CN117059687A - 太阳能电池板 - Google Patents
太阳能电池板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117059687A CN117059687A CN202310479102.5A CN202310479102A CN117059687A CN 117059687 A CN117059687 A CN 117059687A CN 202310479102 A CN202310479102 A CN 202310479102A CN 117059687 A CN117059687 A CN 117059687A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cells
- solar
- cell
- battery pack
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
- H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
- H01L31/0516—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
- H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/043—Mechanically stacked PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/044—PV modules or arrays of single PV cells including bypass diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
- H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
- H01L31/0508—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module the interconnection means having a particular shape
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本公开涉及一种太阳能电池板。所述太阳能电池板包括:电池组,其中多个太阳能电池在一个方向上排列;以及连接元件,其用于将多个太阳能电池彼此电连接。在彼此相邻排列的太阳能电池中,第一太阳能电池的正面的边缘部分被排列为与第二太阳能电池的背面的边缘部分重叠。连接元件被排列在重叠的边缘部分之间并且在太阳能电池的背面上。电池组包括多个并联连接区域,在并联连接区域中,至少两个太阳能电池被并联地电连接。并联连接区域被串联地电连接。
Description
技术领域
本公开涉及一种太阳能电池板,更具体地涉及一种被构造成使得尽可能多的太阳能电池可以在特定的有限面积内没有任意间隙地排列的太阳能电池板。
背景技术
为了实现碳中和,正在尝试将太阳能电池板安装在诸如汽车的车辆或其他移动体的顶部等之上,并利用由此获得的太阳能来驱动车辆。当把太阳能电池板安装在这种移动体的顶部等之上时,可以布置太阳能电池板的面积是有限的。为了在特定的有限面积内收集尽可能多的太阳能以获得发电量,已经提出了关于能够使尽可能多的太阳能电池在电池板上没有间隙地排列的构造的各种提议。
例如,在日本未审查专利申请公开第2021-082722号(JP 2021-082722 A)、WO2020/031574等中,多个太阳能电池在电池板中在一个方向上并排排列。这些太阳能电池被排列成使得某个太阳能电池的后侧的表面(背面)与相邻的太阳能电池的前侧的表面(正面)的边缘部分地重叠。在重叠的部分,相邻的太阳能电池经由导电构件进行电连接。有人提议使用这种“叠瓦构造”或“叠瓦方法”(见图4A)。特别地,JP 2021-082722 A提出了一种排列构造,当将具有不同发电面积的多个太阳能电池以其中以叠瓦构造排列的多个电池被串联连接的构造排列时,可以抑制输出的减少。
