CN116247129A - 一种无主栅xbc电池组件的制备方法及其电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种无主栅XBC电池组件的制备方法及其电池组件，包括：在电池背面印刷锡膏层；在电池背面的所述锡膏层周围印刷固化胶；预制焊带，将所述焊带对应放置在所述锡膏层上，所述焊带分别与所述锡膏层和所述固化胶接触；通过所述固化胶固定所述焊带与所述电池；对所述电池进行层压，形成电池组件。通过本发明的方案，结合XBC电池技术和无主栅技术，能够大幅降低电池组件成本。

Description

一种无主栅XBC电池组件的制备方法及其电池组件

技术领域

本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种无主栅XBC电池组件的制备方法及其电池组件。

背景技术

IBC电池又称为全背电极接触晶硅太阳能电池，1975年由Schwartz和Lammert提出。这种特殊结构的电池技术其特点和优势在于，电池正面没有金属电极遮挡，可以完全避免金属电极对太阳光的遮挡同时把正负电极都设置在电池背面。

IBC电池具备优异的工艺叠加能力，可与TOPCon、HJT和钙钛矿等技术有机结合，进一步提升电池转换效率，这里把这种工艺叠加的全新电池称作“XBC电池”；

传统技术中采用XBC技术的光伏组件都会选择更多地光伏焊带来减少其电气损失提升其发电功率。选择更多更粗的圆形焊带是通用做法其带来相较于传统组件的明显金属化成本上升；并且由于焊带尺寸普遍≥0.25mm，其背部需要选择较厚的EVA胶膜才能保障其层压过程中较低的碎片率(每平米克重400g以上)，成本较高；

对于降低成本方面，SmartWire智能网栅连接技术(SWCT)利用创新型薄膜-网栅线电极和多达24根精确布置的网栅线连接电池片，将HJT组件耗银量降低50％以上，但其技术本身需要一层胶膜结合极细低温圆形焊带，增加的这一层胶膜除了直接增加成本之外还会带来一定的发电功率损失，较细的低温圆形焊带除了本身价值较高之外由于焊点极小其焊接长时间稳定性也存在隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种无主栅XBC电池组件的制备方法及其电池组件。

为实现上述目的，本发明的一种无主栅XBC电池组件的制备方法，包括：

在电池背面印刷锡膏层；

在电池背面的所述锡膏层周围印刷固化胶；

预制焊带，将所述焊带对应放置在所述锡膏层上，所述焊带分别与所述锡膏层和所述固化胶接触；

通过所述固化胶固定所述焊带与所述电池；

对所述电池进行层压，形成电池组件。

优选地，所述锡膏层中的锡膏为低温锡膏。

优选地，所述焊带由铜箔或铜铝复合箔材料制成。

优选地，在所述预制焊带中，将所述焊带切割成多个长短相同的焊条；

所述焊条的宽度范围为0.5-4mm。

优选地，在所述固化胶固定所述焊带与所述电池中，通过冷却或紫外线照射的方式凝固所述固化胶，粘接所述焊带与所述电池。

优选地，在对电池的层压过程中，所述锡膏层与所述焊带焊接。

优选地，所述铜铝复合箔的铜铝比例范围为1:9-1:20。

为实现上述目的，本发明还提供一种无主栅XBC电池组件，包括：

电池串，包括多个电池片；

若干个第一焊带和若干个第二焊带；

所述电池片的相对的两个边缘侧设置有固化胶；

所述第一焊带和第二焊带均与电池片表面的焊盘焊接；

所述第一焊带设置于一个电池片内，所述第一焊带的两端和所述电池片两个边缘侧的所述固化胶分别粘接；

所述第二焊带跨电池片设置，且和相邻所述电池片边缘处的所述固化胶粘接。

优选地，所述第一焊带和第二焊带通过焊膏层和电池片上的焊盘连接，所述锡膏层中的锡膏为低温锡膏。

优选地，所述第一焊带和第二焊带为铜箔或铜铝复合箔。

优选地，所述铜铝复合箔的铜铝比例范围为1:9-1:20。

优选地，所述第一焊带和第二焊带的宽度范围为0.5-4mm。

本发明的有益效果为：

1.通过采用铜箔或铜铝复合箔来代替传统的光伏焊带制作XBC组件，解决了XBC组件焊带使用量大成本高问题，降低一半以上焊带成本，同时无主栅技术可以节省大量主栅银浆，节省大量电池成本，选用较薄的铜铝复合箔以使背部EVA厚度同时减薄，每平米克重≤300g，进一步降低组件的材料成本，且铜箔或铜铝复合箔的焊带与SBC组件背部接触面积更大，焊接更为牢固，增加了成品组件使用寿命；

