一种光伏焊带及光伏组件的制作方法

1.本实用新型涉及光伏组件制造技术领域，尤其涉及一种光伏焊带及光伏组件。


背景技术：

2.由于单片太阳能电池片的输出电压较低，一般需要将多片太阳能电池片串联及并联连接后严密封装成光伏组件。
3.光伏组件在应用过程中，若组成该光伏组件的太阳能电池片由于本身缺陷或被外物遮挡时，太阳能电池片会出现热斑效应。出现热斑效应的太阳能电池片的温度会升高。如果无法及时查找出出现热斑效应的太阳能电池片，并对其进行维修或更换，极有可能损坏整个光伏组件。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种光伏焊带及光伏组件，用于在光伏组件使用的过程中，及时准确的确定产生热斑效应的太阳能电池片，防止损坏整个光伏组件。
5.第一方面，本实用新型提供一种光伏焊带。该光伏焊带包括至少一个与太阳能电池片焊接的焊接段，每个焊接段的非焊接面具有可逆热变色层。当太阳能电池片的温度达到特定温度时，可逆热变色层由第一颜色转变为第二颜色。
6.采用上述技术方案的情况下，光伏焊带包括至少一个与太阳能电池片焊接的焊接段，每个焊接段的非焊接面上具有可逆热变色层。当太阳能电池片产生热斑效应时，会导致太阳能电池片的温度升高。由于焊接段为金属材质，导热性能好，因此，焊接段可以迅速且准确的将太阳能电池片产生的温度传递至可逆变热层。当太阳能电池片的温度升高至特定温度时，可逆变热层会由第一颜色转变为第二颜色。
7.每一片太阳能电池片上均焊接有设有可逆变热层的焊接段，因此，当任一焊接段的非焊接面上的可逆变热层的颜色发生变化时，不仅不会由于降低太阳光的透过率而降低光伏组件的发电效率，而且可以准确的确定出产生热斑效应的太阳能电池片的具体位置，便于对产生热斑效应的太阳能电池片及时进行更换或维修，以防止损坏整个光伏组件。
8.在一种可能的实现方式中，可逆热变色层的变色温度大于或等于40℃，且小于或等于150℃。
9.当太阳能电池片出现热斑效应时，太阳能电池片的温度最低一般可以达到 50℃左右，最高可以达到150℃。因此可逆热变色层的变色温度范围需要与太阳能电池片出现热斑效应时的温度范围基本相同。
10.在一种可能的实现方式中，可逆热变色层为无机热致变色材料。该无机热致变色材料的材质为四碘合汞酸类金属化合物。
11.无机热致变色材料的变色机理较多，其中一个重要的变色机理是晶型转变机理。当无机热致变色材料被加热到特定温度时，无机热致变色材料由一种晶型转变为另一种晶型，从而使无机热致变色材料由第一颜色转变为第二颜色。当温度恢复至室温时，无机热致
变色材料的晶型复原，无机热致变色材料由第二颜色又转变为第一颜色。大多数四碘合汞酸类金属化合物均具有上述变色机理。为了能够及时的确定产生热斑效应的太阳能电池片，选择的四碘合汞酸类金属化合物的颜色转变的温度范围，需要与太阳能电池片产生热斑效应时的温度范围基本相同。例如：cu2hgi4在常温环境下呈红色，在69.6℃的环境下变为暗紫色，在70.6℃的环境下变为黑色；ag2hgi4在45℃～50℃的环境下可以由黄色可逆的转变为红色。
12.在一种可能的实现方式中，可逆热变色层为金属有机配合物示温材料。
13.金属有机配合物示温材料的材质为金属铜有机配合物示温材料和/或金属镍有机配合物示温材料。该金属有机配合物示温材料包括[(c2h5)2nh2]2cucl4和/ 或[(ch3)2chnh2]cucl3。金属有机配合物主要的变色机理为结构或配位数的变化。例如：[(c2h5)2nh2]2cucl4在43℃的环境下会由绿色转变为黄色； [(ch3)2chnh2]cucl3在52℃的环境下会由棕色转变为橙色。
[0014]
