CN111403496A - 太阳能电池互联结构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种太阳能电池互联结构，包括以叠瓦结构设置的至少两片太阳能电池板，各太阳能电池板的正面均并排设置有多条栅线，各太阳能电池板的正面还并排设置有多条导线，导线与栅线相交且导电连接；相邻的两太阳能电池板的交叠处，位于下方的太阳能电池板上设置有电极盘，电极盘与位于上方的太阳能电池板背面的电极电连接，且电极盘与导线电连接。上述方案，通过设置多根导线，降低了互联结构的内阻，使得互联结构的电阻造成的损耗可以大幅降低。另外，采用导线通常可以将入射到导线的太阳光再次反射到太阳能电池板表面，提高了太阳能电池板的光的使用率，降低了传统栅线电极遮光造成的不利影响。
Description
技术领域
本发明一般涉及太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种太阳能电池互联结构。
背景技术
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳能光伏电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳能光伏电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳能光伏电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而获得可以利用的电能。
太阳能光伏电池的互联是光伏太阳发电的重要一环，其技术方案对于光伏发电性能有着重要的影响。叠瓦结构是一种较好的实现太阳能光伏电池互联的方案。叠瓦结构结构中，太阳能光伏电池首尾相互交叠连接(也可称为搭接)，大幅度减少了太阳能光伏电池按传统排列互联结构中的间隙，在单位面积上可以设置更多的太阳能光伏电池单元，提高了有效的太阳光利用率。
然而，目前采用叠瓦结构的太阳能光伏电池互联方案，存在一些不足，例如：现有叠瓦结构的太阳能光伏电池互联方案的内部电阻过大，影响了整体电能输出；由于其自身互联结构传输电阻较大的限制，各太阳能电池板(亦可称为太阳能电池片)需要更小的传输距离(也即太阳能电池板需要做的较窄)，因此若使用切割工艺的太阳能电池板，则需将由硅棒切片并加工而成的整片电池板，经多次切割，获得多片宽度较窄的太阳能电池板，切割次数的增加会带来成品率的下降，且增大了太阳能电池板隐裂的风险。此外，目前太阳能电池板的一般通过丝网印刷银浆的方式形成栅线电极，采用此种方式，成本相对高昂，印制的栅极电极存在遮光的问题，对光电转换效率有不利影响。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种太阳能电池互联结构，至少用以解决现有互联结构内阻大、太阳能电池板破片率及隐裂的风险高，采用丝网印刷银浆形成栅线电极成本高，对光电转换效率有不利影响的问题。
本发明提供一种太阳能电池互联结构，包括以叠瓦结构设置的至少两片太阳能电池板，各所述太阳能电池板的正面均并排设置有多条栅线，
各所述太阳能电池板的正面还并排设置有多条导线，所述导线与所述栅线相交且导电连接；
相邻的两所述太阳能电池板的交叠处，位于下方的太阳能电池板上设置有电极盘，所述电极盘与位于上方的太阳能电池板背面的电极电连接，且电极盘与所述导线电连接。
进一步地，所述太阳能电池板为整片电池板或由整片电池板沿平行于所述栅线方向进行二分之一、三分之一，四分之一，五分之一或六分之一切割而成的子电池板。
进一步地，各所述太阳能电池板的正面均铺设有透光的聚合物膜，各所述导线与所述聚合物膜固定连接。
进一步地，所述聚合物膜包括基层及设置于所述基层上的粘结层，所述粘结层贴合于所述太阳能电池板的正面。
进一步地，所述基层和/或粘结层的材料至少为醋酸纤维素、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚酯、环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的至少任一种。
进一步地，各所述导线的至少部分位于所述粘结层。
进一步地，所述聚合物膜上设置有镂空图案，所述镂空图案位于相邻的两所述导线之间。
进一步地，所述导线外周面设置有导电层。
进一步地，所述导电层的材料为熔点在70-180度之间的金属或合金；或者，
所述导电层的材料为软化温度在90-120度之间的导电树脂。
进一步地，所述导电层的材料包括Ag、Bi、Cd、Ga、In、Pb、Sn、Ti、Zn中的任一种材质的单质或合金；或者，
所述导电层的材料包括导电树脂，所述导电树脂包括树脂基材及设置于所述树脂基材内的导电粒子，所述树脂基材包括醋酸纤维素、氟树脂、聚砜树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和聚烯烃类树脂中的任一种，所述导电粒子包括金、银、铜、铝、锌、镍和石墨中的至少任一种。
进一步地，相邻的两所述太阳能电池板的交叠处宽度为0.1-3mm。
进一步地，所述导线与所述栅线垂直。
进一步地，所述聚合物膜的厚度在5微米至150微米之间。
进一步地，各所述太阳能电池板的正面设置的所述导线的数量为3-100根。
