CN110277460A - 太阳能电池片及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池片及光伏组件，属于光伏领域；本申请中的太阳能电池片的硅片层的正面银浆层包括构成主电流区的细栅线及其相连的主栅线以及构成过渡电流区的过渡栅线及其相连的细栅线，每根过渡栅线分别与至少一根主栅线连接，过渡电流区的电流通过过渡栅线流入主电流区的主栅线，减少了主栅线的长度，增加了太阳能电池片的受光面积，可以减少银浆用量，提高太阳能电池片的发电效率；本申请的太阳能电池片相互串并联形成电池板块，若干个电池板搭建形成本申请的光伏组件，光伏组件的发电效率高、材料成本低、工艺要求低，可以实现全自动化无人作业，提高生产效率，提高光伏组件的良率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池片及光伏组件。
背景技术
随着传统能源价格上涨开发利用新能源成为当今能源领域研究的主要课题。由于太阳能具有无污染、无地域限制、取之不尽等有限，利用太阳能电池发电越来越受欢迎。
为了减少电池片的电损耗，需要在电池片上印刷较密的细栅线和较粗的主栅线，常规的整片电池片尺寸为156～166mm，电池片尺寸越大所需要的细栅线和主栅线的数量越大，这样会大大增加电池片银浆用量，也会减小电池片的受光发电面积，增加的电池片银浆大大提高了电池片的成本，电池片的受光发电面积减少会降低电池片的整体发电量，如何去平衡分片电池片的发电效率和电池片成本是当前电池片制作过程中的一大困扰。
现有的常规光伏组件采用整片或半片电池片，其电池片之间采用串联方式连接，采用3个二极管对电路进行保护，每个二极管保护两串电池串，当电池片被遮挡或者电路发生损坏时，二极管工作，将对应的两串电池串隔断，光伏组件的实际发电量只有设计的1/3，严重影响了实际发电量。为了提升光伏组件的高转换效率，市场组件设计热点是无焊带的叠瓦组件工艺产品。叠瓦产品的优点确实在组件转换效率非常高，但表面无焊带的叠瓦最大的短板就是光伏组件对电池片的隐裂，尤其垂直串长方向的隐裂，如果隐裂延伸，最糟可以导致整个电池串失效，光伏组件整体报废。这个设计缺陷，非常限制产品的真正规模化使用，同样叠瓦的成本也偏高。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种太阳能电池片及光伏组件。该技术方案如下：
一种太阳能电池片，该太阳能电池片包括硅片层、位于硅片层正面的正面银浆层以及位于硅片层背面的背面银浆层；
正面银浆层包括构成主电流区的主栅线和细栅线，以及构成过渡电流区的过渡栅线和细栅线，每根过渡栅线分别与至少一根主栅线连接；主电流区的细栅线分别与主栅线连接；过渡电流区的细栅线分别与过渡栅线连接。
其进一步的技术方案为，过渡栅线的宽度从与主栅线连接的一端向远离主栅线的一端减小。
其进一步的技术方案为，过渡栅线为不规则形状。
其进一步的技术方案为，过渡电流区的细栅线为线形。
其进一步的技术方案为，过渡电流区的细栅线为弧形。
其进一步的技术方案为，太阳能电池片为1/2分片或1/3分片或1/4分片或 1/5分片或1/6分片或1/7分片或1/8分片或1/9分片或1/10分片或1/12分片。
其进一步的技术方案为，正面银浆层中的细栅线的宽度为0.01mm～0.06mm，主栅线的宽度为0.3mm～0.8mm，过渡栅线的宽度大于细栅线的宽度且小于主栅线的宽度。
一种光伏组件，该光伏组件包括正面板材、电池片层、背面板材和胶膜层，正面板材、电池片层和背面板材通过胶膜层粘接为整体；
电池片层包括M个电池板块，M个电池板块的两端通过汇流条相连形成串联结构，每个电池板块中包括N个电池串，M≥1且N≥1，同一个电池板块中的N个电池串的两端通过汇流条相连形成并联结构，每个电池串中包括K个太阳能电池片，每个太阳能电池片采用如权利要求1-7任一的太阳能电池片，K个太阳能电池片依次排列并通过片间互联条串联形成电池串，每个片间互联条覆盖相邻两个太阳能电池片中的主栅线但不覆盖过渡栅线，K为整数。
其进一步的技术方案为，每个电池板块中的N个电池串中的太阳能电池片之间还通过L根串间互联条相连形成并联结构，L为整数，每个电池板块中的两个串间互联条之间连接有保护二极管，和/或，汇流条与串间互联条之间连接有保护二极管。
