CN106469760A - 光伏电池和太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏电池和太阳能电池组件，该光伏电池为两面受光的双面电池，该双面电池包括相互平行且相对的第一对边和第二对边，位于正面的、与第一电极相连的、相互平行间隔设置垂直于第一电极的第一导电条，该第一导电条的另一端具有伸出该第二对边外的第一伸出部，位于背面的、与该第二电极相连的、相互平行间隔设置垂直于第二电极的第二导电条，该第二导电条的另一端具有伸出该第一对边外的第二伸出部。通过改进原有的主栅结构，这样每片光伏电池的第一伸出部可以方便地与相邻光伏电池的第二伸出部相连，将原本组件制作时焊接的工作转移到光伏电池的制作上，从而降低太阳能电池组件制作的难度。

Description

光伏电池和太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及一种光伏电池和太阳能电池组件，特别是涉及一种正负极分别位于晶片两个表面的光伏电池和太阳能电池组件。
背景技术
目前产业化成熟度比较高的太阳能电池的正极和负极分别位于晶片的两个表面，例如设置于晶片正面(具有绒面和减反射层的表面)的栅状电极以及位于晶片背面的电极(可以是栅状的，也可以是覆盖整个晶片背面的金属层)。
但是在制作太阳能电池组件时，由于这种太阳能电池的正极和负极分别位于电池片的两个表面，因此需要将某一电池正面的电极连接到相邻电池背面的电极，也就是说位于一电池正面的主栅和相邻电池背面的主栅需要通过同一条焊带相连，那么就需要两片相邻的电池片的主栅严格对齐，否则在制作太阳能电池组件时(往往有八片以上的电池片相连)，系统对准误差将难以忽略。这样的连接方式制作难度较大，对准精度要求高。
更重要的是，在现有的电池组件中，用于连接正面电极和相邻电池背面电极的连接条通常是3-4条，即电池的表面上与正面栅状电极(即副栅)垂直设置的主栅(现有大多为三主栅电池和四主栅电池)，每条主栅的宽度在1.2mm-1.5mm之间。主栅对受光面也造成了一定程度的遮挡，使得可以利用的光损失了一部分。再者，主栅作为电极(即副栅)与焊带之间的连接，需要其具有优越的导电性，目前高效的太阳能电池组件均是采用银作为主栅的材料，而银又是贵金属，价格相对偏高，这也是太阳能电池发电成本难以下降的重要因素。
可以看出设计太阳能电池组件的核心之一就是在遮光和导电损耗以及成本之间取得平衡。由于功率与电流的平方成正比，在主栅数量增加的情况 下组件功率的损耗也就越小，为此业内都希望能采用多主栅。并且为了尽可能减小遮光，每条主栅的宽度要尽可能细。
由此德国太阳能设备制造商Schmid发布了一套无主栅工艺(也可以说是栅格状的金属分布)，采用这种工艺的电池具有良好的性能。然而在制作组件时却遇到了焊接困难的问题，由于栅格状的金属非常细，这给电池之间的焊接带来了非常大的困难(焊带需要将相邻电池片的主栅对准相连，也就是说焊带和主栅需要对准在同一直线上)，在主栅非常细的情况下焊接的成功率非常低，这也是Schmid的电池虽然具有优异的性能但难以被广泛用于太阳能电池组件制作的根本原因。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中太阳能电池组件制作时需要将正面电极与相邻电池背面电极相连、制作难度大、对准精度要求高的缺陷，提供一种光伏电池和太阳能电池组件，通过改进原有的主栅结构，简化了太阳能电池组件的制作工艺，降低了对对准精度的要求。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种光伏电池，其特点在于，该光伏电池为两面受光的双面电池，该双面电池包括相互平行且相对的第一对边和第二对边，该双面电池的正面设置有相互平行且平行于第一对边的第一电极，该双面电池的背面设置有相互平行的第二电极，该第一电极平行于该第二电极，该双面电池还包括：
位于正面的、与该第一电极相连的、相互平行间隔设置垂直于第一电极的第一导电条，该第一导电条的一端连接于最接近该第一对边的第一电极，该第一导电条的另一端具有伸出该第二对边外的第一伸出部，
位于背面的、与该第二电极相连的、相互平行间隔设置垂直于第二电极的第二导电条，该第二导电条的一端连接于最接近该第二对边的第二电极，该第二导电条的另一端具有伸出该第一对边外的第二伸出部。