进一步地，于一直线上，设置有一段所述栅线或间隔设置有多段所述栅线。
进一步地，所述导线的材料包括铜、铝、银、金、铜镍合金和铜锌合金中的至少任一种；
或所述导线为铜包铝线。
进一步地，所述电极盘与所述电极之间电连接有连接剂，所述连接剂为焊膏、软化温度在90-120度的导电树脂、熔点在70-180度的金属或合金。
上述方案，太阳能电池板的正面通过导线将各栅线连接后，再通过电极盘与相邻太阳能电池板的背面的电极电连接，由于在同等宽度情况下，导线的横截面积较常规丝网印刷的含银栅线电极的横截面积大，其是相对较为优化的截面，因此可以做到电流传输的最大效果。此外，通过设置多根导线，降低了互联结构的内阻，使得互联结构的电阻造成的损耗可以大幅降低。另外，采用导线通常可以将入射到导线的太阳光再次反射到太阳能电池板表面，提高了太阳能电池板的光的使用率，降低了传统栅线电极遮光造成的不利影响。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的太阳能电池互联结构的立体图；
图2为本发明实施例提供的太阳能电池互联结构中交叠处的立体图；
图3为图1的局部放大图I；
图4为本发明实施例提供的太阳能电池板背面的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的导线与聚合物膜结合的示意图；
图6为本发明实施例提供的示出镂空图形的示意图；
图7为本发明实施例提供的示出其中一种栅线结构的示意图；
图8为本发明实施例提供的示出另外一种栅线结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1-图4所示，本发明提供的太阳能电池互联结构，包括以叠瓦结构设置的至少两片太阳能电池板1，其中图1中示出了3片太阳能电池板1，各太阳能电池板1的正面均并排设置有多条栅线3，多条栅线3例如但不限于为均匀间隔平行排布，各太阳能电池板1的正面还并排设置有多条导线2，例如但不限于，导线2均匀间隔平行排布，导线2与栅线3相交且导电连接；相邻的两太阳能电池板1的交叠处4，位于下方的太阳能电池板1上设置有电极盘9，电极盘9与位于上方的太阳能电池板1背面的电极11电连接，且电极盘与导线2电连接。
本文所说的并排设置，可以是平行的设置，也可以是非平行的设置。例如但不限于，多条并排设置的导线可以是呈平形状排布，也可以呈放射状排布。
上述正面是指太阳能电池板1工作时，朝向太阳的一面，背面是与正面相背的一面。
相邻的两太阳能电池板1的交叠处4，也即相邻的两太阳能电池板的搭接处。
本文所说的导线2并不单单指截面为正圆的导线，也可以是椭圆等。
上述方案，太阳能电池板1的正面通过导线2将各栅线3连接后，再通过电极盘与相邻太阳能电池板1的背面的电极电连接，由于在同等宽度情况下，导线2的横截面积较常规丝网印刷的含银栅线电极的横截面积大，其是相对较为优化的截面，因此可以做到电流传输的最大效果。此外，通过设置多根导线2，降低了互联结构的内阻，使得互联结构的电阻造成的损耗可以大幅降低。此外，由于互联结构内阻的降低，太阳能电池板1可以采用较大的单元，最大可是整片硅片制作为一个太阳能电池板1。另外，采用导线2通常可以将入射到导线2的太阳光再次反射到太阳能电池板1的表面，提高了太阳能电池板1的光的使用率，降低了传统栅线电极遮光造成的不利影响。
其中，电极盘9可以沿着太阳能电池板的边缘处设置为一整条，也可以沿着太阳能电池板的边缘处设置多个电极盘9，例如电极盘9的数量与导线2的数量一致，电极盘9与导线2一一对应连接。为了节省材料，可以是导线2的一端与电极盘9电连接。
进一步地，太阳能电池板为整片电池板或由整片电池板沿平行于栅线3方向进行二分之一、三分之一，四分之一，五分之一或六分之一切割而成的子电池板。
本文所说的整片电池板由硅棒切片后的整片硅片制作的一整片太阳能电池板。
由于在太阳能电池板1上设置了导线2后可以降低太阳能电池板1的内阻，最大的太阳能电池板1可以为整片电池板，当然还可以采用整片电池板的二分之一，三分之一，四分之一，五分之一或六分之一等大小，随着该互联结构可以使用更大的面积的太阳能电池板1，在同样面积的互联结构中，采用的太阳能电池板1的数量减少，因此减少了工艺连接的次数，同时，由于可以采用更大面积的太阳能电池板1，则可以减少对整片太阳能电池板的切割次数，进而降低了因切割带来的机械损害、破片率及隐裂的风险。
进一步地，各太阳能电池板1的正面均铺设有透光的聚合物膜，各导线2与聚合物膜固定连接。
在制作时，可以先将导线2通过热压等方式固定在透光的聚合物膜。为了下一步制作时，导线2能与栅线3充分接触，则导线2的一部分弧面可以凸出聚合物膜的表面。之后，将固定有导线的聚合物膜铺设在太阳能电池板1的正面，且使导线2凸出聚合物膜的一部分弧面朝向栅线，对聚合物膜进行热压，使其粘在太阳能电池板1的正面，以固定各导线2，并保证各导线2与栅线3电连接。采用此种方式，制作过程中导线2的铺设和对位更为方便和精确，且降低了工艺复杂度，甚至减少了工艺步骤，还能保证导线2与栅线3充分的电连接。
进一步地，另参见图5，聚合物膜包括基层7及设置于基层7上的粘结层6，粘结层6贴合于太阳能电池板1的正面。
