CN108520908A - 一种电池顶电极、太阳能电池及电池顶电极的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池顶电极、太阳能电池及电池顶电极的制作方法，涉及光伏技术领域。本发明通过在绝缘胶膜上设置多个穿透孔，将导线按照预设的导线分布形状依次穿过多个穿透孔分布在绝缘胶膜的第一面和第二面。通过导线和绝缘胶膜形成完整的电池顶电极，导线可将电流从绝缘胶膜的第二面引至第一面，在后续工艺中，直接将该电池顶电极层压到半成品电池的受光面即可形成完整的太阳能电池，将多个太阳能电池互联形成太阳能电池串时，无需机械或激光刻划，不会损伤太阳能电池的膜层，且不会形成死区，可提高太阳能电池的有效发电面积；在后续的组件层压工艺中，电池顶电极上的绝缘胶膜可直接将太阳能电池串与前板贴合，可省去了一层封装胶膜。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种电池顶电极、太阳能电池及电池顶电极的制作方法。
背景技术
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，太阳能电池可以把入射到其受光面的太阳辐射转化为电能。
现有的太阳能电池一般选择金属或合金薄片作为衬底，镀膜形成大面积的电池，然后再通过机械或激光刻划将大面积的电池分割成多个小面积的太阳能电池，并将一定数量的太阳能电池互联形成太阳能电池串。
但是，通过刻划形成太阳能电池之间的互联，机械或激光刻划的工艺不好调试，容易造成太阳能电池的膜层损伤，增大太阳能电池的串联电阻，由于在刻划的位置形成死区，使得太阳能电池的有效发电面积减小。
发明内容
本发明提供一种电池顶电极、太阳能电池及电池顶电极的制作方法，以解决现有的通过刻划形成太阳能电池之间的互联易造成太阳能电池的膜层损伤的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种电池顶电极，包括：绝缘胶膜和导线，所述绝缘胶膜上设置有多个穿透孔，所述导线按照预设的导线分布形状依次穿过所述多个穿透孔分布在所述绝缘胶膜的第一面和第二面。
优选地，所述预设的导线分布形状包括曲线形、锯齿形和多边形。
优选地，所述导线为镀镍铜芯导线。
优选地，所述导线的直径为80-100μm。
优选地，所述绝缘胶膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层和第三膜层。
优选地，所述第一膜层为拜劳高分子薄膜，所述第二膜层为PET(PolyethyleneTerephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)高分子薄膜，所述第三膜层为拜劳高分子薄膜。
优选地，所述第一膜层的厚度为130-170μm，所述第二膜层的厚度为40-60μm，所述第三膜层的厚度为15-35μm。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种太阳能电池，包括第一电池以及上述的电池顶电极，所述第一电池的受光面与所述电池顶电极中的绝缘胶膜的第二面贴合。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种太阳能电池串，包括多个上述的太阳能电池，对于相邻的两个太阳能电池，其中一个太阳能电池的背电极与另一个太阳能电池中的电池顶电极部分贴合。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种太阳能电池组件，包括前板、封装胶膜、背板，以及上述的太阳能电池串，所述太阳能电池串通过所述封装胶膜与所述背板贴合，所述太阳能电池串与所述前板贴合。
为了解决上述问题，本发明另外公开了一种电池顶电极的制作方法，包括：
在绝缘胶膜上形成多个穿透孔；
将导线按照预设的导线分布形状依次穿过所述多个穿透孔；
将所述绝缘胶膜与所述导线进行压合，以将所述导线分布在所述绝缘胶膜的第一面和第二面。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