优选地，该第一导电条的宽度为0.15mm-1mm，数量为5-20根，和/或， 该第一导电条包括铜芯，该铜芯外包覆锡或锡合金。
优选地，该第二导电条的宽度为0.15mm-1mm，数量为5-20根，和/或，该第二导电条包括铜芯，该铜芯外包覆锡或锡合金。
本发明还提供一种太阳能电池组件，其特点在于，该太阳能电池组件包括多片如上所述的光伏电池，其中多片光伏电池沿着该第一导电条的长度方向相互连接，一光伏电池的第一伸出部通过导电连接条与相邻光伏电池的第二伸出部相连，该导电连接条与每根第一导电条和每根第二导电条均相交。
优选地，该导电连接条还用于引导入射至该导电连接条正面的光线使其自该导电连接条的侧面出射。
优选地，该太阳能电池组件还包括覆盖于光伏电池上的盖板，该导电连接条还用于反射入射至该导电连接条正面的光线并使反射光在盖板的下表面发生全反射。
该导电连接条还可以具有不同类型的导光功能，或将光线自侧面导出再次入射至光伏电池上，或反射光线至盖板下表面以发生全反射，那么光线能够再次入射至光伏电池上，由此提高了光的利用率。
优选地，该导电连接条的形状与一间隙相同，该间隙由该第一导电条的长度方向上相邻光伏电池的第一间隙和第一对边的长度方向上相邻光伏电池的第二间隙共同构成。
本发明还提供一种光伏电池，其特点在于，该光伏电池包括相互平行且相对的第一对边和第二对边，该光伏电池的正面设置有相互平行且平行于第一对边的正面电极，该光伏电池的背面设置有背面电极，该光伏电池还包括：
位于正面的、与该正面电极相连的、相互平行间隔设置垂直于正面电极的第一导电条，该第一导电条的一端连接于最接近该第一对边的正面电极，该第一导电条的另一端具有伸出该第二对边外的第一伸出部，
位于背面的、与该背面电极相连的、相互平行间隔设置且位于该第一导电条所在直线上的第二导电条，该第二导电条的一端接近于该第二对边，该第二导电条的另一端具有伸出该第一对边外的第二伸出部。
优选地，该第一导电条的宽度为0.15mm-1mm，数量为5-20根，和/或，该第一导电条包括铜芯，该铜芯外包覆锡或锡合金。
优选地，该第二导电条的宽度为0.15mm-1mm，数量为5-20根，和/或，该第二导电条包括铜芯，该铜芯外包覆锡或锡合金。
本发明还提供一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件包括多片如上所述的光伏电池，其中多片光伏电池沿着该第一导电条的长度方向相互连接，一光伏电池的第一伸出部通过导电连接条与相邻光伏电池的第二伸出部相连，该导电连接条与每根第一导电条和每根第二导电条均相交。
优选地，该导电连接条还用于引导入射至该导电连接条正面的光线使其自该导电连接条的侧面出射。
优选地，该太阳能电池组件还包括覆盖于光伏电池上的盖板，该导电连接条还用于反射入射至该导电连接条正面的光线并使反射光在盖板的下表面发生全反射。
该导电连接条还可以具有不同类型的导光功能，或将光线自侧面导出再次入射至光伏电池上，或反射光线至盖板下表面以发生全反射，那么光线能够再次入射至光伏电池上，由此提高了光的利用率。
优选地，该导电连接条的形状与一间隙相同，该间隙由该第一导电条的长度方向上相邻光伏电池的第一间隙和第一对边的长度方向上相邻光伏电池的第二间隙共同构成。
本发明中的垂直指的是几何上绝对垂直的情况以及基本垂直的情况，所述基本垂直指的是导电条和电极的夹角为85°-95°的情况。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
1、通过改进原有的主栅结构(采用导电条来代替原有的主栅和焊条的组合)，使得位于光伏电池正面的第一导电条和位于光伏电池背面的第二导电条分别伸出第二对边外和第一对边外，这样每片光伏电池的第一伸出部可 以方便地通过导电连接条与相邻光伏电池的第二伸出部相连，将原本组件制作时焊接的工作转移到光伏电池的制作上，从而降低太阳能电池组件制作的难度。在本发明中，相邻电池片的连接通过第一导电条、第二导电条和导电连接条来实现，相比现有技术中需要将主栅与焊条对准在同一直线上，本发明的对准难度大大降低，因为导电连接条的介入，第一导电条和相邻电池的第二导电条并不一定要对齐。
