CN114256359A - 一种光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种光伏组件,光伏组件包括设置有栅线的基底,栅线包括主栅和副栅,主栅与多条副栅相交,主栅通过焊丝与基底的焊点焊接,第一焊点位于主栅的相对两端,第二焊点位于相邻的第一焊点之间。焊丝的直径为x,第二焊点的长度为y,第二焊点的宽度为z,其中,x、y、z满足以下函数:1.15×(1.3x+0.19)≥y≥0.85×(1.3x+0.19),且1.2×(0.993x+0.143)≥z≥0.8×(0.993x+0.143)。通过优化焊丝的直径以及第二焊点的尺寸,可以在第二焊点具有足够的连接强度的情况下,减小第二焊点的尺寸,从而减少第二焊点对于基底表面的遮挡,降低第二焊点对于基底吸收光线的效率的影响,更加符合实际的使用需求。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及一种光伏组件。
背景技术
随着技术的发展,太阳能电池等光伏设备的应用越来越广泛,硅片表面印刷有用于收集电流的栅线,栅线通过焊点和焊丝焊接于硅片,焊点和焊丝的会覆盖硅片的部分表面。
发明内容
本申请提供了一种光伏组件,用于解决光伏组件的效率较低的问题。
本申请实施例提供了一种光伏组件,所述光伏组件包括:
基底,以及位于所述基底至少一个表面的钝化层;
栅线,所述栅线设置于所述基底的表面,所述栅线包括主栅和副栅,所述主栅与多条所述副栅相交;
焊丝,所述焊丝与所述主栅连接;
焊点,所述焊点设置于所述基底,所述焊点与所述焊丝连接,所述焊点包括第一焊点和第二焊点,所述第一焊点沿所述主栅的长度方向设置于所述主栅的相对两端,所述第二焊点位于所述主栅的所述第一焊点之间;
其中,所述焊丝的直径为x,所述第二焊点的长度为y,所述第二焊点的宽度为z,其中,x、y、z满足以下函数:1.15×(1.3x+0.19)≥y≥0.85×(1.3x+0.19),且1.2×(0.993x+0.143)≥z≥0.8×(0.993x+0.143)。
通过优化焊丝的直径以及第二焊点的尺寸,可以在第二焊点具有足够的连接强度的情况下,减小第二焊点的尺寸,从而降减少第二焊点对于基底表面的遮挡,降低第二焊点对于基底吸收光线的效率的影响,更加符合实际的使用需求。
在一种可能的实施方式中,所述第二焊点的长度为0.2毫米至1毫米;和/或,
所述第二焊点的宽度为0.1毫米至1毫米。
在一种可能的实施方式中,所述焊丝的直径小于或等于0.38毫米。
在一种可能的实施方式中,所述第二焊点的数量为2至16个。
在一种可能的实施方式中,所述第二焊点不位于所述主栅与所述副栅的连接位置。
在一种可能的实施方式中,所述第一焊点的面积为所述第二焊点的面积的1.2倍至2.5倍。
在一种可能的实施方式中,所述主栅的至少一个端部设置有鱼叉结构,所述鱼叉结构的宽度与焊丝的直径之间的关系为。
在一种可能的实施方式中,
所述主栅的数量为11~25根,所述主栅的宽度为20~80微米;和/或
所述副栅的数量为70~160根,所述副栅的宽度为20~80微米
在一种可能的实施方式中,所述第二焊点的形状为矩形、菱形、圆形、椭圆形中的一种或多种组合。
在一种可能的实施方式中,所述焊丝的截面形状为圆形、矩形、三角形、梯形中的任一种。
在一种可能的实施方式中,所述光伏组件还包括玻璃、第一胶膜材料、第二胶膜材料和背板,其中,所述第一胶膜材料和/或第二胶膜材料的厚度与所述焊丝的直径成正比。
在一种可能的实施方式中,所述光伏组件包括多个所述基底,沿所述焊丝的长度方向,相邻的所述基底分别位于所述焊丝沿所述光伏组件的厚度方向的相对两侧;
位于相邻的所述基底之间的所述焊丝的一侧设置有沿光伏组件的厚度方向凹陷的凹陷部,另一侧不设置所述凹陷部。
