光伏组件的制作方法

1.本发明涉及光伏发电技术领域，尤其是涉及一种光伏组件。


背景技术：

2.相关技术中，在日益严重的能源危机与环境污染背景下，光伏发电作为绿色环保可再生能源越发受到各国政府的青睐。其中，光伏组件是光伏发电系统的核心部分，对光伏组件而言，输出功率即为光伏组件将太阳能转化为电能的能力。然而，光伏组件的输出功率通常较低，且可靠性较低。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种光伏组件，所述光伏组件具有较高的输出功率和可靠性，且成本较低。
4.根据本发明实施例的光伏组件，包括：多个电池片，每个所述电池片上设有间隔设置的多个栅线，且每个所述电池片内设有间隔设置的多个掺杂区，多个所述掺杂区沿所述栅线的长度方向间隔排布，且每个所述掺杂区沿垂直于多个所述栅线的方向延伸，每个所述掺杂区的掺杂浓度为c，其中，所述c满足：c＞4
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；多个互连结构件，相邻两个所述电池片分别为第一电池片和第二电池片，所述第一电池片和所述第二电池片通过所述互连结构件相连，所述第一电池片的多个所述栅线和所述第二电池片的多个所述栅线通过至少一个所述互连结构件电连接。
5.根据本发明实施例的光伏组件，通过在每个电池片上设置彼此间隔开的多个栅线，并在每个电池片内设置沿栅线的长度方向间隔排布、沿垂直于多个栅线的方向延伸的多个掺杂区且每个掺杂区的掺杂浓度c满足c＞4
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，一方面，掺杂区可以有效收集电池片产生的电流，且可以将电池片产生的电流传递至多个栅线；另一方面，如此设置的多个栅线和多个掺杂区可以减小对电池片的遮挡面积，从而可以有效提高光伏组件的输出功率和可靠性，且可以降低成本。
6.根据本发明的一些实施例，每个所述掺杂区为石墨烯掺杂区或磷掺杂区。
7.根据本发明的一些实施例，每个所述掺杂区与对应的所述电池片正面之间的最小距离为d，其中，所述d满足：3μm≤d≤5μm。
8.根据本发明的一些实施例，每个所述掺杂区的厚度为t1，其中，所述t1满足：8μm≤t1≤12μm。
9.根据本发明的一些实施例，每个所述掺杂区的宽度为w1，其中，所述w1满足：60μm≤w1≤70μm。
10.根据本发明的一些实施例，多个所述互连结构件包括多个第一互连结构件，所述第一电池片正面的多个所述栅线和所述第二电池片背面的多个所述栅线通过多个所述第一互连结构件电连接，且多个所述第一互连结构件与多个所述栅线一一对应，每个所述第一互连结构件的一端与所述第一电池片正面对应的所述栅线的端部电连接，每个所述第一
互连结构件的另一端与所述第二电池片背面对应的所述栅线电连接。
11.根据本发明的一些实施例，多个所述互连结构件包括多个第二互连结构件，所述第一电池片正面的所有所述栅线和所述第二电池片背面的所有所述栅线通过一个所述第二互连结构件电连接，所述第二互连结构件的一端与所述第一电池片正面的所有所述栅线的端部电连接。
12.根据本发明的一些实施例，沿所述栅线的长度方向、每个所述互连结构件与所述第一电池片正面的连接长度为l1，每个所述互连结构件与所述第二电池片背面的连接长度为l2，其中，所述l1、l2满足：3mm≤l1≤5mm，l2≥3mm。
13.根据本发明的一些实施例，每个所述互连结构件的横截面形状为矩形。
14.根据本发明的一些实施例，每个所述互连结构件的厚度为t2，其中，所述t2满足：0.1mm≤t2≤0.26mm。
15.根据本发明的一些实施例，每个所述电池片上的所述栅线的个数为n，其中，所述n满足：9≤n≤18。
16.根据本发明的一些实施例，每个所述栅线的宽度为w2，其中，所述w2满足：0.1mm≤w2≤0.2mm。
17.根据本发明的一些实施例，所述第一电池片和所述第二电池片位于同一平面内或端部搭接。
