CN107068796A - 太阳能电池模块 - Google Patents

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CN107068796A CN201710039444.XA CN201710039444A CN107068796A CN 107068796 A CN107068796 A CN 107068796A CN 201710039444 A CN201710039444 A CN 201710039444A CN 107068796 A CN107068796 A CN 107068796A
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陈奕嘉
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Abstract

一种太阳能电池模块包含多个太阳能电池单元以及多个连接件。多个太阳能电池单元呈二维阵列排列，以具有多个太阳能电池行与多个太阳能电池列。连接件配置于相邻二太阳能电池列之间。连接件具有依序相连的上部、中部及下部。其中，同一太阳能电池行的多个太阳能电池单元透过此些连接件而串联，同一太阳能电池列的多个太阳能电池单元透过同一连接件而并联。

Description

太阳能电池模块
技术领域
本发明关于一种太阳能电池模块，特别是一种包括各太能阳电池单元间彼此串联及并联的电性设计的太阳能电池模块。
背景技术
基本上，太阳能电池模块包括多个太阳能电池单元所组成的阵列，并密封而组成一太阳能板。一般来说，当在连接各个太阳能电池单元使其组成太阳能电池模块时，会使用互连接焊带(cell ribbon)跨接每个太阳能电池单元的正面和相邻太阳能电池单元的背面，从而形成多个太阳能电池串。接着，再将多个太阳能电池串平行排列，成为太阳能电池阵列。并且，在太阳能电池阵列旁侧对应太阳能电池串的端部处，以汇流焊带(bussingribbon)串接各互连接焊带(cell ribbon)的端部。当太阳光入射太阳能电池单元的受光面时，太阳能电池单元所产生的电流会经由太阳能电池单元间的连接焊带而传递，然后再借由汇流焊带输出至外部的储电装置。
然而，现有太阳能电池模块的电性设计，需透过在各个太阳能电池单元的对应位置上设置多个不同方向的互连接焊带，才能视实际电路设计而分别达到串联或并联的效果。此外，由于现有太阳能电池模块需透过位于为太阳能电池阵列旁侧的汇流焊带以及位于各太阳能电池单元之间的互连接焊带电性连接，因此各太阳能电池单元之间需要预留较大间隔距离，也就是说现有太阳能电池模块的设计，无法贡献转换效率(发电效率)的区域比例相对较高。
发明内容
本发明一实施例提出一种太阳能电池模块，太阳能电池模块包含多个太阳能电池单元以及多个连接件。多个太阳能电池单元呈二维阵列排列，以具有多个太阳能电池行与多个太阳能电池列。太阳能电池单元具有上电极及下电极，且上电极与下电极分别位于太阳能电池单元的相反二表面。上电极包括至少一上汇流电极，上汇流电极的长轴方向平行于太阳能电池列的方向，下电极包括至少一下汇流电极，下汇流电极的长轴方向平行于太阳能电池列的方向。连接件呈一维阵列排列，连接件的长轴方向平行于太阳能电池列的方向。这些连接件各别配置于相邻二太阳能电池列之间，在本实施例中连接件的长度大于太阳能电池列的总长度。连接件具有依序相连的上部、中部及下部。相邻二太阳能电池行的相邻二太阳能电池单元的相邻二上汇流电极透过连接件的上部电性连接。相邻二太阳能电池行的相邻二太阳能电池单元的相邻二下汇流电极透过连接件的下部电性连接。相邻二太阳能电池单元列之间夹置连接件的中部。
