CN115000193A - 叠瓦光伏组件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种叠瓦光伏组件及其制作方法。叠瓦光伏组件包括第一电池单元和第二电池单元，第一电池单元包括第一电池本体；第二电池单元包括第二电池本体和设置于第二电池本体上的第二导电层，第二导电层的材料包括金属，第二导电层与第一电池本体相连，并且，第二导电层中的金属与第一电池本体的材料形成合金。本申请实施例提供的叠瓦光伏组件，通过使第二电池单元上的第二导电层与第一电池单元中的第一电池本体连接，可以实现第一电池单元与第二电池单元之间的电性连接和结构上的连接，另外，由于叠瓦光伏组件中未使用导电胶，从而能够简化叠瓦光伏组件的制作工艺，并且降低叠瓦光伏组件的生产成本。

Description

叠瓦光伏组件及其制作方法
技术领域
本申请涉及太阳能电池领域，特别涉及一种叠瓦光伏组件及其制作方法。
背景技术
随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。
在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下，叠瓦光伏组件利用小电流低损耗电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)使得组件功率损耗大大降低，叠瓦光伏组件通过充分利用电池组件中片间距铺设更多数目的电池进行发电，单位面积能量密度更高。
当前叠瓦光伏组件的主流制造工艺是使用导电胶粘接切割后的电池片，然而，由于导电胶的成本较高，从而导致叠瓦光伏组件的生产成本较高。
发明内容
本申请实施例提供一种叠瓦光伏组件及其制作方法，该叠瓦光伏组件的制作过程中不需要使用导电胶，制作工艺简单，生产成本低。
第一方面，本申请实施例提供一种叠瓦光伏组件，包括：
第一电池单元，所述第一电池单元包括第一电池本体；
第二电池单元，所述第二电池单元包括第二电池本体和设置于所述第二电池本体上的第二导电层，所述第二导电层的材料包括金属，所述第二导电层与所述第一电池本体相连，并且，所述第二导电层中的金属与所述第一电池本体的材料形成合金。
在一些实施例中，所述第一电池本体的材料包括硅，所述第二导电层的材料包括金、银、铜、铝中的一种或多种。
在一些实施例中，所述第一电池单元还包括设置于所述第一电池本体上的第一导电层，所述第二导电层与所述第一导电层相连。
在一些实施例中，所述第一电池本体上设有未被所述第一导电层覆盖的空白区域，所述第二导电层上的至少部分区域填充于所述空白区域中。
在一些实施例中，所述第二导电层包括第二主栅线、第二副栅线以及连接部，所述第二主栅线和所述第二副栅线相连，并且，所述第二主栅线和所述第二副栅线均与所述连接部相连，其中，所述连接部与所述第一电池本体相连。
第二方面，本申请实施例提供一种叠瓦光伏组件的制作方法，包括：
提供第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元包括第一电池本体；所述第二电池单元包括第二电池本体和设置于所述第二电池本体上的第二导电浆料层，所述第二导电浆料层的材料包括金属；
将所述第一电池单元与所述第二电池单元进行叠加，得到叠片，所述叠片中，所述第二电池单元上的第二导电浆料层与叠加于其一侧的所述第一电池单元的第一电池本体直接接触；
对所述叠片进行加热，使所述第二导电浆料层烧结形成第二导电层，并且，所述第二导电层中的金属与所述第一电池本体的材料形成合金，得到叠瓦光伏组件。
在一些实施例中，所述第一电池单元还包括设置于所述第一电池本体上的第一导电浆料层；
将所述第一电池单元与所述第二电池单元进行叠加后，所述第一导电浆料层与所述第二导电浆料层相连；
对所述叠片进行加热之后，所述第一导电浆料层烧结形成第一导电层，所述第二导电层与所述第一导电层相连。
在一些实施例中，所述第一电池本体上设有未被第一导电浆料层覆盖的空白区域；
