CN110571287A - 一种大尺寸太阳能电池的光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大尺寸太阳能电池的光伏组件，其中，所述太阳能电池片层(3)为由若干电池片(101)经串联和/或并联后形成的大尺寸太阳能电池，所述电池片(101)为边长尺寸范围160‑220mm的电池片的整片或经切割成2个等分小片,所述焊带(10)的横截面宽度为0.2‑0.6mm；主栅数量为6‑35根。本发明综合考虑了电池和组件结构两方面的设计，焊带主栅和焊带尺寸获得最优的搭配组合，有效增加了主栅对电流的收集能力，同时降低了电阻损耗，更少的遮光损失，获得最优的光学和电学利用率，使得组件功率在大尺寸电池上功率实现最大化，同时通过合理设置EVA胶膜厚度，有效的降低了隐裂的几率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，具体涉及一种大尺寸太阳能电池的光伏组件。
背景技术
现有普通太阳能组件一般整片或者整片经过激光切半，电池片尺寸多是156.75*156.75mm，然后经过串联或者串并联连接组成电路，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，但一般硅片尺寸放大了，制备电池时由于各种光电损耗，理论上会有所增加，因此电池效率会有所下降。同时各种高效光伏技术层出不穷，比较典型的有多主栅电池片组件、以及电池片切半的切半组件、电池片切成若干个小片的叠瓦组件，通过焊带连接的称为并片焊接的技术也开始进行普遍。
然而，电池效率获得最高的设计，并不意味着搭配组件设计后，会获得最优的功率，因为组件的焊带遮光和电阻、组件版型设计也会对组件功率造成影响，如增加主栅数量，根据电阻计算公式，能够降低焊带电阻，但是同时也会增加遮光面积，所以一味地增加主栅数量反而会得不偿失。在切片电池组件中，如电池片经过切半以后，电流下降一半，焊带所带来的电阻损耗影响变成整片的1/4，相对的，焊带所带来的遮光损失影响所占的比重增加，因此适合整片的焊带尺寸和主栅数量设计就不再适合半片组件。同样地，假设电池片切成3份，电流变为原来的1/3，电阻损耗变成整片的1/9,这意味着电阻损耗占组件封装损耗进一步降低，而焊带的遮光损失相对份额增加，电池片所切分数越多，电流越低，意味着组件焊带电阻所带来的功率损耗越来越小，而焊带的遮光损失所占比重就相对变大。
因此，随着硅片尺寸的变大，以及各种叠加技术的运用，主栅数量和焊带尺寸需要重新设计。针对半片和整片的太阳能电池片，切割更多的叠片和并片，所需要的主栅数量和焊带尺寸并不相同，对应的制程工艺要求也不同。因此，针对电池片工艺的改进，需要对组件进行相应的设计，使高效的电池片最终形成高效的光伏组件。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种适用于大尺寸太阳能电池的光伏组件，通过对焊带及主栅数量的设计与选择，实现大尺寸太阳能电池光伏组件的效率最优化，降低生产成本。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种适用于大尺寸太阳能电池的光伏组件，包括由上至下依次叠加并经层压的：上玻璃(1)，透明EVA前膜(2)，太阳能电池片层(3)，EVA后膜(4)，背板或者光伏玻璃(5)，所述的上玻璃(1)，上透明EVA膜(2)，太阳能电池片层(3)，EVA后膜(4)，背板或者光伏玻璃(5)通过层压机粘合在一起形成组件本体(100)，上玻璃(1)为镀膜玻璃，且为受光面；绕组件本体(100)的外周设置有边框(7)，边框(7)与组件本体之间由密封胶(6)粘结；
所述太阳能电池片层(3)为由若干电池片(101)经串联和/或并联后形成的大尺寸太阳能电池，所述电池片(101)为边长尺寸范围160-220mm的电池片的整片或经切割成2个等分小片，所述焊带(10)的横截面宽度为0.2-0.6mm；主栅数量为6-35根。
进一步地，所述焊带(10)的横截面为圆形、矩形或者三角形，主栅数量为6-35根。
进一步地，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，表面镀锡铅合金，焊带(10)的横截面直径为0.2-0.6mm。
进一步地，所述透明EVA前膜(2)及EVA后膜(4)的厚度均控制在：焊带高度加0.1至0.3mm。
作为一种具体的实施方式，所述电池片(101)为边长为160-170mm的电池片切割成2个等分小片，主栅数量为6-20根，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，焊带(10)的横截面直径为0.2mm-0.45mm。
作为一种更优的实施方式，所述焊带(10)的横截面直径为0.4mm，所述主栅数量为9根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.35mm，所述主栅数量为10根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.32mm，所述主栅数量为11根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.29mm，所述主栅数量为12根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.25mm，所述主栅数量为14根。
作为一种具体的实施方式，所述电池片(101)为边长为200-210mm的电池片切割成2个等分小片，主栅数量为8-29根，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，焊带(10)的横截面直径为0.2mm-0.55mm。
作为一种更优的实施方式，所述焊带(10)的横截面直径为0.5mm，所述主栅数量为11根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.45mm，所述主栅数量为12根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.4mm，所述主栅数量为13根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.35mm，所述主栅数量为15根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.32mm，所述主栅数量为17根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.29mm，所述主栅数量为19根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.25mm，所述主栅数量为22根。
作为一种具体的实施方式，所述电池片(101)为边长为160-170mm的整片电池，主栅数量为6-25根，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，焊带(10)的横截面直径为0.3mm-0.6mm。
