阅读说明：本技术 一种太阳能光伏电池组件的连接结构 (Connecting structure of solar photovoltaic cell module ) 是由 单伶宝 于 2020-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种太阳能光伏电池组件的连接结构,包括若干相互电连的电池。所述电池上均设有金属导线结构,相邻两个所述电池上的金属导线结构均通过导电连接件串联以形成电流输送回路。所述金属导线结构包括设置在电池正面的正面金属格栅、设置在电池背面的背面金属格栅,所述正面金属格栅至少包括一根正面连接主栅,所述背面金属格栅至少包括一根背面连接主栅。所述导电连接件的一端与一个电池的正面连接主栅电连,另一端与另一个电池的背面连接主栅电连。本发明的连接结构能有效形成太阳能光伏电池之间的可靠电连接,而且简化了工艺,降低了生产成本,提升了太阳能光伏电池组件的生产良率和产品可靠度。(The invention discloses a connecting structure of a solar photovoltaic cell module, which comprises a plurality of cells electrically connected with each other. All be equipped with the metal wire structure on the battery, adjacent two the metal wire structure on the battery all connects in series so as to form the current transport return circuit through electrically conductive connecting piece. The metal wire structure comprises a front metal grid arranged on the front side of the battery and a back metal grid arranged on the back side of the battery, the front metal grid at least comprises a front connection main grid, and the back metal grid at least comprises a back connection main grid. One end of the conductive connecting piece is electrically connected with the front side connecting main grid of one battery, and the other end of the conductive connecting piece is electrically connected with the back side connecting main grid of the other battery. The connecting structure can effectively form reliable electric connection between the solar photovoltaic cells, simplifies the process, reduces the production cost and improves the production yield and the product reliability of the solar photovoltaic cell module.)

一种太阳能光伏电池组件的连接结构

技术领域

本发明涉及光伏电池片连接技术领域，尤其涉及一种太阳能光伏电池组件的连接结构。

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所衍生的环境问题。太阳能电池组件凭借其可靠性、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。

然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，特别是太阳能电池组件转换效率与可靠性是制约太阳能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。因此，持续提高太阳能电池组件的转换效率与耐候可靠性是发展高效太阳能光伏组件的必然趋势。

目前，市场上涌现出各种各样的高效太阳能光伏组件，例如叠瓦、半片、多主栅、双面组件等。随着太阳能光伏组件的应用场所和应用地区越来越广泛，对其可靠性要求也越来越高，尤其是在一些恶劣或极端天气多发地区更需要采用高效、高可靠性的太阳能光伏组件。