2.本发明的电池组件整体结构制备方便，并且利于整串焊接，能够大幅度提高电池组件的串焊效率，提高产线产能及良品率。

附图说明

图1示意性表示本发明一种实施方式的一种无主栅XBC电池组件的制备方法的流程图；

图2、3、4、5示意性表示本发明一种实施方式的一种无主栅XBC电池组件的制作过程分解图；

图6示意性表示本发明一种实施方式的一种无主栅XBC电池组件的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照示例性实施例来论述本发明的内容，应当理解，论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”，术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。

无主栅电池制备技术中，采用胶膜将焊带粘接固定在电池片表面的电池串，代替了采用高温焊接的方式焊接焊带和电池片，将焊带粘接在电池片的正反两面，胶膜覆盖粘贴在正反面焊带的外侧。但是，采用这种方式，胶膜加热时焊带容易偏移，导致焊带定位不精准，且胶膜加热融化流入焊带和电池片之间，将导致焊带和电池片焊接点支撑脱离，导致绝缘，或焊带和电池片虚连，影响电池串EL(Electro Luminescence，即电致发光，也可以叫电子发光检测)质量检测。为了解决该问题，相关技术中，采用“先粘后焊”或者“先焊后粘”的方式完成电池串的制备，其中，“先粘后焊”是需要将焊带和膜片粘接固定，再将粘接好的组件与电池片互联焊接；“先焊后粘”是先将焊带和电池片焊接互联，再将互联后的电池串的正反面均热压粘接一层胶膜。

但是，采用上述的“先粘后焊”或者“先焊后粘”的方式制备工艺都比较复杂，降低电池串的制备效率。

为此，本发明提出了如下的解决方案。

图1示意性表示本发明一种实施方式的一种无主栅XBC电池组件的制备方法的流程图，具体包括：

步骤1，在电池背面印刷锡膏层；

步骤2，在电池背面的锡膏层周围印刷固化胶；

步骤3，预制焊带，将焊带对应放置在锡膏层上，焊带分别与锡膏层和固化胶接触；

步骤4，通过固化胶固定焊带与电池；

步骤5，对电池进行层压，形成电池组件。

通过上述步骤，本发明在电池背面设置固化胶，通过固化胶预先将焊带与电池粘接，保证焊带位置不会发生改变，同时通过层压，完成锡膏层的粘接，使得焊带与电池完成焊接，本发明通过将IBC电池技术与无主栅技术结合，解决了焊带使用量大的成本高问题，降低一半以上的焊带成本，同时，无主栅技术节省了大量银浆，节省大量电池成本。

此处，所使用的电池为XBC电池，XBC电池可以选择P型硅片或者N型硅片来作为衬底硅片，N型硅片具有少数载流子寿命高、无光衰和弱光性能好的特点，P型硅片则在成本端具备优势。特殊的电池结构赋予XBC电池领先的效率优势。XBC电池工艺具备较好的工艺升级窗口，可以和TOPCon、HJT、钙钛矿等技术有机结合，兼收并蓄进一步提升转换效率。

进一步地，图2、3、4、5示意性表示本发明一种实施方式的一种无主栅XBC电池组件的制作过程分解图：

在步骤1中，如图2所示，根据电池焊盘上的位置对应印刷多个锡膏，形成锡膏层，以实现在层压工艺时融化焊接铜箔和电池的栅线实现导通。所述的锡膏可以根据需求进行进一步的选择，如选择常见的熔点不高于140℃的低温锡膏，其可以具有Sn42Bi58的组成，熔点是138℃；近似的，通过改变焊膏中其他组分的含量可以获取熔点在140-160℃之间的焊膏，其同样可以适用于本发明的实施。

在步骤2中，如图3所示，在电池两端采用点胶机点胶或者丝印机印刷的方式涂布固化胶，固化胶可以是紫外固化胶或者热固化胶；在实施点胶的操作时，电池片上固化胶的胶体用于实现对于焊带的固定，所述的固化胶仅在电池两端的；所述的固化胶可以以点、细线、原型、不规则形状或不规则曲线的形式提供；例如以点状的固化胶进行涂布时，其可以为半径为0.3-1.2mm的圆形的尺寸提供；在以线状提供时，其可以为宽度在0.3-1.2mm，沿待摆放焊带的方向进行排布。在本发明中优选以条带的形式提供，从而获得了两个粘接区域。

