CN112271225A - 太阳能电池组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池组件及制造方法。太阳能电池组件包括至少两个电池串和汇流条。每一个电池串包括多个设置有导电结构的太阳能电池片。汇流条沿第二方向跨越至少两个电池串并和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触，并且，汇流条通过非导电性粘结剂和各个电池串固定在一起。导电结构可以包括正电极、背电极、副栅线、背电场、导电性连接部等结构。本发明可以规避常规的焊接方式和利用导电胶的方式的缺陷，例如可以大大降低因导电胶/锡膏失效带来的组件可靠性风险，避免了导电胶粘接、导电的双重功能不完善的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及能源领域，尤其涉及一种太阳能电池组件及其制造方法。
背景技术
随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。
在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。光伏组件作为光伏发电的核心部件，提高其转换效率发展高效组件是必然趋势。目前市场上涌现各种各样的高效组件，如叠瓦、半片、多主栅、双面组件等。随着光伏组件的应用场所和应用地区越来越广泛，对其可靠性要求越来越高，尤其是在一些恶劣或极端天气多发地区需要采用高效、高可靠性的光伏组件。
在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下，叠瓦组件利用小电流低损耗电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)使得组件功率损耗大大降低，叠瓦组件通过充分利用电池组件中片间距铺设更多数目的电池进行发电，单位面积能量密度更高。
而现有的叠瓦组件的设置中，汇流条和各个太阳能电池片的相互连接的方式还具有一些不足之处。具体地，现有的叠瓦组件中，汇流条和各个太阳能电池片的固定方式通常采用焊接方法或者经由导电胶或锡膏等粘结剂实现。
焊接方法是通过在涂锡铜带上涂抹助焊剂、再将汇流条与电池片上主栅/PAD点进行高温焊接而实现的。这种方式的缺点如下：焊接温度约370℃～400℃，无法兼容异质结电池，因高温会破坏异质结电池TCO膜和非晶硅层，导致电池片失效；高温情况下焊带与电池片焊接收缩率不同，裂片风险较大；汇流带表面必须涂有锡层，因而成本较高、生产工艺复杂。
采用导电胶或锡膏等粘结剂实现的方法也有如下缺点：粘接和导电做用双重功能导致材料要求较高，顾此失彼，可靠性存在风险；导电胶价格昂贵，导致使用成本高；生产工艺及设备喷涂精度要求较高，存在溢胶导致短路风险。
因而需要提供一种太阳能电池组件及其制造方法，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种太阳能电池组件及其制造方法。在本发明中的太阳能电池片和汇流条的连接方式不同于传统的焊接方式或者利用导电胶或锡膏等粘结剂的方式，本发明中的太阳能电池组件的汇流条和各个太阳能电池片的导电结构直接接触，并通过非导电性粘结剂和各个太阳能电池片固定在一起。本发明可以规避常规的焊接方式和利用导电胶的方式的缺陷，例如可以大大降低因导电胶/锡膏失效带来的组件可靠性风险，避免了导电胶粘接、导电的双重功能不完善的缺陷。并且也能够规避导电胶溢胶风险、大幅降低组装成本、避免了焊接应力而可能导致的裂片。并且，本发明中汇流条不设置锡层，能够进一步降低成本。
本发明采用低温固化的方式实现位于汇流条和太阳能电池片之间的粘结剂的固定，这种方式可以应用于异质结太阳能电池片等多种太阳能电池片，太阳能电池组件也可以为叠瓦组件、常规组件或半片组件等各种形式，太阳能电池片可以不设置主栅线和焊盘等结构。
根据本发明的第一方面，提供了一种太阳能电池组件，太阳能电池组件包括：
至少两个电池串，每一个电池串包括沿第一方向依次排布并导电连接在一起的多个太阳能电池片，每一个太阳能电池片的表面上设置有导电结构，并且，所有电池串沿垂直于第一方向的第二方向排布，第一方向和第二方向均平行于各个太阳能电池片的延伸方向；
汇流条，汇流条沿第二方向跨越所有电池串并和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触，并且，汇流条通过非导电性粘结剂和各个电池串固定在一起。
在一种实施方式中，非导电性粘结剂施加在汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触的位置处。
在一种实施方式中，每一个太阳能电池片包括设置在太阳能电池片的表面上的栅线，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的栅线直接接触。
在一种实施方式中，每一个太阳能电池片的栅线包括多个副栅线和与每一个副栅线接触的主栅线，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的主栅线或副栅线直接接触。
