CN116154011B - 一种可卷绕的轻质光伏组件 - Google Patents

Abstract

本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及一种可卷绕的轻质光伏组件，包括若干横排电池串单元，所述横排电池串单元包括若干电池硅片，电池硅片正面和背面的栅线结构均包括主栅线和细栅线；主栅线的数量各自独立地为1‑5根，细栅线数量N1小于N2，背面细栅线上设置有沿X轴方向延伸的S形网结线；若干横排电池串单元及其后紧邻的间隔L沿Y轴方向卷绕形成呈有序正多边形分布的多个卷绕单元，不同卷绕单元内的间隔L沿Y轴方向以S依次递增，d为0.1‑0.6mm，且满足：S=α × 2 tan(360°/2n) × (m+d)，α为缓冲系数，1＜α≤1.2。本发明能够实现硅基太阳能电池卷绕功能，又能保障卷绕过程中硅片不易碎裂。

Description

一种可卷绕的轻质光伏组件

技术领域

本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及一种可卷绕的轻质光伏组件。

背景技术

随着新能源的开发，光伏产业已经逐渐成为人们生活中的一部分，随处可见的太阳能路灯以及户外光伏应用产品，都在说明光伏应用产品已经成为人类生活的一部分。不管是在户外应用市场，还是BIPV建筑一体化上，光伏产品的市场需求也越来越大。

高效率的硅基太阳能电池虽然转换效率高，但因为其刚性特征限制，以及晶体硅薄片化后卷绕过程中极其容易碎裂，要实现长期的卷绕，又保持卷绕过程中硅片不易碎裂，这个难度非常的大。所以目前可卷绕的太阳能组件主要集中在CIGS太阳能薄膜电池上，而高效率的硅基太阳能电池虽然转换效率高，但几乎看不到其卷绕式的光伏组件。

然而，也正因为硅基太阳能电池的转换效率高，越来越多的行业内从业者正致力于研究实现硅基太阳能电池卷绕的突破研究。本领域亟需一种能够实现硅基太阳能电池卷绕功能又能保障卷绕过程中硅片不易碎裂的光伏组件。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的硅基太阳能电池卷绕过程中电池硅片易碎裂的缺陷，提供一种可卷绕的轻质光伏组件，该轻质光伏组件能够实现硅基太阳能电池卷绕功能，又能保障卷绕过程中硅片不易碎裂。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可卷绕的轻质光伏组件，包括在Y轴方向上间隔排布且相互连接的若干横排电池串单元，所述横排电池串单元包括在X轴方向上间隔排布的若干电池硅片，所述电池硅片正面和背面的栅线结构均包括主栅线和垂直于主栅线的细栅线；所述电池硅片正面和背面的主栅线的数量各自独立地为1-5根、优选1-3根，所述电池硅片正面、背面的细栅线数量分别记为N1和N2，N1小于N2；且在Y轴方向上，相邻的横排电池串单元之间的间隔记为L，若干横排电池串单元及其后紧邻的间隔L沿Y轴方向卷绕形成呈有序正多边形分布的多个卷绕单元，正多边形的边数为n，单个卷绕单元内各个横排电池串单元等间隔排布，不同卷绕单元内的间隔L沿Y轴方向依次递增且相邻不同间隔L的递增幅度记为S，单个卷绕单元内所含的横排电池串单元的厚度记为m，卷绕后相邻两个卷绕单元之间的最短间距记为d，d为0.1-0.6mm，且满足：S=α × 2 tan(360°/2n) × (m+d)，α为缓冲系数，1＜α≤1.2。

优选情况下，α为1.05-1.1，和/或，d为0.3-0.5mm。

优选情况下，递增幅度S为1-100 mm。

优选情况下，正多边形的边数n为3-16。

优选情况下，N1为70-150根，N2为100-300根。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片的背面细栅线上设置有沿X轴方向延伸的S形网结线且S形网结线沿Y轴方向间隔设置。

更优选地，所述S形网结线的数量为5-100根、优选10-100根，和/或，S形网结线的宽度为10-80μm、优选40-80μm。

在一些优选实施方式中，单个卷绕单元内的多个电池硅片的栅线结构均对应相同。

在一些优选实施方式中，所述横排电池串单元中，若干电池硅片等距排布。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片正面的细栅线宽度为20-50μm，背面的细栅线宽度为40-80μm。