此外,在WO 2020/031574中,将多个构造(串)(在该构造中,多个太阳能电池被串联连接并以叠瓦方法排列)在与太阳能电池的排列方向相交的方向上排列。使用共同的构件来将各个串中相邻的太阳能电池电连接。各个电池与一个串中的另一个电池串联连接,并与另一串中的相应电池并联连接。据描述,这种构造有望抑制由于多个串之间的电流不匹配而导致的输出减少。
发明内容
例如,在太阳能电池板中,如果阳光到达的区域(阳光到达区域)的整个表面被单个太阳能电池(以下简称“电池”)覆盖,则产生的电压低,但产生的电流增加,这增加了产生的热量(焦耳热)。为了避免这种情况,如上所述,采用了这样的构造,即多个电池在阳光到达区域中被排列并串联连接,以增加电池板中的产生电压并减少产生电流。此外,与其形成整个覆盖阳光到达区域的单个电池,不如根据阳光到达区域的形状并排排列多个小面积的电池,这样做的好处是可以在制造和安装太阳能电池板等方面方便工作和操作。在这种情况下,当采用上述叠瓦构造时,多个电池可以在阳光到达区域几乎没有缝隙地排列。因此,基本上整个阳光到达区域都被多个电池的受光面所覆盖,这使得能够从电池板上获得尽可能多的太阳能作为电能。
采用如上所述的叠瓦构造的太阳能电池板通常由沿着一个方向排列并串联地电连接的多个电池组成,换句话说,就是称为“串”的电池组。一个以上的电池组被排列以覆盖电池板的整个阳光到达区域。在这种情况下,各个电池组中的所有电池都是被串联连接的。因此,在各个电池组中获得的产生电流的大小被限制为电池组的多个电池中具有最小的产生电流的电池中的产生电流的大小。因此,当在电池板的阳光到达区域形成部分阴影,并且一些电池接收的光线量减少时,光线量减少的电池的产生电流就会减少。这是因为各个电池的产生电流是根据各个电池接收的光线量的增加或减少而增加或减少的。因此,从该电池所属的电池组获得的产生电流也会减少。例如,如果电池的整个表面处于部分阴影中,电流将不会流过该电池。因此,没有电流流过该电池所属的电池组。此外,如图5A所示,在具有叠瓦构造的太阳能电池板中,阳光到达区域被多个电池覆盖。也就是说,各个电池的受光面的面积小于电池板的阳光到达区域。当在一个电池中出现特定尺寸的部分阴影时,该电池的受光面积越小,电流的下降率就越大。因此,在具有所有电池都被串联连接的叠瓦构造的电池组中,当出现特定部分阴影时产生电流的下降率将大于具有与上述电池组相同面积的电池中出现相同部分阴影时的电流下降率。此外,如图5B所示,在太阳能电池板中多个具有叠瓦构造的串的形式的电池组并排排列的情况下,如果出现覆盖各个电池组中的一个电池的细长阴影(例如由树木或电线杆造成的阴影),当各个电池组中的所有电池被串联连接时,在所有电池组中都不能获得电流,不能导出电力。因此,在太阳能电池板中,在多个电池在阳光到达区域上以所谓的“叠瓦构造”排列的构造中,有利的是当即使形成覆盖一个电池的部分阴影时,其他电池的产生电流也可以从该电池所属的电池组中被导出。
本公开提供了一种太阳能电池板,其构造为使得在多个电池以叠瓦构造排列的电池组中,即使一个电池被部分阴影覆盖,其他电池产生的电流也可以被导出。
本公开的一个方案是一种太阳能电池板,其包括:电池组,其中多个太阳能电池在一个方向上排列;以及连接元件,其用于将多个太阳能电池彼此电连接,其中在彼此相邻排列的多个太阳能电池中,第一太阳能电池的正面的边缘部分被布置为重叠在第二太阳能电池的背面的边缘部分的下侧,该连接元件被布置在重叠的边缘部分之间并且在多个太阳能电池的背面上,该电池组包括多个并联连接区域,在所述并联连接区域中,至少两个太阳能电池被并联地电连接,并且所述并联连接区域被串联地电连接。
在上述本公开的构造中,“太阳能电池”可以是本领域中常用的任意类型的太阳能电池。如上所述,在多个这样的“太阳能电池”在一个方向上排列的“电池组”中,在彼此相邻排列的多个太阳能电池中,第一太阳能电池的正面的边缘部分被布置为重叠在第二太阳能电池的背面的边缘部分的下侧,这形成所谓的“叠瓦构造”。此外,除了与相邻的太阳能电池的后侧的表面(背面)的边缘部分重叠的边缘部分外,各个太阳能电池的前侧的表面(正面)的基本整个区域都可以是受光面。与相邻的太阳能电池的背面的边缘部分重叠的边缘部分也可以以与受光面相同的方式形成。因此,能够基本上将电池组的整个正面(也就是阳光到达区域)形成为受光面。应该注意的是,旁路二极管可以以正常方式被并联连接在电池组的两端。
