一种光伏电池组件的制造方法

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，特别涉及一种光伏电池组件的制造方法。

背景技术

目前光伏电池组件的生产方式通常为，利用红外加热管通过加热的方式将多个电池片通过焊带焊接成电池串，然后再将电池串搬运到背板之上，将背板上的多个电池串焊接连接，随后在电池串上设置盖板，对电池串进行封装。这种电池组件的形成方式中，将电池串搬运到背板上涉及电池串的二次搬运以及在背板上的定位移动，这种搬运和移动容易造成电池串首尾端电池片的隐裂。

为了解决上述问题，可以将电池片和焊带在背板上排列好后，盖上盖板后进行焊接避免电池串的二次搬运和定位移动，焊接完成后直接层压形成太阳能电池组件。申请人在研究中发现，上述方法在进行后期的太阳能电池组件的性能检测后，如存在缺陷，存在返修困难的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种光伏电池组件的制造方法，在不造成电池片的隐裂的情况下，解决组件返修困难的问题。

本申请实施例提供了一种光伏电池组件的制造方法，所述方法包括：

在依次设置的背板和第二柔性层上排布电池片和焊带；所述焊带用于实现不同电池片之间的连接；

在所述电池片和所述焊带上设置第一柔性层；

利用激光透过所述第一柔性层照射所述电池片和所述焊带的连接部分，以对所述焊带和所述电池片进行焊接；

其中，所述第一柔性层对所述激光透明，且所述第一柔性层中靠近所述电池片和焊带一侧的部分的熔融温度，高于所述焊带和所述电池片的焊接温度。

可选的，所述第一柔性层的厚度范围为1～3mm。

可选的，所述第一柔性层为单层结构；或，

所述第一柔性层包括多层子膜层，所述多层子膜层的材料不完全相同；所述第一柔性层中靠近所述电池片和焊带一侧的部分，为所述多个子膜层中靠近所述电池片和所述焊带一侧的至少一个子膜层。

可选的，所述第一柔性层包括第一子膜层和第二子膜层，所述第一子膜层位于所述第二子膜层的朝向所述电池片和所述焊带的一侧，所述第一子膜层的熔融温度高于所述第二子膜层的熔融温度。

可选的，所述第一柔性层的熔融温度不低于200℃。

可选的，所述第一柔性层为以下材料的至少一种：聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酰己二胺-co-癸二酰己二胺共聚物、COPA、硅胶、聚偏二氯乙烯-聚烯烃共混物、聚酰胺、热塑性聚烯烃弹性体、改性高密度聚乙烯PE、具有固化剂的环氧树脂、复合树脂，所述复合树脂包括聚偏二氯乙烯。