作为一种更优的实施方式，所述焊带(10)的横截面直径为0.55mm，所述主栅数量为10根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.5mm，所述主栅数量为11根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.45mm，所述主栅数量为12根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.4mm，所述主栅数量为14根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.35mm，所述主栅数量为17根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.32mm，所述主栅数量为19根。
作为一种具体的实施方式，所述电池片(101)由边长为200-210mm整片电池，主栅数量为8-35根，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，焊带(10)的横截面直径为0.35mm-0.6mm。
作为一种更优的实施方式，所述焊带(10)的横截面直径为0.6mm，所述主栅数量为14根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.55mm，所述主栅数量为15根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.5mm，所述主栅数量为17根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.45mm，所述主栅数量为20根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.4mm，所述主栅数量为23根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.38mm，所述主栅数量为27根。
与现有技术相比，本发明综合考虑了电池和组件结构两方面的设计，焊带主栅和焊带尺寸获得最优的搭配组合，有效增加了主栅对电流的收集能力，同时降低了电阻损耗，更少的遮光损失，获得最优的光学和电学利用率，使得组件功率在大尺寸电池上功率实现最大化，同时通过合理设置EVA胶膜厚度，有效的降低了隐裂的几率。使高效电池最终成为高效的电池组件。
附图说明
图1-图3为本发明的结构示意图，其中，图1为剖面示意图，图2为组件正面的示意图，图3组件背面的示意图；
图4为本发明实施例1的组件功率图；
图5为本发明实施例2的组件功率图；
图6为本发明实施例3的组件功率图；
图7为本发明实施例4的组件功率图；
其中：1为上玻璃，2为透明EVA前膜，3为太阳能电池片层，4为EVA后膜，5为背板或者光伏玻璃，6为密封胶，7为边框，8为接线盒，9为汇流条，10为焊带，100为组件本体，101为电池片。
具体实施方式
实施例1
如图1-3所示，本发明提供的适用于大尺寸太阳能电池的光伏组件，包括由上至下依次叠加并经层压的：上玻璃1，上透明EVA膜2，太阳能电池片层3，EVA后膜4，背板或者光伏玻璃5，所述的上玻璃1，上透明EVA膜2，太阳能电池片层3，EVA后膜4，背板或者光伏玻璃5通过层压机粘合在一起形成组件本体100，上玻璃1为镀膜玻璃，且为受光面；绕组件本体100的外周设置有边框7，边框7与组件本体之间由密封胶6粘结，在本实施例中，边框7为铝边框。
所述太阳能电池片层3为由若干电池片101经串联和/或并联后形成的大尺寸太阳能电池，所述的电池片101通过焊带10连接，所述背板或者背面玻璃5上设有接线盒8，汇流条9穿过背板或者玻璃预设的孔洞连接接线盒8，所述的汇流条9连接焊带10使得多个电池片101之间形成完成的电路回路。
电池片101为边长尺寸范围160-220mm的电池片的整片或经切割成2个等分小片。
在本实施例中个，电池片101为边长尺寸范围160-170mm的电池片经切割成2个等分小片。
所述透明EVA前膜2及EVA后膜4的厚度分别控制在：焊带高度加0.1至0.3mm。此厚度的效果最优，可有效比避免隐裂和溢出胶问题，如胶膜太厚，容易溢胶，如胶膜太薄，容易使电池片产生破片或者隐裂。
如果只考虑电池，则可选的主栅数量设计在6-16根，从成本和工程制程的复杂性角度，优先的主栅数量范围为6-9根；如果不考虑电池设计，只考虑组件设计，为了获得最少的光学和电学损失，采用0.4mm圆形铜焊带时，可选的主栅设计数量是5-13根，优选的范围是5-8根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为7-12根，优选的主栅数量范围是7-9根，在9根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.35mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是7-16根，优选的范围是7-10根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为7-14根，优选的主栅数量范围是7-10根，在10根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.32mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是8-18根，优选的范围是8-12根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为8-15根，优选的主栅数量范围是8-11根，在11根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.29mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是10-21根，优选的范围是10-14根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为9-16根，优选的主栅数量范围是9-12根，在12根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.25mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是12-27根，优选的范围是12-18根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为11-19根，优选的主栅数量范围是11-14根，在14根设计时，组件功率可以到最大化。
本实施例中具体的参数设计如下表1：
经实际测试，本实施例中，不同主栅数量及焊带尺寸的设置，得到的组件功率如图4所示。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：
所述的电池片101由边长尺寸范围200-210mm的电池片切割成2个等分小片。