在本公开的太阳能电池板的电池组中,在一个方向上排列的多个电池并非全部被串联连接,而是形成多个并联连接区域,在并联连接区域中,至少两个太阳能电池被并联地电连接。这些并联连接区域被串联地电连接。也就是说,在一个方向上排列的多个电池之间,形成了相邻的电池被并联地电连接的部分和相邻的电池被串联地电连接的部分。相邻的电池被并联地电连接是指电池的阳极和阴极彼此电连接。相邻的电池被串联地电连接是指相邻的电池中的一个的阴极与另一个电池的阳极电连接。
根据上述本公开的构造,首先,在电池组中,多个电池以叠瓦构造排列。将太阳能电池彼此电连接的连接元件被布置在相邻电池的重叠的边缘部分之间并且在太阳能电池的背面上。因此,能够将电池组前侧的受光面基本上布置在整个阳光到达区域。这使得电池能够在电池组所占据的面积内接受尽可能多的阳光。此外,在本公开的构造中,电池组中的各个电池都与至少一个其他电池并联连接。因此,即使电池被部分阴影覆盖且不能发电,如果与该电池并联连接的电池可以发电,其他电池产生的电流就可以流过该电池组。这使得从电池组中导出产生的电流成为可能。也就是说,根据上述本公开,即使电池组中的一个电池被部分阴影所覆盖,所产生的电流也会流过电池组,由太阳能转换的电能可以被导出。
在上述本公开的构造中,电池组可以被构造成使得各个太阳能电池的正面的受光面积彼此相等。在这种情况下,电池组可以被构造成使得在各个并联连接区域中连接的太阳能电池的数量彼此相等。因此,当电池组中没有出现部分阴影时,从各个并联连接区域流出的产生电流变得相等。在任意一个电池中产生的电流受到限制的情况将不会发生。能够高效地将太阳能作为电能导出。
上述本公开的太阳能电池板可以包括多个电池组,而电池组可以彼此串联或并联地电连接。如上所述,当各个太阳能电池的正面的受光面积彼此相等,并且在各个并联连接区域中连接的太阳能电池的数量彼此相等时,包括在各个电池组中的太阳能电池的数量可以彼此相等,并且在各个并联连接区域中连接的太阳能电池的数量可以彼此相等。根据这样的构造,在各个电池组中获得的产生电压和产生电流是彼此相等的。因此,即使多个电池组被串联或并联连接,也不会出现任意电池组的产生电压和产生电流受到限制的情况。此外,各个电池的产生电压和产生电流不受其他电池的产生电压和产生电流的限制。因此,能够更高效地将太阳能作为电能导出。
在上述本公开的构造的实施例中,太阳能电池板可以进一步包括绝缘材料层,以实现一些相邻的电池被并联地电连接而其他相邻的电池被串联地电连接的构造。连接元件包括阳极连接元件,其将彼此并联连接的太阳能电池的阳极进行连接。在电池组中相邻的并联连接区域被串联地电连接的部分,用于电连接两个相邻的太阳能电池的连接元件可以被布置在两个太阳能电池的重叠的边缘部分之间。在并联连接区域中,在绝缘材料层被设置在各个太阳能电池的布置有阳极连接元件的背面上,并且阳极连接元件被布置在绝缘材料层的表面上的情况下,彼此并联连接的太阳能电池的重叠的边缘部分可以被绝缘。连接彼此并联连接的太阳能电池的阴极的阴极连接元件可以直接粘附在电池的背面。通过这样的构造,能够在电池组中将电池被串联连接的部分和电池被并联连接的部分以简单的构造混合,而不在阳光的受光面(正面)上布置连接元件(以用于电池之间的电连接)。在电池的正面上用于收集电流的指状电极不是用于电池之间电连接的连接元件,并且可以布置在正面上。
在具有上述本公开的构造的太阳能电池板装置中,将多组并联连接区域串联连接,在并联连接区域中,至少两个电池被并联连接。因此,可以使从电池组获得的产生电压高于用单个电池覆盖相同面积的情况。此外,即使电池组中的电池被部分阴影覆盖,且没有产生电流流过,如果与那个电池并联连接的电池处于产生电流流过的状态,则产生电流可以从另一个电池流过。产生电流可以从电池组中被导出,从而使获得电力成为可能。关于这一点,本公开的构造有利地用于安装在诸如车辆的移动体上的太阳能电池板装置。也就是说,在安装在移动体上的太阳能电池板装置的情况下,当移动体四处移动时,在电池板的受光面上会出现随时间的推移的部分阴影。此外,例如,当配备有太阳能电池板(其中多个电池组并排排列)的移动体在行进时,由于路边的树木、电线杆、广告塔等而在电池板的受光面上出现细长的部分阴影。因此,如图5B所示,一个电池会在多个电池组上被部分阴影覆盖。