叠瓦组件的制造方法及叠瓦组件技术

本发明专利技术涉及一种制造叠瓦组件的方法和叠瓦组件。本发明专利技术所提供的方法，在预排片步骤中将预排片膜加热以使其至少部分地处于熔融状态并在熔融状态下与所述太阳能电池片接触，以使得所述熔融状态的区域凝固后能够和所述太阳能电池片固定在一起，且相邻的太阳能电池片之间通过主栅线的直接接触而实现导电连接。根据本发明专利技术所提供的方案，能够通过预排片膜的加热熔融特性将太阳能电池片相对于彼此固定而形成电池串，而无需额外使用粘结剂。这样的方案能够将排版工序和叠片工序合二为一，这样的方式成本较低、效率较高，易于操作。且无需额外设置粘结剂，从而能够节约成本、提升生产效率。

【技术实现步骤摘要】
叠瓦组件的制造方法及叠瓦组件
本专利技术涉及能源领域，尤其涉及一种叠瓦组件的制造方法和叠瓦组件。
技术介绍
随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。光伏组件作为光伏发电的核心部件，提高其转换效率发展高效组件是必然趋势。目前市场上涌现各种各样的高效组件，如叠瓦、半片、多主栅、双面组件等。随着光伏组件的应用场所和应用地区越来越广泛，对其可靠性要求越来越高，尤其是在一些恶劣或极端天气多发地区需要采用高效、高可靠性的光伏组件。在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下，叠瓦组件利用小电流低损耗的电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)从而使得组件功率损耗大大降低。其次通过充分利用电池组件中片间距区域来进行发电，单位面积内能量密度高。另外目前使用了具有弹性体特性的导电胶粘剂替代了常规组件用光伏金属焊带，由于光伏金属焊带在整片电池中表现出较高的串联电阻而导电胶粘剂电流回路的行程要远小于采用焊带的方式，从而最终使得叠瓦组件成为高效组件，同时户外应用可靠性较常规光伏组件性能表现更加优异，因为叠瓦组件避免了金属焊带对电池与电池互联位置及其他汇流区域的应力损伤。尤其是在高低温交变的动态(风、雪等自然界的载荷作用)环境下，采用金属焊带互联封装的常规组件失效概率远超过采用弹性体的导电胶粘剂互联切割后的晶硅电池小片封装的叠瓦组件。当前叠瓦组件的主流工艺使用导电胶粘剂互联切割后的电池片，导电胶主要由导电相和粘接相构成。其中导电相主要由贵金属组成，如纯银颗粒或银包铜、银包镍、银包玻璃等颗粒并用于在太阳能电池片之间起导电作用，其颗粒形状和分布以满足最优的电传导为基准，目前更多采用D50＜10um级的片状或类球型组合银粉居多。粘接相主要有具有耐候性的高分子树脂类聚合物构成，通常根据粘接强度和耐候稳定性选择丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯等。为了使导电胶粘接达到较低的接触电阻和较低的体积电阻率及高粘接并且保持长期优良的耐候特性，一般导电胶厂家会通过导电相和粘接相配方的设计完成，从而保证叠瓦组件在初始阶段环境侵蚀测试和长期户外实际应用下性能的稳定性。而对于通过导电胶来实现连接的电池组件，在被封装之后，在户外实际使用时受到环境侵蚀，例如高低温交变热胀冷缩产生导电胶之间的相对位移。最为严重就是导致出现电流虚接甚至断路，主要原因一般都是因为材料组合后相互间连接能力弱。连接能力弱主要表现在制程中导电胶作业需要一个工艺操作窗口，实际生产过程中这个窗口相对较窄，非常容易受到环境因素的影响，比如作业场所的温湿度，涂胶后滞留空气中的时间长短等等都会让导电胶水失去活性。同时对于点胶、喷胶或印刷工艺下受胶水自身特性变化容易出现施胶不均缺失现象，对产品可靠性会有较大隐患。其次导电胶主要由高分子树脂和大量贵金属粉体所构成，成本高昂且一定程度上破坏生态环境(贵金属的生产和加工对环境污染较大)。再者导电胶属于膏状物，在施胶或叠片过程中具备一定的流动性，非常容易溢胶造成叠瓦互联电池串正负极短路。也就是说，对于大多数采用导电胶粘接方式而制成的叠瓦组件，存在相互连接强度弱特点，制程对环境要求高，工艺使用易溢胶短路，使用成本高昂，生产效率低等问题。