CN108538944B - 一种光伏导电背板及光伏电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏导电背板及光伏电池组件，所述光伏电池组件包括光伏电池以及与光伏电池相配合的背板。所述背板包括板体，还包括多个复合于板体内侧一端且间隔布置的第一导电结构，以及多个复合于板体内侧另一端且间隔布置的第二导电结构，所述电池串两端的电极引出焊带分别与板体两端位置对应的第一导电结构和第二导电结构连接导通，所述第一导电结构和/或第二导电结构上设置有输出电极。本发明将导电层复合在背板板体上，并通过背板上的电极导电连接口使已经进行串联或并联连接好的电池串与背板相连，通过各个导电结构的布局还可以使得旁路二极管与导电层连接，当电池串与导电结构连接实现电池串的线路连接的同时，与旁路二极管并联。
Description
技术领域
本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种光伏导电背板及光伏电池组件。
背景技术
常规整片电池组件的电路通常每两串电池并联一个旁路二极管9，典型电路示意图见图1，其中单串电池串串联之后，将电池串的端部汇流焊接，见图2，同时通过电极引出线连接到接线盒中，实现电池串与旁路二极管9的并联。当旁路二极管9保护的某一串电池中一片(或多片)电池受到遮挡时，通常是完全遮挡面积达50％单片电池面积的以上时，旁路二极管9将启动，在组件或组串中损失掉1/3的单个组件功率。
图3为一种现有典型的半片电池组件的电路图，如图3所示，两串相邻的半片电池串并联一个旁路二极管9，当旁路二极管9启动时，在组件或组串中损失掉1/3的单个组件功率。由于电池串的两端并联在旁路二极管9两端，因此电池串一端焊接的汇流条通常需要通过组件背面跳线的方式并联到旁路二极管9的一端，因此在组件中至少有两条跳线并联到旁路二极管9上，在组件制程过程中无形增加了生产的难度，并增加了发生电池破片隐裂的风险。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种光伏导电背板，省去端部汇流条设计，实现组件中电池电路连接的便利性。
本发明的技术方案为：一种光伏导电背板，包括板体，还包括多个复合于板体内侧一端且间隔布置的第一导电结构，以及多个复合于板体内侧另一端且间隔布置的第二导电结构，所述电池串两端的电极引出焊带分别与板体两端位置对应的第一导电结构和第二导电结构连接导通，所述第一导电结构和/或第二导电结构上设置有输出电极。
当光伏电池组件中电池方阵中的各个电池串串联或是并联排布好之后，本发明不需要在电池串两端进行汇流条的汇流焊接，本发明中可以通过背板板体上的第一导电结构和第二导电结构与电池串两端连接导通，使得电池串、第一导电结构以及第二导电结构电连接，并且由于输出电极设置于第一导电结构和/或第二导电结构上，因此使得电池串通过输出电极与外部导通。
本发明中第一导电结构和第二导电结构的结构形式有多种，作为优选，所述第一导电结构和第二导电结构从板体内侧外部一侧朝向板体内侧一侧均依次包括夹胶膜层、介电层以及导电层，所述第一导电结构和第二导电结构的夹胶膜层和介电层上开设有电极导电连接口，位于所述电极导电连接口处的电池串的电极引出焊带可通过导电媒介物与导电层连接，所述输出电极穿设于导电层上并延伸至板体外侧。
本发明可以通过导电浆料或者导电胶等导电媒介物将电池串的电极引出焊带与电机层连接，从而使得电池串、第一导电结构以及第二导电结构连通。
本发明中导电层的种类有多种，作为优选，所述导电层为金属箔层。
本发明还可以通过将旁路二极管接入背板上，将旁路二极管与第一导电结构和/或第二导电结构欧姆连接，当电池串与第一导电结构以及第二导电结构的电极导电连接口连接之后，旁路二极管也同时接入了电路之中，本发明可以根据光伏电池组件中旁路二极管与电池方阵之间的连接关系，在背板的对应位置处接入旁路二极管，作为优选，所述第一导电结构和相邻第一导电结构之间欧姆连接有旁路二极管。当电池方阵的排布为：多个电池串并行布置且依次串联连接，每两个相邻电池串并联一个旁路二极管时，本发明可以在第一导电结构和相邻第一导电结构之间欧姆连接一个旁路二极管，从而使得旁路二极管与对应的电池串并联连接。
