CN110459636B - 太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件。提供了一种太阳能电池光伏模块，包括矩阵排布的电池片和将矩阵排布的电池片串联的焊带。电池片的受光面分布有主栅，主栅包括行主栅和与行主栅垂直相交的列主栅。电池片的受光面上还分布有位于行主栅和列主栅的交点位置的焊盘。电池片的背光面分布有与焊盘一一对应的背电极。焊带包括串联焊带和互联焊带，串联焊带沿列主栅将电池片串联成电池串列，互联焊带沿行主栅将电池串列两端的电池片串联。上述光伏模块通过互联焊带沿行主栅方向串联电池串列两端的电池片，省去了电池串列两端的互联条，减小了光伏模块所占用的面积，降低了总体材料成本，同时减小了内部阻抗，进而降低了功率损耗。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，更具体地涉及太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件。
背景技术
太阳能作为一种绿色新能源，具有取之不尽用之不竭和清洁环保等多方面优势。目前主要的一种太阳能利用方式，是通过光伏电池组件接收光能转化为电能，传统的光伏电池组件是有若干光伏电池片串联后封装，并按方阵排列形成大面积光伏组件电站。其中，光伏电池片吸收光能，电池片两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，也就是“光生伏特效应”，在光生伏特效应的作用下，太阳能电池片两端产生电动势，从而将光能转换成电能。
通常，使用互联条在电池串列的两端互联焊接，以将多个电池串列互联成光伏电池组件。但是，这种互联条的使用，占用了电池串列端部的面积和空间；而且互联条本身具有一定的阻抗，给光伏组件带来一定的功率损耗。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中的光伏电池组件使用互联条带来的问题，提供一种太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件。
根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池光伏模块，该模块包括：焊带和矩阵排布的电池片，焊带将矩阵排布的电池片串联。电池片的受光面分布有主栅，主栅包括行主栅和与行主栅垂直相交的列主栅，行主栅平行于矩阵排布的电池片的行方向，列主栅平行于矩阵排布的电池片的列方向；电池片的受光面上还分布有焊盘，焊盘位于行主栅和列主栅的交点位置；电池片的背光面分布有背电极，背电极与焊盘一一对应。焊带包括串联焊带和互联焊带，串联焊带沿列主栅将电池片串联成电池串列，互联焊带沿行主栅将电池串列两端的电池片串联。
在其中一个实施例中，电池片为正方形，串联焊带和互联焊带的长度大于等于电池片的边长的两倍。串联焊带和互联焊带均包括第一部分和第二部分，第一部分与一电池片的焊盘焊接连接且第二部分与另一电池片的背电极焊接连接，或者第一部分与一电池片的背电极焊接连接且第二部分与另一电池片的焊盘焊接连接。
在其中一个实施例中，背电极为十字型电极。
在其中一个实施例中，十字型包括垂直相交的第一矩形和第二矩形，第一矩形沿行方向的长度与第二矩形沿列方向的长度相等，第一矩形沿列方向的宽度与第二矩形沿行方向的宽度相等。
在其中一个实施例中，电池片为正方形，行主栅和列主栅在电池片的受光面上均匀分布，并且行主栅和列主栅的数量相等。行主栅在行方向上的长度与列主栅在列方向上的长度相等，并且小于或等于电池片的边长；行主栅在列方向上的宽度与列主栅在行方向上的宽度相等。
在其中一个实施例中，电池片的受光面上还设置有与行主栅和列主栅连接的多条副栅，多条副栅与行主栅和列主栅成45°分布，副栅的宽度小于行主栅和列主栅的宽度。
在其中一个实施例中，多条副栅等间隔设置，副栅的宽度为0.03mm-0.035mm，相邻副栅之间的间隔为1.5mm。
在其中一个实施例中，串联焊带和互联焊带为镀锡铜带、镀锡铅铜带或镀锡银铜带。串联焊带和互联焊带具有圆形截面，圆形截面的直径为0.25mm-0.40mm，串联焊带和互联焊带中的镀层厚度为0.015mm-0.030mm。
