CN109301004A - 一种叠瓦光伏组件及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叠瓦光伏组件，包括框架、安装在框架内的电池组件，电池组件包括两电路，每个电路包括多个电池串、汇流条，每个电池串由若干电池片切片以叠瓦方式串联形成，每个电池串的两端分别通过汇流条并联一个二极管，多个电池串相互并联，两个电路中的电池串数目相同，且其中一电路中的电池串与另一电路中的电池串共用一个二极管。本发明中若干电池片切片以叠瓦方式串联充分利用间隙，在相同的面积下，可放置多于常规组件13％以上的电池片；且减少了光伏组件的内部损耗，提高了组件转换效率；电池组件采用分开的电路设计，减少热斑效应，电池片电流适配损失减小，且部分缺陷电池片可再利用。本发明还公开了一种叠瓦光伏组件的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件技术领域，尤其涉及一种叠瓦光伏组件。
背景技术
目前，传统组件电池片之间大量采用汇流条连接结构，大量汇流条的使用，增加了组件内部的损耗，降低了组件转换效率，同时单片电池片的差异在串联结构下，反向电流对组件影响会增加，从而产生热斑效应而损坏组件甚至影响整个光伏系统的运转。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种叠瓦光伏组件，其能减少热斑效应、减少失配功率、提高组件转换效率。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种叠瓦光伏组件，包括框架、安装在框架内的电池组件，所述电池组件包括两个分开的电路，每个所述电路包括多个电池串、汇流条，每个所述电池串由若干电池片切片以叠瓦方式串联形成，每个所述电池串的两端分别通过所述汇流条并联一个二极管，多个所述电池串相互并联，两个所述电路中的电池串数目相同，且其中一所述电路中的电池串与另一所述电路中的电池串共用一个二极管。
进一步地，所述二极管为旁路二极管。
进一步地，所述电池片切片的正面设有正面主栅线、副栅线，所述电池片切片的背面设有背面主栅线，所述正面主栅线与所述背面主栅线的宽度相同。
进一步地，相邻的两个所述电池片切片部分重叠，其中一所述电池片切片的背面主栅线与另一所述电池片切片的正面主栅线通过导电胶粘接。
进一步地，所述副栅线与所述正面主栅线垂直并连接。
进一步地，所述叠瓦光伏组件还包括第一封装膜、第二封装膜、玻璃基板、背板，所述第一封装膜位于所述玻璃基板与所述电池组件之间，所述第二封装膜位于所述电池组件与所述背板之间，所述玻璃基板、背板安装在所述框架内。
进一步地，所述第一封装膜、第二封装膜为透明的热熔胶膜。
进一步地，所述叠瓦光伏组件还包括接线盒，所述接线盒安装在所述背板上，所述背板上设有开孔，所述汇流条穿过所述开孔与所述接线盒连接。
一种叠瓦光伏组件的制造方法，步骤如下，
制电池片切片：将常规电池片印刷正面主栅线、背面主栅线、副栅线，按其1/2或1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8的比例切成电池片切片；
制电池组件：将若干所述电池片切片以叠瓦方式串联成电池串，多个所述电池串并联形成电池组件；
封装：将所述电池组件封装在框架内。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)若干电池片切片以叠瓦方式串联形成电池串，充分利用间隙，在相同的面积下，可以放置多于常规组件13％以上的电池片；且采用无焊带的串联方式，减少了光伏组件的内部损耗，提高了组件转换效率；
(2)电池组件采用分开的电路设计，减少热斑效应，电池片电流适配损失减小，且部分缺陷电池片可再利用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明中常规电池片的示意图；
图2为本发明中电池片切片的示意图；
图3为本发明中电池片切片串联的示意图；
图4为本发明中电池组件的电路图；
图5为本发明中电池组件的示意图；
图6为本发明中一种叠瓦光伏组件的拆解图。
图中：100、电池组件；110、电池片切片；111、正面主栅线；112、副栅线；113、背面主栅线；120、导电胶；130、汇流条；140、二极管；200、框架；300、玻璃基板；400、第一封装膜；500、第二封装膜；600、背板；700、接线盒。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-6，一种叠瓦光伏组件，包括框架200、电池组件100、第一封装膜400、第二封装膜500、玻璃基板300、背板600、接线盒700，第一封装膜400位于玻璃基板300与电池组件100之间，第二封装膜500位于电池组件100与背板600之间，优选地，第一封装膜400、第二封装膜500为透明的热熔胶膜。接线盒700安装在背板600上，背板600上设有开孔。电池组件100、玻璃基板300、背板600安装在框架200内。
电池组件100包括两个分开的电路，每个电路包括多个电池串、汇流条130。每个电池串130包括若干电池片切片110和导电胶120，参考图1-3，电池片切片110是由常规矩形电池片按1/2或1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8的比例等分切成，常规矩形电池片上切割前先印刷有正面主栅线111、背面主栅线113、副栅线112，因此切割后电池片切片110上有正面主栅线111、背面主栅线113、副栅线112，电池片切片110上的正面主栅线111位于其正面的一边缘处，副栅线112与正面主栅线111垂直并连接，电池片切片110上的背面主栅线113位于其背面的另一边缘处，正面主栅线111与背面主栅线113的宽度相同。参考图3，相邻的两个电池片切片110部分重叠，其中一电池片切片110的背面主栅线113与另一电池片切片110的正面主栅线111通过导电胶120粘接，若干电池片切片110以此种叠瓦方式串联成电池串。导电胶120为含有导电性的的银、铜离子的膏状流体，可保证良好的电磁波隔绝性能，附着力良好且稳定，相较于常规组件的焊带具有更好的触变性以保证粘接的稳定性。这种叠瓦方式串联充分利用组件内的间隙，在相同的面积下，可以放置多于常规组件13％以上的电池片，且采用无焊带设计，减少了汇流条的使用，大大减少了组件的线损，大幅度提高了组件的输出功率。
