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低成本高功率多主栅设计及产业化(上)

2016-3-23 10:49| 发布者: solartest| 查看: 6703| 评论: 0|来自: 光伏测试网

摘要: 1 引言 太阳能光伏作为战略性新兴能源产业,由于其安全、少污染和可再生性,成为人类发展所必须的清洁能源,近年来备受各国的重视和推崇。然而光伏发电的成本是制约光伏产品更广泛应用的重要原因。在组件端,降低 ...
       多主栅的互联技术有多种。按照各自的特点,我们大体可以将它们分为四类:热焊接法、低温合金层压法、导电胶层压法和预制互联网格法(特指GTAT的"Merlin"技术)(见表1)。

       其中,焊接法多主栅技术最接近传统的电池互联技术。较早开发焊接法多主栅设备的厂商是Schmid公司,国内的设备厂商也在努力开发。焊接法所采用的电池片结构同常规组件所采用的电池片结构类似,保留了主栅。电池片正面需要印刷主栅和副栅,电池片背面需要分别印刷背电极和背电场(双面电池背面需要印刷主栅和副栅)。焊接法多主栅技术采用的互联条依旧是涂锡焊带,在热焊接条件下实现电池片和互联条的电连接。由于焊带的数量比较多,当焊带允许的宽度降低到一定程度时焊带通常制作成截面为圆形的细线。该方法的优势是该技术同常规的电池互联技术非常接近,相关的设备制造商有多年的设备开发经验。另外,目前在用的部分设备可以通过升级改造就可以生产多主栅组件。但是,该方法在焊接点持续增加的情况下保持良率有一定的挑战性,并且由于是高温过程不能与不耐高温的异质结(HJT)电池技术兼容,面对未来更薄的电池片也将有更大的挑战。

       低温合金层压法的典型是MeyerBurger公司的SmartWire技术。SmartWire技术的电池片不需要印刷主栅,为无主栅电池片。电池片间靠18根或更多根表面涂敷有低温合金的圆形铜线进行互联。这些金属线在铺设于电池片上之前需要先排布在聚合物薄膜上。之后金属线和聚合物薄膜一起铺设于电池片上。在后续的层压过程中,圆形金属线表面的低温合金熔化,将电池片和金属线互联起来。由于SmartWire采用的电池片正反两面均不需要印刷主栅,因此该方法可以节省较多的银浆。但是,由于该方法引入了较为昂贵的低温合金材料,以及引进了其它的配套封装材料,因此目前该方法制造成本相对较高。SmartWire技术由于没有高温焊接过程,因此该技术可以和HJT电池技术及薄片技术兼容。

       导电胶层压法多主栅技术是用导电胶将互联条和电池片互联起来,也没有高温过程。导电胶层压法多主栅技术采用的电池片为无主栅电池片或有主栅电池片,具体视导电胶的性能不同而不同。该方法的一个例子是Hitachi公司的CF技术。CF技术的太阳能电池片正面为无主栅设计,背面为多主栅设计。CF技术的互联过程为先将裁成条状的导电胶膜贴在电池片正面及背面对应主栅的位置,以代替传统电池片主栅。互联条放置在电池片导电胶膜的位置,随后通过一个约200℃的热层压过程,将互联条和电池片层压在一起,实现互联条和电池片的电连接。导电胶也不限于导电胶膜一种方式,上胶的方式也可通过印刷、点胶到电池片或涂在互联条上实现。各种导电胶层压法的制程温度都比较低,因此导电胶层压法多主栅技术可以和HJT及薄片技术兼容。然而,由于互联条和电池片互联必须维持一定的接触面积导电胶才能起效,因此导电胶法多主栅技术采用的互联条多为扁平状互联条。扁平状互联条的遮光面积较大,因此导电胶层压法多主栅技术允许设计的主栅数量有限。

       另一种多主栅技术为预制互联网格法,特指GTAT的"Merlin"技术。该技术最明显的特征是采用弹性的金属网格来代替传统的条状互联条。金属网由主铜线和浮动连接线构成。主铜线起传统的汇流作用,浮动连接线起维持金属网形状的作用。"Merlin"技术金属网和电池片互联方式可为热焊接、低温合金连接或导电胶连接。
 

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