CN111293184B - 一种太阳能电池串、电池组件及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能电池串、电池组件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池串、电池组件及其制备方法，属于太阳能电池技术领域，解决了现有技术中提高太阳能组件有效发电面积的技术需重新购买整套设备、开设新模具，导致投入成本高的问题。太阳能电池串包括至少两个电池片、连接电池片的焊带以及与焊带连接的汇流条，汇流条包括第一段汇流条和第二段汇流条；太阳能电池串焊带在背光面的首端或者尾端电池片与第一段汇流条重叠放置，太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端电池片与第二段汇流条连接。太阳能电池组件包括至少两串上述太阳能电池串，多串太阳能电池串错位摆放，并且相邻的太阳能电池串通过汇流条连接。本发明实现了低成本提高太阳能组件有效发电面积。

Description

一种太阳能电池串、电池组件及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池串、电池组件及其制备方法。
背景技术
目前，整片电池片由若干细栅线与主栅线连接，主栅线起汇流作用，将整个电池片产生的电流导出，如图1所示。
现有的太阳能电池片间串接方式为采用焊带将每相邻两片的主栅线正负极串接在一起，焊带一端与一片电池片正面主栅线焊接、另一端与下一片电池片背面焊接，相邻的两电池片之间存在2mm左右的间隙区域，相邻太阳能电池串通过汇流条连接，其中电池串端部与汇流条也存在3mm左右间隙区域。以上的间隙区域增大了光伏组件的面积，造成了受光区域的浪费，影响整个光伏组件的发电功率。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种太阳能电池串、电池组件及其制备方法，用以解决现有提高太阳能组件有效发电面积的技术需重新购买整套设备、开设新模具，导致投入成本高的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种太阳能电池串，包括至少两个电池片、连接所述电池片的焊带以及与所述焊带连接的汇流条，所述汇流条包括第一段汇流条和第二段汇流条。
太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与所述第一段汇流条重叠放置；太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与所述第二段汇流条连接，所述第二段汇流条与所述太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端电池片之间设有间隙。
在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：
在一种可能的设计中，所述太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与所述第一段汇流条部分重叠或完全重叠。
在一种可能的设计中，所述太阳能电池串焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与所述第一段汇流条重叠部分的宽度为1～10mm。
在一种可能的设计中，所述汇流条的厚度为0.05～0.5mm。
在一种可能的设计中，所述汇流条的宽度为3～10mm。
在一种可能的设计中，电池片之间的片间距为0.3～2mm。
另一方面，本发明还提供了一种太阳能电池组件，包括至少两串上述太阳能电池串，多串太阳能电池串错位摆放，并且相邻的太阳能电池串通过所述汇流条连接，相邻的太阳能电池串通过汇流条连接实现串联时，其中一串焊带在背光面的电池片与汇流条重叠，另一串焊带在受光面的电池片与汇流条设有间隙。
在一种可能的设计中，所述第二段汇流条与所述太阳能电池串中焊带在受光面的尾端或者首端电池的片之间的间距为2～5mm。
在一种可能的设计中，相邻太阳能电池串的错位长度为所述第二段汇流条与太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端的电池片之间的间距与太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与所述第一段汇流条重叠部分的宽度之和。优选地，相邻太阳能电池串的错位长度为7～9mm。
另外，本发明还提供了一种太阳能电池组件的制备方法，用于制备上述太阳能电池组件，包括如下步骤：
步骤1：用焊带连接多片电池片；
步骤2：将焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与汇流条重叠放置；
步骤3：将焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与汇流条间留有一定的间距c，得到太阳能电池串；
