CN111200036A - 一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，排布方式中包含若干光伏电池，不少于两片，若干光伏电池连接成光伏电池串；光伏电池有正表面和背表面，正表面指制作组件后电池朝向前层玻璃的表面，另一面为背表面，同一光伏电池正表面和背表面电极极性呈相反关系。排布方式为，同一光伏电池串中任意相邻连接的两片光伏电池正表面的电极极性相反，即相连两片光伏电池按照正表面电极极性“正/负”或“负/正”排列。为实现同一光伏电池串中相邻光伏电池电学连接，采用同根导体材料连接两片光伏电池正表面或背表面。避免了传统方式中焊带折弯，有效缩短光伏电池串长度，提高光伏组件转换效率，降低组件制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及晶硅光伏电池组件中一种新的光伏电池的排布方式。
背景技术
目前行业所有的晶硅光伏电池组件技术中，同一光伏电池串或同一光伏组件内，所有光伏电池正表面的电极极性相同。因此在串联连接光伏电池时，对于同一光伏电池串中相邻两片光伏电池，需通过焊带的弯折，连接第一片电池的正表面和第二片电池的背表面，方能完成光伏电池间的电学连接。此连接方式具有如下特点：
(1)必须在同一光伏电池串中两片相邻光伏电池之间留出一定间隙，以使焊带折弯后串联连接两片电池。
(2)焊带在折弯连接时，会对光伏电池边缘产生应力，增加光伏电池边缘的隐裂或裂片风险。影响光伏组件的发电和长期可靠性。
(3)在焊带折弯处，由于折弯的角度有一定范围和随机性，有可能使焊带折弯处触碰光伏电池的边缘，造成焊带和电池正、背表面之间的短路。
为减少此光伏电池间隙，需采用更薄或更宽焊带，但由此带来焊带电阻的提升或光伏电池表面被遮挡面积的增加，从而增加电性能封装损失或光学封装损失。
上述排布方式不利于提升组件转换效率，不利于降低光伏组件制造成本和光伏电站建设成本，渐成行业发展障碍。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种晶硅光伏电池组件中光伏电池，尤其是双面光伏电池的排布方式，此排布方式不同于目前晶硅光伏电池组件中所有的电池排布方式。
本发明的技术方案是：提供一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，其特征在于，包括：若干光伏电池，电池间连接导体材料连接成光伏电池串，和旁路二极管；其中所述的光伏电池包含两类，即正表面为正电极的光伏电池和正表面为负电极的光伏电池；
其排布方式为，在同一光伏电池串中，相邻电学连接的任意两片光伏电池的正表面电极极性相反，背表面电极极性也相反。
进一步的，光伏电池组成光伏电池串后，不同光伏电池串可进一步和二极管并联，形成组件层面光伏电池串互联。
进一步的，所述的光伏电池采用整片电池。
进一步的，所述的光伏电池采用切割电池。
进一步的，所述的导体材料采用具有导电性能的连接材料，例如焊带。
进一步的，特殊情形下可出现同一光伏电池串中部分相邻电学连接的所述的光伏电池正表面的电极极性相同，其余相邻连接的所述的光伏电池正表面的电极极性相反的情况。
进一步的，所述的光伏电池上主栅线数目不少于2根。
本发明的有益效果在于，本发明提供一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，采用同根导体材料连接两片光伏电池的正表面或背表面，具有如下特点和效果：
(1)避免了传统连接方式中的焊带折弯，可以有效减少同一串中光伏电池之间的间距，缩短光伏电池串长度，进而缩小组件面积，提升组件的转换效率。
(2)可以简化光伏电池之间焊接工艺，提高生产效率。
(3)由于避免了传统连接方式中的焊带折弯，可减小甚至消除焊带等连接材料对光伏电池的应力，有利于降低连接过程中光伏电池隐裂和破片的比例，降低生产过程中的返修比例，从而降低光伏组件的制造成本。
(4)减小甚至消除了焊带等连接材料对光伏电池的应力，有利于更薄厚度光伏电池的使用，从而降低组件中的硅成本，从另一角度降低光伏组件制造成本。
(5)由于避免了焊带折弯，可杜绝折弯焊带所制的焊带与光伏电池边缘接触短路的隐患。
附图说明
图1示出传统排布方式中光伏电池正表面的极性分布图。
图2示出传统排布方式中光伏电池的连接示意图，“﹢”和“-”分别表示电池正表面和背表面的电极极性，两片电池之间为导电连接材料。
图3示出传统排布方式中光伏电池正表面的极性分布图。
图4示出传统排布方式中光伏电池的连接示意图，“﹢”和“-”分别表示电池正表面和背表面的电极极性，两片电池之间为导电连接材料。。
图5示出本发明排布方式中光伏电池正表面的极性分布图。
图6示出本发明排布方式中光伏电池的连接示意图。
其中：1.光伏电池、2.电池正表面、3.电池背表面、4.导电连接材料、5.光伏电池串。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，为便于说明，将光伏电池按正表面极性分为A电池和B电池。