聚合物膜采用粘结层6及基层7的复合层结构，在加工时，粘结层6贴合于太阳能电池板1的正面，其起到粘合层的作用，此外，粘结层6还使得导线2与太阳能电池板1的接触变为柔性接触，降低了破片率。基层7在热压之后固化，具有一定的强度，可以起到保护其所覆盖的结构的作用。
进一步地，基层和/或粘结层的材料至少为醋酸纤维素、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚酯、环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的至少任一种。
作为优选方式，粘结层6的材质可以为聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜和聚酯中的至少任一种。
作为优选方式，基层7的材质可以为环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的至少任一种。
进一步地，各导线2的至少部分位于粘结层6，可以确保在热压的过程中，导线2被压至太阳能电池板1正面并与栅线3接触，实现良好的电连接。
进一步地，如图6所示，聚合物膜上设置有镂空图案8，镂空图案8位于相邻的两导线2之间。镂空图案8可以为任何形状，例如矩形、圆形、椭圆形等。设置镂空图案8是为了使光线直接穿过镂空图案8照射到太阳能电池板正面，使得透光率得以保障，并且降低了聚合物膜的使用量，降低了成本。
进一步地，导线2外周面设置有导电层5。导电层5在热压过程中起到粘合剂或焊料的作用，利于实现导线2与栅线3较好的电连接，提高了连接的可靠性。
进一步地，导电层5的材料为熔点在70-180度之间的金属或合金；或者，
导电层5的材料为软化温度在90-120度之间的导电树脂。采用上述温度的导电层5，可以使用较低的热压温度，降低了热压时的热应力，防止出现太阳能电池板1隐裂或破碎的问题。
进一步地，导电层5的材料包括Ag、Bi、Cd、Ga、In、Pb、Sn、Ti、Zn中的任一种材质的单质或合金，若单质的熔点高于此温度范围，则可以选择其对应的位于此温度范围的合金；或者，导电层5的材料包括导电树脂，该导电树脂的软化温度在90-120度之间，导电树脂包括树脂基材及设置于树脂基材内的导电粒子，树脂基材包括醋酸纤维素、氟树脂、聚砜树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和聚烯烃类树脂中的任一种，导电粒子包括金、银、铜、铝、锌、镍和石墨中的至少任一种。导电粒子的形状可以为颗粒状和/或片状。
进一步地，相邻的两太阳能电池板1的交叠处4宽度为0.1-3mm。采用此宽度既能保证相邻两太阳能电池板连接的接触性能，又不会应交叠的遮挡作用造成太阳能电池板不必要的损耗。例如交叠处的宽度设置为0.5mm、1.5mm、2mm、3mm等。
进一步地，导线2与栅线3垂直。使得电流传输线路最短，降低了损耗。
进一步地，各太阳能电池板上均设置有互通连接导线(图中未示出)，互通连接导线与其所在的太阳能电池板1上的各导线2电连接。作为一种优选方式，互通连接导线与导线2垂直。
通过在导线2之间设置互通连接导线，可以使得电极接触不良区域，以及太阳能电池板之间连接不良导致的电能传输性能得到保证，提高良品率。互通连接导线的线径可以和导线2相同，也可以不同。互通连接导线可以设置一根，也可以适当间隔设置多根，其设置量要综合考虑保证电流的传输，以及尽量保证较少遮光。
进一步地，聚合物膜的厚度可以在5微米至150微米之间，用以保证在热压下聚合物膜具有足够的稳定性，且在冷却后聚合物膜表面收缩小，表面平坦。
进一步地，各太阳能电池板1的正面设置的导线2的数量为3-100根。多根导线2可以均匀的间隔排布。
设置的数量可以综合考虑保证电流的传输，以及尽量保证较少遮光来定。
进一步地，于一直线上，设置有一段栅线或间隔设置有多段栅线。
如图7所示，太阳能电池板1上是在一直线上设置了一段栅线3，在阳能电池板1边缘处均匀设置了多个电极盘9。
如图8所示，太阳能电池板1上是在一直线上间隔设置了多段栅线3。其中每段栅线3都连接的有导线。采用多段式的栅线3，可以节省栅线3加工的材料，并且进一步减少遮光，增加太阳能电池板的有效光吸收面积，从而提高光电转换效率。在阳能电池板1边缘处均匀设置了多个电极盘9。
进一步地，导线2的材质可以选用铜、铝、银、金、铜镍合金和铜锌合金中的至少任一种。导线2亦可采用铜包铝线等复合层结构的线材。作为一种优选方式，导线2采用铜线，采用铜线既具有较高的电导率，且其相对于采用金银等贵金属，又具有成本低的优点。
导电层5例如但不限于采用涂覆等工艺形成于导线2的外表面。导线2的线径例如但不限于为50um、100um、150um等。
进一步地，电极盘9与位于上方的太阳能电池板1背面的电极可以通过设置在其二者之间的连接剂10进行电连接，连接剂10可以但不限于为焊膏、软化温度在90-120度的导电树脂、熔点在70-180度的金属或合金等。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (17)
1.一种太阳能电池互联结构，包括以叠瓦结构设置的至少两片太阳能电池板，各所述太阳能电池板的正面均并排设置有多条栅线，其特征在于，
各所述太阳能电池板的正面还并排设置有多条导线，所述导线与所述栅线相交且导电连接；
