CN108687418B - 一种太阳电池的焊带连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳电池的焊带连接方法，它针对现有技术中太阳电池组件汇流焊接过程中焊点多、制造成本高的技术问题，通过焊带连接方法的设置，有效地降低了传统三主栅至五主栅组件叠层焊接工作量60%~80%，降低多主栅组件汇流焊接工作量90%以上，大幅降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳电池的焊带连接方法，用于在太阳电池焊接过程中，减少焊接点的数量。属于太阳电池生产技术领域。
背景技术
传统的太阳电池通常具有3～5根主栅，电池片通过视觉定位后被拾取装置拾取，放置在焊带上，电池定位后其上部电极放置另一排互连条焊带，在传输机构的带动下，电池按一定的节拍、间距有序通过红外、电磁感应、热风等加热元件作用下，通过互连条焊带实现相邻的电池正负电极相连，从而实现电池的串联过程。在叠层焊接过程中，通常电池串按照组件设计的间距摆放在夹胶膜上，通过电烙铁的作用下，使用汇流条焊带将电池串连接起来，实现电池串之间的电路连接。以典型的156×156mm三主栅多晶电池，6串×8片/串的组件产品为例进行说明：串焊工序完成后的单串电池如图1所示，图中，1为三主栅电池；2为第一/第二互连条焊带；3为第一汇流条焊带；随后，单串电池进行汇流，形成如图2所示的太阳电池串组，图中，3为第一汇流条焊带；4为组件引出线焊带；5为第一互连条与第一汇流条新增焊点；6为第一汇流条与引出线的焊点。在汇流过程中，相应的焊点在绝大多数工厂仍以人工手工焊接方式完成，工作量非常大。即使在相对较为简化的分体式接线盒的组件连接方案中，汇流工序中的总焊点数量为42个，其中：汇流条与互连条的焊点共有36个，汇流条与引出线焊点为6个，如图2所示。
随着高效电池组件技术的发展，多主栅技术将逐渐成为未来高效组件技术的主流。多主栅太阳电池组件的标称最大输出功率可以提高2.5％～3％。多主栅电池的主栅数量通常为10～15个。以典型的12栅为例，如果仍采用上述的传统串焊方式，产出的单串电池如图3所示，图中，7为多主栅电池；在汇流焊接过程中，互连条与汇流条的焊点数量会变为144个，图中新增与汇流条焊接点位置均用圆点标示了出来；组件按较为简化的分体式接线盒连接方案，焊点的总数量为150个，其中6个为汇流条引出线焊点，如图4所示。而且，从3栅变成12栅后，相邻互连条与汇流条之间的焊点距离缩短，在点焊过程中，会发生热的干涉；同时多主栅的互连条通常是截面为圆形的焊带，焊接难度进一步增大，焊接效率降低，导致汇流焊的效率降低为原来的1/5～1/6左右。因此对于多主栅技术的推广，汇流焊接将成为整个组件工艺过程中的重大瓶颈。
为此，需要设计一种太阳电池的焊接方法，降低太阳电池在焊接过程的焊点数量，提高生产效率，降低生产成本。
发明内容
本发明针对现有技术中的上述技术问题，提供一种太阳电池的焊带连接方法，有效地降低焊点数量，降低生产成本。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：在单串电池串的首端和/或尾端焊接定长汇流条，随后，首端和/或尾端具有定长汇流条的单串电池串再焊接形成光伏组件的电池片组串。
进一步地，在电池片串焊的同时，在单串电池串的首端和/或尾端焊接定长汇流条。
进一步地，在电池片串焊的完成后，在单串电池串的首端和/或尾端焊接定长汇流条。
具体地，所述的太阳电池的焊带连接方法，包括如下步骤：
S1：将固定长度的第一汇流条放置在串焊装置的传输/焊接平台的预热区域上，焊带夹钳抓取与电池片的主栅电极的数量一致的数条第一互连条焊带放置在第一汇流条上；或者，焊带夹钳抓取与电池片的主栅电极的数量一致的数条第一互连条焊带放置在串焊装置的传输/焊接平台的预热区域上，将固定长度的第一汇流条放置在所述第一互连条焊带的顶部；
S2：机械手拾取首片电池，放置在第一汇流条下方的第一互连条焊带上，电池的各主栅电极分别与第一互连条焊带对应；