其进一步的技术方案为，各个保护二极管内置在电池片层中，或者，设置在电池片层的外部并与电池片层电性相连。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本申请公开了太阳能电池片以及基于该太阳能电池片构成的光伏组件，通过在太阳能电池片的正面银浆层上设置主电流区和过渡电流区，主电流区包括细栅线和主栅线，过渡电流区包括过渡栅线和细栅线，过渡电流区没有主栅线，过渡电流区发出的电流流入到主电流区，电流相对较小，过渡电流区的电流通过过渡栅线流入主电流区的主栅线，减少了主栅线的长度，增加了太阳能电池片的受光面积，可以减少银浆用量，提高太阳能电池片的发电效率。
多个太阳能电池片通过片间互联条串联形成电池串，电池串并联形成一个独立的电池板块，可以采用单电池板块或多电池板块串联的结构形成电池片层以构成光伏组件，可以提高光伏组件的发电效率、降低光伏组件材料成本，对光伏组件工艺要求低，可以实现全自动化无人作业，提高生产效率，提高光伏组件的良率。
每个独立的电池板块中还可以设置多根串间互联条，并在串间互联条之间以及串间互联条和汇流条之间连接保护二极管，每个二极管对应控制一个二极管分割区，可以将遮阴区所对应的二极管分割区隔离，保证其他区域正常发电，从而改进整个光伏组件的性能、增加发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种太阳能电池片的正面示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种主栅线与过渡栅线的连接示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种过渡栅线的连接示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的另一种过渡栅线的连接示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种光伏组件的正面局部示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图8是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图9是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图10是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图11是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图12是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图13是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图14是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图15是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件的正面局部示意图；
图16是图15所示结构的局部放大结构图；
图17是根据一示例性实施例示出的一种光伏组件的侧面局部示意图；
图18是根据一示例性实施例示出的一种电池串的侧面局部示意图；
图19是根据一示例性实施例示出的另一种电池串的侧面局部示意图。
图20是根据一示例性实施例示出的一种光伏组件结构图。
图21是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件结构图。
图22是根据一示例性实施例示出的另一种光伏组件结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种太阳能电池片，该太阳能电池片包括硅片层、位于硅片层正面的正面银浆层、位于硅片层背面的背面银浆层。
如图1所示，正面银浆层包括构成主电流区10的主栅线11和细栅线12，以及构成过渡电流区20的过渡栅线21和细栅线22。