在一种实施方式中，每一个太阳能电池片包括设置在太阳能电池片的表面上的栅线和与栅线相连的导电性连接部，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电性连接部直接接触。
在一种实施方式中，每一个太阳能电池片的栅线包括多个副栅线和与每一个副栅线接触的主栅线，其中：
每一个主栅线为一条直线型主栅线，多个导电性连接部排布在直线型主栅线上，导电性连接部的宽度大于直线型主栅线的宽度；或者
每一个主栅线包括平行的两条直线型主栅线，多个导电性连接部连接在两条直线型主栅之间并沿两条直线型主栅线的延伸方向排布；或者
每一个导电性连接部均跨越两条以上的副栅线设置。
在一种实施方式中，每一个太阳能电池片的底表面设置有背电场，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的形成背电场的部分直接接触。
在一种实施方式中，每一个太阳能电池片的底表面设置有背电场，背电场上设置有多个导电性连接部，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电性连接部直接接触。
在一种实施方式中，非导电粘结剂为丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂或聚氨酯制成的点状结构。
在一种实施方式中，汇流条为镀锡铜或铜箔制成的连续的条状结构。
在一种实施方式中，汇流条表面不设置锡层。
在一种实施方式中，每一个电池串中，各个太阳能电池片以叠瓦方式排布，相邻的太阳能电池片之间通过导电结构的直接接触而实现导电连接；或者
每一个电池串中，各个太阳能电池片以平铺的方式排布，各个太阳能电池串通过焊带而导电连接在一起，其中，太阳能电池片为整片太阳能电池片或半片太阳能电池片。
根据本发明的第二方面，提供了一种制造太阳能电池组件的方法，方法包括如下步骤：
设置多个太阳能电池片，每一个太阳能电池片上设置有导电结构；
设置至少两个电池串，设置至少两个电池串的步骤包括：
将多个太阳能电池片沿第一方向排布并导电连接在一起从而形成每一个电池串；
将至少两个电池串沿垂直于第一方向的第二方向排布，第一方向和第二方向均平行于各个太阳能电池片的延伸方向；
设置汇流条，使得汇流条沿第二方向跨越所有电池串并和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触；
在汇流条和各个电池串之间施加非导电性粘结剂，并以低于200℃的温度使非导电性粘结剂固化。
在一种实施方式中，施加非导电性粘结剂的步骤包括：在汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触的位置处施加非导电性粘结剂。
在一种实施方式中，设置多个太阳能电池片的步骤包括：在形成多个太阳能电池片的电池片大片的表面上施加栅线；
设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的栅线直接接触。
在一种实施方式中，对于每一个太阳能电池片，栅线包括多个副栅线和与每一个副栅线接触的主栅线；设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的副栅线或主栅线直接接触。
在一种实施方式中，设置多个太阳能电池片的步骤包括：在形成多个太阳能电池片的电池片大片的表面上施加栅线；在电池片大片的表面上施加和栅线相连的导电性连接部，
设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电性连接部直接接触。
在一种实施方式中，设置多个太阳能电池片的步骤包括：在形成多个太阳能电池片的电池片大片的底表面设置背电场；
设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的设置背电场的部分直接接触。
在一种实施方式中，设置多个太阳能电池片的步骤包括：在形成多个太阳能电池片的电池片大片的底表面设置背电场，在背电场上设置导电性连接部；
设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电性连接部直接接触。
在一种实施方式中，选取丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂或聚氨酯作为导电粘结剂。
在一种实施方式中，在制造所述到点粘结剂的材质中添加固化剂、交联剂、偶联剂或橡胶球。
在一种实施方式中，选取镀锡铜或铜箔制作汇流条。
在一种实施方式中，方法不包括在汇流条表面上设置锡层的步骤。
在一种实施方式中，设置每一个电池串的步骤包括：将各个太阳能电池片以叠瓦方式排布，相邻的太阳能电池片之间通过导电结构的直接接触而实现导电连接；或者
设置每一个电池串的步骤包括：将各个太阳能电池片以平铺的方式排布，使各个太阳能电池串通过焊带而导电连接在一起，其中，太阳能电池片为整片太阳能电池片或半片太阳能电池片。
附图说明
为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
图1示出了本发明的一个优选实施方式的太阳能电池组件的顶表面示意图，该图中仅示出了各个太阳能电池片的轮廓，而未示出各个太阳能电池片的顶表面上的栅线结构；
