CN109950334A - Mwt太阳能电池组串及其制备方法、组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种MWT太阳能电池组串及其制备方法、组件,MWT太阳能电池组串包括多个呈多行多列排布的MWT太阳能电池单元,每个MWT太阳能电池单元的对边边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点,相应地相邻行及相邻列的MWT太阳能电池单元的正面电极接触点与背面电极接触点相间排布;每个MWT太阳能电池单元和与其相邻行的MWT太阳能电池单元串联,和/或,和与其相邻列的MWT太阳能电池单元串联,使MWT太阳能电池组串形成电流通路;在位于MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元的相邻边缘形成正极和负极,组串的正极和负极距离较近,将上述组串用于太阳能电池组件,可减少汇流条使用量,减少组件功率在汇流条上的消耗,提升组件性能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域,特别涉及一种MWT太阳能电池组串及其制备方法、组件。
背景技术
太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件,尽量低的生产成本和尽量高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。常规太阳能电池的负电极接触电极和正电极接触电极分别位于电池片的正反两面;电池的正面为受光面,正面金属电极主栅线以及细栅线的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射,造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7%左右,减少金属电极的正面覆盖可以直接提高的电池的能量转化效率。
“金属穿导(Metal Wrap Through)电池”,简称MWT电池,是一种发射极接触电极和基极接触电极都位于电池背面的电池。在MWT电池结构中,位于电池受光面的发射极的接触电极由硅基体体内引导到电池背面,与基极接触电极都位于电池背面,使表面发射极所收集的电流由电池的背面流出。与传统太阳能电池相比,电池正面的导电主栅线由位于背面的发射电极所取代,电池正面的遮光面积减小,接受光照的面积增加,有效增加了电池片的短路电流,从而使电池能量转化效率得到提高。
专利文献CN107195696A公开了一种MWT太阳能电池组件,如图1所示,该组件包括多个MWT太阳能电池单元30,每个电池单元30具有分布于电池单元背光面的对边边缘旁的一列正面电极接触点和一列背面电极接触点,电池单元30相邻排布成组串,相邻的电池单元30的每一正面电极接触点和每一背面电极接触点之间均通过焊带31相连,位于组串一端的电池单元30的正面接触点与汇流条32之间通过焊带31相连,位于组串另一端的电池单元的背面电极接触点与另一汇流条32之间通过焊带31相连。
上述MWT太阳能电池组件中需要较长的汇流条,组件功率在汇流条上有较大的损耗。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种MWT太阳能电池组串,用以解决MWT太阳能电池组件中需要较长的汇流条,组件功率在汇流条上有较大损耗的问题。
本发明还提供一种上述MWT太阳能电池组串的制备方法。
本发明还提供一种具有上述MWT太阳能电池组串的MWT太阳能电池组件。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
根据本发明第一方面实施例的MWT太阳能电池组串,包括多个MWT太阳能电池单元,每个所述MWT太阳能电池单元的对边边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点,
多个所述MWT太阳能电池单元呈多行多列排布,相应地相邻行以及相邻列的所述MWT太阳能电池单元的正面电极接触点与所述背面电极接触点相间排布;
每个所述MWT太阳能电池单元和与其相邻行的所述MWT太阳能电池单元串联,和/或,和与其相邻列的所述MWT太阳能电池单元串联,使所述MWT太阳能电池组串形成电流通路;并且,在位于所述MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元的相邻边缘形成正极和负极。
进一步地,所述MWT太阳能电池单元包括第一电池单元与第二电池单元,所述第一电池单元为两个,两个所述第一电池单元位于最外侧一行且彼此相邻,两个所述第一电池单元仅分别与其一侧相邻的所述MWT太阳能电池单元串联以在其未形成串联的对边分别形成正极和负极,
所述第二电池单元分别与其相邻的所述MWT太阳能电池单元中的两个相串联。
进一步地,两个所述第一电池单元位于角部。
进一步地,每个所述MWT太阳能电池单元中,对边边缘分别设有多个所述正面电极接触点与多个所述背面电极接触点,该多个所述正面电极接触点均匀地间隔开分布以形成一列,且该多个所述背面电极接触点均匀地间隔开分布以形成一列。
进一步地,每个所述MWT太阳能电池单元中,所述正面电极接触点与所述背面电极接触点之间一一对应且间距相同。
进一步地,所述串联通过焊带或导电胶连接。
进一步地,所述正极由焊条连接所述正面电极接触点形成,所述负极由焊条连接所述背面电极接触点形成。
进一步地,多个所述MWT太阳能电池单元排布成2M行×2N列,所述M和N分别独立地为大于等于2的整数。