在本申请中电路为两个分开的电路，参考图4-5，两个电路中的两个电路中的电池串数目相同，每个电池串由若干电池片切片110以叠瓦方式串联形成，然后每个电池串的两端分别通过汇流条130并联一个二极管140，然后多个电池串相互并联形成一个电路，再按相同方式形成另一电路。优选地，二极管140为旁路二极管，当电池片切片110出现热斑效应时，旁路二极管起到旁路作用。优选地，其中一电路中的电池串与另一电路中的电池串共用一个二极管140。多组电池串中的第一个电池串的首端形成光伏组件电路的正极，最后一个电池串的尾端形成光伏组件电路的负极。
在电池片的生产过程中，电池片分选仅会区分功率档位，有可能不会对同档位的电池片进行电流分档，例如其中一个电池片与其他电池片电流档位不同，会使组件端生产中产生失配损失，根据公式(1)计算损失的功率，公式(1)如下所示：
PLOSS＝(A1-A2)*V*η*(N-1) (1)
其中，V为电池片功率，η为组件填充因子，为固定值，N为电池片数量，公式中的1为失配电池片的数量，正常电池片使用的电流为A1，失配电池片的电流为A2；由此公式得出，电池片(切片之前)数量N越少，失配功率PLOSS越小，所以本申请采用上下分开的电路，电池片(切片之前)数量从N减少为1/2的N，失配功率减少为1/2的PLOSS。
本申请还公开了一种叠瓦光伏组件的制造方法，步骤如下，
制电池片切片：将常规电池片印刷正面主栅线111、背面主栅线113、副栅线112，按其1/2或1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8的比例切成电池片切片110，参考图1，在本实施例中，按1/5比例切片。
制电池组件：将若干所述电池片切片110以图3中叠瓦方式串联成电池串，一个电池片切片110的背面主栅线113与另一个电池片切片110的正面主栅线111相对，二者之间通过导电胶120粘结。多个电池串按图4-5中分开电路的方式并联形成电池组件100。
封装：参考图6，把第一封装膜400敷设在玻璃基板300上，把电池组件100敷设在上层第一封装膜400上；敷设第二封装膜500，然后盖上背板600，将汇流条130从背板600的开孔中穿出；把层叠好的半成品放到层压机内进行层压；层压完成后，连接汇流条130和接线盒700；用硅胶把接线盒700安装固定在背板600上；用硅胶在组件四周装上框架200。完成将电池组件100封装在框架200的全过程。
电池片在发电的同时，电池片本身会有内阻损耗，根据公式(2)计算组件的内阻损耗，公式(2)如下所示：
其中，R为设定电池片的内阻，Imp为电池片发电时电流，n为电池片切片数量，从此公式可以看出，电池片切片110数量n越多，组件的内阻损耗越小。所以本申请制造方法中电池片切片110是由常规电池片按其1/2或1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8的比例切成的电池片切片110。当切片前的电池片有如缺角，裂片等缺陷时，常规组件不能使用，而本申请将电池片切成若干电池片切片110，将缺陷的小片弃用，剩下的可以正常使用。从而实现缺陷电池片的再利用。
本发明中若干电池片切片110以叠瓦方式串联形成电池串，充分利用间隙，在相同的面积下，可以放置多于常规组件13％以上的电池片；且常规电池片切成若干电池片切片110，然后采用叠瓦的串联方式，减少汇流条130的使用，减少了光伏组件的内部损耗，提高了组件转换效率；电池组件100采用分开的电路设计，减少热斑效应，电池片电流适配损失减小，且部分缺陷电池片可再利用。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种叠瓦光伏组件，包括框架、安装在框架内的电池组件，其特征在于：所述电池组件包括两个电路，每个所述电路包括多个电池串、汇流条，每个所述电池串由若干电池片切片以叠瓦方式串联形成，每个所述电池串的两端分别通过所述汇流条并联一个二极管，多个所述电池串相互并联，两个所述电路中的电池串数目相同，且其中一所述电路中的电池串与另一所述电路中的电池串共用一个二极管。
2.如权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述二极管为旁路二极管。
3.如权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述电池片切片的正面设有正面主栅线、副栅线，所述电池片切片的背面设有背面主栅线，所述正面主栅线与所述背面主栅线的宽度相同。
4.如权利要求3所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：相邻的两个所述电池片切片部分重叠，其中一所述电池片切片的背面主栅线与另一所述电池片切片的正面主栅线通过导电胶粘接。
5.如权利要求4所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述副栅线与所述正面主栅线垂直并连接。
6.如权利要求1-5任一项所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述叠瓦光伏组件还包括第一封装膜、第二封装膜、玻璃基板、背板，所述第一封装膜位于所述玻璃基板与所述电池组件之间，所述第二封装膜位于所述电池组件与所述背板之间，所述玻璃基板、背板安装在所述框架内。
7.如权利要求6所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述第一封装膜、第二封装膜为透明的热熔胶膜。
8.如权利要求6所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述叠瓦光伏组件还包括接线盒，所述接线盒安装在所述背板上，所述背板上设有开孔，所述汇流条穿过所述开孔与所述接线盒连接。
9.一种叠瓦光伏组件的制造方法，其特征在于：步骤如下，
制电池片切片：将常规电池片印刷正面主栅线、背面主栅线、副栅线，按其1/2或1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8的比例切成电池片切片；
制电池组件：将若干所述电池片切片以叠瓦方式串联成电池串，多个所述电池串并联形成电池组件；
封装：将所述电池组件封装在框架内。
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