图2为沿着图1的A-A线截取的截面图的放大视图；
图3为沿着图1中的B-B线截取的截面图；
图4为沿着图1中的C-C线截取的截面图；
图5为根据本发明的另一个优选实施方式的太阳能电池组件的顶表面示意图，该图中仅示出了各个太阳能电池片的轮廓，而未示出各个太阳能电池片的顶表面上的栅线结构；
图6为图5中一个电池串的末端太阳能电池片和汇流条的一部分的底表面示意图；
图7为在图6中的末端太阳能电池片和汇流条上施加非导电性胶带之后的示意图；
图8为沿着图5中的E-E线截取的截面图；
图9为图6的一个替代性示图；
图10为沿着图9中的F-F线截取、并在纸面内沿顺时针方向翻转180°之后的视图；
图11为图10的一个替代性视图；
图12为根据本发明的第三实施方式的太阳能电池组件的顶表面示意图；
图13为根据本发明的第四实施方式的太阳能电池组件的顶表面示意图。
附图标记：
太阳能电池组件100、200、300、400
电池串1、4、7、401
太阳能电池片11、41、71
半片太阳能电池片402
首端太阳能电池片12、42、72
末端太阳能电池片13、43、43’、43”、73
正电极101
背电极102、202
顶汇流条2、5、8、403
底汇流条3、6、6’、6”、9、404
导电性连接部23、33、33”
背电场202’
副栅线203
非导电性胶带7
具体实施方式
现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。
在本发明提供了一种太阳能电池片组件及其制造方法，图1-图4示出了根据本发明的第一实施方式的结构；图5-图11示出了根据本发明的第二实施方式的结构；图12示出了根据本发明的第三实施方式的结构；图13示出了根据本发明的第四实施方式的结构。
首先需要说明的是，本文所提到的方向性术语仅为示例性目的而不作为限制，本文所提到的第一方向例如在附图中由D1示出；本文所提到的第二方向例如在附图中由D2示出；本文所提到的太阳能电池片的高度方向也可以被理解为是太阳能电池片的厚度方向，其在附图中由D3示出；第一方向D1、第二方向D2和高度方向D3在空间内彼此正交。
首先参考图1-图4。在本发明的第一实施方式中，太阳能电池组件100包括沿第二方向D2排布的三个电池串1，每一个电池串1包括沿着垂直于第二方向D2的第一方向D1的例如8个太阳能电池片11。在其他实施方式中，太阳能电池组件100可以包括两个或四个以上的电池串1，每一个电池串1所内的太阳能电池片11的数量也不限于8个。各个电池串1之间可以具有间隙(如图1所示)也可以紧密邻接从而不具有间隙。
每一个电池串1内的各个太阳能电池片11上设置有导电结构，在本实施方式中，导电结构可以包括设置在太阳能电池片11表面上的栅线结构。
太阳能电池组件100还包括两个汇流条——顶汇流条2和底汇流条3。汇流条沿着第二方向D2跨越所有电池串1并和每一个电池串1的端部处的太阳能电池片11的导电结构直接接触，并且，汇流条通过非导电性粘结剂和各个电池串1固定在一起。
为了方便描述，将每一个电池串1的两个端部处的太阳能电池片11称为首端太阳能电池片12和末端太阳能电池片13，但可以理解，首端太阳能电池片12、末端太阳能电池片13和电池串1内的其他太阳能电池片11仅在位置上存在差别，而在结构等其他方面可以完全一样。
在本实施方式中，太阳能电池组件100为叠瓦组件，各个电池串1中的太阳能电池片11以叠瓦方式相互连接在一起。参考图2，每一个太阳能电池片11的栅线结构包括了正电极101和背电极102，当相邻的两个太阳能电池片11以叠瓦方式互连时，其中一个太阳能电池片11的正电极101和另一个太阳能电池片11的背电极102在高度方向D3上对准并接触从而实现这两个太阳能电池片11的导电连接。本实施方式中，太阳能电池片11的表面上还设置有副栅线，但副栅线未在图中示出。具体地，每一个太阳能电池片11的顶表面上设置有沿第一方向D1延伸的多个副栅线，正电极101和各个副栅线接触从而将副栅线的电流汇集。当太阳能电池片11为双面太阳能电池片11时，每一个太阳能电池片11的底表面也可以设置有副栅线，背电极102和各个副栅线接触从而将各个副栅线的电流汇集。
结合图1-图3，可以看到太阳能电池组件100的顶汇流条2沿着第二方向D2设置在各个电池串1的顶表面边缘处并和各个电池串1的首端太阳能电池片12的正电极101导电接触，顶汇流条2形成为一个完整的条形结构。
并且，顶汇流条2和每一个首端太阳能电池片12的正电极101直接接触的位置处施加有非导电性粘结剂，非导电性粘结剂被挤压在顶汇流条2和各个首端太阳能电池片12的正电极101之间，非导电性粘结剂可以为沿第二方向D2均匀排布的点状结构。
参考图4，太阳能电池组件100的底汇流条3沿着第二方向D2设置在各个电池串1的底表面边缘处并和各个电池串1的末端太阳能电池片13的背电极102导电接触并固定在一起。其中，底汇流条3和每一个末端太阳能电池片13的背电极102直接接触的位置处施加有非导电性粘结剂，非导电性粘结剂被挤压在底汇流条3和各个末端太阳能电池片13的背电极102之间，非导电性粘结剂可以为沿第二方向D2均匀排布的点状结构。底汇流条3形成为一个完整的条形结构。
在制造太阳能电池组件100时，可以先在各个电极上施加非导电性粘结剂，然后再印刷汇流条，以使得非导电性粘结剂嵌入汇流条。太阳能电池片100的具体制造工艺将在后文详细描述。