步骤4：将多串太阳能电池串错位放置，相邻太阳能电池串错位长度为f，由汇流条连接形成太阳能电池串组；
步骤5：将太阳能电池串组铺设在覆盖有前胶膜的光伏玻璃上；
步骤6：给太阳能电池串组覆盖上背胶膜和背板材料；
步骤7：层压，得到太阳能电池组件。
本发明至少可实现如下有益效果之一：
(1)通过将汇流条与电池片重叠放置，减少间隙区域，进一步压缩光伏组件的面积，提高空间的利用率，从而改善整个光伏组件的发电功率。
(2)本发明通过将汇流条与电池片重叠放置，减少间隙区域，缩短了太阳能电池串长度，即缩短了太阳能电池组件的长度，使得在太阳能组件制作时需要使用的光伏玻璃、EVA胶膜、光伏背板、铝合金边框等材料的面积都会减少，进而节约了太阳能组件的制作成本。
(3)由于太阳能电池组件的尺寸减小，使得产品的重量减轻，进而降低运输及安装成本。
(4)本发明通过采用将汇流条与电池片重叠放置，来增加组件面积的利用率，不仅提高组件的密度和效率，而且不需要增加其他昂贵设备。
(5)通过将汇流条与电池片重叠部分只设置在电池片背面，另一端汇流条与电池片常规连接，使得电池片的正面受光面会不受焊带遮挡，不会减少受光面的面积，进而不会影响发电功率。
(6)本发明可以将太阳能电池串的长度减小10mm左右，极大提高空间的利用率，从而改善发电功率。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为常规太阳能电池串平面图；
图2为本发明实施例电池片与汇流条部分重叠的太阳能电池串平面图；
图3为本发明实施例电池片与汇流条完全重叠的太阳能电池串平面图；
图4为图2中A区域局部放大示意图；
图5为图3中A区域局部放大示意图；
图6为图4中B区域局部放大示意图；
图7为图5中B区域局部放大示意图；
图8为本发明实施例电池串错位放置平面效果图；
图9为由图1的电池串连接而成的常规太阳能组件平面图；
图10为本发明实施例由图2电池串连接而成的太阳能组件平面图；
图11为本发明实施例由图3电池串连接而成的太阳能组件平面图。
附图标记：
1-电池片；101-电池片正面；102-电池片背面；2-焊带；3-第一段汇流条；a-电池片长度；b-第一段汇流条宽度；c-焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与汇流条间距；d-太阳能电池片片间距；e-太阳能电池片与汇流条重叠部分的宽度；f-相邻太阳能电池串错位长度。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
实施例一
本发明的一个具体实施例，公开了一种太阳能电池串，包括多片电池片1、连接多片电池片的焊带2及与焊带连接的汇流条，汇流条包括第一段汇流条3和第二段汇流条。太阳能电池串由多片电池片通过焊带相互连接形成。
太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片的焊带与汇流条连接时，第一段汇流条与太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片重叠放置，第一段汇流条沿垂直于太阳能电池串的延伸方向、布置于太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片边缘处，如图2-5所示。具体来说，是焊带在背光面的首端或者尾端的电池片背面102的边缘处与汇流条部分重叠或完全重叠。
第二段汇流条位于太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端，与焊带的另一端连接，第二段汇流条与太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端的电池片之间设有间隙。
理论上讲，第一段汇流条与太阳能电池片的重叠部分可以位于太阳能电池片正面101的边缘处，但考虑到如果重叠部分位于正面的边缘处会减小太阳能电池片正面受光面的面积，进而影响发电功率，因此，本实施例中，汇流条与太阳能电池片的重叠部分位于太阳能电池片背面的边缘处。通过上述设计，既可以减少间隙区域，进一步压缩光伏组件的面积，提高空间的利用率，又不会减小太阳能电池片正面受光面的面积，从而改善整个光伏组件的发电功率。
需要说明的是，本实施例中第一段汇流条与太阳能电池片可以部分重叠放置，也可以完全重叠放置，如图6和7所示，即太阳能电池片与汇流条重叠部分的宽度e不大于第一段汇流条宽度b。示例性地，第一段汇流条宽度b为3～10mm，第一段汇流条厚度T为0.05～0.5mm。
考虑到汇流条与电池片重叠后增加了碎片风险，为了降低碎片风险，本实施例采取下列措施：与电池片接触的焊带采用柔性的、并且特别薄的焊带，从而减少承压风险，进而降低碎片风险。
另外，也可以通过将电池串的一端采用汇流条，另一端不使用汇流条，而是使用导电薄膜或导电胶，来降低碎片风险。
另外，也可以采用减薄与汇流条重叠或者部分重叠的电池片的重叠部分厚度来降低碎片风险。
实施例二