进一步地,第1行所述MWT太阳能电池单元两两之间相互串联,
第1行与第2行、第3行与第4行、直至第2M-1行与第2M行之间,位于最外侧列的两个所述MWT太阳能电池单元之间相互串联,
除第1行所述MWT太阳能电池单元之外,每行所述MWT太阳能电池单元之中,除了位于第1列与第2列的所述MWT太阳能电池单元之间不连接之外其余与相邻的所述MWT太阳能电池单元串联,
且除了第1行与最后一行之外,每行所述MWT太阳能电池单元之中,所述位于第1列与第2列的所述MWT太阳能电池单元分别与其下一行的所述MWT太阳能电池单元串联。
进一步地,第1行所述MWT太阳能电池单元两两之间相互串联,
第3列与第4列、直至第2N-1列与第2N列之间,位于第2M行的两个所述MWT太阳能电池单元之间相互串联,第2列与第3列、直至第2N-2与第2N-1列之间,位于第2行的两个所述MWT太阳能电池单元之间相互串联,
位于第1列与第2N列的所述MWT太阳能电池单元分别与其下一行的所述MWT太阳能电池单元串联,
除了第1列与第2N列之外且除了第1行之外,每列中的所述MWT太阳能电池单元分别与其下一行的所述MWT太阳能电池单元串联。
进一步地,相邻两个所述MWT太阳能电池单元之间的间距小于0.5mm。
根据本发明第二方面实施例的MWT太阳能电池组串的制备方法,包括以下步骤:
步骤S1,获取多个MWT太阳能电池单元,每个所述MWT太阳能电池单元的对边边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点;
步骤S2,将多个所述MWT太阳能电池单元呈多行多列排布,相应地相邻行以及相邻列的所述MWT太阳能电池单元的正面电极接触点与所述背面电极接触点相间排布;
步骤S3,将每个所述MWT太阳能电池单元和与其相邻行的所述MWT太阳能电池单元串联,和/或,和与其相邻列的所述MWT太阳能电池单元串联,使所述MWT太阳能电池组串形成电流通路;并在位于所述MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元的相邻边缘形成正极和负极,得到所述MWT太阳能电池组串。
进一步地,所述步骤S1中,还包括选取MWT太阳能电池片,切割所述MWT太阳能电池片以获取多个所述MWT太阳能电池单元。
进一步地,所述MWT太阳能电池单元包括第一电池单元与第二电池单元,所述第一电池单元为两个,两个所述第一电池单元位于角部,两个所述第一电池单元位于最外侧一行且彼此相邻,两个所述第一电池单元仅分别与其一侧相邻的所述MWT太阳能电池单元串联以在其未形成串联的对边分别形成正极和负极,
所述第二电池单元分别与其相邻的所述MWT太阳能电池单元中的两个相串联。
根据本发明第三方面实施例的MWT太阳能电池组件,包括上述实施例的MWT太阳能电池组串。
进一步地,所述MWT太阳能电池组件包括多个所述MWT太阳能电池组串,多个所述MWT太阳能电池组串呈多行多列且一层或多层排布,多个所述MWT太阳能电池组串并联且汇总连接到接线盒中。
进一步地,所述MWT太阳能电池组串为两个所述第一电池单元位于角部的MWT太阳能电池组串,其中,多个所述MWT太阳能电池组串呈2行2列排布,多个所述第一电池单元彼此相邻以位于所述MWT太阳能电池组件的中心位置。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一:
根据本发明实施例的MWT太阳能电池组串,通过每个MWT太阳能电池单元和与其相邻行的MWT太阳能电池单元串联,和/或,和与其相邻列的MWT太阳能电池单元串联来形成电流通路,并且组串的正极和负极形成于MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元的相邻边缘,由于本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串的正极和负极距离较近,因此将本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串应用于太阳能电池组件中,可以大大减少汇流条的使用量,减少组件功率在汇流条上的消耗,提升组件性能。
附图说明
图1为常规MWT电池组件中MWT电池单元的串联互联方式;
图2为MWT太阳能电池片的结构示意图;
图3-a为MWT太阳能电池片的背面切割示意图;
图3-b为MWT太阳能电池片的正面切割示意图;
图4-a为两个相邻MWT太阳能电池单元的正面电极接触点与背面电极接触点横向连接方式;
图4-b为两个相邻MWT太阳能电池单元的正面电极接触点与背面电极接触点纵向连接方式;
图5为本发明一实施例的MWT太阳能电池组串;
图6为本发明另一实施例的MWT太阳能电池组串;
图7为本发明一实施例的MWT太阳能电池组件;
图8为本发明另一实施例的MWT太阳能电池组件。
附图标记:
硅基体1;发射极2;正面钝化介质层3;钝化减反层4;正面电极5;
通孔6;背面钝化介质层7;钝化保护层8;正面电极接触点9;
背面电极接触点10;背面铝层11;局部背场12;
MWT太阳能电池单元20;第一电池单元21;第二电池单元22;
电池单元30;焊带31;汇流条32。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
根据本发明实施例的MWT太阳能电池组串主要由多个MWT太阳能电池单元20构成,MWT太阳能电池单元20可以通过MWT太阳能电池片切割获取。
下面首先具体介绍MWT太阳能电池片的结构和制备方法。
