CN104980103A - 一种光伏组件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏组件及其制作方法，包括：背板、盖板、多个太阳能电池片组以及旁路二极管；所述多个太阳能电池片组设置于所述背板和所述盖板之间，与所述旁路二极管并联连接；所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串；每个太阳能电池片组分别具有引出线，所述引出线延伸至所述背板和所述盖板的外侧；所述太阳能电池片组之间通过所述引出线电连接。通过将太阳能电池片分组电连接为太阳能电池片组，使得每组所述太阳能电池片组具有较低的输出电压，通过将太阳能电池片组的引出线设置不同的电连接方式，可以设置出不同的光伏组件的输出电压，从而能够灵活适应多种类型的低压独立光伏系统。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，更具体地说，涉及一种光伏组件及其制作方法。
背景技术
太阳能电池是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它在使用过程中不会造成环境污染，而且利用的是可再生的太阳光，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池具有广阔的发展前景。
要使太阳能电池片能够长期稳定可靠地发电，需要将多个太阳能电池片组装成为光伏组件，并进而装配成为光伏系统。常见地光伏组件包括薄膜光伏组件和晶体硅光伏组件，其中晶体硅光伏组件由于生产技术成熟，成本相对低廉，在市场上占统治地位。现有技术制作的晶体硅光伏组件，多采用夹心结构，其结构从上至下依次为，钢化玻璃/封装材料/太阳能电池片/封装材料/背板，背板面装配接线盒以导出光伏组件所发的电，同时四周装配边框以提高光伏组件的机械强度并便于安装。现有技术制作的光伏组件一般采取纯串联电路，即电路中每列太阳能电池串联为太阳能电池串，再将太阳能电池串通过导线串联连接。
常规的光伏组件包括72片光伏组件以及60片光伏组件，经上述方法制作后，得到的最大工作电压分别为36V和30V。这些光伏组件，不能适用于直流侧电压为低压的光伏系统，而通过降低太阳能电池片数来实现光伏组件输出电压的降低，则必然导致组件功率密度的降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光伏组件，在不降低组件功率密度的前提下，能适用于多种直流侧电压为低压的光伏系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光伏组件，包括：背板、盖板、接线盒以及多个太阳能电池片组；所述多个太阳能电池片组设置于所述背板和所述盖板之间，与所述接线盒电连接；所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串；每个太阳能电池片组分别具有引出线，所述引出线延伸至所述背板和所述盖板的外侧；所述太阳能电池片组之间通过所述引出线电连接。
优选的，所述接线盒内设有接线柱和旁路二极管，所述太阳能电池组的引出线电连接至所述接线柱，并且，所述太阳能电池组与所述旁路二极管并联连接。
优选的，所述太阳能电池片组还包括：太阳能电池半片串，所述太阳能电池半片串包括多个串联连接的太阳能电池半片；所述太阳能电池半片为沿太阳能电池片主栅线1/2处分割得到的半片太阳能电池片。
优选的，其特征在于，所述光伏组件包括4个所述太阳能电池片组；所述太阳能电池片组包括2个所述太阳能电池半片串和1个所述太阳能电池串；所述太阳能电池半片串之间并联连接，所述太阳能电池串与所述并联连接的太阳能电池半片串之间串联连接；所述太阳能电池半片串包括12个所述太阳能电池半片；所述太阳能电池串包括6个太阳能电池片。
优选的，所述太阳能电池片组包括多个太阳能电池串，所述太阳能电池串之间电连接。
优选的，所述光伏组件包括4个所述太阳能电池片组；所述太阳能电池片组包括3个所述太阳能电池串；所述太阳能电池串之间串联连接；所述太阳能电池串包括6个太阳能电池片。
一种光伏组件的制作方法，包括：
将预设个数的太阳能电池片串联连接，得到太阳能电池串；
分组设置所述太阳能电池串，得到太阳能电池片组，所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串；
敷设所述太阳能电池片组于背板和盖板之间，预留所述太阳能电池片组的引出线至所述背板和所述盖板的外侧；
电连接所述太阳能电池片组与接线盒，得到光伏组件。
优选的，所述分组设置所述太阳能电池串之前，还包括：将预设个数的太阳能电池片沿太阳能电池片主栅线1/2处分割得到的太阳能电池半片；串联连接所述太阳能电池半片，得到太阳能电池半片串。
