CN109244147A - 一种半片组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半片组件，包括多个太阳能电池串和接线盒，其中：多个太阳能电池串并排设置，每一太阳能电池串均包括串联连接的多个半片电池；太阳能电池串的数量为4的整数倍，太阳能电池串两两一组，每组中的太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的太阳能电池串的正负极反向设置；每组中的太阳能电池串通过汇流条并联连接形成太阳能电池串组，相邻的太阳能电池串组通过汇流条串联连接形成电池回路，该电池回路的正负极位于半片组件的同一侧；接线盒设置在与电池回路正负极同侧的位置上，与电池回路正负极位于同侧的汇流条接入至接线盒中，并从接线盒中引出半片组件的正负极。本发明所提供的半片组件具有高可靠性以及高转换效率。

Description

一种半片组件
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种半片组件。
背景技术
将标准规格的太阳能电池(即形状为正方向或者圆角正方向的太阳能电池)均割后得到的电池被称为半片电池。例如，将125mm×125mm的太阳能电池均割后可以得到两个125mm×62.5mm的半片电池，将156mm×156mm的太阳能电池均割后可以得到两个156mm×78mm的半片电池。相应地，将由若干个半片电池连接后封装制成的组件称为半片组件。目前，市面上主流的半片组件由120个(6列×20行)半片电池或144个(6列×24行)半片电池构成。其中，根据汇流条引出方式的不同，可以将半片组件分为中间引出型和边缘引出型。
在中间引出型半片组件中，半片电池被分为上下两个部分，每一部分均包括6列×10行半片电池(针对于半片电池数量为120个的情况)或6列×12行半片电池(针对于半片电池数量为144个的情况)。上半部分中，每列中的半片电池串联连接形成6个电池小串，该6个电池小串串联连接形成一个电池大串；同样地，下半部分中，每列中的半片电池串联连接形成6个电池小串，该6个电池小串串联连接形成一个电池大串。上下两个电池大串并联连接形成电池回路。用于并联上下两个电池大串的汇流条位于上半部分和下半部分之间，即位于组件的中部位置。相应地，在组件背板的中部位置上设置有开孔，汇流条从开孔中穿出后连接至接线盒，并从接线盒中引出组件的正负极电缆。通常情况下，接线盒中设置有旁路二极管，该旁路二极管与接入接线盒的汇流条并联连接，以避免或减轻热斑效应。由120个半片电池构成的中间引出型半片组件的电路示意图和背面结构示意图可以参考图1(a)和图1(b)，其中，图1(a)是现有技术中由120个半片电池所构成的中间引出型半片组件的电路连接示意图(附图标记10代表半片电池，其中，长横线代表半片电池的正极，短横线代表半片电池的负极，附图标记11、12和13代表旁路二极管)，图2(b)是现有技术中由120个半片电池所构成的中间引出型半片组件的背面结构示意图(附图标记14、15和16代表接线盒，附图标记17和18代表正负极电缆)。
在边缘引出型半片组件中，半片电池排成6列(针对于半片电池数量为120个的情况每列20个半片电池，针对于半片电池数量为144个的情况每列24个半片电池)，每列中的半片电池串联连接形成6个电池小串、然后6个电池小串两两并联连接形成3个电池大串，最后3个电池大串串联连接形成电池回路。由于电池回路的正负极位于组件的头尾两侧，因此需要额外利用一根贯穿组件头尾的汇流条将该电池回路的正负极引至组件的同一侧(即半片组件的头部)，以保证电路设计的合理性。接线盒位于组件背板的头部位置上，位于组件头部的汇流条从背板相应位置上的开孔中穿出后连接至接线盒中，并从接线盒中引出组件的正负极电缆。接线盒中设置有旁路二极管，该旁路二极管与接入接线盒的汇流条并联连接。边缘引出型半片组件的电路示意图和背面结构示意图可以参考图2(a)和图2(b)，其中，图2(a)是现有技术中由120个半片电池所构成的边缘引出型半片组件的电路连接示意图(附图标记20代表半片电池，其中，长横线代表半片电池的正极，短横线代表半片电池的负极，附图标记21和22代表旁路二极管，附图标记23代表贯穿组件头尾的汇流条)，图2(b)是现有技术中由120个半片电池所构成的边缘引出型半片组件的背面结构示意图(附图标记24和25代表接线盒，附图标记26和27代表正负极电缆)。
中间引出型半片组件和边缘引出型半片组件均存在一定的不足之处。具体地，中间引出型半片组件要求在组件背板的中部位置开孔，这种设计方式会造成开孔处的应力集中加剧，从而导致组件整体机械承载能力的降低，进而导致半片组件可靠性的降低。边缘引出型半片组件要求设置一根贯穿组件头尾的汇流条，这种设计方式虽然满足了组件电路设计的合理性，但是却增加了组件的面积，从而导致半片组件转换效率的降低。此外，贯穿组件头尾的汇流条还破坏了半片组件的对称性，对半片组件的美观造成影响。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种半片组件，该半片组件包括透明盖板、背板、设置在所述透明盖板和所述底板之间的多个太阳能电池串、以及设置在所述背板上的接线盒，其中：
