CN101304054B - 用于玻璃幕墙的太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光电玻璃幕墙的太阳能电池组件，包括面板、中间层和底板，所述中间层为封装有光电板的密封胶层，所述光电板由呈矩阵排列的复数个太阳能电池片组成，各相邻电池片的正、负极通过焊带串联连接，构成电池片串，该电池片串的正、负极分别由相应的电极引出焊带引出并与接线盒对应连接，所述电池片串还设有旁路引出焊带，所述接线盒至少为2个，分别封装有一个旁路二极管，所述接线盒相互串联构成接线盒串，其正、负极分别与相应的电极引出焊带连接，其中间节点与所述旁路引出焊带连接，使得各旁路二极管反向并联于所述电池片串的串联电路中。本发明得到的太阳能电池组件用于制作光电玻璃幕墙，光电性能良好，且易于安装。

Description

用于玻璃幕墙的太阳能电池组件

技术领域

本发明涉及一种将太阳能转换成电能的设备，具体涉及一种用于光电玻璃幕墙的太阳能电池组件。

背景技术

太阳能电池是一种半导体器件，其能够将太阳光的光能转换成电能。由于其工作时无需水、油、气或燃料，只要有光就能发电，堪称当代清洁、无污染的可再生能源，备受人们的青睐。近年来，太阳能的应用范围越来越广，将太阳能电池与建筑上的玻璃幕墙结合制作成太阳能电池组件，已经得到了实际应用，取得了显著的经济效益。

现有技术中，如附图1～3所示，用于光电玻璃幕墙的太阳能电池组件主要由面板1、中间层2和底板3组成，其面板和底板均为高透光率玻璃，中间层为密封胶层，封装有带引出端的光电板；所述光电板是由呈矩阵排列的多个太阳能电池片4组成，玻璃和电池片之间设有焊带5，用于串联相邻电池片正、负极，并自第一电池片41及末端电池片42引出整块电池组件的正、负极端，最后通过电极引出焊带7接入位于相邻两块幕墙玻璃接缝内的接线盒6内；通过接线盒引出的电缆线与相邻的太阳能电池组件的接线盒引出电缆线相连接，形成大面积的光电玻璃幕墙。在使用过程中，由于飞鸟、树叶等的投影，会在太阳能电池表面产生阴影，此时，对应的电池片非但不能发出电能，反而会转为电阻，消耗回路中的电能并发热，这就是所谓的热斑效应。热斑效应会导致回路发电效率的下降，进而造成电池片的损坏。为解决这一问题，通常在电池片的串联电路中并联旁路的肖特基二极管，通常，在10片～15片的电池片的串联电路上需要并联一个肖特基二极管，因此，目前用于玻璃幕墙的一个太阳能电池组件上通常设有三个旁路二极管，一起封装于一个接线盒中，同时需要加设2个旁路引出焊带8，分别与相应的旁路二极管电连接，如附图3所示。

然而，由于三个旁路二极管一起设于一个接线盒内，使得该接线盒的体积相对较大，而由于相邻两块玻璃间隔的接缝较小，安装空间有限，因此在实际安装过程中往往比较困难，此外，为了便于安装和加强整体玻璃幕墙的强度，相邻两块太阳能电池组件的2个接线盒是重叠安装在同一个接缝中的，位于玻璃中央的2个接线盒之间会产生干涉；另一方面，在引出过程中，各焊带需要平行布置至中部接线盒处，各焊带铺设过于集中，使得其间距极小，如附图3所示，电极引出焊带7和旁路引出焊带8之间的间距很小，在玻璃胶合密封的过程中，引出焊带会发生弯曲或偏移，导致焊带间距的变化，当焊带间距小于3毫米时，在使用过程中可能造成电池组件的电气性能下降；而弯曲的焊带也会影响电池组件的整体美观。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于光电玻璃幕墙的太阳能电池组件，不仅具有良好的光电性能，而且易于安装，整体效果美观。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种用于光电玻璃幕墙的太阳能电池组件，包括面板、中间层和底板，所述中间层为封装有光电板的密封胶层，所述光电板由呈矩阵排列的复数个太阳能电池片组成，各相邻电池片的正、负极通过焊带串联连接，构成电池片串，该电池片串的正、负极分别由相应的电极引出焊带引出并与接线盒对应连接，所述电池片串还设有旁路引出焊带，所述接线盒至少为2个，分别封装有一个旁路二极管，所述接线盒相互串联构成接线盒串，其正、负极分别与相应的电极引出焊带连接，其中间节点与所述旁路引出焊带连接，使得各旁路二极管反向并联于所述电池片串的串联电路中。