优选的，所述分组设置所述太阳能电池串，得到太阳能电池片组，所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串，包括：所述太阳能电池片组包括一个太阳能电池串和预设个数的所述太阳能电池半片串，将所述太阳能电池串与所述太阳能电池半片串电连接，得到太阳能电池片组。
优选的，所述分组设置所述太阳能电池串，得到太阳能电池片组，所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串，包括：所述太阳能电池片组包括大于1个太阳能电池串，将所述太阳能电池串电连接，得到太阳能电池片组。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明所提供的光伏组件及其制作方法，将太阳能电池片分组电连接为太阳能电池片组，使得每组所述太阳能电池片组具有较低的输出电压，由于每组所述太阳能电池片组均具有一组引出线，通过将太阳能电池片组的引出线设置不同的电连接方式，可以实现太阳能电池片组的不同电连接方式，即可得到光伏组件的不同输出电压，从而实现在不降低组件功率密度的前提下，使得光伏组件可灵活适用于多种类型的低压光伏系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例一的36V输出电压的电路连接方式；
图3为本发明实施例一的18V输出电压的电路连接方式；
图4为本发明实施例一的9V输出电压的电路连接方式；
图5为本发明实施例三的光伏组件制作方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所述，常规的光伏组件包括多列太阳能电池片，每列电池片串联连接形成太阳能电池串，太阳能电池串与太阳能电池串之间也串联连接。现有的72片光伏组件以及60片光伏组件，经此种连接方式连接后，最大工作电压分别为36V和30V。这些光伏组件，不能适应直流侧电压为低压的独立光伏系统，而降低太阳能电池片数的光伏组件，则必然导致组件功率密度的降低。
基于此，本发明提供一种光伏组件及其制作方法，该光伏组件包括：包括：背板、盖板、多个太阳能电池片组以及接线盒；所述多个太阳能电池片组设置于所述背板和/或所述盖板之间，与所述接线盒电连接；每个太阳能电池片组分别具有引出线，所述引出线延伸至所述背板和所述盖板的外侧；所述太阳能电池片组之间通过所述引出线电连接；所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串。本发明所提供的光伏组件及其制作方法，将光伏组件内的太阳能电池片分为太阳能电池片组，使得每组所述太阳能电池片组具有较低的输出电压，由于每组所述太阳能电池片组均具有一组引出线，通过将太阳能电池片组的引出线设置不同的电连接方式，可以实现太阳能电池片组的不同电连接方式，即可得到光伏组件的不同输出电压，从而实现在不降低组件功率密度的前提下，使得光伏组件可灵活适用于多种类型的低压光伏系统。
以上是本发明的中心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括：背板、盖板、接线盒以及多个太阳能电池片组；
具体的，所述盖板通常为钢化玻璃板，所述背板通常为TPT或者TPE板，在双面太阳能电池组件中，所述背板也可以为钢化玻璃板，在本实施例中，所述盖板为钢化玻璃板，所述背板为TPT板。
通常，光伏组件中还具有封装材料，所述封装材料通常为高分子胶膜，所述封装材料通常为EVA或者POE，在本实施例中，所述封装材料为EVA。
并且，光伏组件中通常还具有边框，所述边框材质通常为铝合金或塑料，在本实施例中，所述边框为铝合金边框。
所述接线盒通常为塑料材质或金属材质，所述接线盒内设有接线柱和旁路二极管。其中，接线盒内设置四个接线柱和三个(三组)旁路二极管，或者设置两个接线柱和一个(一组)旁路二极管，在本实施例中，所述接线盒为塑料材质，其中设置两个接线柱和一个(一组)旁路二极管。
具体的，本实施例中，所述多个太阳能电池片组设置于所述背板和所述盖板之间，通过EVA将所述三层结构黏接为一体。在本发明其他实施例中，其他的黏接方式也可实现上述结构。
所述多个太阳能电池片组与所述接线盒电连接。
具体的，所述多个太阳能电池的引出线电连接至所述接线柱，并且，所述太阳能电池组与所述旁路二极管并联连接。
接线盒内设置的旁路二极管用于防止热斑效应。
在本实施例中，所述多个太阳能电池片组为4个太阳能电池片组。
具体地，所述4个太阳能电池片组分别为A、B、C、D四组，A组电池片正极A+和负极A-分别具有一个引出线，引入接线盒中的正负极接线柱，通过接线柱与其他太阳能电池片组进行电连接。
