CN103325876A - 太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件包括：光伏组件，包括多个串联的太阳能电池，太阳能电池包括电池本体，电池本体的向阳面内设置有一个第一电极和多条第一细栅线，多条第一细栅线均呈放射状设置，多条第一细栅线的放射原点均设置在第一电极处；接线盒，连接在光伏组件上，接线盒上设置有多个金属接头，每个太阳能电池通过汇流带连接在两个相应的金属接头之间。本发明的太阳能电池组件节省了生产时需要使用的银浆量，降低了太阳能电池组件的生产成本。

Description

太阳能电池组件

技术领域

本发明涉及光伏电池技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池组件。

背景技术

在现有技术中，太阳能电池组件包括框体和设置在框体内的太阳能电池，太阳能电池的向阳面具有多个并行设置的细栅线以及连接多个细栅线的主栅线。其中，主栅线用于收集细栅线产生的电流，并与相邻的太阳能电池的背面电极相连，使相邻的太阳能电池形成电池组。

由于主栅线的宽度较宽，面积较大，会对太阳能电池的发电效率产生影响，并且较宽的主栅线需要大量的银浆涂覆，造成太阳能电池的成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种低成本的太阳能电池及太阳能电池组件。

为了实现上述目的，本发明提供了一种太阳能电池组件，包括：光伏组件，包括多个串联的太阳能电池，太阳能电池包括电池本体，电池本体的向阳面内设置有一个第一电极和多条第一细栅线，多条第一细栅线均呈放射状设置，多条第一细栅线的放射原点均设置在第一电极处；接线盒，连接在光伏组件上，接线盒上设置有多个金属接头，每个太阳能电池通过汇流带连接在两个相应的金属接头之间。

进一步地，电池本体的背阳面内设置有第二电极。

进一步地，电池本体具有相对设置的第一边沿和第二边沿，第一电极设置在第一边沿处，第二电极设置在第二边沿处。

进一步地，光伏组件还包括多个汇流带，各汇流带的第一端连接在相应的第一电极或第二电极上，各汇流带的第二端与接线盒上的相应的金属接头电连接。

进一步地，第一细栅线包括第一线和第二线，电池本体的向阳面内还设置有沿第一方向延伸的第二细栅线和沿第二方向延伸的第三细栅线，第二细栅线的第一端连接在第一线上，第三细栅线的第一端连接在第二线上。

进一步地，电池本体的向阳面包括一个第一区和两个第二区，第一区设置在两个第二区之间，第一线和第二细栅线均布置在第一区内，第二线和第三细栅线均布置在第二区内。

进一步地，第一区内还具有多条第四细栅线和多条第五细栅线，第四细栅线和第二细栅线间隔设置，第五细栅线设置在第四细栅线和第一线之间。

进一步地，第一区内还具有第一连接栅线，各第二细栅线的第二端均连接在第一连接栅线上，第二区内还具有第二连接栅线，各第三细栅线的第二端均连接在第二连接栅线上。

进一步地，光伏组件还包括框体和背板，太阳能电池和背板均设置在框体内，背板位于太阳能电池的背阳面侧，背板远离太阳能电池的侧面上连接有接线盒。

进一步地，多个太阳能电池在框体内呈矩阵分布，相邻两列的太阳能电池的布置方向相反。

进一步地，接线盒包括：盒体，与光伏组件相连；多个保护电路，设置在盒体内，各保护电路通过与其对应的汇流带与相应的太阳能电池电连接；其中，各金属接头电连接在与其对应的保护电路上。

进一步地，保护电路包括两个相对设置的连接器以及连接在两个连接器之间的二极管，各连接器的第一端连接有汇流带，各连接器的第二端连接有与其对应的金属接头的第一端。

进一步地，盒体包括基体和顶盖，基体具有容纳空间和与顶盖适配的开口面，保护电路、金属接头均位于容纳空间内。

进一步地，基体上对应金属接头的位置处设置有避让缺口，金属接头的第二端穿设出避让缺口，基体上对应保护电路的位置处开设有与汇流带配合的引入孔。

进一步地，金属接头的第二端盖设有绝缘防水盖。

在本发明的技术方案中，多条第一细栅线在电池本体上呈放射状分布，第一电极设置在第一细栅线的放射原点处并与各第一细栅线相连，并通过第一电极对各第一细栅线上产生的电流进行聚集。同时，光伏组件上连接有接线盒，接线盒上的每两个金属接头间形成一组输出端并对外界进行电压输出。第一细栅线和第一电极的这种设置，使得第一电极在起到现有技术中的主栅线的作用的同时，还可以将第一电极的面积设置的较小，进而节省了生产时需要使用的银浆量，降低了太阳能电池组件的生产成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的太阳能电池组件的实施例的主视示意图；以及