将所述第一电池单元与所述第二电池单元进行叠加后，所述第二导电浆料层上的至少部分区域填充于所述空白区域中。
在一些实施例中，所述第一电池本体的材料包括硅，所述第二导电浆料层的材料包括金、银、铜、铝中的一种或多种。
在一些实施例中，对所述叠片进行加热时，将所述叠片加热至600℃～800℃，在600℃～800℃保持10秒～120秒。
本申请实施例提供的叠瓦光伏组件，通过使第二电池单元上的第二导电层与第一电池单元中的第一电池本体连接，不仅可以实现第一电池单元与第二电池单元之间的电性连接和结构上的连接，而且，由于第二导电层中的金属与第一电池本体的材料形成合金，使得第二导电层与第一电池本体之间的连接非常牢固，因此能够提升叠瓦光伏组件的结构稳定性，并且，第二导电层与第一电池本体的交接处形成的合金可以显著降低第二导电层与第一电池本体之间的电阻，减少电流汇集过程中的损耗，提升叠瓦光伏组件的转换效率；另外，由于本申请实施例提供的叠瓦光伏组件中未使用导电胶，从而能够简化叠瓦光伏组件的制作工艺，并且降低叠瓦光伏组件的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
图1为本申请实施例提供的叠瓦光伏组件的剖视示意图。
图2为本申请实施例提供的第一导电层的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的第二导电层的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的叠瓦光伏组件的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1至图3，图1为本申请实施例提供的叠瓦光伏组件的剖视示意图，图2为本申请实施例提供的第一导电层的结构示意图，图3为本申请实施例提供的第二导电层的结构示意图。本申请实施例提供一种叠瓦光伏组件100，包括第一电池单元10和第二电池单元20，第一电池单元10包括第一电池本体11；第二电池单元20包括第二电池本体21和设置于第二电池本体21上的第二导电层22，第二导电层22的材料包括金属，第二导电层22与第一电池本体11相连，并且，第二导电层22中的金属与第一电池本体11的材料形成合金。
本申请实施例提供的叠瓦光伏组件100，通过使第二电池单元20上的第二导电层22与第一电池单元10中的第一电池本体11连接，不仅可以实现第一电池单元10与第二电池单元20之间的电性连接和结构上的连接，而且，由于第二导电层22中的金属与第一电池本体11的材料形成合金，使得第二导电层22与第一电池本体11之间的连接非常牢固，因此能够提升叠瓦光伏组件100的结构稳定性，并且，第二导电层22与第一电池本体11的交接处形成的合金可以显著降低第二导电层22与第一电池本体11之间的电阻，减少电流汇集过程中的损耗，提升叠瓦光伏组件100的转换效率；另外，由于本申请实施例提供的叠瓦光伏组件100中未使用导电胶，从而能够简化叠瓦光伏组件100的制作工艺，并且降低叠瓦光伏组件100的生产成本。
示例性地，第一电池本体11的材料包括硅，第二导电层22的材料包括金、银、铜、铝中的一种或多种。本申请实施例中，多种可以为两种或两种以上，例如三种、四种等。
在一些实施例中，第二导电层22的材料为银，第二导电层22中的银与第一电池本体11中的硅形成银硅合金。示例性地，第二导电层22可以由银浆烧结后制得。
请结合图1与图2，第一电池单元10还可以包括设置于第一电池本体11上的第一导电层12，第二导电层22与第一导电层12相连。可以理解的是，第一导电层12可以起到汇聚第一电池本体11上各个区域的电流的作用，因此，本申请实施例通过在第一电池本体11上设置第一导电层12，并设置第二导电层22与第一导电层12相连，能够加快叠瓦光伏组件100中的电流传导速率，进而提升第一电池本体11的转换效率。