进一步地，除了汇流条可以与太阳能电池片的电极接触以外，还可以额外设置用于与汇流条更好地导电连接的导电性连接部，导电性连接部可以具有比栅线更好的导电性，导电性连接部例如可以由铝制成。导电性连接部被构造为与栅线(主栅线和/或副栅线)导电接触，汇流条和导电性连接部直接接触。也就是说，在存在导电性连接部的情况下，用于和汇流条直接接触的太阳能电池片的“导电结构”可以包括导电性连接部。导电性连接部也可以被称为是pad点或焊盘。
例如，参考图3，正电极101为一条直线型主栅线，多个导电性连接部23排布在直线型主栅线上，导电性连接部23的宽度(即在图3中垂直于纸面的方向的尺寸)大于直线型主栅线的宽度。顶汇流条2能够同时和正电极101、导电性连接部23导电接触，导电性连接部23的导电性强于正电极101。
除了图3中所示的结构，每一个正电极还可以包括两条平行的直线型主栅线，多个导电性连接部可以连接在直线型主栅线直接并沿两条直线型主栅线的延伸方向排布。顶汇流条能够同时和两条直线型主栅线、导电性连接部导电接触，顶汇流条也可以仅和两条直线型主栅线导电接触。
同样地，参考图4，背电极102可以为一条直线型主栅线，多个导电性连接部23排布在直线型主栅线上，导电性连接部23的宽度(即在图4中垂直于纸面的方向的尺寸)大于直线型主栅线的宽度。底汇流条3能够同时和背电极102、导电性连接部23导电接触，导电性连接部23的导电性强于背电极102。
除了图4中所示的结构，每一个背电极还可以包括两条平行的直线型主栅线，多个导电性连接部可以连接在直线型主栅线直接并沿两条直线型主栅线的延伸方向排布。底汇流条能够同时和两条直线型主栅线、导电性连接部导电接触，底汇流条也可以仅和两条直线型主栅线导电接触。
在设置有非导电性连接部的实施方式中，施加非导电形粘结剂时应注意绕开导电性连接部。
优选地，顶汇流条2和底汇流条3由镀锡铜或不做任何处理的铜箔制成，顶汇流条2和底汇流条3可以具有多种形状、厚度和宽度。同样优选地，非导电性粘结剂可以由丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂或聚氨酯制成，为了形成一定厚度，非导电性粘结剂中掺杂有固化剂、交联剂、偶联剂或橡胶球。
优选地，在设置汇流条之前，可以将非导电性粘结剂喷涂或印刷在各个首端太阳能电池片12、末端太阳能电池片13的电极上，之后再将汇流条粘结于相应位置，并以低于200°的温度使得粘结剂固化。固化后的层压步骤使得汇流条与相应电极之间的贴合更紧密和均匀。
图5-图11示出了根据本发明的第二实施方式。在本实施方式中，太阳能电池组件200依然为叠瓦组件，为了简化的目的，本实施方式中与第一实施方式相同或相似的部分可能省略描述。
在本实施方式中，太阳能电池片41的导电结构包括设置在顶表面的正电极和设置在底表面的副栅线203和背电极202。
参考图6，太阳能电池片43的底表面上的多个副栅线203沿第一方向D1延伸并沿第二方向D2依次排布，背电极202设置在太阳能电池片43的纵向边缘的底表面处并和各个副栅线203导电接触。
参考图6和图8，在本实施方式中，底汇流条6和各个与其接触的太阳能电池片43的副栅线203导电接触。并且，在底汇流条6和每一个末端太阳能电池片43的副栅线203直接接触的位置处还施加有非导电性粘结剂。非导电性粘结剂形成为沿第二方向D2排布的多个点状结构，并被挤压在底汇流条6和各个末端太阳能电池片43的基体片之间。
优选地，在设置底汇流条6之前，可以将非导电性粘结剂喷涂或印刷在各个末端太阳能电池片43的设置有副栅线203的区域上，之后再将底汇流条6粘结在末端太阳能电池片43上，并以低于200°的温度使得粘结剂固化。
作为非导电性粘结剂的补充或替代，可以使用非导电性胶带将汇流条和太阳能电池片固定在一起。具体地，在汇流条和太阳能电池片之间施加有非导电性粘结剂的情况下，可以同时设置非导电性胶带将汇流条和太阳能电池片固定在一起；或者，在汇流条和太阳能电池片之间不施胶非导电性粘结剂的情况下，可以先将汇流条和太阳能电池片准确定位之后，在汇流条和太阳能电池片上直接施加非导电性胶带以将汇流条和太阳能电池片固定在一起。例如，图8示出了在图6中的末端太阳能电池片43和底汇流条6上设置非导电性胶带7的方案，非导电性胶带7可以为一个或多个，每一个非导电性胶带7大致沿垂直于底汇流条6的方向延伸并直接覆盖在底汇流条6的底表面上，并同时和末端太阳能电池片43的底表面直接接触。
图8中所示的非导电性胶带7还可以应用于其他实施方式。例如，在汇流条和主栅线直接接触的实施方式中、在汇流条和背电场直接接触的实施方式中以及在汇流条和导电性连接部直接接触的实施方式中，都可以设置非导电性胶带，非导电性胶带对应地直接覆盖在汇流条和太阳能电池片的表面上从而将汇流条和太阳能电池片固定在一起。
进一步地，参考图8，末端太阳能电池片43的底表面上还设置有多个导电性连接部33，每一个导电性连接部33设置为跨越至少两条副栅线203。底汇流条6能够同时和副栅线203、导电性连接部33导电接触，导电性连接部33的导电性强于副栅线203。