本申请提供了一种光伏组件,光伏组件包括设置有栅线的基底,栅线包括主栅和副栅,主栅与多条副栅相交,主栅通过焊丝与基底的焊点焊接,第一焊点位于主栅的相对两端,第二焊点位于相邻的第一焊点之间。焊丝的直径为x,第二焊点的长度为y,第二焊点的宽度为z,其中,x、y、z满足以下函数:1.15×(1.3x+0.19)≥y≥0.85×(1.3x+0.19),且1.2×(0.993x+0.143)≥z≥0.8×(0.993x+0.143)。通过优化焊丝的直径以及第二焊点的尺寸,可以在第二焊点具有足够的连接强度的情况下,减小第二焊点的尺寸,从而减少第二焊点对于基底表面的遮挡,降低第二焊点对于基底吸收光线的效率的影响,更加符合实际的使用需求。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请所提供的光伏组件的结构示意图;
图2为本申请所提供的焊丝的直径与第二焊点的长度关系的局部函数图像;
图3为本申请所提供额焊丝的直径与第二焊点的宽度关系的局部函数图像;
图4为图1中Ⅰ位置的局部放大图。
附图标记:
1-基底;
2-栅线;
21-主栅;
22-副栅;
3-焊点;
31-第一焊点;
32-第二焊点。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案,下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
需要注意的是,本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本申请实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
如图1所示,本申请实施例提供了一种光伏组件,光伏组件包括至少一个表具有钝化层的基底,基底通常可以采用硅片。基底的表面设置有栅线2,具体地,栅线2包括主栅21和副栅22,副栅22用于收集基底所产生的电流,主栅21用于收集副栅22的电流,主栅21可以与多条副栅22相交,以收集多条副栅22的电流。基底设置有焊点3,具体地,焊点3包括第一焊点31和第二焊点32,第一焊点31沿主栅21的长度方向设置在主栅21的相对两端,第二焊点32位于主栅21的第一焊点31之间,第二焊点32可以为多个,沿主栅21的长度方向依次设置。焊丝用于粘接焊点3和主栅21连接,以使主栅21能够与焊点3焊接。其中,焊丝的直径为x,第二焊点32的长度为y,第二焊点32的宽度为z,其中,x、y、z满足以下函数:1.15×(1.3x+0.19)≥y≥0.85×(1.3x+0.19),且1.2×(0.993x+0.143)≥z≥0.8×(0.993x+0.143)。第二焊点32的长度方向为主栅21的延伸方向,第二焊点32的宽度方向垂直主栅21的延伸方向。
本申请所述提供的实施例中,通过对焊点3的尺寸以及焊丝的直径进行优化,能够降低银浆的消耗量,从而降低成本,同时还能够降低焊丝对于基底表面的遮挡,从而能够降低焊丝对于基底吸收光线的效率的影响。当第二焊点32和焊丝的尺寸满足上述函数关系时,可以使主栅21具有较好的焊接强度的情况下,降低焊点3对于基底表面的遮挡,从而使光伏组件具有较高的光电转化效率,更加符合实际的使用需求。
在一种可能的实施方式中,x、y、z满足以下函数:1.05×(1.3x+0.19)≥y≥0.95×(1.3x+0.19),且1.1×(0.993x+0.143)≥z≥0.9×(0.993x+0.143)。
根据实际测试,进一步优化调整得到的第二焊点32和焊丝在具有较好的连接强度的同时,还能够降低对于基底1吸收光线的影响,更加符合实际的使用需求。
如图2和图3所示,其中图2所示的折线图中,横坐标为焊丝的直径x,纵坐标为第二焊点32的长度y,图3所示的折线图中,横坐标为焊丝的直径x,纵坐标为第二焊点的宽度z。在此需要说明的是图2和图3所示的折线图,x的范围为根据需求选取的焊丝直径的常用范围,x的实际应用范围包括但不仅限于图中所示的区间。图2和图3中,直线部分为本申请实施例所提供的函数的部分图像,长划线部分为在该函数关系的基础上,进一步优化所得到的范围。
在一种可能的实施方式中,第二焊点32的长度为0.2毫米至1毫米,和/或,第二焊点32的宽度为0.1毫米至1毫米。