通过在绝缘胶膜上设置多个穿透孔，将导线按照预设的导线分布形状依次穿过多个穿透孔分布在绝缘胶膜的第一面和第二面。通过导线和绝缘胶膜形成完整的电池顶电极，导线可将电流从绝缘胶膜的第二面引至绝缘胶膜的第一面，在后续工艺中，直接将该电池顶电极层压到半成品电池的受光面即可形成完整的太阳能电池，将多个太阳能电池互联形成太阳能电池串时，无需机械或激光刻划，不会损伤太阳能电池的膜层，且不会形成死区，可提高太阳能电池的有效发电面积；在后续的组件层压工艺中，电池顶电极上的绝缘胶膜可直接将太阳能电池串与前板贴合，可省去了一层封装胶膜。
附图说明
图1示出了本发明实施例的一种电池顶电极的结构示意图；
图2示出了本发明实施例的一种绝缘胶膜的结构示意图；
图3示出了本发明实施例的一种电池顶电极与第一电池的层压示意图；
图4示出了本发明实施例的一种太阳能电池组件的结构示意图；
图5示出了本发明实施例的一种电池顶电极的制作方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
参照图1，示出了本发明实施例的一种电池顶电极的结构示意图。
本发明实施例提供了一种电池顶电极1，包括绝缘胶膜11和导线12，绝缘胶膜11上设置有多个穿透孔13，导线12按照预设的导线分布形状依次穿过多个穿透孔13分布在绝缘胶膜11的第一面A和第二面B。
可通过机械小刀在绝缘胶膜11上刻划形成多个穿透孔13，将导线12通过绕线设备在绝缘胶膜11的第一面A按照预设的导线分布形状进行绕线，然后，通过穿透孔13下穿到绝缘胶膜11的第二面B，通过绕线设备在绝缘胶膜11的第二面B再次绕成按照预设的导线分布形状进行绕线，接着通过下一个穿透孔13将导线从绝缘胶膜11的第二面B穿至绝缘胶膜11的第一面A，按照上述方法，将导线12通过穿过多个穿透孔13布满绝缘胶膜11的第一面A和绝缘胶膜11的第二面B，最后，通过加热加压的方法将绝缘胶膜11和导线12层压在一起，形成完整的电池顶电极1。
需要说明的是，在通过加热加压的方法将绝缘胶膜11与导线12层压在一起时，绝缘胶膜11融化后会自动修复穿透孔13；图1中呈实线的导线12位于绝缘胶膜11的第一面A，图1中呈虚线的导线12位于绝缘胶膜11的第二面B。
其中，预设的导线分布形状包括曲线形、锯齿形和多边形，如图1所示，导线12在绝缘胶膜11的第一面A和绝缘胶膜11的第二面B的形状为曲线形，当然，还可采用其他形状，如导线12在绝缘胶膜11的第一面A和绝缘胶膜11的第二面B的形状为矩形波、锯齿波、正弦波等。
在本发明实施例中，导线12为镀镍铜芯导线，导线12的直径为80-100μm。
如图1所示，导线12与绝缘胶膜11的边缘位置处之间的距离x设置为1-2mm，相邻两个穿透孔13之间的导线12的距离y设置为3-7mm，绝缘胶膜11的第一面A上的导线12的长度n设置为18-22mm，绝缘胶膜11的第二面B上的导线12的长度m根据半成品电池的宽度进行设置，其长度m比半成品电池的宽度小1.5mm。
参照图2，示出了本发明实施例的一种绝缘胶膜的结构示意图。
在本发明实施例中，绝缘胶膜11包括层叠设置的第一膜层111、第二膜层112和第三膜层113，其主要起到粘合和绝缘的作用。
其中，第一膜层111为拜劳高分子薄膜，第二膜层112为PET高分子薄膜，第三膜层113为拜劳高分子薄膜，拜劳高分子薄膜是一种粘合树脂薄膜热塑性材料，具有良好的粘附力，PET高分子薄膜是一种绝缘阻水材料。
可以理解的是，拜劳高分子薄膜和PET高分子薄膜也可以用其他的材料替代，如拜劳高分子薄膜可以用EVA(Ethylene Vinyl Acetate，乙烯-醋酸乙烯共聚物)薄膜、POE(Poly Olefin Elastomer，聚乙烯辛烯共弹性体)薄膜等替代。
第一膜层111的厚度为130-170μm，第二膜层112的厚度为40-60μm，第三膜层113的厚度为15-35μm。
需要说明的是，绝缘胶膜11的宽度根据半成品电池的宽度进行设置，本发明实施例对此不做限制。
在本发明实施例中，通过在绝缘胶膜上设置多个穿透孔，将导线按照预设的导线分布形状依次穿过多个穿透孔分布在绝缘胶膜的第一面和第二面。通过导线和绝缘胶膜形成完整的电池顶电极，导线可将电流从绝缘胶膜的第二面引至绝缘胶膜的第一面，在后续工艺中，直接将该电池顶电极层压到半成品电池的受光面即可形成完整的太阳能电池，将多个太阳能电池互联形成太阳能电池串时，无需机械或激光刻划，不会损伤太阳能电池的膜层，且不会形成死区，可提高太阳能电池的有效发电面积；在后续的组件层压工艺中，电池顶电极上的绝缘胶膜可直接将太阳能电池串与前板贴合，可省去了一层封装胶膜。
实施例二
