一种太阳能电池组件及其制造方法与流程

本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池组件及其制造方法。

背景技术：

太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，其在满足一定照度条件的光照时，可输出电压及在有回路的情况下产生电流。太阳能电池基本构造由p型半导体与n型半导体结合而成，利用p型半导体的空穴与n型半导体的自由电子的电位差来产生电流。即当太阳光照射时，光能将硅原子中的电子激发出来，而产生电子和空穴的对流，这些电子和空穴均会受到内建电位的影响，分别n型及p型半导体吸引，而聚集在两端。此时电池外部如果用电极连接起来，就会形成一个回路。

形成回路的过程，通常是多片太阳能电池通过串并联形成电池组件的过程。常规太阳能电池组件通带采用红外焊接机，用涂锡铜带将相邻电池片的正背面连接。图1和图2示出常规太阳能电池组件串联方式，在组件制作时，通过涂锡铜带需连接相邻太阳能电池片的正背面，从而将多个太阳能电池串联起来。采用这种方式具有以下缺点：

1、由于镀锡铜带通常较宽，存在遮光从而导致电池组件转换效率降低。

2、由于涂锡铜带需连接相邻电池片的上下表面，导致相邻电池片间需留出2mm以上间隙，这部分太阳光无法有效利用，降低电池组件转换效率。

3、红外焊接设备工艺温度普遍在300℃以上，这对于诸如hjt电池(异质结电池，hetero-junctionwithintrinsicthin-layer)之类的具有低温特性的电池(工艺温度不能超过220℃)，无法采用该焊接工艺进行电池片互联。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供一种太阳能电池组件及其制造方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括：

多个电池片，所述多个电池片配置为将太阳能转换为电能；以及

连接件，分别层叠于所述多个电池片的两侧面，所述连接件配置为将所述多个电池片中相邻的电池片电连接以使得所述多个电池片串联连接；

热熔胶膜，层叠于所述连接件背离所述多个电池片的外侧面，所述热熔胶膜与所述连接件预制成复合膜，以使得所述连接件将所述多个电池片中相邻的电池片电连接；以及

表面封装材料，所述表面封装材料层叠于所述复合膜远离所述多个电池片的外侧面。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，在所述太阳能电池组件的同一侧，所述多个电池片中相邻的电池片的电极为不同性，紧邻间隔的电池片的电极为同性。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述连接件为涂锡铜线，所述涂锡铜线包括由铜制成的基材和由锡铋银合金制成的表面涂层，所述基材的直径范围为0.3-0.5mm，所述表面涂层的熔点范围为130-150℃。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述太阳能电池组件中，每一单一侧面划分为第一区和第二区，所述第一区和所述第二区的所述涂锡铜线的排列方向互相垂直，同处于所述第一区和所述第二区的所述涂锡铜线平行排列；

所述涂锡铜线在所述太阳能电池组件的两侧面中：所述第一区和所述第二区互调设置。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述太阳能电池组件包括由n行m列的电池片，其中，n、m为大于等于2的自然数，

在所述太阳能电池组件的一侧面上，所述第一区和所述第二区依次排列，所述连接件沿着第一方向设置以连接所述第一区的l行m列的电池片，沿着第二方向设置所述连接件以用于连接所述第二区中的(n-l)行m列的电池片，l为大于等于1小于n的自然数；并且

在所述太阳能电池组件的另一侧面上，所述第二区和所述第一区依次排列，所述连接件沿着第二方向设置以连接所述第二区中的(n-l)行m列的电池片，沿着第一方向设置所述连接件以连接所述第一区的l行m列的电池片。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述热熔胶膜选自以下中的一种或者多种：乙烯-醋酸乙烯共聚物eva、聚氧化乙烯poe、聚偏二氯乙烯pvd。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述表面封装材料选自以下中的一种或者多种：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物tpt、聚对苯二甲酸乙二酯pet、玻璃、聚氟乙烯etfe。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述电池片为异质结电池，所述异质结电池的一侧面为n型入光面、另一侧面为p型入光面；在所述太阳能电池组件的同一侧面，同一行/列中相邻所述异质结电池分别为n型入光面、p型入光面，相邻行/列中相邻所述异质结电池分别为同一行/列中相邻所述异质结电池分别为p型入光面、n型入光面。