图2示出了图1的太阳能电池组件的后视示意图；

图3示出了图1的太阳能电池组件的太阳能电池在电池基板的主视示意图；

图4示出了图3的电池基板的后视示意图；

图5示出了图1的太阳能电池组件的太阳能电池的向阳面的结构示意图；

图6示出了图2的太阳能电池组件的接线盒的实施例一的结构示意图；

图7示出了图6的接线盒的主视示意图；

图8示出了图6的接线盒的俯视示意图；

图9示出了图2的太阳能电池组件的接线盒的实施例二的结构示意图；

图10示出了图9的接线盒的主视示意图；以及

图11示出了图9的接线盒的俯视示意图。

上述附图的附图标记如下：

1、光伏组件；10、太阳能电池；11、第一电极；12、第一细栅线；121、第一线；122、第二线；13、第二电极；14、第二细栅线；15、第三细栅线；16、第一连接栅线；17、第二连接栅线；18、第四细栅线；19、第五细栅线；2、接线盒；21、盒体；211、基体；212、顶盖；221、连接器；222、二极管；23、金属接头；24、引入孔；25、绝缘防水盖；26、第一侧板；27、固定槽；28、固定部；29、密封圈；30、框体；40、背板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1至图2示出了本发明的太阳能电池组件的实施例的结构示意图，从图中可以看出，本实施例的太阳能电池组件包括光伏组件1和接线盒2。其中，光伏组件1包括多个串联的太阳能电池10，每个太阳能电池10包括电池本体，在电池本体的向阳面内设置有一个第一电极11和多条第一细栅线12，多条第一细栅线12呈放射状分布，各第一细栅线12的放射原点设置在第一电极11处。接线盒2连接在光伏组件1上，并且接线盒上设置有多个金属接头23，每个太阳能电池10通过汇流带连接在两个相应的金属接头之间，使接线盒2上的每两个金属接头间形成一组输出端并对外界进行电压输出。第一细栅线12和第一电极11的这种设置，使得第一电极11在起到现有技术中的主栅线的作用的同时，还可以将第一电极11的面积设置的较小，进而节省了生产时需要使用的银浆量，降低了太阳能电池组件得生产成本。

由于太阳能电池10上的第一细栅线12呈放射状布置，离放射原点越远，则相邻的两个第一细栅线12之间的距离越大。当电池本体上只设置有第一细栅线12时，太阳能电池10上远离放射原点的位置处的面积无法得到充分的利用，因此，在第一细栅线12外，还在电池本体的向阳面内设置有多条第二细栅线14和多条第三细栅线15。如图3至图5所示，第二细栅线14沿第一方向延伸，第三细栅线15沿垂直于第一方向的第二方向延伸。第一细栅线12包括第一线121和第二线122，各第二细栅线14的第一端连接在第一线121的远离放射远端的一端上，各第三细栅线15的第一端连接在第二线122的远离放射远端的一端上，以使第二细栅线14和第三细栅线15通过第一细栅线12与第一电极11相连，使得第一电极11可以聚集第一细栅线12、第二细栅线14和第三细栅线15上所产生的电流。这样的设置方式中，多条平行设置的第二细栅线14和多条平行设置的第三细栅线15可以填补均第一细栅线12远离放射原点处所产生的空白区域，充分地利用了太阳能电池10的面积，避免了单一第一细栅线12的设置所造成的太阳能电池10的面积利用率低的问题。优选地，第一方向垂直于第二方向。

每个电池本体具有相对设置的第一边沿和第二边沿，优选地，第一电极11设置在第一边沿上边沿。电池本体上还设置有第二电极13，该第二电极13设置在电池本体的背阳面内，优选地，第一电极11和第二电极13分别位于第一边沿和第二边沿的中部。第一电极11和第二电极13的这种设置，在与其它的太阳能电池10上的第一电极11或第二电极13相连时，对向阳面的受光面积的影响减到最小，以避免以连接相太阳能电池10上的第一电极11和第二电极13会遮挡向阳面的受光面积，造成额外的损耗。