以目前在太阳能光伏电池组件的技术发展趋势来说，传统采用银浆印刷与烧结来制作的太阳能光伏电池片，为了降低银浆印刷导线所产生的串联电阻高，电流耗损大的问题，将太阳能光伏电池片切片以叠瓦方式来进行组件的制作是一个产业趋势。叠瓦组件利用小电流低损耗的电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)从而使得组件功率损耗大大降低。但也由于叠瓦组件使用了具有弹性体特性的导电胶粘剂替代了常规组件用光伏金属焊带，而对于通过导电胶来实现连接的电池组件在执行点胶的工艺上容易有空点或虚点的问题，因此在被封装之后，在户外实际使用时受到环境侵蚀，例如高低温交变热胀冷缩产生导电胶之间的相对位移，尤其是在高低温交变的动态(风、雪等自然界的载荷作用)环境下，最为严重就是导致出现电流虚接甚至断路，主要原因一般都是因为材料组合后相互间连接能力弱所导致。而连接能力弱主要表现在制程中导电胶作业需要一个工艺操作窗口，实际生产过程中这个窗口相对较窄，非常容易受到环境因素的影响，比如作业场所的温湿度，涂胶后滞留空气中的时间长短等等都会让导电胶水失去活性。同时对于点胶、喷胶或印刷工艺下受胶水自身特性变化容易出现施胶不均缺失现象，对产品可靠性会有较大隐患。其次，导电胶主要由高分子树脂和大量贵金属粉体所构成，成本高昂且一定程度上破坏生态环境(贵金属的生产和加工对环境污染较大)。再者，导电胶属于膏状物，在施胶或叠片过程中具备一定的流动性，非常容易溢胶造成叠瓦互联电池串正负极短路。故采用弹性体的导电胶粘剂互联切割后的晶硅电池小片封装的叠瓦组件，其耐候性及组件发电的可靠度与稳定性是有疑虑的。对于大多数采用导电胶粘接方式制成的叠瓦组件，普遍存在相互连接强度弱特点，制程对环境要求高，工艺使用易溢胶短路，使用成本高昂，生产效率低等问题。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种太阳能光伏电池组件的连接结构，能有效形成太阳能光伏电池之间的可靠电连接，而且简化了工艺，降低了生产成本，进而提升了太阳能光伏电池组件的生产良率和产品可靠度。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种太阳能光伏电池组件的连接结构，包括若干相互电连的电池。所述电池上均设有金属导线结构，相邻两个所述电池上的金属导线结构均通过导电连接件串联以形成电流输送回路。所述金属导线结构包括设置在所述电池正面的正面金属格栅、设置在所述电池背面的背面金属格栅，所述正面金属格栅至少包括一根正面连接主栅，所述背面金属格栅至少包括一根背面连接主栅。所述导电连接件的一端与一个所述电池的正面连接主栅电连，另一端与另一个所述电池的背面连接主栅电连。

本发明的有益效果在于：通过金属导线结构与导电连接件的设置能有效形成电池间的良好电接触通路，避免串联阻抗太高而需将电池切片并运用迭瓦点胶方式来制作太阳能光伏电池组件；同时通过导电连接件连接正面连接主栅和背面连接主栅即可实现两个电池间正极与负极的直接接触连接而无需依赖于粘结剂的导电性。本发明的连接结构有利于简化生产工艺，降低电池因切片所造成的破片损耗，节省银胶点胶材料成本，进而提升太阳能光伏电池组件整体的生产良率和产品可靠度。

进一步来说，所述正面金属格栅包括垂直设置的正面横向细栅、正面竖向细栅，所述正面横向细栅由3-30根栅线组成，且所述正面横向细栅为连续性细栅、间断连续性细栅、非连续性细栅中的一种；所述正面竖向细栅由60-200根栅线组成。以正面横向细栅、正面竖向细栅之间的若干个网格交点作为电接触连接点，保证了电池正面均匀良好的电接触。

进一步来说，所述背面金属格栅包括垂直设置的背面横向细栅、背面竖向细栅，所述背面横向细栅由3-30根栅线组成，且所述背面横向细栅为连续性细栅、间断连续性细栅、非连续性细栅中的一种；所述背面竖向细栅由120-300根栅线组成。以背面横向细栅、背面竖向细栅之间的若干个网格交点作为电接触连接点，保证了电池背面均匀良好的电接触。

进一步来说，所述栅线的线宽介于10-50um之间,线高介于3-20um之间。

进一步来说，所述正面连接主栅平行于所述正面竖向细栅，且与所述正面横向细栅的至少一根栅线电连。所述背面连接主栅平行于所述背面竖向细栅，且与所述背面横向细栅的至少一根栅线电连。通过正面连接主栅实现了正面竖向细栅、正面横向细栅与导电连接件之间的电连，通过背面连接主栅实现了背面竖向细栅、背面横向细栅与导电连接件之间的电连，进而实现了相邻两个电池正面、背面的串联。

