CN111403498A - 双面太阳电池互联结构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种双面太阳电池互联结构，包括至少两块太阳能电池片，相邻的太阳能电池片之间通过连接组件电连接，连接组件包括导线，导线与其中一个太阳能电池片正面电极栅线电连接，导线与另一个太阳能电池片背面电极栅线电连接，导线从任一太阳能电池片靠近另一太阳能电池片的一侧向远离另一太阳能电池片的一侧呈放射状排布，通过导线来连接正面电极栅线以及背面电极栅线，从而连接两块相邻的太阳能电池片，导线越靠近两块太阳能电池片之间，导线之间的距离越小，能够减小导线长度，减小电阻，降低传输距离，使得能够使用较大尺寸的太阳能电池片进行叠片。
Description
技术领域
本发明一般涉及光伏发电领域，具体涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种双面太阳电池互联结构。
背景技术
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳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，从而利于将电能有效利用。太阳电池互联作为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。叠片电池互联技术是一种较好的实现电池高效互联的方案。叠片互联结构中，电池片首尾相互交叠连接，大幅度减少了电池片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电池单元，提高了有效的太阳光利用率。
现有技术中，叠片太阳电池互联结构的内部电阻过大，影响了整体电能输出，并且由于自身互联结构传输电阻较大的限制，太阳能电池片之间需要更小的传输距离，因此，需要将整块太阳能电池片切割成尺寸较小的太阳能电池片，从而带来成品率的下降，增加了太阳能电池隐裂的风险。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够降低传输电阻的双面太阳电池互联结构。
第一方面，本发明的双面太阳电池互联结构，包括至少两块太阳能电池片，相邻的太阳能电池片之间通过连接组件电连接，连接组件包括导线，导线与其中一个太阳能电池片正面电极栅线电连接，导线与另一个太阳能电池片背面电极栅线电连接，导线从任一太阳能电池片靠近另一太阳能电池片的一侧向远离另一太阳能电池片的一侧呈放射状排布。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过导线来连接正面电极栅线以及背面电极栅线，从而连接两块相邻的太阳能电池片，导线越靠近两块太阳能电池片之间，导线之间的距离越小，能够减小导线长度，减小电阻，降低传输距离，使得能够使用较大尺寸的太阳能电池片进行叠片，能够解决现有的互联结构传输电阻较大的问题。
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为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的结构示意图；
图2为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的结构示意图；
图3为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的结构示意图；
图4为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的太阳能电池片的结构示意图；
图5为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的太阳能电池片的结构示意图；
图6为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的太阳能电池片的结构示意图；
图7为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的太阳能电池片的结构示意图；
图8为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的聚合物膜与导线配合的结构示意图；
图9为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的聚合物膜与导线配合的结构示意图；
图10为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的聚合物膜与导线配合的结构示意图；
图11为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的聚合物膜与导线配合的结构示意图；
图12为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的聚合物膜与导线配合的结构示意图；