作为优选，所述第一导电结构包括朝向第二导电结构一侧延伸的第一导电延伸部，与所述第一导电结构位置对应的第二导电结构包括朝向第一导电结构一侧延伸且靠近第一导电延伸部的第二导电延伸部，所述第一导电延伸部和第二导电延伸部之间欧姆连接有旁路二极管。当电池方阵的排布为：两个电池串并联形成一个电池串组，多个电池串再依次串联，将每个电池串组中并联接入一个旁路二极管时，本发明可以通过在第一导电延伸部和第二导电延伸部之间欧姆连接一旁路二极管，从而使得旁路二极管与对应的电池串组并联连接，本发明中欧姆接入旁路二极管的方式有多种，可以根据不同的需求设计板体上第一导电结构以及第二导电结构的形状或位置，使得第一导电结构和第二导电结构形成与对应的电池方阵相匹配，并且便于接入旁路二极管即可。
作为优选，还包括多个复合于板体内侧的第三导电结构，所述第一导电结构包括朝向第二导电结构一侧延伸的第一导电延伸部，与所述第一导电结构位置对应的第二导电结构包括朝向第一导电结构一侧延伸的第二导电延伸部，所述第三导电结构位于所述第一导电延伸部和第二导电延伸部之间，所述第一导电延伸部和第三导电结构之间串联有旁路二极管，所述第二导电延伸部和第三导电结构之间欧姆连接有旁路二极管。当电池方阵的排布为：多个电池串并行布置，且依次串联连接，每个电池串根据电池串上的电池片数量平均分为两段电池段，每个电池段上并联一个旁路二极管；本发明可以通过上述的板体上的第一导电结构、第二导电结构以及第三导电机构的设计接入与上述电池方阵排布方式相匹配的旁路二极管。
作为优选，所述第三导电结构从板体内侧外部一侧朝向板体内侧一侧依次包括夹胶膜层、介电层以及导电层，所述导电层为金属箔层。本发明中第三导电结构的结构形式可以与第一导电结构以及第二导电结构相同。
本发明中的旁路二极管一般可以使用薄片式旁路二极管，薄片旁路二极管可以是小的全背接触IBC电池。
本发明还提供了一种光伏电池组件，包括光伏电池以及与光伏电池相配合的背板，所述背板为上述的光伏导电背板。
本发明的光伏电池组件的背板为带有导电性能的背板，本发明可以根据光伏电池的排布方式以及与旁路二极管的连接方式，对应设计与之相匹配的且已经欧姆接入旁路二极管的背板电路结构，使得光伏电池与背板上的导电结构接通，同时接入旁路二极管。
作为优选，所述光伏电池中的电池片包括1～40栅主栅。
作为优选，所述光伏电池中电池片为1/2电池片、2/3电池片或整片电池片。本发明中光伏电池中的电池片还可以为其他任意尺寸的电池片。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明将导电层复合在背板板体上，并通过背板上的电极导电连接口使已经进行串联或并联连接好的电池串与背板相连，通过各个导电结构的布局还可以使得旁路二极管与导电层连接，当电池串与导电结构连接实现电池串的线路连接的同时，与旁路二极管并联。
(2)本发明实现了光伏电池组件中电池电路连接的便利性，并联旁路二极管的数量不受电池端部引出或者跳线隔离的制约，尽量减少发生阴影遮挡时的功率损失，而且本发明可以省去端部汇流条设计，电池片可更靠近组件边缘提高组件效率0.1％～0.2％。
(3)本发明的导电背板设计，可实现任意主栅数量(通常是1～40栅)、任意尺寸电池(如1/2电池，2/3电池，整片电池等)组成的电池串的串联以及并联连接，并实现电池串或单个电池与1～N个旁路二极管(N为组件中电池片的总数量)的并联。结合高于常规组件的旁路二极管使用数量，可将二极管启动时产生的输出功率损失降低。而且叠片电池组成的串联电池串在电极端部预先连接引出电极金属线，可以使之与本发明背板进行连接，并且将电极连接点的位置进行调整，电池正负极进行隔离，可扩展到全背接触电池使用。
附图说明
图1为含有60片整片电池组件并且并联3个旁路二极管的光伏电池组件电路连接图。
图2为电池串的结构示意图。
图3为现有半片光伏电池组件的电路示意图。
图4为与图1电路对应的光伏导电背板示意图。
图5为图4中的A处的放大图。
图6为图5中A-A向的剖面结构示意图。
图7为图5中B-B向的剖面结构示意图。