需要说明的是，汇流条同时和栅线(包括了主栅线、副栅线)、导电性连接部导电接触的方式较为优选，这是因为这样的方式同时利用了栅线和导电性连接部的导电性，这样的设置能够增强太阳能电池片和汇流条之间的导电性，使得汇流条能够更有效地汇流。
图9为图6所示方案的一个替代性实施方式，图10为图9中所示的沿第二方向D2设置在端部处的电池串中的末端太阳能电池片43’和底汇流条6’的一部分的底表面视图。为了保持各个截面图高度方向D3上的一致形，图10为沿图9中的F-F线截取、并在纸面内翻转180°之后的视图，因而图10中的所示的“顶部”和“底部”与图8中所示的“顶部”、“底部”一致。
太阳能电池片43’的底表面上大面积地设置背电场202’，底汇流条6’仅须和背电场202’接触即可。也就是说汇流条无须对准狭窄的电极，因而这样的设置方式对于对准精确度的容忍度较高，允许一定程度的汇流条的角度和位置偏移。例如，底汇流条6’可以设置在各个末端太阳能电池片43’的在第一方向D1上的中间位置处，且底汇流条6’在第二方向D2上无须延伸到所有电池串在第二方向D2上的端部处。
参考图9-图10，本实施方式中的太阳能电池片为单面太阳能电池片，其底表面不设置副栅线而设置有诸如铝背场的背电场202’，背电场202’上还可以设置背电极(背电极在图中未示出)。底汇流条6’和末端太阳能电池片43’的背电场202’直接接触从而导电连接。同样地，底汇流条6’和背电场20’2之间也可以通过非导电性粘结剂固定在一起。优选地，在设置底汇流条6’之前，可以将非导电性粘结剂喷涂或印刷在各个末端太阳能电池片43’的背电场202’上，之后再将底汇流条6’连接在背电场202上，并以低于200°的温度使得粘结剂固化。固化后的层压步骤使得底汇流条6’与背电场202’的贴合更加紧密和均匀，适用于单面电池。
图11示出了图10的一种替代性实施方式。在图11所示的实施方式中，末端太阳能电池片43”的背电场202”上施加有导电性连接部33”，底汇流条6”和导电性连接部33”直接接触。导电性连接部33”的导电性强于背电场202”的导电性。在设置图11所示的实施方式中，施加非导电形粘结剂时应注意绕开导电性连接部33”。
需要说明的是，上述将汇流条设置在太阳能电池片的非边缘位置处的方式，仅适用于底汇流条而不适用于顶汇流条。因为太阳能电池片通常需要顶部受光，所以需要将顶汇流条设置在太阳能电池片的边缘处。更优选地，底汇流条也优选地设置在边缘处。
并且，图1-图11中所示的设置汇流条的多种方式可以组合使用。例如，对于包括单面太阳能电池片的太阳能电池组件：顶汇流条也可以和太阳能电池片的正电极和/或导电性连接部导电接触；底汇流条可以和太阳能电池片的背电场和导电性连接部导电接触，在存在背电极的情况下底汇流条还可以和太阳能电池片的背电极和/或导电性连接部导电接触。对于包括双面太阳能电池片的太阳能电池组件，顶汇流条也可以和太阳能电池片的正电极导电接触；底汇流条可以和太阳能电池片的底表面副栅线导电接触，底汇流条还可以和太阳能电池片的背电极导电接触(。
图12示出了根据本发明的第三实施方式的太阳能电池组件的示意图。
图12中所示的太阳能电池组件300不是叠瓦组件，而是各个太阳能电池片平铺而成的常规太阳能电池组件。每一个电池串7中，多个太阳能电池片71沿第一方向D1平铺设置，每一个太阳能电池片71上可以设置例如栅线结构、电场等的导电结构。每一个电池串7还包括了导电焊带74，导电焊带74将各个太阳能电池片71的导电结构导电连接起来。图12中所示的导电焊带74的结构仅为示意性的，实践中的导电焊带会具有比图12中所示的结构更复杂的结构。例如，在实践中，每一对相邻的太阳能电池片可以共同对应一个导电焊带，这个导电焊带从这一对相邻的太阳能电池片中的一个的底表面延伸到另一个的顶表面，从而将这两个太阳能电池片导电连接起来。
在本实施方式中，顶汇流条8和底汇流条9的设置可以与图1-图11中所示的实施方式类似。具体地，顶汇流条8可以与各个首端太阳能电池片72的顶表面上的正电极导电接触；底汇流条9可以与各个末端太阳能电池片73的底表面上的导电结构(例如栅线结构或者背电场)导电接触。
各个电池串7之间可以具有间隙(如图12所示)也可以紧密邻接从而不具有间隙；每一个电池串7中的各个太阳能电池片71之间可以具有间隙(如图12所示)也可以紧密邻接而不具有间隙。
在例如如图13所示的实施方式中，还可以用半片太阳能电池片402来取代图11中所示的各个整片太阳能电池片，以形成半片组件。形成为半片组件的太阳能电池组件400包括多个电池串401，每一个电池串401包括半片太阳能电池片402，半片组件400的顶汇流条403和每一个电池串401的首端太阳能电池片的正电极直接接触，半片组件400的底汇流条404和每一个电池串401的末端太阳能电池片的导电结构直接接触。
各个电池串401之间可以具有间隙(如图13所示)也可以紧密邻接从而不具有间隙；每一个电池串401中的各个太阳能电池片402之间可以具有间隙(如图13所示)也可以紧密邻接而不具有间隙。
本发明所提供的实施方式还包括了用于制造如图1-图13所示的太阳能电池组件的方法。该方法具体包括如下步骤：设置多个太阳能电池片，每一个太阳能电池片上设置有导电结构；设置至少两个电池串，设置至少两个电池串的步骤包括：将多个太阳能电池片沿第一方向D1排布并导电连接在一起从而形成每一个电池串；将至少两个电池串沿垂直于第一方向D1的第二方向D2排布，第一方向D1和第二方向D2均平行于各个太阳能电池片的延伸方向。