优选地，如图5所示，电池本体的向阳面内包括一个第一区和两个第二区，其中，第一区设置在两个第二区之间，上述的第一线121和第二细栅线14分布在第一区内，第二线122和第三细栅线15分布在第二区内，以使电池本体的向阳面的面积得到充分的利用。

在电池本体的向阳面内还设置有位于第一区内的第一连接栅线16和位于第二区内的第二连接栅线17，其中，各第二细栅线14的第二端均连接在第一连接栅线16上，各第三细栅线15的第二端均连接在第二连接细栅线上。如图3至图5所示，优选地，第一连接栅线16的两端分别连接在相应侧的最外端的第一线121上。第二连接栅线17的两端分别连接在第一电极11和第三细栅线15上。第一连接栅线16和第二连接栅线17的设置，可以防止部分细栅线出现断线时，仍有收集线路将细栅线上产生的电流汇聚到第一电极11处，确保第一电极11对电流的收集。为进一步收集电流，在第一区内还设置有多条第四细栅线18和多条第五细栅线19。其中，第四细栅线18和第二细栅线14间隔设置，第五细栅线19连接在第四细栅线18和第二细栅线14之间。第四细栅线18和第五栅线19的设置，充分利用了第一细栅线12放射设置而留下的空隙，以便在向阳面内布置较多的细栅线，进而充分地对电流进行收集。

上述的细栅线的布置方式，除了可以最大限度的利用电池本体的向阳面，在有限的面积内布置较多的细栅线，还可以避免由晶界引起的多晶电池颜色差异的问题。第一区上和第二区上的图形设计具有灵活性，也可以根据需要替换成其他的线条形状。本实施例的太阳能电池10在生产时只需对印刷时的丝网图案进行改变，其余工艺并没有发生改变，可在现有的生产工艺框架下对本实施例的太阳能电池10进行生产。

太阳能电池是在电池基体上制作完成的。在现有技术中，一块电池基体只能生产一块太阳能电池。如图5所示，多个太阳能电池10在电池基体上优选呈矩阵分布。太阳能电池10在电池基体上的形成可以通过激光划片工艺实现，即在现有制作工艺的基础上，在焊接工艺之前对电池基体进行激光划片处理，激光划片需要以太阳能电池10的一个边沿为基准边沿，在电池基体上沿平行于基准边沿和/或垂直于基准边沿的方向上分割电池基体，以在电池基体上形成多个太阳能电池。优选地，对电池基体的进行的分割以六片分割和九片分割为最佳方案。经过激光划片工艺划分的电池基体，其上形成的各太阳能电池的输出电压与电池基体在现有技术中生产的太阳能电池的输出电压相同，但本实施例中的太阳能电池10的输出电流和体积由于分割工艺要小于现有技术中的太阳能电池的输出电流的体积。经过激光划片工艺后，一块电池基体所形成的电池的数量是现有技术中一块电池基体所形成的太阳能电池的数量的N倍，N为单块带你吃基体经过激光划片工后形成的太阳能电池10的数量。

由于取消了现有技术中的主栅线，除节省银浆外，本实施例的太阳能电池10在相同的供电输出下，太阳能电池10的面积要小于现有技术中的太阳能电池10。同时，小面积的太阳能电池10还可以降低生产时的碎片率，进一步地降低太阳能电池10的生产成本。

本实施例中的光伏组件1还包括框体30和背板40，太阳能电池10和背板40均设置在框体30内，并且背板40设置在太阳能电池10的背阳面的一侧。在背板40远离太阳能电池10的侧面上连接有前述的接线盒2。优选地，串联的太阳能电池10呈矩阵排列在框体30内。为了方便各太阳能电池10之间的连接，位于同一同行内的相邻的两个太阳能电池10的排列方向相反，即当奇数列上的太阳能电池10上的第一边沿位于第二边沿的下方时，偶数列上的电太阳能电池10上的第一边沿位于第二边沿的上方。光伏组件1内的这种太阳能电池10的排列方式，可以减少同列内太阳能电池10之间的连接带的长度，以及相邻两列的端部的太阳能电池10之间的连接带的长度，进而降低生产成本，并方便连接。