上文中，所述接线盒的数量是根据实际太阳能电池组件中所需的旁路二极管的数量来确定的，两者一一对应，每个接线盒封装一个旁路二极管；所述接线盒的正负极是相对于其内部的旁路二极管的正负极而言的；所述接线盒串的中间节点是指其串联线路中的除两端点外的其他节点。所述旁路二极管反向并联于所述电池片串的串联电路中，是指各个旁路二极管与电池片串的某一段并联，用以保护这一段的电池片组，即分段保护，而各个旁路二极管通过接线盒相互串联并最终与电池片串的引出端连接，从而将整个电池片串全部保护起来；反向连接是指旁路二极管正极与电池片串联电路中的负极连接，而负极与电池片串联电路中的正极连接，因而在电池片组正常工作时，由于电池片组可看作为一电源，其内阻甚微，其导通电压小于旁路二极管的反向导通电压，因而二极管截止，而当电池片组被阴影遮蔽后，电池片组便成为一电阻，且大于二极管正向导通的阻值，因而输入电流主要自旁路二极管上通过，短接该电池片组，直至电池片组回复正常工作。将接线盒拆分成几个接线盒后，其体积大大减小，便于实际安装，同时，将接线盒串联构成接线盒串，使其与电极引出焊带、旁路引出焊带的连接更加灵活，便于精简线路及整体的合理布线，避免焊带在打胶封装时发生弯曲或偏移，从而保证了太阳能电池组件的光电性能，也使其整体更加美观。所述电池片通常采用半导体材料单晶硅或多晶硅制成，其正反两面分别作为电池片的正、负极端输出，因此运用导电焊带连接两电池片(一端连接于一电池片的正面，而另一端连接于另一电池片的反面)，形成两片电池片的正、负极串联，同理，阵列布置的电池片可通过相应数量的焊带将各片电池片串联成电池片串，该电池片串的首端及末端分别由电极引出焊带引出正、负极，作为整个电池组件的正、负极端，再与接线盒连接，导出转换后的电能。

进一步的技术方案，所述相互串联的接线盒为3个，分别封装有一个旁路二极管，其中两个位于所述光电板电极引出侧的两端，另一个位于偏离光电板中心轴的一侧；所述旁路引出焊带有2个，分别与接线盒串的两个中间节点连接。

上文中，针对现有技术中常见的3个旁路二极管的结构，将接线盒拆分成3个，其中2个位于两端，另1个位于偏离光电板中心轴的一侧，这是为了在实际安装时将相邻两个接线盒串错开布置，使其上下相嵌而不发生重叠，避免布线过于集中，充分利用有限的缝隙空间，不仅方便安装，也增加了太阳能电池组件的整体美观性。

上述技术方案中，所述旁路二极管为肖特基二极管。所述肖特基二极管是一种具有肖特基特性的“金属半导体结”的二极管，利用其薄而小巧的特性，可将其设置于接线盒内，连接更为可靠，不易损坏。

上述技术方案中，所述太阳能电池组件的四角设有定位孔。这是为了方便其安装而设计的。

由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.由于本发明将接线盒拆分成多个小接线盒并串联成接线盒串，根据实际旁路二极管的数量来确定接线盒的数量，使得每个接线盒封装一个旁路二极管，从而大大减小了其体积，便于安装使用；此外，也使得接线盒与电极引出焊带、旁路引出焊带的连接更加灵活，便于精简线路及整体的合理布线，避免焊带过于集中而在打胶封装时发生弯曲或偏移，从而保证了太阳能电池组件引出焊带的电气性能。

2.本发明在电池片串中设置旁路引出焊带，并将其与接线盒串的中间节点连接，使得各旁路二极管反向并联于所述电池片串的串联电路中，实现了各旁路二极管对电池片串的分段保护，可尽量减小热斑效应对光电组件输出功率的影响；此外，各个旁路二极管相互串联并最终与电池片串的引出端连接，从而实现了整个电池片串的全部保护。

3.本发明将接线盒串的各个接线盒错开设置，偏离光电板中心轴，从而实现相邻两个接线盒串错开布置，使其上下相嵌而不发生重叠，避免布线过于集中，充分利用有限的缝隙空间，不仅方便安装，也增加了太阳能电池组件的整体美观性。

附图说明

图1是现有技术中太阳能电池组件的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图(厚度方向比例放大示意)；

图3是图1的B部放大图；

图4是本实用新型实施列一的结构示意图；

图5是图4的D-D剖视图(厚度方向比例放大示意)；

图6是图4的C部放大图。

其中：1、面板；2、中间层；3、底板；4、电池片；5、焊带；6、接线盒；7、电极引出焊带；8、旁路引出焊带；9、定位孔；41、第一电池片；42、末端电池片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不应以此限制本发明的保护范围：

