图1.1本发明晶硅电池片第一种实施例结构示意图；
图1.2为图1.1的D-D剖视图；
图1.2.1为图1.2的F部局部放大图；
图1.3为图1.1的A-A剖视图；
图1.3.1为图1.3的C部局部放大图；
图1.3.2为图1.3的E部局部放大图；
图1.4为图1.3的仰视图；
图2.1本发明晶硅电池片第二种实施例结构示意图；
图2.2为图2.1的I-I剖视图；
图2.2.1为图2.2的L部局部放大图；
图2.3为图2.1的H-H剖视图；
图2.4为图2.3的仰视图；
图3.1为本发明晶硅电池片第三种实施例结构示意图；
图3.2为图3.1的后视图；
图4为采用本发明实施例电池片组成光伏电池组件连接结构实施例一示意图；
图4.1为图4D部局部放大图；
图4.2为采用本发明实施例电池片组成光伏电池组件连接结构实施例二示意图；
图5为采用本发明实施例2电池片组成光伏电池组件时连接结构实施例三示意图。
图6.1为本发明晶硅电池片第四种实施例结构示意图；
图6.2为图6.1的后视图；
图7.1为本发明晶硅电池片第五种实施例结构示意图；
图7.2为图7.1的后视图；
图8.1图5为本发明晶硅电池片图6.1和图7.1组成晶硅电池组件时连接结构实施例四示意图；
图8.1.1为图8.1的N-N剖视图；
图8.1.2为图8.1的M-M剖视图。
附图标记说明
1-电池片基体，2-电池片正面主栅线，3-金属背场，4-电池片背面主栅线，5-副栅线，6-导电胶带，7-电池片，8-汇流条 9-引出正极 10-引出负极 11-端部一 12-端部二 13-电池片基体端部一 14-电池片基体端部二 15-加长片 16-普通片
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述：
如图1.1至3.2所示，本发明结构的太阳能晶硅电池片包括电池片基体1和作为电池片正极的金属背场3，在电池片基体1的正面设置有多条细栅线称为副栅线5，各条副栅线5均具有端部一11和端部二12，各条副栅线的端部一11位于电池片基体端部一13，各条副栅线的端部二12位于电池片基体端部二14，各条副栅线可以是直线型的，也可以是曲线型的，但各条副栅线不相交，各条副栅线5可以平行排列，也可以是放射性排列的。在此基础上，本发明具有如下优选的实施例，但不限于如下实施例。优选金属背场3为铝背场。
实施例1，在电池片基体的正面和反面均不设置主栅线。也就是本发明的电池片上不设置主栅线。
实施例2，仅在电池片基体的正面、位于各条副栅线的端部二处设置电池片正面主栅线2，电池片正面主栅线与各条副栅线电连接，在电池片基体的背面、位于电池片的基体的端部一处设置有电池片背面主栅线4，电池片背面主栅线4与金属背场3电连接。这样设置主栅线，电池片正面主栅线位于电池片端部一处，电池片背面主栅线位于电池片端部二处，电池片主栅线仅沿电池片基体的边部设置，在电池片的正面和背面的中间部位均不设置电池主栅线，因此增加了电池片的有效采光面积。
实施例3
如图3.1至3.2所示，为实施例2的进一步改进，是在电池片的正面位于电池片端部二处及与电池片端部二相邻的上端或下端分别设置有一电池片正面主栅线2，两条电池片正面主栅线电连接，在电池片的背部，位于电池片端部一处和电池片下端或上端分别设置一条电池片背面主栅线，两条电池片背面主栅线电连接。
无论采用上述任一实施例结构的电池片组成晶硅电池组件时，相邻的电池片均通过端部一和端部二叠置的方式进行连接，也就是在同一行排列的电池片间第一片电池片端部二与第二片电池片端部一重叠设置电连接，各电池片间的连接依次类推。将各电池片串联起来，形成电池组件供电。为了增加电池片的采光面积，减少电池组件的长度，可以设置多行由多个电池片串联的电池组件串，各串间再通过汇流带或者焊带串联连接。
实施例4
如图6.1和6.2所示，是在电池片的正面位于电池片端部二处设置有一电池片正面主栅线2，在电池片的背部，位于电池片端部一处和电池片下端和上端分别设置一条电池片背面主栅线，三条电池片背面主栅线电连接。
实施例5
如图7.1和7.2所示，是在电池片的正面位于电池片下端或上端处设置有一电池片正面主栅线2，在电池片的背部，位于电池片端部一处和电池片端部二处分别设置一条电池片背面主栅线，两条电池片背面主栅线电连接。
电池组件实施例A：
如图2.1-2.4及图4.2所示，选用实施例1所示的电池片，将三片电池片采用首尾叠压的方式连接在一起，并通过导电胶带6将相邻两电池片的首尾两端固定粘结组成电池组件串一，再用同样的方式形成电池组件串二、电池组件串三的电池组件串四，电池组件串一的最后一片电池片的端部二通过汇流带或焊带与电池组件串二的最后一片电池片串联连接，电池组件串二的第一片电池片端部一与电池组件串三的第一片电池片端部一通过焊带或汇流带串接，电池组件串三的最后一片电池片的端部二通过汇流带或焊带与电池组件串四的最后一片电池片串联连接，电池组件串三的第一片电池片端部一与电池组件串四的第一片电池片端部一通过焊带或汇流带串接组成一个电池组件。由电池组件串一的第一片电池片端部一设置焊带或汇流带形成电池组件的引出正极，由电池组件串四的第一片电池片端部一设置焊带或汇流带形成电池组件的引出负极。当然，各电池片可以是水平放置的，也可以是倾斜设置的。
