[發明專利]一種基于晶硅的太陽能發電組件及其制備方法

在審

• 申請號: 201910862664.1
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110649119A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 上官泉元;賈云濤
• 申請（專利權）人: 常州比太科技有限公司
• 主分類號: H01L31/05
• 分類號: H01L31/05;H01L31/18
• 代理公司: 11578 北京集智東方知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳倩

本發明公開了一種基于晶硅的太陽能發電組件，包括標準電池片或由標準電池片沿垂直于銀導線方向等分分切的分切電池片，以及具有導電性能的Z型連接帶。上述發電組件制備時通過連接帶把多片標準電池片或分切電池片串聯成串，并沿連接帶長度方向將多片標準電池片或分切電池片的銀導線平行方向首尾相接并聯焊接在連接帶上形成多串標準電池片或分切電池片的并聯連接，以形成N列×M行的電池片模組；并采用兩片平直加厚匯流帶分別沿垂直于串聯方向平行設置在兩端輸出端，并連接到串聯的標準電池片或分切電池片兩端Z型連接帶上用于外接電路。該發明比疊瓦節約制造成本，且具有組件內阻及功損小、輸出功率大、熱斑效應隱患小、組件可靠性高的優點。

技術領域

本發明涉及太陽能發電板制備技術領域，特別涉及一種基于晶硅的太陽能發電組件及其制備方法。

背景技術

對一塊能利用太陽光發電用的晶硅電池組件來說，電池片之間的鏈接方式不僅影響發電效率，而且影響其使用穩定性及制造成本。

一片電池片的正反面作為發電的兩極(正和負極)，當兩塊電池片串聯時，第一片電池片的正面作為一極，第一片電池片的背面與第二片電池片的正面用焊帶串焊起來，則第二片電池片的背面作為另一極。這樣兩片電池片串聯的電壓變成單片的兩倍，而電流和單片相同。常規的電池組件由60片硅片組成，把十片電池片按照以上方法串聯起來排成一排，排和排之間再根據電壓和電流的需要進行串聯或并聯。

為了降低串聯電阻，常用的一種串聯方式是將串聯的焊帶從硅片正面的一端到另一端，再經過另一張硅片的反面從一端到另一端設置。一張硅片上放置的焊帶越多則電阻越小，不僅可以降低收集電流的副柵線導電性要求(降低用銀量)，同時還可以降低導線電阻。但是焊帶越多，遮蓋光越多，制造工藝越復雜，所以必須取得一定平衡。

另一種降低電阻的方法是把一張硅片分切成多塊(典型的是分切成六塊)，然后把小硅片分別用疊瓦的形式鏈接起來(一塊硅片的正面和另一塊硅片的反面疊起來，重疊邊緣控制在1mm左右。這樣，每塊小硅片的發電電壓不變，但電流就降低到原來的六分之一。當它們疊起來后，電壓就變成每塊小硅片的加和，電流和每塊小硅片一樣為原來的六分之一。這樣串起來的總發電功率不變，但內阻功損就能大大降低(功損等于電流平方乘以內阻)。這種疊瓦的形成的另一個優勢是硅片和硅片之間是零間距，使一塊固定面積的電池組件板里可以放更多硅片發電，從而使得疊瓦組件的整體發電量比常規組件多產生10％的發電功率。但是疊瓦過程需要用導電銀膠把硅片沾在一起，它不僅顯著增加成本，而且引入有機膠后的長期穩定性也遭質疑，其中的一個問題是當一串電池片中有一塊小硅片出問題，電就無法導通，從而影響整串發電能力。而且，硅片導電需要在光照下形成的光生載流子來完成，如果其中一張硅片被陰遮擋，這張硅片導電性下降，會產生很多熱而產生問題(熱斑)，解決這個問題的常規方法是加一個旁通二極管進行分流，這樣雖然一定程度上能降低熱斑產生，但整體的發電量會大大減少。

綜上所述，當前行業內現有電池片連接方式存在的以下問題：

1)多主柵整塊電池是整體串聯或者局部串聯，當模組局部被樹葉(鳥糞或者其他)遮擋陽光而導致該部位導電能力下降，此處產生高電阻而后局部過熱，使得組件發生熱斑，甚至可能發生起火；

2)雖然有一些技術(比如疊瓦)使用的是將標準電池片分切后采取重疊互壓的方式將分切后的電池片串聯，但是因為疊壓時會造成材料浪費，同時還要使用價格昂貴的貴金屬導電膠，從而導致產品成本大幅提高；

3)雖然有一種技術(比如互聯)使用了將串行后的電池串并聯的方式解決了可能存在的熱斑問題，但是其在電池串焊的時候，使用傳統的焊帶相鄰并使電池上下面連接，這種方式會導致組件內部的功率損耗過大，不利于提高發電效率。

以上常規的三種技術，都分別在制造成本、可靠性以及提高電力輸出效率方面存在不能兼顧的缺陷，因而需要一種更有效的組件連接方式，以實現降低內阻、增加有效發電面積，同時可以分流由于某片電池發電失效需要分流的問題。

發明內容