[發明專利]疊瓦組件的制造方法及疊瓦組件

在審

• 申請號: 202010076454.2
• 申請日: 2020-01-23
• 公開（公告）號: CN111261741A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 孫俊;尹丙偉;倪孫洋;陳登運;丁二亮;李巖;石剛;謝毅;劉漢元
• 申請（專利權）人: 成都曄凡科技有限公司
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 劉迎春

本發明涉及一種制造疊瓦組件的方法和疊瓦組件。制造方法中，在疊片步驟中將太陽能電池片以疊瓦方式置于底側膜上，使得相鄰的太陽能電池片之間通過主柵線的直接接觸而實現導電連接；將底側膜和/或頂側膜加熱以使其至少部分地處于熔融狀態并在熔融狀態下與太陽能電池片接觸，以使得熔融狀態的區域凝固后能夠和太陽能電池片固定在一起。根據本發明所提供的方案，能夠通過熱塑性膜的加熱熔融特性將太陽能電池片固定在底側膜上，而無需額外使用粘結劑。這樣的方案能夠將排版工序和疊片工序合二為一，直接在底側封裝材料上將電池片疊片并排版，這樣的方式成本較低、效率較高，易于操作。

技術領域

本發明涉及能源領域，尤其涉及一種疊瓦組件的制造方法和疊瓦組件。

背景技術

隨著全球煤炭、石油、天然氣等常規化石能源消耗速度加快，生態環境不斷惡化，特別是溫室氣體排放導致日益嚴峻的全球氣候變化，人類社會的可持續發展已經受到嚴重威脅。世界各國紛紛制定各自的能源發展戰略，以應對常規化石能源資源的有限性和開發利用帶來的環境問題。太陽能憑借其可靠性、安全性、廣泛性、長壽性、環保性、資源充足性的特點已成為最重要的可再生能源之一，有望成為未來全球電力供應的主要支柱。

在新一輪能源變革過程中，我國光伏產業已成長為具有國際競爭優勢的戰略新興產業。然而，光伏產業發展仍面臨諸多問題與挑戰，轉換效率與可靠性是制約光伏產業發展的最大技術障礙，而成本控制與規模化又在經濟上形成制約。光伏組件作為光伏發電的核心部件，提高其轉換效率發展高效組件是必然趨勢。目前市場上涌現各種各樣的高效組件，如疊瓦、半片、多主柵、雙面組件等。隨著光伏組件的應用場所和應用地區越來越廣泛，對其可靠性要求越來越高，尤其是在一些惡劣或極端天氣多發地區需要采用高效、高可靠性的光伏組件。

在大力推廣和使用太陽能綠色能源的背景下，疊瓦組件利用小電流低損耗的電學原理(光伏組件功率損耗與工作電流的平方成正比例關系)從而使得組件功率損耗大大降低。其次通過充分利用電池組件中片間距區域來進行發電，單位面積內能量密度高。另外目前使用了具有彈性體特性的導電膠粘劑替代了常規組件用光伏金屬焊帶，由于光伏金屬焊帶在整片電池中表現出較高的串聯電阻而導電膠粘劑電流回路的行程要遠小于采用焊帶的方式，從而最終使得疊瓦組件成為高效組件，同時戶外應用可靠性較常規光伏組件性能表現更加優異，因為疊瓦組件避免了金屬焊帶對電池與電池互聯位置及其他匯流區域的應力損傷。尤其是在高低溫交變的動態(風、雪等自然界的載荷作用)環境下，采用金屬焊帶互聯封裝的常規組件失效概率遠超過采用彈性體的導電膠粘劑互聯切割后的晶硅電池小片封裝的疊瓦組件。

當前疊瓦組件的主流工藝使用導電膠粘劑互聯切割后的電池片，導電膠主要由導電相和粘接相構成。其中導電相主要由貴金屬組成，如純銀顆粒或銀包銅、銀包鎳、銀包玻璃等顆粒并用于在太陽能電池片之間起導電作用，其顆粒形狀和分布以滿足最優的電傳導為基準，目前更多采用D50＜10um級的片狀或類球型組合銀粉居多。粘接相主要有具有耐候性的高分子樹脂類聚合物構成，通常根據粘接強度和耐候穩定性選擇丙烯酸樹脂、有機硅樹脂、環氧樹脂、聚氨酯等。為了使導電膠粘接達到較低的接觸電阻和較低的體積電阻率及高粘接并且保持長期優良的耐候特性，一般導電膠廠家會通過導電相和粘接相配方的設計完成，從而保證疊瓦組件在初始階段環境侵蝕測試和長期戶外實際應用下性能的穩定性。

而對于通過導電膠來實現連接的電池組件，在被封裝之后，在戶外實際使用時受到環境侵蝕，例如高低溫交變熱脹冷縮產生導電膠之間的相對位移。最為嚴重就是導致出現電流虛接甚至斷路，主要原因一般都是因為材料組合后相互間連接能力弱。連接能力弱主要表現在制程中導電膠作業需要一個工藝操作窗口，實際生產過程中這個窗口相對較窄，非常容易受到環境因素的影響，比如作業場所的溫濕度，涂膠后滯留空氣中的時間長短等等都會讓導電膠水失去活性。同時對于點膠、噴膠或印刷工藝下受膠水自身特性變化容易出現施膠不均缺失現象，對產品可靠性會有較大隱患。其次導電膠主要由高分子樹脂和大量貴金屬粉體所構成，成本高昂且一定程度上破壞生態環境(貴金屬的生產和加工對環境污染較大)。再者導電膠屬于膏狀物，在施膠或疊片過程中具備一定的流動性，非常容易溢膠造成疊瓦互聯電池串正負極短路。