在一种可能的实现方式中，可逆热变色层为有机热致变色材料。该有机热致变色材料的材质为螺环类化合物、双蒽酮类化合物、席夫碱类化合物、荧烃类化合物或三苯甲烷类化合物。
[0015]
在一种可能的实现方式中，可逆热变色层涂敷在整个非焊接面的表面。或可逆热变色层间隔的涂敷在非焊接面的表面。
[0016]
当可逆热变色层涂敷在整个非焊接面的表面时，在太阳能电池片产生热斑效应的情况下，可以根据可逆热变色层的颜色变化情况，直接观察到太阳能电池片产生热斑效应的具体位置。当可逆热变色层间隔的涂敷在非焊接面的表面，不仅能够节约材料，而且能够更加清楚直接的观察到太阳能电池片产生热斑效应的具体位置。
[0017]
在一种可能的实现方式中，可逆热变色层的厚度为d，焊接段的厚度为d，其中，
[0018]
为了不影响太阳能电池片的性能，需要对可逆热变色层的厚度进行限制。当可逆热变色层的厚度不超过焊接段的厚度的五分之一时，既能达到检测产生热斑效应的太阳能电池片的效果，又不会对太阳能电池片的性能产生影响。
[0019]
第二方面，本实用新型还提供了一种光伏组件。该光伏组件包括多个太阳能电池片，相邻两个所述太阳能电池片通过第一方面所描述的光伏焊带电连接。
[0020]
本实用新型第二方面提供的光伏组件的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式所描述的光伏焊带的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0021]
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0022]
图1为现有技术中光伏焊带的结构示意图；
[0023]
图2为本实用新型实施例提供的光伏焊带的结构示意图；
[0024]
图3为本实用新型实施例中光伏焊带与太阳能电池片连接的结构示意图。
具体实施方式
[0025]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0027]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0030]
一串联支路中被遮蔽的太阳能电池片，或太阳能电池片本身存在缺陷时，该太阳能电池片会被当做负载消耗其他正常的太阳能电池片所产生的能量。此时，太阳能电池片会发热，这就是热斑效应。
[0031]
相关技术中，公开了一种通过在接线盒上方设置透明观察窗的方式，检测光伏组件是否产生热斑效应。采用此方式，需要在接线盒中的反二极管表面设置可逆热变色装置。当出现太阳能电池片出现热斑效应时，反二极管的温度升高，导致反二极管表面设置的可逆热变色装置的颜色会产生变化，从而可以观察到光伏组件出现异常。但是，采用此方式，无法准确的判断出产生热斑效应的太阳能电池片的具体位置。同时，在接线盒内部设置可逆热变色装置，不利于在光伏组件的正面进行观察。在实际使用过程中，当光伏组件安装好之后，光伏组件的背面空间狭小，且支架可能会遮挡接线盒，从而无法直接观察接线盒内部的变化。
[0032]
相关技术中，还公开了通过在玻璃盖板表面涂覆一层具有感温变色粒子的光学膜(例如：eva胶膜)的方式，检测光伏组件是否产生热斑效应。采用此方式时，在光伏组件中存在产生热斑效应的太阳能电池片的情况下，当光学膜设在位于太阳能电池片前表面的玻璃盖板上时，玻璃盖板会由透明色转变为非透明色。会降低太阳光的透过率，从而会影响光伏组件的发电效率。当光学膜设在位于太阳能电池片后表面的玻璃盖板上时，但是由于热量递减，当光伏组件内部产生的热量传递至玻璃盖板表面时，光学膜无法准确的显示温度变化情况。同时，采用此方式也无法准确的判断出产生热斑效应的太阳能电池片的具体位置。
[0033]