相邻的两所述太阳能电池板的交叠处，位于下方的太阳能电池板上设置有电极盘，所述电极盘与位于上方的太阳能电池板背面的电极电连接，且所述电极盘与所述导线电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述太阳能电池板为整片电池板或由整片电池板沿平行于所述栅线方向进行二分之一、三分之一，四分之一，五分之一或六分之一切割而成的子电池板。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，各所述太阳能电池板的正面均铺设有透光的聚合物膜，各所述导线与所述聚合物膜固定连接。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述聚合物膜包括基层及设置于所述基层上的粘结层，所述粘结层贴合于所述太阳能电池板的正面。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述基层和/或粘结层的材料至少为醋酸纤维素、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚酯、环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的至少任一种。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，各所述导线的至少部分位于所述粘结层。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述聚合物膜上设置有镂空图案，所述镂空图案位于相邻的两所述导线之间。
8.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导线外周面设置有导电层。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导电层的材料为熔点在70-180度之间的金属或合金；或者，
所述导电层的材料为软化温度在90-120度之间的导电树脂。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导电层的材料包括Ag、Bi、Cd、Ga、In、Pb、Sn、Ti、Zn中的任一种材质的单质或合金；或者，
所述导电层的材料包括导电树脂，所述导电树脂包括树脂基材及设置于所述树脂基材内的导电粒子，所述树脂基材包括醋酸纤维素、氟树脂、聚砜树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和聚烯烃类树脂中的任一种，所述导电粒子包括金、银、铜、铝、锌、镍和石墨中的至少任一种。
11.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，相邻的两所述太阳能电池板的交叠处宽度为0.1-3mm。
12.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导线与所述栅线垂直。
13.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述聚合物膜的厚度在5微米至150微米之间。
14.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，各所述太阳能电池板的正面设置的所述导线的数量为3-100根。
15.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，于一直线上，设置有一段所述栅线或间隔设置有多段所述栅线。
16.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述导线的材料包括铜、铝、银、金、铜镍合金和铜锌合金中的至少任一种；
或所述导线为铜包铝线。
17.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池互联结构，其特征在于，所述电极盘与所述电极之间电连接有连接剂，所述连接剂为焊膏、软化温度在90-120度的导电树脂或者熔点在70-180度的金属或合金。
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Citations (4)
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| CN108987516A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-12-11 | 广东爱旭科技股份有限公司 | 网格状双面直连太阳能电池组件及制备方法 |
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2018
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Patent Citations (4)
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