所述多个太阳能电池串并排设置，其中，每一所述太阳能电池串均包括多个半片电池，该多个半片电池串联连接并沿半片电池短边所在方向排列；
所述太阳能电池串的数量为4的整数倍，其中，所述太阳能电池串两两一组，每组中的所述太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的所述太阳能电池串的正负极反向设置；
每组中的所述太阳能电池串通过汇流条并联连接形成太阳能电池串组，相邻的所述太阳能电池串组通过汇流条串联连接形成电池回路，该电池回路的正负极位于半片组件的同一侧；
所述接线盒设置在与所述电池回路正负极同侧的位置上，与所述电池回路正负极位于同侧的所述汇流条接入至所述接线盒中，并从所述接线盒中引出半片组件的正负极。
根据本发明的一个方面，该半片组件中，所述太阳能电池串按照排列顺序依次为第一太阳能电池串、第二太阳电池串、…、第4N太阳能电池串；所述汇流条包括N+1根头部汇流条以及N根尾部汇流条，该N+1根头部汇流条分别为第一头部汇流条、第二头部汇流条、…、第N+1头部汇流条，该N根尾部汇流条分别为第一尾部汇流条、第二尾部汇流条、…、第N尾部汇流条；第一太阳能电池串和第二太阳能电池串的第一端通过第一头部汇流条连接，第4n-1太阳能电池串至第4n+2太阳能电池串的第一端通过第n+1头部汇流条连接，第4N-1太阳能电池串和第4N太阳能电池串的第一端通过第N+1头部汇流条连接，其中，n＝1、2、…、N-1；第4m+1太阳能电池串至第4m+4太阳能电池串的第二端通过第m+1尾部汇流条连接，其中，m＝0、1、2、…、N-1；所述接线盒的数量为N个，该N个接线盒分别为第一接线盒、第二接线盒、…、第N接线盒，其中，第k接线盒设置在所述背板上对应于第k头部汇流条和第k+1头部汇流条的位置，第k头部汇流条和第k+1头部汇流条穿过所述背板后接入至第k接线盒，其中，k＝1、2、…、N；所述半片组件的正负极分别从第一接线盒和第N接线盒中引出；所述N为自然数。
根据本发明的又一个方面，该半片组件中，所述半片组件包括8个所述太阳能电池串，每一所述太阳能电池串包括15个半片电池；或所述半片组件包括8个所述太阳能电池串，每一所述太阳能电池串包括18个半片电池。
根据本发明的又一个方面，该半片组件中，每一所述接线盒中均设置有旁路二极管，该旁路二极管与接入至所述接线盒中的所述头部汇流条并联连接。
根据本发明的又一个方面，该半片组件中，所述半片组件还包括背轨，该所述背轨包括后板、前板、第一连接板以及固定板，所述后板的上端与所述前板的上端固定连接，所述第一连接板设置在所述后板和所述前板之间、并分别与所述后板和所述前板固定连接，所述后板、所述第一连接板以及所述前板之间形成用于插入光伏支架的容置槽，所述固定板设置在所述前板的下端、朝着远离所述后板的方向延伸，所述固定板上设置有螺栓安装孔；所述背轨通过所述后板与所述半片组件中的所述背板固定连接。
根据本发明的又一个方面，该半片组件中，所述背轨还包括第二连接板，所述后板的上端通过所述第二连接板与所述前板的上端连接。
根据本发明的又一个方面，该半片组件中，所述前板和所述后板之间夹角的范围是3°至5°。
根据本发明的又一个方面，该半片组件中，所述光伏支架包括腹板、第一翼缘板、第二翼缘板以及翼缘边，所述第一翼缘板和所述第二翼缘板与所述腹板的两个长边分别垂直连接，所述第一翼缘板、所述腹板以及所述第二翼缘板构成U型结构，所述翼缘边与所述第二翼缘板的末端垂直连接并朝着所述第一翼缘板的方向延伸；所述第一连接板和所述固定板均垂直于所述后板，所述第一连接板的宽度大于等于所述第一翼缘板的厚度，所述第一连接板和所述固定板之间的垂直距离小于等于所述第一翼缘板的高度。
根据本发明的又一个方面，该半片组件中，所述背板呈矩形形状，该矩形形状包括第一对边和第二对边，所述第一对边包括两条平行的第一边，所述第二对边包括两条平行的第二边；所述后板呈矩形形状，该矩形形状包括第三对边和第四对边，所述第三对边包括两条平行的第三边，所述第四对边包括两条平行的第四边；所述后板的第三边平行于所述背板的第一边，所述后板的第四边平行于所述背板的第二边，其中，所述后板的第三边与第四边之间的比值等于所述背板的第一边与第二边之间的比值。
根据本发明的又一个方面，该半片组件中，所述背轨的数量等于4，该4个所述背轨沿所述第一对边的中垂线对称分布以及沿所述第二对边的中垂线对称分布，其中，每一所述背轨的设置位置均满足以下条件：H/5＜h＜H/4，B/5＜b＜B/4，其中，H表示所述背板的第一边的长度，B表示所述背板的第二边的长度，h表示所述背轨与距离其最近的所述第二边之间的距离，b表示所述背轨与距离其最近的所述第一边之间的距离。
