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收稿日期：2017-11-30
船用接触器通信作者：张治(1978—)，男，博士、高级工程师，主要从事太阳电池、光伏组件的研发、生产工艺设计和优化及产品电性能检测方法的研究。yangzhenying@spic
电池而言，若使镀层铜丝的最大遮光宽度小于等于三主栅太阳电池的主栅总宽度(4.5 mm)，当覆盖在无主栅太阳电池表面的铜丝直径为0.2 mm 根数应≤22根；当铜丝直径为0.25 mm 时，根数应≤18根；当铜丝直径为0.3 mm 时，根数应15根。因此，综合考虑太阳电池主栅的总宽度、间距、功率损耗和印刷工艺的可实现性后，决定采用电池正面只印刷宽度为40 µm 、数量为90间距为1.724 mm 的副栅及覆有18根直径为的镀层铜丝的设计作为无主栅太阳电池的设计，如图3所示。 图2 太阳电池主栅数量、宽度与总功率损失关系图
1.1电池正面的遮光方面
无主栅太阳电池的电极图形若采用表1所示方案时，其正面的理论遮光率为4.573%；而在副栅的数量、
宽度、间距相同的情况下，三主栅太阳电池的正面理论遮光率为5.137%。覆有根直径为0.2 mm 铜丝的无主栅太阳电池的理论遮光率比三主栅太阳电池的减少了10.98%。1.2银浆耗量方面
根据无主栅太阳电池及三主栅太阳电池样片a.正面效果图 b.背面效果图
图3 156 mm ×156 mm 单晶硅无主栅太阳电池效果图
总功率损失主栅宽度
0.60.40.10.50.20.301
5
3
安钢大厦南京321计划72
6
4
8910121511141316
主栅数量/根
合
金
天下故事会2012
涂
层
a. 截面图
b. 局部放大图
图4 低熔点合金镀层铜丝截面图及其局部放大图
a. 未添加稀土元素
b. 添加稀土元素
图5 添加稀土元素前后的Sn-Pb-Bi合金的抗氧化性对比引起的电池碎裂，为该合金能够应用在太阳电池串接工艺中提供了有利条件。
选取光伏行业内应用广泛的4种有机薄膜，分别为EVA、PES、TPU、TPO，进行透光率测试、交联性测试和粘接强度测试，测试结果如表2所示。由表2可知，TPO薄膜是比较理想的可用于无主栅焊带制作的有机薄膜。将低熔点合金镀层铜丝与TPO有机薄膜复合，可得到熔化温度低于145 ℃的无主栅焊带，如图6所示。
无主栅太阳电池与无主栅焊带之间的匹配性验证
与常规太阳电池封装工艺相比，无主栅太阳电池是使用新型串焊机在100 ℃左右的条件下，将镀层铜丝与有机薄膜经过机械复合后的铜丝复合膜铺设在两片电池的正、背面，实现相邻电池的串接；串接后的电池串经过排布、叠层后，在一定的层压温度和压力下将镀锡铜丝和电池细栅
图6 无主栅焊带样品图
优化后的无主栅太阳电池正面效果图
实验使用正面只印刷细栅、背面只有铝背场、
第九届海峡两岸知识大赛0.2 mm的Sn-Pb-Bi合金铜丝封装的单片无主栅太阳电池片，印刷方案如图
图像相对较暗，如图8a所示；然后在保持镀层成分和铜丝直径不变的情况下，对无主栅太
a.优化前
b.优化后
图8 单片无主栅太阳电池片EL图
使用优化后的无主栅太阳电池印刷方案，采用直径为0.2 mm与0.3 mm的镀层铜丝进行单片电池片封装，对比发现，后者的EL图像更亮。
因此，经过多次对比实验发现，采用优化后的电池印刷方案和使用直径为0.3 mm的15根镀
图9 第1片无主栅太阳电池预压后效果图
2)将第1片无主栅太阳电池背面朝上放置在载物台上，铺好铜丝与薄膜复合膜，进行第
预压，操作过程同步骤1)，只是此次铺设的铜丝与薄膜复合膜长度是步骤1)中复合膜长度的倍，如图10所示。化学镀镍
图10 第1片无主栅太阳电池第2次预压后效果图
a.第1片
b. 第2片
图11 第1片、第2片无主栅太阳电池预压后效果图
a. 第1片
b. 第2片图12 2片无主栅太阳电池层压后EL图像
3)再将第2片无主栅太阳电池的正面朝上放置在载物台上，与第1片电池预压后剩下的另一半复合膜铺设在第2片电池正面，进行第3次预压；预压前将2片电池的间距调整到2～3 mm 范围内，固定好薄膜位置。
4)将预压好的第1片、第2片电池整体反过来，再将正常大小的铜丝与薄膜复合膜铺设在第片电池背面，进行第4次预压。经过4次预压后，片无主栅太阳电池串接完成，形成具有正负极的电池串，如图11所示。
由图12可知，观察2片无主栅太阳电池经焊接、层压后的EL图像发现，电池中间较亮，四周微暗，说明电池边缘与铜丝的接触不够紧密，串联电阻仍然较大。在后续的实验过程中对预压设备的下探加热板进行了调整，使得加热板表面平整，与电池表面的温度分布均匀，最终达到了预设的效果。
5 无主栅光伏组件与三主栅光伏组件性能
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