一種雙面進光晶矽光伏組件的製作方法
2024-03-31 13:46:05 2
本實用新型屬於太陽電池和新能源技術領域，涉及太陽電池的組件設計和製造技術。
背景技術：
在晶矽太陽電池應用領域，雙玻組件的基本特徵為可正反面同時接受光照，根據應用環境的不同，比單面進光的發電量多5-30%。近年來雙玻組件隨著鋼化玻璃技術的進步而發展起來，逐漸被市場所接受，有漸漸取代單面進光晶矽光伏組件成為市場主流的前景。雖然如此，雙玻組件技術目前仍處於初級階段。其組件技術從電池片的結構、組件的結構、組件構成的材料、組件的生產技術仍大部分沿襲了單面進光晶矽太陽電池和組件的結構、特徵和製造技術，未能充分發揮雙面組件可能達到的轉換效率的優勢，雙面進光組件所應該具有的安裝方式靈活多變的優勢也受到局限。
根據雙面進光組件的基本特徵來設計開發新型晶矽光伏電池片結構、組件結構以及配套的原材料、焊接封裝等技術，才能充分發揮雙面進光的優勢，提升發電量，降低生產和發電成本，擴大光伏組件的應用範圍。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種新型的雙面進光晶矽光伏組件及其製造方法。從雙面進光的基本特徵出發，設計雙面進光晶矽光伏組件的結構、製造技術以及配套的封裝材料、連接導電材料和太陽電池片的結構特徵，以增加光伏系統發電效率，降低發電成本，擴大應用範圍。具體內容包括雙面進光晶矽光伏組件的組件結構、封裝材料及連接導電結構、電池片結構、組件製造技術等。
本實用新型是通過以下技術方案實現的。
本實用新型所述的一種雙面進光晶矽光伏組件，從前表面到後表面結構依次包括玻璃一（1）、封裝材料一（2）、連接導電結構一（3）、電池片（4）、連接導電結構二（5）、封裝材料二（6）、玻璃二（7）。
所述的電池片（4）的朝向有兩種：一種是發射極朝向前表面（A），一種是發射極朝向後表面（B）。在同一組串中，A、B兩種朝向的電池片（4）間隔排列，通過連接導電結構一（3）和連接導電結構二（5）將同一組串中的所有電池片形成串聯結構；不同組串間根據組件的輸出指標要求進行串聯或並聯。
所述的連接導電結構一（3）、連接導電結構二（5）為焊帶或其它類似功能的結構如多根極細的帶焊接塗層的金屬絲。
本實用新型所述的封裝材料及連接導電結構：連接導電材料可以與封裝材料（例如，乙烯-醋酸乙烯共聚物，簡稱EVA 等）在使用前是集成為一體的，也可以是分開的；組件兩側的玻璃、封裝材料優選相同的，如需做部分透光結構也可選擇性能有差異的。
本實用新型所述的電池片結構：電池片為晶矽太陽電池片，雙面進光結構，可以由n型晶矽片也可以由p型晶矽片作為基片構成。其顯著特徵為電池片在相同測試條件下從兩個表面進光的短路電流之差≤0.5mA/cm2或光電轉換效率之差≤0.2%。
本實用新型所述的一種雙面進光晶矽光伏組件的製造方法，主要的技術特徵在於組串的製造。分為兩種情況：
（1）「連接導電結構」與「封裝材料」在使用前集成為一體時。
先將連接導電結構與封裝材料在組件製造流程開始前集成為一個整體，然後按照玻璃一（1）、封裝材料+連接導電結構、電池片（4）、連接導電結構+封裝材料、玻璃二（7）的排列全部疊放好，再放進層壓機進行層壓。其中連接導電結構一（3）、電池片（4）、連接導電結構二（5）的數量及其其它未明確提及的組件的結構都按照組件大小和輸出參數的要求進行設計調節。
（2）當「連接導電結構」與「封裝材料」分別為兩個組件單元時。
先將連接導電結構一（3）、電池片（4）、連接導電結構二（5）三部分先做成組串結構，然後將多個組串與玻璃一（1）、封裝材料一（2）、封裝材料二（6）、玻璃二（7）按照玻璃一（1）、封裝材料一（2）、連接導電結構一+電池片+連接導電結構二組串結構、封裝材料二（6）、玻璃二（7）排列好，放進層壓機進行層壓。
本實用新型的技術效果：相鄰兩片太陽電池片發射極朝向組件的不同表面，通過連接導電材料在組件的同一面進行串聯，該方法相比於傳統結構可減少組串焊接及層壓時對太陽電池片的壓力，減少了電池片的破損，降低了對連接導電結構（焊帶等）的材質要求，適用於普通厚度矽片和超薄矽片。所得光伏組件的雙面性能相同，可大大擴展組件應用的方式和靈活性。
附圖說明
圖1為本實用新型組件構成簡圖。1為玻璃一；2為封裝材料一；3為連接導電結構一；4為電池片，A、B兩種擺放方式，A為發射極朝向前表面，B為發射極朝向後表面；5為連接導電結構二；6為封裝材料二；7為玻璃二。
具體實施方式
本實用新型將通過以下實施例作進一步說明。
實施例1。
電池片採用n型雙面晶矽太陽電池，採用180微米厚的矽片製備，發射極和背場所需的p、n重摻雜層均採用擴散法製備，外覆以減反射鈍化薄膜，兩面採用完全對稱的柵線結構。柵線結構包括密排的細柵和多根垂直細柵排列的主柵線。電池正反面進光的轉換效率只差不大於0.1%，短路電流的差別不大於0.2mA/cm2。