在步骤3中，如图4所示，对焊带进行预制，将焊带切割成多个长短相同的焊条，并依据锡膏层上锡膏的位置对应摆放，将摆放到位的多个焊条对应放置在锡膏层上，此时多个焊条分别与锡膏和固化胶接触；

同时，在焊条与锡膏层对应摆放时，也可以是将电池背部搬运至摆放好的焊带上方，使焊盘与焊带充分接触，如图5所示。

其中，焊带由铜箔或铜铝复合箔材料制成，当为铜铝复合箔时，铜铝比例范围为1:9-1:20；焊带整体厚度尺寸范围为0.05-0.12mm，切割成焊条的宽度范围为0.5-4mm，焊条宽度的选择需要考虑电池发电量选择汇流导体的电阻率来确定铜箔或铜铝复合箔的截面积，选择电阻损失较低和导体成本最低的尺寸。

在步骤4中，根据固化胶的选择，进行不同工艺完成电池与焊带的粘接。当选择为热固化胶时，通过加热工艺完成电池与焊带的粘接；当选择紫外固化胶时，通过紫外光照射工艺完成换电池与焊带的粘接。

在步骤5中，按照传统工艺焊接汇流带、层压制成最后的无主栅XBC电池组件，在进行封装时，电池背部封装胶膜选用低流动性胶膜，可以进一步降低整体电池组件的成本，在层压过程中，通过相互挤压，将焊带与加热活化的锡膏层接触，完成焊带与电池的焊接。锡膏层的活化可以在印刷锡膏层时进行，也可以在层压过程前进行。

通过上述方法，本发明使用铜箔或者铜铝复合箔材料代替传统光伏焊带制作XBC电池组件，解决了XBC电池组件焊带使用量大成本高的问题，能够降低一半以上的焊带成本；使用无主栅技术可以节省大量主栅银浆，进一步节省电池成本；选用较薄的铜箔或铜铝复合箔使得电池在封装层压时，可以允许背部EVA厚度同时减薄，每平米克重小于等于300g，进一步降低了电池组件的材料成本，并且铜箔或铜铝复合箔的使用也会使得与XBC组件背部接触面积更大，焊接更为牢靠，有效保证成品寿命。

为实现上述目的，本发明还提供一种无主栅XBC电池组件，请参考图6，其结构包括：

电池串10，包括多个电池片101；

锡膏层20，设置在每一个电池片101焊盘的表面；

固化胶30，与锡膏层20位于电池片101的同一表面，位于电池片101的相对的两个边缘侧；

焊带40，位于锡膏层20远离电池片101的一侧，与锡膏层20焊接和固化胶30粘接；

通过多个跨电池片的焊带40连接多个电池片101形成电池串10。

进一步地，在电池片101上根据主栅焊盘图案对应印刷多个锡膏，形成锡膏层20，锡膏设置为低温锡膏，印刷完锡膏后需要将锡膏加热活化，以用于和焊带40连接时，其处于活化的状态。

所述的电池片101为无主栅的电池片，电池片101上设置的焊盘与焊带40之间通过焊膏以及固化胶30粘结形成机械连接使得焊带固定于电池片上，此方式在保证太阳能电池组件的导电功能的同时，又可实现多个电池片之间的机械连接。此外，此方式节省了电池组件的制造成本和进一步减少了电池组件的个数。

焊带40由多个焊条组成，其包含两种不同的焊条即位于一个电池片101内的第一焊带以及跨电池片设置的第二焊带，焊带40的制作材料为铜箔或铜铝复合箔，焊带40厚度范围为0.05-0.12mm；将焊带40进行切割，形成多个长短大小相同的焊条，焊条宽度范围为0.5-4mm，在焊条宽度的选取上，需要考虑电池发电量选择汇流导体的电阻率来确定铜箔或铜铝复合箔的截面积，选择电阻损失较低，导体成本最低的方案。所述第一焊带设置于同一个电池片内，所述第一焊带的两端和电池片内的两个粘接区域分别粘接；所述第二焊带跨电池片设置，且和相邻电池片相接边缘处的粘接区域粘接。