第二方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池组件制造方法，所述方法包括：

设置多个电池片，所述多个电池片配置为将太阳能转换为电能；

制备复合膜，所述复合膜由连接件和热熔胶膜预制而成，其中所述连接件配置为将所述多个电池片中相邻的电池片电连接以使得所述多个电池片串联连接；

将所述复合膜层叠于所述多个电池片以经由所述复合膜中的连接件将所述多个电池片中相邻的电池片电连接；以及

设置表面封装材料，所述表面封装材料层叠于所述复合膜；

进行层压工艺，形成所述太阳能电池组件。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述连接件为涂锡铜线，所述涂锡铜线包括由铜制成的基材和由锡铋银合金制成的表面涂层，所述制备复合膜的步骤包括：

将所述连接件排布在所述热熔胶膜上；

对所述连接件进行加热，加热温度范围为75-85℃；

所述涂锡铜线粘附于所述热熔胶膜。

本申请实施例中的太阳能电池组件包括多个电池片，所述多个电池片配置为将太阳能转换为电能；以及连接件，分别层叠于所述多个电池片的两侧面，所述连接件配置为将所述多个电池片中相邻的电池片电连接以使得所述多个电池片串联连接；热熔胶膜，层叠于所述连接件背离所述多个电池片的外侧面，所述热熔胶膜与所述连接件预制成复合膜，以使得所述连接件将所述多个电池片中相邻的电池片电连接；以及表面封装材料，所述表面封装材料层叠于所述复合膜远离所述多个电池片的外侧面。通过本申请的方案，提高了太阳能电池组件的转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为常规太阳能电池组件串联方式示意图；

图2为常规太阳能电池组件串联方式；

图3为异质结电池结构示意图；

图4为本申请实施例的太阳能电池组件串联方式示意图；

图5为本申请实施例的涂锡铜线和热熔胶膜复合膜示意图；

图6为本申请实施例的电池片排布与涂锡铜线和热熔胶膜搭配示意图；

图7为本申请实施例的电池组件封装示意图；并且

图8为本申请实施例的太阳能电池组件制造方法。

附图标识中：

1-表面封装材料；2.封装胶膜；3.涂锡铜带；4.太阳能电池片；4.1-晶硅基片；4.2-本征型非晶硅层；4.3-p型非晶硅膜层；4.4-n型非晶硅膜层；4.5-透明导电层；4.6-电极；5.热熔胶膜；6.涂锡铜线；7.复合膜。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

首先，参考图1和图2，描述常规太阳能电池组件串联方式。如图所示，对于常规太阳能电池组件，采用涂锡铜带3连接，在太阳能电池组件制作时，涂锡铜带3需连接相邻电池片的正面、背面。具体地，在采用涂锡铜带3连接相邻电池片的正面、背面时，采用红外焊接机，用涂锡铜带将相邻电池片的正面、背面连接。然而，如上所述，这种连接方式会导致电池转换效率降低等问题。

接下来，参考图3-图7，描述本申请实施例的基于高效异质结电池的太阳能电池组件的结构。

首先，参考图3，描述高效异质结电池的结构。高效异质结电池是一种n型双面电池，其基本结构如图3所示，其中；4.1为晶硅基片；4.2为本征型非晶硅层，厚度为约10nm；4.3为p型非晶硅膜层(通常在正面)或者4.4为n型的非晶硅膜层(通常在背面)，厚度范围为70-300μm；4.5为透明导电层(tco层)，制备材料例如可以为in2o3:sn，厚度范围为5-50nm；4.6为电极，制备材料例如可以为ag或者ag/al。

接下来，参考图4-7，描述本申请实施例的太阳能电池组件的连接方式。具体地，在本申请实施例中，相邻电池片的正面与正面连接，背面与背面连接。具体地，鉴于异质结电池的双面特性，本申请实施例利用双面电池特性，通过改变相邻电池片的入光面，将相邻电池片的正极和负极设计在同一侧，如此能够在组件封装时，使得电池片间距缩短至1mm以内，提高了太阳光利用效率，从而提升了组件转换效率。

具体地，根据本申请实施例的太阳能电池组件包括多个电池片，并且所述多个电池片中的每个都配置为将太阳能转换为电能。具体地，该太阳能电池组件可以包括两个、三个或者更多个电池片。

在本申请实施例中，在所述太阳能电池组件的同一侧，所述多个电池片中相邻的电池片的电极为正极、负极不同性，紧邻间隔设置的电池片的电极为同性，即间隔一行设置或一列设置的电池片的极性相同。