每根过渡栅线21分别与至少一根主栅线11连接，每根主栅线11的一端与至少一根过渡栅线21连接。主栅线11上靠近过渡电流区20的一端与过渡栅线 21连接，主栅线11上远离过渡电流区10的一端不与过渡栅线21连接。
比如，每根主栅线11的一端与5根过渡栅线21连接，如图1、图5、图6、图7所示；每根主栅线11的一端与3根过渡栅线21连接，如图8、图10所示；每根主栅线11的一端与2根过渡栅线21连接，如图9所示。本申请中的附图仅为示例性说明，对太阳能电池片中的过渡栅线的数量不作限定。
主电流区10的细栅线12分别与主栅线11连接。过渡电流区20的细栅线 22分别与过渡栅线21连接，其中，与主电流区10相邻的过渡栅线21的一侧与过渡电流区20内的细栅线22连接，不与电流区10相邻的过渡栅线的两侧与过渡电流区20内的细栅线22连接。过渡电流区20的细栅线22与过渡栅线21之间的夹角可以根据实际需要确定，本发明实施例对此不作限定。
主电流区10和过渡电流区20中的各个细栅线用于收集太阳能电池片受光后产生的电流，过渡电流区20的各个细栅线22用于将收集到的电流输送至连接的过渡栅线21，各个过渡栅线21用于收集与过渡栅线21连接的细栅线22上的电流并将收集到的电流输送至连接的主栅线11。主电流区10的各个细栅线 12用于将收集到的电流输送至连接的主栅线11，主栅线11用于收集与其相连的各个细栅线12和各个过渡栅线21的电流。
在一种情况下，过渡栅线21的宽度从与主栅线11连接的一端向远离主栅线11的一端减小，如图2所示；该种情况下，过渡栅线21为直线状。在另一种情况下，过渡栅线21为不规则形状，比如，曲线状、折线状。过渡电流区20 的所有过渡栅线21的形状相同，或者部分过渡栅线21的形状相同、部分过渡栅线21的形状不相同，或者各个过渡栅线21的形状都不相同；本实施例对此不作限定。
在本申请中，主电流区10和过渡电流区20中的各个细栅线的宽度为 0.01mm～0.06mm，主栅线11的宽度为0.3mm～0.8mm；过渡栅线21的宽度大于细栅线的宽度且小于主栅线11的宽度。
可选的，在过渡电流区20，过渡栅线21上除端部以外的位置还连接有若干根过渡栅线21，可以是连接有1根过渡栅线21，如图3所示，也可以是连接有至少2根过渡栅线21，如图4所示。实际实现时，过渡电流区20中的部分过渡栅线21上还连接有其他的过渡栅线，或者每个过渡栅线21上都连接有其他的过渡栅线，或者每个过渡栅线21上都不连接其他的过渡栅线，而且各个过渡栅线21上连接的其他的过渡栅线的数量可以相同也可以不同。
在一种情况下，过渡电流区20中的细栅线22为线形，比如图5；在另一种情况下，过渡电流区20中的细栅线22为弧形，比如图6。
本发明实施例所提供的太阳能电池片还可以根据对电池片的需求，将电池片切分为1/2分片或1/3分片或1/4分片或1/5分片或1/6分片或1/7分片或1/8 分片或1/9分片或1/10分片或1/12分片。
比如：图5、图6、图10中所用的太阳能电池片为1/3分片；图7、图8、图9中所用的太阳能电池片为1/2分片；图11中所用的太阳能电池片为1/4分片；图12、图13、图14中所用的太阳能电池片为1/5分片。
需要说明的是，在每片太阳能电池片上，主栅线的数量可以为3～12个，也可以是其他数量，本发明实施例对此不作限定。
图5至图14中所示的过渡电流区和主电流区构成的图案仅为示例性说明，本发明实施例对此不作限定。
在实际使用时，本申请的太阳能电池片可以采用一种更特殊的结构，请参考图15所示的太阳能电池片，其以太阳能电池片为1/6分片为例，图16是图 15的局部放大示意图。这种结构中主电流区10非常小、过渡电流区20占了绝大部分面积，主电流区10的主栅线11和细栅线12都可以省略，过渡电流区20 的各个细栅线分别连接过渡栅线21，过渡电流区20还包括矩形栅线23，各个过渡栅线21分别与矩形栅线23连接，这种结构可以进一步减少银浆用量。