电池组件实施例B：
如图1.1-1.4及图4和4.1所示，选用实施例2所示的电池片，将三片电池片采用叠压的方式连接在一起，并通过导电胶带6粘结相对的主栅线组成电池组件串一，再用同样的方式形成电池组件串二、电池组件串三的电池组件串四，电池组件串一的最后一片电池片的端部二通过汇流带或焊带与电池组件串二的最后一片电池片串联连接，电池组件串二的第一片电池片端部一与电池组件串三的第一片电池片端部一通过焊带或汇流带串接，电池组件串三的最后一片电池片的端部二通过汇流带或焊带与电池组件串四的最后一片电池片串联连接，电池组件串三的第一片电池片端部一与电池组件串四的第一片电池片端部一通过焊带或汇流带串接组成一个电池组件。由电池组件串一的第一片电池片端部一设置焊带或汇流带形成电池组件的引出正极，由电池组件串四的第一片电池片端部一设置焊带或汇流带形成电池组件的引出负极。汇流带或焊带通过相应的主栅线将各电池组件串串联连接在一起。
电池组件实施例C：
电池片实施例5和电池片实施例4结合使用，组成电池组件实施例C。如图8.1和8.1.1和8.1.2所示，电池片实施例5所示结构的电池片的高度大于实施例4所示结构的电池片的高度，因此，将电池片实施例5结构的电池片称为加长片15，将实施例4所示结构的电池片称为普通片16。采用实施例A的连接方式，将二片普通片和一片加长片串结成电池组件串一、电池组件串二、电池组件串三、电池组件串四，其中加长片位于奇数行电池组件串的尾端、位于偶数行电池组件串的首端。由电池组件串二的最后一片电池片的上端叠置在位于电池组件串一尾端的加长片的下端上，由电池组件串二的位于首位的加长片的下端叠置在位于电池组件串三的位于首端的普通片的上端下方，由电池组件串四的最后一片电池片的上端叠置在位于电池组件串三尾端的加长片的下端上。其余同实施例A。

Claims (7)

1.一种晶硅电池组件，包括至少二组由至少两个串联的电池片组成的电池组件串，各电池组件串间分行串联连接，其特征在于，所述的电池片包括晶硅电池组件基体(1)和设置在电池片基体背面、作为电池片正极的金属背场，在所述晶硅电池组件基体的正面设置有多条副栅线，其特征在于，各条副栅线不相交，各条副栅线的端部一均设置在电池片端部一处，各条副栅线的端部二均设置在电池片基体端部二处，在电池片的正面各条副栅线的两端部间均不设置电池片正面主栅线，在金属背场上与副栅线两端部间相对的位置均不设置电池片背面主栅线，在电池片基体的正面设置至少一条电池片正面主栅线，在电池片基体的背面的金属背场上设置至少一条电池片背面主栅线，电池片正面主栅线和电池片背面主栅线均位于电池片的端部沿电池片的边沿设置；
在每个电池组件串中，两相邻电池片通过前电池片副栅线的端部二设置的电池片正面主栅线与后电池片副栅线的端部一处设置的电池片背面主栅线叠置固定串联电连接，在每个电池组件串中，奇数行电池组件串的尾电池片为加长片，其高度高于其它电池片的高度，位于偶数行电池组件串的首电池片为加长片，其高度高于其它电池片的高度，相邻行的电池组件串通过其首电池片和尾电池片的上端和下端相互叠置串联电连接。
2.如权利要求1所示的一种晶硅电池组件，其特征在于，所述的电池片正面主栅线为一条，与副栅线的端部一/端部二电连接，所述电池片背面主栅线为一条，位于副栅线的端部二/端部一处。
3.如权利要求1所示的一种晶硅电池组件，其特征在于，所述的电池片正面主栅线为两条，沿电池片的两相邻边部相交设置，其中一条电池片正面主栅线与副栅线的端部一/端部二电连接；所述电池片背面主栅线为两条，沿电池片的另外两相邻边部相交设置，其中电池片背面主栅线对应于副栅线的端部二/端部一设置。
4.如权利要求1所示的一种晶硅电池组件，其特征在于，所述的电池片正面主栅线为一条，与副栅线的端部一/端部二电连接，所述电池片背面主栅线为三条，其中一条电池片背面主栅线位于副栅线的端部二/端部一处，另外两条电池片背面主栅线的一端分别与位于副栅线的端部二/端部一处的电池片背面主栅线的对应端电连接。
5.如权利要求1-4各项之一所示的一种晶硅电池组件，其特征在于，所述的副栅线沿电池片的边部平行设置，电池片正面主栅线和电池片背面主栅线与主栅线平行或垂直设置。
6.如权利要求1-4各项之一所述的一种晶硅电池组件，其特征在于，所述的两相邻电池片通过导电胶带固定电连接。
7.如权利要求1-4各项之一所述的一种晶硅电池组件，其特征在于，相邻行的电池组件串的尾电池片的下端/上端与首电池片的上端/下端通过首电池片和尾电池片上端或下端设置的电池片正面主栅线或电池片背面主栅线相互叠置串联电连接。
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