太阳能电池组件在使用时，还在多个太阳能电池10形成的矩阵上连接有多条汇流带，每条汇流带的第一端均连接在相应的太阳能电池10上的第一电极11或第二电极13上，各汇流带的第二端连接与接线盒2相连。优选地，每两条汇流带形成了一个输出组，各输出组的两条汇流带之间串联有一个或多个太阳能电池10。由于太阳能电池10的数量与输出组的输出电压呈线性关系，可以根据对输出电压的需求而调整各输出组的两个汇流带之间串联的太阳能电池10的数量。输出组的输出电压以5V、12V、15V、110V和220V等常用电压为主，也可以根据需求调整输出组的输出电压，使输出电压满足使用需要。

汇流带与第一电极11或第二电极13之间可采用焊接连接，第一电极11和第二电极13的优选为面积较小的点电极，汇流带与第一电极11或第二电极13之间为优选为点焊接。

如前所述，本实施例中的太阳能电池10的输出电流要小于现有技术中的太阳能电池的输出电流。根据实验，现有技术中的太阳能电池所产生的电流为7A左右，本实施例中的太阳能电池10的输出电流在1.5A以下，因此本实施例中的汇流带在选择时可以选择截面积较小的汇流带。根据“发热量与电流的平方成正比”的原理，较小的工作电流还可将线路上的电能功率损失大大降低。

如图6所示，连接在背板40上的接线盒2形成了太阳能电池组件的输出结构。接线盒2包括盒体21、多个保护电路和多个金属接头23。其中，盒体21连接在背板40上，多个保护电路和多个金属接头23均设置在盒体21内。各保护电路电路上连接有相应的汇流带，以通过保护电路对太阳能电池10进行保护。各金属接头23通过连接在相应的保护电路上与各自对应的汇流带电连接，由于各汇流带之间存在电压差，因此每两个金属接头23之间均可以形成一组输出端，进行电压输出。同时，根据选择的金属接头23的不同，每组输出端的输出电压也不相同，使得太阳能电池组件可以进行多电压的输出。

保护电路包括两个连接器221和连接在两个连接器221之间的二极管222，每个连接器221的第一端与一个汇流带的第二端相连，每个连接器221的第二端与金属接头23的第一端电连接，以使金属接头23通过连接器221与汇流带电相连。由于保护电路在盒体21分离设置，因此多个二极管222在盒体21内也为分离设置，各个二极管222之间具有一定的距离，这样的设置使得各个二极管222之间的散热互不影响，并且热量不易集中，降低了接线盒2在工作时的发热量，减少了接线盒2的烧毁几率。

由于太阳能电池10的输出电流较小，因此连接在保护电路上的二极管222可以选用额定电流较小的二极管222，进一步地减少二级管的发热量，防止接线盒2烧毁，降低电路上的损耗。

为便于金属接头23与外界用电器的连接，盒体21上对应各金属接头23的位置处开设有避让缺口，各金属接头23的第二端穿设处对应的避让缺口。由于金属接头23可能出现闲置情况，为对金属接头23的保护，在金属接头23的第二端盖设有绝缘防水盖25，当金属接头23闲置时，可通过绝缘防水盖25对金属接头23进行保护。

优选地，盒体21包括基体211和顶盖212。其中，基体211呈长方形，基体211包括底壁和多个相互连接的侧板，多个侧板间围成有容纳空间，多个侧板的第一端均与底壁相连，多个侧板的第二端形成开口面。在容纳空间中容纳有前述的保护电路和金属接头23。顶盖212连接在开口面处，已将保护电路和金属接头23封锁在容纳空间内。长方形的基体设置可以扩大容纳空间的体积，使得相邻的保护电路在容纳空间内具有较大的间隔，防止保护电路散发的热量集中，尤其是二极管的发热的集中，以利于接线盒的散热，防止二极管222烧毁。

接线盒2通过底壁连接在光伏组件的背板40上，在底壁上对应保护电路的位置处还开设有引入孔24，该引入孔24与背板40上的汇流带穿出孔相配合，使得与太阳能电池10相连的汇流带通过穿出孔和引入孔24进入到容纳空间内与相应的连接器221相连。

如图6至图8所示，多个侧板中的一个上开设有上述的避让缺口，该具有避让缺口的侧板为第一侧板26。第一侧板26和与第一侧板26相对设置的侧板的外侧面上均设置有固定槽27，顶盖212上设置有与该固定槽27相适配的固定部28，顶盖212通过固定部28和固定槽27之间的配合连接在开口面处。为确保基体211和顶盖212间连接的紧密性，在基体211和顶盖212之间还设置有密封圈29。

