[實用新型]無主柵電池片太陽能組件

有效

• 申請號: 201720202455.0
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN206727079U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 熊華平;四建方;李建峰;胡志剛
• 申請（專利權）人: 青島瑞元鼎泰新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于新能源技術領域，尤其涉及太陽能，具體的說是一種無主柵電池片太陽能組件。

背景技術

全球性的化石能源危機與環境污染推動了光伏行業的快速發展。目前，以晶硅電池片為主的組件占據了全球光伏組件市場的80%以上；晶硅電池片發展至今，其制作成本及發電量成為其發展的主要制約因素。在制作成本方面，硅材料占據著約60-70%的材料成本，銀漿料的用量占據著約15-25%的材料成本；故而高純晶硅材料的成本和其使用量，以及銀漿的使用量對電池片或組件的成本都有極大的影響。在發電量方面，其主要受到太陽能電池片有效光照面積以及光電轉換效率的影響；電池片的光電轉換效率嚴重依賴晶硅材料本身的結構，電池片的有效光照面積是取決于電池片主、細柵線的覆蓋面積。

晶硅電池片的發電基體是硅片，常規的電池片印有許多條細柵線用以收集硅片受到光照后產生的電流，且還印有2-5條主柵線用以匯集細柵線上的電流。在低成本、高發電量電池片這一目標的催促下，無主柵線電池片技術應運而生。無主柵線電池片，一般指的是在常規電池片基礎上，去掉主柵線且保留細柵線；這種電池片因無主柵線，一方面可以大大減少銀漿的使用量，此外還可以增大電池片的有效光照面積。

在無主柵線電池片技術上，目前有許多方法并列舉部分案例如下。

①德國的Schmid無主柵線技術把電池片的主柵線去除，并且把細柵線的寬度和間距做了一些調整，此外還用15根銅絲代替普通焊帶來串聯焊接多塊電池片。

②加拿大的Day4 Electrode專利技術把電池片的主柵線去除且保留細柵線，之后用嵌有一排鍍低熔點金屬銅絲的薄膜覆蓋在細柵上，再經過層壓工藝把銅絲和細柵焊接起來。

③林建偉的《無主柵、高效率背接觸太陽能模塊、組件及制備工藝》[專利號：CN 104282788 A]中提到，把電池片的主柵線去除同時把電池片的串聯點放置于電池片背面，這種方法將進一步提高電池片的有效光照面積。

④黃強的《光伏電池模塊及其制作方法》[專利號：CN 104716213 A]中提到，把電池片的主柵線去除且保留細柵線，同時用導電膠帶代替普通焊帶來串聯焊接電池片。

⑤授權公布號為CN201820762U專利中，提出了一種完全沒有主柵線的技術方案，只保留細柵線。

⑥CN103618011A專利中，提供一種采用若干焊帶和若干導電膠帶替代主柵線的技術方案。

然而這些現有技術都忽略了一個客觀事實，那就是現有生產設備及公知技術，對上述技術方案不能實現量產，如果采用上述技術方案，則需要大面積更換生產設備，并且，更換或改進晶硅電池片結構來降低電池片成本及提高電池片發電量，這些方法一般具有或工藝復雜，成本高，或工藝尚未成熟，無法得到大批量應用如上述專利③。而更換光伏組件生產用的材料，將帶來大量的工作調整，例如材料的研發、新材料之間的匹配問題以及設備的更新換代，這無疑增加了組件生產成本如上述專利②、④。針對類似于專利①的無主柵線電池片技術，雖然沒有改變電池片結構以及現有的組件生產工藝，但是通過我們大量的實驗驗證，發現銅絲與細柵之間的附著力太小，在TC熱循環可靠性測試中其電池片焊接處電學連接變差，并且電池片兩端的焊接位置容易出現虛焊及斷柵現象。類似于現有技術⑤⑥，其改變了現有太陽能電池片的整個生產工藝，因此，并不具備量產的可能性。

上述問題歸結為：①如若不改變電池片現有結構以及組件生產的工藝，必須要解決焊帶與細柵線焊接帶來的難題，例如焊接拉拔力太小，容易出現虛焊問題。②如若不改變電池片現有結構而僅改變組件生產工藝，則必須要找到非常合適的生產工藝以及相關材料。③如若既改變電池片現有結構且又改變組件生產工藝，則必須在找到非常合適的生產工藝以及相關材料的同時，又要保證電池片的穩定性及發電量。

對于上述所提及的三個問題，不同的公司具有不同的應對措施。例如德國Schmid無主柵線技術既不改變電池片結構也不改變組件生產工藝，采用銅絲與細柵線進行焊接；這將帶來幾個問題：自動串焊機改造成本加大；銅絲與細柵焊接不可靠（在我們的實驗中發現：易出現虛焊、兩端容易翹起、少部分斷柵）。加拿大的Day4 Electrode專利技術不改變電池片現有結構而僅改變組件生產工藝；這將帶來幾個問題：鉗銅絲的薄膜制作難度加大，銅絲與細柵的焊接效果非常難保證。林建偉的背接觸太陽能組件既改變電池片現有結構且又改變組件生產工藝；這將帶來幾個問題：電池片的穩定性及發電量難以保證，電池片串聯材料質量以及電池片串聯效果難以保證。