如图2所示,在MWT太阳能电池片的正面由里到外依次为硅基体1、发射极2、正面钝化介质层3、钝化减反层4,在正面的钝化减反层4上设有正面电极5,MWT太阳能电池片的背面由里到外为背面钝化介质层7、钝化保护层8及背面铝层11,在背面钝化介质层7下具有局部背场12,还可以为全背场,局部背场12可以包括多个且间隔开分布,局部背场12可以与背面铝层11连接,在背面铝层11上分布有作为正极接触点的正面电极接触点9和作为负极接触点的背面电极接触点10,电极接触点可以为直径为0.2-10mm的圆形或边长0.2-10mm的方形,也可为其它的形状。
正面电极接触点9通过贯穿的通孔6与正面电极5连接,通孔6中可以填充连接正面电极5与正面电极接触点9的导电材料,背面的正面电极接触点9与背面电极接触点10可以呈多行多列的阵列分布,且正面电极接触点9所在的列与背面电极接触点10所在的列一一对应地相间分布。正面电极接触点9与背面电极接触点10可以整体形成有2N列,N为1以上的整数,比如,N为2,多个正面电极接触点9与多个背面电极接触点10形成为8行,背面的正面电极接触点9可以呈8行×2列阵列分布,背面电极接触点10可以呈8行×2列阵列分布,以使正面电极接触点9与背面电极接触点10整体地呈8行4列阵列排布。如图3-a和图3-b所示,MWT太阳能电池片可被切割为4个MWT太阳能电池单元20,其中,每个MWT太阳能电池单元20的背面具有一列正面电极接触点9和一列背面电极接触点10,一列正面电极接触点9和一列背面电极接触点10分别位于MWT太阳能电池单元20背面的对边边缘,正面电极接触点9所在的列中有4个正面电极接触点9,背面电极接触点10所在的列中有4个背面电极接触点10。
各列的正面电极接触点9和背面电极接触点10相间分布,各列中正面电极接触点9及背面电极接触点10的点间距可以相等,正面电极接触点9与背面电极接触点10的列间距可以不等,可分为宽间距和窄间距两种,且宽间距和窄间距可以二者交替分布的形式排布,宽间距为10-100mm,窄间距为1-20mm,窄间距小于宽间距,比如,宽间距可以为39mm,窄间距可以为1.5mm。
硅基体1可以为p型硅基体1或为n型硅基体1,正面的发射极2方阻在20-300ohm/sq,可以是高低方阻交替分布的选择性发射极2,也可以是相同方阻分布;前后表面的钝化介质层可以为氧化硅(SiOx)、氧化铝(AlOx)、氧化钛(TiOx)、硅薄膜(多晶硅、微米硅、或非晶硅)等一种或几种的叠层复合膜,厚度可以为1nm-200nm,前表面的钝化减反层4和背面的钝化保护层8可以都是氮化硅(SiNx),其厚度可以为30nm-200nm,背面可以为制绒面、抛光面或湿刻面。
上述的MWT太阳能电池片可以优选为p型局部铝背场MWT太阳能电池片,其制备方法包括以下步骤:
(1)制绒,对p型硅基体1表面进行制绒,比如,将p型硅基体1置于制绒槽中,用氢氧化钠溶液进行制绒以形成绒面结构,再对其表面进行清洗;
(2)制备发射极2,通过磷扩散或磷离子注入退火,比如,可以通过790℃-850℃炉管进行磷扩散,在p型硅基体1的正表面形成正表面n+发射极2,其方块电阻可以40-300ohm/sq;
(3)开孔,将扩散后的电池片可以通过激光或化学腐蚀的方式形成通孔6,通孔6的数量可以合理选择,比如,可以为16个,通孔6呈阵列排布在n型硅基体1中,并将激光后的电池片置于湿刻机中去除背结和磷硅玻璃;
(4)制备正面钝化介质层3,先对电池片进行表面清洗,再通过氧化工艺在表面形成一层氧化硅正面钝化介质层3;
(5)制备背面钝化介质层7,在电池片的背面沉积氧化铝(AlOx)层和/或氮化钛(TiOx)层以形成背面钝化介质层7,厚度可以为15nm;
(6)制备正面的钝化减反层4和背面的钝化保护层8,在电池片结构的正面和背面分别制备氮化硅(SiNx)薄膜以作为正面的钝化减反层4和背面的钝化保护层8,正面的钝化减反层4的厚度为70nm,背面的钝化保护层8厚度为120nm;
(7)激光开槽,利用激光在背面的钝化保护层8的表面上开孔或开槽,开槽宽度可以为20um,线间距可以为500um;
(8)印刷与烧结,该步骤主要包括以下步骤:
a)灌孔,先使用灌孔浆料,对通孔6进行填充,浆料为导电浆料;
b)接触点印刷,同时在背面印刷形成正面电极接触点9和背面电极接触点10;
c)局部背场12印刷,在电池片的背面表面再印刷背面铝线,背面铝线须要与背电极直接或者节间连接将电流全部收集;
d)印刷正面电极5,最后在电池片的正面发射极2上印刷正面电极5;
e)烧结,对电池片进行烧结,以形成背面局部背场12和背面铝层11,并使得正面的电极接触点9和背面的电极接触点10形成接触特性,背面铝线和开孔区域的硅基体1反应形成铝硅合金和背部局部背场12,而未开槽区域形成背面铝层11,得到p型局部铝背场MWT太阳能电池片。
上述的一种MWT太阳能电池片还可以优选为n型全背场MWT太阳能电池片,其制备方法包括以下步骤:
(1)制绒,对n型硅基体1表面进行制绒,再对其表面进行清洗;
(2)制备发射极2,通过硼扩散或硼离子注入退火,在n型硅基体1的正表面形成正表面p+发射极2;
(3)开孔,将电池片背面进行湿刻或抛光处理以去背结及边结,经湿刻或抛光处理后的电池片结构通过激光或化学腐蚀的方式形成通孔6;
(4)制备背面硅薄层,在n型硅基体1背面制备超薄介质层,并在超薄介质层表面设置多晶硅薄层;
(5)背面掺杂,在多晶硅薄层表面进行选择性离子注入掺杂,高温退火,形成无掺杂多晶硅薄层区域和有掺杂多晶硅薄层区域;
(6)正面钝化介质层3,在电池片的正面沉积氧化铝(AlOx)层和/或氮化钛(TiOx)层,以形成正面钝化介质层3;