本发明实施例还提供了一种基于上述太阳能电池片构成的光伏组件，请参见图17，该光伏组件包括正面板材31、背面板材32、电池片层30和胶膜层33。正面板材31、电池片层30、背面板材32通过胶膜层33粘接为整体。正面板材 31为透明层，正面板材31的材料可以选用透明玻璃或透明的聚合物。背面板材 32不限于透明材料，背面板材32的材料可以选用玻璃或聚合物。胶膜层33填充在电池片层30的两侧，胶膜层33采用EVA胶膜、POE胶膜、PVB胶膜或硅胶等材料，用于对电池片层30形成包裹并将正面板材31和背面板材32粘接成一个整体。
电池片层30中包括多个本申请中的太阳能电池片1，K个太阳能电池片1 依次排列并通过片间互联条40串联形成电池串，K为整数，每个片间互联条40 的两端分别连接相邻的两个太阳能电池片1，如图18和19所示，片间互联条 40的一端与一个太阳能电池片1受光面的主栅线11连接，即片间互联条经过该太阳能电池片1受光面上的主电流区10、不经过过渡电流区20，片间互联条40 的另一端与相邻的太阳能电池片1背光面的主栅线11连接。由于片间互联条40 与太阳能电池片1的主栅线11焊接，因此可以将主栅线上的电流引出，而片间互联条40不覆盖过渡栅线、不经过过渡电流区，因此太阳能电池片1的过渡电流区的电流只能通过过渡栅线21来传输。特别的，对于图15和16这种特殊的结构，由于太阳能电池片1不包括主栅线，因此片间互联条40在连接太阳能电池片1时，与过渡电流区的矩形栅线23相连。
一般情况下，片间互联条40的宽度比主栅线11的宽度大0.1～0.2mm，由于太阳能电池片1上的主栅线的长度减少，片间互联条40在太阳能电池片1受光面上的长度也相应减少，因此，片间互联条40的遮光面积减少，不仅减少了片间互联条40的材料，还有助于提高太阳能电池片1的发电效率。
图18和19示出了片间互联条40连接太阳能电池片1构成电池串的两种形式，在图18中，电池串中相邻的两块太阳能电池片1的投影区域不重叠。在图 19中，对于电池串中任意相邻的两块太阳能电池片1，一块太阳能电池片1的投影区域与另一块太阳能电池片1的投影区域有重叠，也即一块太阳能电池片1 的主电流区10与另一块太阳能电池片1的过渡电流区20相邻并通过片间互联条40串联，图19中下方太阳能电池片1的主电流区10的一部分位于上方太阳能电池片1的过渡电流区20的下方。
请参考图20，N个这样的电池串的两端通过汇流条50相连形成并联结构，从而形成一个电池板块，N≥1，图20以N＝6为例。每个电池板块中的N个电池串中的太阳能电池片1之间还通过L根串间互联条60相连形成并联结构，L 为整数，可以每片电池片上都采用串间互联条60连接，也可以每隔几片电池片采用串间互联条60连接。每个电池板块中的两个串间互联条60之间连接有保护二极管70，和/或，该电池板块的汇流条50与串间互联条60之间连接有保护二极管70，可以在每两个串间互联条60之间都连接有保护二极管70，也可以每隔几个串间互联条60设置一个保护二极管70。保护二极管70沿着电池串的方向将电池串分为若干部分并分别进行保护，每个保护二极管70分别保护其所连接的串间互联条60/汇流条50之间的太阳能电池片1，当太阳能电池片1被遮挡或者电路断开时，相应的保护二极管70启动工作，将这个保护二极管70所管控的电池片隔开，而不影响其余太阳能电池片1的正常发电。各个保护二极管70采用内置或外置的结构设置：内置结构也即将保护二极管70内置在电池片层30中，外置结构也即将保护二极管70设置在电池片层30的外部，串间互联条60和/或汇流条50穿出并与保护二极管70相连。
电池片层30中包括M个如图20所示的电池板块，当M＝1时，电池片层 30的结构即如图20所示，也即电池片层30由单个电池板块构成，该电池板块两端的汇流条50分别连接引出线80，引出线80焊接到汇流条50中间可以减少电流的损耗。这种结构更容易对电路进行保护，也可以节省二极管和材料成本，更容易实现无人化自动化作业，投入的设备成本少，可以提高光伏组件的良率，提高光伏组件的质量。
当M≥2时，这M个电池板块的两端通过汇流条50相连形成串联结构构成回路，如图21示出了M＝2时的电池片层30的结构图，如图22示出了M＝4时的电池片层30的结构图，图21和22只是示例，实际电池片层30中包括的电池板块的数量不限，可以依次类推增加更多的电池板块来形成更大的版型，常规的光伏组件有60和72两个版型，60版型是6*10个电池板块，而72版型是 6*12个电池板块，图22这种更适合做72版型。