S3：在电池片的上表面放置与电池片的主栅电极的数量一致的数条第二互连条焊带；第二互连条焊带的一端位于一块电池片上方，另一端位于下一块电池片的下方构成其第一互连条焊带，从而实现前后电池片的串联；
S4：通过串焊机的加热元件作用区域，实现第一汇流条与第一互连条焊带连接；在串焊机的焊接区域，实现第一汇流条与互连条焊带的焊接，以及，互连条焊带与电池片的焊接；
S5：重复步骤S2-S4，直至同一列电池片的尾片电池时，前一片电池片的第二互连条焊带构成尾片的第一互连条焊带，放置尾片电池于其上，在尾片电池的尾端放置第二汇流条，随后在尾片电池的上表面放置与电池片的主栅电极的数量一致的数条第二互连条焊带，在串焊机的焊接区域，实现第二汇流条与互连条焊带的焊接，以及，互连条焊带与电池片的焊接；
S6：将经过步骤S5后形成的单串电池串，其首端和尾端均焊接有定长汇流条，按照组件设计的间距摆放在夹胶膜上，通过电烙铁的作用下，使用汇流条焊带将电池串搭焊连接起来，形成光伏组件的电池片组串。
进一步地，在步骤S1中，第一汇流条的下表面接触具有加热功能的底板。
进一步地，在步骤S3中，电池片通过串焊装置传输/焊接平台上的真空吸附装置压紧位于其下方的互连条焊带。
进一步地，在步骤S1、S5中，第一汇流条、第二汇流条，以及，第一互连条、第二互连条通过串焊装置传输/焊接平台上的真空吸附装置或机械固定方式固定在平台上。
进一步地，所述第一汇流条、第二汇流条的长度最小值为组件中标准电池片的最外侧两根主栅线的中心距L1,长度最大值为L1+2×L2，所述第一汇流条、第二汇流条的放置相对电池片在宽度方向上的中心线呈两侧对称布置，其中，L2为组件中相邻两块标准电池片的最邻近的两根主栅线的中心距。
进一步地，在焊接区域的上部设置有下压装置，下压装置压紧汇流条与互连条焊带，以及，互连条焊带与电池片；之后，由加热元件进行加热，随后，加热元件冷却，当焊点温度降至汇流条镀锡涂层熔点以下时，下压装置抬起，使电池串继续向前传输。
进一步地，所述电池片经传统串焊工艺串接成单个电池串后，采用在线或离线自动焊接装置，将电池串首端和/或尾端的互连条与定长汇流条焊接；完成端部汇流条焊接后再将各电池串进行叠层摆串和汇流条端部搭接焊接；形成光伏组件的电池片组串。作为一种具体的实施方式，在电池片串焊的同时，在单串电池串的首端和/或尾端焊接定长汇流条。
本发明具有如下有益效果：
本发明克服了太阳电池组件汇流焊接过程中焊点多、制造成本高的缺点，可有效降低传统三主栅至五主栅组件叠层焊接工作量60％～80％，降低多主栅组件汇流焊接工作量90％以上，从而大幅降低制造成本。
附图说明
图1为三主栅电池常规电池单串；
图2为三主栅电池组件常规叠层焊接示意图；
图3为多主栅电池常规电池单串；
图4为多主栅电池组件常规叠层焊接示意图；
图5为本发明的多主栅电池的电池单串；
图6为本发明的多主栅电池组件的叠层示意图；图中新增与汇流条焊接点位置均用圆点标示；
图中，1为三主栅电池；2为第一/第二互连条焊带；3为第一汇流条焊带；4为组件引出线焊带；5为第一互连条与第一汇流条新增焊点；6为第一汇流条与引出线的焊点；7为多主栅电池；8为相邻单串预焊汇流条的搭焊点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步以详细描述。
实施例1：
如图5、图6所示，以具有12条主栅的多主栅电池7作为串焊对象，以传统的红外加热的串焊机为串焊设备为例进行说明。
本发明中，将位于一串电池片中的首片电池的顶端的汇流条定义第一汇流条；将位于一串电池片中的尾片电池的底端的汇流条定义第二汇流条，第一汇流条、第二汇流条统称汇流条；将位于电池片背面的互连条焊带定义为第一互连条焊带，将位于电池片正面(受光面)的互连条焊带定义为第二互连条焊带，第一互连条焊带、第二互连条焊带统称互连条焊带；定义有序地排列、组成一个光伏组件的所有电池片的集合为一个光伏组件的电池片组串。上述定义仅为了描述的方便，并非对其结构进行限定。