在部分阴影随时间的推移以各种方式出现在受光面上的情况下,如果具有叠瓦构造的电池组中的所有电池都如相关技术中那样被串联连接,则每当其中一个电池被部分阴影覆盖时,就不能从该电池组中导出电力。特别是,在配备有太阳能电池板(其中多个电池组并排排列)的移动体中,当一个电池在多个电池组上被部分阴影覆盖时,如图5B所示,在受光面上只出现一个细长的部分阴影,不能从整个电池板获得发电能量,这会妨碍稳定和持续的发电。然而,在上述本公开的构造中,电池组中的各个电池都与至少一个其他电池并联连接。因此,在一个电池组或所有电池组中,即使一个电池被部分阴影覆盖,产生的电流也会流向另一个电池。因此,能够在中断较少的情况下更稳定地产生电力。
本公开的其他目的和优点将从本公开的实施例的以下描述中变得显而易见。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义,在附图中,相同标号表示相同元件,并且其中:
图1A是根据本实施例的太阳能电池板的示意图,上侧为侧视图,下侧为仰视图;
图1B是根据本实施例的太阳能电池板的一种模式的布线图;
图1C是根据本实施例的太阳能电池板的另一种模式的布线图;
图2是示出在没有阴影(无阴影)、一个电池的一半被阴影覆盖(0.5个电池上的阴影)和一个电池完全被覆盖(1个电池上的阴影)时,其中10个电池以叠瓦构造排列的电池组两端之间的电压输出特性的图,该构造是电池根据本实施例连接的构造(本示例)或所有电池被串联连接的构造(串联);
图3是本实施例的多个电池组被连接的状态的示意性平面图;
图4A是其中多个电池以叠瓦构造排列的电池组的示意性透视图,上侧是电池被间隔开的图,以便可以理解重叠的电池之间的关系,下侧是电池被重叠的状态的图;
图4B是所有电池被串联连接在电池组中的构造的示意性侧视图,在该电池组中,多个电池以叠瓦构造排列;
图4C是所有的电池都被串联连接的构造的布线图;
图5A是电池的平面图,其示意性地示出了在具有不同面积的多个电池中形成相同尺寸的部分阴影的状态;以及
图5B是并排排列的多个电池组的示意性平面图,其示出了在所有电池组上形成细长的部分阴影的状态。
具体实施方式
具有叠瓦构造的电池组的构造
参照图4A,如上文已经描述的,在由所谓的“叠瓦构造”的多个太阳能电池组成的电池组中,当多个电池在一个方向上排列时,各个电池的边缘部分与相邻电池的边缘部分重叠。也就是说,在该图中,各个电池的右边缘的边缘部分的背面被放置在相邻电池的左边缘的边缘部分的正面上。在叠瓦构造的情况下,用于电池间的电连接的连接元件(连接端子、导线、连接器等)一般设置在相邻的电池的重叠的边缘部分之间。因此,能够通过将受光面基本上排列在阳光到达的电池组的整个暴露的正面(阳光到达区域)中来接收阳光。在电池组所占据的面积内,基本上可以接收到最大的阳光。因此,例如,当试图在有限的面积(例如移动体的顶部)中收集尽可能多的太阳能作为电能时,具有叠瓦构造的电池组是有利的。
在如上所述的具有叠瓦构造的电池组中,在常规构造的情况下,所有电池通常在电池组中被串联连接成一排,如图4B所示。在这种情况下,在两个相邻的电池2之间的重叠的边缘部分2c中,设置在放置于上侧的电池的背面2b的边缘部分上的电池的阴极端子3a对准并连接到设置在放置于下侧的电池的正面2a的边缘部分上的电池的阳极端子3b。这种构造沿着电池组依次重复,从而实现了所有电池的串联连接,而没有电池之间的连接元件占据电池组顶面上的阳光到达区域。然而,在所有电池如上所述被串联连接的电池组的情况下,所有电池都具有共同的电流,这一点可以从图4C的电路图中理解。因此,流过电池组的电流被限制为流过被串联连接的电池中产生电流最小的电池的电流大小。如果所有的电池都被阳光均匀地照射,那么任意一个电池中的电流都不会受到限制。然而,如果电池组中的一个电池接收的光线量由于部分阴影等而减少,则该电池的产生电流就会减少。此外,流过电池组的总电流减少,能够从电池组中导出的电能也就减少。当形成完全覆盖一个电池的部分阴影时,不能从该电池所属的电池组中导出电流,并且不能获得电能。