并且，还可以在接线盒的两个接线柱之间设一个或一组旁路二极管与A组电池片并联，当A组任意的电池片发生热斑效应时，该二极管或二极管组即会导通以防止组件由于电池片局部温度过高而发生损坏。同样地，B组电池片的正极B+和负极B-，C组电池片的正极C+和负极C-，D组电池片的正极D+和负极D-，分别引入相应接线盒的正负极接线柱。
所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串。
在本实施例中，所述太阳能电池串包括6个太阳能电池片，以常规的156mm×156mm晶体硅电池片为例，由于单个电池片最大电压Vmp为0.5V，最大电流Imp为8.3A，故所述太阳能电池串的最大电压Vmp1为3V，最大电流Imp1为8.3A。
在本实施例中，所述太阳能电池片组还包括：太阳能电池半片串，所述太阳能电池半片串包括多个串联连接的太阳能电池半片；所述太阳能电池半片为沿太阳能电池片主栅线1/2处分割得到的半片太阳能电池片。
对于常规的156mm×156mm晶体硅电池片，单个电池片的最大电压Vmp在0.5V左右，最大电流Imp在8.3A左右。由于晶体硅电池片的电压与其面积无关，而其电流与其面积成正比，故将一个156mm×156mm的整片电池片沿太阳能电池片主栅线1/2处切割等分，得到的两个156mm×78mm的半片太阳能电池片，得到太阳能电池半片，其最大电压将仍为0.5V左右，而最大电流将变为4.15A左右。
将预设个数的所述太阳能电池半片串联连接，得到太阳能电池半片串。具体的，在本实施例中，所述太阳能电池半片串包括12个所述太阳能电池半片。
仍以常规的晶体硅电池片为例，12片太阳能电池半片串联而成的太阳能电池半片串，由于单个太阳能电池半片最大电压Vmp0为0.5V，最大电流为Imp0为4.15A，故太阳能电池半片串的最大电压Vmp2为6V，而最大电流Imp2为4.15A
具体的，本实施例所述太阳能电池片组包括2个所述太阳能电池半片串和1个所述太阳能电池串。
所述太阳能电池半片串与所述太阳能电池串电连接。具体的，所述太阳能电池半片串之间并联连接，所述太阳能电池串与所述并联连接的太阳能电池半片串之间串联连接。
2个所述太阳能电池半片串并联连接后，再与1个所述太阳能电池串串联连接，这样，形成每个太阳能电池片组内干路上电流为8.3A，即最大电流Imp3为8.3A，而每组输出端最大电压Vmp3为9V
本实施例中的电池片排布同常规的72片光伏组件类似。在72片光伏组件中，以6×12的方式排列，每12片为一列，串联得到太阳能电池串，共有6列，为6个太阳能电池串。而本实施例中，如图1所示，分为12列电池片，各列内部电池之间串联连接。其中，4列为6片整片太阳能电池片100串联而成的太阳能电池串，有8列为12片太阳能电池半片200串联而成的太阳能电池半片串。每个太阳能电池片组包含三列，一列为太阳能电池串，两列为太阳能电池半片串。各组内的电池串采取同种电路连接方式。
每个太阳能电池片组分别具有引出线，所述引出线延伸至所述背板和所述盖板的外侧；所述太阳能电池片组之间通过所述引出线电连接；
在本实施例中，每个太阳能电池片组分别具有引出线300。所述引出线引入到配备的接线盒的接线柱上，通过所述接线盒的线缆，可以灵活设置太阳能电池片组之间的电连接方式。
将A，B，C，D四组太阳能电池片组的所述引出线与各自配备的接线盒的接线柱连接后，对接线盒的线缆采取不同的电路连接方式，即可使组件实现不同的输出电压。具体地，通过所述引出线将A，B，C，D四组太阳能电池片组的正负极进行不同的电连接，可以实现36V，18V和9V三种输出电压。
对于36V输出电压，对应的电路连接方式如图2所示，将四组太阳能电池片组400进行串联连接即可，即将A+与B-，B+与C-，C+与D-分别用导线连接，此种连接方式下，A-为组件的负极输出端，D+为组件的正极输出端，整个组件最大电压Vmp4为36V，最大电流Imp4为8.3A。
对于18V输出电压，对应的电路连接方式如图3所示，首先将A+与B-，C+与D-分别用导线连接，使得A组与B组，C组与D组分别串联；然后再将A-与C-，B+与D+分别用导线连接，对串联后的太阳能电池片组再进行并联，此种连接方式下，A-与C-为组件的负极输出端，B+与D+为组件的正极输出端，整个组件的最大电压Vmp4为18V，最大电流Imp4为16.6A。
对于9V输出电压，对应的电路连接方式如图4所示，将A-，B-，C-，D-用导线连接起来做为组件负极输出端，将A+，B+，C+，D+用导线连接起来做为组件的正极输出端，此种连接方式下，实现了A，B，C，D四组太阳能电池片组的并联连接，整个组件的最大电压Vmp4为9V，最大电流Imp4为33.2A。