因而需要提供一种制造叠瓦组件的方法和叠瓦组件，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种制造叠瓦组件的方法和叠瓦组件。根据本专利技术所提供的方案，能够在太阳能电池片的预排片的过程中通过热熔融而将太阳能电池片固定在热塑性的预排片膜上从而形成电池串，并通过底侧膜和/或顶侧膜的加热熔融特性将电池串固定在其上，而无需额外使用导电胶和/或粘结剂。这样的方案将排版工序和叠片工序合二为一，成本较低、效率较高，易于操作。并且，由于不需设置导电胶，也能够避免由于导电胶而可能产生的一系列问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种制造叠瓦组件的方法，所述叠瓦组件包括封装结构和位于所述封装结构内的电池片阵列，所述电池片阵列由电池串构成且每一个所述电池串的顶表面和底表面设置有预排片膜，且所述封装结构包括位于所述电池片阵列底侧的底侧膜和位于所述电池片阵列顶侧的顶侧膜，所述方法包括预排片步骤、在所述底侧膜、所述顶侧膜之间放置多个预排片形成的电池串从而形成电池片阵列的步骤以及施加封装结构和层压的步骤，在所述预排片的步骤中：设置热塑性的顶预排片膜和底预排片膜，将太阳能电池片以叠瓦方式置于所述顶预排片膜和所述底预排片膜之间，使得相邻的太阳能电池片之间通过主栅线的直接接触而实现导电连接，且在该步骤中，将所述顶预排片膜和/或底预排片膜加热以使其至少部分地处于熔融状态并在熔融状态下与所述太阳能电池片接触，以使得所述熔融状态的区域凝固后能够和所述太阳能电池片固定在一起；并且，在所述顶侧膜、所述底侧膜之间放置多个电池串的步骤中：将所述底侧膜和/或顶侧膜加热以使其至少部分地处于熔融状态并在熔融状态下与所述太阳能电池片接触，以使得熔融状态的区域凝固后能够和所述电池串固定在一起。在一种实施方式中，所述方法包括将所述底预排片膜加热的步骤，且所述加热步骤和在所述底预排片膜上放置太阳能电池片的步骤同时进行，以使所述底预排片膜的待接收所述太阳能电池片的区域始终保持熔融状态。在一种实施方式中，所述方法包括：预设加热所述底预排片膜的加热过程的加热参数，以使得对于依次连续放置的两个太阳能电池片，在所述底预排片膜上放置后一个所述太阳能电池片的过程中前一个所述太阳能电池片已固定在所述底预排片膜上，且所述前一个太阳能电池片能够作为放置后一个所述太阳能电池片的基准。在一种实施方式中，将所述底预排片膜加热的步骤包括：通过独立于所述叠瓦组件的加热机构向所述底预排片膜施加热量。在一种实施方式中，加热方法为直接加热法、红外加热法、微波加热法、激光加热法中的至少一种。在一种实施方式中，通过红外和紫外组合光照方式实现加热。在一种实施方式中，所述方法包括将所述底预排片膜加热的步骤，将所述底预排片膜加热的步骤包括：将自带热量的所述太阳能电池片放置在所述底预排片膜上使所述底预排片膜熔融。在一种实施方式中，所述方法还包括在将所述太阳能电池片放置在所述底预排片膜之前的在所述底预排片膜和/或所述顶预排片膜上冲孔的步骤，孔的直径为1mm-10mm。在一种实施方式中，设置机械手来完成所述底预排片膜上的叠片，且所述方法还包括：基于所述太阳能电池片的尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造叠瓦组件的方法，所述叠瓦组件包括封装结构和位于所述封装结构内的电池片阵列，所述封装结构包括位于所述电池片阵列底侧的底侧膜和位于所述电池片阵列顶侧的顶侧膜，所述方法包括预排片步骤、在所述底侧膜、所述顶侧膜之间放置多个预排片形成的电池串从而形成电池片阵列的步骤以及施加封装结构和层压的步骤，/n其特征在于，在所述预排片的步骤中：/n将太阳能电池片以叠瓦方式排布，使得相邻的太阳能电池片之间通过主栅线的直接接触而实现导电连接，且在该步骤中，设置预排片膜，并将所述预排片膜加热以使其至少部分地处于熔融状态并在熔融状态下与所述太阳能电池片接触，以使得所述熔融状态的区域凝固后能够和所述太阳能电池片固定在一起；/n并且，在所述顶侧膜、所述底侧膜之间放置多个电池串的步骤中：/n将所述底侧膜和/或顶侧膜加热以使其至少部分地处于熔融状态并在熔融状态下与所述太阳能电池片接触，以使得熔融状态的区域凝固后能够和所述电池串固定在一起。/n