本发明一实施例提出一种太阳能电池模块，太阳能电池模块包含至少四个太阳能电池单元以及至少一连接件。在一铅直投影方向上，这些太阳能电池单元之间彼此不重叠，呈二维阵列排列，以具有二个太阳能电池行与二个太阳能电池列。太阳能电池单元具有上电极及下电极，且上电极与下电极分别位于太阳能电池单元的相反二表面。连接件配置于二个太阳能电池列之间，连接件的长轴方向平行于太阳能电池列的方向，而在图示中的连接件的长度大于太阳能电池列的总长度，且连接件具有依序相连的上部、中部及下部。上部电性连接其中一太阳能电池列的相邻二太阳能电池单元的相邻二上电极。下部电性连接其中的另一太阳能电池列的相邻二太阳能电池单元的相邻二下电极。二个太阳能电池列之间夹置该连接件的中部。
本发明一实施例提出一种太阳能电池模块，太阳能电池模块包含多个太阳能电池单元以及多个连接件。多个太阳能电池单元呈二维阵列排列，以具有多个太阳能电池行与多个太阳能电池列。太阳能电池单元具有上汇流电极及下汇流电极，且上汇流电极与下汇流电极分别位于太阳能电池单元的相反二表面，上汇流电极的长轴方向以及下汇流电极的长轴方向都平行于太阳能电池列的方向。连接件呈一维阵列排列。连接件的长轴方向平行于太阳能电池列的方向。这些连接件各别配置于相邻二太阳能电池列之间，且连接件具有依序相连的上部、中部及下部。其中，同一太阳能电池行的多个太阳能电池单元透过此些连接件而串联，同一太阳能电池列的多个太阳能电池单元透过同一连接件的上部或下部而并联。
综上所述，本发明实施例所提供的太阳能电池模块包括太阳能电池单元以及连接件，连接件配置于相邻的太阳能电池列之间。以太阳能电池列来看，同一连接件的上部连接至同一太阳能电池列的多个太阳能电池单元的上电极，且同一连接部的下部亦连接至与前述太阳能电池列相邻的同一太阳能电池行的多个太阳能电池单元的下电极。同一连接件的中部与相邻二太阳能电池列的多个太阳能电池单元绝缘。以太阳能电池行来看，各个连接件的上部连接各个太阳能电池行的多个太阳能电池单元的上电极，且各个连接件的下部连接各个太阳能电池行的多个太阳能电池单元的下电极。借此，同一个太阳能电池行的所有太阳能电池单元之间为串联，同一个太阳能电池列的所有太阳能电池单元之间为并联。本发明实施例无需在各个太阳能电池单元之间额外地设置多条不同方向的互连接焊带，即能透过连接件来实现电流转向，以达到所有太阳能电池单元之间为串联连接和并联连接。依此，本发明实施例可以增加电流可通过的路径，避免部分的太阳能电池单元因有裂缝或是被遮荫时而导致转换效率(发电效率)降低，此外还可进一步提高太阳能电池模块的整体电性。另，当太阳能电池单元的尺寸缩小时，本发明实施例的连接件可以透过实现电流转向，来降低电流不匹配的效应。
附图说明
图1A为本发明一实施例的太阳能电池模块的结构示意图。
图1B为图1A沿线A-A所绘示的局部剖面结构示意图。
图2为本发明再一实施例的太阳能电池模块的结构示意图。
图3为本发明另一实施例的太阳能电池模块的结构示意图。
图4为本发明另一实施例的太阳能电池模块应用于太阳能板的剖面结构示意图。
【符号说明】
100、200、300 太阳能电池模块
110 太阳能电池单元
120、220、320 连接件
122 上部
124 中部
126 下部
130 绝缘层
140 导电层
150 反光膜
BS 背板
D1 太阳能电池行
D2 太阳能电池列
D3 连接件行
E1 上电极
E12 上汇流电极
E14、E24 指状电极
E2 下电极
E22 下汇流电极
F1、F2 EVA薄膜
L1 长度
Lc1 上宽度
Lc2 下宽度
S1 受光面
S2 背光面
Tc、T1 厚度
TS 透光基板
W1 总长度
具体实施方式
图1A为本发明一实施例的太阳能电池模块的结构示意图。图1B为图1A中沿线A-A所绘示的局部剖面结构示意图。请参阅图1A及图1B，太阳能电池模块100包括多个太阳能电池单元110以及连接件120。多个太阳能电池单元110排列成为阵列，而连接件120配置于太阳能电池单元110之间。
在一铅直投影方向上，这些太阳能电池单元110之间彼此不重叠，且呈现二维阵列排列，以具有多个太阳能电池行D1与多个太阳能电池列D2。其中，太阳能电池行D1为沿着行方向(column direction)的太阳能电池单元串，太阳能电池列D2为沿着列方向(rowdirection)的太阳能电池串。同一太阳能电池行D1的此些太阳能电池单元110透过不同的连接件120而串联，同一太阳能电池列D2的此些太阳能电池单元110透过同一连接件120而并联。
于本实施例中，太阳能电池行D1与太阳能电池列D2的数量例如为6个，呈现阵列6X6的太阳能电池模块100。然而，太阳能电池行D1的数量与太阳能电池列D2的数量也可以是不相等，视实际设计需求而定。值得说明的是，太阳能电池行D1与太阳能电池列D2的数量都至少大于二个，以使太阳能电池单元110排列而成的最小阵列为呈现阵列2×2的太阳能电池模块。举例而言，请参阅图2，于其他实施例中，太阳能电池模块包括阵列2×2的太阳能电池单元110，而连接件120配置于两个太阳能电池列D2之间。
于一实施例中，太阳能电池单元110的大小范围大约是100平方厘米至500平方厘米之间。不过，于其他实施例中，太阳能电池单元110可以视实际设计而使用更小或是更大的尺寸。具体来说，当太阳能电池单元110的尺寸缩小时，电流也变小。例如是，太阳能单元110的尺寸缩减至原本太阳能电池单元尺寸的1/6时，电流亦等比例减至1/6。此外，所述太阳能电池单元110可以是但不限于单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池和染料敏化太阳能电池等。
每个太阳能电池单元110都具有受光面S1以及相对于受光面S1的背光面S2。太阳能电池单元110包括上电极E1以及下电极E2。其中，上电极E1设置于受光面S1，而下电极E2设置于背光面S2。
需说明的是，由于上电极E1位于受光面S1，为避免上电极E1遮蔽过多的太阳光，而影响入射到受光面S1的光量，因此需考量上电极E1对受光面S1的遮光面积。于本实施例中，上电极E1可以包括上汇流电极E12和指状电极E14，其中，上汇流电极E12的长轴方向平行于太阳能电池列D2的方向，而指状电极E14的长轴方向平行于太阳能电池行D1的方向，也就是说，上汇流电极E12与指状电极E14连接(例如交错形式)如图1A所绘示，指状电极E14可以为长条状，且上汇流电极E12的宽度大于指状电极E14的宽度。不过，于其他实施例中，指状电极E14也可以是其它形状(未绘示)，例如但不限于齿状、鱼骨状。此外，指状电极E14的长轴方向也可以不平行太阳能电池行D1的方向。
另外，下电极E2包括下汇流电极E22及多个指状电极E24。需说明的是，由于下电极E2位于背光面S2，无需考量下汇流电极E22对背光面S2的遮光面积。因此，下汇流电极E22的面积可以增加，从而太阳能电池单元110的电阻可以减少。同样地，下汇流电极E22的长轴方向平行于太阳能电池列D2的方向。
需说明的是，上汇流电极E12和下汇流电极E22的形状例如大致上为长条状，所述上汇流电极E12以及下汇流电极E22的长轴方向即是指上汇流电极E12及下汇流电极E22的延伸方向。在其他实施例中，上汇流电极E12和下汇流电极E22的形状亦可为其他形状，例如虚线状或锯齿状，本发明不加以限定。
在一铅直投影方向上，每个连接件120各别配置于相邻二个太阳能电池列D2之间，这些连接件120呈现一维阵列排列，以具有连接件行D3。连接件120的俯视形状大致上为长条状，其中，连接件120的长轴方向平行于太阳能电池列D2的方向。具体来说，连接件120的长度L1大于或等于太阳能电池列D2的总长度W1，也就是说，连接件120沿着列方向延伸至少连接到同一太阳能电池列D2中每个太阳能电池单元110。连接件120的厚度Tc大于太阳能电池单元110的厚度T1，于其中一实施中，连接件120的厚度Tc小于或等于1.0毫米(mm)。实务上，连接件120为一汇流焊带(bussing ribbon)，不仅能够承载各太阳能电池单元110阵列，而且能够导引并汇流每个太阳能电池单元110所产生的电流，便于输出至外部负载。
连接件120具有上部122、中部124及下部126，上部122与下部126分别位于中部124的相对两侧，且上部122、中部124及下部126依序相连。具体而言，上部122与中部124所夹的角度大于或是等于90度，中部124与下部126所夹的角度大于或是等于90度。
以同一个连接件120为例，上部122连接至少相邻二个太阳能电池行D1的相邻二太阳能电池单元110的相邻二上汇流电极E12，下部126连接至少相邻二个太阳能电池行D1的相邻二太阳能电池单元110的相邻二下汇流电极E22。具体而言，如图1A和图1B所示，同一个连接件120的上部122沿着列方向延伸，且同一个连接件120的上部122与同一太阳能电池列D2中每个太阳能电池单元110的上汇流电极E12具有实体上的连接，以使得同一太阳能电池列D2中的各个太阳能电池单元110之间为并联。同一个连接件120的下部126沿着列方向延伸，且同一个连接件120的下部126与前述太阳能电池列D2相邻的同一太阳能电池列D2中每个太阳能电池单元110的下汇流电极E22同时具有实体上的连接，以使得与前述太阳能电池列相邻的同一太阳能电池列D2中每个太阳能电池单元110并联。此外，在同一个太阳能电池行D1的其中一太阳能电池单元110的上汇流电极E12与一个连接件120的上部122具有实体上连接，而相同的连接件120的下部126与另一相邻太阳能电池行D1的相邻太阳能电池单元110的下汇流电极E22具有实体上连接，如此一来，同一个太阳能电池行D1的所有太阳能电池单元110之间则形成为串联。
上部122与上汇流电极E12之间能够电性导通，而下部126与下汇流电极E22之间能够电性导通。上部122与上汇流电极E12之间的电性连接方式以及下部126与下汇流电极E22之间的电性连接方式可以有多种，例如是透过焊接连接或是设置导电层140连接。举例来说，于本实施例中，如图1B所绘示，上部122直接地焊接于上汇流电极E12，下部126直接地焊接于下汇流电极E22。于另一实施例中，如图3所绘示，太阳能电池模块200可以更包括导电层140，导电层140分别于上部122的下表面以及下部126的上表面，从而上部122得以透过导电层140而与上汇流电极E12电性连接，而下部126得以透过导电层140而与下汇流电极E22电性连接。实务上，导电层140可以是但不限于金属导电胶(例如但不限于银胶)、镀锡层、导电膜带等。
中部124沿着列方向被相邻二个太阳能电池列D2之间夹置。值得说明的是，连接件120的中部124与相邻二太阳能电池列D2的太阳能电池单元110绝缘，以避免相邻二太阳能电池列D2的太阳能电池单元110因与连接件120的中部124产生不必要的接触而造成短路。于本实施例中，如图1B所绘示，相邻两个太阳能电池列D2之间的距离可以至少大于连接件120的中部124的厚度，也就是说，同一太阳能电池行D1的两个相邻的太阳能电池单元110之间的距离可以至少大于连接件120的中部124的厚度。于此，连接件120的中部124可以与位于相邻二太阳能电池列D2的相邻二太阳能电池单元110的侧面相距一间隙。不过，如图3所绘示，于另一实施例中，太阳能电池模块200可进一步包括多个绝缘层130，这些绝缘层130设置于连接件120的中部124的外表面。
依此，当太阳光入射至太阳能电池单元110的受光面S1时，所产生的电流能够传递至上电极E1的指状电极E14，再汇集到上汇流电极E12而得以输出。在同一个太阳能电池行D1的其中一太阳能电池单元110的上汇流电极E12可以将汇集到的电流传递至其中一个连接件120的上部122而后再由相同的连接件120的下部126导引至另一相邻太阳能电池行D1的相邻太阳能电池单元110的下汇流电极E22，借以同一个太阳能电池行D1的所有太阳能电池单元110之间为串联。在同一个太阳能电池列D2的其中一太阳能电池单元110的上汇流电极E12将汇集到的电流透过连接件120的上部122而导引至另一相邻太阳能电池单元110的上汇流电极E12，借以同一个太阳能电池列D2的所有太阳能电池单元110之间为并联。
需说明的是，上部122具有垂直于连接件120的长轴方向的上宽度Lc1，下部126具有垂直于连接件120的长轴方向的下宽度Lc2，其中，上宽度Lc1和下宽度Lc2的值可以视实际需求而相等或是不相等。于本实施例中，上宽度Lc1和下宽度Lc2的值可以大致相等，连接件120的上部122的上宽度Lc1可选地未超过上汇流电极E12的线宽，因此，连接件120的上部122不会额外地遮蔽到太阳能电池单元110的受光面S1，进而不会额外地影响到太阳能电池单元110的集光效果。在一实施例中，上部122的上宽度Lc1小于或等于3毫米(mm)。于另一实施例中，如图3，在太阳电池模块200中，上宽度Lc1小于下宽度Lc2，连接件的下部126的下宽度Lc2可以超过下汇流电极E22的线宽而延伸于太阳能电池单元110的背光面S2。因此，连接件220能够更佳地承载各太阳能电池单元110。此外，增加下部126的下宽度Lc2可以降低连接件120本身电阻，从而降低同一太阳能电池行D1的各太阳能电池单元110的串联电阻，以提升整体电性。
图4为本发明另一实施例的太阳能电池模块应用于太阳能板的剖面结构示意图。请参阅图4，实务上，太阳能电池模块300被密封而组成一太阳能板。具体来说，太阳能电池模块300被二层乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)薄膜F1、F2所包夹，且被密封于背板BS和透光基板TS之间。其中，太阳能电池单元110的受光面S1对应透光基板TS，背光面S2对应背板BS，以使太阳光LS经由透光基板TS而入射至受光面S1。太阳能电池模块300可以更包括反光膜150，反光膜150设置于连接件320的上部122的上表面。当太阳光LS入射至太阳能电池模块300时，部分的太阳光LS入射到反光膜150且被反光膜150反射至透光基板TS后再度反射至受光面S1，利于使太阳光LS能够有效地进入受光面S1，从而增加光利用效率。
综上所述，本发明实施例所提供的太阳能电池模块包括太阳能电池单元以及连接件，连接件配置于相邻的太阳能电池列之间。以太阳能电池列来看，同一连接件的上部连接至同一太阳能电池列的多个太阳能电池单元的上电极，且同一连接件的下部亦连接至与前述太阳能电池列相邻的同一太阳能电池列的多个太阳能电池单元的下电极。同一连接件的中部与相邻二太阳能电池列的多个太阳能电池单元绝缘。以太阳能电池行来看，各个连接件的上部连接各个太阳能电池行的太阳能电池单元的上电极，且各个连接件的下部连接各个太阳能电池行的太阳能电池单元的下电极。借此，同一个太阳能电池行的所有太阳能电池单元之间为串联，同一个太阳能电池列的所有太阳能电池单元之间为并联。本发明实施例无需在各个太阳能电池单元之间额外地设置多条不同方向的互连接焊带，即能透过连接件来实现电流转向，以达到所有太阳能电池单元之间为串联连接和并联连接。依此，本发明实施例可以增加电流可通过的路径，避免部分的太阳能电池单元因有裂缝或是被遮荫而导致降低光转换效率的影响，进而提高太阳能电池模块的整体电性。此外，当太阳能电池单元的尺寸缩小时，本发明实施例的连接件可以透过实现电流转向，来降低电流不匹配的效应。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种太阳能电池模块，包括：
多个太阳能电池单元，呈二维阵列排列，以具有多个太阳能电池行与多个太阳能电池列，每一该太阳能电池单元具有一上电极及一下电极，且每一该太阳能电池单元的该上电极与该下电极分别位于该太阳能电池单元的相反二表面，该上电极包括至少一上汇流电极，该上汇流电极的长轴方向平行于该些太阳能电池列的方向，该下电极包括至少一下汇流电极，该下汇流电极的长轴方向平行于该些太阳能电池列的方向；以及
多个连接件，呈一维阵列排列，每一该连接件的长轴方向平行于该些太阳能电池列的方向，该些连接件各别配置于相邻二该太阳能电池列之间，且每一该连接件具有依序相连的一上部、一中部及一下部；
其中，相邻二该太阳能电池行的相邻二该太阳能电池单元的相邻二该上汇流电极透过该连接件的该上部连接，相邻二该太阳能电池行的相邻二该太阳能电池单元的相邻二该下汇流电极透过该连接件的该下部连接，相邻二该太阳能电池列之间夹置该连接件的该中部。
2.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中每一该连接件的该中部与相邻的该些太阳能电池单元绝缘。
3.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中在一铅直投影方向上，该些太阳能电池单元之间彼此不重叠。
4.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中该上部具有一垂直于该连接件的长轴方向的上宽度，该下部具有一垂直于该连接件的长轴方向的下宽度，该下宽度大于或等于该上宽度。
5.如权利要求4所述的太阳能电池模块，其中该上部的该上宽度小于或等于3毫米。
6.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中该连接件的厚度小于或等于1.0毫米。
7.一种太阳能电池模块，包括：
至少四太阳能电池单元，在一铅直投影方向上，该些太阳能电池单元之间彼此不重叠，呈二维阵列排列，以具有二个太阳能电池行与二个太阳能电池列，每一该太阳能电池单元具有一上电极及一下电极，且每一该太阳能电池单元的该上电极与该下电极分别位于该太阳能电池单元的相反二表面；以及
至少一连接件，配置于该二个太阳能电池列之间，该连接件的长轴方向平行于该些太阳能电池列的方向，且该连接件具有依序相连的一上部、一中部及一下部；
其中，该上部电性连接其中一该太阳能电池列的相邻二该太阳能电池单元的相邻二该上电极，该下部电性连接其中的另一太阳能电池列的相邻二该太阳能电池单元的相邻二该下电极，该二个太阳能电池列之间夹置该连接件的该中部。
8.如权利要求7所述的太阳能电池模块，其中该上部具有一垂直于该连接件的长轴方向的上宽度，该下部具有一垂直于该连接件的长轴方向的下宽度，该下宽度大于或等于该上宽度。
9.一种太阳能电池模块，包括：
多个太阳能电池单元，呈二维阵列排列，以具有多个太阳能电池行与多个太阳能电池列；以及
多个连接件，呈一维阵列排列，每一该连接件的长轴方向平行于该些太阳能电池列的方向，该些连接件各别配置于相邻二该太阳能电池列之间，且每一该连接件具有依序相连的一上部、一中部及一下部；
其中，同一该太阳能电池行的该些太阳能电池单元透过该些连接件而串联，同一该太阳能电池列的该些太阳能电池单元透过同一该连接件的该上部或该下部而并联。
10.如权利要求9所述的太阳能电池模块，其中每一该连接件的该中部与相邻的该些太阳能电池单元绝缘。
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