18.根据本发明的一些实施例，当所述第一电池片和所述第二电池片位于同一平面内时，所述第一电池片和所述第二电池片之间的间隙为s，其中，所述s满足：0.5mm≤s≤2.5mm；当所述第一电池片和所述第二电池片端部搭接时，所述第一电池片和所述第二电池片端部搭接部分的宽度为w3，其中，所述w3满足：0.5mm≤w3≤1.8mm。
19.根据本发明的一些实施例，每个所述电池片为完整的电池片沿多个所述栅线的排布方向切割而成，所述电池片的宽度与所述完整的电池片的宽度比值为x，其中，所述x满足：1/6≤x≤1。
20.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是根据本发明实施例的光伏组件的相邻两个电池片的连接示意图；
23.图2是根据本发明另一个实施例的光伏组件的相邻两个电池片的连接示意图；
24.图3是根据本发明实施例的光伏组件的电池片的局部示意图；
25.图4是根据本发明实施例的光伏组件的电池片的局部剖面示意图。
26.附图标记：
27.1：电池片；11：栅线；12：掺杂区；2：互连结构件；
28.21：第一互连结构件；22：第二互连结构件。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
30.下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的光伏组件。
31.如图1和图2所示，根据本发明实施例的光伏组件，包括多个电池片1和多个互连结构件2。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.具体而言，每个电池片1上设有间隔设置的多个栅线11，且每个电池片1内设有间隔设置的多个掺杂区12，多个掺杂区12沿栅线11的长度方向间隔排布，且每个掺杂区12沿垂直于多个栅线11的方向延伸，每个掺杂区12的掺杂浓度为c，其中，c满足：c＞4
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。具体地，例如，当c≤4
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时，掺杂区12的掺杂浓度过小，无法有效收集电池片1通过光生伏特效应产生的电池并传输到多个栅线11上，从而会影响光伏组件的输出功率。由此，通过使每个掺杂区12的掺杂浓度c满足：c＞4
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，掺杂区12的掺杂浓度较高，从而可以有效收集电池片1产生的电流，且可以将电池片1产生的电流传递至多个栅线11，提高了光伏组件的输出功率和可靠性。而且，电池片1上仅设有沿同一方向间隔设置的多个栅线11，在垂直于多个栅线11的方向上，没有设置副栅线，可以减小栅线对电池片1的有效面积的遮挡，从而可以进一步提高光伏组件的输出功率，且可以降低用料成本。可选地，每个栅线11可以采用银浆或石墨烯制成。但不限于此。
33.相邻两个电池片1分别为第一电池片和第二电池片，第一电池片和第二电池片通过互连结构件2相连，第一电池片的多个栅线11和第二电池片的多个栅线11通过至少一个互连结构件2电连接。由此，通过设置上述的互连结构件2，多个栅线11收集的电流可以传递至互连结构件2，从而可以实现相邻两个电池片1之间的串联连接。其中，互连结构件2可以为柔性金属材料件。需要说明的是，上述“柔性金属材料”在本技术中应当作广义理解，指的是与“刚性金属材料”相比，响应变形的能力相对较好的金属材料，例如铜、铝等。
34.根据本发明实施例的光伏组件，通过在每个电池片1上设置彼此间隔开的多个栅线11，并在每个电池片1内设置沿栅线11的长度方向间隔排布、沿垂直于多个栅线11的方向延伸的多个掺杂区12且每个掺杂区12的掺杂浓度c满足c＞4
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，一方面，掺杂区12可以有效收集电池片1产生的电流，且可以将电池片1产生的电流传递至多个栅线11；另一方面，如此设置的多个栅线11和多个掺杂区12，没有设置副栅线，和常规电池相比，可以减小对电池片1的遮挡面积，从而可以有效提高光伏组件的输出功率和可靠性，且可以降低成本。