相关技术中，使用红外热像仪可以检测出产生热斑效应的太阳能电池片。但是采用红外热像仪需要花费较多的人力物力。
[0034]
针对上述技术问题，本实用新型实施例提供一种光伏组件。该光伏组件包括多个太阳能电池片4，相邻两个太阳能电池片4通过光伏焊带100电连接。该光伏焊带100通过对图1示例出的光伏焊带100进行改进制得，可以在光伏组件使用的过程中，及时准确的确定产生热斑效应的太阳能电池片4，防止损坏整个光伏组件。
[0035]
图1所示的光伏焊带100可以包括基带1及包覆在基带1四周的锡铅焊料2，基带1的材质一般为铜。锡铅焊料2与太阳能电池片4接触的一侧为焊接面，锡铅焊料2未与太阳能电池片4接触的一侧为非焊接面。
[0036]
图2示例出了本实用新型实施例提供的光伏焊带100的结构示意图。参照图2，本实用新型实施例提供的光伏焊带100与图1所示的光伏焊带100的区别在于：图2所示的光伏焊带100的非焊接面具有可逆热变色层3。为了方便说明，下面按照是否与太阳能电池片4焊接，描述光伏焊带100的结构。
[0037]
参照图2，本发明实施例提供的光伏焊带100包括至少一个与太阳能电池片 4焊接的焊接段，每个焊接段的非焊接面具有可逆热变色层3。每个焊接段均可以包括基带1及包覆在基带1四周的锡铅焊料2。锡铅焊料2与太阳能电池片4 接触的一侧为焊接面，锡铅焊料2未与太阳能电池片4接触的一侧为非焊接面，每个焊接段的非焊接面均可以具有可逆热变色层3。任意相邻两个焊接段之间通过表面包覆有锡铅焊料2的基带1连接，以使通过光伏焊带100电连接的两个太阳能电池片4之间电连接。任意相邻两个焊接段之间可以间隔相同的距离，以便于相邻两个太阳能电池片4之间间隔的距离可以相等。
[0038]
图3示例出了本实用新型实施例中光伏焊带100与太阳能电池片4连接的结构示意图。参照图3，由于每一个焊接段均与相应的太阳能电池片4直接接触，而且焊接段为导热性能好的金属，因此与太阳能电池片4直接接触的焊接段能够迅速且准确的反应出产生热斑效应的太阳能电池片4的温度。当太阳能电池片4的温度达到特定温度时，可逆热变色层3的颜色由第一颜色转变为第二颜色。同时，由于可逆热变色层3仅设在焊接段的非焊接面，因此可逆热变色层3 的颜色变化不会影响太阳光的透过率，进而不会影响光伏组件的发电效率。通过观察可逆热变色层3的颜色变化，会直接准确的定位产生热斑效应的太阳能电池片4的位置。应理解，该特定温度可以是点值温度，也可以是范围值温度。
[0039]
在一种示例中，参照图2，每个焊接段的横截面可以包括矩形、圆形、三角形或梯形，但不仅限于此。在实际使用过程中，焊接段的横截面一般可以为矩形。当可逆热变色层3的厚度为d，焊接段的厚度为d时，为了不影响太阳能电池片4的性能，需要对可逆热变色层3的厚度进行限制。当可逆热变色层3的厚度不超过焊接段的厚度的五分之一时，既能达到检测产生热斑效应的太阳能电池片4的效果，又不会对太阳能电池片4的性能产生影响。
[0040]
在一种示例中，参照图2，可逆热变色层3可以涂敷在整个非焊接面的表面。当可逆热变色层3涂敷在整个非焊接面的表面时，在太阳能电池片4产生热斑效应的情况下，可以根据可逆热变色层3的颜色变化情况，直接观察到太阳能电池片4产生热斑效应的具体位置。当然，可逆热变色层3也可以间隔的涂敷在非焊接面的表面。当可逆热变色层3间隔的涂
敷在非焊接面的表面，不仅能够节约材料，而且能够更加清楚直接的观察到太阳能电池片4产生热斑效应的具体位置。
[0041]
在一种示例中，参照图2，上述可逆热变色层3可以由可逆热变色材料制成。当温度升高至特定温度时，可逆热变色材料的颜色发生变化，呈现出一种新的颜色，而冷却后又能恢复至原来的颜色。也就是说，可逆热变色材料具有颜色记忆功能，因此可以反复使用。当太阳能电池片4的温度达到特定温度时，上述可逆热变色层3由第一颜色转变为第二颜色。该特定温度即为可逆热变色层3 的变色温度。