图8为含有60片整片电池片并且并联12个旁路二极管的光伏电池组件电路连接图。
图9为与图8对应的光伏导电背板示意图。
图10为与图3对应的光伏导电背板示意图。
具体实施方式
本发明为一种光伏电池组件，包括光伏电池以及与光伏电池相配合的背板。本发明的光伏电池组件的背板为带有导电性能的背板，本发明可以根据光伏电池的排布方式以及与旁路二极管9的连接方式，对应设计与之相匹配的且已经欧姆接入旁路二极管9的背板电路结构，使得光伏电池与背板上的导电结构接通，同时接入旁路二极管9。
如图4～图7所示，本发明包括板体1，还包括多个复合于板体1内侧一端且间隔布置的第一导电结构2，以及多个复合于板体1内侧另一端且间隔布置的第二导电结构3，电池串两端的电极引出焊带分别与板体1两端位置对应的第一导电结构2和第二导电结构3连接导通，第一导电结构2和/或第二导电结构3上设置有输出电极4。
当光伏电池组件中电池方阵中的各个电池串串联或是并联排布好之后，本发明不需要在电池串两端进行汇流条的汇流焊接，本发明中可以通过背板板体1上的第一导电结构2和第二导电结构3与电池串两端连接导通，使得电池串、第一导电结构2以及第二导电结构3电连接，并且由于输出电极4设置于第一导电结构2和/或第二导电结构3上，因此使得电池串通过输出电极4与外部导通。
本发明中第一导电结构2和第二导电结构3的结构形式有多种，如图6和图7所示，第一导电结构2和第二导电结构3从板体1内侧外部一侧朝向板体1内侧一侧均依次包括夹胶膜层5、介电层6以及导电层7，
第一导电结构2和第二导电结构3的夹胶膜层5和介电层6上开设有电极导电连接口8，位于电极导电连接口8处的电池串的电极引出焊带可通过导电媒介物与导电层7连接，输出电极4穿设于导电层7上并延伸至板体1外侧。
本发明可以通过导电浆料或者导电胶等导电媒介物将电池串的电极引出焊带与电机层连接，从而使得电池串、第一导电结构2以及第二导电结构3连通。
本发明中导电层7的种类有多种，本实施例中导电层7为金属箔层。
本发明还可以通过将旁路二极管9接入背板上，将旁路二极管9与第一导电结构2和/或第二导电结构3欧姆连接，当电池串与第一导电结构2以及第二导电结构3的电极导电连接口8连接之后，旁路二极管9也同时接入了电路之中，本发明可以根据光伏电池组件中旁路二极管9与电池方阵之间的连接关系，在背板的对应位置处接入旁路二极管9，如图7所示，本实施例中第一导电结构2和相邻第一导电结构2之间欧姆连接有旁路二极管9。当电池方阵的排布为：多个电池串并行布置且依次串联连接，每两个相邻电池串并联一个旁路二极管9，见图1。图7为其中一种实施例，如图7所示，可以在第一导电结构2和相邻第一导电结构2之间欧姆连接一个旁路二极管9，从而使得旁路二极管9与对应的电池串并联连接。
如图10所示，该实施例中第一导电结构2包括朝向第二导电结构3一侧延伸的第一导电延伸部10，与第一导电结构2位置对应的第二导电结构3包括朝向第一导电结构2一侧延伸且靠近第一导电延伸部10的第二导电延伸部11，第一导电延伸部10和第二导电延伸部11之间欧姆连接有旁路二极管9。如图3所示，电池方阵的排布为：两个电池串并联形成一个电池串组，多个电池串再依次串联，将每个电池串组中并联接入一个旁路二极管9，本发明可以通过在第一导电延伸部10和第二导电延伸部11之间欧姆连接一旁路二极管9，从而使得旁路二极管9与对应的电池串组并联连接，本发明中欧姆接入旁路二极管9的方式有多种，可以根据不同的需求设计板体1上第一导电结构2以及第二导电结构3的形状或位置，使得第一导电结构2和第二导电结构3形成与对应的电池方阵相匹配，并且便于接入旁路二极管9即可。
如图9所示，本实施例中还包括多个复合于板体1内侧的第三导电结构12，第一导电结构2包括朝向第二导电结构3一侧延伸的第一导电延伸部10，与第一导电结构2位置对应的第二导电结构3包括朝向第一导电结构2一侧延伸的第二导电延伸部11，第三导电结构12位于第一导电延伸部10和第二导电延伸部11之间，第一导电延伸部10和第三导电结构12之间串联有旁路二极管9，第二导电延伸部11和第三导电结构12之间欧姆连接有旁路二极管9。如图8所示，电池方阵的排布为：多个电池串并行布置，且依次串联连接，每个电池串根据电池串上的电池片数量平均分为两段电池段，每个电池段上并联一个旁路二极管9；本发明可以通过上述的板体1上的第一导电结构2、第二导电结构3以及第三导电机构的设计接入与上述电池方阵排布方式相匹配的旁路二极管9。
其中第三导电结构12从板体1内侧外部一侧朝向板体1内侧一侧依次包括夹胶膜层5、介电层6以及导电层7，导电层7为金属箔层。本发明中第三导电结构12的结构形式可以与第一导电结构2以及第二导电结构3相同。
本发明中的旁路二极管9可通过导电媒介物与导电层7连接，从而与导电层7形成欧姆接触。例如可以通过导电胶粘接等方式，而且本发明中的旁路二极管9一般可以使用薄片式旁路二极管9，薄片旁路二极管9可以是小的全背接触IBC电池。
本发明的导电背板设计，可实现具有任意主栅14数量(通常是1～40栅)、任意尺寸的电池片13(如1/2电池片，2/3电池片，整片电池片等)组成的电池串的串联以及并联连接，并实现电池串或单个电池与1～N个旁路二极管9(N为组件中电池片的总数量)的并联。本发明可结合叠片电池、全背接触电池组件线路等使用。
Claims (9)
1.一种光伏导电背板，包括板体(1)，其特征在于，还包括多个复合于板体(1)内侧一端且间隔布置的第一导电结构(2)，以及多个复合于板体(1)内侧另一端且间隔布置的第二导电结构(3)，电池串两端的电极引出焊带分别与板体(1)两端位置对应的第一导电结构(2)和第二导电结构(3)连接导通，所述第一导电结构(2)和/或第二导电结构(3)上设置有输出电极(4)；所述第一导电结构(2)包括朝向第二导电结构(3)一侧延伸的第一导电延伸部(10)，与所述第一导电结构(2)位置对应的第二导电结构(3)包括朝向第一导电结构(2)一侧延伸且靠近第一导电延伸部(10)的第二导电延伸部(11)，所述第一导电延伸部(10)和第二导电延伸部(11)之间欧姆连接有旁路二极管(9)。
2.如权利要求1所述的光伏导电背板，其特征在于，所述第一导电结构(2)和第二导电结构(3)从板体(1)内侧外部一侧朝向板体(1)内侧一侧均依次包括夹胶膜层(5)、介电层(6)以及导电层(7)，所述第一导电结构(2)和第二导电结构(3)的夹胶膜层(5)和介电层(6)上开设有电极导电连接口(8)，位于所述电极导电连接口(8)处的电池串的电极引出焊带可通过导电媒介物与导电层(7)连接，所述输出电极(4)穿设于导电层(7)上并延伸至板体(1)外侧。
3.如权利要求2所述的光伏导电背板，其特征在于，所述导电层(7)为金属箔层。
4.如权利要求1～3任一所述的光伏导电背板，其特征在于，所述第一导电结构(2)和相邻第一导电结构(2)之间欧姆连接有旁路二极管(9)。
5.如权利要求1～3任一所述的光伏导电背板，其特征在于，还包括多个复合于板体(1)内侧的第三导电结构(12)，所述第一导电结构(2)包括朝向第二导电结构(3)一侧延伸的第一导电延伸部(10)，与所述第一导电结构(2)位置对应的第二导电结构(3)包括朝向第一导电结构(2)一侧延伸的第二导电延伸部(11)，所述第三导电结构(12)位于所述第一导电延伸部(10)和第二导电延伸部(11)之间，所述第一导电延伸部(10)和第三导电结构(12)之间串联有旁路二极管(9)，所述第二导电延伸部(11)和第三导电结构(12)之间欧姆连接有旁路二极管(9)。
6.如权利要求5所述的光伏导电背板，其特征在于，所述第三导电结构(12)从板体(1)内侧外部一侧朝向板体(1)内侧一侧依次包括夹胶膜层(5)、介电层(6)以及导电层(7)，所述导电层(7)为金属箔层。
7.一种光伏电池组件，包括光伏电池以及与光伏电池相配合的背板，其特征在于，所述背板为权利要求1～6任一所述的光伏导电背板。
8.如权利要求7所述的光伏电池组件，其特征在于，所述光伏电池中的电池片(13)包括1～40栅主栅(14)。
9.如权利要求7或8所述的光伏电池组件，其特征在于，所述光伏电池中电池片(13)为1/2电池片、2/3电池片或整片电池片。
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