CN111200037A - 一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的连接方式 - 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连接方式，包括若干光伏电池和导电连接材料，光伏电池不少于两片。导体连接材料可选用焊带。每片光伏电池均有正表面和背表面，正表面指电池朝向组件前层玻璃的表面，另一面为背表面，同一光伏电池正表面和背表面电极极性相反。若干光伏电池电学连接为光伏电池串。本发明典型连接方式为，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，同根导体材料通过连接两片光伏电池正表面或背表面进行电学连接。本发明连接方式可缩短光伏电池串长度，提高光伏组件转换效率；避免传统连接中焊带折弯，杜绝由其所致电池片边缘短路的隐患；降低折弯应力所致光伏电池隐裂或破片隐患。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种晶硅光伏电池组件中光伏电池的连接方式。
背景技术
目前行业所有的晶硅光伏电池组件中，其主要光伏电池连接方式为：同一光伏电池串中相邻两片电池连接需通过导体连接材料(以焊带为例)的弯折，通过连接第一片电池的正表面和相邻电池的背表面，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，以使焊带折弯后穿过此间隙串联连接两片电池。
(2)焊带在折弯连接时，会对光伏电池片边缘产生应力，增加光伏电池边缘的隐裂或裂片风险，进而降低光伏组件的耐候性能和发电性能。
(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,。
为缩小此电池片间隙，需采用更薄焊带，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。
上述连接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的连接方式，尤其是双面光伏电池的连接方式，此连接方式不同于目前晶硅光伏电池组件中所有的光伏电池连接方式。
本发明所提出的连接方式采用若干光伏电池，若干所述的光伏电池连接成光伏电池串。每一片光伏电池均有正表面和背表面，所谓正表面，是指组件中电池朝向前层玻璃的表面，另一面称为背表面，同一片光伏电池正表面和背表面电极极性呈相反关系。
本发明所提出的连接方式为，同一根或同一组导体连接材料仅连接同一光伏电池串中相邻两片电池的正表面或背表面，完成同一根或同一组导体连接材料在同一平面内对两片光伏电池的电学连接。本发明所提出的连接技术方案中，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，即相邻连接的光伏电池按照正表面电极“正-负-正-负”结构排布。
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，所述的光伏电池采用双面光伏电池。
进一步的，所述的光伏电池采用单面光伏电池。
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，即整片电池切割后成型的电池。
进一步的，所述的光伏电池的主栅线数目不少于一根。
本发明提出的光伏电池之间连接方式具有如下特点和效果：
(1)避免了目前晶硅光伏组件电池连接工艺中的焊带折弯，实现同一根或同一组导体连接材料在同一平面电学连接相邻两个光伏电池。有效减少同一光伏电池串中光伏电池片之间的间距，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)避免了目前晶硅光伏组件中电池连接工艺中的焊带折弯，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电池片隐裂和破片的概率和比例，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。
(3)减小甚至消除了焊带等连接材料对光伏电池的应力，有利于厚度更薄电池片的使用，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。
(4)由于避免了焊带折弯，杜绝了折弯焊带所制的焊带与电池片边缘接触短路的隐患。
(5)可以简化电池片之间焊接工艺，提高生产效率。
附图说明
图1示出本发明的光伏电池连接方式示意图。
图2示出本发明的光伏电池连接方式俯视图，“﹢”和“﹣”表示电池正面的电极极性。
图3示出本发明的电路连接方式示意图。
其中：1.光伏电池、2.光伏电池正表面、3.光伏电池背表面、4.导体材料、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电池型电池等量，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)焊接时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，得光伏电池串。
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，其中电池片间距采用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，提高组件转换效率。
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，并采用半片切割工艺对其进行加工。
(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，其中电池片间距采用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片串联方式，并非光伏行业常用方式，本实施例中为便于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，本发明连接方式，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。
这种连接方式不限于整片双面光伏电池的连接。也同样适用于切成不同尺寸的双面光伏电池的连接，对于切片电池的连接，有可能是两片切片光伏电池的连接，也可能是超过两片电池的连接。同样也适用于P型或N型双面光伏电池的连接。
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连接方式，其特征在于，包括若干光伏电池和导体连接材料，相互连接成光伏电池串；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，光伏电池数量不少于两片。
本发明光伏电池连接方式为：在同一光伏电池串中，任意两片相邻电学连接的所述的光伏电池的正表面电极极性相反，背表面电极极性相反；所述的导体连接材料中，有两种连接情形：第一，同一根或同一组所述的导体连接材料仅连接相邻两片光伏电池正表面；第二，同一根或同一组所述的导体连接材料仅连接相邻两片光伏电池背表面。依次相连，实现光伏电池串中，同一根或同一组导体连接材料在同一平面内，电学连接相邻两个光伏电池。
2.根据权利要求1中的一种光伏组件中光伏电池的连接方式，其特征在于，所述的导体连接材料采用具有导电性能的连接材料，例如焊带。
3.根据权利要求1中的一种光伏组件中光伏电池的连接方式，其特征在于，所述的光伏电池采用双面光伏电池。
4.根据权利要求1中的一种光伏组件中光伏电池的连接方式，其特征在于，所述的光伏电池采用单面光伏电池。
5.根据权利要求1中的一种光伏组件中光伏电池的连接方式，其特征在于，所述的光伏电池采用整片电池。
6.根据权利要求1中的一种光伏组件中光伏电池的连接方式，其特征在于，所述的光伏电池采用切割电池，即整片电池切割后成型的电池。
7.根据权利要求1中的一种光伏组件中光伏电池的连接方式，其特征在于，所述的光伏电池上的主栅线的数目大于1条。
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