CN106887480A - 一种多片拼接高效晶硅电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多片拼接高效晶硅电池组件，包括自上而下依次层叠设置的上表面玻璃、上表面胶膜、电池串、下表面胶膜、背板材料，四周密封，电池串由若干个切片电池通过导电介质串联拼接而成，电池串沿纵向或横向排成阵列，在阵列的两端均设有汇流条，背板材料设有开口，汇流条相互连通并通过引出线在开口处与背板材料外侧的接线盒相连。本发明采用由单位晶硅电池片切片得到的切片电池以导电介质串联组成电池串，降低组件功率损失，有效提高单块组件功率和单位面积上的发电能力，并根据切片电池的结构特性，构建串联连接结构，降低电流传输路径，有效提升电流传输效率，提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及新型晶体硅电池领域，特别是一种多片拼接高效晶体硅电池组件。
背景技术
太阳能光伏发电作为一种新能源，将在未来的能源消费中，占据重要的位置。随着太阳能技术的不断进步，大型系统电站高速增长，由于可利用光伏发电土地资源的不断减少，高效晶硅电池组件的需求不断上升，未来太阳能市场发展，光伏发电将主要集中在高效晶硅电池组件的开发与应用上。
目前市场上，太阳能电池组件存在两种结构。
一是涂锡铜带互联形成的常规组件，光伏组件的核心元件是电池片，由于单个电池片不便运输、易被损坏、电压较小，需要对电池片进行封装并将电池片串联起来以达到一定要求的电压，常规组件一般是60片或72片进行串联，因电气性能的要求，片与片之间需留有一定距离的间隙。照射在间隙位置上的太阳光经过多次折射、反射后，势必有一部分太阳光最终射到组件外部，以及电池片本身的金属栅线也会遮挡光照，这降低了组件对太阳光的利用。在串联过程中互联条因自身电阻等也会产生损耗，这几方面的损耗是目前常规组件难以避免的。
二是导电胶粘接形成的叠片组件，此类组件电池片需要进行堆叠，堆叠部分依然会损失电池表面的受光面积。
以上两种结构都存在晶硅电池利用率低的缺点，无法高效的利用同等面积的晶硅电池片。并且市场现有结构太阳能组件，普遍都有同质化，导致产品性能质量不足或过剩现象存在。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种多片拼接高效晶硅电池组件，对于同等面积的晶硅电池，降低损耗，提高组件功率和发电能力。
技术方案：一种多片拼接高效晶硅电池组件，所述电池组件包括自上而下依次层叠设置的上表面玻璃、上表面胶膜、电池串、下表面胶膜、背板材料，所述电池组件四周密封，所述电池串由若干个切片电池通过导电介质串联拼接而成，所述电池串沿纵向或横向排成阵列，在所述阵列的两端均设有汇流条，所述背板材料设有开口，所述汇流条相互连通并通过引出线在所述开口处与所述背板材料外侧的接线盒相连。
进一步的，所述切片电池为单位晶硅电池片的1/2～1/20切片。
进一步的，所述切片电池为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、化合物类太阳能电池、异质结太阳能电池中的任一种切片形成。
进一步的，所述切片电池是以激光划片得到的，或是以开槽并采取热胀冷缩的机理进行裂片得到的。
进一步的，所述电池串的相邻切片电池之间的间距为0～0.6mm。
进一步的，所述电池串的切片电池数量为2～60片。
进一步的，所述阵列由所述电池串对称串联后并联连接组成。区别于常规晶硅电池组件的串并联方式，兼顾了厚度电池发展后的多主栅情况，即在更多的主栅线时也可以通过此种方式进行串并联且效果更优。
进一步的，所述导电介质为低温、柔性导电介质，具体可以是低温导电胶带、透明导电胶、导电胶膜、导电浆料、导电粘结剂的其中一种，可在电池串形成过程中直接形成欧姆接触，还可避免因为热胀冷缩及材料系数不同造成的电池发电单元的隐裂、碎片等情况。
进一步的，所述导电介质与所述切片电池通过丝网印刷或喷墨印刷或加热涂覆的方式进行固化粘接。
进一步的，所述电池组件的电池串数量为2～20串。
进一步的，所述电池组件四周采用边框和胶体密封，提高电池组件机械载荷能力。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：采用由单位晶硅电池片切片得到的切片电池以导电介质串联组成电池串，降低组件功率损失，有效提高单块组件功率和单位面积上的发电能力，并根据切片电池的结构特性，构建串联连接结构，降低电流传输路径，有效提升电流传输效率，提高产品质量。
附图说明
图1为本发明结构主视图；
图2为将电池组件沿电池串纵向剖的剖视图；
图3为导电介质串联切片电池的结构示意图；
图4为电池片叠片堆叠的电池串其电流传输示意图；
图5为本发明电池串电流传输示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种多片拼接高效晶硅电池组件，如附图1、2所示，包括自上而下依次层叠设置的上表面玻璃1、上表面胶膜2、电池串、下表面胶膜3、背板材料4，电池组件四周用边框5以及硅胶或密封胶带密封，形成整体。