以上三种电路下，虽然组件的最大电压与最大电流各不相同，然而组件的最大功率是一样的，即上述不同电路连接方式只调节了组件的输出端电压和电路，并不影响组件的输出功率。另外，由于上述不同的电路连接下，整块组件的板型、尺寸等均未发生变化，故组件的功率密度也保持不变。
依据本实施例提供的光伏组件，可以在保持功率输出和功率密度的情况下，实现组件36V，18V，9V等多种输出电压。灵活选用本实施例提供的电路连接方式，使得组件具有不同的输出电压，实现了一种光伏组件可以直接应用于多种类型的低压光伏系统。
因此，本实施例在保持组件功率密度的情况下，大大拓宽了常规光伏组件在各光伏系统中的应用范围。例如，选用9V电路连接方式，组件输出电压为9V，将三块组件进行串联，即可实现27V输出电压，结合适合的光伏控制器，组件即可应用于直流侧为24V的低压独立光伏系统；选用18V电路连接方式，三块组件进行串联，即可实现54V输出电压，结合适合的光伏控制器，组件即可应用于直流侧为48V的低压独立光伏系统；而选用18V电路连接方式，三块组件进行并联，可实现18V输出电压，结合适合的光伏控制器，组件即可应用于直流侧为12V的低压独立光伏系统
可以看出，本实施例所提供的光伏组件，将太阳能电池片分组电连接为太阳能电池片组，使得每组所述太阳能电池片组具有较低的输出电压，由于每组所述太阳能电池片组均具有一组引出线，通过将太阳能电池片组的引出线设置不同的电连接方式，可以设置出不同的光伏组件的输出电压，从而实现在不降低组件功率密度的前提下，灵活适应多种类型的低压独立光伏系统。
实施例二
与上一实施例不同的是，本实施例中所述太阳能电池片组包括3个太阳能电池串，所述太阳能电池串之间串联连接。
由于太阳能电池串包括6个太阳能电池片，以常规的156mm×156mm晶体硅电池片为例，由于单个电池片最大电压Vmp为0.5V，最大电流Imp为8.3A，故所述太阳能电池串的最大电压Vmp1为3V，最大电流Imp1为8.3A。
将所述3个太阳能电池串串联连接，得到的太阳能电池片组内干路上电流为8.3A，即最大电流Imp4为8.3A，而每组输出端最大电压Vmp4为9V。
同上一实施例相同，本实施例所提供的光伏组件，将太阳能电池片分组电连接为太阳能电池片组，使得每组所述太阳能电池片组具有较低的输出电压，由于每组所述太阳能电池片组均具有一组引出线，通过将太阳能电池片组的引出线设置不同的电连接方式，可以设置出不同的光伏组件的输出电压，从而实现在不降低组件功率密度的前提下，灵活适应多种类型的低压独立光伏系统。
实施例三
同上述实施例相对应，本实施例提供一种光伏组件的制作方法，用于制作上述实施例中的光伏组件。具体的，参考图5，所述方法包括
步骤S1：将预设个数的太阳能电池片串联连接，得到太阳能电池串。
具体的，采用焊带将预设个数的太阳能电池片串联连接，得到太阳能电池串。
步骤S2：分组设置所述太阳能电池串，得到太阳能电池片组，所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串。
在本实施例中，所述太阳能电池片组包括大于1个太阳能电池串，将所述太阳能电池串电连接，得到太阳能电池片组。
具体的，根据目标电压值设计相应的电路，将所述太阳能电池串并联或者串联连接，得到太阳能电池片组。
步骤S3：敷设所述太阳能电池片组于背板和盖板之间，预留所述太阳能电池片组的引出线至所述背板和/或所述盖板的外侧。
具体的，敷设所述太阳能电池片组于背板和盖板之间，并在所述太阳能电池片组与盖板、太阳能电池片组与背板之间设置透明胶膜，如EVA等，进行层压。
具体的，本实施例中将所述太阳能电池片组的引出线从所述背板面引出。
步骤S4：电连接所述太阳能电池片组与接线盒，得到光伏组件。
具体的，所述接线盒内设有接线柱和旁路二极管。
根据每组太阳能电池片组的引出线在所述背板面引出的位置，在所述背板面装配所述接线盒，并将每组电池片组的引出线连接到所述接线盒的接线柱上，这样，太阳能电池片组之间的电连接可通过所述接线盒的线缆的电连接实现，这样将所述接线盒的线缆设置不同的电连接方式，即可实现光伏组件的不同输出电压。并且，所述太阳能电池片组与接线盒内的旁路二极管并联连接，得到光伏组件。
本实施例所提供的光伏组件的制作方法，将太阳能电池片分组电连接为太阳能电池片组，使得每组所述太阳能电池片组具有较低的输出电压，由于每组所述太阳能电池片组均具有一组引出线，通过将太阳能电池片组的引出线设置不同的电连接方式，可以设置出不同的光伏组件的输出电压，从而实现在不降低组件功率密度的前提下，灵活适应多种类型的低压独立光伏系统。
实施例四
同上一实施例不同的是，本实施例在步骤S1之前还包括步骤S0，以及在步骤S2中对应的实施方法。
步骤S0：将预设个数的太阳能电池片沿太阳能电池片主栅线1/2处分割得到的太阳能电池半片；串联连接所述太阳能电池半片，得到太阳能电池半片串。