2、与原有的三主栅或四主栅的太阳能电池组件而言，本发明通过采用多根宽度为0.15mm-1mm的导电条有效降低了原本在主栅上的功率损耗，同时降低了发热量，由此太阳能电池组件的有效功率得到了提升。
3、在现有技术中，为了使得连接相邻两电池的焊条与每片电池的电极(即副栅)之间形成较佳的连接，需要形成与副栅相垂直的主栅，主栅一般采用银浆形成，事实上银浆较大的用量使得太阳能电池组件的成本居高不下。而在本发明中，采用了多条较细的导电条和导电连接条来代替原有的焊条连接，因此原本的主栅结构可以省略，或者仅仅采用少数银浆来连接副栅和导电条，由此大大减少了银浆的用量，降低了成本。
4、现有的太阳能电池组件中则是在主栅的长度方向上，多片电池片通过焊带连接在一起，如此一来现有的连接方式中承受的应力可能是不均匀的，一旦局部有缺陷，那么很可能在应力的作用下导致组件中电池片间的连接断开，这种情况下超薄电池片的应用中经常出现。而在本发明的太阳能电池组件中，电池片之间的连接方式为每两片连接在一起，再加上导电条的数量较多，那么形成组件后应力得到了分摊，特别是在超薄电池片的应用中，这种优势尤为明显。
5、通过使用具有导光功能的导电连接条能够进一步增加光的利用率，提高太阳能电池组件的效率。并且通过将导电连接条制成光伏电池之间间隙的形状，能够最大程度增加太阳能电池组件的受光面积。
附图说明
图1为本发明实施例1的双面电池正面的第一电极和第一导电条的设置示意图。
图2为本发明实施例1的双面电池背面的第二电极和第二导电条的设置示意图。
图3为本发明实施例1的双面电池的主视图。
图4为本发明实施例1的一种导电连接条连接双面电池的示意图。
图5为本发明实施例1的另一种导电连接条连接双面电池的示意图。
图6为本发明实施例2的双面电池的背面电极和导电条的设置示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
参考图1-图5，本实施例所述的光伏电池为两面受光的双面电池，该双面电池包括相互平行且相对的第一对边11和第二对边12，该双面电池的正面设置有相互平行且平行于第一对边11的第一电极2，该双面电池的背面设置有相互平行的第二电极3，该第一电极2平行于该第二电极3，该双面电池还包括：
位于正面的、与该第一电极2相连的、相互平行间隔设置垂直于第一电极2的第一导电条4，该第一导电条4的一端连接于最接近该第一对边11的第一电极，该第一导电条4的另一端具有伸出该第二对边12外的第一伸出部4a，
位于背面的、与该第二电极3相连的、相互平行间隔设置垂直于第二电极3的第二导电条5，该第二导电条5的一端连接于最接近该第二对边12的第二电极，该第二导电条5的另一端具有伸出该第一对边11外的第二伸出部5a。
该第一导电条和第二导电条的宽度为0.25mm，数量为5根。在本实施 例中，该第一导电条和该第二导电条包括铜芯，该铜芯外包覆锡。
参考图3，从正面观察，本实施例所述的双面电池的结构如图3所示，第二导电条的第二伸出部5a伸出第一对边(图1和图2仅仅分别示出电池正面的结构和电池背面的结构)。
参考图4-图5，本实施例所述的太阳能电池组件包括多片如上所述的双面电池，其中多片双面电池沿着该第一导电条的长度方向相互连接，一双面电池的第一伸出部通过导电连接条20与相邻双面电池的第二伸出部相连(图中为了清楚显示，故放大了双面电池之间的间隙)，该导电连接条与每根第一导电条和每根第二导电条均相交。
其中，该导电连接条还用于引导入射至该导电连接条正面的光线使其自该导电连接条的侧面出射。参考图5，该导电连接条20的形状与一间隙相同，该间隙由该第一导电条的长度方向上相邻光伏电池的第一间隙和第一对边的长度方向上相邻光伏电池的第二间隙共同构成(为了主要示出双面电池的排列，故省去电极和导电条的部分)。
实施例2
实施例2的基本原理与实施例1相同，不同之处在于：本实施例中采用了单面受光的光伏电池。正面作为受光面，背面整片金属作为背面电极。
参考图1和图6，该光伏电池依然包括相互平行且相对的第一对边11和第二对边12，该光伏电池的正面设置有相互平行且平行于第一对边11的正面电极，该光伏电池的背面设置有背面电极3’，该光伏电池还包括：