如果只考虑电池，那个可选的主栅数量设计在8-21根，从成本和工程制程的复杂性角度，优先的主栅数量范围为8-13根；采用0.5mm圆形铜焊带时，综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为8-15根，优选的主栅数量范围是8-11根，在11根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.45mm圆形铜焊带时，综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为9-16根，优选的主栅数量范围是9-12根，在12根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.40mm圆形铜焊带时，综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为10-18根，优选的主栅数量范围是10-13根，在13根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.35mm圆形铜焊带时，综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为12-20根，优选的主栅数量范围是12-15根，在15根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.32mm圆形铜焊带时，综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为13-22根，优选的主栅数量范围是13-17根，在17根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.29mm圆形铜焊带时，综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为14-25根，优选的主栅数量范围是14-19根，在19根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.25mm圆形铜焊带时，综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为17-29根，优选的主栅数量范围是17-22根，在22根设计时，组件功率可以到最大化。
本实施例中具体的参数设计如下表2：
经实际测试，本实施例中，不同主栅数量及焊带尺寸的设置，得到的组件功率如图5所示。
实施列3：
本实施例与实施例1的不同之处在于：
所述的电池片101由边长尺寸范围160-170mm的整片电池。
如果只考虑电池，那个可选的主栅数量设计在6-16根，从成本和工程制程的复杂性角度，优先的主栅数量范围为6-9根；如果不考虑电池设计，只考虑组件设计，为了获得最少的光学和电学损失，采用0.55mm圆形铜焊带时，可选的主栅设计数量是7-15根，优选的范围是7-10根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为8-13根，优选的主栅数量范围是8-10根，在10根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.5mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是9-17根，优选的范围是9-12根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为9-14根，优选的主栅数量范围是9-11根，在11根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.45mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是10-19根，优选的范围是10-14根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为10-16根，优选的主栅数量范围是10-12根，在12根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.4mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是12-23根，优选的范围是12-17根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为11-19根，优选的主栅数量范围是11-14根，在14根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.35mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是16-29根，优选的范围是16-21根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为13-22根，优选的主栅数量范围是13-17根，在17根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.32mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是19-33根，优选的范围是19-24根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为15-25根，优选的主栅数量范围是15-19根，在19根设计时，组件功率可以到最大化
本实施例中具体的参数设计如下表3：
经实际测试，本实施例中，不同主栅数量及焊带尺寸的设置，得到的组件功率如图6所示。
实施例4：
本实施例与实施例1的不同之处在于：
所述的电池片101由边长尺寸范围200-210mm的整片电池。
如果只考虑电池，那个可选的主栅数量设计在8-21根，从成本和工程制程的复杂性角度，优先的主主栅数量范围为8-13根；如果不考虑电池设计，只考虑组件设计，为了获得最少的光学和电学损失，采用0.6mm圆形铜焊带时，可选的主栅设计数量是11-19根，优选的范围是11-14根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为11-18根，优选的主栅数量范围是11-14根，在14根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.55mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是12-22根，优选的范围是12-16根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为12-20根，优选的主栅数量范围是12-15根，在15根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.50mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是15-25根，优选的范围是15-19根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为14-22根，优选的主栅数量范围是14-17根，在17根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.45mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是17-30根，优选的范围是17-23根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为16-25根，优选的主栅数量范围是16-20根，在20根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.40mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是19-35根，优选的范围是19-27根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为18-29根，优选的主栅数量范围是18-23根，在23根设计时，组件功率可以到最大化。