实施例一：

参见图4～6所示，一种用于光电玻璃幕墙的太阳能电池组件，包括面板1、中间层2和底板3，所述中间层2为封装有光电板的密封胶层，所述光电板由呈矩阵排列的复数个太阳能电池片4组成，各相邻电池片的正、负极通过焊带5串联连接，构成电池片串，该电池片串的正、负极分别由相应的电极引出焊带7引出并与接线盒6对应连接，所述电池片串还设有旁路引出焊带8，所述接线盒6至少为2个，分别封装有一个旁路二极管，所述接线盒6相互串联构成接线盒串，其正、负极分别与相应的电极引出焊带7连接，其中间节点与所述旁路引出焊带8连接，使得各旁路二极管反向并联于所述电池片串的串联电路中。

上述技术方案中，所述相互串联的接线盒6为3个，分别封装有一个旁路二极管，其中两个位于所述光电板电极引出侧的两端，另一个位于偏离光电板中心轴的一侧；所述旁路引出焊带8有2个，分别与接线盒串的中间节点连接；所述旁路二极管为肖特基二极管。

上文中，将接线盒拆分成3个，是针对现有技术中的3个旁路二极管而言的，其中，2个接线盒位于两端，另1个位于偏离光电板中心轴的一侧，这是为了在实际安装时将相邻两个接线盒串错开布置，使其上下相嵌而不发生重叠，避免布线过于集中，充分利用有限的缝隙空间，不仅方便安装，也增加了太阳能电池组件的整体美观性。

上文中，所述接线盒的正负极是相对于其内部的旁路二极管的正负极而言的；所述接线盒串的中间节点是指其串联线路中的除两端点外的其他节点。所述旁路二极管反向并联于所述电池片串的串联电路中，是指各个旁路二极管与电池片串的某一段并联，用以保护这一段的电池片组，即分段保护，在本实施列中，共有32个电池片，三个旁路二极管分别与10个、12个、10个电池片并联，从而实现分段保护；各个旁路二极管通过接线盒相互串联并最终与电池片串的引出端连接，从而将整个电池片串都全部保护起来；反向连接是指旁路二极管正极与电池片串联电路中的负极连接，而负极与电池片串联电路中的正极连接，因而在电池片组正常工作时，由于电池片组可看作为一电源，其内阻甚微，其导通电压小于旁路二极管的反向导通电压，因而二极管截止，而当电池片组被阴影遮蔽后，电池片组便成为一电阻，且大于二极管正向导通的阻值，因而输入电流主要自旁路二极管上通过，短接该电池片组，直至电池片组回复正常工作。

所述电池片可以采用半导体材料单晶硅或多晶硅制成，其正反两面分别作为电池片的正、负极端输出，因此运用导电焊带连接两电池片(一端连接于一电池片的正面，而另一端连接于另一电池片的反面)，形成两片电池片的正、负极串联，同理，阵列布置的电池片可通过相应数量的焊带将各片电池片串联成电池片串，该电池片串的首端及末端分别由电极引出焊带引出正、负极，作为整个电池组件的正、负极端，再与接线盒连接，导出转换后的电能。

将接线盒拆分成3个接线盒后，其体积大大减小，便于实际安装，同时，将接线盒串联构成接线盒串，使其与电极引出焊带、旁路引出焊带的连接更加灵活，便于精简线路及整体的合理布线，避免焊带在打胶封装时发生弯曲或偏移，从而保证了太阳能电池组件的光电性能，也使其整体更加美观。

上述技术方案中，所述太阳能电池组件的四角设有定位孔9。这是为了方便其安装而设计的。

Claims (2)

1.一种用于玻璃幕墙的太阳能电池组件，包括面板(1)、中间层(2)和底板(3)，所述中间层(2)为封装有光电板的密封胶层，所述光电板由呈矩阵排列的复数个太阳能电池片(4)组成，各相邻电池片的正、负极通过焊带(5)串联连接，构成电池片串，该电池片串的正、负极分别由相应的电极引出焊带(7)引出并与接线盒(6)对应连接，所述电池片串还设有旁路引出焊带(8)，其特征在于：所述接线盒(6)至少为2个，分别封装有一个旁路二极管，所述接线盒(6)相互串联构成接线盒串，其正、负极分别与相应的电极引出焊带(7)连接，其中间节点与所述旁路引出焊带(8)连接，使得各旁路二极管反向并联于所述电池片串的串联电路中；所述旁路二极管为肖特基二极管，太阳能电池组件的四角设有定位孔。

2.根据权利要求1所述的用于玻璃幕墙的太阳能电池组件，其特征在于：所述相互串联的接线盒(6)为3个，分别封装有一个旁路二极管，其中两个位于所述光电板电极引出侧的两端，另一个位于偏离光电板中心轴的一侧；所述旁路引出焊带(8)有2个，分别与接线盒串的两个中间节点连接。

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