35.在本发明的一些可选实施例中，每个掺杂区12可以为石墨烯掺杂区。例如，石墨烯掺杂区可以通过激光掺杂而成。由此，由于石墨烯具有优异的导电性能，从而可以降低电阻，提高电流密度，更好地将电池片1通过光生伏特效应产生的电流传递至多个栅线11，可以进一步保证光伏组件的输出功率和可靠性。当然，本发明不限于此，在本发明的另一些实施例中，每个掺杂区12还可以为磷掺杂区。可以理解的是，每个掺杂区12的掺杂材料可以根据实际需求具体确定，以更好地满足实际应用。
36.在本发明的一些实施例中，每个掺杂区12与对应的电池片1正面(即受光面上表面)之间的最小距离为d，其中，d满足：3μm≤d≤5μm。由此，通过使d满足：3μm≤d≤5μm，掺杂区12与电池片1正面之间的最小距离较为合理，从而可以更好地收集电流并将电流传递至
多个栅线11，保证光伏组件具有较高的输出功率。
37.在本发明的一些可选实施例中，每个掺杂区12的厚度为t1，其中，t1满足：8μm≤t1≤12μm。具体地，例如，当t1＜8μm时，每个掺杂区12的厚度过小，无法有效收集电池片1的电流并将电流传递至多个栅线11，从而可能会影响电流的输出；当t1＞12μm时，每个掺杂区12的厚度过大，从而会提高整个光伏组件的用料成本。由此，通过使t1满足：8μm≤t1≤12μm，每个掺杂区12的厚度合理，保证掺杂区12具有较高的电流收集以及电流传输的能力，从而在保证光伏组件具有较高的输出功率的同时，可以进一步降低成本。另外，如此设置的掺杂区12可以增加电池片1正面的光照面积，提高电流收集能力，减少电阻，提高电流和光伏组件的功率，且可以无需设置副栅线，从而可以节省银浆的使用量，降低成本。
38.在本发明的一些可选实施例中，每个掺杂区12的宽度为w1，其中，w1满足：60μm≤w1≤70μm。例如，当w1＜60μm时，每个掺杂区12的宽度过小，同样无法有效收集电池片1的电流并将电流传递至多个栅线11，从而会影响电流的输出；当w1＞70μm时，每个掺杂区12的宽度过大，从而会提高整个光伏组件的用料成本。由此，通过使w1满足：60μm≤w1≤70μm，每个掺杂区12的宽度合理，使掺杂区12具有较高的电流收集能力和电流传导的能力，在保证光伏组件的输出功率的同时，可以有效降低光伏组件的成本。另外，如此设置的掺杂区12同样可以增加电池片1正面的光照面积，提高电流收集能力，减少电阻，提高电流和光伏组件的功率，且使光伏组件可以无需设置副栅线，从而可以节省银浆的使用量，降低成本。
39.在本发明的一些实施例中，参照图1，多个互连结构件2包括多个第一互连结构件21，第一电池片正面的多个栅线11和第二电池片背面的多个栅线11通过多个第一互连结构件21电连接，且多个第一互连结构件21与多个栅线11一一对应，每个第一互连结构件21的一端与第一电池片正面对应的栅线11的端部电连接，每个第一互连结构件21的另一端与第二电池片背面对应的栅线11电连接。
40.例如，在图1的示例中，每个电池片1上设有沿电池片1的长度方向均匀间隔设置的九个栅线11，九个栅线11相互平行，且每个栅线11沿电池片1的宽度方向延伸。第一电池片和第二电池片之间的第一互连结构件21的数量也为九个，九个第一互连结构件21沿九个栅线11的排布方向间隔排布，且每个第一互连结构件21沿栅线11的长度方向延伸。由于掺杂区12可以有效收集电流并将电流传递至栅线11，从而第一互连结构件21仅需与第一电池片正面对应的栅线11的端部相连。由此，通过设置上述的多个第一互连结构件21，多个第一互连结构件21与电池片1正面的连接长度较短，相较于现有的光伏组件，可以有效减小对电池片1正面的遮挡面积，且可以减小电阻，从而可以进一步提高光伏组件的输出功率。而且，如此设置，可以避免第一互连结构件21与第一电池片正面的多个栅线11焊偏，且第一互连结构件21的用料较少，从而可以进一步降低光伏组件的成本。