在本申请的一个具体实施例中，所述电池片为异质结电池，所述异质结电池的一侧面为n型入光面(即n型非晶硅膜层4.4所在侧)、另一侧面为p型入光面(即p型非晶硅膜层4.5所在侧)；在所述太阳能电池组件的同一侧面，同一行/列中相邻所述异质结电池分别为n型入光面、p型入光面，相邻行/列中相邻所述异质结电池分别为同一行/列中相邻所述异质结电池分别为p型入光面、n型入光面，即在同一侧面，交叉设置不同型的入光面，例如一个n型入光面的电池片，在与它相邻的四个电池片都是p型入光面。

此外，根据本申请实施例的太阳能电池组件还包括连接件，连接件分别层叠于所述多个电池片的两侧面，所述连接件配置为将所述多个电池片中相邻的电池片电连接以使得所述多个电池片串联连接。具体地，连接件例如可以是涂锡铜线6，如此，相较于常规焊接时使用涂锡铜带改为使用镀锡铜线6，可以减少较宽的涂锡铜带对电池转换效率的影响。另外，使得所述电池片串联的连接件的连接方式可以采取任何方式，只要这种方式能够使得所述多个电池片串联连接即可。

如上所述，在本申请实施例中，为了减少涂锡铜带连接相邻电池片的上下表面，导致相邻电池片间需留出2mm以上间隙的情形，在本申请实施例中，所述多个电池片中相邻电池片的正极、负极设置于同一侧并且采用镀锡铜线6进行连接。如此，能够在组件封装时，将电池片间距缩短至1mm以内，提高了太阳光利用效率，从而提升了组件转换效率。

为了利用镀锡铜线6将相邻的电池片电连接，在本申请实施例中，采用一种预制作的包括热熔胶膜5和涂锡铜线6的复合膜7用于异质结电池封装，从而解决了异质结电池封装问题。具体地，可以将热熔胶膜5和涂锡铜线6预制成复合膜7，并且该复合膜7层叠于电池片4以使得复合膜7中的涂锡铜线6将多个电池片中相邻的电池片电连接。具体地，热熔胶膜5层叠于所述连接件(涂锡铜线6)背离所述多个电池片的外侧面。

如上所述，在本申请实施例中，热熔胶膜5与涂锡铜线6所制成的复合膜7层叠于电池片，以实现对电池片的封装。具体地，如图6所示，n型入光面和p型入光面的电池片交替摆放，并且涂锡铜线6和热熔胶膜5的复合膜7分别层叠在电池片4的上下表面，如此通过涂锡铜线6和热熔胶膜5的复合膜7实现了相邻电池片的串联连接。应用热熔胶膜5与涂锡铜线6所制成的复合膜7，可以省略串焊工艺就能在电池片表面形成电极，避免采用红外焊接设备进行串焊使电池片互联的问题。该复合膜7中涂锡铜线6在层压机(约140℃)时，受热导致锡层熔融，锡层连接铜线与电池片电极，从而形成导电通路。该方式封装温度低于200℃，非常适宜于异质结电池低温制程特性。

在本申请实施例中，涂锡铜线6可以包括由铜制成的基材和由锡铋银合金制成的表面涂层构成，并且基材的直径范围为0.3-0.5mm，并且锡铋银合金表面涂层的熔点范围为130-150℃，优选地为约140℃。

在本申请实施例中，热熔胶膜5可以是乙烯-醋酸乙烯共聚物eva、聚氧化乙烯poe、聚偏二氯乙烯pvd中的一种或者多种，并且热熔胶膜的材料不限于此，也可以是其他种类的材料。

此外，在预制复合膜7的过程中，可以在热熔胶膜5上排布涂锡铜线6以制成所述复合膜7。具体地，在排布时，涂锡铜线可以加热至75-85℃，优选地加热至约80℃，使得锡铋银合金表面涂层部分融化，从而使得涂锡铜线6能够粘附于热熔胶膜5，从而制成热熔胶膜和涂锡铜线的复合膜7。

由于在本申请实施例中，通过预制复合膜7，并将复合膜层叠于电池片来使得多个电池片中相邻的电池片电连接，因此，需要对连接件的布图进行提前设计。

另外，本申请实施例的太阳能电池组件还包括表面封装材料1，表面封装材料1层叠于所述复合膜7的外侧以进行封装。具体地，所述表面封装材料1层叠于所述复合膜7远离所述多个电池片的外侧面。另外，表面封装材料1包含但不限于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物tpt、聚对苯二甲酸乙二酯pet、玻璃、聚氟乙烯etfe中的一种或几种。