在其中一个实施例中，焊盘为正方形焊盘，正方形焊盘的边长大于串联焊带和互联焊带的截面直径。
根据本发明的另一个方面，提供了一种太阳能电池光伏组件，包括上述任意实施例中的太阳能电池光伏模块和汇流条，该汇流条汇集太阳能电池光伏模块的互联焊带上的电流。
上述太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件，包括矩阵排布的电池片和将矩阵排布的电池片串联的焊带，电池片的受光面分布有行主栅和与行主栅垂直相交的列主栅、以及位于行主栅和列主栅的交点位置处的焊盘，电池片的背光面设置有与焊盘一一对应的背电极，焊带包括串联焊带和互联焊带，串联焊带沿列主栅将多个电池片串联成电池串列，互联焊带沿行主栅将电池串列两端的电池片串联，从而形成太阳能电池光伏组件。由于通过互联焊带沿行主栅方向串联电池串列两端的电池片，省去了电池串列两端的互联条，因此减小了光伏模块和组件所占用的面积空间，降低了总体材料成本，同时减小了电池串列的内部阻抗，进而降低了光伏组件损耗。而且省去互联条的光伏模块，外观整齐、标准一致，便于封装。
附图说明
将参考附图通过示例方式来描述本发明的优选而非限制的实施例，其中：
图1示出了本申请一个实施例中太阳能电池光伏模块的电池片的受光面的示意图。
图2示出了图1中的虚线圆圈A内的电池片受光面的局部放大图。
图3示出了本申请一个实施例中的太阳能电池光伏模块的电池片的背光面的示意图。
图4示出了本申请一个实施例中的四片电池片串焊的受光面焊接示意图。
图5示出了本申请一个实施例中的四片电池片串焊的背光面焊接示意图。
图6示出了本申请的一个实施例中的60版型光伏组件的受光面示意图。
图7示出了本申请的一个实施例中的60版型光伏组件的背光面示意图。
图8示出了本申请的一个实施例中的60版型光伏组件的示意图。
图9示出了图8中的虚线圆圈B内的光伏组件的放大图。
图10示出了图8中的虚线圆圈B内的光伏组件的部件分布放大图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
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。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本申请实施例提供了一种太阳能电池光伏模块，包括焊带和矩阵排布的电池片，焊带将矩阵排布的电池片串联。电池片的受光面分布有主栅，主栅包括行主栅和与行主栅垂直相交的列主栅，行主栅平行于矩阵排布的电池片的行方向，列主栅平行于矩阵排布的电池片的列方向。电池片的受光面上还分布有焊盘，焊盘位于行主栅和列主栅的交点位置。电池片的背光面分布有背电极，背电极与焊盘一一对应。焊带包括串联焊带和互联焊带，串联焊带沿列主栅将电池片串联成电池串列，互联焊带沿行主栅将电池串列两端的电池片串联。
如图1所示，示出了本申请一个实施例中太阳能电池光伏模块的电池片100的受光面的示意图。在图1中，电池片100的受光面分布有主栅，主栅包括行主栅(即X方向主栅)110和与行主栅垂直相交的列主栅(即Y方向主栅)111。行主栅110平行于矩阵排布的电池片的行方向(即X方向)，列主栅111平行于矩阵排布的电池片的列方向(即Y方向)。电池片100的受光面上还分布有焊盘120。焊盘120位于行主栅110和列主栅111的交点位置。通过多主栅设计，使得电池片具备垂直方向互联焊接的功能，使得电池串列端部的电池片在X方向和Y方向上都可以进行串焊。
在一个实施例中，如图1所示，电池片为正方形，电池片的边长L为156.5mm-157mm。在一个实施例中，电池片的边长L为156.5mm。在一个实施例中，电池片的边长L为156.75mm。在一个实施例中，电池片的边长L为157mm。行主栅110和列主栅111在电池片100的受光面上均匀分布。行主栅110和列主栅111的数量相等。在一个实施例中，行主栅110和列主栅111的数量均为8-12根。在一个实施例中，如图1所示，行主栅110和列主栅111的数量均为12根。在一个实施例中，行主栅110和列主栅111的数量均为10根。在一个实施例中，行主栅110和列主栅111的数量均为8根。行主栅110在X方向上的长度与列主栅111在Y方向上的长度相等，并且小于或等于电池片100的边长。行主栅110和列主栅111的交叉点设置有焊盘120，合计有144个焊盘120，如图1所示。