优选地，所述电池硅片正面和背面的主栅线的宽度各自独立地为60-150μm。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片正面和背面的主栅线均等距排布，细栅线均等距排布。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片通过将电池片分割而成，所述电池片包括：设置在正面的正面区域分隔轮廓线，设置在背面的背面区域分隔轮廓线，其均呈矩形排布，用于将正面或背面划分为若干区域以便于沿相应分隔轮廓线进行分割。

更优选地，所述相应分隔轮廓线为20-80μm。

在一些优选实施方式中，所述横排电池串单元还包括光伏焊带，其将沿X轴方向上排布的若干电池硅片进行串接并焊接在电池硅片的主栅线上。

在一些优选实施方式中，所述轻质光伏组件还包括铜编织带导线，其连接在每个横排电池串单元的两端且与光伏焊带的端部连接，并沿Y轴方向将若干横排电池串单元进行纵向连接并引出，且Y轴方向上相邻的横排电池串单元之间均留有间隙。

更优选地，所述光伏焊带为扁平状；和/或，所述铜编织带导线为多股铜线编织而成的扁平结构导线，扁平结构导线表层镀有锡或锡合金。

进一步优选地，铜编织带导线的厚度为0.15-0.4mm。

在一些优选实施方式中，所述横排电池串单元还包括：

成对设置的上层窗口保护前板和下层窗口支撑板，其均设置在电池硅片的Z轴方向上且分别覆盖在电池硅片的正面和背面，并连接在对应的电池硅片上；其与单个电池硅片相对应且共同形成电池窗口单元；

顶层保护膜和底层保护膜，其均设置在电池硅片的Z轴方向上，且分别覆盖在所述电池窗口单元的两侧以及相邻电池窗口单元之间的间距。

更优选地，所述上层窗口保护前板和下层窗口支撑板的外轮廓边缘相比于对应的电池硅片向外延伸且延伸部宽度为0.5-2mm。

更优选地，所述电池窗口单元的厚度为1-5mm，且所述顶层保护膜和底层保护膜形成的整体膜厚度为0.2-2mm；在X轴方向上，相邻两个电池窗口单元之间的间距为0.5-30mm。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片为铜栅线结构的单铸异质结电池片，其基底为铸锭单晶硅片。

在一些优选实施方式中，所述轻质光伏组件在卷绕状态下，单个卷绕单元内所含的横排电池串单元依次沿Y轴方向卷绕，形成一个呈多边形的卷绕周期，且多个卷绕单元分别以相同的卷绕周期进行卷绕叠加而成。

有益效果：

本发明的发明人研究发现，在卷绕时L的递增幅度S、卷绕单元之间的最短间距记为d控制不适宜，会直接影响可卷曲次数，且不同卷绕圈对电池的作用缓冲力不同，越外圈，缓冲系数影响力越大，基于此进一步研究而提出本发明。本发明通过对多个卷绕单元之间的间隔L进行满足上述公式的特定递增幅度的阶梯递进排布设置，能实现光伏组件多边形卷绕的特性，并改善卷绕过程无序卷绕造成的挤压破坏，且其与电池硅片的适宜细栅线数量满足上述特定条件，配合在单个电池硅片的正面和背面分别仅设置1-5根的极少数量主栅线，能够在满足电流的足量收集与传输需求情况下，让电池硅片在卷绕过程中，焊带挤压的应力点数量尽量少，避免卷绕时挤压破坏电池硅片，从而改善卷绕过程中电池片易碎的问题；同时有利于解决因卷绕直径变大而造成电池硅片受压迫而被破坏的风险，从而能够达到在尽可能避免电池硅片被破坏（隐裂、碎裂或断裂等）的情况下，控制整体卷绕结构达到最高的使用次数（或可卷曲次数）。

其中，特别设置S满足S=α × 2 tan(360°/2n) × (m+d)，引入适宜的缓冲系数α使得L间隙设置更加合理，使得最终光伏组件卷绕不至于太紧或太松而影响使用寿命，使得卷绕形成有序正多边形分布，避免递增幅度不适宜而导致可能对电池硅片造成挤压或错位拉扯引起破坏的情况，利于提升整体卷绕结构的使用次数。研究表明，若d的间隙太大和/或L过大，可能会造成最外层的电池硅片错位挤压，脱离有序的多边形卷绕；若d为0和/或L过小，会造成卷绕后太紧，对内部电池硅片造成挤压，产生隐裂，只要错位挤压，中间的线路就可能会因为错位拉扯导致断裂，电池无法继续使用。但由于卷绕的影响，d对L具有非线性的影响力，因此，引入缓冲系数α对S进行修正，本发明发明人通过大量的试验获得适宜的缓冲系数α范围，配合特定的d取值范围，通过控制增幅，控制整体卷绕结构达到最高的使用次数。