本发明的另一个具体实施例，公开了一种太阳能电池组件，包括多个太阳能电池串，多个太阳能电池串错位摆放，如图8所示，相邻的太阳能电池串通过汇流条连接形成太阳能电池组件。而常规的太阳能电池组件的排列方式如图9所示。
具体来说，汇流条与电池片重叠部分只设置在电池片背面，另一端汇流条与电池片常规连接。这是因为：如果两端汇流条均与电池片重叠，正面受光面会受焊带遮挡，影响整个光伏组件的发电功率，如图10和11所示。本实施例中，太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与汇流条间距c为2～5mm。
需要说明的是，太阳能电池串错位长度f为焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与第二段汇流条间距c与第一段汇流条与太阳能电池片重叠部分的宽度e之和。
与现有技术相比，本实施例提供的太阳能电池组件无需购置昂贵的整套设备即可改善整个光伏组件的发电功率，不仅适用于批量大的太阳能电池组件，而且适用于批量小的小型太阳能电池组件。
具体来说，本实施例通过将汇流条与电池片重叠放置，减少间隙区域，一方面，压缩光伏组件的面积，提高空间的利用率，改善整个光伏组件的发电功率；另一方面，缩短了太阳能电池串长度，即缩短了太阳能电池组件的长度，使得在太阳能组件制作时需要使用的光伏玻璃、EVA胶膜、光伏背板、铝合金边框等材料的面积都会减少，进而节约了太阳能组件的制作成本。
从另一方面来考虑，由于太阳能电池组件的尺寸减小，因而产品的重量减轻，所以运输及安装成本均有所降低。
实施例三
本实施例公开了一种太阳能电池组件的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将电池片通过焊带连接成太阳能电池串；
步骤2：将太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片背面焊带与汇流条连接，连接时，汇流条与电池片重叠放置；
步骤3：在太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与汇流条间留有一定的间距c，得到一串太阳能电池串；
步骤4：重复步骤1-3，得到多串太阳能电池串；
步骤5：将多串太阳能电池串错位放置，相邻太阳能电池串错位长度为f，由汇流条连接形成太阳能电池串组；
步骤6：将太阳能电池串组铺设在覆盖有前胶膜的光伏玻璃上；
步骤7：给太阳能电池串组覆盖上背胶膜和背板材料；
步骤8：层压，得到太阳能电池组件。
实施例四
本实施例中的太阳能电池串由10片边长a为158.75mm的电池片1通过焊带2连接而成，太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片1背面焊带2与汇流条3连接时，汇流条3与太阳能电池片重叠放置，其中，汇流条宽度b为6mm，焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与汇流条间距c为3mm，太阳能电池片片间距d为2mm，重叠部分的宽度e为4mm，如图2和图4所示；6串电池串错位放置，由汇流条3连接形成太阳能电池串组，其中相邻太阳能电池串错位长度f为7mm，如图10所示；电池串铺设在覆盖有前胶膜的光伏玻璃上，再覆盖上背胶膜和背板材料，加热层压形成太阳能组件。
实施例五
本实施例中的太阳能电池串由12片边长a为166mm的电池片1通过焊带2连接成太阳能电池串，太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片1背面焊带2与汇流条3连接时，汇流条3与太阳能电池片重叠放置，其中，汇流条宽度b为6mm，焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与汇流条间距c为3mm，太阳能电池片片间距d为2mm，重叠部分的宽度e为6mm，如图3和图5所示；6串电池串错位放置，由汇流条3连接形成太阳能电池串组，其中相邻太阳能电池串错位长度f为9mm，如图10所示；电池串铺设在覆盖有前胶膜的光伏玻璃上，再覆盖上背胶膜和背板材料，加热层压形成太阳能组件。
实施例六
本实施例中的太阳能电池串由12片边长a为166mm的电池片1通过焊带2连接成太阳能电池串，太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片1背面焊带2与汇流条3连接时，汇流条3与太阳能电池片重叠放置，其中，汇流条宽度b为6mm，焊带在受光面的尾端或者首端的太阳能电池片与汇流条间距c为4mm，太阳能电池片片间距d为2mm，重叠部分的宽度e为4mm，如图3和图5所示；6串电池串错位放置，由汇流条3连接形成太阳能电池串组，其中相邻太阳能电池串错位长度f为8mm，如图10所示；电池串铺设在覆盖有前胶膜的光伏玻璃上，再覆盖上背胶膜和背板材料，加热层压形成太阳能组件。
实施例七