本实施例的太阳电池的焊带连接方法，包括如下步骤：
S1：将固定长度的第一汇流条3放置在串焊装置的传输/焊接平台的预热区域上，焊带夹钳抓取与电池片的主栅电极的数量一致的数条第一互连条焊带2放置在第一汇流条上；
第一汇流条、第二汇流条的长度最小值为组件中标准电池片的最外侧两根主栅线的中心距L1,长度最大值为L1+2×L2；且第一汇流条的放置相对电池片在宽度方向上的中心线呈两侧对称布置；上述设置可保证后续叠层汇流时有可以足以搭接的长度且各列电池串的搭接长度大致相等；第一汇流条3的下表面接触具有加热功能的底板；保证后续的焊接热量；
S2：机械手拾取首片电池，放置在第一汇流条3下方的第一互连条焊带上2，电池的各主栅电极分别与第一互连条焊带对应，在本实施例中，第一互连条焊带2的数量为12条；
S3：在电池片的上表面放置与电池片的主栅电极的数量一致的数条第二互连条焊带2；第二互连条焊带的一端位于一块电池片上方，另一端位于下一块电池片的下方构成其第一互连条焊带，从而实现前后电池片的串联；
S4：通过串焊机的加热元件作用区域，实现第一汇流条与第一互连条焊带连接；在串焊机的焊接区域，实现第一汇流条与互连条焊带的焊接，以及，互连条焊带与电池片的焊接；
S5：重复步骤S2-S4，直至同一列电池片的尾片电池时，前一片电池片的第二互连条焊带构成尾片的第一互连条焊带，放置尾片电池于其上，在尾片电池的尾端放置第二汇流条，随后在尾片电池的上表面放置与电池片的主栅电极的数量一致的数条第二互连条焊带，在串焊机的焊接区域，实现第二汇流条与互连条焊带的焊接，以及，互连条焊带与电池片的焊接；
S6：将经过步骤S5后形成的单串电池串，其首端和尾端均焊接有定长汇流条，按照组件设计的间距摆放在夹胶膜上，通过电烙铁的作用下，使用汇流条焊带将电池串搭焊连接起来，形成光伏组件的电池片组串。
采用本发明提供的太阳电池的焊带连接方法，在整个6串的12主栅电池组件，搭焊点8的数量仅为5个，加之引出线与汇流条焊带焊接的6个连接点，在叠层工序中，所有的焊点数量仅为11个，相比图4所示的常规焊接方式，其焊点数量为144个加6个引出焊接点工共150个叠层焊接焊点数量，减少了92.7％，由此产生的生产效率约提升95％，制造成本将大幅缩减。若单串端部焊接的定长汇流条长度接近电池片宽度时，则需要引入辅助搭接焊接的短汇流条，辅助搭接的短汇流条长度为1～3倍的相邻电池片串间距，搭接位置的焊点数量从5个变成10个，总焊点的数量变为16个，因此叠层焊接工序的生产效率提升89％。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：将本发明的太阳电池的焊带连接方法用于普通的三主栅、四主栅、五主栅组件中，步骤与实施例1的步骤相同。
使用本发明后，在三主栅、四主栅、五主栅组件的焊接过程中，最为常见的6串电池叠层焊接总焊点数量分别从42个、54个、66个降低到11个焊点。叠层焊接工序的生产效率提升约70～80％。若引入辅助搭接焊接的第三汇流条，搭接位置的焊点数量从5个变成10个，总焊点的数量变为16个，因此叠层焊接工序的生产效率提升约60～75％。
实施例3：
本实施例与实施例1的不同之处在于：在步骤S1中，首先，焊带夹钳抓取与电池片的主栅电极的数量一致的数条互连条焊带放置在串焊装置的传输/焊接平台的预热区域上，随后，将固定长度的第一汇流条放置在所述互连条焊带的顶部。其余步骤与实施例1相同。
实施例4：
不实施例与实施例1的不同之处在于：
电池片采用传统的串焊方法焊接成单个电池串后，采用在线或离线自动焊接装置，将电池串首端和/或尾端的互连条与定长汇流条焊接；完成端部汇流条焊接后再将各电池串进行叠层摆串和汇流条端部搭接焊接；形成光伏组件的电池片组串。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：在单串电池串的首端和/或尾端焊接定长汇流条，随后，首端和/或尾端具有定长汇流条的单串电池串再焊接形成光伏组件的电池片组串，所述汇流条的长度最小值为组件中标准电池片的最外侧两根主栅线的中心距L1,长度最大值为L1+2×L2，所述汇流条的放置相对电池片在宽度方向上的中心线呈两侧对称布置；包括如下步骤：
