CN107910396B - 一种双面单晶叠片光伏组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双面单晶叠片光伏组件及其制造方法，包括以下步骤：S1，将每片单晶硅双面叠片电池片1切割为N小片电池；S2，将切割后的小片电池首尾次第重叠形成电池串；S3，将电池串通过第一焊带连接形成电池长串；S4，将连接好的电池长串两端分别焊接第二焊带；S5，组件封装工序；S6，连接接线盒。通过将一块电池片切割成两种类型的小片电池，进行按照形状和规格进行连接形成电池串，进而将两种不同电池串封装在同一组件中，实现了产品外观的统一。

Description

一种双面单晶叠片光伏组件及其制造方法

技术领域

本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及一种双面单晶叠片光伏组件及其制造方法。

背景技术

传统晶体硅光伏组件中的电池片互联方式，常见的有将电池片顺序排列，以含铜基材的涂锡焊带作为互联条，互联条焊接在第一片电池片的正面主栅线上，互联条另一端焊接在相邻的第二片电池片的背面栅线上。第二根互联条的两端分别焊接在第二片电池片的正面主栅线和第三片电池片的背面栅线上，依次类推。由此将所有的电池片串联成一串。

叠片组件采用的是另外一种电池片互联的技术。将电池片甲的一侧置于另一电池片乙的下方，即叠片，使得甲正面的主栅线电极与乙背面的主栅线电极相互重合。在两个电极之间采用导电胶、焊带或锡膏等材料形成物理连接和导电连接。

多晶硅电池一般是方片，而单晶硅电池一般是带倒角的方片。除了将电池片直接叠片外，也可以采用激光或其它划片的方法，将电池方片分切成小片后，将分开的小片叠片。多晶电池小片之间的形状基本相同，而单晶电池则分为带倒角小片和不带倒角小片。

常规单面叠片光伏组件采用单面电池+单面受光的封装结构，光伏组件背面采用聚合物背板或者玻璃作为封装材料。在实际应用中由于有部分阳光经过一次或多次反射、散射后到达组件背表面，因此可以采用双面叠片电池，并在正反面都用透明材料进行光伏组件的封装，将构成可以双面受光发电的光伏组件。

双面光伏组件在设计时要求电池的正面和背面都不能有直接的遮挡(或覆盖)，所以背面接线盒要安放在电池片以外的区域，这样就增加了玻璃的面积，从而降低了组件的转化效率。

将单晶硅双面电池采用激光或其它划片的方法，将电池整片分切成小片；各小片宽度相等；将带倒角小片通过叠片技术连接为电池长串；再将若干个电池长串进行电气连接后封装为组件；将不带倒角小片通过叠片技术连接为电池长串；再将若干个电池长串进行电气连接后封装为组件

现有技术的缺点1：如背景技术中提到，双面光伏组件在设计时要求电池的正面和背面都不能有直接的遮挡(或覆盖)，所以背面接线盒要安放在电池片以外的区域，这样就增加了玻璃的面积，从而降低了组件的转化效率。缺点2：现有技术将带倒角和不带倒角的小片分别封装到不同组件中，这样从产品外观上就存在两种类型，一种是带倒角的产品另一种是不带倒角的产品；并且两种组件存在功率上的差异；这样在外观上和产品功率上会给客户带来困惑，两种产品是伴生的，如果客户只选择其中一种外观的产品，那么将造成另外一种外观的产品的积压和浪费

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种双面单晶叠片光伏组件及其制造方法，将带倒角的电池小片与不带倒角的电池小片封装在同一块组件中，统一了单晶硅双面叠片组件的产品外观。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种双面单晶叠片光伏组件的制造方法，包括以下步骤：

S1，将每片单晶硅双面叠片电池片切割为N小片电池：包括2片带倒角的第一小片和N-2片不带倒角的第二小片，N≥3；

S2，将切割后的小片电池首尾次第重叠形成电池串：通过导电材料使得一个小片电池正面的主栅线电极与另一小片电池背面的主栅线电极相互连接，得到带倒角的第一小片互相连接成第一电池串和不带倒角的第二小片互相连接成第二电池串；两种电池串中的小片数量相同；

S3，将电池串通过第一焊带连接形成电池长串：将第一焊带的一端与一串电池串的最后一片电池的正面焊接在一起，另一端与另一串电池串的第一片电池的背面焊接在一起，形成了一个电池长串；同一电池长串中，电池形状和规格相同；