进一步地，如图1所示，电池片100的受光面上还设置有与行主栅110和列主栅111连接的多条副栅130，副栅130的宽度小于行主栅110和列主栅111的宽度，副栅130与行主栅110和列主栅111成45°分布。副栅130与行主栅110和列主栅111电性连接，用于将电流汇集至行主栅110和列主栅111，以保证电池片100的功率输出，副栅130的数量和分布密集程度根据发电功率进行设置。设置副栅130可以实现最大限度收集电流，同时将其宽度设置成小于主栅宽度，从而减小了遮光面积，提高输出功率。
参考图2，示出了图1中所示的电池片的受光面的局部放大图，即图1右下角的虚线圆圈内的放大图。如图2所示，焊盘120为正方形，正方形的中点与行主栅110和列主栅111的交点重合。通过设置正方形焊盘120，使得在使用串联焊带和互联焊带进行电池片串焊时，方便电池串列端部的电池片在X方向和Y方向的焊接。在一个实施例中，正方形焊盘的边长B2大于串联焊带和互联焊带的宽度，使得串联焊带和互联焊带分别在X方向和Y方向上与焊盘120焊接时易于对准。设置焊盘120的尺寸时，需要考虑方便焊接(越大越好)和焊盘遮光(越小越好)这两个因素。在一个实施例中，正方形焊盘的边长B2为0.8mm。
在一个实施例中，行主栅110在X方向上的长度与列主栅在Y方向上的长度相等，并且小于或等于电池片的边长；行主栅110在Y方向上的宽度B2与列主栅111在X方向上的宽度B2相等。在一个实施例中，宽度B2为0.1mm-0.15mm。在一个实施例中，宽度B2为0.1mm。在一个实施例中，宽度B2为0.125mm。在一个实施例中，宽度B2为0.15mm。在一个实施例中，副栅130的宽度为0.03mm-0.035mm。在一个实施例中，副栅130的宽度为0.03mm。在一个实施例中，副栅130的宽度为0.032mm。在一个实施例中，副栅130的宽度为0.035mm。在一个实施例中，如图2所示，多条副栅130等间隔设置，相邻副栅130之间的间隔C为1.5mm。
参考图3，示出了本申请一个实施例中的太阳能电池光伏模块的电池片的背光面的示意图。如图3所示，电池片100的背光面分布有背电极140。背光面的背电极140与受光面的焊盘120正反面一一对应分布。示例性地，背电极140的数量为144个。在一个实施例中，如图3所示，背电极140为十字型电极。在一个实施例中，该十字型包括垂直相交的第一矩形和第二矩形，第一矩形沿X方向的长度L3与第二矩形沿Y方向的长度L3相等。在一个实施例中，长度L3为8mm-12mm。在一个实施例中，长度L3为8mm。在一个实施例中，长度L3为10mm。在一个实施例中，长度L3为12mm。在一个实施例中，第一矩形沿Y方向的宽度B3与第二矩形沿X方向的宽度B3相等。在一个实施例中，宽度B3为1.2mm-1.6mm。在一个实施例中，宽度B3为1.2mm。在一个实施例中，宽度B3为1.4mm。在一个实施例中，宽度B3为1.6mm。在一个实施例中，宽度B3大于串联焊带和互联焊带的宽度，使得当串联焊带和互联焊带分别在X方向和Y方向上与背电极140焊接时易于对准。使用十字型电极作为背电极有利于焊带在X方向和Y方向对电池串列端部的电池片进行串焊。
请参考图4和图5，分别示出了本申请一个实施例中的四片电池片串焊的受光面和背光面的焊接示意图。在图4-5中，焊带包括串联焊带200和互联焊带210。串联焊带200沿列主栅111将电池片100串联成电池串列，互联焊带210沿行主栅110将电池串列两端的电池片串联。
具体地，在图4中，电池片100的受光面上的焊盘120与串联焊带200和/或互联焊带210进行贴合焊接，均匀汇集电流。在Y方向上，电池片100-1与电池片100-3通过串联焊带200进行焊接，电池片100-2与电池片100-4通过串联焊带200进行焊接，电池片100-3和电池片100-4还通过串联焊带200与后续电池片进行串联。在X方向上，电池片100-1与电池片100-2通过互联焊带210进行焊接。串联焊带200与互联焊带210呈垂直分布。在图5中，电池片100的背光面上的背电极140与串联焊带200和/或互联焊带210进行贴合焊接，均匀汇集电流。在Y方向上，电池片100-1与电池片100-3通过串联焊带200进行焊接，电池片100-2与电池片100-4通过串联焊带200进行焊接，电池片100-3和电池片100-4还通过串联焊带200与后续电池片进行串联。在X方向上，电池片100-1与电池片100-2通过互联焊带210进行焊接。串联焊带200与互联焊带210呈垂直分布。