可选的，所述方法还包括：

在第一柔性层上设置盖板，所述盖板对所述激光透明；

所述利用激光透过所述第一柔性层照射所述电池片和所述焊带的连接部分，包括：

利用激光透过所述盖板和所述第一柔性层，照射所述电池片和所述焊带的连接部分。

可选的，所述方法还包括：

对所述焊带和所述电池片进行焊接时，为所述焊带和所述电池片施加压力，以使所述焊带和所述电池片贴合。

可选的，所述为所述焊带和所述电池片施加压力，包括：

通过对所述背板和所述盖板中的至少一个施加机械压力，为所述焊带和所述电池片施加压力。

可选的，所述方法还包括：

密封所述盖板和所述盖板之间的空间作为密封空间，所述电池片和所述焊带位于所述密封空间中；

所述为所述焊带和所述电池片施加压力，包括：

对所述密封空间抽真空，使所述密封空间的负压值范围为-10～-50KPa，以使所述背板和所述盖板在大气压作用下为所述焊带和所述电池片施加压力。

可选的，所述第二柔性层的熔融温度范围为50-150℃。

可选的，所述第二柔性层的材料为POE。

可选的，在所述对所述焊带和所述电池片进行焊接之后，所述方法还包括：

去除所述第一柔性层；

在所述电池片和所述焊带上依次设置第三柔性层和封板；

对所述背板和所述封板进行热压封装。

可选的，所述第三柔性层的材料为POE或者EVA。

可选的，在所述对所述背板和所述封板进行热压封装前，所述方法还包括：

对所述电池片进行检测，所述检测包括视觉检测、EL检测或PL检测中的至少一种。

可选的，所述激光为红外连续激光。

可选的，所述电池片与所述焊带连接的部分位于所述电池片的上方，所述焊带包括互连条和汇流条。

本申请实施例提供了一种光伏电池组件的制造方法，在依次设置的背板和第二柔性层上排布电池片和焊带，焊带用于实现不同电池片之间的连接，在电池片和焊带上设置第一柔性层，利用激光透过第一柔性层照射电池片和焊带的连接部分，以对焊带和电池片进行焊接，其中第一柔性层对激光透明，通过激光焊接实现焊接区域的精准加热，不会影响焊接区域之外的区域的温度，减小对电池组件的性能的影响，电池片和焊带在第二柔性层上排布后焊接，无需在其他位置焊接之后形成的电池串的二次搬运以及定位移动，减少电池片隐裂的风险，同时简化工艺降低成本，第一柔性层中靠近电池片和焊带一侧的部分具有较高的熔融温度，焊接时不易与电池片和焊带粘连，因此焊接完成的电池片独立于第一柔性层，容易取下以实现单个电池片的替换，利于电池组件的返修。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种光伏电池组件制造方法的流程图；

图2-图5为本申请实施例提供的一种光伏电池组件制造方法中光伏电池组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

现有技术中，可以将电池片和焊带在背板上直接排布好，然后进行焊接和层压，避免电池串的抓取、搬运和定位移动，以避免电池片的破损和隐裂。然而发明人在研究中发现，由于背板和盖板表面均设置EVA膜，焊接过程中电池片和焊带容易与EVA膜粘连，在一些场景下，电池片与下层的EVA膜粘连，焊带与上层的EVA膜粘连。在进行后期的太阳能电池组件的性能检测后，如发现存在缺陷，由于前述EVA粘连问题，导致单个电池片不容易取下，存在返修困难的问题。

基于此，本发明提供了一种光伏电池组件的制造方法，在背板上排布电池片和焊带，焊带用于实现不同电池片之间的连接；在电池片和焊带上设置第一柔性层；利用激光透过所述第一柔性层照射电池片和焊带的连接部分，以对焊带和电池片进行焊接；其中，所述第一柔性层对激光透明，且第一柔性层中靠近电池片和焊带一侧的部分的熔融温度，高于焊带和电池片的焊接温度。通过激光焊接实现焊接区域的精准加热，不会影响焊接区域之外的区域的温度，减小对电池组件的性能的影响，电池片和焊带在第二柔性层上排布后焊接，无需在其他位置焊接之后形成的电池串的二次搬运以及定位移动，减少电池片隐裂的风险，同时简化工艺降低成本，第一柔性层中靠近电池片和焊带一侧的部分具有较高的熔融温度，焊接时不易与电池片和焊带粘连，因此焊接完成的电池片独立于第一柔性层，容易取下以实现单个电池片的替换，利于电池组件的返修。

为了更好地理解本申请的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。

参考图1所示，为本申请实施例提供的一种光伏电池组件的制造方法的流程图，参考图2-图5所示，为本申请实施例提供的一种光伏电池组件的制造方法中光伏电池组件的结构示意图，该制造方法包括以下步骤：

S101，在依次设置的背板22和第二柔性层21上排布电池片31和焊带，参考图2和图3所示。

本申请实施例中，可以在背板22上设置第二柔性层21，参考图2所示，为了便于说明，图中使背板22和第二柔性层21之间有一定距离，构成电池组件的爆炸图，实际上二者紧密贴合，图3-5中也有类似特征。背板22提供支撑，同时也可以作为后期封装工艺的组件背板22，第二柔性层21为电池片31和焊带提供缓冲，减小隐裂风险，同时也可以作为后期封装工艺的热压层。

本申请实施例中，背板22被配置为具有较强的机械强度，为其上的第二柔性层21提供支撑，背板22的材料可以为玻璃，例如光伏玻璃，第二柔性层21铺设于背板22上，覆盖其表面，背板22和第二柔性层21可以置于激光加工台面，从而利于对电池组件的后续的激光焊接，减少移动次数。

第二柔性层21的熔融温度为50-150℃，现有技术通常的采用EVA，本发明中采用POE。在进行电池片31和焊带的焊接时，POE相较于EVA而言具有熔融温度较高，不易在焊接温度高时熔化而与电池片31粘连。此外，材料为POE的第二柔性层21具有较高的硬度，其范围为50-80，且具有较大的表面颗粒，因此与电池片31接触时相对面积较小，不容易与电池片31粘连，且较大的表面颗粒提高了表面粗糙度，减少电池片31和焊带在第二柔性层21上的滑动，使电池片31和焊带的定位更加精准。