请结合图1与图2，第一电池本体11上可以设有未被第一导电层12覆盖的空白区域125，第二导电层22上的至少部分区域填充于空白区域125中。
示例性地，空白区域125可以设于第一电池本体11的边缘。
示例性地，第一导电层12可以包括栅线122，栅线122与第二导电层22相连。
示例性地，第一导电层12的材料包括铝或银。在一些实施例中，第一导电层12由铝浆或银浆烧结后制得。
请结合图1与图3，第二导电层22包括第二主栅线221、第二副栅线222以及连接部223，第二主栅线221和第二副栅线222相连，并且，第二主栅线221和第二副栅线222均与连接部223相连，其中，连接部223与第一电池本体11相连。也即是说，连接部223填充于第一电池本体11上的空白区域125中。第二主栅线221的材料、第二副栅线222的材料以及连接部223的材料可以各自包括金、银、铜、铝中的一种或多种。
示例性地，第二主栅线221和第二副栅线222可以相互垂直。可以理解的是，第二副栅线222起到引导电流的作用，第二主栅线221起到收集第二副栅线222上的电流以及汇总电流的作用。由于第二主栅线221的宽度较大，因此本申请实施例通过设置连接部223与第一电池本体11相连，利用连接部223中的银与第一电池本体11中的硅形成银硅合金，并且使连接部223与第一导电层12相连，可以同时增强第一电池单元10与第二电池单元20之间的电性连接和结构连接的稳定性。
示例性地，连接部223可以设于第二电池本体21的边缘。
示例性地，第二主栅线221的宽度大于第二副栅线222的宽度，第一导电层12中的栅线122的宽度可以与第二导电层22中的第二副栅线222的宽度相同。
示例性地，连接部223可以矩形，连接部223的长度和宽度均大于第二主栅线221的宽度。
示例性地，第二电池本体21的材料可以包括硅，第二导电层22的材料可以包括铝或银。
请参阅图4，同时结合图1至图3，图4为本申请实施例提供的叠瓦光伏组件的制作方法的流程图。本申请实施例还提供一种叠瓦光伏组件的制作方法，包括：
S100，请结合图2与图3，提供第一电池单元10和第二电池单元20，第一电池单元10包括第一电池本体11；第二电池单元20包括第二电池本体21和设置于第二电池本体21上的第二导电浆料层，第二导电浆料层的材料包括金属。
示例性地，第一电池本体11的材料为硅。
示例性地，第二导电浆料层的材料可以包括金、银、铜、铝中的一种或多种。在一些实施例中，第二导电浆料层的材料为银浆，银浆是由金属银的微粒、玻璃粉、有机溶剂所组成的粘稠状的浆料。示例性地，可以采用丝网印刷的方式将第二导电浆料层设置于第二电池本体21上。
示例性地，第二导电浆料层可以包括主栅浆料和副栅浆料，在制备第二电池单元20时，可以首先在第二电池本体21上印刷副栅浆料(用于形成第二副栅线222)，而后对副栅浆料进行烧结，使副栅浆料完全附着在第二电池本体21上，烧结温度为600℃～800℃，例如600℃、650℃、700℃、750℃、800℃等，然后在第二电池本体21上印刷主栅浆料(用于形成第二主栅线221和连接部223)，副栅浆料和主栅浆料共同构成第二导电浆料层。由于主栅浆料和副栅浆料分别在两个丝网印刷制程中设置，因此，在副栅浆料印刷完毕后，通过对副栅浆料进行烧结，使副栅浆料完全附着在第二电池本体21上，可以避免在丝网印刷主栅浆料的过程中副栅浆料被刮除。
示例性地，第一电池单元10还包括设置于第一电池本体11上的第一导电浆料层(用于形成第一导电层12)。示例性地，可以采用丝网印刷的方式将第一导电浆料层设置于第一电池本体11上。第一导电浆料层的材料可以为铝浆或银浆，铝浆是由金属铝的微粒、玻璃粉、有机溶剂所组成的粘稠状的浆料。可以理解的是，由于铝浆相对于银浆等贵金属浆料成本较低，从而可以降低叠瓦光伏组件100的制作成本。