接下来，参考图5和图6具体描述复合膜7中涂锡铜线6的布置。图5示出了涂锡铜线6和热熔胶膜5的复合膜7的示意图，其对应于一种2串，每串3片电池片子组件(2行3列的电池片构成的子组件)的涂锡铜线和热熔胶膜的复合膜7示意图。

可以看出，在本申请实施例中，对于包括由2行3列的电池片构成的子组件，在子组件的一面上，沿着列的方向设置连接件(涂锡铜线6)以连接子组件的一个端部的两个电池片，并且沿着行的方向设置连接件(涂锡铜线6)以用于连接一行中剩余两个电池片。并且在该子组件的另一面上，沿着行的方向设置连接件(涂锡铜线6)以使得所述端部的电池片与在行的方向上相邻的电池片连接。在本申请实施例中，连接相邻电池片的连接件可以是如上所述的涂锡铜线6，并且用于连接相邻电池片的涂锡铜线6可以是平行布置的多条涂锡铜线。

以上，参考图5具体描述了2行3列的电池片及其连接件的连接方式，但是本申请不限于此，实际上，本申请实施例的太阳能电池组件可以包括由n行m列的电池片构成的子组件，其中，n、m为大于等于2的自然数。

在本申请实施例的太阳能电池组件中，每一单一侧面可以划分为第一区和第二区，所述第一区和所述第二区的所述涂锡铜线的排列方向互相垂直，同处于所述第一区和所述第二区的所述涂锡铜线平行排列；所述涂锡铜线在所述太阳能电池组件的两侧面中：所述第一区和所述第二区互调设置。

此外，在太阳能电池组件包括由n行m列的电池片构成的子组件的情况下，在所述太阳能电池组件的一侧面上，所述第一区和所述第二区依次排列，所述连接件沿着第一方向设置以连接所述第一区的l行m列的电池片，沿着第二方向设置所述连接件以用于连接所述第二区中的(n-l)行m列的电池片，l为大于等于1小于n的自然数；并且在所述太阳能电池组件的另一侧面上，所述第二区和所述第一区依次排列，所述连接件沿着第二方向设置以连接所述第二区中的(n-l)行m列的电池片，沿着第一方向设置所述连接件以连接所述第一区的l行m列的电池片。

应当理解，在本申请实施例中，在所述太阳能电池组件的一侧面上和另一侧面上的连接件的排列可以采用相反的方式。此外，对于图5和图6所示的复合膜上的涂锡铜线的排布，其在第一区和第二区的方向互相垂直的连接件可以通过外部的接线盒连接在一起的。

另外，对于本申请实施例中的太阳能电池组件的封装，可以在电池片的上、下表面(n型入光面和p型入光面)分别铺设复合膜7，并且然后在所述复合膜7上设置表面封装材料1，再经层压机热压将电池片与表面封装材料粘接，如此能够获得如图7所示的本申请实施例的太阳能电池组件(局部示意)。

此外，如图8所示，本申请实施例还提供了一种太阳能电池组件制造方法，该方法包括：

801：设置多个电池片，所述多个电池片配置为将太阳能转换为电能。在本申请实施例中，所述多个电池片中相邻电池片的正负极可以设置于同一侧。另外，在本申请实施例中，电池片例如可以是异质结电池。

802：制备复合膜，所述复合膜由连接件和热熔胶膜预制而成，其中所述连接件配置为将所述多个电池片中相邻的电池片电连接以使得所述多个电池片串联连接。

在本申请实施例中，连接件例如可以是涂锡铜线，并且所述涂锡铜线包括由铜制成的基材和由锡铋银合金制成的表面涂层。在制备复合膜时，可以将所述连接件排布在所述热熔胶膜上，并对所述涂锡铜线进行加热至75-85℃，优选地为约80℃，然后将所述涂锡铜线粘附于所述热熔胶膜，如此可以获得本申请实施例中的复合膜。

803：将所述复合膜层叠于所述多个电池片以经由所述复合膜中的连接件将所述多个电池片中相邻的电池片电连接。

804：设置表面封装材料，所述表面封装材料层叠于所述复合膜。

805：进行层压工艺，形成所述太阳能电池组件。

应当理解，在本申请实施例中，步骤801和802的顺序可以交换，即可以提前制备复合膜。

如此，能够得到如上所述的太阳能电池组件。通过本申请实施例的太阳能电池组件制造方法，提高了太阳能电池组件的转换效率。

本申请实施例中的复合膜、表面封装材料等可以是根据以上描述太阳能电池组所描述的复合膜和表面封装材料，其细节在此不再赘述。根据本申请实施例的方法能够提高电池转换效率。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。