(7)正面的钝化减反层4及背面的钝化保护层8,在电池片结构的正面和背面分别制备氮化硅(SiNx)薄层以作为正面的钝化减反层4及背面的钝化保护层8;
(8)印刷,在通孔6中灌入浆料,在n型硅基体1背面形成与正面接触电极相连通的正面电极5,再印刷正面电极接触点9和背面电极接触点10,烧结制得n型全背场MWT太阳能电池片。
通过上述的方法可以制备出MWT太阳能电池片,MWT太阳能电池片的背面形成有呈多行多列的阵列分布正面电极接触点9与背面电极接触点10,通过切割能够获取对边边缘分别设有正面电极接触点9与背面电极接触点10的MWT太阳能电池单元。
下面结合附图具体描述根据本发明实施例的MWT太阳能电池组串。
根据本发明实施例的MWT太阳能电池组串,包括多个MWT太阳能电池单元20,每个MWT太阳能电池单元20的对边边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点,多个MWT太阳能电池单元20呈多行多列排布,相应地相邻行以及相邻列的MWT太阳能电池单元20的正面电极接触点与所述背面电极接触点相间排布;每个MWT太阳能电池单元20和与其相邻行的MWT太阳能电池单元20串联,和/或,和与其相邻列的MWT太阳能电池单元20串联,使MWT太阳能电池组串形成电流通路;并且,在位于MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元20的相邻边缘形成正极和负极。
也就是说,根据本发明实施例的MWT太阳能电池组串主要由多个MWT太阳能电池单元20构成,MWT太阳能电池单元20可以通过MWT太阳能电池片切割获取,每个MWT太阳能电池单元20的对边边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点,正面电极接触点与背面电极接触点的数量可以相等,可以对应设置。多个MWT太阳能电池单元20可以呈多行多列排布,可以均匀对称排布,相应地相邻行以及相邻列的MWT太阳能电池单元20的正面电极接触点与背面电极接触点相间排布,也即是,在每一行中,相邻两个MWT太阳能电池单元20中的相邻两边边缘分别为正面电极接触点与背面电极接触点,在每一列中,上下相邻两个MWT太阳能电池单元20中同一侧边缘分别为正面电极接触点与背面电极接触点,便于相邻电池单元之间的连接,能够减小电池单元之间的间距,可以通过导电连接件将相邻的电池单元上的正面电极接触点与背面电极接触点连接,以便形成电池组串,形成的电池组串较为紧凑,损耗低,效率高,成本低。每个MWT太阳能电池单元20可以和与其相邻行的MWT太阳能电池单元20串联,和/或,和与其相邻列的MWT太阳能电池单元20串联,使MWT太阳能电池组串形成电流通路;并且,在位于MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元20的相邻边缘形成正极和负极,由于本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串的正极和负极距离较近,因此将本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串应用于太阳能电池组件中,可以大大减少汇流条的使用量,减少组件功率在汇流条上的消耗,提升组件性能。在本发明的一些实施例中,MWT太阳能电池单元20可以包括第一电池单元21与第二电池单元22,也即是,多个MWT太阳能电池单元20中包括第一电池单元21与第二电池单元22,第一电池单元21可以为两个,两个第一电池单元21位于最外侧一行且彼此相邻,两个第一电池单元21仅分别与其一侧相邻的MWT太阳能电池单元20串联以在其未形成串联的对边分别形成正极和负极,第二电池单元22分别与其相邻的MWT太阳能电池单元20中的两个相串联,此处的相邻包括在同一行中左右相邻,也包括在同一列中上下相邻,如图4-a所示,两个左右相邻的MWT太阳能电池单元20的正面电极接触点与背面电极接触点横向连接,如图4-b所示,两个上下相邻的MWT太阳能电池单元20的正面电极接触点与背面电极接触点纵向连接。可以将第一电池单元21与第二电池单元22串连成为一条组串,两个第一电池单元21中,一个可以作为组串的首端,另一个可以作为组串的尾端,可以将组串的首端和尾端的MWT太阳能电池单元20分别与对应的导电件连接以对外部进行供电。
在本发明的另一些实施例中,两个第一电池单元21可以位于角部,便于组串与接线盒的连接,多个组串连接时易于使得电接线盒位于组件的中心位置而不是边缘。
根据本发明的一些实施例,每个MWT太阳能电池单元20中,对边边缘分别设有多个正面电极接触点与多个背面电极接触点,也即是在MWT太阳能电池单元20相对的两个边缘上,一个边缘设有多个正面电极接触点,相对的另一个边缘设有多个背面电极接触点,该多个正面电极接触点均匀地间隔开分布以形成一列,且该多个背面电极接触点均匀地间隔开分布以形成一列,具体的间隔距离、每列中的电极接触点的数量可以根据需要合理选择。
优选地,每个MWT太阳能电池单元20中,正面电极接触点与背面电极接触点之间一一对应且间距相同,每列中正面电极接触点与背面电极接触点的数量可以相等,每个正面电极接触点对应一个背面电极接触点。
在本发明的一些实施例中,每个MWT太阳能电池单元20中,多个正面电极接触点通过焊带或导电胶连接,以使每个MWT太阳能电池单元20中的多个正面电极接触点并联连接,多个背面电极接触点通过焊带或导电胶连接,以使每个MWT太阳能电池单元20中的多个背面电极接触点并联连接。