S4，将连接好的电池长串两端分别焊接第二焊带，带倒角的第一小片组成的第一电池长串总长度和不带倒角的第二小片组成第二电池长串总长度相当；

S5，组件封装工序：将电池长串排布在第一玻璃上，第一玻璃和电池长串中间放有一层绝缘封装材料，排布时并排分为三个区域：第一区域和第三区域中各放置至少一串第二电池长串，第二区域中至少放置一串第一电池长串；每串电池长串的正极在同一侧，负极在同一侧；将每串电池长串的头尾部的第二焊带各用一根汇流条连接组成并联结构；电池长串排布好后，盖上第二玻璃；第二玻璃与电池长串之间放有一层绝缘封装材料；完成封装工序；

S6，连接接线盒。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，第一小片的宽度为W1，第二小片切的宽度为W2，满足：W1≤W2。

作为本发明的进一步改进，步骤S4中，带倒角的第一小片组成的第一电池长串的第二焊带带宽度为W3，不带倒角的第二小片组成第二电池长串的第二焊带宽度为W4；满足W3＞W4；两种电池长串的总长度差值小于等于4mm。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，电池串的小片电池数量为M，2≤M≤50。

作为本发明的进一步改进，第一焊带和第二焊带均为打孔焊带。

作为本发明的进一步改进，步骤S6中，接线盒位于第二区域的头尾部。

一种双面单晶叠片光伏组件，包括设置在两层玻璃之间的双面单晶叠片阵列；双面单晶叠片阵列由并排布置的第一区域、第二区域和第三区域组成，第一区域和第三区域中各放置至少一串第二电池长串，第二电池长串包括至少一串由带倒角的第一小片互相连接成的第二电池串，第二区域中至少放置一串第一电池长串，第一电池长串包括至少一串由不带倒角的第二小片互相连接成的第一电池串；每串电池长串的正极在同一侧，负极在同一侧；每串电池长串的头尾部的焊带各用一根汇流条连接组成并联结构；玻璃与电池长串之间设置绝缘封装材料。

作为本发明的进一步改进，带倒角的第一小片和不带倒角的第二小片由单晶硅双面叠片电池片切割而成。

作为本发明的进一步改进，光伏组件的接线盒位于第二区域的头尾部。

作为本发明的进一步改进，第一电池长串的长度与第二电池长串长度的差值≤4mm。

相对于现有技术，本发明具有以下技术效果：

一种双面单晶叠片光伏组件及其制造方法，包括S1，将每片单晶硅双面叠片电池片1切割为N小片电池；S2，将切割后的小片电池首尾次第重叠形成电池串；S3，将电池串通过第一焊带连接形成电池长串；S4，将连接好的电池长串两端分别焊接第二焊带；S5，组件封装工序；S6，连接接线盒。通过将一块电池片切割成两种类型的小片电池，进行按照形状和规格进行连接形成电池串，进而将两种不同电池串封装在同一组件中，实现了产品外观的统一。

进一步，本发明在单晶硅双面电池采用激光或其它划片的方法分片时，使带倒角小片与不带倒角小片具有一定宽度差；这样相应的电池串就存在长度差异；在短的电池串两头安放接线盒，从而有效利用了玻璃面积，提升了组件效率。

本发明将带倒角的小片与不带倒角的小片封装在同一块组件中，在同一长串电池长串中，电池小片只有一种形状和规格，即一串电池串中只有带倒角的小片或者只有不带倒角的小片；两种不同电池串封装在同一组件中，实现了产品外观的统一；带倒角电池小片组成的电池串长度上小于不带倒角小片组成的电池串；通过使用长度不同的打孔焊带，使得焊接完焊带后两种电池串的总长度相同或相近，头尾部各使用一根汇流条就可以完成电池串之间的连接，并且不会出现汇流条弯折；每一电池长串由两串相同长度规格的电池串通过打孔焊带连接而成。

进一步，创造性地通过不同电池串长度的设计，将接线盒安装在长度短的电池串位置，减少了玻璃长度，有效节省了组件面积，提高了组件效率

单晶硅电池采用激光或其它划片的方法分片后，带倒角小片与不带倒角小片宽度不相等；进一步的，带倒角小片宽度小于不带倒角小片；

进一步，焊接打孔焊带前，带倒角电池小片组成的电池串长度小于带倒角电池小片组成的电池串长度；进一步的，焊接打孔焊带后，两种电池串的长度相同，或者长度相差≤4mm。

附图说明

图1.双面单晶叠片光伏组件的制造流程图；

图2.单晶硅电池切割示意图；

图3.带倒角电池串示意图；

图4.不带倒角电池串示意图；

图5.带倒角电池串长串示意图；

图6.不带倒角电池串长串示意图；

图7.第一焊带示意图；

图8.第二焊带示意图；

图9.本发明版型示意图；

图中标记，1-单晶硅双面叠片电池片，2-第一小片，3-第二小片，4-第一电池串，5-第二电池串，6-第二打孔焊带，7-第一区域，8-第二区域，9-第三区域，10-第一打孔焊带。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明的一种双面单晶叠片光伏组件的制造方法，包括以下步骤：