在这方面,在具有叠瓦构造的电池组中,各个电池的受光面积通常相对较小。当在不同面积的电池上形成相同面积的部分阴影时,电池的面积越小,电流的下降率就越大。例如,如图5A所示,在面积为α的电池(左)和面积为α/n的电池(右)(n是大于1的正数)中,当出现面积为α/k的部分阴影Sh时(k>n),在面积为α的电池中,电流是(k-1)/k倍。在面积为α/n的电池中,电流是(k/n-1)k倍。在后者中,电流的下降率更大。也就是说,当如同具有叠瓦构造的电池组中那样,各个电池的面积较小时,由于特定面积的部分阴影所导致的电流的下降率相对较大。因此,流过电池组的电流可能会减少。当旁路二极管BPD被并联连接在电池组1的两端时,如图4C所示,当可以流过电池组1的电流减少时,电流会流过旁路二极管BPD。也就是说,电池组1将不输出任意电力。
此外,例如,如图5B所示,在多个电池组1并排排列且各个电池组中的所有多个电池被串联连接的太阳能电池板中,当如图所示形成在多个电池组上方延伸的细长的部分阴影Sh时,即使各个电池组中只有一个电池处于部分阴影中,也不能从所有电池组中导出电力。当移动体正在移动时,由于路边树木和电线杆的阴影而在移动体(如汽车)的顶部会经常出现这种细长的部分阴影Sh。在如图5B所示的太阳能电池板被安装在移动体的顶部的构造中,当移动体正在移动时,每当出现这种细长的部分阴影Sh时,会频繁地出现没有获得电力的状态。
根据本实施例的具有叠瓦构造的电池组的构造
如上所述,当电池组中的所有电池被串联连接时,如果电池组中哪怕一个电池被部分阴影覆盖,则没有电流流过电池组,并且不能收集电力。因此,在本实施例中,在多个电池被排列以形成叠瓦构造的电池组中,各个电池与至少一个其他电池并联连接,并在电池之间进行电连接,使得彼此并联连接的电池的组(并联连接区域)被串联连接。根据这样的构造,即使电池组中的某个电池被部分阴影覆盖,产生电流不从其流过,除非与该电池并联连接的另一个电池被部分阴影覆盖,否则产生电流会通过其他电池流过该电池组。能够从电池组中导出电力的状态得以维持。
具体地,在从正面观察根据本实施例的太阳能电池板装置中的电池组的情况下,如参照图4A所述地那样,当多个电池2在一个方向上排列时,各个电池的边缘部分与相邻电池的边缘部分重叠。也就是说,在该图中,各个电池的右边缘的边缘部分的背面被放置在相邻电池的左边缘的边缘部分的正面上。受光面基本上是设置在电池组1的整个阳光到达区域内上方。在电池组所占据的面积内,可以接收到基本最大的阳光。然而,在本实施例的情况下,如图1A中示意性地描述的那样,用于在电池之间进行连接的阴极连接器3a和阳极连接器3b被布置在相邻的电池2彼此重叠的边缘部分2c之间并且在各个电池2的背面2b上,使得相邻的电池2在用P表示的电池之间的部分(并联连接部分)彼此并联地电连接,并且相邻的电池2在用S表示的电池之间的部分(串联连接部分)彼此串联地电连接。在本实施例中,以叠瓦构造排列的电池组1构成了多组区域(并联连接区域)R,在区域R中,相邻的电池2被并联连接。在电池之间进行布线,以便并联连接区域R被串联连接。
参照图1A,例如,多个并联连接区域R(如上所述,其中相邻的电池2被并联连接)被串联连接的构造是通过如下放置阴极连接器3a和阳极连接器3b来实现的。首先,在电池被串联连接的各个串联连接部分S中,阴极连接器3a被布置于重叠在上侧(在图中位于左侧)的电池2的背面2b上,以便在电池2在电池组1的延伸方向上的整个长度上延伸。在串联连接部分S,阴极连接器3a的端部与布置在电池2的正面2a的边缘部分的阳极连接器3b的端部面对面地对准并接触,该电池2重叠在阴极连接器3a端部的下侧(在图中位于右侧)。这实现了在重叠的边缘部分2c处两个相邻的电池2之间的串联连接。接下来,在重叠在各个串联连接部分S的下侧的电池2中,阳极连接器3b被布置成从串联连接部分S的重叠的边缘部分2c的正面2a的端部沿该电池2的侧边缘向下延伸,并且沿该电池2的背面2b在该电池2在电池组1的延伸方向上的整个长度上延伸至形成有并联连接部分P的另一个边缘部分(在图中延伸至右侧)。在重叠在串联连接部分S的下侧的电池2中,如图所示,在背面2b上层压了绝缘材料层4。阳极连接器3b被布置在绝缘材料层4的表面上。这在背面2b和阳极连接器3b之间进行电绝缘。