优选地,串联可以通过焊带或导电胶连接,可以将相邻两个MWT太阳能电池单元20的正面电极接触点与背面电极接触点通过焊带或导电胶连接,可以将每个MWT太阳能电池单元20中的连接多个正面电极接触点的焊带或导电胶与每个MWT太阳能电池单元20中的连接多个背面电极接触点的焊带或导电胶连接,也可以将相邻两个MWT太阳能电池单元20的正面电极接触点与背面电极接触点通过焊带或导电胶连接,以使相邻两个MWT太阳能电池单元20串联。MWT太阳能电池单元20可以通过由MWT太阳能电池片切割获取,每个MWT太阳能电池单元20的面积相对于电池片而言大大减小,故其电流和电阻也相对较小,串联后的每一串组串的电流和串联电阻也得到降低;MWT太阳能电池单元20上下左右之间的间隙相对较小,能够充分利用有效空间,焊带的距离小,并且无汇流条,从而降低了功率损失,极大地提升了组串功率,降低了生产成本及度电成本;无需昂贵的金属背板,直接通过焊带或导电胶在同一面互连,避免了因为金属背板带来的弯曲及绝缘等问题,提升了太阳能组件的可靠性,同时也极大地降低了成本。
在一些具体实施例中,正极可以由焊条连接正面电极接触点形成,负极可以由焊条连接背面电极接触点形成,可以在串联后形成组串的首端和尾端的MWT太阳能电池单元20上的未焊接的电极接触点分别相应地焊接一条正电极和负电极焊条,在未焊接的正面电极接触点上焊接一条焊条作为正极,在未焊接的背面电极接触点上焊接一条焊条作为负极,可以将正极与负极分别和接线盒连接,比如,可以将多个组串并联之后连接于接线盒中。
根据本发明的一些具体实施例,多个MWT太阳能电池单元20可以排布成2M行×2N列,M和N可以分别独立地为大于等于2的整数,具体的行数与列数可以根据实际的需要合理选择,比如,可以根据组串的尺寸、输出功率、输出电压等选择行数与列数。
在一些优选实施例中,多个MWT太阳能电池单元20可以排布成2M行×2N列,M和N可以分别独立地为大于等于2的整数,第1行MWT太阳能电池单元20两两之间相互串联,第1行与第2行、第3行与第4行、直至第2M-1行与第2M行之间,位于最外侧列的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,除第1行MWT太阳能电池单元20之外,每行MWT太阳能电池单元20之中,除了位于第1列与第2列的MWT太阳能电池单元20之间不连接之外其余与相邻的MWT太阳能电池单元20串联,且除了第1行与最后一行之外,每行MWT太阳能电池单元20之中,位于第1列与第2列的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联。
比如,M为5,N为3,即是多个MWT太阳能电池单元20可以排布成10行×6列,如图5所示,最上侧一行为第1行,最下侧一行为第10行,最右侧一列为第1列,最左侧一列为第6列。第1行中的MWT太阳能电池单元20两两之间相互串联,相邻两个MWT太阳能电池单元20上的正面电极接触点与背面电极接触点通过焊带或导电胶串联连接,第1行与第2行、第3行与第4行、第5行与第6行、第7行与第8行、直至第9行与第10行之间,位于最外侧列(第1列和第6列)的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,可以通过焊带或导电胶串联。
除第1行MWT太阳能电池单元20之外,每行MWT太阳能电池单元20之中,除了位于第1列与第2列的MWT太阳能电池单元20之间不连接之外其余列中的MWT太阳能电池单元20与相邻的MWT太阳能电池单元20串联,也即是,位于第2行至第10行且位于第2列至第6列的MWT太阳能电池单元20,同一行中相邻的两个MWT太阳能电池单元20串联。
且除了第1行与最后一行(第10行)之外,每行MWT太阳能电池单元20之中,位于第1列与第2列的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联,也即是,第1列和第2列中的MWT太阳能电池单元20,位于第2行与第3行的MWT太阳能电池单元20串联,位于第4行与第5行的MWT太阳能电池单元20串联,位于第6行与第7行的MWT太阳能电池单元20串联,位于第8行与第9行的MWT太阳能电池单元20串联,通过串联之后形成MWT太阳能电池单元组串。位于第1列中且位于第10行的MWT太阳能电池单元20可以焊接焊条后作为正极,位于第2列中且位于第10行的MWT太阳能电池单元20可以焊接焊条后作为负极,通过正极与负极连接在接线盒中。
在另一些优选实施例中,多个MWT太阳能电池单元20可以排布成2M行×2N列,M和N可以分别独立地为大于等于2的整数,第1行MWT太阳能电池单元20两两之间相互串联,第3列与第4列、直至第2N-1列与第2N列之间,位于第2M行的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,第2列与第3列、直至第2N-2与第2N-1列之间,位于第2行的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,位于第1列与第2N列的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联,除了第1列与第2N列之外且除了第1行之外,每列中的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联。