電池片按照附圖1所示A、B間隔的排列方式進行排列，採用焊接的方法用焊帶將共計12片太陽電池片之間串聯成組串。
將附圖1中所示玻璃二、封裝材料二（EVA）依此疊放；在其上按傳統組件的方式排列5個組串，並進行組串之間的連接；然後再在組串上依次疊放附圖1中的封裝材料一（EVA）和玻璃一；隨後放入層壓機中進行層壓。層壓後進行後繼製造流程獲得完整光伏組件。
實施例2。
電池片採用n型雙面晶矽太陽電池，採用120微米厚的矽片製備，發射極和背場所需的p、n重摻雜層均採用擴散法製備，外覆以減反射鈍化薄膜，兩面採用完全對稱的柵線結構。柵線結構僅為密排的細柵。電池正反面進光的轉換效率只差不大於0.1%，短路電流的差別不大於0.5mA/cm2。
將0.2毫米直徑的表面覆蓋了錫焊塗層的銅絲20根等間距平行排列。垂直於銅絲延伸方向上，該20根柵線的排布的間隔恰好適合本實施例所述電池片，作為收集電流用。銅絲的長度適合將兩片附圖1中所示A、B排列的兩片電池片連接在一起。該組銅絲固定於EVA材質的可作為組件封裝材料用的膜片上，集成為一種穩固結構。採用該結構將12片如附圖1中所示A、B間隔排列的電池片焊接在一起，形成組串。
將附圖1中所示玻璃二、封裝材料二（EVA）依此疊放；在其上按傳統組件的方式排列5個組串，並進行組串之間的連接；然後再在組串上依次疊放附圖1中的封裝材料一（EVA）和玻璃一；隨後放入層壓機中進行層壓。層壓後進行後繼製造流程獲得完整光伏組件。
實施例3。
電池片採用n型雙面晶矽太陽電池，採用120微米厚的矽片製備，發射極和背場所需的p、n重摻雜層均採用低溫CVD法製備，所得為非晶矽/晶矽異質結結構，雙面外均覆以透明導電薄膜，再雙面製備柵線結構。所印柵線結構僅為密排的細柵。電池正反面進光的轉換效率只差不大於0.1%，短路電流的區別不大於0.1mA/cm2。
將直徑為0.2毫米的表面覆蓋了導電銀膠的銅線20根等間距平行排列。在垂直於銅線延伸方向上，該20根柵線的排布間距恰好適合本實施例所述電池片，作為收集電流用。銅線的長度適合將兩片附圖1中所示A、B排列的電池片連接在一起。該組銅線固定於類似EVA的可作為組件封裝材料用的膜片上，集成為一種穩固結構；採用該結構將12片如附圖1中所示A、B間隔排列的電池片粘結在一起，形成組串。
將附圖1中所示玻璃二、封裝材料二（EVA）依此疊放；在其上按傳統組件的方式排列5個組串，並進行組串之間的連接；然後再在組串上依次疊放附圖1中的封裝材料一（EVA）和玻璃一；隨後放入層壓機中進行層壓。層壓後進行後繼製造流程獲得完整光伏組件。
實施例4。
電池片採用n型雙面晶矽太陽電池，該類太陽電池片採用80微米厚的矽片製備，發射極和背場所需的p、n重摻雜層均採用低溫CVD法製備，所得為非晶矽/晶矽異質結結構，在非晶矽與晶體矽間具有本徵鈍化層，電池片的雙面外均覆以透明導電薄膜，再雙面分別印刷柵線結構。所印柵線結構僅為密排的細柵。電池正反面進光的轉換效率只差不大於0.1%，短路電流的區別不大於0.1mA/cm2。
將直徑為0.2毫米的表面覆蓋了導電銀膠的銅線20根等間距平行排列，垂直於銅線延伸方向上該20根柵線的排布恰好適合本實施例所述電池片，作為收集電流用。銅線的長度適合將兩片附圖1中所示A、B排列的兩片電池片連接在一起。將多組該排列銅線以合適的方式固定於封裝材料一和封裝材料二（EVA材質）與電池片接觸的表面。在適合組件封裝用的尺寸大小的封裝材料上，多組銅線形成一種周期排布的穩固結構。
將附圖1中所示玻璃二、封裝材料二（EVA，集成周期排布的多組銅絲，帶銅絲面朝向電池片）依此疊放，調整EVA的位置，使得銅絲的位置合適粘結電池片；在其上以附圖1所示A、B排列的方式排列電池片，形成m=12，n=6的陣列；然後再在太陽電池片上依次疊放附圖1中的封裝材料一（EVA，集成周期排布的多組銅絲，帶銅絲面朝向電池片），調整封裝材料一到合適位置，最後覆蓋玻璃一；隨後放入層壓機中進行層壓。層壓後進行後繼製造流程獲得完整光伏組件。
實施例5。
電池片採用p型雙面晶矽太陽電池，採用180微米厚的矽片製備，發射極和背場所需的p、n重摻雜層均採用擴散法製備，外覆以減反射鈍化薄膜，兩面採用完全對稱的柵線結構。柵線結構包括密排的細柵和多根主柵線。電池正反面進光的轉換效率只差不大於0.2%，短路電流的區別不大於0.1mA/cm2。
電池片按照附圖1所示A、B間隔的排列方式進行排列，採用焊接的方法用焊帶將5片太陽電池片之間串聯成組串。
將附圖1中所示玻璃二、封裝材料二（EVA）依此疊放；在其上按傳統組件的方式排列4個組串，並進行組串之間的連接；然後再在組串上依次疊放附圖1中的封裝材料一（EVA）和玻璃一；隨後放入層壓機中進行層壓。層壓後進行後繼製造流程獲得完整光伏組件。