图13为本发明的实施例的双面太阳电池互联结构的聚合物膜与导线配合的结构示意图。
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。
请参考图1-3、11-13，本发明的双面太阳电池互联结构，包括至少两块太阳能电池片10，相邻的太阳能电池片10之间通过连接组件电连接，连接组件包括导线12，导线12与其中一个太阳能电池片10正面电极栅线11电连接，导线12与另一个太阳能电池片10背面电极栅线电连接，导线12从任一太阳能电池片10靠近另一太阳能电池片10的一侧向远离另一太阳能电池片10的一侧呈放射状排布。
在发明的实施例中，太阳能电池片朝阳的一面固定连接有正面电极栅线，正面电极栅线能够把太阳能电池片内的光生电流引到电池外部。通过导线来连接正面电极栅线以及背面电极栅线，不需要在太阳能电池片的正面以及背面设置其他主栅等连接电极的装置，能够降低诸如银等贵金属的使用量，降低了成本。导线的横截面相对于常规电极来说，是相对较为优化的界面，可以做到电流传输的最大效果，并且导线的数量可以根据不同的生产要求进行设计。在将两块太阳能电池片相连时，两块太阳能电池片均与多根导线电连接，可以有效地降低互联结构的电阻，从而减小互联结构的电阻造成的损耗。
正面电极栅线和背面电极栅线可以从太阳能电池片的一条宽边指向另一条宽边，一根正面电极栅线至少与一根导线电连接，一根背面电极栅线至少与一根导线电连接，正面电极栅线和背面电极栅线可以是一条长的线段，正面电极栅线和背面电极栅线可以与所有的导线均电连接，也可以将正面电极栅线和背面电极栅线与一根导线电连接，正面电极栅线和背面电极栅线可以在导线的地方断开，能够减少正面电极栅线和背面电极栅线的长度，减少正面电极栅线对太阳能电池片的遮挡，提高太阳能电池片光的使用率。导线能够将入射到导线的太阳光再次反射到太阳能电池片表面，提高太阳能电池片光的使用率，降低了电极遮光造成的影响。导线直径为50-200微米，其中导线直径可以但不仅仅为50、100、150、200微米。
导线从任一太阳能电池片靠近另一太阳能电池片的一侧向远离另一太阳能电池片的一侧呈放射状排布，也就是越靠近相邻两块太阳能电池片之间，相邻导线之间的距离就会越小，也就是越靠近相邻两块太阳能电池片之间，导线会越紧凑，将导线设置为放射状，能够优化电流传输方向，减少传输路径以及内部损坏，从而提高太阳能电池片的光电转换效率。使得能够使用较大宽度的太阳能电池片进行叠片，也就能够减少了整片太阳能电池板的切割次数，从而减少了工艺连接的次数，降低了切割整片太阳能电池板所带来的机械损害和破片率。
太阳能电池片为整片太阳能电池板切割而成，可以将整片太阳能电池板沿着与宽边平行的方向切割，太阳能电池片可以是整片太阳能电池板的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一或六分之一。
参考图8-10，进一步的，连接组件包括聚合物膜30，导线12与聚合物膜30固定，聚合物,30与太阳能电池片10固定连接。
在发明的实施例中，连接组件包括聚合物膜，导线与聚合物膜固定，聚合物膜与太阳能电池片固定连接，导线和电极栅线是电连接的。聚合物膜的材料可以包括：醋酸纤维素、氟树脂、聚砜树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂或聚烯烃类树脂。聚合物膜为透明薄膜，聚合物膜为聚氟乙烯膜。聚合物膜与导线可以是通过对聚合物膜进行热压，使得聚合物膜与导线熔接，导线可以是从聚合物膜的一侧或者两侧露出。聚合物膜可以是单层聚合物膜或者多层聚合物膜。
进一步的，聚合物膜30与太阳能电池片10粘接。
在发明的实施例中，聚合物膜与太阳能电池片粘接，聚合物膜固定有导线的一侧设置有粘接层，在对导线进行加工时，便于将聚合物膜与太阳能电池片固定，从而固定导线，提高了加工的准确性，降低了加工难度。
进一步的，将固定有导线12的聚合物膜30与正面电极栅线11热压形成导线12与正面电极栅线11电连接，和/或，
将固定有导线12的聚合物膜30与背面电极栅线热压形成导线12与背面电极栅线电连接。
在发明的实施例中，将固定有导线的聚合物膜与正面电极栅线热压形成导线与电极栅线电连接，可以但不仅仅为导线先镶嵌在聚合物膜上，并且导线会露出聚合物膜表面，初步固定导线的位置，然后将聚合物膜与正面电极栅线进行热压，使得正面电极栅线与导线电连接，可以使得制备过程中导线的铺设和对位更为方便和精确，可以降低工艺复杂度，甚至减少工艺步骤，另外由于聚合物膜的存在，使得相邻的两块太阳能电池片的接触变为柔性的接触，降低了太阳能电池片的破片率，也减少了此互联结构在后续过程中的不良孔洞的产生。
将固定有导线的聚合物膜与背面电极栅线热压形成导线与电极栅线电连接，可以但不仅仅为导线先镶嵌在聚合物膜上，并且导线会露出聚合物膜表面，初步固定导线的位置，然后将聚合物膜与背面电极栅线进行热压，使得背面电极栅线与导线电连接，可以使得制备过程中导线的铺设和对位更为方便和精确，可以降低工艺复杂度，甚至减少工艺步骤，另外由于聚合物膜的存在，使得相邻的两块太阳能电池片的接触变为柔性的接触，降低了太阳能电池片的破片率，也减少了此互联结构在后续过程中的不良孔洞的产生。