比如,M为5,N为3,即是多个MWT太阳能电池单元20可以排布成10行×6列,如图6所示,最上侧一行为第1行,最下侧一行为第10行,最右侧一列为第1列,最左侧一列为第6列。第1行MWT太阳能电池单元20两两之间相互串联,第1行中相邻两个MWT太阳能电池单元20串联,第3列与第4列、直至第5列与第6列之间且位于第10行的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,通过焊带或导电胶连接。第2列与第3列、直至第4与第5列之间,且位于第2行的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,位于第1列与第6列的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联,除了第1列与第6列之外且除了第1行之外,每列中的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联,通过串联之后形成MWT太阳能电池单元组串。位于第10行且位于第1列与第2列的两个MWT太阳能电池单元20分别有未焊接的电极接触点,位于第1列中且位于第10行的MWT太阳能电池单元20可以焊接焊条后作为正极,位于第2列中且位于第10行的MWT太阳能电池单元20可以焊接焊条后作为负极,通过正极与负极连接在接线盒中。
在一些具体的实施例中,MWT太阳能电池单元20与紧邻的上下左右MWT太阳能电池单元20都紧密排列,相邻两个MWT太阳能电池单元20之间的间距可以小于0.5mm。由于MWT太阳能电池单元20之间的相对位置都由焊带固定形成一个整体,因此其间距可以减小至0.5mm以内,相比常规组串节约了间距、组串中间距的面积,增加了光线的利用率,相同尺寸情况下组串的功率显著提高。
根据本发明实施例的MWT太阳能电池组串,便于组串的连接,紧凑间距小,降低电能损耗,提高组串的效率,降低成本,不易发生在层压过程中叠串的问题,从而在电池单元数量相同的情况下,可以减小组串整体的体积,节省其他材料的用量;通过每个MWT太阳能电池单元和与其相邻行的MWT太阳能电池单元串联,和/或,和与其相邻列的MWT太阳能电池单元串联来形成电流通路,并且组串的正极和负极形成于MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元的相邻边缘,由于本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串的正极和负极距离较近,因此将本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串应用于太阳能电池组件中,可以大大减少汇流条的使用量,减少组件功率在汇流条上的消耗,提升组件性能。
本发明还提供一种上述实施例的MWT太阳能电池组串的制备方法,包括以下步骤:
步骤S1,获取多个MWT太阳能电池单元,每个MWT太阳能电池单元20的对边边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点。
步骤S2,将多个MWT太阳能电池单元20呈多行多列排布,相应地相邻行以及相邻列的MWT太阳能电池单元20的正面电极接触点与背面电极接触点相间排布。
在步骤S2中,多个MWT太阳能电池单元20可以呈多行多列排布,可以对称排布,多个MWT太阳能电池单元20排布成2M行×2N列,M和N可以分别独立地为大于等于2的整数。相间排布具体为,在每一行中,相邻两个MWT太阳能电池单元20中的相邻两边边缘分别为正面电极接触点与背面电极接触点,在每一列中,上下相邻两个MWT太阳能电池单元20中同一侧边缘分别为正面电极接触点与背面电极接触点。排布过程中,相邻两个MWT太阳能电池单元20之间的间距可以小于0.5mm,连接时可以通过焊带或导电胶将MWT太阳能电池单元20串联连接。
步骤S3,将每个MWT太阳能电池单元20和与其相邻行的MWT太阳能电池单元20串联,和/或,和与其相邻列的MWT太阳能电池单元20串联,使MWT太阳能电池组串形成电流通路;并在位于MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元20的相邻边缘形成正极和负极,得到MWT太阳能电池组串。在上述制备方法中,由于本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串的正极和负极距离较近,因此将本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串应用于太阳能电池组件中,可以大大减少汇流条的使用量,减少组件功率在汇流条上的消耗,提升组件性能。
具体地,在步骤S1中,还包括选取MWT太阳能电池片,切割MWT太阳能电池片以获取多个MWT太阳能电池单元,比如,可以通过切割如图2中所示的MWT太阳能电池片来获取多个MWT太阳能电池单元。
优选地,MWT太阳能电池单元20包括第一电池单元21与第二电池单元22,第一电池单元21为两个,两个第一电池单元21位于角部,两个第一电池单元21位于最外侧一行且彼此相邻,两个第一电池单元21仅分别与其一侧相邻的MWT太阳能电池单元20串联以在其未形成串联的对边分别形成正极和负极,第二电池单元22分别与其相邻的MWT太阳能电池单元20中的两个相串联,此处的相邻包括在同一行中左右相邻,也包括在同一列中上下相邻。
在MWT太阳能电池组串的制备过程中,每个MWT太阳能电池单元20中,对边边缘分别设有多个正面电极接触点与多个背面电极接触点,该多个正面电极接触点均匀地间隔开分布以形成一列,且该多个背面电极接触点均匀地间隔开分布以形成一列。每个MWT太阳能电池单元20中,正面电极接触点与背面电极接触点之间一一对应且间距相同。
可选地,每个MWT太阳能电池单元20中,多个正面电极接触点通过焊带或导电胶连接,多个背面电极接触点通过焊带或导电胶连接。