由于太阳能电池半片具有与太阳能电池片相同的电压，1/2的电流，通过对太阳能电池半片进行合适的电路设置，可以使太阳能电池片组得到合适的输出电压。
步骤S2：分组设置所述太阳能电池串，得到太阳能电池片组，所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串。
在本实施例中，所述太阳能电池片组包括一个太阳能电池串和预设个数的所述太阳能电池半片串，将所述太阳能电池串与所述太阳能电池半片串电连接，得到太阳能电池片组。
本实施例所提供的光伏组件的制作方法，将太阳能电池片分组电连接为太阳能电池片组，使得每组所述太阳能电池片组具有较低的输出电压，由于每组所述太阳能电池片组均具有一组引出线，通过将太阳能电池片组的引出线设置不同的电连接方式，可以设置出不同的光伏组件的输出电压，从而实现在不降低组件功率密度的前提下，灵活适应多种类型的低压独立光伏系统。
Claims (10)
1.一种光伏组件，其特征在于，包括：背板、盖板、接线盒以及多个太阳能电池片组；
所述多个太阳能电池片组设置于所述背板和所述盖板之间，与所述接线盒电连接；
所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串；
每个太阳能电池片组分别具有引出线，所述引出线延伸至所述背板和所述盖板的外侧；所述太阳能电池片组之间通过所述引出线电连接。
2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述接线盒内设有接线柱和旁路二极管，所述太阳能电池组的引出线电连接至所述接线柱，并且，所述太阳能电池组与所述旁路二极管并联连接。
3.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述太阳能电池片组还包括：
太阳能电池半片串，所述太阳能电池半片串包括多个串联连接的太阳能电池半片；所述太阳能电池半片为沿太阳能电池片主栅线1/2处分割得到的半片太阳能电池片。
4.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，
所述光伏组件包括4个所述太阳能电池片组；
所述太阳能电池片组包括2个所述太阳能电池半片串和1个所述太阳能电池串；所述太阳能电池半片串之间并联连接，所述太阳能电池串与所述并联连接的太阳能电池半片串之间串联连接；
所述太阳能电池半片串包括12个所述太阳能电池半片；所述太阳能电池串包括6个太阳能电池片。
5.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述太阳能电池片组包括多个太阳能电池串，所述太阳能电池串之间电连接。
6.根据权利要求5所述的光伏组件，其特征在于，
所述光伏组件包括4个所述太阳能电池片组；
所述太阳能电池片组包括3个所述太阳能电池串；所述太阳能电池串之间串联连接；
所述太阳能电池串包括6个太阳能电池片。
7.一种光伏组件的制作方法，其特征在于，包括：
将预设个数的太阳能电池片串联连接，得到太阳能电池串；
分组设置所述太阳能电池串，得到太阳能电池片组，所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串；
敷设所述太阳能电池片组于背板和盖板之间，预留所述太阳能电池片组的引出线至所述背板和所述盖板的外侧；
电连接所述太阳能电池片组与接线盒，得到光伏组件。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分组设置所述太阳能电池串之前，还包括：
将预设个数的太阳能电池片沿太阳能电池片主栅线1/2处分割得到的太阳能电池半片；
串联连接所述太阳能电池半片，得到太阳能电池半片串。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述分组设置所述太阳能电池串，得到太阳能电池片组，所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串，包括：
所述太阳能电池片组包括一个太阳能电池串和预设个数的所述太阳能电池半片串，将所述太阳能电池串与所述太阳能电池半片串电连接，得到太阳能电池片组。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分组设置所述太阳能电池串，得到太阳能电池片组，所述太阳能电池片组至少包括一个太阳能电池串，包括：
所述太阳能电池片组包括大于1个太阳能电池串，将所述太阳能电池串电连接，得到太阳能电池片组。
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