本发明所提供的半片组件中太阳能电池串的数量为4的整数倍，其中，每一太阳能电池串均由多个半片电池串联而成，太阳能电池串两两一组，每组中的太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的太阳能电池串的正负极反向设置，每组中的太阳能电池串通过汇流条并联连接形成太阳能电池串组，相邻的太阳能电池串组通过汇流条串联连接形成电池回路，该电池回路的正负极位于半片组件的同一侧，接线盒设置在与电池回路正负极同侧的位置上，与电池回路正负极位于同侧的汇流条接入至接线盒中，并从接线盒中引出半片组件的正负极。一方面，由于本发明所提供的半片组件其正负极从组件边缘引出，因此只需在背板边缘处开孔即可，与现有在背板中部开孔的中间引出型半片组件相比，本发明所提供的半片组件可以有效地减小开孔处的应力，进而有效地提高组件的整体机械承载能力；另一方面，由于本发明所提供的半片组件中电池回路的正负极恰好位于组件的同一侧，因此，与现有需要利用一根贯穿组件头尾的汇流条将电池回路的正负极引到同一侧的边缘引出型半片组件相比，本发明所提供的半片组件可以有效地减少组件的面积，进而有效地提高组件的转换效率。此外，与现有需要利用一根贯穿组件头尾的汇流条将电池回路的正负极引到同一侧的边缘引出型半片组件相比，本发明所提供的半片组件其结构对称美观。也就是说，本发明所提供的半片组件具有高可靠性、高转换效率以及美观的特点。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1(a)是现有技术中由120个半片电池所构成的中间引出型半片组件的电路连接示意图；
图1(b)是现有技术中由120个半片电池所构成的中间引出型半片组件的背面结构示意图；
图2(a)是现有技术中由120个半片电池所构成的边缘引出型半片组件的电路连接示意图；
图2(b)是现有技术中由120个半片电池所构成的边缘引出型半片组件的背面结构示意图；
图3(a)至图3(c)是根据本发明的一个具体实施例的半片组件的正面结构示意图、背面结构示意图以及电路连接示意图；
图4(a)至图4(f)是根据本发明的一个具体实施例的半片组件中背轨的右视图、左视图、主视图、后视图、俯视图以及仰视图；
图5是根据本发明的一个具体实施例的光伏支架沿宽度方向的剖面示意图；
图6(a)和图6(b)是根据本发明的另一个具体实施例的半片组件中背轨的右视图和左视图；
图7是根据本发明的另一个具体实施例的半片组件的背面结构示意图；
图8是将图7所示的半片组件与光伏支架进行固定所得到结构的侧面示意图及局部放大示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明提供了一种半片组件，该半片组件包括透明盖板、背板、设置在所述透明盖板和所述底板之间的多个太阳能电池串、以及设置在所述背板上的接线盒，其中：
所述多个太阳能电池串并排设置，其中，每一所述太阳能电池串均包括多个半片电池，该多个半片电池串联连接并沿半片电池短边所在方向排列；
所述太阳能电池串的数量为4的整数倍，其中，所述太阳能电池串两两一组，每组中的所述太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的所述太阳能电池串的正负极反向设置；
每组中的所述太阳能电池串通过汇流条并联连接形成太阳能电池串组，相邻的所述太阳能电池串组通过汇流条串联连接形成电池回路，该电池回路的正负极位于半片组件的同一侧；
所述接线盒设置在与所述电池回路正负极同侧的位置上，与所述电池回路正负极位于同侧的所述汇流条接入至所述接线盒中，并从所述接线盒中引出半片组件的正负极。
下面，对本发明所提供的半片组件的各个构成部分进行详细说明。
具体地，半片组件从上至下依次包括透明盖板、多个太阳能电池串以及背板，其中，透明盖板和多个电池串之间以及多个太阳电池串与背板之间通过封装胶膜进行粘结。在一个优选实施例中，透明盖板和背板均采用钢化玻璃实现。半片组件还包括接线盒，该接线盒设置在背板上。
多个太阳能电池串在透明盖板和背板之间并排设置。在本实施例中，该多个太阳能电池串均由数量相同的多个半片电池串联形成。其中，半片电池可以利用激光沿垂直于主栅线方向均割标准规格的太阳能电池得到。典型地，可以通过对尺寸为125mm×125mm的太阳能电池均割后得到尺寸为125mm×62.5mm的半片电池，以及通过对尺寸为156mm×156mm的太阳能电池均割后得到尺寸为156mm×78mm的半片电池。每一太阳能电池串中的多个太阳能电池沿半片电池短边所在方向排列，该多个太阳能电池串则沿半片电池长边所在方向排列。
在本实施例中，太阳能电池串的数量是4的整数倍，例如4串、8串、12串、16串等。其中，太阳能电池串两两一组，每组中的两个太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的太阳能电池串的正负极反向设置。以8串太阳能电池串为例说明，该8串太阳能电池串的一端依次为“正极”、“正极”、“负极”、“负极”、“正极”、“正极”、“负极”、“负极”，该8串太阳能电池串的另一端依次为“负极”、“负极”、“正极”、“正极”、“负极”、“负极”、“正极”、“正极”。
每组中正负极同向设置的两个太阳能电池串通过汇流条并联连接形成太阳能电池串组。若太阳能电池串的数量是4串，那么太阳能电池串组的数量是2个；若太阳能电池串的数量是8串，那么太阳能电池串组的数量是4个，以此类推。相邻的太阳能电池串组之间通过汇流条串联连接形成电池回路。由于太阳能电池串的数量是4的整数倍，因此太阳能电池串组的数量是2的整数倍，如此一来，电池回路的正负极恰好位于半片组件的同一侧。