第二焊点32的长度可以为0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米、0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米、1毫米等。第二焊点32的宽度为0.1毫米、0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米、0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米、1毫米等。
通过对第二焊点32的尺寸进行优化,以使第二焊点32能够与主栅21具有较好的连接稳定性的情况下,减少第二焊点32对于基底表面的遮挡,从而降低第二焊点32对于基底吸收光线的影响,有利于提高光伏组件的整体光电转换效率。
在一种可能的实施方式中,焊丝的直径小于或等于0.38毫米。
焊丝的直径可以是0.38毫米、0.35毫米、0.3毫米、0.28毫米、0.26毫米、0.23毫米等。同时为满足实际的使用需求,焊丝的直径通常大于0.15毫米。通过对焊丝直径的优化能够使焊丝在具有足够的连接强度的条件下,降低焊丝对于基底的遮挡,从而有利于提高基底对于光线的吸收效率。
如图1所示,在一种可能的实施方式中,第二焊点32的数量可以为2至16个。
第二焊点32的数量可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个,通过对第二焊点32的数量进行优化,以使在满足连接强度的条件下,降低第二焊点32对于基底的遮挡,从而降低对于基底的光线吸收效率的影响,有利于提升光伏组件整体的光电转化效率。
如图4所示,在一种可能的实施方式中,第二焊点32不位于主栅21与副栅22的连接位置。
第二焊点32与主栅21连接,且不与副栅22连接,通过这样的设计能够降低因焊接导致主栅21与副栅22之间的连接位置发生断栅的可能,从而降低对于光伏组件质量的影响,更加符合实际的使用需求。
在一种可能的实施方式中,第一焊点31的面积为第二焊点32的面积的1.2倍至2.5倍。
通常情况下,主栅21可以抽象成一条直线,第一焊点31位于主栅21的相对两端,因此,可以通过两个第一焊点31确定主栅21对应的位置,第一焊点31的面积大于第二焊点32,有利于提高第一焊点31的连接稳定性,从而降低主栅21从基底1脱落的可能,有利于提升光伏组件整体的质量,更加符合实际的使用需求。
在一种可能的实施方式中,主栅21的数量为11至25根,宽度为20至80微米,和/或,副栅22的数量为70至160根,副栅22的宽度为20至80微米。
通过调整副栅22的数量能够相应的调整对应的主栅21对于电流的收集能力。当主栅21对应的副栅22数量一定时,由于各主栅21之间为并联,随着副栅22的数量增加,主栅21的数量也会相应增加,由于增加主栅21数量,可以减小单根主栅21的宽度,减小单根主栅21电流传输负责的面积,从而减小通过单根主栅21的电流。通常情况下,光伏组件的内部损耗主要为工作时产生的热量,根据公式Q=I2Rt,其中Q为工作时产生的热量,即内部主要损耗,I为电流,R为电阻,t为工作时间,各个主栅21之间相互并联,主栅21的数量增多时,并联的主栅21增多,光伏组件的总电阻减小,当电路中电流减小,电阻也减小时,在工作时间一定的条件下,光伏组件工作所产生的热量减少,即内部损耗减少,从而有利于提升光伏组件的整体转换效率。
在一种可能的实施方式中,第一焊点31和/或第二焊点32的形状可以为矩形、菱形、圆形、椭圆形中的一种或多种组合。
不同形状焊点3的成本不同,可以根据实际需求选用相应的形状,焊点3具有一定的宽度(当形状为圆形或椭圆时,对应为直径或长、短轴的尺寸),用于在焊丝的位置发生偏移时,焊丝仍然能够与焊点3具有足够的接触面积,从而具有较高的连接稳定性。矩形的焊点具有较大的面积,便于焊丝和焊点3接触,圆形、三角形、椭圆形等形状能够减小焊点的整体面积,从而降低对于基底1的遮挡,有利于提高光线的吸收效率。
