CN110491948A - 一种切片光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种切片光伏组件，包括一个或多个串联连接的电池单元，所述电池单元包括一个或多个串联或并联连接的电池串系列，所述电池串系列包括一个或多个通过汇流条并联连接的电池串，所述电池串包括多个通过连接材料串联连接的小电池片；所述小电池片为156*156至300*300mm等大小的太阳能电池，经过激光切割成2‑8个独立的小电池，每个小电池片上都有正电极和背电极，且每个正电极和背电极位置相互重合或者分别在电池片两端边缘，小电池片间的间距为‑2至5mm。本发明在组件功率大幅提升的同时，不会带来组件短路电流的大幅提升，避免增加功率损耗，同时也可避免因线盒额定电流增大而给组件带来潜失效风险。

Description

一种切片光伏组件
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，具体涉及一种切片光伏组件。
背景技术
现有的太阳能组件一般采用整片或者整片经过激光切半的电池片,电池片尺寸一般是156.75*156.75mm，然后经过串联或者串并联连接组成电路，其中纵向一般采用6串电池排布,组件短路电流一般为整片电池片的电流。随着市场对高功率组件需求持续提升，在现有电池技术提效逐步受限的情况下，加大硅片面积，导入大硅片，逐步成为快速提升组件功率及效率的一种捷径。导入大硅片虽然提升了组件功率，但是，也带来了至少下述几方面的缺点：1、组件Isc大幅提升，组件接线盒额定电流也随之需要提升，旁路二极管性能需要提升，当电流达到一定程度，现有旁路二极管已无法满足；同时在线盒中二极管出现短路时，大电流会增加线盒发热烧毁的风险。2、组件尺寸门幅变大，超出现有业内玻璃厂生产能力，需要设备升级改造，增加成本。3、对于非常规组件较难实现旁路二极管连接。
因此，需要设计一种光伏组件，在增加电池数量提升功率的同时，避免上述缺陷。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种切片光伏组件，在导入大尺寸硅片、提升组件功率的同时，不大幅增加组件Isc以及门幅尺寸，降低太阳能电池组件的功率损耗，改善太阳能电池组件热斑功率损失。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种切片光伏组件，包括一个或多个串联连接的电池单元(4)，所述电池单元(4)包括一个或多个串联或并联连接的电池串系列(3)，所述电池串系列(3)包括一个或多个通过汇流条(10)并联连接的电池串(2)，所述电池串包括多个通过连接材料(9)串联连接的小电池片(1)；其中：
所述小电池片(1)为156*156至300*300mm等大小的太阳能电池，经过激光切割成2-8个独立的小电池，每个小电池片(1)上都有正电极和背电极，且每个正电极和背电极位置相互重合或者分别在电池片两端边缘，小电池片(1)间的间距为-2至5mm。
作为一种具体的实施方式，所述电池单元(4)由两个电池串系列(3)串联而成，或，由一个电池串系列构成，各电池单元(4)之间通过中间汇流条(11)串联。
进一步地，所述电池串系列(3)可以是在同一串的电池串的基础上形成，也可以通过两个电池串拼接而成。
进一步地，所述电池串系列(3)为同一串时，在一串电池串的中间区域，某片小电池片(1)与连接材料(9)的互联方向发生改变，同时互联方向发生改变的这两片小电池片之间的间距较其它相邻小电池片的间距大；所述电池串系列(3)为两个电池串拼接时，两个电池串(2)中电池片与互联条互联方向一致，通过旋转其中一串电池串使两串电池串保持相反的互联方向并在汇流条(10)上进行拼接，组成一个电池串系列(3)，同时拼接处两片小电池片之间的间距较其它相邻小电池片之间的间距大。