采用0.38mm圆形铜焊带时，如只考虑组件设计，可选的主栅设计数量是23-39根，优选的范围是23-30根，但综合组件和电池的光学和电学性能后，可选的主栅设计应该为22-35根，优选的主栅数量范围是22-27根，在27根设计时，组件功率可以到最大化。
本实施例中具体的参数设计如下表4：
经实际测试，本实施例中，不同主栅数量及焊带尺寸的设置，得到的组件功率如图7所示。
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。根据本发明提供的主栅数量和焊带尺寸的配置方案，可进行各种各样的配置，以使组件达到最高的效率。
Claims (10)
1.一种大尺寸太阳能电池的光伏组件，包括由上至下依次叠加并经层压的：上玻璃(1)，透明EVA前膜(2)，太阳能电池片层(3)，EVA后膜(4)，背板或者光伏玻璃(5)，所述的上玻璃(1)，上透明EVA膜(2)，太阳能电池片层(3)，EVA后膜(4)，背板或者光伏玻璃(5)通过层压机粘合在一起形成组件本体(100)，上玻璃(1)为镀膜玻璃，且为受光面；绕组件本体(100)的外周设置有边框(7)，边框(7)与组件本体之间由密封胶(6)粘结；
所述太阳能电池片层(3)为由若干电池片(101)经串联和/或并联后形成的大尺寸太阳能电池，所述电池片(101)为边长尺寸范围160-220mm的电池片的整片或经切割成2个等分小片,所述焊带(10)的横截面宽度为0.2-0.6mm；主栅数量为6-35根。
2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，表面镀锡铅合金，焊带(10)的横截面直径为0.2-0.6mm；主栅数量为6-35根；所述透明EVA前膜(2)及EVA后膜(4)的厚度均控制在焊带高度加0.1至0.3mm。
3.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于：所述电池片(101)为边长为160-170mm的电池片切割成2个等分小片，主栅数量为6-20根，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，焊带(10)的横截面直径为0.2mm-0.45mm。
4.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于：所述焊带(10)的横截面直径为0.4mm，所述主栅数量为9根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.35mm，所述主栅数量为10根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.32mm，所述主栅数量为11根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.29mm，所述主栅数量为12根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.25mm，所述主栅数量为14根。
5.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于：，所述电池片(101)为边长为200-210mm的电池片切割成2个等分小片，主栅数量为8-29根，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，焊带(10)的横截面直径为0.2mm-0.55mm。
6.根据权利要求5所述的光伏组件，其特征在于：所述焊带(10)的横截面直径为0.5mm，所述主栅数量为11根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.45mm，所述主栅数量为12根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.4mm，所述主栅数量为13根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.35mm，所述主栅数量为15根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.32mm，所述主栅数量为17根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.29mm，所述主栅数量为19根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.25mm，所述主栅数量为22根。
7.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于：所述电池片(101)为边长为160-170mm的整片电池，主栅数量为6-25根，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，焊带(10)的横截面直径为0.3mm-0.6mm。
8.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于：所述焊带(10)的横截面直径为0.55mm，所述主栅数量为10根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.5mm，所述主栅数量为11根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.45mm，所述主栅数量为12根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.4mm，所述主栅数量为14根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.35mm，所述主栅数量为17根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.32mm，所述主栅数量为19根。
9.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于：所述电池片(101)由边长为200-210mm整片电池，主栅数量为8-35根，所述焊带(10)为横截面为圆形的铜焊带，焊带(10)的横截面直径为0.35mm-0.6mm。
10.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于：所述焊带(10)的横截面直径为0.6mm，所述主栅数量为14根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.55mm，所述主栅数量为15根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.5mm，所述主栅数量为17根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.45mm，所述主栅数量为20根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.4mm，所述主栅数量为23根；或者，所述焊带(10)的横截面直径为0.38mm，所述主栅数量为27根。
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