进一步来说，所述正面连接主栅、背面连接主栅的线宽均介于200-700um之间,线高均介于3-20um之间。

进一步来说，所述金属导线结构电镀在所述电池的正面和背面，其电镀材质依次为镍-铜-锡或镍-铜-银。采用电镀镍层作为电镀底层，在经过高温烧结之后会与电池衬底硅形成硅-镍合金，有效降低接触电阻并增强金属导线结构的附着力，同时镍金属层也是一个良好的阻障层，可有效隔绝后续电镀铜层的铜迁移扩散；采用电镀铜层作为电池电流收集与传输的载具，可有效降低串联电阻，减少损耗进而提高电流的传输效率；因此，在后续进行太阳能光伏组件制作时无须将电池片切片即可通过导电连接件将电池之间的正面连接主栅与背面连接主栅直接串接；在完成电镀铜层制作之后，接着进行电镀锡或电镀银层借以保护电镀铜层表面不至于氧化形成氧化铜层。

进一步来说，所述导电连接件的材质为铜、铜-锡、铜-银中的任一种，所述导电连接件的厚度介于3-20um之间。通过与金属导线结构材质匹配的导电连接件使其能快速与正面连接主栅、背面连接主栅通过热压工艺即可紧密结合，简单又快速地实现电池间的串联制作工序。

进一步来说，所述导电连接件包括导电板，所述导电板的两端分别设有与之一体成型、且形成“Z”型结构的正面连接板、背面连接板。所述导电板位于相邻的两个所述电池之间，其高度介于70-220um之间。所述正面连接板贴合在一个所述电池的正面连接主栅上，其贴合宽度介于200-700um之间。所述背面连接板贴合在另一个所述电池的背面连接主栅上，其贴合宽度介于200-700um之间。

进一步来说，所述导电连接件的长度介于150-220mm之间，宽度介于15-50mm之间。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的电池正面的结构示意图；

图3为本发明实施例的电池背面的结构示意图；

图4为本发明实施例的导电连接件的结构示意图；

图5为本发明实施例的正面横向细栅为连续性细栅时的结构示意图；

图6为本发明实施例的正面横向细栅为间断连续性细栅时的结构示意图；

图7为本发明实施例的正面横向细栅为间断连续性细栅时的结构示意图；

图8为本发明实施例的正面横向细栅为非连续性细栅时的结构示意图。

图中：

1-电池；21-正面金属格栅；211-正面连接主栅；212-正面横向细栅；213-正面竖向细栅；22-背面金属格栅；221-背面连接主栅；222-背面横向细栅；223-背面竖向细栅；3-导电连接件；31-导电板；32-正面连接板；33-背面连接板；41-连续栅线；42-间断栅线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

参见附图1-4所示，本发明的一种太阳能光伏电池组件的连接结构，包括若干相互电连的电池1。所述电池1上均电镀有金属导线结构，相邻两个所述电池1上的金属导线结构均通过导电连接件3串联以形成电流输送回路。所述金属导线结构包括设置在所述电池1正面的正面金属格栅21、设置在所述电池1背面的背面金属格栅22，所述正面金属格栅21至少包括一根正面连接主栅211，所述背面金属格栅22至少包括一根背面连接主栅221。所述导电连接件3的一端与一个所述电池1的正面连接主栅211电连，另一端与另一个所述电池1的背面连接主栅221电连。

通过金属导线结构与导电连接件3的设置能有效形成电池1间的良好电接触通路，避免串联阻抗太高而需将电池1切片并运用迭瓦点胶方式来制作太阳能光伏电池组件；同时通过导电连接件3连接正面连接主栅211和背面连接主栅221即可实现两个电池1间正极与负极的直接接触连接而无需依赖于粘结剂的导电性。本实施例的连接结构有利于简化生产工艺，降低电池因切片所造成的破片损耗，节省银胶点胶材料成本，进而提升太阳能光伏电池组件整体的生产良率和产品可靠度。