进一步地，所述每个电池单元(4)中，以中间汇流条(11)为分界，中间汇流条(11)以上为上部分电池串(5)，中间汇流条(11)以下为下部分电池串(6)，上部分电池串(5)与下部分电池串(6)之间彼此并联，且每一个电池单元(4)均并联有一个旁路二极管(7)。
进一步地，所述所述电池串系列(3)为三个，形成三个电池单元(4)，旁路二极管具有三个，分别为第一旁路二极管(7A)、第二旁路二极管(7B)、第三旁路二极管(7C)，三个旁路二极管均位于组件纵向的中间位置，第三旁路二极管通过跳线(8)与相应的电池串进行并联连接。
在组件正常工作情况下，跳线(8)用于传输组件电流，当通过跳线连接的这个电池单元出现阴影遮挡时，旁路二极管启动工作，组件电流主要从旁路二极管流过，跳线以及电池单元将逐渐被屏蔽，避免被遮挡的电池片因长期过热而损坏。
作为另一种具体的实施方式，所述每一个电池串系列(3)均形成一个电池单元(4)，各电池单元(4)之间通过中间汇流条(11)串联，每一电池单元均并联有一个旁路二极管(7)。
进一步地，所述各旁路二极管(7)均位于组件纵向中间位置，其中，旁路二极管正极端直接与相应的电池串的负极端连接，旁路二极管的负极端通过跳线(8)与电池串的正极端连接。
在组件正常工作情况下跳线(8)用于传输组件电流，当通过跳线连接的这个电池单元出现阴影遮挡时，与该电池单元连接的旁路二极管启动工作，组件电流主要从旁路二极管流过，跳线(8)以及该电池单元(4)将逐渐被屏蔽，避免被遮挡的电池片因长期过热而损坏。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中将现有大尺寸硅片(156*156至300*300mm)的太阳能电池片经过激光切割成2-8个独立的相同规格的小电池片，然后通过电路设计，将上述若干小电池片进行串联、并联，依次形成电池串、电池串系列以及电池单元，在此基础上再形成电池组件，通过优化电路设计，实现：
1、在导入大尺寸硅片、组件功率提升的同时，不大幅增加组件短路电流，避免增加组件的功率损耗，同时也可避免因线盒额定电流增大，给组件带来潜失效的风险。
2、组件功率大幅提升的同时避免组件门幅大幅增加，超出业内玻璃厂商生产能力。
3、引入跳线设计，巧妙地解决了对于并联电池串并联二极管连接方法。可方便接入旁路二极管，实现旁路功能。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种电路图；
图2为本发明实施例1的另一种电路图；
图3本发发明实施例2的电路图；
图4为本发明中小电池片的一种连接方式；
图5为本发明中小电池片的另一种连接方式；
其中：1为小电池片，2为电池串，3为电池串系列，4为电池单元，5为上部分电池串，6为下部分电池串，7为旁路二极管，7A为第一旁路二极管，7B为第二旁路二极管，7C为第三旁路二极管，8为跳线，9为连接材料，10为汇流条，11为中间汇流条。
具体实施方式
实施例1
如图1、2、4、5所示，本实施例中，对156*156至300*300mm尺寸的太阳能电池，经过激光切割成2-8个独立的小电池片1，每个小电池片上都有正电极和背电极，且每个正电极和背电极位置相互重合或者分别在电池片两端边缘。将切好的小电池片1通过连接材料9串联成电池串2，具体地，连接材料9可以是涂锡铜带或者导电胶粘结材料。串联的小电池片与小电池片之间有-2至5mm的间距，如图4，相邻小电池片之间有一定间距；如图5，相邻小电池片之间为负间距。其中，涂锡铜带可以是扁平带装，或是圆形状，在或者是微三角形状等；导电胶粘结材料可以是柔性胶带装或者是膏状等，通过热压固化使导电颗粒紧密接触导电，导电颗粒可以是银或者镍或者银包通或者石墨等等。通过上述连接材料9将小电池片1串联成电池串2，然后对电池串2进行排布连接。