可以在组串的首端与尾端的MWT太阳能电池单元20上未焊接的接触点上焊接焊条作为正极或负极,在正面电极接触点焊接焊条作为正极,在背面电极接触点焊接焊条作为负极。
优选地,多个MWT太阳能电池单元20排布成2M行×2N列,M和N分别独立地为大于等于2的整数。在制备过程中,可以将多个MWT太阳能电池单元20按照以下方式进行排布连接:第1行MWT太阳能电池单元20两两之间相互串联,第1行与第2行、第3行与第4行、直至第2M-1行与第2M行之间,位于最外侧列的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,除第1行MWT太阳能电池单元20之外,每行MWT太阳能电池单元20之中,除了位于第1列与第2列的MWT太阳能电池单元20之间不连接之外其余与相邻的MWT太阳能电池单元20串联,且除了第1行与最后一行之外,每行MWT太阳能电池单元20之中,位于第1列与第2列的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联。
在另一些优选方案中,多个MWT太阳能电池单元20排布成2M行×2N列,M和N分别独立地为大于等于2的整数。在制备过程中,还可以将多个MWT太阳能电池单元20按照以下方式进行排布连接:第1行MWT太阳能电池单元20两两之间相互串联,第3列与第4列、直至第2N-1列与第2N列之间,位于第2M行的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,第2列与第3列、直至第2N-2与第2N-1列之间,位于第2行的两个MWT太阳能电池单元20之间相互串联,位于第1列与第2N列的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联,除了第1列与第2N列之外且除了第1行之外,每列中的MWT太阳能电池单元20分别与其下一行的MWT太阳能电池单元20串联。
根据本发明的MWT太阳能电池组串的制备方法,能够制备出上述实施例中的MWT太阳能电池组串,便于组串的连接,降低电能损耗,提高组串的效率,降低成本;由于本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串的正极和负极距离较近,将本发明实施例提供的MWT太阳能电池组串应用于太阳能电池组件中,可以大大减少汇流条的使用量,减少组件功率在汇流条上的消耗,提升组件性能。
本发明还提供一种MWT太阳能电池组件,包括上述实施例中的MWT太阳能电池组串,多个MWT太阳能电池组串呈多行多列且一层或多层排布,多个MWT太阳能电池组串并联且汇总连接到接线盒中。
在一些实施例中,MWT太阳能电池组件可以包括多个MWT太阳能电池组串,多个MWT太阳能电池组串可以呈多行多列排布,可以对称排布,多个MWT太阳能电池组串可以呈多行多列排布在一个平面上形成一层,也可以排布在多层平面上形成多层,在进行叠层、层压和装框等封装工艺之后,组串上的正极和负极分别以并联的形式在组件内部汇总到一个正电极和一个负电极并引出连到接接线盒中,或可以采用分体式接线盒分别连接多个组串之后再连接,比如,两个组串或四个组串。进一步地,MWT太阳能电池组串为两个第一电池单元21位于角部的MWT太阳能电池组串,多个所述MWT太阳能电池组串可以呈2行2列排布,可以多层排布,且每个MWT太阳能电池组串中的第一电池单元21彼此相邻以位于该MWT太阳能电池组件的中心位置,由此接线盒可以位于MWT太阳能电池组件的中心而不是边缘。
图7所示为利用四个如图5所示的MWT太阳能电池组串连接成的MWT太阳能电池组件,图8所示为利用四个如图6所示的MWT太阳能电池组串连接成的MWT太阳能电池组件,组串上的正极和负极可以分别以并联的形式在组件内部汇总到一个正电极和一个负电极并引出连到接接线盒中。
常规组件中组串与组串之间保持2-3mm的串间距以防在层压过程中组串与组串之间的相对位移产生变化导致叠串现象,由于每电池单元的相对位置都由焊带固定形成一个整体,MWT太阳能电池组串之间没有采用汇流条,因此其电池单元的间距、组串间距都可以减小至0.5mm以内。
本发明的MWT太阳能电池组件,取消了汇流条,减小了间距,常规组件上汇流条和接线盒的占据的面积可以被节省下来,减少了组件的尺寸从而提高了组件效率。比常规组件节约了片间距、串间距的面积,增加了光线的利用率,相同尺寸情况下组件的功率也就是组件效率大大提高;得益于切片设计、较短的焊带长度、无汇流条损耗使得组件的填充因子得以大幅提升,进一步提升了组件功率和效率,接线盒能够位于MWT太阳能电池组件的中心而不是边缘。
本发明还提供一种上述实施例中的MWT太阳能电池组件的制备方法,包括以下步骤:
步骤11,选取MWT太阳能电池组串,MWT太阳能电池组串可以为多个,MWT太阳能电池组串为上述实施例中任一项所述的MWT太阳能电池组串;
步骤12,将多个MWT太阳能电池组串呈多行多列且一层或多层排布;
步骤13,装框后进行封装;
步骤14,将多个MWT太阳能电池组串并联且汇总连接到接线盒中,得到MWT太阳能电池组件。
优选地,
在步骤11中,MWT太阳能电池组串为两个第一电池单元21位于角部的MWT太阳能电池组串;
在步骤12中,将多个MWT太阳能电池组串呈2行2列排布,可以多层排布,以使得多个第一电池单元21彼此相邻以位于MWT太阳能电池组件的中心位置。
也就是说,在MWT太阳能电池组件的制备方法中,选取的MWT太阳能电池组串可以为上述实施例中的任何一种,MWT太阳能电池组件可以为一个或多个,可以将多个MWT太阳能电池组串呈多行多列排布,可以对称排布,多个MWT太阳能电池组串呈多行多列排布在一个平面形成一层,也可以排列在多个平面上形成多层。
