CN110137282A - 太阳能电池与光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池与光伏组件，所述太阳能电池包括若干沿第一方向排布的条形电池区域，所述条形电池区域具有在所述第一方向上相对设置的两个边界，每一所述条形电池区域的至少一个边界处设有贯穿部。所述光伏组件包括若干电池串，每一电池串包括沿第一方向排列的若干电池片及连接相邻电池片的焊带，所述电池串中相邻电池片在边缘处交叠，相邻两电池片中至少其一设有位于其边缘处的容纳部，所述焊带的部分收容于所述容纳部内。本发明太阳能电池与光伏组件能够通过减小边缘应力，降低隐裂风险；并能降低材料成本，提高光线利用率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，特别涉及一种太阳能电池与光伏组件。
背景技术
传统光伏组件的电池串中，相邻电池片之间留有2mm～4mm的片间距，该片间距仅增加光伏组件的面积与材料成本，而无益于光电转换效率的提升。随着光伏产业的发展，叠瓦组件在近些年备受业界关注。通常地，叠瓦组件通过将传统电池片进行切割，再通过导电胶进行串联，无需焊带进行焊接，能够减小光伏组件尺寸与重量，最大化地利用受光面积；但其亦面临着导电胶材料成本高昂，可靠性较差，不易返工等问题。业内还提出有采用“叠焊”方式实现电池片的串联，即将若干电池片边缘首尾依次交叠排布，并通过相应的焊带实现相邻电池片之间的电性连接。然则，相邻电池片交叠区域存有应力较大，易导致电池片边缘隐裂，且在层压制程可能产生气泡褶皱等缺陷。
鉴于此，有必要提供一种改进的太阳能电池与光伏组件。
发明内容
本发明目的在于提供一种太阳能电池与光伏组件，能够减小电池片边缘应力，改善隐裂；且能降低材料成本，提高光线利用率。
为实现上述发明目的，本发明提供一种太阳能电池，包括若干沿第一方向排布的条形电池区域，所述条形电池区域包括半导体基片、设置在所述半导体基片表面的汇流电极，所述汇流电极沿第一方向延伸，所述条形电池区域具有在所述第一方向上相对设置的两个边界；每一所述条形电池区域的至少一个边界处设有贯穿所述半导体基片的贯穿部，任一所述边界处所设置的贯穿部与相应的半导体基片一侧表面的汇流电极一一对应。
作为本发明的进一步改进，所述贯穿部包括第一贯穿口，所述第一贯穿口位于相邻两个条形电池区域之间，且相邻两个所述条形电池区域的分界线穿过所述第一贯穿口。
作为本发明的进一步改进，所述贯穿部包括第二贯穿口，所述第二贯穿口的一侧边与所述条形电池区域的边界相重合。
作为本发明的进一步改进，所述第一贯穿口沿第一方向的设置长度大于所述第二贯穿口沿所述第一方向的设置长度。
作为本发明的进一步改进，所述汇流电极包括沿第一方向间隔设置的至少两个焊盘，所述焊盘与贯穿部两者间隔设置。
本发明还提供一种光伏组件，包括若干电池串，每一电池串包括沿第一方向排列的若干电池片及连接相邻电池片的焊带，所述电池串中相邻电池片在边缘处交叠，所述电池片包括半导体基片、分别设置在所述半导体基片两侧表面且沿所述第一方向延伸的汇流电极；相邻两电池片中至少其一设有位于其边缘处且贯穿所述半导体基片的容纳部；所述焊带包括与一电池片正面的汇流电极连接的第一部分、与相邻的另一电池片背面的汇流电极连接的第二部分、连接所述第一部分与第二部分且部分收容于所述容纳部内的第三部分。
作为本发明的进一步改进，所述容纳部为开设于所述电池片边缘的缺口。
作为本发明的进一步改进，所述缺口在第一方向上的尺寸大于相邻所述电池片的交叠区域在第一方向上的尺寸。
作为本发明的进一步改进，所述电池片未设置所述缺口的边缘叠加在另一所述电池片设有所述缺口的边缘上。
作为本发明的进一步改进，所述缺口的开口位置在垂直于第一方向的第二方向上的尺寸不小于所述缺口的底部位置在第二方向上的尺寸。
作为本发明的进一步改进，所述容纳部为靠近所述电池片边缘设置的通孔。
作为本发明的进一步改进，所述容纳部在垂直于第一方向的第二方向的宽度大于所述焊带的宽度。
作为本发明的进一步改进，所述汇流电极包括正面电极与背面电极，所述正面电极、背面电极两者的数目均不少于6根。
本发明的有益效果是：所述太阳能电池可沿相邻所述条形电池区域的分界线分割得到若干电池片；所述光伏组件的相邻电池片之间形成有交叠区域，从而降低该光伏组件的材料成本，提高光线利用率，且所述电池串通过焊带实现稳定电性连接，所述焊带的部分收容在所述容纳部内，减小电池片边缘位置的应力，降低隐裂风险，还能减少可能出现的气泡、褶皱等异常。
附图说明
图1为本发明太阳能电池的正面结构示意图；
图2为图1中太阳能电池的背面结构示意图；
图3为图1中A区域的放大结构示意图；
图4为本发明光伏组件一较佳实施方式的平面结构示意图；
图5为图4中B区域的放大结构示意图；
图6为图4中光伏组件的电池片的正面结构示意图；
图7为图6中电池片的背面结构示意图；
图8为图4中光伏组件相邻电池片的连接示意图；
图9为本发明光伏组件另一实施例中相邻电池片的连接示意图；
图10为本发明光伏组件又一实施例中相邻电池片的连示意图；
图11为本发明光伏组件再一实施例中相邻电池片的连示意图；
图12为本发明光伏组件采用的另一电池片的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
参照图1至图3所示，本发明提供的太阳能电池100包括若干沿第一方向排布的条形电池区域101，所述条形电池区域101包括半导体基片10、设置在所述半导体基片10表面的汇流电极。
所述条形电池区域101具有在所述第一方向上相对设置的两个边界，所述边界沿垂直于第一方向的第二方向延伸。所述汇流电极沿第一方向延伸，所述汇流电极包括正面电极11与背面电极12。此处，所述正面电极11、背面电极12两者的数目均不少于6根，所述正面电极11、背面电极12的数目进一步优选设置为9根。
每一所述条形电池区域101的至少一个边界处设有贯穿所述半导体基片10的贯穿部13，任一所述边界处所设置的贯穿部13与相应的半导体基片10一侧表面的汇流电极一一对应，也就是说，其一所述边界处所设置的贯穿部13的数目为9个。一般地，所述半导体基片10表面的正面电极11与背面电极12位置相对应，所述贯穿部13设置在所述正面电极11、背面电极12所处直线上。
所述正面电极11包括沿第一方向间隔设置的至少两个焊盘111，所述焊盘111与所述贯穿部13间隔设置。其中，所述焊盘111的规格尺寸以及相邻所述焊盘111的间距均可根据产品需求进行设计。所述正面电极11还形成有连接至同一所述焊盘111且沿第二方向间隔分布的两条细栅线112，所述贯穿部13设置于所述两条细栅线112之间。所述条形电池区域101还包括设置在所述半导体基片10正面且沿第二方向延伸的副栅线14，所述副栅线14用以连接各正面电极11。所述背面电极12设置呈分段式结构，所述背面电极12亦与所述贯穿部13呈间隔设置。
所述太阳能电池100可沿垂直于所述第二方向进行分割(图2中虚线所示)，得到若干分别对应前述条形电池区域101的子电池片。本实施例中，所述条形电池区域101的数目设置为5个，所述贯穿部13包括第一贯穿口131与第二贯穿口132，所述第一贯穿口131沿第一方向的设置长度大于所述第二贯穿口132沿所述第一方向的设置长度。所述第一贯穿口131位于两个条形电池区域101之间，且两个所述条形电池区域101的分界线穿过所述第一贯穿口131；所述第二贯穿口132靠近所述条形电池区域101的边界设置。此处，两个所述条形电池区域101的分界线穿过所述第一贯穿口131的中心位置；所述第二贯穿口132一侧优选位于相应条形电池区域101的边界上，即使得所述第二贯穿口132在分割后呈开放设置。所述第一贯穿口131能够简化加工，即相邻两个条形电池区域101仅需在两者之间进行一次开口加工。显然地，所述太阳能电池100中的条形电池区域101数目为偶数时，则可无需设置上述第二贯穿口132。
所述太阳能电池100具有沿第二方向延伸的两条边缘102，在本发明的其它实施例中，所述边缘102作为该太阳能电池100最外侧的条形电池区域101的边界。显然地，所述边缘102亦可直接设置缺口作为相应条形电池区域101的贯穿部13，此处不再赘述。
参图4至图8所示，本发明提供的光伏组件200包括若干电池串201及连接各所述电池串201的汇流条202。每一电池串201包括若干电池片21及连接相邻所述电池片21的焊带22，相邻所述电池片21相对一侧的边缘位置相互层叠形成有交叠区域23。并且，至少部分所述汇流条202与电池串201之间还设有绝缘条203。
所述电池片21包括半导体基片210及设置在所述半导体基片210两侧表面且沿所述第一方向延伸的汇流电极，所述焊带22连接在所述汇流电极上，所述汇流电极包括正面电极211与背面电极212。所述焊带22使得前述交叠区域23厚度较大，且所述交叠区域23还会出现空隙，使得所述电池片21对应于所述交叠区域13的边缘位置应力较大，隐裂风险亦较大，且还可能产生气泡等外观异常。
鉴于此，我们将相邻两电池片21中至少其一对应于所述交叠区域23的边缘位置设置贯穿所述半导体基片210的容纳部213，所述容纳部213与相应半导体基片210一侧表面的汇流电极一一对应。
所述焊带22自所述电池片21的正面经所述容纳部213延伸并连接至另一所述电池片21的背面，所述焊带22在外力作用下，会在所述容纳部213位置出现弯折变形，使得相邻两片所述电池片21在交叠区域23沿高度方向相互贴近，降低所述交叠区域23的厚度，减小所述电池片21的边缘应力。显然地，所述容纳部213沿垂直于所述第一方向的第二方向的设置宽度大于所述焊带22的宽度，以使得所述焊带22能够弯折收容在所述容纳部213内。所述焊带22具有焊连在其一电池片21的正面电极211的第一部分221、焊连在另一电池片21背面电极212的第二部分222、连接所述第一部分221与第二部分222且至少部分收容在所述容纳部213内的第三部分223。
所述电池片21还具有设置在所述半导体基片210正面且沿第二方向延伸的副栅线214，所述副栅线214用以连接各正面电极211。所述电池片21还设置呈条状，且该电池片21具有沿第一方向相对设置的两条邻边215。本实施例中，所述容纳部213为开设于所述邻边215上的缺口，所述缺口在第一方向上的尺寸大于相邻所述电池片21的交叠区域23在第一方向上的尺寸。进一步地，所述缺口沿第一方向的设置长度不小于所述交叠区域23沿第一方向的宽度与所述焊带22的厚度之和，以利于所述焊带22的弯折变形。其中，所述电池片21为多主栅电池片时，为减少遮光面积，所述焊带22优选采用圆形焊带，所述焊带22的厚度即该焊带22的直径。
具体实施过程中，所述电池片21未设置缺口的邻边215叠加在另一电池片21设置有缺口的邻边上，可使得所述焊带22的变形量最小，所述交叠区域23的整体厚度最小。当然，如图9所示，所述电池片21未设置缺口的邻边215亦可设置在另一电池片21设置有所述缺口的邻边215下方，所述焊带22需贯穿所述缺口以实现两所述电池片21的连接。
特别地，若所述电池片21的两条邻边215均开设有所述容纳部213，可以想见地，相邻两片电池片21相向的邻边215上所开设的容纳部213沿第一方向的设置长度之和大于所述交叠区域13的宽度与所述焊带22的厚度两者之和。
所述缺口的开口位置在垂直于第一方向的第二方向上的尺寸不小于所述缺口的底部位置在第二方向上的尺寸，当然，所述缺口的具体样式可根据实际需求予以设计，通常可采用激光切割的方式制得。
此处，所述电池片21采用前述太阳能电池100切割得到的子电池片，即所述电池片21的结构与前述条形电池区域101相对应。所述容纳部213由所述第一贯穿口131、第二贯穿口132切割所得到，具体地，所述第一贯穿口131经切割得到分处于两片所述电池片21上的容纳部213；所述第二贯穿口132则形成相应电池片21的容纳部213。前述条形电池区域101中正面电极11的焊盘111与第一贯穿口131、第二贯穿口132间隔设置，可避免焊带22在所述邻边215处焊连固定，降低所述电池片21焊接后的边缘应力。
参图10所示，所述容纳部213还可设置为贯穿所述半导体基片210的通孔，所述通孔靠近所述电池片21的邻边215设置。相邻两电池片21在交叠区域23紧密贴合，且所述通孔的至少部分暴露于所述交叠区域外，当然，所述通孔的尺寸大于所述焊带22的截面尺寸，以使得所述焊带22可顺利贯穿所述通孔。
参图11所示，所述电池片21相对设置的两邻边215均开设有通孔。类似地，相邻两电池片21在交叠区域23紧密贴合，所述第三部分223可贯穿所述通孔。
当然，本发明光伏组件200还可以采用整片式的电池片21＇(如图12所示)，所述电池片21＇具有半导体基片210＇及设置在所述半导体基片210＇正面的正面电极211＇，所述电池片21＇还设有对应于所述正面电极211＇末端位置的容纳部213＇。显然地，所述光伏组件200亦可采用半片式电池片，同样为便于加工，仅需在对应该半片式电池片的母片的切割线位置开设相应的通孔既能实现，其具体实施过程不再赘述。
综上，所述光伏组件200取消片间距，降低材料及安装成本，提高光线利用率。通过所述电池片21边缘位置开设的容纳部213，使得所述焊带22在交叠区域23至少部分收容在容纳部213内，减小所述交叠区域23的厚度与应力，降低焊接及层压过程中的隐裂及外观异常风险
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种太阳能电池，包括若干沿第一方向排布的条形电池区域，所述条形电池区域包括半导体基片、设置在所述半导体基片表面的汇流电极，所述汇流电极沿第一方向延伸，所述条形电池区域具有在所述第一方向上相对设置的两个边界，其特征在于：每一所述条形电池区域的至少一个所述边界处设有贯穿所述半导体基片的贯穿部，任一所述边界处所设置的贯穿部与相应的半导体基片一侧表面的汇流电极一一对应。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述贯穿部包括第一贯穿口，所述第一贯穿口位于相邻两个条形电池区域之间，且相邻两个所述条形电池区域的分界线穿过所述第一贯穿口。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于：所述贯穿部包括第二贯穿口，所述第二贯穿口的一侧边与所述条形电池区域的边界相重合。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于：所述第一贯穿口沿第一方向的设置长度大于所述第二贯穿口沿所述第一方向的设置长度。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述汇流电极包括沿第一方向间隔设置的至少两个焊盘，所述焊盘与贯穿部两者间隔设置。
6.一种光伏组件，包括若干电池串，每一电池串包括沿第一方向排列的若干电池片及连接相邻电池片的焊带，所述电池串中相邻电池片在边缘处交叠，所述电池片包括半导体基片、分别设置在所述半导体基片两侧表面且沿所述第一方向延伸的汇流电极，其特征在于：相邻两电池片中至少其一设有位于其边缘处且贯穿所述半导体基片的容纳部；所述焊带包括与一电池片正面的汇流电极连接的第一部分、与相邻的另一电池片背面的汇流电极连接的第二部分、连接所述第一部分与第二部分且部分收容于所述容纳部内的第三部分。
7.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：所述容纳部为开设于所述电池片边缘的缺口。
8.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于：所述缺口在第一方向上的尺寸大于相邻所述电池片的交叠区域在第一方向上的尺寸。
9.根据权利要求7或8所述的光伏组件，其特征在于：所述电池片未设置所述缺口的边缘叠加在另一所述电池片设有所述缺口的边缘上。
10.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于：所述缺口的开口位置在垂直于第一方向的第二方向上的尺寸不小于所述缺口的底部位置在第二方向上的尺寸。
11.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：所述容纳部为靠近所述电池片边缘设置的通孔。
12.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：所述容纳部在垂直于第一方向的第二方向的宽度大于所述焊带的宽度。
13.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：所述汇流电极包括正面电极与背面电极，所述正面电极、背面电极两者的数目均不少于6根。
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