参照图3，示出了本发明实施例的一种电池顶电极与第一电池的层压示意图。
本发明实施例提供了一种太阳能电池，包括第一电池2以及上述的电池顶电极1，第一电池2的受光面与电池顶电极1中的绝缘胶膜11的第二面B贴合。
其中，第一电池2指的是半成品电池，可选择金属或合金薄片作为衬底，镀膜形成大面积的电池，在镀膜时未制作顶电极，将大面积的电池切割形成多个第一电池2，即每个第一电池2上均未制作有顶电极，将通过绝缘胶膜11和导线12形成的电池顶电极1层压到第一电池2的受光面上可形成完整的太阳能电池。
具体的，是将第一电池2的受光面与绝缘胶膜11的第二面B层压到一起，第一电池2的受光面与绝缘胶膜11的第二面B的导线12紧密贴合，导线12将电流从绝缘胶膜11的第二面B引至绝缘胶膜11的第一面A。
关于电池顶电极1的具体描述可以参照实施例一的描述，本发明实施例在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种太阳能电池串，包括多个上述的太阳能电池，对于相邻的两个太阳能电池，其中一个太阳能电池的背电极与另一个太阳能电池中的电池顶电极1部分贴合。
太阳能电池的背电极和太阳能电池的电池顶电极1分别位于太阳能电池的两面，电池顶电极1位于太阳能电池的受光面，背电极位于太阳能电池的非受光面，如图3所示，将左侧的太阳能电池的电池顶电极1与右侧的太阳能电池的背电极部分贴合，主要是通过左侧的太阳能电池的电池顶电极1上的绝缘胶膜11实现贴合，其中，左侧的太阳能电池上的绝缘胶膜11的第二面B与其第一电池2实现贴合，左侧的太阳能电池上的绝缘胶膜11的第一面A则与右侧的太阳能电池的背电极实现部分贴合，因此，电流可通过导线12从左侧的太阳能电池引至右侧的太阳能电池。
按照上述的贴合方法可将多个太阳能电池互联形成太阳能电池串，以通过太阳能电池串得到所需的电压和输出功率，其中，一个太阳能电池串中的太阳能电池的数量为20-100个。
在本发明实施例中，通过在绝缘胶膜上设置多个穿透孔，将导线按照预设的导线分布形状依次穿过多个穿透孔分布在绝缘胶膜的第一面和第二面。通过导线和绝缘胶膜形成完整的电池顶电极，导线可将电流从绝缘胶膜的第二面引至绝缘胶膜的第一面，直接将该电池顶电极层压到半成品电池的受光面即可形成完整的太阳能电池，将多个太阳能电池互联形成太阳能电池串时，无需机械或激光刻划，不会损伤太阳能电池的膜层，且不会形成死区，可提高太阳能电池的有效发电面积；在后续的组件层压工艺中，电池顶电极上的绝缘胶膜可直接将太阳能电池串与前板贴合，可省去了一层封装胶膜。
实施例三
参照图4，示出了本发明实施例的一种太阳能电池组件的结构示意图。
本发明实施例提供了一种太阳能电池组件，包括前板20、封装胶膜30、背板40，以及上述的太阳能电池串10，太阳能电池串10通过封装胶膜30与背板40贴合，太阳能电池串10与前板20贴合。
由于将电池顶电极1与第一电池2贴合后形成太阳能电池，太阳能电池的电池顶电极1中的绝缘胶膜11具有良好的粘附力，因此，在将多个太阳能电池互联形成太阳能电池串10时，太阳能电池串10的其中一面均为绝缘胶膜11，因此，可直接将太阳能电池串10与前板20贴合，而不需要再通过一层封装胶膜30进行贴合，相对于现有技术中通过封装胶膜30将太阳能电池串与前板贴合，节省了原材料和人力，提高了生产效率，减小一层封装胶膜在一定程度上还可以增加太阳光的入射，相应的，提高了太阳能电池组件的转换效率。
其中，太阳能电池组件中的太阳能电池串10的数量为1-10串。
具体的，该太阳能电池组件还包括其他元件，如丁基胶50、旁路二极管串60、绝缘条70、汇流条80、铝背板90。
汇流条70的材料可采用铜，其厚度为0.5-2.5mm，宽度为1-3cm，长度根据太阳能电池串10的数量确定，当太阳能电池串10的数量越多时，汇流条70越长。
丁基胶50的涂覆宽度为1-4cm，厚度为1-4mm，具体的涂覆位置为前板20和背板40的边缘位置，通过丁基胶50将前板20和背板40进行贴合。
在本发明实施例中，通过在绝缘胶膜上设置多个穿透孔，将导线按照预设的导线分布形状依次穿过多个穿透孔分布在绝缘胶膜的第一面和第二面。通过导线和绝缘胶膜形成完整的电池顶电极，导线可将电流从绝缘胶膜的第二面引至绝缘胶膜的第一面，直接将该电池顶电极层压到半成品电池的受光面即可形成完整的太阳能电池，将多个太阳能电池互联形成太阳能电池串时，无需机械或激光刻划，不会损伤太阳能电池的膜层，且不会形成死区，可提高太阳能电池的有效发电面积；同时，通过电池顶电极上的绝缘胶膜可直接将太阳能电池串与前板贴合，省去了一层封装胶膜，节省了原材料和人力，提高了生产效率和太阳能电池组件的转换效率。