【技术特征摘要】
1.一种制造叠瓦组件的方法，所述叠瓦组件包括封装结构和位于所述封装结构内的电池片阵列，所述封装结构包括位于所述电池片阵列底侧的底侧膜和位于所述电池片阵列顶侧的顶侧膜，所述方法包括预排片步骤、在所述底侧膜、所述顶侧膜之间放置多个预排片形成的电池串从而形成电池片阵列的步骤以及施加封装结构和层压的步骤，
其特征在于，在所述预排片的步骤中：
将太阳能电池片以叠瓦方式排布，使得相邻的太阳能电池片之间通过主栅线的直接接触而实现导电连接，且在该步骤中，设置预排片膜，并将所述预排片膜加热以使其至少部分地处于熔融状态并在熔融状态下与所述太阳能电池片接触，以使得所述熔融状态的区域凝固后能够和所述太阳能电池片固定在一起；
并且，在所述顶侧膜、所述底侧膜之间放置多个电池串的步骤中：
将所述底侧膜和/或顶侧膜加热以使其至少部分地处于熔融状态并在熔融状态下与所述太阳能电池片接触，以使得熔融状态的区域凝固后能够和所述电池串固定在一起。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预排片膜包括热塑性的底预排片膜和/或顶预排片膜，所述预排片步骤包括将所述预排片膜加热的步骤。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热步骤和将太阳能电池片叠片的步骤同时进行，以使所述预排片膜的待接收所述太阳能电池片的区域始终保持熔融状态。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预排片膜包括热塑性的底预排片膜，所述预排片步骤包括加热所述底预排片膜的步骤，并且，所述方法还包括：预设加热所述底预排片膜的加热过程的加热参数，以使得对于依次连续放置的两个太阳能电池片，在所述底预排片膜上放置后一个所述太阳能电池片的过程中前一个所述太阳能电池片已固定在所述底预排片膜上，且所述前一个太阳能电池片能够作为放置后一个所述太阳能电池片的基准。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述预排片膜加热的步骤包括：通过独立于所述叠瓦组件的加热机构向所述预排片膜施加热量。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，加热方法为直接加热法、红外加热法、微波加热法、激光加热法中的至少一种。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过红外和紫外组合光照方式实现加热。


8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预排片膜包括热塑性的底预排片膜，所述方法包括将所述底预排片膜加热的步骤，将所述底预排片膜加热的步骤包括：将自带热量的所述太阳能电池片放置在所述底预排片膜上使所述底预排片膜熔融。


9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述太阳能电池片放置在与所述预排片膜接触之前的在所述预排片膜上冲孔的步骤，孔的直径为1mm-10mm。


10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置机械手来完成所述预排片步骤中的叠片，且所述方法还包括：基于所述太阳能电池片的尺寸以及所述太阳能电池片上的主栅线位置来设置所述机械手的参数，以使所述机械手在操作时能够使相邻的太阳能电池片的主栅线准确接触。


11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，设置多组机械手同时作业。


12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述太阳能电池片排列成电池串的过程中通过检测机构检测叠片质量，并将检测结果实时地反馈至监控平台。


13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，制造系统中还包括控制装置，所述控制装置和所述检测机构相关联从而能够基于所述检测机构的检测结果对叠片作业机构进行控制。


14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述底侧膜上放置电池片阵列之后的如下步骤：在电池片阵列上设置汇流条以将所述电池片阵列的电流向外引出。


15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封装结构包括底板和顶板，且所述方法依次包括如下步骤：
在所述底板上铺设所述底侧膜；
在所述底侧膜上放置多个电池串，并使所述底侧膜热熔融以将所述多个电池串固定在所述底侧膜上；
在所述多个电池串顶侧铺设所述顶侧膜；
在所述顶侧膜的顶侧放置所述顶板。


16.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊，尹丙伟，李岩，石刚，谢毅，刘汉元，
申请(专利权)人：成都晔凡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51