如图9至图11示出了固定槽27和固定部28的另一种设置方式，在第二种设置方式中，固定槽27设置在第一侧板26和与第一侧板26相对设置的侧板的内侧面上，顶盖212上的固定部28也做了相应的改动。这种设置方式，从外部无法观测到固定槽27和固定部28，提升了接线盒2的整体美观度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括：

光伏组件(1)，包括多个串联的太阳能电池(10)，所述太阳能电池(10)包括电池本体，所述电池本体的向阳面内设置有一个第一电极(11)和多条第一细栅线(12)，多条所述第一细栅线(12)均呈放射状设置，多条所述第一细栅线(12)的放射原点均设置在所述第一电极(11)处；

接线盒(2)，连接在所述光伏组件(1)上，所述接线盒上设置有多个金属接头(23)，每个所述太阳能电池(10)通过汇流带连接在两个相应的所述金属接头(23)之间。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述电池本体的背阳面内设置有第二电极(13)。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述电池本体具有相对设置的第一边沿和第二边沿，所述第一电极(11)设置在所述第一边沿处，所述第二电极(13)设置在所述第二边沿处。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述光伏组件(1)还包括多个所述汇流带，各所述汇流带的第一端连接在相应的第一电极(11)或第二电极(13)上，各所述汇流带的第二端与所述接线盒(2)上的相应的金属接头(23)电连接。

5.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一细栅线(12)包括第一线(121)和第二线(122)，所述电池本体的向阳面内还设置有沿第一方向延伸的第二细栅线(14)和沿第二方向延伸的第三细栅线(15)，所述第二细栅线(14)的第一端连接在所述第一线(121)上，所述第三细栅线(15)的第一端连接在所述第二线(122)上。

6.根据权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述电池本体的向阳面包括一个第一区和两个第二区，所述第一区设置在两个所述第二区之间，所述第一线(121)和所述第二细栅线(14)均布置在所述第一区内，所述第二线(122)和所述第三细栅线(15)均布置在所述第二区内。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一区内还具有多条第四细栅线(18)和多条第五细栅线(19)，所述第四细栅线(28)和所述第二细栅线(14)间隔设置，所述第五细栅线(19)设置在所述第四细栅线(18)和所述第一线(121)之间。

8.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一区内还具有第一连接栅线(16)，各所述第二细栅线(14)的第二端均连接在所述第一连接栅线(16)上，所述第二区内还具有第二连接栅线(17)，各所述第三细栅线(15)的第二端均连接在所述第二连接栅线(17)上。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述光伏组件(1)还包括框体(30)和背板(40)，所述太阳能电池(10)和所述背板(40)均设置在所述框体(30)内，所述背板(40)位于所述太阳能电池(10)的背阳面侧，所述背板(40)远离所述太阳能电池(10)的侧面上连接有所述接线盒(2)。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，其特征在于，多个所述太阳能电池(10)在所述框体(30)内呈矩阵分布，相邻两列的所述太阳能电池(10)的布置方向相反。

11.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述接线盒(2)包括：

盒体(21)，与所述光伏组件(1)相连；

多个保护电路，设置在所述盒体(21)内，各所述保护电路通过与其对应的汇流带与相应的所述太阳能电池(10)电连接；

其中，各所述金属接头(23)电连接在与其对应的所述保护电路上。

12.根据权利要求11所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述保护电路包括两个相对设置的连接器(221)以及连接在两个连接器(221)之间的二极管(222)，各所述连接器(221)的第一端连接有所述汇流带，各所述连接器(221)的第二端连接有与其对应的所述金属接头(23)的第一端。

13.根据权利要求11所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述盒体(21)包括基体(211)和顶盖(212)，所述基体(211)具有容纳空间和与所述顶盖(212)适配的开口面，所述保护电路、所述金属接头(23)均位于所述容纳空间内。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述基体(211)上对应所述金属接头(23)的位置处设置有避让缺口，所述金属接头(23)的第二端穿设出所述避让缺口，所述基体(211)上对应所述保护电路的位置处开设有与所述汇流带配合的引入孔(24)。

15.根据权利要求14所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属接头(23)的第二端盖设有绝缘防水盖(25)。

Images