组件背板上设置有开孔，该开孔与电池回路的正负极位于同一侧。接线盒设置在背板的与开孔相对应的位置上，也就是说，接线盒位于半片组件的一侧。与电池回路正负极位于同侧的汇流条穿过开孔后连接至接线盒中。在本实施例中，接线盒为分体式接线盒。在其他实施例中，接线盒也可以是一体式接线盒。半片组件的正负极通过正负极电缆从接线盒中引出。
本发明所提供的半片组件中太阳能电池串的数量为4的整数倍，太阳能电池串两两一组，每组中的太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的太阳能电池串的正负极反向设置，如此一来，在将每组中的太阳能电池串并联形成太阳能电池串组、以及将太阳能电池串组串联形成电池回路后，该电池回路的正负极恰好位于半片组件同一侧的边缘处。接线盒设置在与电池回路正负极同侧的位置上，与电池回路正负极位于同侧的汇流条穿过背板上的开孔后接入至接线盒中，并从接线盒中引出半片组件的正负极。一方面，由于本发明所提供的半片组件其正负极从组件边缘引出，因此只需在背板边缘处开孔即可，与现有在背板中部开孔的中间引出型半片组件相比，本发明所提供的半片组件可以有效地减小开孔处的应力，进而有效地提高组件的整体机械承载能力；另一方面，由于本发明所提供的半片组件中电池回路的正负极恰好位于组件的同一侧，因此，无需像现有的边缘引出型半片组件那样需要额外利用一根贯穿组件头尾的汇流条将电池回路的正负极引到同一侧，从而可以有效地减少组件的面积，进而有效地提高组件的转换效率。此外，与现有需要利用一根贯穿组件头尾的汇流条将电池回路的正负极引到同一侧的边缘引出型半片组件相比，本发明所提供的半片组件其结构对称美观。也就是说，本发明所提供的半片组件具有高可靠性、高转换效率以及美观的特点。
下面以一个优选实施例对本发明所提供的半片组件中的太阳能电池串以及接线盒的具体连接方式进行说明。假设太阳能电池串的数量为4N个，其中N为自然数。该4N个太阳能电池串按照排列顺序依次为第一太阳能电池串、第二太阳能电池串、…、第4N太阳能电池串。每一太阳能电池串中的多个半片电池通过互联条串联连接并在该太阳电池串的两端引出正负极，其中，将太阳能电池串的两端分别称为第一端和第二端。在本实施例中，汇流条包括N+1根头部汇流条以及N根尾部汇流条，该N+1根头部汇流条分别为第一头部汇流条、第二头部汇流条、…、第N+1头部汇流条，该N根尾部汇流条分别为第一尾部汇流条、第二尾部汇流条、…、第N尾部汇流条。其中，第一太阳能电池串和第二太阳能电池串的第一端通过第一头部汇流条连接，第4n-1太阳能电池串至第4n+2太阳能电池串的第一端通过第n+1头部汇流条连接，第4N-1太阳能电池串和第4N太阳能电池串的第一端通过第N+1头部汇流条连接，其中，n＝1、2、…、N-1；第4m+1太阳能电池串至第4m+4太阳能电池串的第二端通过第m+1尾部汇流条连接，其中，m＝0、1、2、…、N-1。在本实施例中，接线盒的数量为N个，该N个接线盒分别为第一接线盒、第二接线盒、…、第N接线盒，其中，第k接线盒设置在背板上对应于第k头部汇流条和第k+1头部汇流条的位置，第k头部汇流条和第k+1头部汇流条穿过背板后接入至第k接线盒，其中，k＝1、2、…、N。半片组件的正负极分别从第一接线盒和第N接线盒中引出。
以N等于2为例说明。请参考图3(a)和图3(b)，图3(a)和图3(b)是根据本发明的一个具体实施例的半片组件的正面结构示意图以及背面结构示意图。如图3(a)所示，透明盖板101的下方设置有8串太阳能电池串，每一太阳能电池串中的半片电池100通过互联条(未示出)串联形成。该8串太阳能电池串从左到右依次为第一太阳能电池串、第二太阳能电池串、…、第八太阳能电池串。第一太阳能电池串至第八太阳能电池串的一端(下文称为第一端)分别为“正极”、“正极”、“负极”、“负极”、“正极”、“正极”、“负极”、“负极”，第一太阳能电池串至第八太阳能电池串的另一端(下文称为第二端)分别为“负极”、“负极”、“正极”、“正极”、“负极”、“负极”、“正极”、“正极”。第一太阳能电池串和第二太阳能电池串的第一端通过第一头部汇流条102连接，第一太阳能电池串至第四太阳能电池串的第二端通过第一尾部汇流条105连接，第三太阳能电池串至第六太阳能电池串的第一端通过第二头部汇流条103连接，第五太阳能电池串至第八太阳能电池串的第二端通过第二尾部汇流条106连接，第七太阳能电池串和第八太阳能电池串的第一端通过第三头部汇流条104连接。如此一来，第一太阳能电池串和第二太阳能电池串之间并联形成第一太阳能电池串组，第三太阳能电池串和第四太阳能电池串之间并联形成第二太阳能电池串组，第五太阳能电池串和第六太阳能电池串之间并联形成第三太阳能电池串组，第七太阳能电池串和第八太阳能电池串之间并联形成第四太阳能电池串组，第一太阳能电池串组至第四太阳能电池串组之间则串联连接形成电池回路。第一头部汇流条102引出电池回路的正极，第三头部汇流条104引出电池回路的负极。如图3(a)所示，半片组件包括两个接线盒，分别是第一接线盒108和第二接线盒109。第一接线盒108和第二接线盒109设置在背板107上，其中，第一接线盒108设置在第三头部汇流条104和第二头部汇流条103之间，第三头部汇流条104和第二头部汇流条103中相邻的两端从背板107的开孔穿过后连接至第一接线盒108的两个接线柱上；第二接线盒109设置在第二头部汇流条103和第一头部汇流条102之间，第二头部汇流条103和第一头部汇流条102中相邻的两端从背板107的开孔穿过后连接至第一接线盒109的两个接线柱上。半片组件的正极电缆111从第二接线盒109中引出，半片组件的负极电缆110从第一接线盒108中引出。