41.图1中显示了九个栅线11和九个第一互连结构件21用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了本技术的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到其它数量的栅线11和第一互连结构件21的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。
42.在本发明的另一些实施例中，结合图2，多个互连结构件2包括多个第二互连结构件22，第一电池片正面的所有栅线11和第二电池片背面的所有栅线11通过一个第二互连结构件22电连接，第二互连结构件22的一端与第一电池片正面的所有栅线11的端部电连接。例如，在图2的示例中，每个电池片1上设有沿电池片1的长度方向均匀间隔设置且相互平行
的九个栅线11，第二互连结构件22沿九个栅线11的排布方向延伸，且第二互连结构件22与九个栅线11均垂直。第二互连结构件22的一侧表面与第一电池片正面的九个栅线11的端部电连接，第二互连结构件22的另一侧表面与第二电池片背面的所有栅线11电连接，从而实现第一电池片和第二电池片之间的串联。由此，通过设置上述的第二互连结构件22，第二互连结构件22与电池片1正面的连接长度同样较短，从而同样可以有效减小对电池片1正面的遮挡面积，减小电阻，提高光伏组件的输出功率，且第二互连结构件22的用料同样较少，从而可以降低光伏组件的成本。另外，如此设置的第二互连结构件22可以同时与对应的电池片1的所有栅线11电连接，结构简单，从而可以有效提高光伏组件的加工效率。
43.在本发明的一些实施例中，沿栅线11的长度方向、每个互连结构件2与第一电池片正面的连接长度为l1，每个互连结构件2与第二电池片背面的连接长度为l2，其中，l1、l2满足：3mm≤l1≤5mm，l2≥3mm。具体地，例如，当l1＜3mm时，每个互连结构件2与第一电池片正面的连接长度过短，可能导致虚焊，影响焊接牢靠性；当l1＞5mm时，每个互连结构件2与第一电池片正面的连接长度过长，从而会增大对第一电池片正面的遮挡面积，影响第一电池片的电流转换效率。类似地，当l2＜3mm时，每个互连结构件2与第二电池片背面的连接长度过短，从而可能导致虚焊，牢靠性较差。由此，通过使l1、l2满足：3mm≤l1≤5mm，l2≥3mm，在保证互连结构件2与第一电池片、第二电池片之间的牢靠连接的同时，可以有效减小对第一电池正面的遮挡面积，提高第一电池片的电流转换效率，从而进一步提高光伏组件的输出功率。
44.可选地，每个互连结构件2的横截面形状可以为矩形。如此设置，每个互连结构件2的厚度较薄，当互连结构件2与电池片1的栅线11焊接时，可以有效降低电池片1隐裂的风险，从而可以提高光伏组件的输出功率和可靠性能，还可以延长光伏组件的使用寿命。而且，互连结构件2与电池片1的焊接面积较大，从而可以提高焊接拉力，保证互连结构件2与电池片1的焊接牢靠性，避免产生虚焊。
45.可选地，每个互连结构件2的厚度为t2，其中，t2满足：0.1mm≤t2≤0.26mm。这样，每个互连结构件2的厚度较为合理，在保证与电池片1上的多个栅线11牢靠连接的同时，可以有效降低电池片1隐裂的风险，从而可以进一步提高光伏组件的长期可靠性。
46.在本发明的一些实施例中，每个电池片1上的栅线11的个数为n，其中，n满足：9≤n≤18。具体地，例如，当n＜9时，每个电池片1上的栅线11数量过少，可能无法有效引导电池片1通过光生伏特效应所产生电流，且可能会影响互连结构件2与电池片1之间的连接；当n＞18时，每个电池片1上的栅线11数量过多，可能会导致对电池片1的遮挡面积过大，且会增大银浆的使用量，从而增加成本。由此，通过使n满足：9≤n≤18，多个栅线11可以有效引导电池片1产生的电流，且可以减小对电池片1的遮挡，保证光伏组件具有较高的输出功率。
47.在本发明的一些可选实施例中，每个栅线11的宽度为w2，其中，w2满足：0.1mm≤w2≤0.2mm。例如，当w2＜0.1mm时，每个栅线11的宽度过小，可能会影响电流的收集，从而可能无法将掺杂区12汇集的电流有效传递至互连结构件2，影响电流的导出；当w2＞0.2mm时，每个栅线11的宽度过大，会增加银浆的使用量，从而提高电池片1的成本，且会增大对电池片1的遮挡面积，可能会影响光伏组件的输出功率。由此，通过使w2满足：0.1mm≤w2≤0.2mm，在保证多个栅线11可以有效将掺杂区12汇集的电流传导至互连结构件2的同时，可以减少银浆的使用量，从而可以降低成本。而且，可以减小对电池片1的遮挡面积，从而提高光伏组件