在本发明的优选方案中，特别设置的S形网结线由于使得电池硅片具有一定伸缩率，可以保持连接状态，继续传送电流，若干S形网结线形成网状结构，可以充分利用栅线（优选铜制栅线）的高韧性特点，进一步提升电池硅片的弯折韧性，即使电池硅片的基底硅局部碎裂，栅线依旧附着在碎片上通过网状结构进行电流的收集与传输；配合特定的递增幅度S控制，利于显著提升整体卷绕结构的使用次数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的轻质光伏组件展开的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为电池片剪切之前和之后的一种具体实施方式的正面图形结构示意图；

图3为电池片剪切之前和之后的一种具体实施方式的背面图形结构示意图；

图4为横排电池串单元串焊的一种具体实施方式的结构示意图；

图5为图1的A局部区域放大示意图；

图6为本发明横排电池串单元的截面局部结构示意图；

图7为本发明实施例的轻质光伏组件呈正六边形卷绕的结构示意图；

图8为本发明实施例的轻质光伏组件呈正五边形卷绕的结构示意图；

图9为对比例1的轻质光伏组件呈正六边形卷绕的结构示意图。

附图标记说明

100、轻质光伏组件，a1、电池硅片，a2、光伏焊带，a3、铜编织带导线，a4、上层窗口保护前板，a5、下层窗口支撑板，a6、顶层保护膜，a7、底层保护膜，a8、接线盒；b1、电池窗口单元，d1、卷筒；

H、电池片，1、正面主栅线，2、正面细栅线，3、正面区域分隔轮廓线，4、背面主栅线，5、背面细栅线，6、背面网结线，7、背面区域分隔轮廓线。

具体实施方式

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中所示的方位理解，“内、外”是指部件的轮廓的内、外。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明中，各个参数的数据，除另有说明外，均是在轻质光伏组件完全展开（即非卷绕状态下）时计量的。

本发明提供了一种可卷绕的轻质光伏组件，包括在Y轴方向上间隔排布且相互连接的若干横排电池串单元，所述横排电池串单元包括在X轴方向上间隔排布的若干电池硅片，所述电池硅片正面和背面的栅线结构均包括主栅线和垂直于主栅线的细栅线；所述电池硅片正面和背面的主栅线的数量各自独立地为1-5根，具体例如可以为1、2、3、4、5根，优选1-3根，所述电池硅片正面、背面的细栅线数量分别记为N1和N2，N1小于N2；且在Y轴方向上，相邻的横排电池串单元之间的间隔记为L，若干横排电池串单元及其后紧邻的间隔L沿Y轴方向卷绕形成呈有序正多边形分布的多个卷绕单元，正多边形的边数为n，单个卷绕单元内各个横排电池串单元等间隔排布，不同卷绕单元内的间隔L沿Y轴方向依次递增且相邻不同间隔L的递增幅度记为S，单个卷绕单元内所含的横排电池串单元的厚度记为m，卷绕后相邻两个卷绕单元之间的最短间距记为d，d为0.1-0.6mm，且满足：S=α × 2 tan(360°/2n)× (m+d)，α为缓冲系数，1＜α≤1.2。

本发明中本领域技术人员可以根据实际需求选择S的取值精确度，S根据计算所得值优选保留一位小数。

本发明中对于多个L，任一相邻两L的递增幅度优选相同。

d为0.1-0.6mm，具体例如可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mm。

1＜α≤1.2，α具体例如可以为1.01、1.03、1.05、1.07、1.1、1.11、1.13、1.15、1.17、1.2。

优选情况下，α为1.05-1.1，和/或，d为0.3-0.5mm。该优选方案下，更利于提升整体卷绕结构的使用次数。

优选情况下，递增幅度S为1-100 mm。

优选情况下，正多边形的边数n为3-16。

优选情况下，N1为70-150根，和/或，N2为100-300根。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片的背面细栅线上设置有沿X轴方向延伸的S形网结线且S形网结线沿Y轴方向间隔设置。该优选方案下，更利于提升整体卷绕结构的使用次数。