如图4和图5所示，电池片100为正方形，串联焊带200和互联焊带210的长度大于等于电池片的边长L的两倍。四片电池片100串焊，合计有48根串联焊带200和12根互联焊带210。在一个实施例中，串联焊带200和互联焊带210均包括第一部分和第二部分，第一部分与一电池片的焊盘连接且第二部分与另一电池片的背电极焊接连接，或者第一部分与一电池片的背电极连接且第二部分与另一电池片的焊盘焊接连接。在图4-5中，其中12根串联焊带200将电池片100-1和100-3串联，这12根串联焊带200的第一部分与电池片100-1的受光面的焊盘焊接，第二部分与电池片100-3的背光面的背电极焊接。其中12根串联焊带200将电池片100-2和100-4串联，这12根串联焊带的第一部分与电池片100-2的背光面的背电极焊接焊接，第二部分与电池片100-4的受光面的焊盘焊接。另外24根串联焊带200将电池片100-3和100-4与后续的电池片串联。12根互联焊带210将电池片100-1和100-2互联，这12根互联焊带210的第一部分与电池片100-1的背光面的背电极焊接，第二部分与电池片100-2的行主栅方向的焊盘焊接。
从图4和图5可知，本申请的电池片100的多主栅设计(多个行主栅和列主栅)，使得电池片100具备X方向和Y方向兼容的焊接功能，为省去互联条做好了补缺功能。同时，通过将电池串列的端部电池片(例如，电池片100-1和100-2)沿与电池串列垂直的方向(即X方向)串焊，省去了电池串列两端的互联条，从而使得材料成本降低，同时降低了互联条本身带来的阻抗，进而提升了太阳能电池的功率。
在一个实施例中，串联焊带和互联焊带可以为镀锡铜带、镀锡铅铜带或镀锡银铜带。在一个实施例中，串联焊带和互联焊带可以具有圆形截面，圆形截面的直径为0.25mm-0.40mm。在一个实施例中，圆形截面的直径为0.25mm。在一个实施例中，圆形截面的直径为0.32mm。在一个实施例中，圆形截面的直径为0.40mm。在一个实施例中，串联焊带和互联焊带中的镀层厚度可以为0.015mm-0.030mm。在一个实施例中，镀层厚度为0.015mm。在一个实施例中，镀层厚度为0.024mm。在一个实施例中，镀层厚度为0.030mm。在一个实施例中，正方形焊盘的边长大于所述串联焊带和互联焊带的截面直径。在一个实施例中，正方形焊盘的边长为0.8mm。在一个实施例中，十字型电极的宽度B3大于所述串联焊带和互联焊带的截面直径。
本申请还提供了一种太阳能电池光伏组件，其特征在于，包括上述任意实施例中所述的太阳能电池光伏模块和汇集互联焊带上的电流的汇流条。请参考图6-图8，分别示出了本申请的一个实施例中的60版型光伏组件的受光面和背光面示意图以及60版型光伏组件的立体图。
在图6-8中，电池片100的受光面具有焊盘120，电池片100的背光面具有背电极(140)，共有60片电池片100进行排版分布，编号为01～60。其中，01～10形成一个电池串列500，11～20形成一个电池串列500，21～30形成一个电池串列500，31～40形成一个电池串列500，41～50形成一个电池串列500，51～60形成一个电池串列500，合计6个串列500。在每个电池串列500内部，通过串联焊带200进行焊接。每两个相邻电池串列500的两端，用互联焊带210进行焊接。10号电池片与11号电池片互联，20号电池片与21号电池片互联，30号电池片与31号电池片互联，40号电池片与41号电池片互联，50号电池片与51号电池片互联。01号电池片与20号电池片通过汇流条300接入正极接线盒400，21号电池片与40号电池片通过汇流条300接入中联接线盒410，41号电池片与60号电池片通过汇流条300接入负极接线盒420。