具体地，两个电池串2通过互联条并联连接，形成一个电池串系列3。所述电池串系列3可以是在同一串的电池串的基础上形成，也可以通过两个电池串拼接而成。当为同一串时，在一串电池串的中间区域，某片小电池片1与连接材料9的互联方向发生改变，同时互联方向发生改变的这两片小电池片1之间的间距较其它相邻小电池片1的间距大。当为两个电池串拼接时，两个电池串2中电池片与互联条互联方向一致，通过旋转其中一串电池串使两串电池串保持相反的互联方向并在汇流条10上进行拼接，组成一个电池串系列，同时拼接处两片小电池片之间的间距较其它相邻小电池片之间的间距大。
在本实施例的切片光伏组件，包含5个上述的电池串系列3，其中，两个电池串系列3串联形成一个电池单元4，剩余的一个电池串系列3则独立形成一个电池单元4。上述三个电池单元4通过中间汇流条11串联连接，形成本实施例的切片光伏组件，如图1、图2所示。
每个电池单元4中，以中间汇流条11为分界，中间汇流条11以上为上部分电池串5，中间汇流条11以下为下部分电池串6，上部分电池串5与下部分电池串6之间彼此并联，且每一个电池单元4均并联有一个旁路二极管7。为了描述方便，在此分别命名为第一旁路二极管7A、第二旁路二极管7B、第三旁路二极管7C，三个旁路二极管均位于组件纵向的中间位置，如图1、图2所示。
同时存在第三旁路二极管7C两端的电压只有第一旁路二极管7A、第二旁路二极管7B两端电压的一半，以及，第一、第二、第三旁路二极管两端电压相同的情况。其中：第一旁路二极管、第二旁路二极管的正极端、负极端分别通过汇流条与各相应电池串的负极端、正极端连接；第三旁路二极管则通过跳线8与电池串进行并联连接。
第三旁路二极管与电池串的连接方式存在下述两种情况：
第一种：第三旁路二极管正极端通过跳线与电池串负极端连接，其负极端直接与电池串的正极端连接，此时，与跳线8连接的电池单元的电池串和与其相邻电池单元的电池串的极性相反；如图1所示；
第二种：第三旁路二极管正极端与电池串负极端直接连接，其负极端通过跳线与电池串正极端连接，此时，与跳线(8)连接的电池单元的电池串和与其相邻的电池单元的电池串的极性相同；如图2所示。
跳线8可设置于电池串背面上或者电池串与电池串之间，若位于电池串背面时，跳线8与电池串之间需要采用绝缘材料进行隔离；若跳线8位于电池串与玻璃边缘之间位置时，与跳线8连接的电池串或者第三旁路二极管并联的电池串和其相邻的电池串极性相反；若跳线8位于电池串与电池串之间位置时，与跳线8连接的电池串或者第三旁路二极管并联的电池串和其相邻的电池串极性相同。
在组件正常工作情况下，跳线8用于传输组件电流，当通过跳线连接的这个电池单元出现阴影遮挡时，旁路二极管启动工作，组件电流主要从旁路二极管流过，跳线以及电池单元将逐渐被屏蔽，避免被遮挡的电池片因长期过热而损坏。
实施例2：
如图3-5所示，本实施例中，每一个电池串系列3均形成一个电池单元4，共有5个电池单元(或电池串系列)。每个电池单元4通过中间汇流条11彼此串联，且每个电池单元均并联有一个旁路二极管7。各旁路二极管两端电压相等，各旁路二极管均位于组件纵向中间位置，其中，旁路二极管正极端直接与相应的电池串的负极端连接，旁路二极管的负极端通过跳线8与电池串的正极端连接。同时，各电池单元中，采用跳线连接的电池串极性均相同。
跳线8可设置于电池串背面上或者电池串之间，若位于电池串背面时，跳线8与电池串之间需要采用绝缘材料进行隔离；在组件正常工作情况下跳线8用于传输组件电流，当通过跳线连接的这个电池单元出现阴影遮挡时，与该电池单元连接的旁路二极管启动工作，组件电流主要从旁路二极管流过，跳线8以及该电池单元4将逐渐被屏蔽，避免被遮挡的电池片因长期过热而损坏。
本发明中，汇流条10，和中间汇流条11，可以为同一种物质，仅仅为描述的方便，将位于组件纵向中部位置的汇流条命名为中间汇流条11，两者在本质上并无区别。