S1，将每片单晶硅双面叠片电池片1切割为N小片电池；

S2，将切割后的小片电池首尾次第重叠形成电池串；

S3，将电池串通过第一焊带连接形成电池长串；

S4，将连接好的电池长串两端分别焊接第二焊带；

S5，组件封装工序；

S6，连接接线盒。

如图2-图9具体步骤如下：

如图2所示，将每片单晶硅双面叠片电池片1切割为N小片，N为3～8的整数。这样每片整片的电池都可以切割为2片带倒角的第一小片2和(N-2)片不带倒角的第二小片3(矩形片)；其中带倒角的第一小片2切割后的宽度为W1，不带倒角的第二小片3切割后的宽度为W2；W1≤W2；

如图3和图4所示，将切割后的小片电池首尾次第重叠，连接成电池串。具体连接方式为：通过导电胶、焊带或锡膏等材料使得第一片正面的主栅线电极与第二片背面的主栅线电极相互连接。每串中的小片数量为M，M为正整数，2≤M≤50；同一电池串中，电池形状和规格相同，即带倒角的小片互相连接成第一电池串4，如图3；不带倒角的小片互相连接成第二电池串5；同时，两种电池串中的小片数量相同；

如图5和图6所示，将连接好的两串小电池串通过第一焊带10(如图8)连接到一块，具体的连接方式为：将第一焊带10的一端与第一串最后一片电池的正面焊接在一起，将第一焊带10的另一端与第二串第一片电池的背面焊接在一起，进而形成了一电池长串。同一电池长串中，电池形状和规格相同；

将连接好的电池长串两端，分别焊接打孔焊带；其中带倒角的小片组成的串，第二打孔焊带6宽度为W3；不带倒角的小片片组成的串，第一打孔焊带10宽度为W4；W3＞W4；焊接打孔焊带后，两种电池串的总长度相同，或长度差小于等于4mm；

如图9所示，将焊好打孔焊带的电池长串排布在玻璃上，玻璃和电池长串中间放有一层绝缘封装材料，该绝缘封装材料为乙烯醋酸乙烯共聚物酯(EVA)或聚烯烃(POE)；排布时分为三个区域；第一区域7和第三区域9中，各并排放置两串电池长串，该电池串中电池片为不带倒角的小片；第二区域8中，放置两串电池长串，该电池长串中电池片为带倒角的小片；每串电池长串的正极在同一侧，负极在同一侧；整个六串电池采用中间位置对齐，即六串电池串的中间焊带在同一直线上；将每串电池的头尾部焊带各用一根汇流条通过焊接连接起来，六串电池串组成并联结构。

电池长串排布好后，盖上玻璃；玻璃与电池长串之间放有一层绝缘封装材料，该绝缘封装材料为乙烯醋酸乙烯共聚物酯(EVA)或聚烯烃(POE)。

本发明使用分体式接线盒，接线盒位于第二区域的头尾部，如图8；由于第二区域8的电池的长度要短于第一区域7和第三区域9，这样就为接线盒节省出了空间。

如图9所示，采用本发明的制备方法制得一种双面单晶叠片光伏组件，包括设置在两层玻璃之间的双面单晶叠片阵列；双面单晶叠片阵列由并排布置的第一区域7、第二区域8和第三区域9组成，第一区域7和第三区域9中各放置至少一串由带倒角的第一小片2互相连接成的第二电池长串，第二区域8中至少放置一串由不带倒角的第二小片3互相连接成的第一电池长串；每串电池长串的正极在同一侧，负极在同一侧；每串电池长串的头尾部的第二焊带各用一根汇流条连接组成并联结构；玻璃与电池长串之间设置绝缘封装材料。

本发明技术方案的有益效果为：

1.将带倒角的小2与不带倒角的小片3封装在同一块组件中，实现了产品外观的统一；

2.带倒角电池小片组成的电池串长度上小于不带倒角小片组成的电池串；通过使用宽度不同的打孔焊带，使得焊接完焊带后两种电池串的总长度相同或相近，头尾部各使用一根汇流条就可以完成电池串之间的连接，并且不会出现汇流条弯折；

