CN112563367A - 一种柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其包括步骤：提供柔性背板；制备大电池串：具体为提供硅基电池，将硅基电池切割成小方块电池，用金属连接线将小方块电池串联连接成小电池串，在相邻小电池串之间增加绝缘线，固定小电池串之间的间距，在每个小方块电池表面贴合保护层；将贴合保护层的小电池并联连接成标准电池，将标准电池进行串、并联连接形成大电池串；将柔性背板、第一热熔胶、大电池串、第二热熔胶、柔性前板依次敷设，层压形成柔性硅基电池模组。本发明制得的模组可以自由弯折卷曲，且弯折卷曲过程中电池不开裂，使得硅基电池实现真正意义上的柔性可卷曲功能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备领域，尤其涉及一种柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法。
背景技术
目前硅基太阳能电池一般都采用玻璃封装成模组，无法实现柔性弯曲的功能，部分厂商也尝试采用柔性前板、柔性背板材料直接封装硅基太阳能电池，但是弯曲程度有限，且很容易引起硅片破片，只能实现半柔性的功能。
柔性模组与玻璃刚性模组对比，柔性模组具有重量轻、安装成本低、应用范围更广等优点。目前的柔性太阳能电池主要有非晶硅柔性太阳能电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜柔性太阳能电池，非晶硅柔性太阳能电池效率明显偏低，目前最高效率不超过10％，商业应用非常有限，以美国United Solar为代表的非晶硅柔性电池厂家在几年前就已经宣布破产。铜铟镓硒(CIGS)薄膜柔性太阳能电池生产成本非常高昂，是目前硅基太阳能电池的两倍以上成本，目前也无法得到很好的推广。
然而硅基太阳能电池经过多年的发展，成本下降显著，目前部分光伏企业采用玻璃封装的刚性模组已经宣布可以实现平价上网，但是硅片本身易碎，特别是当硅片尺寸比较大时，弯曲后很容易破碎，所以一直无法封装成真正意义上可弯曲的柔性模组。
发明内容
为解决现有技术中的缺陷，本发明提供了一种柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其伸缩灵活，重量轻，占位小，收纳方便。
为实现上述目的，本发明采用以下设计方案：
一种柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，包括步骤：
提供柔性背板；
制备大电池串：具体为提供硅基电池，将硅基电池切割成小方块电池，用金属连接线将小方块电池串联连接成小电池串，在相邻小电池串之间增加绝缘线，固定小电池串之间的间距，在每个小方块电池表面贴合保护层；将贴合保护层的小电池并联连接成标准电池，将标准电池进行串、并联连接形成大电池串；
将柔性背板、第一热熔胶、大电池串、第二热熔胶、柔性前板依次敷设，层压形成柔性硅基电池模组。
优选的，所述切割后的小方块电池长度为1-50mm，宽度为1-50mm。
优选的，所述金属连接线为FPCB软性焊带或镀锡铜带，通过金属连接线连接后的小电池串之间间隙为0.1-3mm，所述小电池串由2-50片以上小方块电池组成。
优选的，所述保护层为正面单独贴合、背面单独贴合或正背面同时贴合，所述保护层为硬质材料层，其可以为玻璃、PC、PMMA、PP、PET或透明氟材料层，其厚度为0.1-2mm。
优选的，当标准电池进行串联连接形成大电池串时将标准电池的正负极进行连接。
优选的，当标准电池进行并联连接形成大电池串时将小电池串的正负极连接线分别连接到汇流条上，形成标准电池的正负极连接线。
优选的，所述汇流条采用双层焊带焊接。
优选的，所述硅基电池为单晶硅电池、多晶硅电池、硅基异质结、PERC、PERL、PERT、TOPCOM、IBC或HBC中的一种。
优选的，所述柔性背板为塑料薄膜ETFE、PI、PET、PEN、PVDF或含氟材料的复合膜中的一种，所述柔性前板为塑料薄膜ETFE、PET、PEN、透明PVDF或含氟材料的透明复合膜中的一种。
优选的，所述第一热熔胶、第二热熔胶为EVA、Surlyn、POE中的一种。
本发明采用以上设计方案，将大片的硅基电池先切割成小片方块电池，之后再串并联连接，连接后的每个小方块电池之间保持一定的间隙，同时在电池的表面贴合硬质材料进行保护，使得模组可以自由弯折卷曲，可以实现卷曲直径小于4cm功率不衰减，且弯折卷曲过程中电池不开裂，使得硅基电池实现真正意义上的柔性可卷曲功能。其制备的柔性可卷曲的硅基电池模组伸缩灵活，重量轻，占位小，收纳方便，更适用于遮阳篷、阳光房、船上遮阳篷、房车顶篷等不同场景发电使用。
附图说明
下面结合附图对本发明进行进一步说明：
图1为本发明电池模组的剖视结构示意图；
图2为本发明电池模组的正面结构示意图；
图3为本发明硅基电池模组切割成小方块电池示意图；
图4为本发明小方块电池切割后分装的结构示意图；
图5为本发明小方块电池排列成串后与FPCB焊带对齐定位的结构示意图；
图6为本发明小方块电池正背面焊FPCB焊带后的结构示意图；
图7为本发明小电池串正面贴合硬质玻璃板的结构示意图；
图8为本发明贴合保护块的小电池串并联连接成标准电池的侧面结构示意图；
图9为本发明贴合保护块的小电池串并联连接成大电池串100的正面结构示意图；
图10为本发明贴合保护块的小电池串并联连接成大电池串100的正面结构示意图；
图11为本发明贴合保护块的小电池串串并联结合连接成大电池串100的正面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示，本发明公开了一种柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其制备得到的硅基电池由柔性背板20、第一热熔胶30、大电池串100、第二热熔胶为40、柔性前板50堆叠敷设，层压形成，其中所述大电池串100包括硅基电池切割形成的多个小方块电池1，每个小方块电池1的表面贴合有保护层，小方块电池通过金属连接线串联连接成小电池串，相邻小电池串之间通过绝缘线固定和绝缘，小电池串并联形成标准电池，标准电池进行串、并联连接形成大电池串。