如图5-14所示，当太阳能电池片1排布形成电池片层30时，太阳能电池片 1之间的排布方式有多种，可以将相邻太阳能电池片1的主电流区相接设置，可以将相邻太阳能电池片1的过渡电流区相接设置，可以将相邻太阳能电池片1 的主电流区和过渡电流区相接设置，则在采用如图14这种结构时，光伏组件最外侧的太阳能电池片1上的过渡电流区在内侧，也即过渡电流区不在光伏组件的边缘部分时，这样的排布方式会有利于增加光伏组件的发电效率。
在本申请中，汇流条50、片间互联条40和串间互联条60均采用电性连接材料制成，可以实现为光伏焊带、导电胶带或导电胶等，但片间互联条40和串间互联条60主要用于引出太阳能电池片1的电流，片间互联条40主要引出同一串的电池片的电流，串间互联条60主要引出不同串的电池片的电流，实现串间电流的分流功能，也对串间起到物理的限位固定的作用。汇流条50主要用于引出多串电池串的电流，互联条和汇流条承载的电流大小不同，因此材料尺寸也不同，因此在本申请中采用不同的名称进行区分。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片包括硅片层、位于所述硅片层正面的正面银浆层以及位于所述硅片层背面的背面银浆层；
所述正面银浆层包括构成主电流区的主栅线和细栅线，以及构成过渡电流区的过渡栅线和细栅线，每根所述过渡栅线分别与至少一根所述主栅线连接；所述主电流区的细栅线分别与所述主栅线连接；所述过渡电流区的细栅线分别与所述过渡栅线连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述过渡栅线的宽度从与所述主栅线连接的一端向远离所述主栅线的一端减小。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述过渡栅线为不规则形状。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述过渡电流区的细栅线为线形。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述过渡电流区的细栅线为弧形。
6.根据权利要求1至5任一所述的太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片为1/2分片或1/3分片或1/4分片或1/5分片或1/6分片或1/7分片或1/8分片或1/9分片或1/10分片或1/12分片。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述正面银浆层中的细栅线的宽度为0.01mm～0.06mm，所述主栅线的宽度为0.3mm～0.8mm，所述过渡栅线的宽度大于所述细栅线的宽度且小于所述主栅线的宽度。
8.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括正面板材、电池片层、背面板材和胶膜层，所述正面板材、所述电池片层和所述背面板材通过所述胶膜层粘接为整体；
所述电池片层包括M个电池板块，所述M个电池板块的两端通过汇流条相连形成串联结构，每个所述电池板块中包括N个电池串，M≥1且N≥1，同一个电池板块中的N个电池串的两端通过汇流条相连形成并联结构，每个所述电池串中包括K个太阳能电池片，每个所述太阳能电池片采用如权利要求1-7任一所述的太阳能电池片，所述K个太阳能电池片依次排列并通过片间互联条串联形成电池串，每个所述片间互联条覆盖相邻两个太阳能电池片中的主栅线但不覆盖过渡栅线，K为整数。
9.根据权利要求8所述的光伏组件，其特征在于，每个所述电池板块中的N个电池串中的太阳能电池片之间还通过L根串间互联条相连形成并联结构，L为整数，每个所述电池板块中的两个所述串间互联条之间连接有保护二极管，和/或，所述汇流条与所述串间互联条之间连接有保护二极管。
10.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，各个所述保护二极管内置在所述电池片层中，或者，设置在所述电池片层的外部并与所述电池片层电性相连。
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