实施例四
参照图5，示出了本发明实施例的一种电池顶电极的制作方法的流程图，具体可以包括如下步骤：
步骤501，在绝缘胶膜上形成多个穿透孔。
在本发明实施例中，如图1所示，通过机械小刀在绝缘胶膜11上刻划形成多个穿透孔13。
步骤502，将导线按照预设的导线分布形状依次穿过所述多个穿透孔。
在本发明实施例中，将导线12通过绕线设备在绝缘胶膜11的第一面A按照预设的导线分布形状进行绕线，然后，通过穿透孔13下穿到绝缘胶膜11的第二面B，通过绕线设备在绝缘胶膜11的第二面B再次按照预设的导线分布形状进行绕线，接着通过下一个穿透孔13将导线从绝缘胶膜11的第二面B穿至绝缘胶膜11的第一面A，按照上述方法，将导线12通过穿过多个穿透孔13布满绝缘胶膜11的第一面A和绝缘胶膜11的第二面B。
步骤503，将所述绝缘胶膜与所述导线进行压合，以将所述导线分布在所述绝缘胶膜的第一面和第二面。
在本发明实施例中，通过加热加压的方法将绝缘胶膜11和导线12层压在一起，以将导线12分布在绝缘胶膜11的第一面A和绝缘胶膜11的第二面B，得到完整的电池顶电极1。
在本发明实施例中，通过在绝缘胶膜上形成多个穿透孔，将导线按照预设的导线分布形状依次穿过多个多个穿透孔，将绝缘胶膜与导线进行压合，以将导线分布在绝缘胶膜的第一面和第二面。通过导线和绝缘胶膜形成完整的电池顶电极，导线可将电流从绝缘胶膜的第二面引至绝缘胶膜的第一面，在后续工艺中，直接将该电池顶电极层压到半成品电池的受光面即可形成完整的太阳能电池，将多个太阳能电池互联形成太阳能电池串时，无需机械或激光刻划，不会损伤太阳能电池的膜层，且不会形成死区，可提高太阳能电池的有效发电面积；在后续的组件层压工艺中，电池顶电极上的绝缘胶膜可直接将太阳能电池串与前板贴合，可省去了一层封装胶膜。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种电池顶电极、太阳能电池及电池顶电极的制作方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种电池顶电极，其特征在于，包括：绝缘胶膜和导线，所述绝缘胶膜上设置有多个穿透孔，所述导线按照预设的导线分布形状依次穿过所述多个穿透孔分布在所述绝缘胶膜的第一面和第二面。
2.根据权利要求1所述的电池顶电极，其特征在于，所述预设的导线分布形状包括曲线形、锯齿形和多边形。
3.根据权利要求1所述的电池顶电极，其特征在于，所述导线为镀镍铜芯导线。
4.根据权利要求1所述的电池顶电极，其特征在于，所述导线的直径为80-100μm。
5.根据权利要求1所述的电池顶电极，其特征在于，所述绝缘胶膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层和第三膜层。
6.根据权利要求5所述的电池顶电极，其特征在于，所述第一膜层为拜劳高分子薄膜，所述第二膜层为PET高分子薄膜，所述第三膜层为拜劳高分子薄膜。
7.根据权利要5所述的电池顶电极，其特征在于，所述第一膜层的厚度为130-170μm，所述第二膜层的厚度为40-60μm，所述第三膜层的厚度为15-35μm。
8.一种太阳能电池，其特征在于，包括第一电池以及如权利要求1-7中任一项所述的电池顶电极，所述第一电池的受光面与所述电池顶电极中的绝缘胶膜的第二面贴合。
9.一种太阳能电池串，其特征在于，包括多个如权利要求8所述的太阳能电池，对于相邻的两个太阳能电池，其中一个太阳能电池的背电极与另一个太阳能电池中的电池顶电极部分贴合。
10.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括前板、封装胶膜、背板，以及如权利要求9所述的太阳能电池串，所述太阳能电池串通过所述封装胶膜与所述背板贴合，所述太阳能电池串与所述前板贴合。
11.一种电池顶电极的制作方法，其特征在于，包括：
在绝缘胶膜上形成多个穿透孔；
将导线按照预设的导线分布形状依次穿过所述多个穿透孔；
将所述绝缘胶膜与所述导线进行压合，以将所述导线分布在所述绝缘胶膜的第一面和第二面。
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