参考图12，进一步的，聚合物膜30设置有通孔31，通孔30设置在导线12之间和/或导线12与太阳能电池片10宽边之间。
在发明的实施例中，聚合物膜设置有通孔，通孔设置在导线之间和/或导线与太阳能电池片宽边之间，通孔能够增加太阳光的透过率，提高太阳能电池片的发电效率，同时，也能够减少聚合物膜的使用，降低生产成本。通孔的形状可以是圆形，三角形，菱形，以及其他不规则或者规则的几何形状。
参考题8-10，进一步的，导线12外部部分或全部涂覆有导电层15。
进一步的，导电层15的熔点小于240℃。
在发明的实施例中，导线上涂覆有低熔点的导电层，可以大大减少导线和电极栅线连接时的工艺步骤，减少了电池表面涂布导电连接剂的步骤，也减少了因涂布导电连接剂而产生的不良，提高了太阳能电池片的良品率。
导电层为导电树脂、铟、锑、锡、铋、铅、银、镉或锌中的任意一种或多种的组合。导电树脂包括聚合物基体和导电粒子，导电树脂的聚合物基体包括热固性树脂或热塑性树脂，热固性树脂或热塑性树脂包括：环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、或聚酯中的任意一种或多种的组合。导电树脂的导电粒子包括：金、银、铜、铝、锌、镍和石墨的任意一种或多种的组合，导电粒子形状为颗粒状或片状。
导线的材料为铜、铝、银、金、铜包铝、铜镍合金或铜锌合金中任意一种。也可以导线的材料为铜，铜具有电导率高，并且成本较低的优点。
进一步的，任一太阳能电池片10上的导线12靠近另一太阳能电池片10的一侧为扁平导线。
在发明的实施例中，位于两片太阳能电池片之间的导线经过扁平化处理，使得导线变成扁平导线，提高了导线与太阳能电池片之间的接触面积，便于导线与太阳能电池片形成较好的接触，同时，也减小了两块太阳能电池片之间的间隙，减少了位于下方的太阳能电池片的压强，降低了破片率。
进一步的，导线12的数量为3-100根。
在发明的实施例中，可以根据实际情况来设置导线的数量。
参考图6和7，进一步的，正面电极栅线11与导线12垂直，背面电极栅线与导线12垂直。
在发明的实施例中，正面电极栅线与导线垂直，背面电极栅线与导线垂直，电极栅线呈扇形，增长了电极栅线的总长度，提高了太阳能电池片的可靠性。
参考图4和5，进一步的，正面电极栅线11与太阳能电池片10长边平行，背面电极栅线与太阳能电池片10长边平行。
在发明的实施例中，正面电极栅线与太阳能电池片长边平行，背面电极栅线与太阳能电池片长边平行，各电极栅线之间的距离相等，便于加工和制造。
参考图5和7，进一步的，导线12之间和/或导线12与太阳能电池片10宽边之间设置有正面电极栅线11，导线12之间和/或导线12与太阳能电池片10宽边之间设置有背面电极栅线。
在发明的实施例中，导线之间和/或导线与太阳能电池片宽边之间设置有正面电极栅线，也就是正面电极栅线是间隔地分布，每段正面电极栅线均与导线电连接，便于将电池内部产生的电能导出。间隔分布的正面电极栅线可以更加节省电极材料，并且进一步减少遮光，增加太阳能电池片的有效光吸收面积，从而提高光电转换效率以及发电量。
导线之间和/或导线与太阳能电池片宽边之间设置有背面电极栅线，也就是背面电极栅线是间隔地分布，每段背面电极栅线均与导线电连接，便于将电池内部产生的电能导出。间隔分布的背面电极栅线可以更加节省电极材料。
进一步的，导线12为直导线。
在发明的实施例中，导线为直导线，能够减少传输路径和内部损耗，提高了太阳能电池片的光电转换效率。
进一步的，两块相邻的太阳能电池片10部分重叠形成重叠区域。
在发明的实施例中，可以将两块相邻的太阳能电池片进行部分重叠，位于下面的太阳能电池片能够支撑上面的太阳能电池片，并且减少导线的长度，降低电阻，减少两个相邻太阳能电池片之间的传输损耗。
进一步的，重叠区域的宽度为0.1-3毫米。
在本发明的实施例中，重叠区域不能过宽或者过窄，过宽会导致遮挡范围过大，降低了太阳能电池组件的发电效率，过窄会导致太阳能电池片连接强度不够，太阳能电池组件容易损坏，重叠区域的宽度为0.1-3毫米，既保证了太阳能电池组件的连接强度，又保证了发电效率。
进一步的，两块相邻的太阳能电池片相互紧挨，两块相邻的太阳能电池片无重叠区域。
在本发明的实施例中，也可以将两块相邻的太阳能电池片相互紧挨，可以进一步增加太阳能电池片的利用率，减少遮光带来的损失，也节约了太阳能电池片的使用量，节省了成本。
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所述发明构思的情况下，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 (22)
1.一种双面太阳电池互联结构，其特征在于，包括至少两块太阳能电池片，相邻的所述太阳能电池片之间通过连接组件电连接，所述连接组件包括导线，所述导线与其中一个所述太阳能电池片正面电极栅线电连接，所述导线与另一个所述太阳能电池片背面电极栅线电连接，所述导线从任一所述太阳能电池片靠近另一所述太阳能电池片的一侧向远离另一所述太阳能电池片的一侧呈放射状排布。
2.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述连接组件包括聚合物膜，所述导线与所述聚合物膜固定，所述聚合物膜与所述太阳能电池片固定连接。
3.根据权利要求2所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述聚合物膜与所述太阳能电池片粘接。
4.根据权利要求2所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，将所述固定有所述导线的所述聚合物膜与所述正面电极栅线热压形成所述导线与所述正面电极栅线电连接，和/或，
将所述固定有所述导线的所述聚合物膜与所述背面电极栅线热压形成所述导线与所述背面电极栅线电连接。
5.根据权利要求2所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述聚合物膜设置有通孔，所述通孔设置在所述导线之间和/或所述导线与所述太阳能电池片宽边之间。
6.根据权利要求2所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述聚合物膜的材料为醋酸纤维素、氟树脂、聚砜树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂或聚烯烃类树脂。
7.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导线外部部分或全部涂覆有导电层。
8.根据权利要求7所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导电层的材料为金属或者合金，所述导电层的熔点小于240℃。
9.根据权利要求7所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导电层的材料为铟、锑、锡、铋、锌、镉和铅中的任意一种或多种的组合。
10.根据权利要求7所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导电层的材料为导电树脂。
11.根据权利要求10所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导电树脂包括聚合物基体和导电粒子。
12.根据权利要求11所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述聚合物基体为环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚烯烃、聚酰胺、聚苯醚、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜和聚酯中的任意一种或多种的组合。
13.根据权利要求11所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导电粒子为金、银、铜、铝、锌、镍和石墨中的任意一种或多种的组合，所述导电粒子形状为颗粒状或片状。
14.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，任一所述太阳能电池片上的所述导线靠近另一所述太阳能电池片的一侧为扁平导线。
15.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导线的数量为3-100根。
16.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述正面电极栅线与所述导线垂直，所述背面电极栅线与所述导线垂直。
17.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述正面电极栅线与所述太阳能电池片长边平行，所述背面电极栅线与所述太阳能电池片长边平行。
18.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导线之间和/或所述导线与所述太阳能电池片宽边之间设置有所述正面电极栅线，所述导线之间和/或所述导线与所述太阳能电池片宽边之间设置有所述背面电极栅线。
19.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，两块相邻的所述太阳能电池片部分重叠形成重叠区域。
20.根据权利要求19所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述重叠区域的宽度为0.1-3毫米。
21.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，所述导线的材料为铜、铝、银、金、铜包铝、铜镍合金或铜锌合金。
22.根据权利要求1所述的双面太阳电池互联结构，其特征在于，两块相邻的所述太阳能电池片相互紧挨，两块相邻的所述太阳能电池片无重叠区域。
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