的输出功率。
48.在本发明的一些可选实施例中，如图1和图2所示，第一电池片和第二电池片可以位于同一平面内。如此设置，光伏组件为拼片方式的光伏组件，与常规的光伏组件相比，可以减小光伏组件的短边尺寸，当电池片1的尺寸较大时可以减小玻璃制程的困难，降低光伏组件载荷脱框的风险。
49.进一步地，当第一电池片和第二电池片位于同一平面内时，第一电池片和第二电池片之间的间隙为s，其中，s满足：0.5mm≤s≤2.5mm。具体地，例如，当s＜0.5mm时，相邻两个电池片1之间的间隙过小，从而可能导致电池片1的碎片率高，降低光伏组件的可靠性能，且不利于电池片1的散热；当s＞2.5mm时，相邻两个电池片1之间的间隙过大，从而可能降低光伏组件单位面积的功率密度，使光伏组件的尺寸过大，且会降低光伏组件的封装效率。由此，通过使s满足：0.5mm≤s≤2.5mm，使光伏组件的结构更加紧凑，且可以提高光伏组件单位面积的功率密度和光伏组件的封装效率，使光伏组件的可靠性更高。例如，s可以为0.5mm。这样，可以增加相邻两个电池片1之间的太阳光透过率，且可以提高电池片1的散热效果，降低光伏组件的温度，保证光伏组件具有较高的输出功率。
50.当然，本发明不限于此，在本发明的另一些实施例中，第一电池片和第二电池片端部搭接(图未示出)。由此，通过上述设置，使单位面积下可以叠放更多的电池片1，提高了光伏组件的发电功率以及稳定性。而且，如此设置，可以进一步减小光伏组件的尺寸。
51.在本发明的进一步实施例中，当第一电池片和第二电池片端部搭接时，第一电池片和第二电池片端部搭接部分的宽度为w3，其中，w3满足：0.5mm≤w3≤1.8mm。由此，在保证提高光伏组件的电池片1密度的同时，可以减小相邻两个电池片1之间的遮挡，从而可以提高电池片1的光线利用率。
52.在本发明的一些实施例中，每个电池片1为完整的电池片沿多个栅线11的排布方向切割而成，电池片1的宽度与完整的电池片的宽度比值为x，其中，x满足：1/6≤x≤1。例如，可以采用激光划片的方式将完整的电池片沿垂直于栅线11的方向均分1份～6份(包括端点值)，切割后的每个电池片1上栅线11的数量与完整的电池片的栅线11的数量相等(例如均为九个)。当完整的电池片为正方形时，电池片1的宽度与完整的电池片的宽度比值即为切割后的电池片1的宽度与长度的比值，例如可以为1：2、1：3、1：4、1：5或1：6等。如此，通过对完整的电池片进行切片处理，可以有效降低光伏组件的内部电流，从而可以带来更低的功率损耗，降低单瓦成本。
53.可选地，光伏组件可以包括正面透明板，正面封装胶膜，太阳能电池模块，背面封装胶膜，背面盖板。其中，太阳能电池模块包括多个电池片1。制作光伏组件时，首先将正面透明板、正面封装胶膜、太阳能电池模块、背面封装胶膜和背面盖板依次摆放好，以完成光伏组件的层压前准备工作。然后将叠层好的包括正面透明板、正面封装胶膜、太阳能电池模块、背面封装胶膜和背面盖板的五层结构经过抽真空加热层压后，使正面封装胶膜和背面封装胶膜交联固化，以将太阳能电池模块保护起来，最终实现五层结构(即正面透明板、正面封装胶膜、太阳能电池模块、背面封装胶膜和背面盖板)的牢靠粘接，并通过加装铝合金边框、接线盒以及采用硅胶密封后完成光伏组件制作。
54.根据本发明实施例的光伏组件的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
56.在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
57.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
58.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。