在本实施例中，参见附图2所示，所述正面金属格栅21包括垂直设置的正面横向细栅212、正面竖向细栅213，所述正面横向细栅212由3-30根栅线组成，且所述正面横向细栅212为连续性细栅、间断连续性细栅、非连续性细栅中的一种。所述正面竖向细栅213由60-200根栅线组成，且所述正面竖向细栅213为连续性细栅。参见附图3所示，所述背面金属格栅22包括垂直设置的背面横向细栅222、背面竖向细栅223，所述背面横向细栅222由3-30根栅线组成，且所述背面横向细栅222为连续性细栅、间断连续性细栅、非连续性细栅中的一种。所述背面竖向细栅223由120-300根栅线组成，且所述背面竖向细栅223为连续性细栅。以正面横向细栅212、正面竖向细栅213之间的若干个网格交点作为电接触连接点，保证了电池1正面均匀良好的电接触；以背面横向细栅222、背面竖向细栅223之间的若干个网格交点作为电接触连接点，保证了电池1背面均匀良好的电接触。

如图5所示，所述连续性细栅是由若干根平行的连续栅线组成，其与正面竖向细栅213(或背面竖向细栅223)能形成网格状结构。如图6-7所示，所述间断连续性细栅是由若干根连续栅线41、若干根间断栅线42组成，且若干根连续栅线41、间断栅线42平行设置。需要注意的是，在间断连续性细栅中，当出现相邻的两根栅线为间断栅线42时，这两根间断栅线42需交错设置以实现正面竖向细栅213(或背面竖向细栅223)的各栅线间的电连接。如图8所示，所述非连续性细栅是有若干根平行的间断栅线42组成，且相邻两根间断栅线42需交错设置。

具体的，所述栅线的线宽介于10-50um之间,线高介于3-20um之间。

在本实施例中，所述正面连接主栅211平行于所述正面竖向细栅213，且与所述正面横向细栅212的至少一根栅线电连。所述背面连接主栅221平行于所述背面竖向细栅223，且与所述背面横向细栅222的至少一根栅线电连。通过正面连接主栅211实现了正面竖向细栅213、正面横向细栅212与导电连接件3之间的电连，通过背面连接主栅221实现了背面竖向细栅223、背面横向细栅222与导电连接件3之间的电连，进而实现了相邻两个电池1正面、背面的串联。

具体的，所述正面连接主栅211、背面连接主栅221的线宽介于200-700um之间,线高介于3-20um之间。

参见附图4所示，所述导电连接件3包括导电板31，所述导电板31的两端分别设有与之一体成型、且形成“Z”型结构的正面连接板32、背面连接板33。所述导电板31位于相邻的两个所述电池1之间，其高度介于70-220um之间。所述正面连接板32贴合在一个所述电池1的正面连接主栅211上，其贴合宽度介于200-700um之间。所述背面连接板33贴合在另一个所述电池1的背面连接主栅221上，其贴合宽度介于200-700um之间。

在本实施例中，所述金属导线结构的电镀材质依次为镍-铜-锡或镍-铜-银。以电镀镍层作为金属导线结构的电镀底层，在其经过高温烧结之后能与电池衬底硅形成硅-镍合金，有效降低接触电阻并增强金属导线结构的附着力，同时镍金属层也是一个良好的阻障层，可有效隔绝后续电镀铜层的铜迁移扩散；采用电镀铜层作为电池电流收集与传输的载具，可有效降低串联电阻，减少损耗进而提高电流的传输效率；因此，在后续进行电池1间串联时无需将电池1切片即可通过导电连接件3将一个电池1的正面连接主栅211与另一个电池1的背面连接主栅221直接串接；再在电镀铜层的表面电镀锡或电镀银以保护电镀铜层表面不至于氧化形成氧化铜层。

所述导电连接件3的材质为铜、铜-锡、铜-银中的任一种，所述导电连接件3的厚度介于3-20um之间。所述导电连接件3的长度介于150-220mm之间，宽度介于15-50mm之间。通过与金属导线结构材质匹配的导电连接件3使其能快速与正面连接主栅211、背面连接主栅221通过热压工艺即可紧密结合，简单又快速地实现电池1间的串联制作工序。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。