示例性地，在第一电池本体11上设置第一导电浆料层之后，可以将第一导电浆料层烘干，以使第一导电浆料层附着于第一电池本体11上，这是因为第一电池单元10与第二电池单元20进行叠加时，第一电池单元10需要翻转，使第一导电浆料层朝向下方的第二电池单元20设置，也即是说，第一导电浆料层朝下设置，如果不在翻转之前将第一导电浆料层烘干，那么当第一电池单元10翻转之后，第一导电浆料层极易从第一电池本体11上掉落，导致叠瓦光伏组件100制作失败，烘干之后，第一导电浆料层牢牢地附着于第一电池本体11上，不会因为第一电池单元10的翻转而从第一电池本体11上脱离。示例性地，当对第一导电浆料层进行烘干时，烘干温度可以为400℃～500℃，例如400℃、420℃、440℃、480℃、500℃等。
示例性地，第一电池本体11上可以设有未被第一导电浆料层覆盖的空白区域125，后续对第一电池单元10和第二电池单元20进行叠片后，第二导电浆料层会嵌入空白区域125中从而与第一电池本体11直接接触。
可以理解的是，由于叠瓦光伏组件100是由多个电池单元交叠而成，也即是说，多个电池单元可以相同，本申请实施例中，第一电池单元10和第二电池单元20可以相同，即，第一电池单元10上远离第一导电浆料层的一侧可以设置有第二导电浆料层，第二电池单元20上远离第二导电浆料层的一侧可以设置有第一导电浆料层。
示例性地，“提供第一电池单元10”或“提供第二电池单元20”具体可以包括：首先对半成品电池片进行PL(光致发光)检测，检测是否有脏污、黑斑黑点等污染片，分选出A类半成品电池片，之后依照叠瓦光伏组件100端设计使用激光对半成品电池片进行分片(例如一切二、一切三……一切七等)，通过皮带夹爪分离裂片，之后在分切的半成品电池片的背面印刷铝浆(第一导电浆料层)，然后在烘干炉将铝浆烘干(烘干温度400℃～500℃)，之后在分切的半成品电池片的正面印刷副栅浆料(用于形成第二副栅线222)，而后对副栅浆料进行烧结(烧结温度600℃～800℃)，使副栅浆料完全附着在半成品电池片上，然后在分切的半成品电池片的正面印刷主栅浆料(用于形成第二主栅线221和连接部223)，副栅浆料和主栅浆料共同构成第二导电浆料层。
S200，请结合图1，将第一电池单元10与第二电池单元20进行叠加，得到叠片，叠片中，第二电池单元20上的第二导电浆料层与叠加于其一侧的第一电池单元10的第一电池本体11直接接触。
示例性地，可以利用机械手将第一电池单元10与第二电池单元20设置于传输带(钢带/皮带)上进行叠加，示例性地，传输带上可以设有网孔，在叠加过程中，可以在传输带的下方抽真空，以使叠加的电池单元之间形成一定的真空度，提升叠加的电池单元之间贴合的紧密度。叠加完成后，可以利用传输带将叠片传送至烧结炉内进行烧结。
S300，请结合图1，对叠片进行加热，使第二导电浆料层烧结形成第二导电层22，并且，第二导电层22中的金属与第一电池本体11的材料形成合金，得到叠瓦光伏组件100。
示例性地，当第一电池单元10还包括设置于第一电池本体11上的第一导电浆料层，将第一电池单元10与第二电池单元20进行叠加后，第一导电浆料层与第二导电浆料层相连；对叠片进行加热之后，第一导电浆料层烧结形成第一导电层12，第二导电层22与第一导电层12相连。
示例性地，当第一电池本体11上设有未被第一导电浆料层覆盖的空白区域125时，将第一电池单元10与第二电池单元20进行叠加后，第二导电浆料层上的至少部分区域填充于空白区域125中。
示例性地，当对叠片进行加热时，可以将叠片加热至600℃～800℃(例如600℃、650℃、700℃、750℃、800℃等)，在600℃～800℃保持10秒～120秒(例如10秒、20秒、40秒、60秒、80秒、100秒、120秒等)。
示例性地，可以在烧结炉内对叠片进行加热。
在一些实施例中，第一电池本体11的材料为硅，第二导电浆料层的材料为银，第二导电浆料层烧结形成第二导电层22之后，第二导电层22中的银与第一电池本体11中的硅形成银硅合金。