如图3所示，所述大电池串100通过以下方法制得：用激光切割方式将电池切割成小方块电池1，所述小方块电池1长度为11.98mm，宽度为7.78mm，小方块电池的正负极分列电池正背面的各一端，防止焊接后的焊带互相触碰引起短路；如图4所示，切割后的太阳片还没有完全分离，把太阳能片附在低粘BOC蓝膜7上，用扩晶机扩张蓝膜使小电池片自然分离，(或不使用蓝膜直接挑检后用承载盘分装)，如图5所示，把FPCB焊带2附在150g粘性保护膜8上，固定在SMT自动排列治具9上，经SMT自动设备机排列小电池片，用两片薄玻璃片定位固定后过回流焊机(或用不导热树脂做成的小芯片双孔真空吸附排列治具经SMT自动排列后过热流道)焊接，连接13片小方块电池1形成小电池串，小方块电池1之间的间隙为0.2-1.0mm，如图6所示焊带2连接正背面时进行错位焊接，避免FPCB焊带2正负极短路，FPCB焊带2宽度为0.6mm,厚度0.12mm，表面涂了15um-25um厚度的SnPb合金层；如图7所示，采用光学硅胶3，将硬质材料透明玻璃4贴合在小方块电池1正面入光面，所述光学硅胶3采用温度150℃，20分钟固化，所述透明玻璃4的厚度为0.33mm；如图8所示，将贴合透明玻璃4的小方块电池1并联连接成标准电池10，标准电池10内的小方块电池1之间的间隙为0.2-1.0mm,并联连接成标准电池10时将小电池串的正负极连接线分别连接到汇流条6上，形成标准电池10的正负极连接线，汇流条6为镀锡铜带，宽度为2mm，厚度为0.3mm；如图9所示，将标准电池10进行20串并联连接形成大电池串100(20并)；如图10所示将标准电池10进行20串串联连接形成大电池串100(20串)；如图11所示，将标准电池10进行5串并联成组，4组串联连接形成大电池串100(5并4串)，由此制得大电池串100。
其中，所述硅基电池还可以为单晶硅电池、多晶硅电池、硅基异质结、PERC、PERL、PERT、TOPCOM、IBC或HBC中的一种。柔性背板还可以为塑料薄膜ETFE、PI、PET、PEN、PVDF或含氟材料的复合膜中的一种，所述柔性前板为塑料薄膜ETFE、PET、PEN、透明PVDF或含氟材料的透明复合膜中的一种。第一热熔胶、第二热熔胶还可以为EVA、Surlyn、POE中的一种。
本发明将大片的硅基电池先切割成小片方块电池，之后再用FPCB焊带串并联连接，连接后的每个小方块电池之间保持一定的间隙，同时在电池的表面贴合硬质材料进行保护，使得模组可以自由弯折卷曲，可以实现卷曲直径小于4CM功率不衰减，且弯折卷曲过程中电池不开裂，使得硅基电池模组可以实现柔性卷曲。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于，其包括步骤：
提供柔性背板；
制备大电池串：具体为提供硅基电池，将硅基电池切割成小方块电池，用金属连接线将小方块电池串联连接成小电池串，在相邻小电池串之间增加绝缘线，固定小电池串之间的间距，在每个小方块电池表面贴合保护层；将贴合保护层的小电池并联连接成标准电池，将标准电池进行串、并联连接形成大电池串；
将柔性背板、第一热熔胶、大电池串、第二热熔胶、柔性前板依次敷设，层压形成柔性硅基电池模组。
2.根据权利要求1所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：所述切割后的小方块电池长度为1-50mm，宽度为1-50mm。
3.根据权利要求1所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：所述金属连接线为FPCB软性焊带或镀锡铜带，通过金属连接线连接后的小电池串之间间隙为0.1-3mm，所述小电池串由2-50片以上小方块电池组成。
4.根据权利要求1所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：所述保护层为正面单独贴合、背面单独贴合或正背面同时贴合，所述保护层为硬质材料层，其可以为玻璃、PC、PMMA、PP、PET或透明氟材料层，其厚度为0.1-2mm。
5.根据权利要求1所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：当标准电池进行串联连接形成大电池串时将标准电池的正负极进行连接。
6.根据权利要求1所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：当标准电池进行并联连接形成大电池串时将小电池串的正负极连接线分别连接到汇流条上，形成标准电池的正负极连接线。
7.根据权利要求6所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：所述汇流条采用双层焊带焊接。
8.根据权利要求1所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：所述硅基电池为单晶硅电池、多晶硅电池、硅基异质结、PERC、PERL、PERT、TOPCOM、IBC或HBC中的一种。
9.根据权利要求1所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：所述柔性背板为塑料薄膜ETFE、PI、PET、PEN、PVDF或含氟材料的复合膜中的一种，所述柔性前板为塑料薄膜ETFE、PET、PEN、透明PVDF或含氟材料的透明复合膜中的一种。
10.根据权利要求1所述的柔性可卷曲的硅基电池模组的制备方法，其特征在于：所述第一热熔胶、第二热熔胶为EVA、Surlyn、POE中的一种。
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