参考图9和图10，图9示出了图8中的虚线圆圈B内的光伏组件的放大图，图10示出了图8中的虚线圆圈B内的光伏组件的部件分布放大图。通过汇流条300将01号电池片与20号电池片接入正极接线盒400，并使用绝缘条310将汇流条300与20号电池片背光面绝缘隔开。通过汇流条300将21号电池片与40号电池片接入中联接线盒410，并使用绝缘条310将汇流条300与40号电池片背面绝缘隔开。通过汇流条300将41号电池片与60号电池片接入负极接线盒420，并使用绝缘条310把汇流条300与电池片背面绝缘隔开。绝缘条310材料可以为EPE。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种太阳能电池光伏模块，其特征在于，包括焊带和矩阵排布的电池片，所述焊带将所述矩阵排布的电池片串联；
所述电池片的受光面分布有主栅，所述主栅包括行主栅和与所述行主栅垂直相交的列主栅，所述行主栅平行于所述矩阵排布的电池片的行方向，所述列主栅平行于所述矩阵排布的电池片的列方向；所述行主栅和所述列主栅的数量相等，所述行主栅和所述列主栅的数量均为8-12根；所述电池片的受光面上还分布有焊盘，所述焊盘位于所述行主栅和所述列主栅的交点位置；所述电池片的背光面分布有背电极，所述背电极与所述焊盘一一对应；所述背电极为十字型电极；
所述焊带包括串联焊带和互联焊带，所述串联焊带沿所述列主栅将所述电池片串联成电池串列，所述互联焊带沿所述行主栅将所述电池串列两端的电池片串联。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述电池片为正方形，所述串联焊带和所述互联焊带的长度大于等于所述电池片的边长的两倍；
所述串联焊带和所述互联焊带均包括第一部分和第二部分，所述第一部分与一电池片的焊盘焊接连接且所述第二部分与另一电池片的背电极焊接连接，或者所述第一部分与一电池片的背电极焊接连接且所述第二部分与另一电池片的焊盘焊接连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述十字型包括垂直相交的第一矩形和第二矩形，所述第一矩形沿所述行方向的长度与所述第二矩形沿所述列方向的长度相等，所述第一矩形沿所述列方向的宽度与所述第二矩形沿所述行方向的宽度相等。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述第一矩形沿所述列方向的宽度和所述第二矩形沿所述列方向的宽度大于所述串联焊带和互联焊带的截面直径。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述电池片为正方形，所述行主栅和所述列主栅在所述电池片的受光面上均匀分布，并且所述行主栅和所述列主栅的数量相等；
所述行主栅在所述行方向上的长度与所述列主栅在所述列方向上的长度相等，并且小于或等于所述电池片的边长；所述行主栅在所述列方向上的宽度与所述列主栅在所述行方向上的宽度相等。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述电池片的受光面上还设置有与所述行主栅和所述列主栅连接的多条副栅，所述多条副栅与所述行主栅和所述列主栅成45°分布，所述副栅的宽度小于所述行主栅和所述列主栅的宽度。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述多条副栅等间隔设置，所述副栅的宽度为0.03mm-0.035mm，相邻副栅之间的间隔为1.5mm。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述串联焊带和互联焊带为镀锡铜带、镀锡铅铜带或镀锡银铜带；
所述串联焊带和互联焊带具有圆形截面，所述圆形截面的直径为0.25mm-0.40mm，所述串联焊带和互联焊带中的镀层厚度为0.015mm-0.030mm。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述焊盘为正方形焊盘，所述正方形焊盘的边长大于所述串联焊带和互联焊带的截面直径。
10.一种太阳能电池光伏组件，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一所述的太阳能电池光伏模块和汇流条，所述汇流条汇集所述太阳能电池光伏模块的互联焊带上的电流。
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