电池串由若干个切片电池6通过低温、柔性的导电介质7串联拼接而成。切片电池是由单位晶硅电池片按1/2～1/20切片得到的，一个电池串中的切片电池数量可以是2～60片，相邻的切片电池之间具有一定的间距，间距尺寸为0～0.6mm。导电介质可以是低温导电胶带、透明导电胶、导电胶膜、导电浆料、导电粘结剂等低温、柔性导电介质，导电介质与切片电池通过丝网印刷、喷墨印刷或加热涂覆的方式进行固化粘接，从而与切片电池导通，如附图3所示，直接形成欧姆接触。
一个电池组件中的电池串数量可以是2～20串，电池串全部沿纵向或全部沿横向排成阵列，根据全部电池串的数量，对称串联后再并联，可两个两个串联、三个三个串联等，从而降低电流传输路径，有效提升电流传输效率。
在阵列的两端均设有汇流条8，背板材料上设有开口，汇流条相互连通并通过引出线在开口处与背板材料外侧的接线盒9相连。
同一个电池组件中的切片电池尺寸、切片电池之间的间距、电池串中的切片电池数量应相同。
切片电池可采用晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、化合物类太阳能电池、异质结太阳能电池中的任一种切片形成，利于现有太阳能电池领域的发展。切片电池可以是激光划片得到，或者是以其他方式开槽并采取热胀冷缩的机理进行裂片得到。
由于切片电池相比于单位晶硅电池片，一方面面积小了许多，如采用焊接方式搭接串联切片电池，再加上涂锡铜带材料与电池片材料不同，焊接部位的应力变化、收缩现象更不容易控制，更容易造成切片电池在焊接部位碎裂。采用低温、柔性的导电介质连接切片电池，可避免因为热胀冷缩及材料系数不同造成的电池发电单元的隐裂、碎片等情况，并且相比于涂锡铜带焊接，相邻的切片电池之间的间距可从约2mm缩减到0～0.6mm，整体上减小了电池组件的尺寸，有效提升单位面积内组件发电效率。
图4所示的电池串为电池片叠片堆叠形成，电池片之间具有重叠部分，其电流传输路径是按箭头沿整个电池串长度。图5所示的电池串为本发明采用切片电池通过导电介质串联形成，其电流传输路径是在切片电池各自本身按箭头汇集到其上的导电介质，而后从导电介质直接汇流。可见，在相同的规格情况下，切片电池的电压几乎不变、电流减少，由于导电介质都存在一定电阻，由电阻电学损失公式P＝I2R可以看出，当电流I降低时，电学损失P会明显下降，可以有效提高单块组件功率和单位面积上的发电能力，在建成相同发电量的电站时，所使用的双玻组件数量会减少，安装支架、占地都会减少，从而降低电站系统端的成本。
Claims (12)
1.一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述电池组件包括自上而下依次层叠设置的上表面玻璃、上表面胶膜、电池串、下表面胶膜、背板材料，所述电池组件四周密封，所述电池串由若干个切片电池通过导电介质串联拼接而成，所述电池串沿纵向或横向排成阵列，在所述阵列的两端均设有汇流条，所述背板材料设有开口，所述汇流条相互连通并通过引出线在所述开口处与所述背板材料外侧的接线盒相连。
2.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述切片电池为单位晶硅电池片的1/2～1/20切片。
3.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述切片电池为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、化合物类太阳能电池、异质结太阳能电池中的任一种切片形成。
4.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述切片电池是以激光划片得到的，或是以开槽并采取热胀冷缩的机理进行裂片得到的。
5.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述电池串的相邻切片电池之间的间距为0～0.6mm。
6.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述电池串的切片电池数量为2～60片。
7.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述阵列由所述电池串对称串联后并联连接组成。
8.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述导电介质为低温、柔性导电介质。
9.根据权利要求8所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述导电介质为低温导电胶带、透明导电胶、导电胶膜、导电浆料、导电粘结剂的其中一种。
10.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述导电介质与所述切片电池通过丝网印刷或喷墨印刷或加热涂覆的方式进行固化粘接。
11.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述电池组件的电池串数量为2～20串。
12.根据权利要求1所述的一种多片拼接高效晶硅电池组件，其特征在于：所述电池组件四周采用边框和胶体密封。
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