本发明提供的切片光伏组件，通过电路的排布设计，将大硅片电池片(156*156～300*300mm)经过切割成2pc～8pcs，再连接成电池串，进而排布形成电池组件，在组件功率大幅提升的同时，不会带来组件短路电流的大幅提升，避免增加功率损耗，同时也可避免因线盒额定电流增大而给组件带来潜失效风险。同时，采用本发明提供的切片光伏组件，在导入大硅片时可避免出现组件玻璃门幅大幅增加、超出业内玻璃厂商生产能力的技术问题。
应当指出，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。根据本发明提供的小片电池以及并联电池串的设计方案，可根据需要，设置电池片的片数，达到最佳的技术效果。

Claims (8)

1.一种切片光伏组件，其特征在于：包括一个或多个串联连接的电池单元(4)，所述电池单元(4)包括一个或多个串联或并联连接的电池串系列(3)，所述电池串系列(3)包括一个或多个通过汇流条(10)并联连接的电池串(2)，所述电池串包括多个通过连接材料(9)串联连接的小电池片(1)；其中：
所述小电池片(1)为156*156至300*300mm等大小的太阳能电池，经过激光切割成2-8个独立的小电池，每个小电池片(1)上都有正电极和背电极，且每个正电极和背电极位置相互重合或者分别在电池片两端边缘，小电池片(1)间的间距为-2至5mm。
2.根据权利要求1所述的切片光伏组件，其特征在于：所述电池单元(4)由两个电池串系列(3)串联而成，或，由一个电池串系列构成，各电池单元(4)之间通过中间汇流条(11)串联。
3.根据权利要求2所述的切片光伏组件，其特征在于：所述电池串系列(3)可以是在同一串的电池串的基础上形成，也可以通过两个电池串拼接而成。
4.根据权利要求3所述的切片光伏组件，其特征在于：所述电池串系列(3)为同一串时，在一串电池串的中间区域，某片小电池片(1)与连接材料(9)的互联方向发生改变，同时互联方向发生改变的这两片小电池片之间的间距较其它相邻小电池片的间距大；所述电池串系列(3)为两个电池串拼接时，两个电池串(2)中电池片与互联条互联方向一致，通过旋转其中一串电池串使两串电池串保持相反的互联方向并在汇流条(10)上进行拼接，组成一个电池串系列(3)，同时拼接处两片小电池片之间的间距较其它相邻小电池片之间的间距大。
5.根据权利要求1所述的切片光伏组件，其特征在于：所述每个电池单元(4)中，以中间汇流条(11)为分界，中间汇流条(11)以上为上部分电池串(5)，中间汇流条(11)以下为下部分电池串(6)，上部分电池串(5)与下部分电池串(6)之间彼此并联，且每一个电池单元(4)均并联有一个旁路二极管(7)。
6.根据权利要求1所述的切片光伏组件，其特征在于：所述所述电池串系列(3)为三个，形成三个电池单元(4)，旁路二极管具有三个，分别为第一旁路二极管(7A)、第二旁路二极管(7B)、第三旁路二极管(7C)，三个旁路二极管均位于组件纵向的中间位置，第三旁路二极管通过跳线(8)与相应的电池串进行并联连接，跳线(8)可设置于电池串与玻璃边缘之间、电池串与电池串之间，或者，电池串的背面；当设置于电池串与玻璃边缘之间时，与跳线(8)连接的电池单元的电池串和与其相邻电池单元的电池串的极性相反；当设置于电池串之间时，与跳线(8)连接的电池单元的电池串和与其相邻的电池单元的电池串的极性相同；当设置电池串背面时，需要采用绝缘材料进行隔离。跳线(8)在组件正常工作情况下用于传输组件电流。
7.根据权利要求1所述的切片光伏组件，其特征在于：所述每一个电池串系列(3)均形成一个电池单元(4)，各电池单元(4)之间通过中间汇流条(11)串联，每一电池单元均并联有一个旁路二极管(7)。
8.根据权利要求7所述的切片光伏组件，其特征在于：所述各旁路二极管(7)均位于组件纵向中间位置，其中，旁路二极管正极端直接与相应的电池串的负极端连接，旁路二极管的负极端通过跳线(8)与电池串的正极端连接。
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