[0042]
参照图2，上述可逆热变色层3的变色温度可以大于或等于40℃，且小于或等于150℃。在实际使用过程中，在太阳能电池片4出现热斑效应的情况下，太阳能电池片4的温度最低一般可以达到50℃左右，最高可以达到150℃。因此可逆热变色层3的变色温度范围需要与太阳能电池片4出现热斑效应时的温度范围基本相同。
[0043]
参照图2，上述可逆热变色层3的材质可以选用无机热致变色材料、金属有机配合物示温材料或有机热致变色材料。应理解，无机热致变色材料、金属有机配合物示温材料或有机热致变色材料可以仅是可逆热变色层3的主要组成材料。下面举例说明。
[0044]
参照图2，当上述可逆热变色层3的材质选用无机热致变色材料时，该无机热致变色材料的材质可以为四碘合汞酸类金属化合物。例如：该四碘合汞酸类金属化合物包括cu2hgi4和/或ag2hgi4。
[0045]
在实际使用过程中，无机热致变色材料的变色机理较多，其中一个重要的变色机理是晶型转变机理。当无机热致变色材料被加热到特定温度时，无机热致变色材料由一种晶型转变为另一种晶型，从而使无机热致变色材料由第一颜色转变为第二颜色。当温度恢复至室温时，无机热致变色材料的晶型复原，无机热致变色材料由第二颜色又转变为第一颜色。大多数四碘合汞酸类金属化合物均具有上述变色机理。为了能够及时的确定产生热斑效应的太阳能电池片4，选择的四碘合汞酸类金属化合物的颜色转变的温度范围，需要与太阳能电池片4 产生热斑效应时的温度范围基本相同。例如：cu2hgi4在常温环境下呈红色，在 69.6℃的环境下变为暗紫色，在70.6℃的环境下变为黑色；ag2hgi4在45℃～50℃的环境下可以由黄色可逆的转变为红色。
[0046]
参照图2，当上述可逆热变色层3的材质选用金属有机配合物示温材料时，该金属有机配合物示温材料的材质可以为金属铜有机配合物示温材料和/或金属镍有机配合物示温材料。例如：该金属有机配合物示温材料包括[(c2h5)2nh2]
2 cucl4和/或[(ch3)2chnh2]cucl3。
[0047]
在实际使用过程中，金属有机配合物主要的变色机理为结构或配位数的变化。例如：[(c2h5)2nh2]2cucl4在43℃的环境下会由绿色转变为黄色；[(ch3)2chn h2]cucl3见在52℃的环境下会由棕色转变为橙色。
[0048]
参照图2，当上述可逆热变色层3的材质选用有机热致变色材料时。该有机热致变色材料的材质为螺环类化合物、双蒽酮类化合物、席夫碱类化合物、荧烃类化合物或三苯甲烷类化合物。
[0049]
在实际应用过程中，有机热致变色材料的变色机理可以包括分子间的电子转移机理及分子内的结构变化机理。基于分子间的电子转移机理的有机热致变色材料一般可以由电子给予体、电子接受体及溶剂化合物组成。电子给予体通常是一些荧烷类、三苯甲烷类
等，主要是提供热变色色基。电子接受体通常由酚类、羧酸类、路易斯酸等组成，主要是引起热致变色。溶剂通常是脂肪醇、羧酸酯、酮、醚、三氧化二铝，主要起调节变色温度的作用。当温度发生变化时，电子给予体和电子接受体间发生电子转移，导致电子给予体的分子结构发生变化，产生可逆热致变色现象。基于分子内的结构变化机理的有机热致变色材料，主要是该有机热致变色材料内部结构受温度影响发生变化，从而引起颜色变化。分子内的结构变化可以包括：分子内质子转移、立体结构变化、晶型转化、分子开环。
[0050]
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0051]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。