位于正面的、与该正面电极相连的、相互平行间隔设置垂直于正面电极的第一导电条，该第一导电条的一端连接于最接近该第一对边的正面电极，该第一导电条的另一端具有伸出该第二对边外的第一伸出部(从外观上说，该光伏电池正面的电极和导电条设置和实施例1相同，参照图1)，
位于背面的、与该背面电极3’相连的、相互平行间隔设置且位于该第一导电条所在直线上的第二导电条5，该第二导电条5的一端接近于该第二对边12，该第二导电条的另一端具有伸出该第一对边外的第二伸出部5a。
该单面受光的光伏电池也可按照实施例1所述的连接方式形成太阳能电池组件，在本实施例中，该太阳能电池组件还包括覆盖于光伏电池上的盖板，该导电连接条还用于反射入射至该导电连接条正面的光线并使反射光在盖板的下表面发生全反射。
其余未提及之处参照实施例1。
附图中的上述各个部分的大小并非按比例描绘，本领域技术人员应当理解附图中的比例并非对本发明的限制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种光伏电池，其特征在于，该光伏电池为两面受光的双面电池，该双面电池包括相互平行且相对的第一对边和第二对边，该双面电池的正面设置有相互平行且平行于第一对边的第一电极，该双面电池的背面设置有相互平行的第二电极，该第一电极平行于该第二电极，该双面电池还包括：
位于正面的、与该第一电极相连的、相互平行间隔设置垂直于第一电极的第一导电条，该第一导电条的一端连接于最接近该第一对边的第一电极，该第一导电条的另一端具有伸出该第二对边外的第一伸出部，
位于背面的、与该第二电极相连的、相互平行间隔设置垂直于第二电极的第二导电条，该第二导电条的一端连接于最接近该第二对边的第二电极，该第二导电条的另一端具有伸出该第一对边外的第二伸出部。
2.一种光伏电池，其特征在于，该光伏电池包括相互平行且相对的第一对边和第二对边，该光伏电池的正面设置有相互平行且平行于第一对边的正面电极，该光伏电池的背面设置有背面电极，该光伏电池还包括：
位于正面的、与该正面电极相连的、相互平行间隔设置垂直于正面电极的第一导电条，该第一导电条的一端连接于最接近该第一对边的正面电极，该第一导电条的另一端具有伸出该第二对边外的第一伸出部，
位于背面的、与该背面电极相连的、相互平行间隔设置且位于该第一导电条所在直线上的第二导电条，该第二导电条的一端接近于该第二对边，该第二导电条的另一端具有伸出该第一对边外的第二伸出部。
3.如权利要求1或2所述的光伏电池，其特征在于，该第一导电条的宽度为0.15mm-1mm，数量为5-20根，和/或，该第一导电条包括铜芯，该铜芯外包覆锡或锡合金。
4.如权利要求1或2所述的光伏电池，其特征在于，该第二导电条的宽度为0.15mm-1mm，数量为5-20根，和/或，该第二导电条包括铜芯，该铜芯外包覆锡或锡合金。
5.一种太阳能电池组件，其特征在于，该太阳能电池组件包括多片如权利要求1所述的光伏电池，其中多片光伏电池沿着该第一导电条的长度方向相互连接，一光伏电池的第一伸出部通过导电连接条与相邻光伏电池的第二伸出部相连，该导电连接条与每根第一导电条和每根第二导电条均相交，
或者，该太阳能电池组件包括多片如权利要求2所述的光伏电池，其中多片光伏电池沿着该第一导电条的长度方向相互连接，一光伏电池的第一伸出部通过导电连接条与相邻光伏电池的第二伸出部相连，该导电连接条与每根第一导电条和每根第二导电条均相交。
6.如权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，该导电连接条还用于引导入射至该导电连接条正面的光线使其自该导电连接条的侧面出射。
7.如权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，该太阳能电池组件还包括覆盖于光伏电池上的盖板，该导电连接条还用于反射入射至该导电连接条正面的光线并使反射光在盖板的下表面发生全反射。
8.如权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，该导电连接条的形状与一间隙相同，该间隙由该第一导电条的长度方向上相邻光伏电池的第一间隙和第一对边的长度方向上相邻光伏电池的第二间隙共同构成。
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