3.创造性地通过不同电池串长度的设计，将接线盒安装在长度短的电池串位置，减少了玻璃长度，有效节省了组件面积，提高了组件效率。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，倘若对本发明进行的各种改动和变形属于本发明权利要求及等同技术范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (8)

1.一种双面单晶叠片光伏组件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将每片单晶硅双面叠片电池片(1)切割为N小片电池：包括2片带倒角的第一小片(2)和N-2片不带倒角的第二小片(3)，N≥3；

S2，将切割后的小片电池首尾次第重叠形成电池串：通过导电材料使得一个小片电池正面的主栅线电极与另一小片电池背面的主栅线电极相互连接，得到带倒角的第一小片(2)互相连接成第一电池串(4)和不带倒角的第二小片(3)互相连接成第二电池串(5)；两种电池串中的小片数量相同；带倒角的第一小片(2)的宽度方向沿着第一电池串(4)的长度方向设置，不带倒角的第二小片(3)的宽度沿着第二电池串(5)的长度方向设置；

S3，将电池串通过第一焊带(10)连接形成电池长串：将第一焊带(10)的一端与一串电池串的最后一片电池的正面焊接在一起，另一端与另一串电池串的第一片电池的背面焊接在一起，形成了一个电池长串；同一电池长串中，电池形状和规格相同；

S4，将连接好的电池长串两端分别焊接第二焊带，带倒角的第一小片(2)组成的第一电池长串总长度和不带倒角的第二小片(3)组成第二电池长串总长度相当；

S5，组件封装工序：将电池长串排布在第一玻璃上，第一玻璃和电池长串中间放有一层绝缘封装材料，排布时并排分为三个区域：第一区域(7)和第三区域(9)中各放置至少一串第二电池长串，第二区域(8)中至少放置一串第一电池长串；每串电池长串的正极在同一侧，负极在同一侧；将每串电池长串的头尾部的第二焊带各用一根汇流条连接组成并联结构；电池长串排布好后，盖上第二玻璃；第二玻璃与电池长串之间放有一层绝缘封装材料；完成封装工序，第二区域(8)的电池的长度要短于第一区域(7)和第三区域(9)；

S6，连接接线盒，所述接线盒位于第二区域(8)的头尾部。

2.根据权利要求1所述的一种双面单晶叠片光伏组件的制造方法，其特征在于，步骤S1中，第一小片(2)的宽度为W1，第二小片(3)切的宽度为W2，满足：W1≤W2。

3.根据权利要求2所述的一种双面单晶叠片光伏组件的制造方法，其特征在于，步骤S4中，带倒角的第一小片(2)组成的第一电池长串的第二焊带带宽度为W3，不带倒角的第二小片(3)组成第二电池长串的第二焊带宽度为W4；满足W3＞W4；两种电池长串的总长度差值小于等于4mm。

4.根据权利要求1所述的一种双面单晶叠片光伏组件的制造方法，其特征在于，步骤S2中，电池串的小片电池数量为M，2≤M≤50。

5.根据权利要求1所述的一种双面单晶叠片光伏组件的制造方法，其特征在于，第一焊带(10)和第二焊带均为打孔焊带。

6.一种双面单晶叠片光伏组件，其特征在于，包括设置在两层玻璃之间的双面单晶叠片阵列；双面单晶叠片阵列由并排布置的第一区域(7)、第二区域(8)和第三区域(9)组成，第一区域(7)和第三区域(9)中各放置至少一串第二电池长串，第二电池长串包括至少一串由不带倒角的第二小片(3)互相连接成的第二电池串，第二区域(8)中至少放置一串第一电池长串，第一电池长串包括至少一串由带倒角的第一小片(2)互相连接成的第一电池串；每串电池长串的正极在同一侧，负极在同一侧；每串电池长串的头尾部的焊带各用一根汇流条连接组成并联结构；玻璃与电池长串之间设置绝缘封装材料；带倒角的第一小片(2)的宽度方向沿着第一电池串(4)的长度方向设置，不带倒角的第二小片(3)的宽度沿着第二电池串(5)的长度方向设置；

光伏组件的接线盒位于第二区域(8)的头尾部，且第二区域(8)的电池的长度要短于第一区域(7)和第三区域(9)。

7.根据权利要求6所述的一种双面单晶叠片光伏组件，其特征在于，带倒角的第一小片(2)和不带倒角的第二小片(3)由单晶硅双面叠片电池片(1)切割而成。

8.根据权利要求6所述的一种双面单晶叠片光伏组件，其特征在于，第一电池长串的长度与第二电池长串长度的差值≤4mm。