该方法还包括：设置汇流条，使得汇流条沿第二方向D2跨越至少两个电池串并和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触；在汇流条和各个电池串之间施加非导电性粘结剂，并以低于200℃的温度使非导电性粘结剂固化。
其中，施加非导电性粘结剂的步骤包括：在汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触的位置处施加非导电性粘结剂。该步骤可通过点胶或丝网印刷的方式实现。具体地，点胶方式适用于将汇流条和副栅线或背电场相连的方案。
设置多个太阳能电池片的步骤包括：在太阳能电池片的表面上施加栅线；设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的栅线直接接触。具体地，对于每一个太阳能电池片，栅线包括多个副栅线和与每一个副栅线接触的主栅线；设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的副栅线或主栅线直接接触。
设置多个太阳能电池片的步骤可以包括：在太阳能电池片的底表面设置背电场；设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的设置背电场的部分直接接触。
在上述方法中，可以选取丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂或聚氨酯作为导电粘结剂，并且为了形成一定厚度，可以向其中掺杂固化剂、交联剂、偶联剂或橡胶球；上述方法中，可以选取镀锡铜或铜箔制作汇流条。
并且，优选地，上述方法不包括在汇流条表面上设置锡层的步骤。
在上述方法中，可以将太阳能电池组件设置为叠瓦组件，也可以将太阳能电池组件设置为常规组件或半片组件。也就是说，设置每一个电池串的步骤可以包括：将各个太阳能电池片以叠瓦方式排布，相邻的太阳能电池片之间通过导电结构的直接接触而实现导电连接。设置每一个电池串的步骤也可以包括：将各个太阳能电池片以平铺的方式排布，使各个太阳能电池串通过焊带而导电连接在一起，其中，太阳能电池片为整片太阳能电池片或半片太阳能电池片。
上述方法中还具有其他一些设置步骤。例如，制造太阳能电池组件的方法主要包括如下步骤：设置基体片大片；在基体片大片上印刷栅线；中间处理步骤；将电池片大片裂片形成多个太阳能电池片。
其中各项步骤可以具有多种优选设置。例如，设置基体片大片的步骤可以包括：设置基体片大片，使得基体片大片包括连接在一起的多个基体片单元，在电池片大片裂片之后各个基体片单元形成太阳能电池片的基体片，每个基体片单元具有两个纵向边缘和两个横向边缘。设置基体片大片的步骤可以进一步包括如下步骤：设置单晶硅片；制绒、清洗制绒时残留的液体；通入三氯氧磷，在单晶硅片的表面形成PN结；刻蚀、去磷硅玻璃；高温氧化从而在单晶硅片的顶表面和底表面形成二氧化硅层；在二氧化硅层的表面形成氧化铝膜；在氧化铝膜的表面形成氮化硅膜，从而生成基体片大片；在基体片大片的底表面激光开槽。
方法还包括在裂片前的如下步骤：确认电池片大片的正反面是否为预设的面，若结果为否则控制机构控制机械手将电池片大片翻面。
其中，印刷栅线的步骤可以包括：在基体片大片的顶表面上印刷顶表面栅线、在基体片大片的底表面上印刷底表面栅线，顶表面栅线和底表面栅线的印刷方向使得当两个太阳能电池片以叠瓦方式设置时，这两个太阳能电池片中的第一太阳能电池片的底表面栅线和这两个太阳能电池片中的第二太阳能电池片的顶表面栅线交叉接触以实现电连接。
中间处理步骤例如可以包括烧结、通过光衰炉或者电注入炉，减少电池光致衰减、测试分档等步骤。
将太阳能电池片裂片之后的后续处理步骤可以包括：将各个太阳能电池片以叠瓦方式排列成电池串、组串后并经过串自动排版汇流、胶膜和背板敷设、中检、层压、修边、装框、中间位接线盒、固化、清洗、测试等环节完成太阳能电池组件封装。
上述的各个步骤还可以被进一步扩展。例如，在一个完整的制造过程中，可以包括如下步骤：采用单晶硅片经过表面制绒获得良好的绒面结构，从而实现增大比表面积可以接受更多光子(能量)，同时减少入射光的反射；清洗制绒时残留的液体，减少酸性和碱性物质对电池制结的影响；通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子。经过一定时间，磷原子进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了N型半导体和P型半导体的交界面。
由于扩散制结在硅片边缘形成了短路通道，PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷原子的区域流到PN结的背面，而造成短路。经过等离子刻蚀将边缘PN结刻蚀去除，避免边缘造成短路。由于扩散制结工序会使硅片表面形成一层磷硅玻璃，通过去磷硅玻璃工序减少对叠瓦电池效率的影响。刻蚀去磷硅玻璃后的硅片，然后通过一定温度下，通过氧气高温炉对电池片前后表面生产一层二氧化硅层。然后通过ALD或者PECVD方式层积一层三氧化二铝钝化膜层。在三氧化二铝薄膜层膜层层积一层氮化硅薄膜，前表面氮化硅是起到减少反射及钝化作用，后氮化硅薄膜起保护三氧化二铝。镀膜后的硅片背面激光开槽，经过丝网印刷完成背面和正面印刷，要求印刷图形切割后小片正背面电极在正背面交错位置，然后进行烧结工艺，通过光衰炉或者电注入炉，减少电池池光致衰减，最后电池测试分档。