(1)选择A电池和B电池型等量电池，其中A电池正面受光照时呈负电输出，B电池正面受光照时呈正电输出；
(2)串接时A电池和B电池间隔式排布，即A-B-A-B式样；
(3)采用焊带覆于A电池正面和B电池正面待焊接处；
(4)通过焊接工艺实现焊接；
(5)类于步骤2～4，焊接A电池和B电池的背表面；
(6)重复步骤2～5，得电池串。
实施例1：
考虑到焊接设备的兼容性，以及生产过程中的工艺适用性，按照如下要求选取双面光伏电池样品。
(1)156.75mm*156.75mm双面光伏电池(含A电池和B电池)各60片，电池边长尺寸公差(-0.1mm，+0.1mm)。
(2)156.75mm*156.75mm双面光伏电池A电池120片，电池边长尺寸公差(-0.1mm，+0.1mm)。
对于(1)中电池，采用本发明中连接方式，其中光伏电池间距采用0.3mm，每串12片电池，共10串，测各电池串长度，并记录。
对于(2)中电池，采用传统串联焊接方式，因工艺因素制约，其电池间距采用1.8mm(尺寸过小将导致破片率升高)，每串10片，共10串测各电池串长度，并记录。
实际上，由于设备串接误差原因以及样品个体差异，同样连接方式的电池串长度存在细微差别，将上述记录汇总于表1。
表1同样尺寸规格电池不同连接方式所制电池串的长度对比表
由表1可见，本发明连接方式，可使同规格电池所组成电池串长度缩小13mm以上，此数据可等长度传递至组件，即可缩短组件长度，从而降低单块组件原辅材料的用量。
实施例2：
类似实施例1，按照如下要求选取双面光伏电池样品，并采用切片工艺对其进行加工。
(1)158.75mm*158.75mm双面光伏电池(含A电池和B电池)各80片，电池边长尺寸公差(-0.1mm，+0.1mm)。
(2)158.75mm*158.75mm双面光伏电池A电池150片，电池边长尺寸公差(-0.1mm，+0.1mm)。
(3)对(1)中电池，采取半片切片工艺，切割所有样品电池；
(4)对(2)中电池，采取半片切片工艺，切割所有样品电池。
对于(3)中电池，采用本发明中连接方式，其中光伏电池间距采用0.3mm，每串24片半片电池，共10串，测各电池串长度，并记录。
对于(4)中电池，采用传统串联焊接方式，因工艺因素制约，其电池间距采用1.8mm(尺寸过小将导致破片率升高)，每串24片，共10串，测各电池串长度，并记录。
上述24片串接方式，并非光伏行业常用方式，本实施例中主要对比电池串长度参数，故简化之。
实际上，由于设备串接误差原因以及样品个体差异，同样连接方式的电池串长度存在细微差别，将上述记录汇总于表2。
表2同样尺寸规格电池不同连接方式所制电池串的长度对比表
由表2可见，本发明排布方式，可使同规格电池所组成电池串长度缩小34mm以上，可明显缩短组件长度，降低单块组件原辅材料的用量。
这种排布方式不限于整片双面光伏电池，也同样适用于切成不同尺寸的双面光伏电池的排布。同样也适用于P型或N型双面光伏电池的连接。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，其特征在于，包括：若干光伏电池，电池间连接导体材料，连接成光伏电池串，旁路二极管；其中所述的光伏电池包含两类，即正表面为正电极的光伏电池和正表面为负电极的光伏电池；
其排布方式为，在同一光伏电池串中，任意相邻电学连接的两片光伏电池的正表面电极极性相反，背表面电极极性也相反。
2.根据权利要求1所述的一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，其特征在于，光伏电池组成光伏电池串后，不同串可进一步和二极管并联，形成组件层面光伏电池串互联。
3.根据权利要求1所述的一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，其特征在于，所述的光伏电池采用整片电池。
4.根据权利要求1所述的一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，其特征在于，所述的光伏电池采用切割电池。
5.根据权利要求1所述的一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，其特征在于，所述的导电连接材料采用具有导电性能的连接材料，例如焊带。
6.根据权利要求1所述的一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，其特征在于，同一光伏电池串中部分相邻连接的所述的光伏电池正表面的电极极性相同，其余相邻连接的所述的光伏电池正表面的电极极性相反。
7.根据权利要求1所述的一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的排布方式，其特征在于，所述的光伏电池上主栅线数目不少于2根。
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