其中，光伏POE，具有低水汽透过率、优异的抗PID性能、高绝缘、交联速度快、与玻璃、金属、聚合物背板等材料粘结力高，并能够保持长期的粘结性、优异的耐紫外和耐高温高湿特性等。光透过率较好，在1100nm-380nm光透过率大于90％，对激光焊接基本无影响，非常适合光伏组件。第二柔性层21具有良好的热压特性，在后续的封装过程中可以作为热压层。

在第二柔性层21上可以排布电池片31和焊带，参考图3所示，焊带用于实现不同电池片31之间的连接。电池片31可以为太阳能电池单元或者半片，使电池组件为太阳能电池组件，焊带用于实现相邻电池片31之间的连接，焊带的位置对准电池片31的待焊接位置，可以位于电池片31的待焊接位置的上方，也可以位于电池片31的待焊接位置的下方，电池片31和焊带的连接部分作为焊接区域。

电池片31可以为背接触式电池，如IBC电池，电池片31可以正面朝下排布在背板22上，电池片31的电极(包括正极和负极)可以均设置在电池31的背面，即设置在电池片31的上方，则连接部分位于电池片31的上方。在第二柔性层21上排布电池片31和焊带，可以具体为，先排布太阳能电池片31，再在相邻电池片31的主栅上放置焊带。通过焊带可以将相邻电池片31的正负极连接，从而实现电池片31之间的串联连接，电池片31的正极和负极所在位置均可以作为待焊接位置。

焊带包括互连条32和汇流条33，汇流条33是一种多层层压结构的导电连接部件，互连条32用于将电池片31连接成电池串，汇流条33用于实现不同电池串之间的连接，焊带的数量与电池片31的数量以及焊带和电池片31之间的位置关系相关，其数量满足组件电池正负极连接需求即可。焊带通常为扁平状的条状，焊带在垂直其表面的形状可以根据实际情况确定，例如可以为圆形、多边形等，多边形例如可以为矩形、三角形等。

电池片31和焊带可以通过机械手搬运，电池片31和焊带在背板22和第二柔性层21上的位置可以预先确定，通过控制机械手的位移使电池片31和焊带置于指定位置，实现电池片31和焊带在背板22和第二柔性层21上的依次排布，实现电池片31和焊带的铺设，相比于先通过焊接得到电池串，再将电池串置于背板22上的二次搬运而言，本发明减少了搬运次数，降低电池片31的隐裂风险。电池片31和焊带的搬运过程中，电池片31和焊带在背板22的位置，可以通过CCD视觉定位，具有较高的准确性，减少电池片31和焊带的移动次数，降低电池片31抓取、移动过程产生的隐裂风险。

S102，在电池片31和焊带上设置第一柔性层11，参考图4和图5所示。

在电池片31和焊带上可以设置第一柔性层11，第一柔性层11可以为电池片31和焊带提供缓冲区域，减小隐裂风险。在激光从上方照射实现激光焊接时，电池片31底部温度较低，因此第二柔性层21不会与电池片31粘连，而焊点表面的温度较高，通常在200℃左右，现有技术中电池片31上的柔性层的材料为EVA，容易融化而与熔化的焊带互相粘连，导致焊接完成后，电池片31和EVA层粘连而难以取下造成返修困难的问题，此外，也存在由于EVA融化导致电池片31位置移动造成位置精度差从而影响组件性能的问题。

本申请实施例中，第一柔性层11对激光透明，不影响激光焊接，且为耐高温材料，具有较高的熔融温度，第一柔性层11的熔融温度通常大于200℃，优选的大于220℃，更优选的大于250℃，大于350℃，其熔融温度高于焊接温度，因此焊接时不会熔化从而与焊带粘连。具体的，可以设置第一柔性层11中靠近电池片31和焊带一侧的部分的熔融温度，高于焊带和电池片31的焊接温度。此处的焊接温度，为激光焊接温度，通常，此温度高于焊带的熔化温度，当焊带的材质和电池片31的栅线的材质不同时，此温度高于低共熔温度，此温度本技术领域的技术人员根据焊接需求选择。

本申请实施例中，第一柔性层11的厚度范围为1～3mm，厚度太小例如小于1mm时，第一柔性层11起不到良好的缓冲作用，无法有效减小电池片31的隐裂风险，厚度太大例如大于3mm时，影响激光的透过率，不利于焊接。光滑且耐高温的第一柔性层11在焊接后与熔化的焊带基本无粘连。