可以通过叠层、层压、装框等组件封装工艺将组件连接成一个整体,可以将组件中的组串上的正极和负极的焊条分别以并联的形式在组件内部汇总到一个正电极和一个负电极,并引出连到接线盒中,还可以采用新式的接线直接连接正极和负极焊条,或采用分体式接线盒分别连接两个组串或四个组串之后再连接,得到MWT太阳能电池组件。
通过上述方法能够制备出MWT太阳能电池组件,该MWT太阳能电池组件无需使用金属导电基板进行互联,从而可以避免金属导电基板在长期使用下的弯曲、绝缘等问题,延长电池组件的使用寿命;该MWT太阳能电池组件的制备方法简单,优质可靠,无需对现有组件生产线进行太多改进,成本低廉,流程简单易操作,可直接应用到大规模生产中。
除非另作定义,本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种MWT太阳能电池组串,其特征在于,包括多个MWT太阳能电池单元,每个所述MWT太阳能电池单元的对边边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点,
多个所述MWT太阳能电池单元呈多行多列排布,相应地相邻行以及相邻列的所述MWT太阳能电池单元的正面电极接触点与所述背面电极接触点相间排布;
每个所述MWT太阳能电池单元和与其相邻行的所述MWT太阳能电池单元串联,和/或,和与其相邻列的所述MWT太阳能电池单元串联,使所述MWT太阳能电池组串形成电流通路;并且,在位于所述MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元的相邻边缘形成正极和负极。
2.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池组串,其特征在于,
所述MWT太阳能电池单元包括第一电池单元与第二电池单元,
所述第一电池单元为两个,两个所述第一电池单元位于最外侧一行且彼此相邻,两个所述第一电池单元仅分别与其一侧相邻的所述MWT太阳能电池单元串联以在其未形成串联的对边分别形成正极和负极,
所述第二电池单元分别与其相邻的所述MWT太阳能电池单元中的两个相串联。
3.根据权利要求2所述的MWT太阳能电池组串,其特征在于,两个所述第一电池单元位于角部。
4.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池组串,其特征在于,多个所述MWT太阳能电池单元排布成2M行×2N列,所述M和N分别独立地为大于等于2的整数。
5.根据权利要求4所述的MWT太阳能电池组串,其特征在于,
第1行所述MWT太阳能电池单元两两之间相互串联,
第1行与第2行、第3行与第4行、直至第2M-1行与第2M行之间,位于最外侧列的两个所述MWT太阳能电池单元之间相互串联,除第1行所述MWT太阳能电池单元之外,每行所述MWT太阳能电池单元之中,除了位于第1列与第2列的所述MWT太阳能电池单元之间不连接之外其余与相邻的所述MWT太阳能电池单元串联,
且除了第1行与最后一行之外,每行所述MWT太阳能电池单元之中,所述位于第1列与第2列的所述MWT太阳能电池单元分别与其下一行的所述MWT太阳能电池单元串联。
6.根据权利要求4所述的MWT太阳能电池组串,其特征在于,
第1行所述MWT太阳能电池单元两两之间相互串联,
第3列与第4列、直至第2N-1列与第2N列之间,位于第2M行的两个所述MWT太阳能电池单元之间相互串联,第2列与第3列、直至第2N-2与第2N-1列之间,位于第2行的两个所述MWT太阳能电池单元之间相互串联,
位于第1列与第2N列的所述MWT太阳能电池单元分别与其下一行的所述MWT太阳能电池单元串联,
除了第1列与第2N列之外且除了第1行之外,每列中的所述MWT太阳能电池单元分别与其下一行的所述MWT太阳能电池单元串联。
7.权利要求1-6任一项所述的MWT太阳能电池组串的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1,获取多个MWT太阳能电池单元,每个所述MWT太阳能电池单元的对边边缘分别设有正面电极接触点与背面电极接触点;
步骤S2,将多个所述MWT太阳能电池单元呈多行多列排布,相应地相邻行以及相邻列的所述MWT太阳能电池单元的正面电极接触点与所述背面电极接触点相间排布;
步骤S3,将每个所述MWT太阳能电池单元和与其相邻行的所述MWT太阳能电池单元串联,和/或,和与其相邻列的所述MWT太阳能电池单元串联,使所述MWT太阳能电池组串形成电流通路;并在位于所述MWT太阳能电池组串的最外侧的相邻两个MWT太阳能电池单元的相邻边缘形成正极和负极,得到所述MWT太阳能电池组串。
8.根据权利要求7所述的MWT太阳能电池组串的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,还包括选取MWT太阳能电池片,切割所述MWT太阳能电池片以获取多个所述MWT太阳能电池单元。
9.一种MWT太阳能电池组件,其特征在于,包括如权利要求1-6中任一项所述的MWT太阳能电池组串。
10.根据权利要求9所述的MWT太阳能电池组件,其特征在于,所述MWT太阳能电池组件包括多个所述MWT太阳能电池组串,多个所述MWT太阳能电池组串呈多行多列且一层或多层排布,多个所述MWT太阳能电池组串并联且汇总连接到接线盒中。
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