对于烧结好的整片叠瓦电池片增加在线激光切割划片工序，烧结好的叠瓦电池片进入划片检测位进行外观检查并对OK片进行视觉定位(外观检测不良会自动分流至NG位)，根据在线生产节拍可以自由设置多轨划片机或预设缓存堆栈区，以实现在线连续进料作业。按照切割划片最优效果设定激光器相关参数，以实现较快的切割速度、较窄的切割热影响区和切割线宽、更优的均匀性以及预定的切割深度等。完成自动切割后通过在线激光划片机自动掰片机构完成切割位置处裂片实现叠瓦小电池片自然分离(激光切割面为远离PN结侧，避免PN结受损出现漏电流。需要划片上料前确认电池片正反面方向，若方向相反需增加单独的180°换向装置)；然后对小片进行互联组串。
在本发明中的太阳能电池片和汇流条的连接方式不同于传统的焊接方式或者利用导电胶或锡膏等粘结剂的方式，本发明中的太阳能电池组件的汇流条和各个太阳能电池片的导电结构直接接触，并通过非导电性粘结剂和各个太阳能电池片固定在一起。本发明可以规避常规的焊接方式和利用导电胶的方式的缺陷，例如可以大大降低因导电胶/锡膏失效带来的组件可靠性风险，避免了导电胶粘接、导电的双重功能不完善的缺陷。并且也能够规避导电胶溢胶风险、大幅降低组装成本、避免了焊接应力而可能导致的裂片。并且，本发明中汇流条不设置锡层，能够进一步降低成本。
本发明采用低温固化的方式实现位于汇流条和太阳能电池片之间的粘结剂的固定，这种方式可以应用于异质结太阳能电池片等多种太阳能电池片，太阳能电池组件也可以为叠瓦组件、常规组件或半片组件等各种形式，太阳能电池片可以不设置主栅线和焊盘等结构。
本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。
Claims (24)
1.一种太阳能电池组件，其特征在于，太阳能电池组件包括：
至少两个电池串，每一个电池串包括沿第一方向依次排布并导电连接在一起的多个太阳能电池片，每一个太阳能电池片的表面上设置有导电结构，并且，所有电池串沿垂直于第一方向的第二方向排布，第一方向和第二方向均平行于各个太阳能电池片的延伸方向；
汇流条，汇流条沿第二方向跨越所有电池串并和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触，并且，汇流条通过非导电性粘结剂和各个电池串固定在一起。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，非导电性粘结剂施加在汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片直接接触的位置处。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，每一个太阳能电池片包括设置在太阳能电池片的表面上的栅线，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的栅线直接接触。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池组件，其特征在于，每一个太阳能电池片的栅线包括多个副栅线和与每一个副栅线接触的主栅线，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的主栅线或副栅线直接接触。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，每一个太阳能电池片包括设置在太阳能电池片的表面上的栅线和与栅线相连的导电性连接部，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电性连接部直接接触。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，每一个太阳能电池片的栅线包括多个副栅线和与每一个副栅线接触的主栅线，其中：
每一个主栅线为一条直线型主栅线，多个导电性连接部排布在直线型主栅线上，导电性连接部的宽度大于直线型主栅线的宽度；或者
每一个主栅线包括平行的两条直线型主栅线，多个导电性连接部连接在两条直线型主栅之间并沿两条直线型主栅线的延伸方向排布；或者
每一个导电性连接部均跨越两条以上的副栅线设置。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，每一个太阳能电池片的底表面设置有背电场，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的形成背电场的部分直接接触。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，每一个太阳能电池片的底表面设置有背电场，背电场上设置有多个导电性连接部，汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电性连接部直接接触。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，非导电粘结剂为丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂或聚氨酯制成的点状结构。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，汇流条为镀锡铜或铜箔制成的连续的条状结构。
