一种光生电元器件导线连接方法和结构与流程

1.本发明涉及光生电元器件制备技术领域，尤其涉及一种光生电元器件导线连接方法和结构。


背景技术：

2.近些年光伏全行业的呈现高速增长的发展趋势，按照目前的银浆的使用单耗，未来全球光伏的年制造量会达到500gw，对应每年超过5000吨的白银的使用量。
3.目前，在光伏行业制造过程中，为了降低硅基电池和光伏组件的成本，对于电池制造过程中使用的银导电浆料的用量在技术创新方面力图逐步降低其用量。
4.在减少银浆的使用量的技术中，从银浆在光伏电池中的使用功能，分为制作细栅和制作主栅，当阳光照射光伏电池时，光子会产生电子，细栅是收集光生电子和导流的作用，而主栅主要是把细栅收集的电子集中并汇流出电池，相对来讲，光伏电池片在技术方面对细栅要求的导电性等比铜丝的要求更高。
5.现有的技术方案中，采用铜丝作为主栅，使用有机材料和金属导线事先预制复合膜贴敷在电池片上或者先使用有机膜材加热把铜丝固定在硅片上，之后，再在组件层压的工序利用层压时的温度将铜丝与细栅焊接，以上两种方式：第一种要用到特制的有机膜材，产生附加成本，另一方面增加制造工序，况且在先固定再层压时，对于焊接的可靠性无法完全保证，一旦虚焊，产品无法返修，同时不能确保组件在未来使用中的安全性运行隐患。


技术实现要素：

6.为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种光生电元器件导线连接方法和结构，以解决现有技术中电池片上铜丝与细栅焊接时稳定性不够，存在安全隐患的问题。
7.本发明公开了一种光生电元器件导线连接方法，包括：
8.在电池片上通过丝网印刷第一浆料形成若干间隔布置的栅线段；
9.采用丝网印刷第二浆料填充间隔，以连通多个栅线段，对应制成若干细栅；
10.其中，形成同一细栅的栅线段之间间隔一致，所述第一浆料导电性高于所述第二浆料，所述第二浆料粘结强度高于所述第一浆料；
11.同时在电池片上通过丝网印刷第二浆料制备若干焊盘，其中，所述焊盘垂直于细栅方向，且对应第二浆料错开的位置布置；
12.将铜丝对应所述焊盘与各个细栅垂直布置，加热铜丝并使得铜丝与各个细栅及焊盘焊接连通固定。
13.优选地，在加热焊接使得铜丝连通各个细栅及焊盘并固定在电池片上后，还包括：
14.在铜丝上点涂紫外固化胶，使得紫外固化胶固化后，铜丝固定在所述电池片。
15.优选地，采用点胶机或丝网印刷点涂所述紫外固化胶。
16.优选地，形成的各个细栅间隔均匀分布，且形成同一细栅的栅线段之间间隔长度为0.2-5mm。
17.优选地，所述焊盘设置为长方形，长度为0.1-1.0mm，宽度为0.1-1.0mm。
18.优选地，所述铜丝上镀有焊锡合金。
19.优选地，所述焊盘在所述电池板上垂直于所述细栅均匀布置。
20.本发明还提供一种光生电元器件导线连接结构，应用上述光生电元器件导线连接方法制备获得，包括：
21.电池片，其上布置有若干细栅和铜丝；
22.细栅，包括交替布置的第一连接区和第二连接区，所述第一连接区通过丝网印刷第一浆料制备，所述第二连接区通过丝网印刷第二浆料制备，其中，所述第一浆料导电性高于所述第二浆料，所述第二浆料粘结强度高于所述第一浆料；
23.铜丝，对应于第二连接区且垂直于各个所述细栅布置；
24.焊盘，通过丝网印刷第二浆料布置在电池片上垂直于所述第二连接区，使得铜丝通过加热焊接所述焊盘固定在所述电池片上。
25.优选地，所述铜丝上在与所述电池片连接一侧还设有紫外固化胶。
26.优选地，所述铜丝设置为镀焊锡合金的铜丝。
27.采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
28.本技术提供的一种光生电元器件导线连接方法和结构，在电池制造过程中，采用铜丝作为铜丝，在丝网印刷时，分两次印刷，对于将设定焊接铜丝对应的细栅处使用粘结强度较高的第二焊料，同时印刷若干焊盘，以确保串焊时铜丝整体与电池片的焊接强度；而对于细栅其余部分使用导电性较好的第一焊料；并在焊接后的铜丝与电池片连接处施加紫外固化胶，进一步增加铜丝与电池片连接稳定性，解决解决目前无铜丝设计电池和组件串焊过程中的焊接可能发生虚焊或者焊接不良，存在安全隐患的问题。
附图说明
29.图1为本发明所述一种光生电元器件导线连接方法和结构实施例一的流程图；
30.图2为本发明所述一种光生电元器件导线连接方法和结构实施例二的结构示意图；
31.图3为本发明所述一种光生电元器件导线连接方法和结构实施例二体现第一连接区和第二连接区的结构示意图。
32.附图标记：
33.1-电池片；2-细栅；21-第一连接区；22-第二连接区；3-铜丝；4-焊盘；5-紫外固化胶。
具体实施方式
34.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
35.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
36.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。
在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
37.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。
39.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
40.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
41.实施例一：本发明公开了一种光生电元器件导线连接方法，光生电元器件为电池片，导线包括细栅和主栅(采用铜丝)，解决目前电池和组件串焊过程中的铜丝和细栅固定时焊接可能发生虚焊或者焊接不良的现象，焊接可靠性较差，存在安全隐患的问题，具体的，参阅图1-图3，包括：
42.s1：在电池片上通过丝网印刷第一浆料形成若干间隔布置的栅线段；
43.在上述步骤中，在电池片上通过丝网印刷第一银浆料(导电性能优异)的方式制作细栅收集电子的对应图形区域，每一条细栅并不是一条整根的细栅，需要在未来铜丝(作为优选地，铜丝上镀有焊锡合金，进一步增加焊接稳定性，无需丝网印刷银浆料制备主栅，进一步减少银浆料的使用，降低成本。)铜丝放置的垂直相交处断开(即形成同一细栅的栅线段之间的间隔/下述实施例二中第二连接区22)，即如上述间隔布置的栅线段。作为优选地，形成同一细栅的栅线段之间间隔一致，即对应铜丝直径，形成的各个细栅间隔均匀分布，形成同一细栅的栅线段之间间隔长度为0.2-5mm。
44.s2：采用丝网印刷第二浆料填充间隔，以连通多个栅线段，对应制成若干细栅；
45.在上述步骤中，基于上述s1得到的包含线条断开处的细栅，在电池片上通过丝网印刷银浆料(与电池片粘结强度强)的方式制作将要焊接铜丝的对应细栅的图形区域，并且使上一步制作的细栅线条断开处连接成一条整根的细栅，形成的各个细栅间隔均匀分布。上述s1、s2也可交换顺序进行，即预先确定铜丝对应形成同一细栅的栅线段之间的间隔分布位置和尺寸，丝网印刷第二浆料，而后采用第一浆料填充形成一整根的细栅。
46.需要特别说明的，其中，形成同一细栅的栅线段之间间隔一致，所述第一浆料导电
性高于所述第二浆料，所述第二浆料粘结强度高于所述第一浆料；上述形成同一细栅的栅线段之间间隔一致，可以使得如后述的铜丝对应各个细栅上同一位置下栅线段的间隔相对各个细栅垂直布置，第一浆料印刷部分需要保持较佳的导电性，以便在电池片使用过程中收集电子，第二浆料印刷部分则需要保持较好的粘结强度，如上所述的，铜丝会对应细栅在同一细栅的栅线段之间间隔处重叠布置，即在间隔处需要实现铜丝与细栅的连通和固定，因此使用粘结强度更高的浆料，以提高光生电元器件(即电池片)导线(即铜丝和细栅)连接稳定性。
47.在本实施方式，基于上述步骤s1、s2，在丝网印刷时，分两次印刷，对于将设定焊接铜丝(本实施方式中为铜丝)的对应的细栅处使用容易焊接(粘结强度较高)的银浆(导电胶)，以确保串焊时铜丝整体与电池片的焊接强度；而对于细栅其余部分使用细栅低电阻的浆料(导电胶)；电池片不使用印刷方式制作垂直于细栅的铜丝(即连接各个焊盘直接的导线，采用铜丝)。
48.s3：同时在电池片上通过丝网印刷第二浆料制备若干焊盘，其中，所述焊盘垂直于细栅方向，且对应第二浆料错开的位置布置；
49.在本实施方式中，在上述步骤s2中采用第二浆料丝网印刷填充栅线段之间间隔形成细栅时，同时印刷多个焊盘，各个焊盘可沿着第二浆料丝网印刷填充的间隔所形成的区域垂直的方向布置，即对应后续铜丝垂直布置在细栅的方向。该焊盘主要的作用在于使得铜丝固定在电池片上，因此焊盘可以布置在第二浆料丝网印刷填充间隔所形成的区域两侧，甚至也可以布置在在第二浆料丝网印刷填充间隔所形成的区域内，即堆叠在间隔内，实现铜丝、细栅、电池片的连接和固定。
50.如上述的，在电池片上通过丝网印刷银浆料(与电池片粘结强度强)的方式分布制作一系列不连续的焊盘，大小等或者不等，作为优选地，所述焊盘设置为长方形，使得铜丝(铜丝)与焊盘接触面积更大，结合力更大，同时，长方形有益于容忍设备在定位铜丝时的位置误差，其长度为0.1-1.0mm，宽度为0.1-1.0mm。进一步作为优选地，所述焊盘在所述电池板上垂直于所述细栅间隔均匀布置，即使得铜丝通过焊盘与电池片连接时受力分布更均匀，进一步提高铜丝连接稳定性。
51.s4：将铜丝对应所述焊盘与各个细栅垂直布置，加热铜丝并使得所述铜丝与各个细栅及焊盘焊接连通固定。
52.在上述步骤中，采用铜丝作为主栅，通过串焊机将若干铜丝(即本实施方式中铜丝)垂直排布于细栅线之上，并对铜丝和焊盘及与其垂直的每一根细栅线实施加热焊接，形成电池之间的串联，从而实现本实施方式的光生电元器件导线连接。
53.进一步作为优选地，为了进一步增加上述铜丝与电池片连接钩型，在加热焊接使得铜丝连通各个细栅并固定在电池片上后，还包括：在铜丝上点涂紫外固化胶，使得紫外固化胶固化后，铜丝固定在所述电池片。具体的，采用点胶机或丝网印刷点涂所述紫外固化胶。通过点胶机或者丝网印刷等方式，在上一步s4已完成焊接的铜丝上涂布紫外线固化胶，要确保同时有胶体也涂布在电池片表面，再通过给电池片照射紫外光，使紫外固化胶固化，对已完成焊接的铜丝与电池片进行位置固定。由此完成以上的电池串就可以进行组件制造的后续工序，完成光伏组件的制造。
54.实施例二：本实施例还提供一种光生电元器件导线连接结构，应用上述实施例一
所述的生电元器件导线连接方法制备获得，参阅图2-图3，包括：
55.电池片1，其上布置有若干细栅2和铜丝3；
56.细栅2，包括交替布置的第一连接区21和第二连接区22，所述第一连接区21通过丝网印刷第一浆料制备，所述第二连接区22通过丝网印刷第二浆料制备，其中，所述第一浆料导电性高于所述第二浆料，所述第二浆料粘结强度高于所述第一浆料；第二连接区22(即上述实施例一中设置的间隔对应的区域)长度为0.2-5mm，可均匀布置，使得下述铜丝3对应第二连接区22垂直于细栅2布置时间隔均匀布置。
57.铜丝3，作为主栅，对应于第二连接区22且垂直于各个所述细栅2布置；具体的所述铜丝设置为镀焊锡合金的铜丝，而非如现有通过丝网印刷银浆料制备，进一步减少银浆料的使用。
58.焊盘4，通过丝网印刷第二浆料布置在电池片1上垂直于所述第二连接区22，使得铜丝3通过加热热焊接所述焊盘固定在所述电池片1上。通过丝网印刷第二浆料(与电池片粘结强度强)的方式分布制作一系列不连续的焊盘，形状优选为长方形，大小等或者不等均可，尺寸为长宽分别为0.1-1.0mm和0.1-1.0mm范围内确定。
59.在本实施方式中，如实施例一所述的，通过s1制备上述第一连接区21，通过s2制备第二连接区22，对于将设定焊接铜丝的对应的细栅处使用容易焊接的第二浆料(第二连接区22)，同时印刷若干焊盘4，以确保串焊时铜丝整体与电池片的焊接强度；而对于细栅其余部分使用细栅低电阻的第一浆料(第一连接区21)，保持较佳的导电性。铜丝与细栅垂直布置，且对应在第二连接处22重叠，通过第二连接区22设置的焊接强度较好的第二焊料和焊盘4提高铜丝和细栅连接的稳定性，实现光生电元器件导线的可靠连接。
60.为了进一步增加铜丝3连接在电池板1上的稳定性，减少虚焊或者焊接不稳造成的安全隐患，在一个优选地实施方式中，所述铜丝3上在与所述电池片1连接一侧还设有紫外固化胶5。使用施加uv固化胶(紫外固化胶)的方式固定已完成焊接的铜丝与电池片，紫外固化胶5布置在铜丝相对电池板一侧，即紫外固化胶5固化后位于铜丝和电池板连接之间，减少铜丝焊接后相对电池板移动的可能性。作为补充的，其他可应用于电池片的固化胶也可以。
61.应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种光生电元器件导线连接方法，其特征在于，包括：在电池片上通过丝网印刷第一浆料形成若干间隔布置的栅线段；采用丝网印刷第二浆料填充间隔，以连通多个栅线段，对应制成若干细栅；其中，形成同一细栅的栅线段之间间隔一致，所述第一浆料导电性高于所述第二浆料，所述第二浆料粘结强度高于所述第一浆料；同时在电池片上通过丝网印刷第二浆料制备若干焊盘，其中，所述焊盘垂直于细栅方向，且对应第二浆料错开的位置布置；将铜丝对应所述焊盘与各个细栅垂直布置，加热铜丝并使得所述铜丝与各个细栅及焊盘焊接连通固定。2.根据权利要求1所述的光生电元器件导线连接方法，其特征在于，在加热焊接使得铜丝连通各个细栅及焊盘并固定在电池片上后，还包括：在铜丝上点涂紫外固化胶，使得紫外固化胶固化后，铜丝固定在所述电池片。3.根据权利要求2所述的光生电元器件导线连接方法，其特征在于：采用点胶机或丝网印刷点涂所述紫外固化胶。4.根据权利要求1所述的光生电元器件导线连接方法，其特征在于：形成的各个细栅间隔均匀分布，且形成同一细栅的栅线段之间间隔长度为0.2-5mm。5.根据权利要求1所述的光生电元器件导线连接方法，其特征在于：所述焊盘设置为长方形，长度为0.1-1.0mm，宽度为0.1-1.0mm。6.根据权利要求1所述的光生电元器件导线连接方法，其特征在于：所述铜丝上镀有焊锡合金。7.根据权利要求1所述的光生电元器件导线连接方法，其特征在于：所述焊盘在所述电池板上垂直于所述细栅均匀布置。8.一种光生电元器件导线连接结构，其特征在于，应用权利要求1-6中任一所述光生电元器件导线连接方法制备获得，包括：电池片，其上布置有若干细栅和铜丝；细栅，包括交替布置的第一连接区和第二连接区，所述第一连接区通过丝网印刷第一浆料制备，所述第二连接区通过丝网印刷第二浆料制备，其中，所述第一浆料导电性高于所述第二浆料，所述第二浆料粘结强度高于所述第一浆料；铜丝，对应于第二连接区且垂直于各个所述细栅布置；焊盘，通过丝网印刷第二浆料布置在电池片上垂直于所述第二连接区，使得铜丝通过加热焊接所述焊盘固定在所述电池片上。9.根据权利要求8所述的光生电元器件导线连接结构，其特征在于：所述铜丝上在与所述电池片连接一侧还设有紫外固化胶。10.根据权利要求8所述的光生电元器件导线连接结构，其特征在于：所述铜丝设置为镀焊锡合金的铜丝。

技术总结
本发明提供了一种光生电元器件导线连接方法和结构，涉及光生电元器件制备技术领域，包括：在电池片上通过丝网印刷第一浆料形成若干间隔布置的栅线段；采用丝网印刷第二浆料填充间隔，以连通多个栅线段，对应制成若干细栅；其中，形成同一细栅的栅线段之间间隔一致，所述第一浆料导电性高于所述第二浆料，所述第二浆料粘结强度高于所述第一浆料；同时在电池片上通过丝网印刷第二浆料制备若干焊盘，其中，所述焊盘垂直于细栅方向，且对应第二浆料错开的位置布置；将铜丝对应所述焊盘与各个细栅垂直布置，加热铜丝并使得所述铜丝与各个细栅及焊盘焊接连通固定，解决现有技术中电池片上铜丝与细栅焊接时稳定性不够，存在安全隐患的问题。题。题。


技术研发人员：贾云涛 上官泉元
受保护的技术使用者：常州比太科技有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/13