另一方面,在各个并联连接部分P中,阳极连接器3b经由绝缘材料层4被布置,以便不接触重叠在上侧(在图中位于左侧)的电池2的背面2b。阳极连接器3b的端部与重叠在下侧(在图中位于右侧)的电池2的正面2a的边缘部分接触。阳极连接器3b在重叠在上侧的电池2的另一端的(图中串联连接部分S处的)重叠的边缘部分2c处与电池2的正面2a接触。因此,在并联连接部分P处,作为重叠在上侧的电池2和重叠在下侧的电池2的阳极的正面2a彼此连接。在各个并联连接部分P处,与重叠在下侧的电池2的背面2b接触的阴极连接器3a从电池2的背面2b通过侧壁向上延伸,以接触重叠在上侧的电池2的背面2b,而不接触阳极连接器3b。因此,在并联连接部分P处,作为重叠在上侧的电池2和重叠在下侧的电池2的阴极的背面2b彼此连接。因此,在并联连接部分P中实现了彼此相邻的两个电池2之间的并联连接。
如上所述,在根据本实施例的电池组1中,如图1B的电路图所示,实现了形成多个并联连接区域R并且多个并联连接区域R被串联连接的构造,在并联连接区域R中,相邻的电池2被并联连接。根据上述构造,用于将电池进行电连接的阴极连接器3a和阳极连接器3b被布置在电池之间的重叠的边缘部分2c之间并且在各个电池2的背面2b上。除指状电极(未显示)以外,各个电池2的正面2a的暴露的阳光可到达区域可以没有任意东西。这使得能够排列电池的受光面,以便在电池组所占据的面积内接收最大量的阳光。阴极连接器3a和阳极连接器3b可以具有图示的示例以外的形状。这样的情况也属于本实施例的范围。
可用于本实施例的太阳能电池可以是任意类型,可以使用硅基太阳能电池(如本领域常用的晶体硅太阳能电池)、化合物基太阳能电池(如GaAs电池)、有机太阳能电池、多结太阳能电池、量子点太阳能电池等。如图1B所示,可以在电池组的两端并联连接旁路二极管BPD。
另外,在图1A和图1B的示例中,两个电池在一个并联连接区域中被并联连接。然而,在一个并联连接区域中可以连接任意数量的电池。例如,在一个并联连接区域中可以并联连接三个以上的电池,如图1C所示。
根据上文所述的本实施例的电池组1中使用的各个电池不一定必须通过分割一个大电池来制造。
从图1B和图1C的电路图可以理解,在根据本实施例的电池组1中,多个并联连接区域R被串联连接。当在受光面上没有形成阴影时,各个并联连接区域R的受光面积可以被调节,以使各个并联连接区域R的产生电流相等,并且任意一个并联连接区域R中的产生的电流都不受限制。当在电池组中使用具有相同受光面积的电池时,各个并联连接区域R中被并联连接的电池数量可以相等。
电池组的电压-输出特性
图2是示出在电池组中获得的电压-输出特性的图,在该电池组中,10个具有相同受光面积的电池以叠瓦构造排列。图中的电压和输出是通过模拟计算而计算出来的。该图示出了如相关技术中那样所有电池以叠瓦构造被串联连接的情况(串联-虚线),以及根据本实施例地五组区域(在该区域中,两个电池被并联连接)以叠瓦构造被串联连接的情况(本实施例-实线)。对于没有部分阴影(无阴影)、电池的一半被部分阴影覆盖(0.5个电池上的阴影)和电池的整个区域被部分阴影覆盖(1个电池上的阴影)的情况,示出了发电电压的输出。参照该图,当没有部分阴影时,在所有电池被串联连接的情况下和在本实施例的情况下获得的输出是相同的。当一个电池部分地或全部地被部分阴影覆盖时,如果所有的电池被串联连接,则整个电池组的产生电流被限制为具有最低电流的电池的电流。因此,获得的输出的下降幅度大。当一个电池的整个区域被部分阴影覆盖时,没有电流流过整个电池组,并且不能从电池组中获得电力。另一方面,在本实施例的情况下,即使一个电池部分地或全部地被部分阴影覆盖,电流也会流过与该电池并联连接的电池。因此,输出的下降幅度相对较小。即使一个电池的整个区域被部分阴影覆盖,电流也会流过整个电池组,这就维持了可以从电池组获得电力的状态。因此,使用本实施例的电池组,当太阳能电池板装置安装在部分阴影可能变化的移动体的顶部等上时,有望可以大大减少完全失电的情况。
多个电池组的连接
本实施例的多个电池组1可以如图3所示被并联连接或被串联连接(未示出)。当多个电池组1被串联连接时,各个电池组1的产生电流可以基本相等,从而不受其他电池组1的电流限制。当多个电池组1被并联连接时,各个电池组1的产生电压可以基本相等,使得任意电池组1都可以在高效的工作点上工作。因此,当用具有相同受光面积的电池形成电池组时,在所有电池组中,电池的数量可以是相同的,在各个并联连接区域中连接的电池的数量可以是相同的,并且被串联连接的并联连接区域的数量可以是相同的。