在一个优选实施例中，半片组件包括120个半片电池，其中，太阳能电池串的数量为8串，每一太阳能电池串中均包括15个半片电池，即半片电池按照8列×15行的方式排布；或者，半片组件包括144个半片电池，其中，太阳能电池串的数量为8串，每一太阳能电池串中均包括18个半片电池，即半片电池按照8列×18行的方式排布。假设半片太阳能电池的长度为2a、宽度为a，并定义电池阵列中列的长度为该电池阵列的长、行的长度为电池阵列的宽，基于上述定义可知，由120个半片电池所构成的8列×15行的电池阵列其长等于15a、宽等于16a，长宽比等于0.9375；由144个半片电池所构成的8列×18行的电池阵列其长等于18a、宽等于16a，其长宽比等于1.125。现有技术中，由120个半片电池所构成6列×20行的电池阵列其长等于20a、宽等于12a，长宽比等于1.6667，由144个半片电池所构成的6列×24行的电池阵列其长等于24a、宽等于12a，长宽比等于2。很明显，在使用相同尺寸的半片电池构成的前提下，8列×15行的电池阵列与6列×20行的电池阵列其半片电池的数量相同，但前者的长宽比更接近1；同样地，8列×18行的电池阵列与6列×24行的电池阵列其半片电池的数量相同，但前者的长宽比更接近1。由于半片组件的尺寸与电池阵列的尺寸相匹配，因此，在使用相同尺寸的半片电池的前提下，本发明所提供的由120个半片电池按照8列×15行方式排布所构成半片组件，比现有技术中由120个半片电池按照6列×20行方式排布所构成半片组件其在长宽比上更接近1；同样地，本发明所提供的由144个半片电池按照8列×18行方式排布所构成半片组件，比现有技术中由144个半片电池按照6列×24行方式排布所构成半片组件其在长宽比上更接近1。其中，本发明所提供的由120个半片电池按照8列×15行方式排布所构成半片组件以及由144个半片电池按照8列×18行方式排布所构成半片组件，其长宽比的范围约为0.95至1.15。在同等条件下(例如使用相同汇流条等)，若两个半片组件中电池阵列面积相同，那么长宽比越接近于1的半片组件其组件面积越小。也就是说，在使用相同尺寸的半片电池的前提下，本发明提供的由120个半片电池所构成的半片组件其组件面积小于现有技术中由120个半片电池所构成的半片组件的组件面积，本发明提供的由144个半片电池所构成的半片组件其组件面积小于现有技术中由144个半片电池所构成的半片组件的组件面积。由于在电池功率相同的条件下，组件面积越小组件的转换效率越高。因此，本发明所提供的由120个半片电池所构成的半片组件其转换效率大于现有技术中由120个半片电池所构成的半片组件的转换效率，本发明提供的由144个半片电池所构成的半片组件其转换效率大于现有技术中由144个半片电池所构成的半片组件的转换效率。也就是说，在保证了组件电性能参数与现有组件相同的情况下，本发明所提供的半片组件具有更高的转换效率。
在一个优选实施例中，每一接线盒中均设置有旁路二极管，该旁路二极管与接入至接线盒中的头部汇流条并联连接，以避免或减轻热斑效应。仍以图3(a)和图3(b)所示的半片组件为例说明，第一接线盒108中设置有第一旁路二极管(未示出)，该第一旁路二极管与第二头部汇流条103和第三头部汇流条104并联连接，第二接线盒109中设置有第二旁路二极管(未示出)，该第二旁路二极管与第二头部汇流条103和第一头部汇流条102并联连接。并联有旁路二极管的半片组件的电路示意图请参考图3(c)，其中，附图标记100代表半片电池，其中，长横线代表半片电池的正极，短横线代表半片电池的负极，附图标记108a代表第二旁路二极管，附图标记109a代表第一旁路二极管。
在一个优选实施例中，本发明所提供的半片组件还包括背轨，用于将半盘组件固定在光伏支架上。请参考图4(a)至图4(f)，图4(a)至图4(f)是根据本发明的一个具体实施例的半片组件中背轨的右视图、左视图、主视图、后视图、俯视图以及仰视图。如图所示，所述背轨包括后板200、前板201、第一连接板202以及固定板203，后板200的上端与前板201的上端固定连接，第一连接板202设置在后板200和前板201之间、并分别与后板200和前板201固定连接，后板200、第一连接板202以及前板201之间形成用于插入光伏支架的容置槽205，固定板203设置在前板201的下端、朝着远离后板200的方向延伸，固定板203上设置有螺栓安装孔206；背轨通过后板200与半片组件中的背板固定连接。