本实施例中的太阳能电池串由10片边长a为158.75mm的电池片1通过焊带2连接而成，太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片1背面焊带2与汇流条3连接时，汇流条3与太阳能电池片重叠放置，其中，汇流条宽度b为6mm，焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与汇流条间距c为4mm，太阳能电池片片间距d为2mm，重叠部分的宽度e为4mm，如图2和图4所示；6串电池串错位放置，由汇流条3连接形成太阳能电池串组，其中相邻太阳能电池串错位长度f为8mm，如图10所示；电池串铺设在覆盖有前胶膜的光伏玻璃上，再覆盖上背胶膜和背板材料，加热层压形成太阳能组件。
本发明通过将汇流条与电池片重叠放置，减少间隙区域，一方面，压缩光伏组件的面积，提高空间的利用率，改善整个光伏组件的发电功率；另一方面，缩短了太阳能电池串长度，即缩短了太阳能电池组件的长度，使得在太阳能组件制作时需要使用的光伏玻璃、EVA胶膜、光伏背板、铝合金边框等材料的面积都会减少，进而节约了太阳能组件的制作成本。另外，由于太阳能电池组件的尺寸减小，因而产品的重量减轻，所以运输及安装成本均有所降低。本发明在太阳能电池技术零件具有广阔的应用前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池串，其特征在于，包括至少两个电池片、连接所述电池片的焊带以及与所述焊带连接的汇流条，所述汇流条包括第一段汇流条和第二段汇流条；
太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与所述第一段汇流条重叠放置，重叠部分位于所述焊带在背光面的首端或者尾端的电池片的背面；太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与所述第二段汇流条连接，所述第二段汇流条与所述太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端电池片之间设有间隙。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池串，其特征在于，所述太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与所述第一段汇流条部分重叠或完全重叠。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池串，其特征在于，所述太阳能电池串焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与所述第一段汇流条重叠部分的宽度为1～10mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述汇流条的厚度为0.05～0.5mm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池串，其特征在于，所述汇流条的宽度为3～10mm。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池串，其特征在于，电池片之间的片间距为0.3～2mm。
7.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括至少两串权利要求1-6任一项所述的太阳能电池串，所述太阳能电池串错位摆放，并且相邻的太阳能电池串通过所述汇流条连接，相邻的太阳能电池串通过汇流条连接实现串联时，其中一串焊带在背光面的电池片与汇流条重叠，另一串焊带在受光面的电池片与汇流条设有间隙。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第二段汇流条与所述太阳能电池串中焊带在受光面的尾端或者首端的电池片之间的间距为2～5mm。
9.根据权利要求7或8所述的太阳能电池组件，其特征在于，相邻太阳能电池串的错位长度为所述第二段汇流条与太阳能电池串焊带在受光面的尾端或者首端的电池片之间的间距与太阳能电池串中焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与所述第一段汇流条重叠部分的宽度之和。
10.一种太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求7-9任一项所述的太阳能电池组件，包括如下步骤：
步骤1：用焊带连接多片电池片；
步骤2：将焊带在背光面的首端或者尾端的电池片与汇流条重叠放置；
步骤3：将焊带在受光面的尾端或者首端的电池片与汇流条间留有一定的间距c，得到太阳能电池串；
步骤4：将多串太阳能电池串错位放置，相邻太阳能电池串错位长度为f，由汇流条连接形成太阳能电池串组；
步骤5：将太阳能电池串组铺设在覆盖有前胶膜的光伏玻璃上；
步骤6：给太阳能电池串组覆盖上背胶膜和背板材料；
步骤7：层压，得到太阳能电池组件。
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