11.根据权利要求1-8中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，汇流条表面不设置锡层。
12.根据权利要求1-8中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，
每一个电池串中，各个太阳能电池片以叠瓦方式排布，相邻的太阳能电池片之间通过导电结构的直接接触而实现导电连接；或者
每一个电池串中，各个太阳能电池片以平铺的方式排布，各个太阳能电池串通过焊带而导电连接在一起，其中，太阳能电池片为整片太阳能电池片或半片太阳能电池片。
13.一种制造太阳能电池组件的方法，其特征在于，方法包括如下步骤：
设置多个太阳能电池片，每一个太阳能电池片上设置有导电结构；
设置至少两个电池串，设置至少两个电池串的步骤包括：
将多个太阳能电池片沿第一方向排布并导电连接在一起从而形成每一个电池串；
将至少两个电池串沿垂直于第一方向的第二方向排布，第一方向和第二方向均平行于各个太阳能电池片的延伸方向；
设置汇流条，使得汇流条沿第二方向跨越所有电池串并和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电结构直接接触；
在汇流条和各个电池串之间施加非导电性粘结剂，并以低于200℃的温度使非导电性粘结剂固化。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，施加非导电性粘结剂的步骤包括：在汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片直接接触的位置处施加非导电性粘结剂。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
设置多个太阳能电池片的步骤包括：在形成多个太阳能电池片的电池片大片的表面上施加栅线；
设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的栅线直接接触。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，对于每一个太阳能电池片，栅线包括多个副栅线和与每一个副栅线接触的主栅线；设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的副栅线或主栅线直接接触。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
设置多个太阳能电池片的步骤包括：在形成多个太阳能电池片的电池片大片的表面上施加栅线；在电池片大片的表面上施加和栅线相连的导电性连接部，
设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电性连接部直接接触。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
设置多个太阳能电池片的步骤包括：在形成多个太阳能电池片的电池片大片的底表面设置背电场；
设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的设置背电场的部分直接接触。
19.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
设置多个太阳能电池片的步骤包括：在形成多个太阳能电池片的电池片大片的底表面设置背电场，在背电场上设置导电性连接部；
设置汇流条的步骤包括：使得汇流条和每一个电池串的端部处的太阳能电池片的导电性连接部直接接触。
20.根据权利要求13-19中任意一项所述的方法，其特征在于，选取丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂或聚氨酯作为非导电粘结剂。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在制造非导电粘结剂的材质中添加固化剂、交联剂、偶联剂或橡胶球。
22.根据权利要求13-19中任意一项所述的方法，其特征在于，选取镀锡铜或铜箔制作汇流条。
23.根据权利要求13-19中任意一项所述的方法，其特征在于，方法不包括在汇流条表面上设置锡层的步骤。
24.根据权利要求13-19中任意一项所述的方法，其特征在于，
设置每一个电池串的步骤包括：将各个太阳能电池片以叠瓦方式排布，相邻的太阳能电池片之间通过导电结构的直接接触而实现导电连接；或者
设置每一个电池串的步骤包括：将各个太阳能电池片以平铺的方式排布，使各个太阳能电池串通过焊带而导电连接在一起，其中，太阳能电池片为整片太阳能电池片或半片太阳能电池片。
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