更优选地，背轨还包括第二连接板204，后板200的上端通过该第二连接板204与前板201的上端固定连接。当然，后板200的上端也可以直接与前板201的上端固定连接。
针对于前板201上端通过第二连接板204与后板200上端连接的情况来说，前板201和后板200之间可以平行设置，也可以成一定角度进行设置。优选地，前板201和后板200成一定角度进行设置。在本文中，前板201和后板200成一定角度进行设置是指前板201上端和后板200上端延伸能够相交，基于此，前板201和后板200之间的夹角是指前板201上端和后板200上端延伸相交后所形成的夹角。设置前板201和后板200之间成一定角度，可以使得前板201下端和后板200下端呈敞口状，也就是可以使容置槽205呈敞口状，如此一来，便于光伏支架的翼缘板顺利插入至容置槽205中。针对于前板201上端和后板200上端直接固定连接的情况来说，前板200和后板200之间必然会形成夹角。在一个优选实施例中，前板201和后板200之间夹角的范围是3°至5°，例如3°、4°、5°等。
本发明对适用于背轨的光伏支架并没有任何限定。在一个优选实施例中，如图5所示，光伏支架包括腹板301、第一翼缘板302、第二翼缘板303以及翼缘边304，其中，第一翼缘板302和第二翼缘板303与腹板301的两个长边分别垂直连接，且第一翼缘板302和第二翼缘板303位于腹板301的同侧从而使得第一翼缘板302、腹板301以及第二翼缘板303构成U型结构。第一翼缘板302不设置翼缘边，第二翼缘板303的末端设置有与其垂直连接的翼缘边304，该翼缘边304朝着第一翼缘板302的方向延伸。为了可以将背轨和图5所示的光伏支架很好地进行固定，背轨中的第一连接板202垂直于后板200设置，固定板203也垂直于后板200设置，并设置第一连接板202的宽度大于等于第一翼缘板302的厚度、以及第一连接板202和固定板203之间的垂直距离小于等于第一翼缘板302的高度。如此一来，在将背轨与光伏支架进行固定时，将光伏支架中的第一翼缘板302插入容置槽205中后，由于第一连接板202的宽度大于等于第一翼缘板302的厚度、且第一连接板202和固定板203之间的垂直距离小于等于第一翼缘板302的高度，因此可以使得第一翼缘板302与第一连接板202(即容置槽205的底部)之间形成接触，进而使得后续利用螺栓将背轨固定板203和光伏支架腹板301紧固后第一连接板202可以对第一翼缘板302形成作用力，以保证背轨和光伏支架之间的紧固性。特别地，若第一连接板202和固定板203之间的垂直距离恰好等于第一翼缘板302的高度，这种情况下，光伏支架的第一翼缘板302插入背轨的容置槽205后，光伏支架的腹板301恰好与固定板203贴合，如此一来，便于固定板203上的螺栓安装孔206与腹板301上的安装孔对齐，进而便于螺栓的固定操作。本领域的技术人员可以理解的是，上述光伏支架仅为优选实施方式，在其他实施例中，光伏支架还可以采用U型钢或C型钢等，为了简明起见，在此不再一一列举。
第一连接板202设置在后板200和前板201之间，本文对于第一连接板202的具体设置位置并不做任何限定。优选地，第一连接板202设置在后板200的中间位置上。
在前板201、第一连接板202、第二连接板204以及固定板203这些无需和双玻光伏组件进行直接固定的部件中，第一连接板202、第二连接板204以及固定板203的受力要大于前板201的受力，因此，第一连接板202、第二连接板204以及固定板203的厚度大于后板200和前板201的厚度。在一个优选实施例中，后板200和前板201的厚度范围是1.5mm至3mm，第一连接板202、第二连接板204的厚度范围是3mm至5mm，固定板203的厚度范围是2mm至4mm。
为了减小背轨的重量以及降低背轨的成本，在一个优选实施例中，第一连接板202、第二连接板204、固定板203中的至少一个采用中空结构的设计方式。中空结构的设计方式有很多实现方式。以图6(a)和图6(b)所示的结构为例，在该背轨中，第一连接板202、第二连接板204以及固定板203均采用中空结构设计，其中，第一连接板202中设置有沿其长度贯穿的通孔211，第二连接板204中设置有沿其长度贯穿的通孔210，固定板203中设置有沿其长度贯穿的通孔212。
在一个优选实施例中，背轨是利用挤压成型的工艺通过一次加工而形成，一体成型的优势在于易于加工。另外，背轨优选采用铝型材实现。铝型材具有重量轻、抗腐蚀性好等特点。
如图7所示，背轨通过诸如硅胶等粘合剂固定在半片组件的背板107上，其中，背轨容置槽205的开口背向接线盒设置。半片组件的背板107呈矩形形状，该矩形形状包括第一对边和第二对边，第一对边包括两条平行的第一边(边A1A4和边A2A3)，第二对边包括两条平行的第二边(边A1A2和边A4A3)；后板也呈矩形形状，该矩形形状包括第三对边和第四对边，第三对边包括两条平行的第三边(边B1B4和边B2B3)，第四对边包括两条平行的第四边(边B1B2和边B4B3)。后板的第三边平行于背板的第一边，后板的第四边平行于背板的第二边，其中，后板的第三边与第四边之间的比值等于背板107的第一边与第二边之间的比值。也就是说，组件和背轨的长宽比是相同的。当背轨的长宽比与组件的长宽比相同时，该组件的纵向抗弯能力和横向抗弯能力相同，此时组件的抗机械荷载性能尤佳。前文提及，半片组件的长宽比接近于1，因此，背轨的长宽比也接近于1。优选地，背轨后板中第三边的长度范围是6cm至12cm，背轨后板中的第四边的宽度范围是6cm至13.5cm。