示例性地，第二导电层22包括第二主栅线221、第二副栅线222以及连接部223，第二主栅线221和第二副栅线222相连，并且，第二主栅线221和第二副栅线222均与连接部223相连，其中，连接部223与第一电池本体11相连。也即是说，连接部223填充于第一电池本体11上的空白区域125中。
示例性地，在对叠片进行加热，得到叠瓦光伏组件100后，可以对叠瓦光伏组件100进行EL(电致发光)检测，以验证是否有印刷或叠片不良，如出现不良则进行返修，如合格则进入下一步组装工序。
以上对本申请实施例提供的叠瓦光伏组件及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种叠瓦光伏组件，其特征在于，包括：
第一电池单元，所述第一电池单元包括第一电池本体；
第二电池单元，所述第二电池单元包括第二电池本体和设置于所述第二电池本体上的第二导电层，所述第二导电层的材料包括金属，所述第二导电层与所述第一电池本体相连，并且，所述第二导电层中的金属与所述第一电池本体的材料形成合金。
2.根据权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述第一电池本体的材料包括硅，所述第二导电层的材料包括金、银、铜、铝中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述第一电池单元还包括设置于所述第一电池本体上的第一导电层，所述第二导电层与所述第一导电层相连。
4.根据权利要求3所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述第一电池本体上设有未被所述第一导电层覆盖的空白区域，所述第二导电层上的至少部分区域填充于所述空白区域中。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述第二导电层包括第二主栅线、第二副栅线以及连接部，所述第二主栅线和所述第二副栅线相连，并且，所述第二主栅线和所述第二副栅线均与所述连接部相连，其中，所述连接部与所述第一电池本体相连。
6.一种叠瓦光伏组件的制作方法，其特征在于，包括：
提供第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元包括第一电池本体；所述第二电池单元包括第二电池本体和设置于所述第二电池本体上的第二导电浆料层，所述第二导电浆料层的材料包括金属；
将所述第一电池单元与所述第二电池单元进行叠加，得到叠片，所述叠片中，所述第二电池单元上的第二导电浆料层与叠加于其一侧的所述第一电池单元的第一电池本体直接接触；
对所述叠片进行加热，使所述第二导电浆料层烧结形成第二导电层，并且，所述第二导电层中的金属与所述第一电池本体的材料形成合金，得到叠瓦光伏组件。
7.根据权利要求6所述的叠瓦光伏组件的制作方法，其特征在于，所述第一电池单元还包括设置于所述第一电池本体上的第一导电浆料层；
将所述第一电池单元与所述第二电池单元进行叠加后，所述第一导电浆料层与所述第二导电浆料层相连；
对所述叠片进行加热之后，所述第一导电浆料层烧结形成第一导电层，所述第二导电层与所述第一导电层相连。
8.根据权利要求7所述的叠瓦光伏组件的制作方法，其特征在于，所述第一电池本体上设有未被第一导电浆料层覆盖的空白区域；
将所述第一电池单元与所述第二电池单元进行叠加后，所述第二导电浆料层上的至少部分区域填充于所述空白区域中。
9.根据权利要求6所述的叠瓦光伏组件的制作方法，其特征在于，所述第一电池本体的材料包括硅，所述第二导电浆料层的材料包括金、银、铜、铝中的一种或多种。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的叠瓦光伏组件的制作方法，其特征在于，对所述叠片进行加热时，将所述叠片加热至600℃～800℃，在600℃～800℃保持10秒～120秒。
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