S1：将固定长度的第一汇流条放置在串焊装置的传输/焊接平台的预热区域上，焊带夹钳抓取与电池片的主栅电极的数量一致的数条第一互连条焊带放置在第一汇流条上；或者，焊带夹钳抓取与电池片的主栅电极的数量一致的数条第一互连条焊带放置在串焊装置的传输/焊接平台的预热区域上，将固定长度的第一汇流条放置在所述第一互连条焊带的顶部；
S2：机械手拾取首片电池，放置在第一汇流条下方的第一互连条焊带上，电池的各主栅电极分别与第一互连条焊带对应；
S3：在电池片的上表面放置与电池片的主栅电极的数量一致的数条第二互连条焊带；第二互连条焊带的一端位于一块电池片上方，另一端位于下一块电池片的下方构成其第一互连条焊带，从而实现前后电池片的串联；
S4：通过串焊机的加热元件作用区域，实现第一汇流条与第一互连条焊带连接；在串焊机的焊接区域，实现第一汇流条与互连条焊带的焊接，以及，互连条焊带与电池片的焊接；
S5：重复步骤S2-S4，直至同一列电池片的尾片电池时，前一片电池片的第二互连条焊带构成尾片的第一互连条焊带，放置尾片电池于其上，在尾片电池的尾端放置第二汇流条，随后在尾片电池的上表面放置与电池片的主栅电极的数量一致的数条第二互连条焊带，在串焊机的焊接区域，实现第二汇流条与互连条焊带的焊接，以及，互连条焊带与电池片的焊接；
S6：将经过步骤S5后形成的单串电池串，其首端和尾端均焊接有定长汇流条，按照组件设计的间距摆放在夹胶膜上，通过电烙铁的作用下，使用汇流条焊带将电池串搭焊连接起来，形成光伏组件的电池片组串。
2.根据权利要求1所述的太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：在电池片串焊的同时，在单串电池串的首端和/或尾端焊接定长汇流条。
3.根据权利要求1所述的太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：在电池片串焊的完成后，在单串电池串的首端和/或尾端焊接定长汇流条。
4.根据权利要求1所述的太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：在步骤S1中，第一汇流条的下表面接触具有加热功能的底板。
5.根据权利要求1所述的太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：在步骤S3中，电池片通过串焊装置传输/焊接平台上的真空吸附装置压紧位于其下方的互连条焊带。
6.根据权利要求1所述的太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：所述第一汇流条、第二汇流条的长度最小值为组件中标准电池片的最外侧两根主栅线的中心距L1,长度最大值为L1+2×L2，所述第一汇流条、第二汇流条的放置相对电池片在宽度方向上的中心线呈两侧对称布置。
7.根据权利要求1所述的太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：在焊接区域的上部设置有下压装置，下压装置压紧汇流条与互连条焊带，以及，互连条焊带与电池片；之后，由加热元件进行加热，随后，加热元件冷却，当焊点温度降至汇流条镀锡涂层熔点以下时，下压装置抬起，使电池串继续向前传输。
8.根据权利要求3所述的太阳电池的焊带连接方法，其特征在于：所述电池片经传统串焊工艺串接成单个电池串后，采用在线或离线自动焊接装置，将电池串首端和/或尾端的互连条与定长汇流条焊接；完成端部汇流条焊接后再将各电池串进行叠层摆串和汇流条端部搭接焊接，当前述的端部焊接的汇流条长度较小时，则相邻单串的同侧汇流条之间需要第三汇流条分别与相邻的定长汇流条端部进行搭接焊接；形成光伏组件的电池片组串。
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