背轨的数量优选为4个，该4个背轨(分别以背轨2a、背轨2b、背轨2c以及背轨2d表示)沿第一对边的中垂线对称分布以及沿第二对边的中垂线对称分布。具体地，如图7所示，将边A1A2和边A4A3中垂线定义为第一轴线，将边A1A4和边A2A3中垂线定义为第二轴线，背轨2a和背轨2b沿第一轴线对称分布，背轨2c和背轨2d沿第一轴线对称分布，背轨2a和背轨2c沿第二轴线对称分布，背轨2b和背轨2d沿第二轴线对称分布。针对于任一背轨来说，本文中以和背轨距离最近的两条边与背轨之间的距离来定义背轨在半片组件背面的具体设置位置。需要说明的是，本文中定义背轨后板的中心(即后板两条对角线的交点)为背轨的中心、并定义背轨中心与半片组件一条边之间的垂直距离为背轨与该边之间的距离。由于该4个背轨呈对称分布，因此下面仅以背轨2d为例对背轨的具体设置位置进行说明。如图所示，与背轨2d距离最近的两条边是边A2A3和边A4A3，其中，背轨2d与边A4A3之间的距离(即背轨与距离其最近的第二边之间的距离)以h表示，背轨2d与边A2A3之间的距离(即背轨与距离其最近的第一边之间的距离)以b表示。边A4A3的长度(即背板的第二边的长度)以B表示，边A2A3的长度(即背板的第一边的长度)以H表示。优选地，B/5<b<B/4，H/5<h<H/4。更为优选地，b＝B/4.449，h＝H/4.449。
将安装有背轨的半片组件固定至光伏支架时，如图8所示，首先将图5所示的光伏支架中没有设置翼缘边的第一翼缘板302插入至背轨的容置槽中直至第一翼缘板302的末端面抵触到第一连接板202；然后调整光伏支架使得背轨固定板203上的螺栓安装孔与光伏支架腹板301上的安装孔(未示出)对齐；接着，将螺栓500穿过背轨的螺栓安装孔和光伏支架之间的安装孔；最后，旋紧螺母501以实现背轨与光伏支架之间固定，至此半片组件的安装也结束。
本发明所提供的半片组件可以通过以下制造方法得到：
步骤1、形成多个太阳能电池串。太阳能电池串的数量为4的整数倍，每一太阳能电池串通过利用互联条串联多个半片电池得到，其中，每一太阳能电池串中该多个半片电池沿半片电池短边所在方向排列。
步骤2、在叠层台上敷设透明盖板并在该透明盖板上敷设上层封装胶膜。
步骤3、将多个太阳能电池串并排设置在上层封装胶膜上，其中，太阳能电池串两两一组，每组中的太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的太阳能电池串的正负极反向设置。
步骤4、利用汇流条将每组中的太阳能电池串并联连接形成太阳能电池串组、以及利用汇流条将相邻的太阳能电池串组串联连接形成电池回路，该电池回路的正负极位于半片组件的同一侧。
步骤5、敷设下层封装胶膜，以及在该下层封装胶膜上敷设背板并将与电池回路正负极位于同侧的汇流条从背板穿出。
步骤6、对透明盖板、上层封装胶膜、电池回路、下层封装胶膜以及背板进行层压。
步骤7、在背板上与电池回路正负极同侧的位置安装接线盒，并将电池回路的正负极从接线盒中引出。
步骤8、在背板上安装背轨。背轨的结构、尺寸、数量、安装位置请参考前文中相应部分的内容，为了简明起见，在此不再赘述。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。
本发明所提供的半片组件中太阳能电池串的数量为4的整数倍，其中，每一太阳能电池串均由多个半片电池串联而成，太阳能电池串两两一组，每组中的太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的太阳能电池串的正负极反向设置，每组中的太阳能电池串通过汇流条并联连接形成太阳能电池串组，相邻的太阳能电池串组通过汇流条串联连接形成电池回路，该电池回路的正负极位于半片组件的同一侧，接线盒设置在与电池回路正负极同侧的位置上，与电池回路正负极位于同侧的汇流条接入至接线盒中，并从接线盒中引出半片组件的正负极。一方面，由于本发明所提供的半片组件其正负极从组件边缘引出，因此只需在背板边缘处开孔即可，与现有在背板中部开孔的中间引出型半片组件相比，本发明所提供的半片组件可以有效地减小开孔处的应力，进而有效地提高组件的整体机械承载能力；另一方面，由于本发明所提供的半片组件中电池回路的正负极恰好位于组件的同一侧，因此，与现有需要利用一根贯穿组件头尾的汇流条将电池回路的正负极引到同一侧的边缘引出型半片组件相比，本发明所提供的半片组件可以有效地减少组件的面积，进而有效地提高组件的转换效率。此外，与现有需要利用一根贯穿组件头尾的汇流条将电池回路的正负极引到同一侧的边缘引出型半片组件相比，本发明所提供的半片组件其结构对称美观。也就是说，本发明所提供的半片组件具有高可靠性、高转换效率以及美观的特点。