在一种可能的实施方式中,焊丝的截面形状为圆形、矩形、三角形、梯形中的任一种。
焊丝采用圆形或三角形的设计能够减小焊丝对于光线的遮挡,同时还能够对光想进行反射,从而便于基底1吸收光线,有利于提高光电转化效率和功率。
在一种可能的实施方式中,光伏组件还包括玻璃、第一胶膜材料、第二胶膜材料和背板,其中,第一胶膜材料和/或第二胶膜材料的厚度与焊丝的直径成正比。
第一胶膜材料和第二胶膜材料能够起到保护作用,当焊丝的高度或者厚度较大时,其强度以及硬度较高,因此需要较厚的胶膜材料,当焊丝的直径较小时,其强度以及硬度降低,因此可以适当的减小胶膜材料的厚度,以降低成本。圆形焊丝需要的胶膜材料的厚度大于矩形焊丝需要的胶膜材料的厚度。
在一种可能的实施方式中,光伏组件包括多个基底1,基底1用于形成电池片,沿焊丝的长度方向,相邻的基底1分别位于焊丝沿光伏组件的厚度方向的相对两侧,即一个位于焊丝上方,一个位于焊丝下方。位于相邻的基底1之间的焊丝的一侧设置有沿光伏组件的厚度方向凹陷的凹陷部,另一侧不设置凹陷部。例如,凹陷部的开口可以均朝向下设置。
通过这样的设计能够在层压时,便于焊丝发生形变,同时,未设置凹陷部的一个与基底1之间具有较大的接触面积,从而降低发生隐裂的风险。
如下表1所示,经过实际实验得到表1所示的表格。其中,编号1和2为对比例,数据为现有的光伏组件的尺寸,其第二焊点32和焊丝的尺寸不满足本申请实施例所提供的函数关系。编号3至11为采用本申请所提供的方案的实施例的数据,其第二焊点32和焊丝的尺寸满足本申请实施例所提供的函数关系。通过对焊丝的直径,第二焊点32的长度、第二焊点32的宽度、以及焊接后的第二焊点32的焊接拉力和银浆消耗量做了对比,可以得到如下结论:
通常情况下,当焊丝与第二焊点32焊接后的拉力不小于0.8N,视为该光伏组件合格,根据图中表格数据显示,采用本申请实施例所提供的方案的光伏组件均满足拉力要求,根据编号1、2、4和5的数据可以得出,在焊丝直径相同的情况下,本申请实施例所提供的方案的焊接拉力要高于现有技术中的焊接拉力,即本申请实施例所提供的方案的焊接稳定性更高,主栅21不易从基底脱落。
根据编号1至10的数据可以得出,在焊接拉力合格的情况下,采用本申请实施例所提供的方案,可以减小银浆的消耗量。
相较于编号3至8,编号9虽然具有较高的焊接拉力,其焊接稳定性较高,但是,其银浆消耗量相对于其他实施例较大,在实际使用时成本较高。
相较于编号3至8,编号10虽然满足焊接拉力要求,且银浆消耗量较小,但是,其焊接拉力相较于其他实施例有明显的降低,与焊接拉力最低要求之间的差距较小,焊接稳定性较差,而且由于焊丝的直径以及第二焊点32的面积较小,在加工时,对于加工精度的要求较高,加工难度较大。
编号11虽然符合本申请实施例所提供的函数范围,消耗银浆较少,但是其焊丝的直径以及第二焊点32的面积过小,在焊接时加工难度较大,而且焊接拉力不满足实际的使用需求,因此通常不采用该方案的数据。
综合银浆消耗量、第二焊点32的面积、加工难度等因素进行考虑,编号3至8为较为优选的实施例,第二焊点32的宽度优选为0.4至0.6毫米,长度优选为0.5至0.6毫米。焊丝的直径优选为0.25至0.3毫米,焊丝的焊接质量主要受锡层熔融质量的影响,0.25毫米和0.3毫米的焊丝的锡层熔融质量差别不大,焊接质量近似相同。
序号 | 焊丝直径(mm) | 第二焊点长度(mm) | 第二焊点宽度(mm) | 焊接拉力(N) | 银浆消耗量 |
1 | 0.3 | 1 | 0.6 | 2.45 | w |
2 | 0.25 | 1 | 0.6 | 2.08 | w |
3 | 0.3 | 0.5 | 0.5 | 2.28 | 41.7%w |
4 | 0.3 | 0.6 | 0.5 | 2.53 | 50%w |
5 | 0.25 | 0.5 | 0.45 | 1.82 | 41.7%w |
6 | 0.25 | 0.6 | 0.5 | 2.04 | 50%w |
7 | 0.26 | 0.5 | 0.4 | 1.95 | 33.3%w |