更优选地，所述S形网结线的数量为5-100根、优选10-100根，和/或，S形网结线的宽度为10-80μm、优选40-80μm。该优选方案下，更利于提升整体卷绕结构的使用次数。

相邻的横排电池串单元之间的间隔处即为卷绕时的弯折区域，在X轴方向上弯折区域厚度（也即间隔L的X轴方向上的厚度）为0.2-2mm。本领域技术人员可以根据卷绕的尺寸在满足递增幅度公式的情况下选择间隔L的范围，例如单个卷绕单元内的间隔L为3-50mm。

可以理解的是，横排电池串单元纵向排列，间隔L沿Y轴方向依次递增，多个卷绕单元为阶梯递进排布。轻质光伏组件卷绕的弯折区域为横排电池串单元纵向排列时留有的间隔。

在一些优选实施方式中，单个卷绕单元内的多个电池硅片的栅线结构均对应相同。

在一些优选实施方式中，所述横排电池串单元中，若干电池硅片等距排布。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片正面的细栅线宽度为20-50μm，背面的细栅线宽度为40-80μm。

优选地，所述电池硅片正面和背面的主栅线的宽度各自独立地为60-150μm。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片正面和背面的主栅线均等距排布，细栅线均等距排布。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片通过将电池片分割而成，例如一个电池片可分割为2-4片电池硅片。优选地，所述电池片包括：设置在正面的正面区域分隔轮廓线，设置在背面的背面区域分隔轮廓线，其均呈矩形排布，用于将正面或背面划分为若干区域以便于沿相应分隔轮廓线进行分割。

更优选地，所述相应分隔轮廓线为20-80μm。

在一些优选实施方式中，所述横排电池串单元还包括光伏焊带，其将沿X轴方向上排布的若干电池硅片进行串接并焊接在电池硅片的主栅线上。应当理解的是，在Y轴方向上间隔排布若干光伏焊带，光伏焊带的数量不超过主栅线数量；光伏焊带与主栅线数量可以相同或不同。

在一些优选实施方式中，所述轻质光伏组件还包括铜编织带导线，其连接在每个横排电池串单元的两端且与光伏焊带的端部连接，并沿Y轴方向将若干横排电池串单元进行纵向连接并引出，且Y轴方向上相邻的横排电池串单元之间均留有间隙。该优选方案下，进一步将轻质光伏组件卷绕后的空间压缩到极致。

可以理解的是，若干横排电池串单元通过铜编织带导线实现纵排方向的串并联结构。

更优选地，所述光伏焊带为扁平状。该优选方案下，不仅可以增加光伏焊带与电池硅片的接触面积，避免卷绕时挤压破坏电池硅片；还可避免电池窗口单元之间受到应力而产生较强的联动作用，从而震动破坏内部太阳能电池硅片。

优选地，所述铜编织带导线为多股铜线编织而成的扁平结构导线，扁平结构导线表层镀有锡或锡合金。该优选方案下，铜编织带导线易于焊接，具有极强的耐弯折特性，可满足长期卷绕的需求。

进一步优选地，铜编织带导线的厚度为0.15-0.4mm。

本发明的一些实施方式中，所述轻质光伏组件还包括接线盒，其与所述铜编织带导线连接且引出。接线盒设置在若干横排电池串单元的外侧面，在卷绕时可设置在卷筒内。

在一些优选实施方式中，所述横排电池串单元还包括：成对设置的上层窗口保护前板和下层窗口支撑板，其均设置在电池硅片的Z轴方向上且分别覆盖在电池硅片的正面和背面，并连接在对应的电池硅片上（优选通过透明胶膜粘结在对应的电池硅片上）；其与单个电池硅片相对应且共同形成电池窗口单元。可以理解的是，每个电池硅片均对应一个成对设置的上层窗口保护前板和下层窗口支撑板，形成电池窗口单元。每个横排电池串单元中均含有若干电池窗口单元。

更优选地，所述上层窗口保护前板和下层窗口支撑板的外轮廓边缘相比于对应的电池硅片向外延伸且延伸部宽度为0.5mm-2mm。

在一些优选实施方式中，所述横排电池串单元还包括：顶层保护膜和底层保护膜，其均设置在电池硅片的Z轴方向上，且分别覆盖在所述电池窗口单元的两侧以及相邻电池窗口单元之间的间距。

本发明中，应当理解的是，在X轴方向上，所述顶层保护膜覆盖在相应横排电池串单元中所有上层窗口保护前板的表面以及相邻上层窗口保护前板之间的间隙，所述底层保护膜覆盖在相应横排电池串单元中所有下层窗口支撑板的表面以及相邻下层窗口支撑板之间的间隙。在单个横排电池串单元中，所述顶层保护膜和底层保护膜分别为一体结构，然后进行连接，对单个横排电池串单元形成全面的保护。

本领域技术人员可以根据实际需求选择所述上层窗口保护前板和下层窗口支撑板、顶层保护膜和底层保护膜的材质和尺寸。优选地，所述上层窗口保护前板为透明PET保护前板，下层窗口支撑板为玻纤板，顶层保护膜和底层保护膜为ETFE膜材或PI铜箔背板。优选地，所述上层窗口保护前板的厚度小于下层窗口支撑板的厚度，顶层保护膜的膜厚不超过底层保护膜的膜厚。优选地，所述上层窗口保护前板的厚度为0.1-0.5mm，下层窗口支撑板的厚度为0.8-2mm，顶层保护膜的膜厚为0.01-0.05mm，不超过底层保护膜的膜厚为0.01-0.5mm。

本发明中优选地，所述电池窗口单元、光伏焊带、铜编织带导线都铺设在顶层保护膜和底层保护膜之间。

更优选地，所述电池窗口单元的厚度为1-5mm。

优选地，所述顶层保护膜和底层保护膜形成的整体膜厚度为0.2-2mm。相邻电池窗口单元之间的间隙也为卷绕时的弯折区域。

更优选地，在X轴方向上，相邻两个电池窗口单元之间的间距为0.5-30 mm。该优选方案下，可避免电池窗口单元之间受到应力而产生联动作用，从而震动破坏内部太阳能电池硅片。

在一些优选实施方式中，所述电池硅片为铜栅线结构的单铸异质结电池片，其基底为铸锭单晶硅片。该优选方案下，通过铸锭单晶硅片与异质结铜制栅线相结合，充分利用铜制栅线的高传导特性，更利于实现获得低成本、高效率、又方便卷绕的轻质光伏组件。以158.75 x 158.75 mm尺寸硅片为例，铸锭单晶硅片相较于单晶硅片成本会低1RMB左右，成本上具有天然的材料成本优势。

本发明所述轻质光伏组件由于对多个卷绕单元之间的间隔L进行递增的阶梯递进排布设置，且其与电池硅片的细栅线数量满足上述特定条件，从而能在保证光电转换效率的同时，实现组件多边形卷绕的特性。

本发明所述轻质光伏组件在卷绕状态下，单个卷绕单元内所含的横排电池串单元依次沿Y轴方向卷绕，形成一个呈多边形的卷绕周期，且多个卷绕单元分别以相同的卷绕周期进行卷绕叠加而成。

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细阐述。

实施例1

参考图1所示，为本发明的一种可卷绕的轻质光伏组件100，包括：铜栅单铸异质结电池硅片a1、扁平光伏焊带a2、铜编织带导线a3、上层窗口保护前板a4、下层窗口支撑板a5、顶层保护膜a6、底层保护膜a7、接线盒a8；电池硅片a1通过扁平光伏焊带a2横向焊接成电池串，每片电池硅片a1区域上下都铺设有独立的上层窗口保护前板a4和下层窗口支撑板a5，形成一个个独立的电池窗口单元b1，并组成一个横排电池串单元，如图4所示；每个横排电池串单元的左右两端通过铜编织带导线a3进行纵向连接，实现纵排方向的串并联结构，如图5所示；所有的电池窗口单元b1、扁平光伏焊带a2、铜编织带导线a3都铺设在顶层保护膜a6和底层保护膜a7之间，如图6所示；并通过铜编织带导线a3连接接线盒a8引出。

参考图2、图3所示，铜栅单铸异质结电池硅片a1基底为铸锭单晶硅片，且为铜栅单铸异质结电池片H（158.75x158.75mm电池片）切割成2片尺寸为158.75x79.375mm的小电池片；铜栅单铸异质结电池硅片a1的正面和背面均仅有2根主栅线，且等距排布；扁平光伏焊带a2焊接于该主栅线上，焊接成电池串；铜栅单铸异质结电池片H包括：设置在正面的正面主栅线1、正面细栅线2、正面区域分隔轮廓线3，设置背面的背面主栅线4、背面细栅线5、S形的背面网结线6、背面区域分隔轮廓线7。正面主栅线1、背面主栅线2的宽度为80μm，主栅线上均带有10个焊盘点。正面细栅线2数量为80根，与正面主栅线1垂直排布，细栅线宽度为50μm。背面细栅线5数量为150根，与背面主栅线4垂直排布，细栅线宽度为60μm；背面网结线6与背面主栅线4平行排布，为扭曲状的曲线，数量为24根，宽度为70μm；正面区域分隔轮廓线3、背面区域分隔轮廓线7成矩形框排布，将铜栅单铸异质结电池片本体H分隔成2个区域，轮廓线宽度为60μm。

参考图1所示，铜编织带导线a3为多股0.12mm铜线编织而成的扁平结构导线，表层镀有锡或锡合金，易于焊接，具有极强的耐弯折特性，厚度为0.2mm；电池窗口单元b1等距横向排列，间距为5mm。

参考图1、图7所示，若干横排电池串单元（即图1所示的横排电池串单元E1、E2、E3、E4、E5、E6）形成呈有序正多边形分布的多个卷绕单元，正多边形的边数为n，n=6，多个卷绕单元纵向排列且相邻卷绕单元的间隔L为阶梯递增排布，以每6个相同间隔为一个卷绕单元的周期，进行整段的递增，相邻卷绕单元的不同间隔L的递增幅度为S，单个卷绕单元内所含的横排电池串单元的厚度m为3mm，紧邻的2个卷绕单元间的间距记为d，d取值为0.3mm，满足：S=α × 2 tan(360°/2n) ×（m+d），α为1.05。通过计算S=4.001mm，保留一位小数后S=4.0mm，递增后的间隔L分别为s1=6.5mm、s2=s1+S=10.5mm、s3=s1+2S=14.5mm、s4=s1+3S=18.5mm，卷绕后如图7所示。

参考图7所示，轻质光伏组件100卷绕后，外围卷绕层呈现正多变形形状，为正6边形；纵向可卷绕区域c1厚度（也即间隔L的X轴方向上的厚度）为0.5mm，如图6和图7所示。电池窗口单元b1的厚度m为3mm；接线盒a8可内嵌到卷筒d1内部。

参考图6所示，扁平光伏焊带a2为0.2 x 1.8mm的扁平焊带，上层窗口保护前板a4为0.4mm透明PET保护前板，下层窗口支撑板a5为厚度1.2mm的玻纤板、顶层保护膜a6为0.025mm的ETFE膜材、底层保护膜a7为0.025mm的ETFE膜材。

本实施例的光伏组件可多次卷绕使用，卷绕次数在5000次以内光伏组件内部电池片不发生隐裂，光伏组件的整体卷绕寿命次数可达10000次以上，其连接线不发生断裂。本发明中，以电池片经EL测试仪（电致发光测试仪）检测出明显黑色区域且影响电池片电性能的情况判定为发生隐裂；如果经检测出电池片的裂纹形态如发丝状，周围整齐，无明显黑色区域，因其不影响电池片的电性能，故不判定为隐裂，归为不明显裂纹。

实施例2

参照实施例1的光伏组件，不同的是，参考图1、图8所示，多边形边的数量n=5，以每5个相同间距为一个卷绕单元的周期，进行整段的递增，递增幅度为S，单个卷绕单元内所含的横排电池串单元的厚度m为3.2mm，紧邻的2个卷绕单元间的间距记为d，d取值为0.4mm，满足：α × 2 tan(360°/2n) ×（m+d），α为1.06。通过计算S=5.545mm，保留一位小数后S=5.5mm，递增后的间隔L分别为k1=6mm、k2=k1+S=11.5mm、k3=k1+2S=17.0mm、k4=k1+3S=22.5mm。

本实施例的光伏组件可多次卷绕使用，卷绕次数在5000次以内光伏组件内部电池片不会发生隐裂，光伏组件的整体卷绕寿命次数可达10000次以上，其连接线不会发生断裂。

实施例3

参照实施例1的光伏组件，不同的是，S形网结线的宽度为10μm。

本实施例的光伏组件可多次卷绕使用，但因为S形网结线的宽度为10μm，太细导致背面整体的束缚力不够，其卷绕次数约在2000次左右光伏组件内部电池片发生隐裂，光伏组件的整体卷绕寿命次数可达10000次以上，其连接线不会发生断裂。

实施例4

参照实施例1的光伏组件，不同的是，S形网结线的数量为5根。

本实施例的光伏组件可多次卷绕使用，但因为S形网结线的数量为5根，相较于实施例1，网结线太少同样会导致背面整体的束缚力不够，其卷绕次数约在1500次左右光伏组件内部电池片发生隐裂，光伏组件的整体卷绕寿命次数可达10000次以上，其连接线不会发生断裂。

实施例5

参照实施例1的光伏组件，不同的是，不设置背面网结线6。

本实施例的光伏组件可多次卷绕使用，但因为不设置背面网结线6，相较于实施例1、2、3，电池片背面整体处于刚性拉伸状态，其卷绕次数约在1000次左右光伏组件内部电池片发生隐裂，光伏组件的整体卷绕寿命次数可达10000次以上，其连接线不会发生断裂。

实施例6

参照实施例1的光伏组件，不同的是，电池硅片正面和背面的主栅线的数量为5根。

本实施例的光伏组件可多次卷绕使用，但因为电池硅片正面和背面的主栅线的数量为5根，相较于实施例1，电池片受到硬性硬性挤压区域增加，随着卷绕次数的增加，应力的积累，其卷绕次数约在2000次左右光伏组件内部电池片发生隐裂，光伏组件的整体卷绕寿命次数可达10000次以上，其连接线不会发生断裂。

对比例1

参考图9所示，参照实施例1的光伏组件，不同的是，不同卷绕单元的间隔L的递增幅度不同，s1、s2、s3均同实施例1，但s4=22.5mm，轻质光伏组件100卷绕后，最外圈的递增幅度s4未按实施例1公式要求进行设置，间距变大后导致电池窗口单元b1有多处挤压破坏，H1、H2、H3位置因强行弯折导致电池硅片损坏，H4位置若无外力施压，就无法形成圆形卷绕效果。

对比例2

参照实施例1的光伏组件，不同的是，α为1.3，通过计算S=4.954mm，保留一位小数后S=5.0mm，递增后的间隔L分别为s1=6.5mm、s2=s1+S=11.5mm、s3=s1+2S=16.5mm、s4=s1+3S=21.5mm。

本对比例的光伏组件卷绕不到10次电池片内部就会产生隐裂，硬性卷绕2000次不到连接线会产生断裂。

对比例3

参照实施例1的光伏组件，不同的是，α为0.9，通过计算S=3.429mm，保留一位小数后S=3.4mm，递增后的间隔L分别为s1=6.5mm、s2=s1+S=9.9mm、s3=s1+2S=13.3mm、s4=s1+3S=16.7mm。

本对比例的光伏组件一卷绕就会产生隐裂，硬性卷绕2000次不到连接线会产生断裂。

对比例4

参照实施例1的光伏组件，不同的是，d为1mm，通过计算S=4.849mm，保留一位小数后S=4.8mm，递增后的间隔L分别为s1=6.5mm、s2=s1+S=11.3mm、s3=s1+2S=16.1mm、s4=s1+3S=20.9mm。

本对比例的光伏组件卷绕不到10次就会产生隐裂，硬性卷绕2000次不到连接线会产生断裂。

对比例5

参照实施例1的光伏组件，不同的是，d为0mm，通过计算S=3.637mm，保留一位小数后S=3.6mm，递增后的间隔L分别为s1=6.5mm、s2=s1+S=10.1mm、s3=s1+2S=13.7mm、s4=s1+3S=17.3mm。

本对比例的光伏组件一卷绕就会产生隐裂，硬性卷绕2000次不到连接线会产生断裂。

由上可知，相比于对比例，本发明的轻质光伏组件能够实现可多次卷绕使用而不发生隐裂或断裂，显著提升最高可卷绕使用频次。

进一步的，通过实施例1和实施例3-5可以看出，采用本发明优选结构的S形网结线的方案，更利于提升最高可卷绕使用频次且不发生隐裂或断裂。通过实施例1和实施例6可以看出，采用本发明优选主栅线数量的方案，更利于提升最高可卷绕使用频次且不发生隐裂或断裂。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种可卷绕的轻质光伏组件，包括在Y轴方向上间隔排布且相互连接的若干横排电池串单元，所述横排电池串单元包括在X轴方向上间隔排布的若干电池硅片，所述电池硅片正面和背面的栅线结构均包括主栅线和垂直于主栅线的细栅线；其特征在于，所述电池硅片正面和背面的主栅线的数量各自独立地为1-5根，所述电池硅片正面、背面的细栅线数量分别记为N1和N2，N1小于N2；且在Y轴方向上，相邻的横排电池串单元之间的间隔记为L，若干横排电池串单元及其后紧邻的间隔L沿Y轴方向卷绕形成呈有序正多边形分布的多个卷绕单元，正多边形的边数为n，单个卷绕单元内各个横排电池串单元等间隔排布，不同卷绕单元内的间隔L沿Y轴方向依次递增且相邻不同间隔L的递增幅度记为S，单个卷绕单元内所含的横排电池串单元的厚度记为m，卷绕后相邻两个卷绕单元之间的最短间距记为d，d为0.1-0.6mm，且满足：S=α × 2 tan(360°/2n) × (m+d)，α为缓冲系数，1＜α≤1.2。

2.根据权利要求1所述的轻质光伏组件，其特征在于，α为1.05-1.1，d为0.3-0.5mm；和/或，递增幅度S为1-100 mm，正多边形的边数n为3-16。

3.根据权利要求1所述的轻质光伏组件，其特征在于，所述电池硅片的背面细栅线上设置有沿X轴方向延伸的S形网结线且S形网结线沿Y轴方向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的轻质光伏组件，其特征在于，所述S形网结线的数量为5-100根，S形网结线的宽度为10-80μm。

5.根据权利要求1所述的轻质光伏组件，其特征在于，N1为70-150根，N2为100-300根。

6.根据权利要求1所述的轻质光伏组件，其特征在于，单个卷绕单元内的多个电池硅片的栅线结构均对应相同，所述横排电池串单元中，若干电池硅片等距排布；所述电池硅片正面的细栅线宽度为20-50μm，背面的细栅线宽度为40-80μm；所述电池硅片正面和背面的主栅线的宽度各自独立地为60-150μm；所述电池硅片正面和背面的主栅线均等距排布，细栅线均等距排布；

和/或，所述电池硅片通过将电池片分割而成，所述电池片包括：设置在正面的正面区域分隔轮廓线，设置在背面的背面区域分隔轮廓线，其均呈矩形排布，用于将正面或背面划分为若干区域以便于沿相应分隔轮廓线进行分割，所述相应分隔轮廓线为20-80μm。

7.根据权利要求1所述的轻质光伏组件，其特征在于，

所述横排电池串单元还包括光伏焊带，其将沿X轴方向上排布的若干电池硅片进行串接并焊接在电池硅片的主栅线上；

所述轻质光伏组件还包括铜编织带导线，其连接在每个横排电池串单元的两端且与光伏焊带的端部连接，并沿Y轴方向将若干横排电池串单元进行纵向连接并引出，且Y轴方向上相邻的横排电池串单元之间均留有间隙。

8.根据权利要求7所述的轻质光伏组件，其特征在于，所述光伏焊带为扁平状；和/或，所述铜编织带导线为多股铜线编织而成的扁平结构导线，扁平结构导线表层镀有锡或锡合金；铜编织带导线的厚度为0.15-0.4mm。

9.根据权利要求1所述的轻质光伏组件，其特征在于，所述横排电池串单元还包括：

成对设置的上层窗口保护前板和下层窗口支撑板，其均设置在电池硅片的Z轴方向上且分别覆盖在电池硅片的正面和背面，并连接在对应的电池硅片上；其与单个电池硅片相对应且共同形成电池窗口单元；所述上层窗口保护前板和下层窗口支撑板的外轮廓边缘相比于对应的电池硅片向外延伸且延伸部宽度为0.5-2mm；

顶层保护膜和底层保护膜，其均设置在电池硅片的Z轴方向上，且分别覆盖在所述电池窗口单元的两侧以及相邻电池窗口单元之间的间距。

10.根据权利要求9所述的轻质光伏组件，其特征在于，所述电池窗口单元的厚度为1-5mm，且所述顶层保护膜和底层保护膜形成的整体膜厚度为0.2-2mm；在X轴方向上，相邻两个电池窗口单元之间的间距为0.5-30 mm。

11.根据权利要求1所述的轻质光伏组件，其特征在于，所述电池硅片为铜栅线结构的单铸异质结电池片，其基底为铸锭单晶硅片。

12.根据权利要求1所述的轻质光伏组件，其特征在于，所述轻质光伏组件在卷绕状态下，单个卷绕单元内所含的横排电池串单元依次沿Y轴方向卷绕，形成一个呈多边形的卷绕周期，且多个卷绕单元分别以相同的卷绕周期进行卷绕叠加而成。

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