[实用新型]增强焊接效果的无主栅电池片太阳能组件

说明书

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，尤其涉及太阳能，具体的说是一种增强焊接效果的无主栅电池片太阳能组件。

背景技术

全球性的化石能源危机与环境污染推动了光伏行业的快速发展。目前，以晶硅电池片为主的组件占据了全球光伏组件市场的80%以上；晶硅电池片发展至今，其制作成本及发电量成为其发展的主要制约因素。在制作成本方面，硅材料占据着约60-70%的材料成本，银浆料的用量占据着约15-25%的材料成本；故而高纯晶硅材料的成本和其使用量，以及银浆的使用量对电池片或组件的成本都有极大的影响。在发电量方面，其主要受到太阳能电池片有效光照面积以及光电转换效率的影响；电池片的光电转换效率严重依赖晶硅材料本身的结构，电池片的有效光照面积是取决于电池片主、细栅线的覆盖面积。

晶硅电池片的发电基体是硅片，常规的电池片印有许多条细栅线用以收集硅片受到光照后产生的电流，且还印有2-5条主栅线用以汇集细栅线上的电流。在低成本、高发电量电池片这一目标的催促下，无主栅线电池片技术应运而生。无主栅线电池片，一般指的是在常规电池片基础上，去掉主栅线且保留细栅线；这种电池片因无主栅线，一方面可以大大减少银浆的使用量，此外还可以增大电池片的有效光照面积。

在无主栅线电池片技术上，目前有许多方法并列举部分案例如下。

①德国的Schmid无主栅线技术把电池片的主栅线去除，并且把细栅线的宽度和间距做了一些调整，此外还用15根铜丝代替普通焊带来串联焊接多块电池片。

②加拿大的Day4Electrode专利技术把电池片的主栅线去除且保留细栅线，之后用嵌有一排镀低熔点金属铜丝的薄膜覆盖在细栅上，再经过层压工艺把铜丝和细栅焊接起来。

③林建伟的《无主栅、高效率背接触太阳能模块、组件及制备工艺》[专利号：CN 104282788 A]中提到，把电池片的主栅线去除同时把电池片的串联点放置于电池片背面，这种方法将进一步提高电池片的有效光照面积。

④黄强的《光伏电池模块及其制作方法》[专利号：CN104716213A]中提到，把电池片的主栅线去除且保留细栅线，同时用导电胶带代替普通焊带来串联焊接电池片。

⑤授权公布号为CN201820762U专利中，提出了一种完全没有主栅线的技术方案，只保留细栅线。

⑥CN103618011A专利中，提供一种采用若干焊带和若干导电胶带替代主栅线的技术方案。

然而这些现有技术都忽略了一个客观事实，那就是现有生产设备及公知技术，对上述技术方案不能实现量产，如果采用上述技术方案，则需要大面积更换生产设备，并且，更换或改进晶硅电池片结构来降低电池片成本及提高电池片发电量，这些方法一般具有或工艺复杂，成本高，或工艺尚未成熟，无法得到大批量应用如上述专利③。而更换光伏组件生产用的材料，将带来大量的工作调整，例如材料的研发、新材料之间的匹配问题以及设备的更新换代，这无疑增加了组件生产成本如上述专利②、④。针对类似于专利①的无主栅线电池片技术，虽然没有改变电池片结构以及现有的组件生产工艺，但是通过我们大量的实验验证，发现铜丝与细栅之间的附着力太小，在TC热循环可靠性测试中其电池片焊接处电学连接变差，并且电池片两端的焊接位置容易出现虚焊及断栅现象。类似于现有技术⑤⑥，其改变了现有太阳能电池片的整个生产工艺，因此，并不具备量产的可能性。

上述问题归结为：①如若不改变电池片现有结构以及组件生产的工艺，必须要解决焊带与细栅线焊接带来的难题，例如焊接拉拔力太小，容易出现虚焊问题。②如若不改变电池片现有结构而仅改变组件生产工艺，则必须要找到非常合适的生产工艺以及相关材料。③如若既改变电池片现有结构且又改变组件生产工艺，则必须在找到非常合适的生产工艺以及相关材料的同时，又要保证电池片的稳定性及发电量。

对于上述所提及的三个问题，不同的公司具有不同的应对措施。例如德国Schmid无主栅线技术既不改变电池片结构也不改变组件生产工艺，采用铜丝与细栅线进行焊接；这将带来几个问题：自动串焊机改造成本加大；铜丝与细栅焊接不可靠（在我们的实验中发现：易出现虚焊、两端容易翘起、少部分断栅）。加拿大的Day4 Electrode专利技术不改变电池片现有结构而仅改变组件生产工艺；这将带来几个问题：钳铜丝的薄膜制作难度加大，铜丝与细栅的焊接效果非常难保证。林建伟的背接触太阳能组件既改变电池片现有结构且又改变组件生产工艺；这将带来几个问题：电池片的稳定性及发电量难以保证，电池片串联材料质量以及电池片串联效果难以保证。