其中，当焊带40由铜铝复合箔材料制成时，其铜铝比例范围为1:9-1:20。

在本发明的一些实施例中，所述第一焊带和第二焊带的宽度范围为0.5-4mm。

在焊带40放置在锡膏层20上时，需要将多个焊条交错排布，以此能够使得焊条代表正负电极；并且焊条长度长于电池片101的宽度，使得焊条能够一端位于电池片101上，另一端伸出电池片101，与另一个电池片101连接；由于焊条交错排布，使得每两个同向伸出电池片101一端的焊条之间设置一个向另一端伸出的焊条，使得该电池片101两侧均可以通过焊条连接其余电池片101，以此形成电池串10。

固化胶30选用热固化胶或者紫外固化胶进行印刷、点胶或涂布获得，通过点胶机点胶或者丝印机印刷的方式在电池片101的锡膏层20的周围涂布固化胶30，固化胶30需要与焊带40成角度设置，优选为垂直设置，此时，所述第一焊带和第二焊带垂直于所述固化胶30设置。由于焊带40由多个焊条组成，当焊带40与固化胶30垂直设置时，多根焊条均与固化胶30和锡膏层20接触，通过冷却或者紫外光照射使得固化胶凝固，以此实现电池片101与焊带40的完全粘接。所述固化胶30的宽度为0.5-3mm，其宽度可以进第一步

在对电池片101完成设置后，采用传统技术进行封装、层压，采用低流动性胶膜进行电池背部的封装，通过层压技术，使得焊带40与锡膏相互挤压，实现焊带40与电池片101的焊接。

通过上述方案，本发明的结构结合IBC电池技术和无主栅技术，使得电池单面无遮光损失，主栅银浆大幅度节省，降低整体成本，选用铜箔或铜铝复合箔代替传统光伏焊带，解决了传统技术中焊带使用量大成本高的问题，同时，铜箔或铜铝复合箔的使用允许背部EVA厚度减薄，使其每平米克重≤300g，进一步降低组件的材料成本；整体结构简单，有利于整串焊接，能够大幅度提高光伏组件的串焊效率，提高产线产能及良品率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

应理解，本发明的发明内容及实施例中各步骤的序号的大小并不绝对意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (10)

1.一种无主栅XBC电池组件的制备方法，其特征在于，包括：

在电池背面印刷锡膏层；

在电池背面的所述锡膏层周围印刷固化胶；

预制焊带，将所述焊带对应放置在所述锡膏层上，所述焊带分别与所述锡膏层和所述固化胶接触；

通过所述固化胶固定所述焊带与所述电池；

对所述电池进行层压，形成电池组件。

2.根据权利要求1所述的一种无主栅XBC电池组件的制备方法，其特征在于，所述锡膏层中的锡膏为低温锡膏。

3.根据权利要求1所述的一种无主栅XBC电池组件的制备方法，其特征在于，所述焊带由铜箔或铜铝复合箔材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种无主栅XBC电池组件的制备方法，其特征在于，所述焊带包括多个长短相同的焊条，且所述焊条的宽度范围为0.5-4mm。

5.根据权利要求1所述的一种无主栅XBC电池组件的制备方法，其特征在于，通过冷却或紫外线照射的方式凝固所述固化胶，粘接所述焊带与所述电池。

6.根据权利要求1所述的一种无主栅XBC电池组件的制备方法，其特征在于，在对电池的层压过程中，所述锡膏层与所述焊带焊接。

7.根据权利要求3所述的一种无主栅XBC电池组件的制备方法，其特征在于，所述铜铝复合箔的铜铝比例范围为1:9-1:20。

8.一种无主栅XBC电池组件，其特征在于，包括：

电池串，包括多个电池片；

若干个第一焊带和若干个第二焊带；

所述电池片的相对的两个边缘侧设置有固化胶；

所述第一焊带和第二焊带均与电池片表面的焊盘焊接；

所述第一焊带设置于一个电池片内，所述第一焊带的两端和所述电池片两个边缘侧的所述固化胶分别粘接；

所述第二焊带跨电池片设置，且和相邻所述电池片边缘处的所述固化胶粘接。

9.根据权利要求8所述的一种无主栅XBC电池组件，其特征在于，所述第一焊带和第二焊带通过焊膏层和电池片上的焊盘连接，所述锡膏层中的锡膏为低温锡膏。

10.根据权利要求9所述的一种无主栅XBC电池组件，其特征在于，所述第一焊带和第二焊带为铜箔或铜铝复合箔。

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