8 | 0.26 | 0.6 | 0.4 | 2.01 | 40%w |
9 | 0.4 | 0.8 | 0.6 | 2.91 | 83%w |
10 | 0.2 | 0.5 | 0.3 | 0.86 | 30%w |
11 | 0.15 | 0.3 | 0.21 | 0.70 | 28%w |
表1
在此需要说明的是,本申请中所举例说明的数据仅为在本申请实施例所提供的数据范围内,较为优选以及常用的数据,其余未列出,但处于本申请所提供的数据范围内的数据均能够达到相应的技术效果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种光伏组件,其特征在于,所述光伏组件包括:
基底,以及位于所述基底至少一个表面的钝化层;
栅线,所述栅线设置于所述基底的表面,所述栅线包括主栅和副栅,所述主栅与多条所述副栅相交;
焊丝,所述焊丝与所述主栅连接;
焊点,所述焊点设置于所述基底,所述焊点与所述焊丝连接,所述焊点包括第一焊点和第二焊点,所述第一焊点沿所述主栅的长度方向设置于所述主栅的相对两端,所述第二焊点位于所述主栅的所述第一焊点之间;
其中,所述焊丝的直径为x,所述第二焊点的长度为y,所述第二焊点的宽度为z,其中,x、y、z满足以下函数:1.15×(1.3x+0.19)≥y≥0.85×(1.3x+0.19),且1.2×(0.993x+0.143)≥z≥0.8×(0.993x+0.143)。
2.根据权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述第二焊点的长度为0.2毫米至1毫米;和/或,
所述第二焊点的宽度为0.1毫米至1毫米。
3.根据权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述焊丝的直径小于或等于0.38毫米。
4.根据权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述第二焊点的数量为2至16个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件,其特征在于,所述第二焊点不位于所述主栅与所述副栅的连接位置。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件,其特征在于,所述第一焊点的面积为所述第二焊点的面积的1.2倍至2.5倍。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件,其特征在于,所述主栅的数量为11~25根,所述主栅的宽度为20~80微米;和/或
所述副栅的数量为70~160根,所述副栅的宽度为20~80微米。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件,其特征在于,所述第一焊点和/或第二焊点的形状为矩形、菱形、圆形、椭圆形中的一种或多种组合。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件,其特征在于,所述焊丝的截面形状为圆形、矩形、三角形、梯形中的任一种。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件,其特征在于,所述光伏组件还包括玻璃、第一胶膜材料、第二胶膜材料和背板,其中,所述第一胶膜材料和/或第二胶膜材料的厚度与所述焊丝的直径成正比。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的光伏组件,其特征在于,所述光伏组件包括多个所述基底,沿所述焊丝的长度方向,相邻的所述基底分别位于所述焊丝沿所述光伏组件的厚度方向的相对两侧;
位于相邻的所述基底之间的所述焊丝的一侧设置有沿光伏组件的厚度方向凹陷的凹陷部,另一侧不设置所述凹陷部。
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