壓敏導電膠條及其在光伏電池片貼合中的應用研究

摘 要：本研究涉及疊瓦電池組件封裝應用領域，尤其涉及壓敏性導電膠膜在光伏疊瓦電池組件中的應用及應用方法。本研究將兩個疊瓦電池片的邊緣背銀和正銀部份用壓敏性導電膠膜粘貼在一起，同時施加5-15PSI的壓力加以固定，重復這個貼合過程串聯起所有所需的電池片。本研究將壓敏性導電膠膜應用于光伏疊瓦電池組件中，電池片之間貼合牢固，貼合后便于收集和導通電池片產生的電流并使電流高效的匯聚在電池片匯流條處，解決了使用導電膠水和其他連接方式存在的虛焊和粘貼不均勻的問題，同時提高了光伏疊瓦電池組件的轉化效率，下文進行詳細介紹。

關鍵詞：太陽能光伏;評價標準;新產品;壓敏導電膠條

引言

利用太陽能發電作為清潔能源，不僅能夠節約資源，同時能大大減少二氧化碳的排放量，因此太陽能電池得到了各個國家和地區的大力推崇。太陽能發電不可缺少的即是電池片，其中，疊瓦電池組件是將電池片以疊加方式緊密連接，在使用同等組裝材料的情況下可以鋪設更多電池片，增加電池組件對太陽光的吸收面積，提高光伏組件的轉換效率，同時也降低成本，因此，已被市場化。目前市場上的光伏疊瓦組件電池片之間的連接基本是依靠焊帶或導電膠水來實現粘合連接，但都存在技術和應用上的問題，因此，需要研究出一種性能優異導電膠，解決以上問題，以進一步提高電池片之間的貼合性，從而提高太陽能電池的使用性能。

3壓敏導電膠條及其在光伏電池片貼合中的原理

利用太陽能發電作為一種清潔能濕可減少二氧化碳的排放蛍，因此太陽能電池得到各個國家和地區的大力推崇。疊瓦電池組件是將電池片以疊加方式緊密連接，因此可以鋪設更多電池片，増加電曄件對太陽光的吸收面積，提高光伏組件的轉換效率。目前市場上的光伏疊礎件電池片之間的達接基本是依靠焊帶或導電膠水來實現連接，但都存在技術和應用上的冋題，采用焊帶連接，由于焊帶沒有初粘性，對位貼合施工操作難，需要對其進行高溫加熱使其貼合連接，加熱過程中容易因為7不可控因素導致對焊帶加熱不均勻，從而造成光伏疊瓦組件電池片之間虛焊不連接等情況，影響使用性能，釆用導電膠水連接存在點膠不均勻，壓合后有溢膠的技術問題，并且也需要高溫加熱促使其連接，易造成虛連接導電不均勻的情況。膠水固化后的服性較大，在一些極端環境中，由于熱脹衿縮老化過程，會對光伏疊鼬件造成隱裂等破壞。因此，需要研究岀一種新型電池片粘接方式，以進一步提高光伏疊瓦組件的使用性能。

2壓敏導電膠條及其在光伏電池片貼合中的應用優勢

2.1非常便捷的連接了兩個電池片的正反面及正負極，貼合后可直接使用，無需加熱，較其他產品省去了加熱固化等工藝，提高了生產效率和能源減少;

2.2 .本研究壓敏導電膠條的性能可以達到如下標準：粘結力：>10N/25mm（ASTM D3330），導電率：<1*10-3? ?cm，耐老化性：疊瓦組件功率損耗/衰減<2%（IEC61215）。

2.3 .本研究壓敏導電膠條應用在疊瓦組件后，相對于其他連接方式，不存在虛焊，而且可以避免在高低溫環境下熱脹冷縮因為材質不同帶來的應力而對電池片產生的隱裂及熱斑等現象，最大程度的減少了后端可能帶來的各種不利因素，實現了組件生產的良率提升。

2. 4 .本研究壓敏導電膠條應用在疊瓦組件后，相對于電池片連接的其他方式，60版型單晶疊瓦組件封裝功率可以提高5-10W及以上。

3本研究擬要解決的技術問題

本研究提供了一種壓敏導電膠條的制備方法，并將其應用于光伏電池片貼合中，尤其是光伏疊瓦組件中電池片的貼合，能夠實現光伏電池片之間的柔性貼合和高效均衡導電，使得在組裝電池片時的聯接更加的快捷和高效，解決現有光伏疊瓦組件生產過程中使用焊帶和導電膠水聯接電池片時存在的加熱不均、虛焊、膨脹、隱裂等問題。同時壓敏導電膠膜作為一種更加柔性的粘結材料，也彌補了組件中不同材料之間的熱膨脹系數的差異，從而具備了更優異的高低溫循環性能，可以適應更多的溫差環境;而且此導電膠膜具有一定的導熱性能，可以將組件中出現的熱斑熱量快速的轉遞到相鄰的電池片上，降低電池溫度，具有更好的抗熱斑性能。

4壓敏導電膠條及其在光伏電池片貼合中的具體實例實施方式

為了能夠更清楚地理解本研究的上述目的、特征和優點，下面結合具體實施例對本研究做進一步說明。

4.1實施例1

（1）壓敏性導電膠膜的制備：在丙烯酸膠水中混入60wt%的導電顆粒，導電顆粒為45μm銀粉、80μm銅粉和70μm鍍金銅粉按照質量比3：5：2混合而成，混合均勻后，涂布于離型紙或離型膜上，控制涂布厚度為150um，365nm波長處UV固化10s后再進行模切沖型加工，制成長度145mm，寬度1mm的條狀模切件，并規整的放置于離型膜上收卷即得;（2）光伏疊瓦電池組件電池片的貼合：將光伏疊瓦電池組件的相鄰電池片的邊緣背銀和正銀部份用壓敏性導電膠膜進行貼合，同時施加7PSI的壓力加以固定，重復這個貼合過程，將所有電池片按列排列以疊瓦方式進行串聯。

4.2實施例2

（1）壓敏性導電膠膜的制備：在橡膠膠水中混入40wt%的粒徑為30μm鍍銀鎳粉，混合均勻后，涂布于離型紙或離型膜上，控制涂布厚度為200um，涂布速度為20m/min，160℃固化11min后再進行模切沖型加工，制成長度155mm，寬度0 .7mm的條狀模切件，并規整的放置于離型紙上收卷即得。（2）光伏疊瓦電池組件電池片的貼合：將光伏疊瓦電池組件的相鄰電池片的邊緣背銀和正銀部份用壓敏性導電膠膜進行貼合，同時施加13PSI的壓力加以固定，重復這個貼合過程，將所有電池片按列排列以疊瓦方式進行串聯。

4.3實施例3

（1）壓敏性導電膠膜的制備：在硅膠膠水中混入30wt%的粒徑為60μm鍍金銅粉，混合均勻后，涂布于離型紙或離型膜上，控制涂布厚度為80um，涂布速度為13m/min，80℃固化5min后再進行模切沖型加工，制成長度160mm，寬度0 .5-1 .2mm的條狀模切件，并規整的放置于離型膜上收卷即得。（2）光伏疊瓦電池組件電池片的貼合：將光伏疊瓦電池組件的相鄰電池片的邊緣背銀和正銀部份用壓敏性導電膠膜進行貼合，同時施加15PSI的壓力加以固定，重復這個貼合過程，將所有電池片按列排列以疊瓦方式進行串聯。

4.4實施例4

（1）壓敏性導電膠膜的制備：在硅膠膠水中混入70wt%的導電顆粒，導電顆粒為1μm炭黑粉、10μm鍍金鎳粉和20μm鍍銀銅粉按照重量比4：1：3混合而成，混合均勻后，涂布于離型紙或離型膜上，控制涂布厚度為60um，365nm波長處UV固化10s再進行模切沖型加工，制成長度150mm，寬度0 .9mm的條狀模切件，并規整的放置于離型膜上收卷即得。 （2）光伏疊瓦電池組件電池片的貼合：將光伏疊瓦電池組件的相鄰電池片的邊緣背銀和正銀部份用壓敏性導電膠膜進行貼合，同時施加8PSI的壓力加以固定，重復這個貼合過程，將所有電池片按列排列以疊瓦方式進行串聯。

6展望與總結

目前市場上的光伏疊瓦組件電池片之間的連接基本是依靠焊帶或導電膠水來實現粘合連接，但都存在技術和應用上的問題，其中，采用焊帶連接，由于焊帶沒有初粘性，對位貼合施工操作難，需要對其進行高溫加熱使其貼合連接，加熱過程中容易因為一些不可控因素導致對焊帶加熱不均勻，從而造成光伏疊瓦組件電池片之間虛焊不連接等情況，影響使用性能。而采用導電膠水連接存在點膠不均勻，壓合后有溢膠的技術問題，并且也需要高溫加熱促使其固化連接，易造成虛連接導電不均勻的情況，而且膠水固化后的脆性較大，在一些極端環境中，由于熱脹冷縮老化過程，會對光伏疊瓦組件造成隱裂等破壞。因此，需要研究出一種性能優異導電膠，解決以上問題，以進一步提高電池片之間的貼合性，從而提高太陽能電池的使用性能。

參考文獻 ：

[1]陳哲艮，金步平.一種新型太陽電池的設計[J].太陽能學報， 1999，20（03）：229-232.

[2]呂笑梅，方靖淮，陸祖宏.敏化TiO2納米晶太陽能電池[J].功能材料，1998，29（06）：574-577.

作者簡介：張立偉（1980—），男，漢族，河北邢臺市，碩士，蘇州微邦材料科技有限公司 ，職位：總經理，研究方向：新材料科技