第一柔性层11的材料可以为以下材料的至少一种：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酰己二胺-co-癸二酰己二胺共聚物(PA)、COPA(PA6-66)、硅胶、聚偏二氯乙烯(PVDC)-聚烯烃共混物、聚酰胺、热塑性聚烯烃弹性体、改性高密度聚乙烯(PE)、具有固化剂的环氧树脂、复合树脂，复合树脂包括聚偏二氯乙烯(PVDC)，复合树脂还包括其他高温熔融树脂材料。其中，聚酰胺具有高聚合结晶度，改性高密度聚乙烯可以为金属离子型聚合物等，环氧树脂的固化剂可以为对苯二胺、间苯二胺、4,4＇-联苯二胺、4,4＇-二氨基二苯醚、3,3＇-二氨基二苯醚、4,4＇-二氨基二苯砜、3,3＇-二氨基二苯砜、4,4＇-二氨基二苯甲烷、3,3＇-二氨基二苯甲烷、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷和2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)丙烷中的任意一种。

高聚合结晶度的聚酰胺的前驱体之一的环脂肪族二胺，通常选自双(4-氨基环己基)甲烷(PACM)、2,2-双(4-氨基环己基)丙烷、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷(MACM)、2,2-双(4-氨基-3-甲基环己基)丙烷、双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷(EACM)、双(4-氨基-3，5-二甲基环己基)甲烷(TMACM)、异佛尔酮二胺(5-氨基-1,3,3-三甲基环己烷甲胺)、1,3-二氨基环己烷、1,3-二氨基甲基环己烷、2,5-或2,6-双(氨基甲基)降冰片烷(DN)、2,5-或2,6-二氨基降冰片烷。优选使用环脂肪族二胺PACM和烷基取代的双(4-氨基环己基)甲烷衍生物MACM、EACM和/或TMACM，其在所有前驱体中占80mol％以上的比例。

进一步的，本发明的第一柔性层11为单层结构，第一柔性层11可以具有均匀的熔融温度，也可以具有不均匀的熔融温度。在第一柔性层11具有均匀的熔融温度时，可以理解的，其整层的熔融温度高于焊接温度。

或者，第一柔性层11可以为多层结构，当第一柔性层11为多层结构时，其包括多层子膜层，多层子摩膜层的材料可以相同，也可以不完全相同，还可以完全不同。此时，第一柔性层11中靠近所述电池片31和焊带一侧的部分，为所述多个子膜层中靠近所述电池片31和所述焊带一侧的至少一个子膜层。即当第一柔性层11为多层时，至少和电池片31和焊带的接触层的熔融温度高于焊接温度。作为一个非限制的实施例，当第一柔性层11为多层时，接触电池片31和焊带的子膜层比远离电池片31和焊带的子膜层层具有更高的熔融温度。

举例来说，第一柔性层11包括第一子膜层和第二子膜层，所述第一子膜层位于所述第二子膜层的朝向所述电池片31和所述焊带的一侧，所述第一子膜层的熔融温度高于所述第二子膜层的熔融温度。更进一步的，第二子膜层相对于第一子膜层具有更良好的柔性和激光透过性及厚度，第一子膜层相对于第二子膜层具有更大的粗糙度。第一子膜层的材料例如为PBT，第二子膜层的材料例如为硅胶。

本申请实施例中，还可以在第一柔性层11上方设置盖板12，参考图5所示，盖板12具有较大的机械强度，用于为第一柔性层11提供支撑，盖板12的材料可以为玻璃，例如为钢化玻璃，且对激光透明。

S103，利用激光透过第一柔性层11照射电池片31和焊带的连接部分，以对电池片31和焊带进行焊接。

本申请实施例中，可以利用激光照射电池片31和焊带的连接部分，在第一柔性层11上设置有盖板12时，激光焊接过程中，激光透过盖板12和第一柔性层11，照射电池片31和焊带的连接部分。通过设置激光参数可以控制激光焊接过程，通过激光焊接实现焊接区域33的精准加热，相比于红外加热管而言，激光焊接不会对影响焊接区域之外产生影响，从而减小对电池组件的性能的影响。激光器可以为红外连续激光器，激光器发出的激光为红外连续激光，激光参数包含光斑大小、激光离焦量、激光功率、出光时间等。

在电池片31的电极位于电池片31的上方时，焊接时电池片31下方温度较低，因此第二柔性层21在焊接时相比第一柔性层11不容易和电池片31粘接。第一柔性层11的特性使得其不会和电池片31粘接，有利于返修。

在对焊带和电池片31进行焊接时，可以为焊带和电池片31施加压力，以使焊带和电池片31贴合，二者贴合紧密从而实现较好的焊接效果，避免虚焊造成的连接不可靠问题，当第一柔性层11为多层时，接触电池片31和焊带的层比其余层具有更高的熔融温度，可以避免电池片31和第一柔性层11吸附在一起，进一步减少第一柔性层11和电池片31的粘连。

具体的，为焊带和电池片31施加压力可以通过外部施加压力实现，其中，可以对盖板12和背板22的其中之一施加机械压力，为了作用于焊带和电池片31，盖板12和背板22上施加的机械压力为向内的，例如通过下压式施压，即对盖板12施加向下的压力，或者通过上顶式施压，即对背板22施加向上的压力，又或者同时对二者施加对向压力。

具体的，为焊带和电池片31施加压力可以通过对其所处空间的气压控制实现，具体的，可以通过对盖板12和背板22进行密封，使盖板11和背板22之间的空间被密封为密封空间，第一柔性层11、第二柔性层21、电池片31和焊带处于密封空间，对密封空间进行抽真空，以使背板22和盖板12在大气压作用下为焊带和电池片31施加压力，实现电池片31和焊带的压紧。

在形成密封空间后，可以对该密封空间进行抽真空，使密封空间的真空度下降，使背板22和盖板12在大气压作用下为焊带和电池片31施加压力，使电池片31和焊带之间贴合紧密。其中，真空负压值可以为-10～-50KPa，相应的盖板12和背板22的弯曲高度小于5cm，太大的真空负压值容易加大电池片31隐裂风险，太小的真空负压值容易导致焊带和电池片31贴合不够紧密，容易造成虚焊，影响组件性能。

具体实施时，可以在激光焊接连接电池片31和焊带之前，通过密封胶对盖板12和背板22进行密封，例如在盖板12和背板22之间，或在第一柔性层11和第二柔性层21之间设置密封胶，包围电池片31和焊带，形成密封空间。同时，前述第一柔性层11和第二柔性层21的选择，在抽真空时，一则可以实现电池片31和焊带的更好的压紧，避免产生气泡导致的虚焊等，另一方面，也起到了良好的缓冲作用，避免负压造成电池片31的隐裂、破损等。

S104，移除第一柔性层11，热压封装太阳能电池组件。

在对焊带和电池片31进行焊接之后，移除第一柔性层11，当具有盖板12时，可以在移出第一柔性层11之前移除盖板12，也可以同时移出第一柔性层11和盖板12。

然后在焊接完成的电池片31和焊带上依次设置第三柔性层和封板，对背板22和封板进行热压封装，封板、第三柔性层、电池片31、第二柔性层21与背板22热压形成太阳能电池组件。

其中，第三柔性层的熔融温度为50-150℃，第三柔性层可以具有比第一柔性层11更高的透光率，优选的，第三柔性层为POE或者EVA，可以进行热压，封板为玻璃，优选的为光伏玻璃。

进一步的，在封装太阳能电池组件前，还包括对电池片31的检测步骤。具体的，所述的检测的方式可以为视觉检测、电致发光(EL)检测或光致发光(PL)检测中的至少之一者。其中，视觉检测可以采用CCD相机和/或隐裂检测设备检测。检测后，如存在虚焊、隐裂等问题时，需要进行返修。

进一步的，还包括封装前对检测出的不良品的返修步骤。取下电池片31上层的第一柔性层11可以进行返修工作，由于电池片31和焊带均与第一柔性层11不粘连，容易被取下进行返修。具体的，所述返修可以利用电烙铁加热焊接区域焊带，焊带受热熔化后与电池片31脱离，随之取下该焊带和电池片31，补入新的焊带和电池片31即可完成返修。

本发明实施例提供了一种光伏电池组件的制造方法，在依次设置的背板和第二柔性层上排布电池片和焊带，焊带用于实现不同电池片之间的连接，在电池片和焊带上设置第一柔性层，利用激光透过第一柔性层照射电池片和焊带的连接部分，以对焊带和电池片进行焊接，其中第一柔性层对激光透明，通过激光焊接实现焊接区域的精准加热，不会影响焊接区域之外的区域的温度，减小对电池组件的性能的影响，电池片和焊带在第二柔性层上排布后焊接，无需在其他位置焊接之后形成的电池串的二次搬运以及定位移动，减少电池片隐裂的风险，同时简化工艺降低成本，第一柔性层中靠近电池片和焊带一侧的部分具有较高的熔融温度，焊接时不易与电池片和焊带粘连，因此焊接完成的电池片独立于第一柔性层，容易取下以实现单个电池片的替换，利于电池组件的返修。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，虽然本申请已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。