如前所述,本实施例的电池组可用于安装在移动体上的太阳能电池板,但也可用于其他应用。当太阳能电池板被放置在能占据的空间有限并且随着时间的推移会出现部分阴影的地方时,也可以使用本实施例,还可以用于便携式电池板。
尽管已经针对本公开的实施例进行了上述描述,但本领域技术人员可以做出许多修改和变化。本公开不只限于上述举例的实施例,而是在不偏离本公开的构思的情况下适用于各种装置。
Claims (4)
1.一种太阳能电池板,其特征在于,包括:
电池组,其中多个太阳能电池在一个方向上排列;以及
连接元件,其用于将多个所述太阳能电池彼此电连接,其中
在彼此相邻排列的所述太阳能电池中,第一太阳能电池的正面的边缘部分被布置为重叠在第二太阳能电池的背面的边缘部分的下侧,
所述连接元件被布置在重叠的所述边缘部分之间并且在所述太阳能电池的所述背面上,
所述电池组包括多个并联连接区域,在所述并联连接区域中,至少两个太阳能电池被并联地电连接,并且
所述并联连接区域被串联地电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板,其特征在于,进一步包括绝缘材料层,其中:
所述连接元件包括阳极连接元件,其将彼此并联连接的所述太阳能电池的阳极进行连接;
在所述电池组中相邻的所述并联连接区域被串联地电连接的部分,用于电连接两个相邻的太阳能电池的所述连接元件被布置在重叠的所述边缘部分之间;并且
在所述并联连接区域中,在所述绝缘材料层被设置在各个所述太阳能电池的布置有所述阳极连接元件的所述背面上,并且所述阳极连接元件被布置在所述绝缘材料层的表面上的情况下,彼此并联连接的所述太阳能电池的重叠的所述边缘部分被绝缘。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池板,其特征在于:
多个所述太阳能电池中的各个所述太阳能电池的所述正面的受光面积彼此相等;并且
在多个所述并联连接区域中的各个所述并联连接区域中连接的所述太阳能电池的数量彼此相等。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池板,其特征在于:
所述太阳能电池板包括多个所述电池组,并且多个所述电池组被彼此串联或并联地电连接;并且
在多个所述电池组中的各个所述电池组中包括的所述太阳能电池的数量彼此相等。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-078681 | 2022-05-12 | ||
JP2022078681A JP2023167473A (ja) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | ソーラーパネル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117059687A true CN117059687A (zh) | 2023-11-14 |
Family
ID=85776208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310479102.5A Pending CN117059687A (zh) | 2022-05-12 | 2023-04-28 | 太阳能电池板 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230369523A1 (zh) |
EP (1) | EP4276917A1 (zh) |
JP (1) | JP2023167473A (zh) |
CN (1) | CN117059687A (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120318318A1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Solopower, Inc. | Cigs based thin film solar cells having shared bypass diodes |
US9780253B2 (en) * | 2014-05-27 | 2017-10-03 | Sunpower Corporation | Shingled solar cell module |