以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种半片组件，该半片组件包括透明盖板、背板、设置在所述透明盖板和所述底板之间的多个太阳能电池串、以及设置在所述背板上的接线盒，其中：
所述多个太阳能电池串并排设置，其中，每一所述太阳能电池串均包括多个半片电池，该多个半片电池串联连接并沿半片电池短边所在方向排列；
所述太阳能电池串的数量为4的整数倍，其中，所述太阳能电池串两两一组，每组中的所述太阳能电池串的正负极同向设置，相邻两组中的所述太阳能电池串的正负极反向设置；
每组中的所述太阳能电池串通过汇流条并联连接形成太阳能电池串组，相邻的所述太阳能电池串组通过汇流条串联连接形成电池回路，该电池回路的正负极位于半片组件的同一侧；
所述接线盒设置在与所述电池回路正负极同侧的位置上，与所述电池回路正负极位于同侧的所述汇流条接入至所述接线盒中，并从所述接线盒中引出半片组件的正负极。
2.根据权利要求1所述的半片组件，其中：
所述太阳能电池串按照排列顺序依次为第一太阳能电池串、第二太阳电池串、…、第4N太阳能电池串；
所述汇流条包括N+1根头部汇流条以及N根尾部汇流条，该N+1根头部汇流条分别为第一头部汇流条、第二头部汇流条、…、第N+1头部汇流条，该N根尾部汇流条分别为第一尾部汇流条、第二尾部汇流条、…、第N尾部汇流条；
第一太阳能电池串和第二太阳能电池串的第一端通过第一头部汇流条连接，第4n-1太阳能电池串至第4n+2太阳能电池串的第一端通过第n+1头部汇流条连接，第4N-1太阳能电池串和第4N太阳能电池串的第一端通过第N+1头部汇流条连接，其中，n＝1、2、…、N-1；
第4m+1太阳能电池串至第4m+4太阳能电池串的第二端通过第m+1尾部汇流条连接，其中，m＝0、1、2、…、N-1；
所述接线盒的数量为N个，该N个接线盒分别为第一接线盒、第二接线盒、…、第N接线盒，其中，第k接线盒设置在所述背板上对应于第k头部汇流条和第k+1头部汇流条的位置，第k头部汇流条和第k+1头部汇流条穿过所述背板后接入至第k接线盒，其中，k＝1、2、…、N；
所述半片组件的正负极分别从第一接线盒和第N接线盒中引出；
所述N为自然数。
3.根据权利要求2所述的半片组件，其中：
所述半片组件包括8个所述太阳能电池串，每一所述太阳能电池串包括15个半片电池；或
所述半片组件包括8个所述太阳能电池串，每一所述太阳能电池串包括18个半片电池。
4.根据权利要求2所述的半片组件，其中：
每一所述接线盒中均设置有旁路二极管，该旁路二极管与接入至所述接线盒中的所述头部汇流条并联连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半片组件，其中：
所述半片组件还包括背轨，该所述背轨包括后板、前板、第一连接板以及固定板，所述后板的上端与所述前板的上端固定连接，所述第一连接板设置在所述后板和所述前板之间、并分别与所述后板和所述前板固定连接，所述后板、所述第一连接板以及所述前板之间形成用于插入光伏支架的容置槽，所述固定板设置在所述前板的下端、朝着远离所述后板的方向延伸，所述固定板上设置有螺栓安装孔；
所述背轨通过所述后板与所述半片组件中的所述背板固定连接。
6.根据权利要求5所述的半片组件，其中：
所述背轨还包括第二连接板，所述后板的上端通过所述第二连接板与所述前板的上端连接。
7.根据权利要求5所述的半片组件，其中，所述前板和所述后板之间夹角的范围是3°至5°。
8.根据权利要求5所述的半片组件，其中：
所述光伏支架包括腹板、第一翼缘板、第二翼缘板以及翼缘边，所述第一翼缘板和所述第二翼缘板与所述腹板的两个长边分别垂直连接，所述第一翼缘板、所述腹板以及所述第二翼缘板构成U型结构，所述翼缘边与所述第二翼缘板的末端垂直连接并朝着所述第一翼缘板的方向延伸；
所述第一连接板和所述固定板均垂直于所述后板，所述第一连接板的宽度大于等于所述第一翼缘板的厚度，所述第一连接板和所述固定板之间的垂直距离小于等于所述第一翼缘板的高度。
9.根据权利要求5所述的半片组件，其中：
所述背板呈矩形形状，该矩形形状包括第一对边和第二对边，所述第一对边包括两条平行的第一边，所述第二对边包括两条平行的第二边；
所述后板呈矩形形状，该矩形形状包括第三对边和第四对边，所述第三对边包括两条平行的第三边，所述第四对边包括两条平行的第四边；
所述后板的第三边平行于所述背板的第一边，所述后板的第四边平行于所述背板的第二边，其中，所述后板的第三边与第四边之间的比值等于所述背板的第一边与第二边之间的比值。
10.根据权利要求8所述的半片组件，其中：
所述背轨的数量等于4，该4个所述背轨沿所述第一对边的中垂线对称分布以及沿所述第二对边的中垂线对称分布，其中，每一所述背轨的设置位置均满足以下条件：
H/5＜h＜H/4，B/5＜b＜B/4
其中，H表示所述背板的第一边的长度，B表示所述背板的第二边的长度，h表示所述背轨与距离其最近的所述第二边之间的距离，b表示所述背轨与距离其最近的所述第一边之间的距离。
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