WO2020031574A1 (ja) | 2018-08-10 | 2020-02-13 | 株式会社カネカ | 太陽電池モジュール |
DE102018222591A1 (de) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Schaltungsanordnung zur Stromerzeugung mit serienverschalteten Solarzellen mit Bypass-Dioden |
JP2021082722A (ja) | 2019-11-20 | 2021-05-27 | 株式会社カネカ | 太陽電池モジュール |
-
2022
- 2022-05-12 JP JP2022078681A patent/JP2023167473A/ja active Pending
-
2023
- 2023-03-22 US US18/124,839 patent/US20230369523A1/en active Pending
- 2023-03-27 EP EP23164404.8A patent/EP4276917A1/en active Pending
- 2023-04-28 CN CN202310479102.5A patent/CN117059687A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230369523A1 (en) | 2023-11-16 |
EP4276917A1 (en) | 2023-11-15 |
JP2023167473A (ja) | 2023-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20200006519A (ko) | 차량 태양 루프용 슁글드 어레이 모듈 | |
EP2894676B1 (en) | Solar cell array having two different types of cells | |
TW201431104A (zh) | 太陽能電池 | |
WO2010150833A1 (ja) | 薄膜複合電池およびその製造方法 | |
US10644181B2 (en) | Photovoltaic module | |
CN113097316A (zh) | 一种叠瓦电池片、电池小片和叠瓦光伏组件 | |
KR20190085786A (ko) | 화합물 태양전지 모듈 | |
KR20120131301A (ko) | 태양전지 모듈 | |
CN117059687A (zh) | 太阳能电池板 | |
KR102125715B1 (ko) | 복수의 배터리셀 전극 배선구조를 가지는 배터리 시스템 | |
CN217426767U (zh) | 背接触太阳能电池片、太阳能电池组和光伏系统 | |
CN110226237A (zh) | 薄膜光伏模块 | |
JP2008270619A (ja) | 太陽電池モジュール | |
CN111682084A (zh) | 光伏组件及其制备方法 | |
CN114068746A (zh) | 晶硅电池组件和太阳能光伏电池板 | |
US20140190549A1 (en) | Solar cell and solar module | |
CN112186057A (zh) | 一种并联-串联结构光伏组件 | |
JP7265655B1 (ja) | 太陽電池モジュール | |
CN111755550A (zh) | 一种太阳能光伏组件的电路排布方式 | |
CN213878106U (zh) | 一种太阳能电池和太阳能电池组件 | |
CN212257426U (zh) | 光伏组件 | |
CN215771184U (zh) | 光伏组件 | |
CN219321360U (zh) | 太阳能电池片 | |
CN217307260U (zh) | 一种含有多并组合通用保护电路的电池组 | |
CN118231494B (zh) | 一种背接触电池、电池组件和光伏系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |