CN117295349A - 薄膜电池组件、钙钛矿电池组件及光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种薄膜电池组件、钙钛矿电池组件及光伏系统,属于电池技术领域。薄膜电池组件包括:封装框架;多个薄膜电池块,封装于封装框架内,薄膜电池块包括多个子电池、正极接触部和负极接触部,每个薄膜电池块内的各子电池分别与正极接触部和负极接触部电连接;导电连接件包括多个汇流条,各薄膜电池块的正极接触部和负极接触部通过多个汇流条导电连接。根据本申请的薄膜电池组件,通过将将组件内的电池划分为多个薄膜电池块,再将各薄膜电池块统一封装,并采用导电连接件连接,由于各薄膜电池块的面积相对小,工艺限制较小,降低了工艺难度,降低了设备要求,成品率更高,输出效率更高,也更容易提高薄膜电池组件的尺寸。
Description
技术领域
本申请属于电池技术领域,尤其涉及一种薄膜电池组件、钙钛矿电池组件及光伏系统。
背景技术
薄膜电池组件的性能会受到制程中表面膜成质量的限制。组件越大,成膜面积越大,使得工艺越复杂,设备要求越高,工艺参数控制难度高,成品率较低,并且整体组件的输出效率越低。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种薄膜电池组件、钙钛矿电池组件及光伏系统,电池组件的工艺限制较小,工艺难度低,降低了设备要求,成品率更高,电池组件的输出效率更高。
第一方面,本申请提供了一种薄膜电池组件,包括:
封装框架;
多个薄膜电池块,封装于封装框架内,薄膜电池块包括多个子电池、正极接触部和负极接触部,每个薄膜电池块内的各子电池分别与正极接触部和负极接触部电连接;
导电连接件,包括多个汇流条,各薄膜电池块的正极接触部和负极接触部通过多个汇流条导电连接,以实现各薄膜电池块的电连接。
根据本申请的薄膜电池组件,通过将将组件内的电池划分为多个薄膜电池块,再将各薄膜电池块统一封装,并采用导电连接件连接,由于各薄膜电池块的面积相对小,工艺限制较小,降低了工艺难度,降低了设备要求,成品率更高,输出效率更高,也更容易提高薄膜电池组件的尺寸。
根据本申请的一个实施例,多个薄膜电池块划分为多个电池单元,各电池单元并联连接。
根据本申请的薄膜电池组件,将多个薄膜电池块划分为多个电池单元后进行并联,由于各薄膜电池块的电压较低,通过并联可以降低薄膜电池组件的输出电压,使得电网系统中的电力转换设备可以搭载更多的薄膜电池组件,减少电网系统的成本。
根据本申请的一个实施例,多个薄膜电池块呈两行多列排布,两行的薄膜电池块数量相同,沿列方向相对的薄膜电池块朝向彼此的接触部极性相同。
根据本申请的薄膜电池组件,薄膜电池块分布呈两行,在导电连接件连接正极接触部或负极接触部时,可以避免正极部分和负极部件跨接,便于走线。
根据本申请的一个实施例,各电池单元包括一个薄膜电池块,各薄膜电池块并联。
根据本申请的一个实施例,同一行内的各薄膜电池块的接触部极性朝向相同,多个汇流条包括:
第一汇流条,包括分别布置于上一行上侧的第一汇流部、布置于下一行下侧的第二汇流部和连接于第一汇流部和第二汇流部之间的第三汇流部,第一汇流部和第二汇流部均与对应的接触部导电连接;
第二汇流条,布置于两行之间,且与对应的接触部导电连接。
根据本申请的一个实施例,第三汇流部形成有第一极片,第二汇流条沿行方向延伸出薄膜电池块布置区域,并在末端形成第二极片,第一极片和第二极片的极性相反,且沿行方向对齐布置。
根据本申请的一个实施例,每行薄膜电池块为一个电池单元,各电池单元沿行方向分为第一组和第二组,同一组内的多个薄膜电池块并联,同一电池单元内的第一组与第二组串联。
根据本申请的一个实施例,同一组内的多个薄膜电池块的接触部极性朝向相同;同一电池单元内的第一组与第二组的各薄膜电池块的接触部极性朝向相反;
多个汇流条包括:
第三汇流条,布置于上一行的上侧,且与对应的接触部导电连接;
第四汇流条,布置于下一行的下侧,且与对应的接触部导电连接;
第五汇流条,布置于两行的第一组之间,且与对应的接触部导电连接;
第六汇流条,布置于两行的第二组之间,且与对应的接触部导电连接;
第五汇流条形成有第三极片,第六汇流条形成有第四极片,第三极片和第四极片的极性相反。
根据本申请的一个实施例,第五汇流条靠近第六汇流条的一端形成有第三极片,第六汇流条靠近第五汇流条的一端形成有第四极片。
根据本申请的一个实施例,多个薄膜电池块呈阵列排布,导电连接件包括布置于最上方的第一行上侧的汇流条、布置于最下方的最后一行下侧的汇流条以及布置于各行之间的汇流条,各汇流条与对应的接触部导电连接。
根据本申请的一个实施例,布置于各行之间的汇流条上形成有沿行方向排布的多个开孔。
根据本申请的一个实施例,开孔沿列方向的宽度大于对应的沿列方向相邻的两个薄膜电池块之间的间距。
根据本申请的一个实施例,导电连接件形成极片,极片延伸至封装框架之外。
根据本申请的一个实施例,极片朝薄膜电池组件的背光侧伸出,以用于与接线盒连接。
根据本申请的一个实施例,导电连接件通过导电胶与各薄膜电池块的接触部粘接。
根据本申请的一个实施例,封装框架包括沿厚度方向顺次层叠的第一玻璃、第一胶膜、框胶、第二胶膜和第二玻璃,多个薄膜电池块封装于第一胶膜和第二胶膜之间,框胶围绕多个薄膜电池块封装。
根据本申请的一个实施例,第一玻璃和第二玻璃均为物理钢化玻璃或者化学钢化玻璃,其中,物理钢化玻璃的厚度为1.1mm-3.0mm,化学钢化玻璃的厚度为0.2mm-1.5mm。
根据本申请的一个实施例,相邻两个薄膜电池块之间填充有第一胶膜、第二胶膜或者框胶。
第二方面,本申请提供了一种钙钛矿电池组件,包括根据前述的薄膜电池组件,薄膜电池组件中的薄膜电池块的吸光层为钙钛矿层。
根据本申请的钙钛矿电池组件,通过将将组件内的电池划分为多个钙钛矿电池块,再将各钙钛矿电池块统一封装,并采用导电连接件连接,由于各钙钛矿电池块的面积相对小,工艺限制较小,降低了工艺难度,降低了设备要求,成品率更高,输出效率更高,也更容易提高钙钛矿电池组件的尺寸。
第三方面,本申请提供了一种光伏系统,包括:
根据前述的薄膜电池组件,或根据前述的钙钛矿电池组件;
接线盒,与薄膜电池组件或钙钛矿电池组件的导电连接件电连接;
电力转换设备,电力转换设备的输入端与接线盒电连接。
根据本申请的光伏系统,薄膜电池组件或钙钛矿电池组件包括多个电池块,再将各电池块统一封装,并采用导电连接件连接,工艺限制较小,输出效率更高,且由于薄膜电池组件或钙钛矿电池组件的输出效率更高,整个系统的效率也更高。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施例提供的薄膜电池块的膜层结构示意图;
图2是本申请实施例提供的薄膜电池组件的爆炸图;
图3是本申请实施例提供的薄膜电池块的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的薄膜电池块的串联结构示意图;
图5是本申请实施例提供的薄膜电池组件的电路结构示意图之一;
图6是本申请实施例提供的薄膜电池组件的电路结构示意图之二;
图7是本申请实施例提供的汇流条的结构示意图;
图8是本申请实施例提供的薄膜电池组件的封装示意图。
附图标记:
第一电极层10,功能层20,第二电极层30,封装框架100,第一玻璃110,第一胶膜120,框胶130,第二胶膜140,第二玻璃150,薄膜电池块200,子电池210,正极接触部220,负极接触部230,导电连接件300,第一极片301,第二极片302,第三极片303,第四极片304,第一汇流条310,第一汇流部311,第二汇流部312,第三汇流部313,第二汇流条320,第三汇流条330,第四汇流条340,第五汇流条350,第六汇流条360,开孔370。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。在附图中,为了清楚,层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。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,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
应当明白,当元件或层被称为“在......上”、“与......相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在......上”、“与......直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本公开教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时,并不表明本公开必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在相关技术中,薄膜电池组件内部通常包括一个薄膜电池块,该薄膜电池块的尺寸基本等于薄膜电池组件的尺寸。薄膜电池组件的长宽通常在1米左右,例如,组件尺寸可以为1.2m×0.6m,或者1.1m×1.7m等。由此可见,薄膜电池组件内部的薄膜电池块的尺寸也很大。
参照图1,图1示出一种薄膜电池块的膜层结构。薄膜电池块包括顺次层叠的第一电极层10、功能层20和第二电极层30。以太阳能电池为例,功能层20可以吸收光线以产生空穴和电子,第一电极层10和第二电极层30分别汇集空穴和电子形成正负极。其中,第一电极层10或第二电极层30采用透明导电材料,如FTO玻璃(掺杂氟二氧化锡SnO2:F导电玻璃)或ITO玻璃(氧化铟锡)。在薄膜电池块的制程中,第一电极层10、功能层20和第二电极层30通常采用成膜工艺在衬底上依次成形。随着薄膜电池块的尺寸越大,成膜工艺的难度更高,成品率越低。
本申请提出了一种薄膜电池组件,薄膜电池组件内部包括多个薄膜电池块,各薄膜电池块通过导电连接件电连接。通过拆分多个薄膜电池块,可以降低单个薄膜电池块的尺寸。例如,组件尺寸为1.2m×0.6m,薄膜电池块的数量为8个,则单个薄膜电池块的尺寸可以为0.3m×0.3m。可见,单个薄膜电池块尺寸更小,工艺限制较小,降低了工艺难度,降低了设备要求,成品率更高,输出效率更高,也更容易提高薄膜电池组件的尺寸。
参照图2、图3以及图7,图2示出了一种薄膜电池组件的结构,图3示出了一种薄膜电池块的结构。本申请的一个实施例提供了一种薄膜电池组件。
在本实施方式中,薄膜电池组件包括封装框架100、导电连接件300和多个薄膜电池块200,多个薄膜电池块200一起封装于封装框架100内,每个薄膜电池块200包括多个子电池210、正极接触部220和负极接触部230,每个薄膜电池块200内的各子电池210分别与正极接触部220和负极接触部230电连接;导电连接件300包括多个汇流条,各薄膜电池块200的正极接触部220和负极接触部230通过多个汇流条导电连接,以实现各薄膜电池块200的电连接。
导电连接件300与各薄膜电池块200的正极接触部220和负极接触部230导电连接,以汇集各薄膜电池块200的电流。
封装框架100可以由多块玻璃或者板连接形成,且具有包围薄膜电池块200的封闭空间。封装框架100将薄膜电池块200与外部隔离,并进行固定,以保护薄膜电池块200。封装框架100的形状可以为矩形、菱形或三角形等。
薄膜电池块200的数量可以根据需求进行设置。一个薄膜电池组件内可以包括4~40个薄膜电池块200,如4个、8个或者12个等。由此,可以降低单个薄膜电池块200的尺寸,也不至于过小。单个薄膜电池块200的制作更容易,成品率高,输出效率高。
薄膜电池块200的形状可以与封装框架100的形状相同,如矩形、菱形或三角形等。
薄膜电池块200可以通过激光划切形成多个子电池210,多个子电池210可以相互串联或者并联。例如,薄膜电池块200包括多个并联的子电池串,每个子电池串包括多个串联的子电池210。薄膜电池块200中的子电池210的数量可以根据薄膜电池块200的尺寸以及划切尺寸确定。
子电池210在激光划切时,子电池210的宽度可以从1mm到100mm任意裁切。但由于电池结构的因素,划切宽度越大,缺陷越大,电池效率越低。例如,以钙钛矿子电池为例,激光划线的宽度可以为5-10mm,通常可以采用7mm的宽度。
参照图4,图4示出了一种子电池串联的结构。每个子电池210包括顺次层叠的第一电极层10、功能层20和第二电极层30。相邻的两个子电池210被划切出的凹槽隔离,凹槽贯穿功能层20和第二电极层30。在一个子电池210中,第一电极层10被绝缘分隔成两部分,其中一部分与左侧的子电池210中的第一电极层10连接,另一部分与右侧的子电池210中的第一电极层10连接;同时在一个子电池210中,第二电极层30一部分向下延伸,贯穿功能层20以与第一电极层10连接。由此,相邻的子电池210串联。
从而图4可以看出,子电池210划切时,相互串联的相邻两个子电池210之间划切出的凹槽没有去除第一电极层10。而在薄膜电池块200包括多个并联的子电池串时,相邻两个子电池串之间划切出的凹槽则需要去除第一电极层10,使两个子电池串之间相邻的两个子电池210电性隔离。
在一些实施例中,凹槽内可以形成封装层,封装层还可以覆盖电池块的上表面,起到隔离空气中的水氧辐射。封装层的材料可以胶膜,封装层的材料还可以采用聚硅氧烷类材料、有机硅树脂和无机氮化物中的一种或多种。其中,聚硅氧烷类材料、有机硅树脂和无机氮化物中分别具有丰富的氧原子和氮原子,能够与电池块的截面上悬空的过渡金属原子发生配位,以钝化修复缺陷,进而提高薄膜电池块的转换效率。
作为一种示例,聚硅氧烷类材料可以为聚二甲基硅氧烷、环甲基硅氧烷、氨基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和聚醚聚硅氧烷中的一种或多种。有机硅树脂可以为聚烷基芳基有机硅树脂和聚芳基有机硅树脂中的一种或多种。无机氮化物可以为氮化铝、氮化硅和氮化镓中的一种或多种。
在一些实施例中,正极接触部220和负极接触部230形成于薄膜电池块200沿串联方向的两侧,位于两侧的第二电极层30用于形成正极接触部220和负极接触部230。如图4所示的结构中,右侧的薄膜电池块200上的第二电极层30可以用于形成正极接触部220,左侧的薄膜电池块200上的第二电极层30可以用于形成负极接触部230。
结合图3,薄膜电池块200中的各子电池210沿左右方向串联,正极接触部220位于薄膜电池块200的右侧,负极接触部230位于薄膜电池块200的左侧。
需要说明的是,尽管图3示出的结构中,薄膜电池块200上划切出的凹槽沿竖向布置,使得各子电池210沿竖向延伸,各子电池210串联。然而,薄膜电池块200也可以沿横向划切,形成沿横向布置的凹槽,该凹槽用于形成多条并联的子电池串。
导电连接件300的材料可以为金属,如铜、铝或者银等。
导电连接件300将各薄膜电池块200进行连接,使各薄膜电池块200之间形成串联或者并联。例如,导电连接件300可以将一个薄膜电池块200的正极接触部220与另一个薄膜电池块200的负极接触部230连接,使两个薄膜电池块200串联;或者导电连接件300可以将一个薄膜电池块200的正极接触部220与另一个薄膜电池块200的正极接触部220连接,使两个薄膜电池块200并联。
在一些实施例中,导电连接件300通过导电胶与各薄膜电池块200的接触部粘接。
导电胶可以将导电连接件300和接触部连接在一起,使两者之间形成电通路。导电胶主要由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成。其中,导电粒子可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和石墨及一些导电化合物。导电胶已有成熟的产品,本实施方式在此不再赘述。
导电连接件300可以形成正极片和负极片,该正极片和负极片用于与外部电路连接,以将各薄膜电池块200的电流传输至外部。其中,薄膜电池块200延伸出一对正极片和负极片,当然根据需求,也可以设置多对。
本实施方式提出的薄膜电池组件的输出效率可以达到19%~20%,相比采用整块薄膜电池的组件的输出效率所能达到15%~16%具有较大的提升。
根据本申请的薄膜电池组件,通过将将组件内的电池划分为多个薄膜电池块200,再将各薄膜电池块200统一封装,并采用导电连接件连接,由于各薄膜电池块200的面积相对小,工艺限制较小,降低了工艺难度,降低了设备要求,成品率更高,输出效率更高,也更容易提高薄膜电池组件的尺寸。
在一些实施例中,多个薄膜电池块200划分为多个电池单元,各电池单元并联连接。
每个电池单元包括至少一个薄膜电池块200。若电池单元包括多个薄膜电池块200时,电池单元内的多个薄膜电池块200可以串联或者并联。通过将多个薄膜电池块200划分为多个电池单元后进行并联,可以调整薄膜电池组件的电压。需要注意的是,各电池单元的电压需要相等,以避免薄膜电池块200损坏。
薄膜电池块200的电压取决于子电池串中的子电池210的数量。以激光划切宽度为7mm,每个子电池210的电压为1.2V为例。薄膜电池块200的电压为子电池210的数量×1.2V左右,其中子电池210的数量为薄膜电池块200的宽度除以7mm左右。
电池单元的电压取决于薄膜电池块200的数量、连接方式以及薄膜电池块200的电压。若电池单元包括一个薄膜电池块200,则电池单元的电压等于薄膜电池块200的电压。若电池单元包括多个薄膜电池块200,且各薄膜电池块200并联,则电池单元的电压也等于薄膜电池块200的电压。若电池单元包括多个薄膜电池块200,且各薄膜电池块200串联,则电池单元的电压等于串联的薄膜电池块200的电压之和。
此外,在相关技术中,薄膜电池组件内包括一个薄膜电池块200,由于薄膜电池块200的尺寸较大,该薄膜电池块200内的子电池串中的子电池数量较多,导致该薄膜电池块200的电压较高。例如,1m宽的薄膜电池组件为例,在激光划切7mm情况下,每个子电池210的电压为1.2V,薄膜电池组件电压在160V左右。常规的晶硅组件的电压为60V。
电池组件在实际应用中,通常与电力转换设备(如逆变器等)连接,以接入电网,电网系统的电压通常为1000V或者1500V等。以1000V的电网为例,电力转换设备所能搭载的一串常规的薄膜电池组件的数量为1000/160≈6,而能搭载的一串常规的晶硅组件的数量为1000/60≈16。可见,常规的薄膜电池组件在实际应用中,需要较多的电力转换设备进行连接,电网系统的设备成本高。
本实施方式通过将整个组件拆分为多个薄膜电池块200,并将多个薄膜电池块200划分为多个电池单元后进行并联。由于薄膜电池块200的尺寸减少,其电压相比上述示例的160V更低,从而使得整个组件的电压更低,如可以达到80V或者40V等。由此电力转换设备所能搭载的一串薄膜电池组件的数量更多,降低了电网系统的设备成本。
在一些实施例中,多个薄膜电池块200呈两行多列排布,两行的薄膜电池块200数量相同,沿列方向相对的薄膜电池块200朝向彼此的接触部极性相同。
在本实施方式中,薄膜电池块200的接触部沿列方向布置。如图5或6,在第一行的薄膜电池块200的正极接触部220朝上,负极接触部230朝下;或者正极接触部220朝下,负极接触部230朝上。
第一行的薄膜电池块200位于下方的接触部的极性与第二行中的薄膜电池块200位于上方的接触部的极性相同。例如,在第一列中,第一行的薄膜电池块200的负极接触部230朝下,第二行中的薄膜电池块200的负极接触部230朝上。由此,在一列薄膜电池块200的中部可以利用同一个导电连接件300将上下两行的薄膜电池块200进行并联,便于导电连接件300的布置。
在本实施方式中,薄膜电池组件延伸出一对正极片和负极片,导电连接件300包括正极部分和负极部分,正极部分与正极片连接,负极部分与负极片连接,该对极片需要通过导电连接件300汇集所有的薄膜电池块200的电流。导电连接件300的正极部分连接各薄膜电池块200的正极接触部220,导电连接件300的负极部分连接各薄膜电池块200的负极接触部220。通过设置两行薄膜电池块200,在导电连接件300连接正极接触部220或负极接触部230时,可以避免正极部分和负极部件跨接,便于走线。
在一些实施例中,各电池单元包括一个薄膜电池块200,各薄膜电池块200并联。
薄膜电池组件中的每一个薄膜电池块200作为一个电池单元,薄膜电池组件中的每一个薄膜电池块200并联。由此,薄膜电池组件的电压等于膜电池块200的电压,使得薄膜电池组件的电压达到最低配置,提高薄膜电池组件的电流,也进一步提高电网系统中电力转换设备所能搭载的薄膜电池组件的数量,降低电网成本。
参照图5,在一些实施例中,同一行内的各薄膜电池块200的接触部极性朝向相同,多个汇流条包括第一汇流条310和第二汇流条320,第一汇流条310包括分别布置于上一行上侧的第一汇流部311、布置于下一行下侧的第二汇流部312和连接于第一汇流部311和第二汇流部312之间的第三汇流部313,第一汇流部311和第二汇流部312均与对应的接触部导电连接;第二汇流条320布置于两行之间,且与对应的接触部导电连接。
在本实施方式中,位于上方的第一行内的各薄膜电池块200的正极接触部220朝上布置,负极接触部230朝下布置。位于下方的第二行内的各薄膜电池块200的正极接触部220朝下布置,负极接触部230朝上布置。当然,正极接触部220和负极接触部230的布置方向调换也可。
第一汇流条310的第一汇流部311、第二汇流部312和第二汇流条320沿行方向布置,第三汇流部313沿列方向布置。第三汇流部313的上端与第一汇流部311连接,第三汇流部313的下端与第二汇流部312连接。其中,第一汇流部311、第二汇流部312和第三汇流部313可以一体连接。
第一汇流部311分别与第一行内的各薄膜电池块200的正极接触部220通过导电胶粘接,第二汇流部312分别与第二行内的各薄膜电池块200的正极接触部220通过导电胶粘接,第二汇流条320分别与第一行内的各薄膜电池块200的负极接触部230以及第二行内的各薄膜电池块200的负极接触部230通过导电胶粘接。由此,薄膜电池组件中的每一个薄膜电池块200的正极接触部220通过第一汇流条310相互连接,每一个薄膜电池块200的负极接触部230通过第二汇流条320相互连接,每一个薄膜电池块200相互并联。其中,第一汇流条310作为正极,第二汇流条320作为负极。
在一些实施例中,第三汇流部313形成有第一极片301,第二汇流条320沿行方向延伸出薄膜电池块布置区域,并在末端形成第二极片302,第一极片301和第二极片302的极性相反,且沿行方向对齐布置。
继续参照图5,第三汇流部313布置于薄膜电池组件的右侧,第三汇流部313的中部形成第一极片301。第二极片302形成于第二汇流条320的右端,且位于第一极片301的左侧。第一极片301和第三汇流部313可以一体成型,第二极片302和第二汇流条320可以一体成型。
第一极片301作为薄膜电池组件的正极,用于与外部电路连接;第二极片302作为薄膜电池组件的负极,用于与外部电路连接。第一极片301和第二极片302需要延伸出封装框架100,以连接接线盒。由于第一极片301和第二极片302的位置靠近,便于布置接线盒,减小接线盒的尺寸。
在一些实施例中,每行薄膜电池块200为一个电池单元,各电池单元沿行方向分为第一组和第二组,同一组内的多个薄膜电池块200并联,同一电池单元内的第一组与第二组串联。
第一组内的薄膜电池块200的数量与第二组内的薄膜电池块200可以相同也可以不同,例如,一行薄膜电池块200的数量为4个,则第一组包括左侧的两个薄膜电池块200,第二组包括右侧的两个薄膜电池块200。或者,一行薄膜电池块200的数量为5个,则第一组包括左侧的两个薄膜电池块200,第二组包括右侧的三个薄膜电池块200。
在本实施方式中,由于同一组内的多个薄膜电池块200并联,故第一组的电压和第二组的电压均为一个薄膜电池块200电压,一个电池单元的电压为两个薄膜电池块200电压之和。并且,由于各电池单元并联,薄膜电池组件的电压也为两个薄膜电池块200电压之和。
需要说明的是,由于两行薄膜电池块200并联,因此薄膜电池组件的正极和负极均形成于两行薄膜电池块200之间。导电连接件300不需要在薄膜电池块200外周进行多余走线,优化了导电连接件300布置。
参照图6,在一些实施例中,同一组内的多个薄膜电池块200的接触部极性朝向相同;同一电池单元内的第一组与第二组的各薄膜电池块200的接触部极性朝向相反。多个汇流条包括第三汇流条330、第四汇流条340、第五汇流条350和第六汇流条360,第三汇流条330布置于上一行的上侧,且与对应的接触部导电连接;第四汇流条340布置于下一行的下侧,且与对应的接触部导电连接;第五汇流条350布置于两行的第一组之间,且与对应的接触部导电连接;第六汇流条360布置于两行的第二组之间,且与对应的接触部导电连接;第五汇流条350形成有第三极片303,第六汇流条360形成有第四极片304,第三极片303和第四极片304的极性相反。
在本实施方式中,第一行左侧的两个薄膜电池块200的正极接触部220朝上布置,负极接触部230朝下布置。第一行右侧的两个薄膜电池块200的正极接触部220朝下布置,负极接触部230朝上布置。第二行左侧的两个薄膜电池块200的正极接触部220朝下布置,负极接触部230朝上布置。第二行右侧的两个薄膜电池块200的正极接触部220朝下布置,负极接触部230朝上布置。
第三汇流条330分别与第一行左侧的两个薄膜电池块200的正极接触部220和第一行右侧的两个薄膜电池块200的负极接触部230通过导电胶粘接。第四汇流条340分别与第二行左侧的两个薄膜电池块200的正极接触部220和第一行右侧的两个薄膜电池块200的负极接触部230通过导电胶粘接。第五汇流条350分别与第一行左侧的两个薄膜电池块200的负极接触部230和第二行左侧的两个薄膜电池块200的负极接触部230通过导电胶粘接。第六汇流条360分别与第一行右侧的两个薄膜电池块200的正极接触部220和第二行右侧的两个薄膜电池块200的正极接触部220通过导电胶粘接。
第三极片303作为薄膜电池组件的负极,用于与外部电路连接;第四极片304作为薄膜电池组件的正极,用于与外部电路连接。
继续参照图6,在一些实施例中,第五汇流条350靠近第六汇流条360的一端形成有第三极片303,第六汇流条360靠近第五汇流条350的一端形成有第四极片304。
第三极片303和第五汇流条350可以一体成型,第四极片304和第六汇流条360可以一体成型。第三极片303和第四极片304需要延伸出封装框架100,以连接接线盒。由于第三极片303和第四极片304的位置靠近,便于布置接线盒,减小接线盒的尺寸。
比较图5和图6,图5所示出的电路结构中的薄膜电池组件的电压相比图6所示出的电路结构中的薄膜电池组件的电压更低,有利于降低电网系统的设备成本。并且图5所示出的电路结构中极耳伸出位置在薄膜电池组件的边缘,相比图6所示出的电路结构中极耳伸出位置在薄膜电池组件的中部,更便于与外部电路的接线。然而,图6所示出的电路结构中的汇流条布置相比图5所示出的电路结构中的汇流条布置更简洁,且走线更短。汇流条越长,连接精度控制的难度更高,因此图6所示出的电路结构中的汇流条布置更容易生产。
在另一些实施例中,多个薄膜电池块200呈阵列排布,导电连接件300包括布置于最上方的第一行上侧的汇流条、布置于最下方的最后一行下侧的汇流条以及布置于各行之间的汇流条,各汇流条与对应的接触部导电连接。
在本实施方式中,多个薄膜电池块200可以布置成大于或等于三行,从而有利于提高薄膜电池组件内薄膜电池块200的数量,进而更便于配置薄膜电池组件的电压。同样,在本实施方式中,沿列方向相邻的两个薄膜电池块200朝向彼此的接触部的极性相同,由此可以利用一个汇流条同时连接沿列方向相邻的两个薄膜电池块200的接触部,优化汇流条的布局。
需要说明的是,薄膜电池组件内的多个薄膜电池块200所形成的电路结构可以根据需要进行设置,一行薄膜电池块200所连接的汇流条的数量也可以根据需求设置,本实施方式对此不加以限制。
参照图7,在一些实施例中,布置于各行之间的汇流条上形成有沿行方向排布的多个开孔370。
可以理解的是,由于各行之间的汇流条需要同时连接上下两行的薄膜电池块200的接触部,故此类汇流条在列方向上的宽度较宽。通过设置开孔370可以减少汇流条的材料消耗,降低成本。
开孔370的形状可以为矩形、菱形或者三角形等。
在一些实施例中,开孔370沿列方向的宽度大于对应的沿列方向相邻的两个薄膜电池块200之间的间距。
开孔370位于对应的沿列方向相邻的两个薄膜电池块200之间的间距上方,且露出间隙,开孔370设置在间隙上方对导电性能影响不大。开孔370沿行方向的中线可以与间隙的中线重合,由此,在列方向上,开孔370两侧的汇流条部分与两个薄膜电池块200的接触面积相同。
在一些实施例中,导电连接件300形成极片,极片延伸至封装框架100之外。
极片包括正极片和负极片,该正极片和负极片用于与外部电路连接,以将各薄膜电池块200的电流传输至外部。极片伸出位置可以参照图5或者图6,封装框架100可以设有开口,极片通过该开口从封装框架100内部延伸至外部。薄膜电池块200延伸出一对正极片和负极片,当然根据需求,也可以设置多对。
在一些实施例中,极片朝薄膜电池组件的背光侧伸出,以用于与接线盒连接。
薄膜电池组件一侧朝向光线,以接收光线。背光侧与该朝向光线的一侧相反。由于薄膜电池组件的背光侧不易受到雨水、杂物等外部介质的冲击,极片设置在背光侧不容易损伤。接线盒也可以安装于薄膜电池组件的背光侧,以与极片连接。
通常,薄膜电池块200中的一个电池层采用透明材料。例如,薄膜电池块200的第一电极层10采用透明材料,如FTO玻璃或ITO玻璃。若阳光照射方向为从上往下,则薄膜电池组件在安装时,第一电极层10所在侧朝向上方布置,使得阳光可以穿过第一电极层10照射在功能层20。此时,薄膜电池组件朝向上方的一侧为向光侧,朝向下方的一侧为背光侧。极片朝向薄膜电池组件下侧伸出,接线盒安装在薄膜电池组件下侧,以与极片连接。
参照图8,在一些实施例中,封装框架100包括沿厚度方向顺次层叠的第一玻璃110、第一胶膜120、框胶130、第二胶膜140和第二玻璃150,多个薄膜电池块封装于第一胶膜120和第二胶膜140之间,框胶130围绕多个薄膜电池块200封装。
第一胶膜120和第二胶膜140设置于多个薄膜电池块200的上下侧,以分别粘接第一玻璃110和第二玻璃150。通过采用双侧玻璃对多个薄膜电池块200进行封装,可以增强保护效果,提高机械载荷强度。多个薄膜电池块200周围通过框胶130与外部隔离,避免损坏。
作为一种示例,第一胶膜120和第二胶膜140可以采用EVA(Ethylene-VinylAcetate,乙烯-醋酸乙烯脂)复合胶、POE(Poly Olefin Elastomer,乙烯-辛烯共聚物)胶、EPE(Expandable Polyethylene,可发性聚乙烯)胶、PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)胶或者TPO(ThermoplasticPolyolefin,热塑性聚烯烃)胶等。
作为一种示例,框胶130可以采用丁基胶。
在一些实施例中,第一玻璃110和第二玻璃150为物理钢化玻璃或者化学钢化玻璃,其中,物理钢化玻璃的厚度为1.1mm-3.0mm,化学钢化玻璃的厚度为0.2mm-1.5mm。
薄膜电池组件通过采用钢化玻璃对两侧进行封装,可以进一步增强保护效果,提高机械载荷强度。
作为一种示例,如图8所示的结构中,薄膜电池块200中的第一电极层10采用透明材料,如FTO玻璃或ITO玻璃。若阳光照射方向为从上往下,则薄膜电池组件在安装时,第一电极层10所在侧朝向上方布置,使得阳光可以穿过第一电极层10照射在功能层20。此时,第二玻璃150所在侧为薄膜电池组件的向光侧,第一玻璃110所在侧为薄膜电池组件的背光侧。第一玻璃110上设有两个开口,该开口供极片伸出。
开口的面积大小可以大于极片的横截面面积,以便于封装过程将极片穿过开口。极片可以沿薄膜电池组件的厚度方向延伸,开口的位置与极片的位置沿厚度方向对齐。其中,可以根据薄膜电池组件内的各薄膜电池块200的电路结构和导电连接件300的布置方式选择正负极片相近的位置作为极片的位置。
在一些实施例中,相邻两个薄膜电池块200之间填充有第一胶膜120、第二胶膜140或者框胶130。
相邻两个薄膜电池块200之间存在间隙,利用第一胶膜120、第二胶膜140或者框胶130对间隙进行填充,可以对薄膜电池块200进行固定,防止薄膜电池块200移动,导致与导电连接件300的连接松动,提高了薄膜电池组件的可靠性。
本申请的一个实施例还提供了一种钙钛矿电池组件,包括根据前述的薄膜电池组件,薄膜电池组件中的薄膜电池块的吸光层为钙钛矿层。
钙钛矿电池组件包括多个钙钛矿电池块,该钙钛矿电池块可以采用正式结构或者反式结构。正式结构包括顺次层叠的导电玻璃、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和金属对电极,反式结构包括顺次层叠的导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和金属对电极。与图1和图4相比,导电玻璃可以作为第一电极层10,空穴传输层、钙钛矿层和电子传输层作为功能层20,金属对电极作为第二电极层30。钙钛矿电池块的膜层结构已有成熟的技术,本实施方式在此不再赘述。
钙钛矿层具有钙钛矿晶体结构的有机无机杂化的金属卤化物。钙钛矿指代一大类具有与此类矿物相同晶体结构的化合物,把结构与之类似的晶体统称为钙钛矿物质。其化学成分简写为AMX3,其中A通常代表有机分子,M代表金属(如铅或锡),X代表卤素(如碘或氯)。钙钛矿层能够吸收太阳光,并且利用光能激发电子-空穴对,进而在外电路产生电流。
在一些实施例中,导电玻璃可以为FTO玻璃(掺杂氟二氧化锡SnO2:F导电玻璃)或ITO玻璃(氧化铟锡)。导电玻璃的厚度可以为10nm~500nm。进一步地,导电玻璃的厚度可以为100nm~200nm。金属对电极的材料可以为导电材料,如铝、铜、银和金中的一种或多种金属。
在理论极限上,晶硅太阳能电池、PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)单晶硅电池、HJT(Hereto-junction with Intrinsic Thin-layer)电池、TOPCon(TunnelOxide Passivated Contact)电池的极限转换效率分别为29.40%、24.50%、27.50%、28.70%。单结钙钛矿电池理论最高转换效率达31%,多结电池理论效率达45%。
钙钛矿电池块的数量可以根据需求进行设置。一个钙钛矿电池组件内可以包括4~40个钙钛矿电池块,如4个、8个或者12个等。由此,可以降低单个钙钛矿电池块的尺寸,也不至于过小。单个钙钛矿电池块的制作更容易,成品率高,输出效率高。
钙钛矿电池块的形状可以与封装框架100的形状相同,如矩形、菱形或三角形等。
钙钛矿电池块可以通过激光划切形成多个子电池210,多个子电池210可以相互串联或者并联。例如,钙钛矿电池块包括多个并联的子电池串,每个子电池串包括多个串联的子电池210。钙钛矿电池块中的子电池210的数量可以根据钙钛矿电池块的尺寸以及划切尺寸确定。
在一些实施例中,正极接触部220和负极接触部230形成于钙钛矿电池块沿串联方向的两侧,位于两侧的第二电极层30用于形成正极接触部220和负极接触部230。如图4所示的结构中,右侧的钙钛矿电池块上的第二电极层30可以用于形成正极接触部220,左侧的钙钛矿电池块上的第二电极层30可以用于形成负极接触部230。
结合图3,钙钛矿电池块中的各子电池210沿左右方向串联,正极接触部220位于钙钛矿电池块的右侧,负极接触部230位于钙钛矿电池块的左侧。
需要说明的是,尽管图3示出的结构中,钙钛矿电池块上划切出的凹槽沿竖向布置,使得各子电池210沿竖向延伸,各子电池210串联。然而,钙钛矿电池块也可以沿横向划切,形成沿横向布置的凹槽,该凹槽用于形成多条并联的子电池串。
导电连接件300的材料可以为金属,如铜、铝或者银等。
多个汇流条将各钙钛矿电池块进行连接,使各钙钛矿电池块之间形成串联或者并联。例如,汇流条可以将一个钙钛矿电池块的正极接触部220与另一个钙钛矿电池块的负极接触部230连接,使两个钙钛矿电池块串联;或者汇流条可以将一个钙钛矿电池块的正极接触部220与另一个钙钛矿电池块的正极接触部220连接,使两个钙钛矿电池块并联。
导电连接件300可以形成正极片和负极片,该正极片和负极片用于与外部电路连接,以将各钙钛矿电池块的电流传输至外部。其中,钙钛矿电池块延伸出一对正极片和负极片,当然根据需求,也可以设置多对。
根据本申请的钙钛矿电池组件,通过将将组件内的电池划分为多个钙钛矿电池块,再将各钙钛矿电池块统一封装,并采用导电连接件连接,由于各钙钛矿电池块的面积相对小,工艺限制较小,降低了工艺难度,降低了设备要求,成品率更高,输出效率更高,也更容易提高钙钛矿电池组件的尺寸。
在一些实施例中,多个钙钛矿电池块划分为多个电池单元,各电池单元并联连接。
每个电池单元包括至少一个钙钛矿电池块。若电池单元包括多个钙钛矿电池块时,电池单元内的多个钙钛矿电池块可以串联或者并联。通过将多个钙钛矿电池块划分为多个电池单元后进行并联,可以调整钙钛矿电池组件的电压。需要注意的是,各电池单元的电压需要相等,以避免钙钛矿电池块损坏。
钙钛矿电池块的电压取决于子电池串中的子电池210的数量。以激光划切宽度为7mm,每个子电池210的电压为1.2V为例。钙钛矿电池块的电压为子电池210的数量×1.2V左右,其中子电池210的数量为钙钛矿电池块的宽度除以7mm左右。
本实施方式通过将整个组件拆分为多个钙钛矿电池块,并将多个钙钛矿电池块划分为多个电池单元后进行并联。由于钙钛矿电池块的尺寸减少,从而使得整个组件的电压更低。由此电力转换设备所能搭载的一串钙钛矿电池组件的数量更多,降低了电网系统的设备成本。
在一些实施例中,多个钙钛矿电池块呈两行多列排布,两行的钙钛矿电池块数量相同,沿列方向相对的钙钛矿电池块朝向彼此的接触部极性相同。
在本实施方式中,钙钛矿电池块的接触部沿列方向布置。继续参照图5或6,在第一行的钙钛矿电池块的正极接触部220朝上,负极接触部230朝下;或者正极接触部220朝下,负极接触部230朝上。
第一行的钙钛矿电池块位于下方的接触部的极性与第二行中的钙钛矿电池块位于上方的接触部的极性相同。例如,在第一列中,第一行的钙钛矿电池块的负极接触部230朝下,第二行中的钙钛矿电池块的负极接触部230朝上。由此,在一列钙钛矿电池块的中部可以利用同一个导电连接件300将上下两行的钙钛矿电池块进行并联,便于导电连接件300的布置。
在本实施方式中,钙钛矿电池组件延伸出一对正极片和负极片,导电连接件300包括正极部分和负极部分,正极部分与正极片连接,负极部分与负极片连接,该对极片需要通过导电连接件300汇集所有的钙钛矿电池块的电流。导电连接件300的正极部分连接各钙钛矿电池块的正极接触部220,导电连接件300的负极部分连接各钙钛矿电池块的正极接触部220。通过设置两行钙钛矿电池块,在导电连接件300连接正极接触部220或负极接触部230时,可以避免正极部分和负极部件跨接,便于走线。
在一些实施例中,各电池单元包括一个钙钛矿电池块,各钙钛矿电池块并联。
钙钛矿电池组件中的每一个钙钛矿电池块作为一个电池单元,钙钛矿电池组件中的每一个钙钛矿电池块并联。由此,钙钛矿电池组件的电压等于膜电池块200的电压,使得钙钛矿电池组件的电压达到最低配置,提高钙钛矿电池组件的电流,也进一步提高电网系统中电力转换设备所能搭载的钙钛矿电池组件的数量,降低电网成本。
参照图5,在一些实施例中,同一行内的各钙钛矿电池块的接触部极性朝向相同,多个汇流条包括第一汇流条310和第二汇流条320,第一汇流条310包括分别布置于上一行上侧的第一汇流部311、布置于下一行下侧的第二汇流部312和连接于第一汇流部311和第二汇流部312之间的第三汇流部313,第一汇流部311和第二汇流部312均与对应的接触部导电连接;第二汇流条320布置于两行之间,且与对应的接触部导电连接。
在本实施方式中,位于上方的第一行内的各钙钛矿电池块的正极接触部220朝上布置,负极接触部230朝下布置。位于下方的第二行内的各钙钛矿电池块的正极接触部220朝下布置,负极接触部230朝上布置。当然,正极接触部220和负极接触部230的布置方向调换也可。
第一汇流条310的第一汇流部311、第二汇流部312和第二汇流条320沿行方向布置,第三汇流部313沿列方向布置。第三汇流部313的上端与第一汇流部311连接,第三汇流部313的下端与第二汇流部312连接。其中,第一汇流部311、第二汇流部312和第三汇流部313可以一体连接。
第一汇流部311分别与第一行内的各钙钛矿电池块的正极接触部220通过导电胶粘接,第二汇流部312分别与第二行内的各钙钛矿电池块的正极接触部220通过导电胶粘接,第二汇流条320分别与第一行内的各钙钛矿电池块的负极接触部230以及第二行内的各钙钛矿电池块的负极接触部230通过导电胶粘接。由此,钙钛矿电池组件中的每一个钙钛矿电池块的正极接触部220通过第一汇流条310相互连接,每一个钙钛矿电池块的负极接触部230通过第二汇流条320相互连接,每一个钙钛矿电池块相互并联。其中,第一汇流条310作为正极,第二汇流条320作为负极。
在一些实施例中,第三汇流部313形成有第一极片301,第二汇流条320沿行方向延伸出钙钛矿电池块布置区域,并在末端形成第二极片302,第一极片301和第二极片302的极性相反,且沿行方向对齐布置。
继续参照图5,第三汇流部313布置于钙钛矿电池组件的右侧,第三汇流部313的中部形成第一极片301。第二极片302形成于第二汇流条320的右端,且位于第一极片301的左侧。第一极片301和第三汇流部313可以一体成型,第二极片302和第二汇流条320可以一体成型。
第一极片301作为钙钛矿电池组件的正极,用于与外部电路连接;第二极片302作为钙钛矿电池组件的负极,用于与外部电路连接。第一极片301和第二极片302需要延伸出封装框架100,以连接接线盒。由于第一极片301和第二极片302的位置靠近,便于布置接线盒,减小接线盒的尺寸。
在一些实施例中,每行钙钛矿电池块为一个电池单元,各电池单元沿行方向分为第一组和第二组,同一组内的多个钙钛矿电池块并联,同一电池单元内的第一组与第二组串联。
第一组内的钙钛矿电池块的数量与第二组内的钙钛矿电池块可以相同也可以不同,例如,一行钙钛矿电池块的数量为4个,则第一组包括左侧的两个钙钛矿电池块,第二组包括右侧的两个钙钛矿电池块。或者,一行钙钛矿电池块的数量为5个,则第一组包括左侧的两个钙钛矿电池块,第二组包括右侧的三个钙钛矿电池块。
在本实施方式中,由于同一组内的多个钙钛矿电池块并联,故第一组的电压和第二组的电压均为一个钙钛矿电池块电压,一个电池单元的电压为两个钙钛矿电池块电压之和。并且,由于各电池单元并联,钙钛矿电池组件的电压也为两个钙钛矿电池块电压之和。
需要说明的是,由于两行钙钛矿电池块并联,因此钙钛矿电池组件的正极和负极均形成于两行钙钛矿电池块之间。导电连接件300不需要在钙钛矿电池块外周进行多余走线,优化了导电连接件300布置。
继续参照图6,在一些实施例中,同一组内的多个钙钛矿电池块的接触部极性朝向相同;同一电池单元内的第一组与第二组的各钙钛矿电池块的接触部极性朝向相反。多个汇流条包括第三汇流条330、第四汇流条340、第五汇流条350和第六汇流条360,第三汇流条330布置于上一行的上侧,且与对应的接触部导电连接;第四汇流条340布置于下一行的下侧,且与对应的接触部导电连接;第五汇流条350布置于两行的第一组之间,且与对应的接触部导电连接;第六汇流条360布置于两行的第二组之间,且与对应的接触部导电连接;第五汇流条350形成有第三极片303,第六汇流条360形成有第四极片304,第三极片303和第四极片304的极性相反。
在本实施方式中,第一行左侧的两个钙钛矿电池块的正极接触部220朝上布置,负极接触部230朝下布置。第一行右侧的两个钙钛矿电池块的正极接触部220朝下布置,负极接触部230朝上布置。第二行左侧的两个钙钛矿电池块的正极接触部220朝下布置,负极接触部230朝上布置。第二行右侧的两个钙钛矿电池块的正极接触部220朝下布置,负极接触部230朝上布置。
第三汇流条330分别与第一行左侧的两个钙钛矿电池块的正极接触部220和第一行右侧的两个钙钛矿电池块的负极接触部230通过导电胶粘接。第四汇流条340分别与第二行左侧的两个钙钛矿电池块的正极接触部220和第一行右侧的两个钙钛矿电池块的负极接触部230通过导电胶粘接。第五汇流条350分别与第一行左侧的两个钙钛矿电池块的负极接触部230和第二行左侧的两个钙钛矿电池块的负极接触部230通过导电胶粘接。第六汇流条360分别与第一行右侧的两个钙钛矿电池块的正极接触部220和第二行右侧的两个钙钛矿电池块的正极接触部220通过导电胶粘接。
第三极片303作为钙钛矿电池组件的负极,用于与外部电路连接;第四极片304作为钙钛矿电池组件的正极,用于与外部电路连接。
继续参照图6,在一些实施例中,第五汇流条350靠近第六汇流条360的一端形成有第三极片303,第六汇流条360靠近第五汇流条350的一端形成有第四极片304。
第三极片303和第五汇流条350可以一体成型,第四极片304和第六汇流条360可以一体成型。第三极片303和第四极片304需要延伸出封装框架100,以连接接线盒。由于第三极片303和第四极片304的位置靠近,便于布置接线盒,减小接线盒的尺寸。
在另一些实施例中,多个钙钛矿电池块呈阵列排布,导电连接件300包括布置于最上方的第一行上侧的汇流条、布置于最下方的最后一行下侧的汇流条以及布置于各行之间的汇流条,各汇流条与对应的接触部导电连接。
在本实施方式中,多个钙钛矿电池块可以布置成大于或等于三行,从而有利于提高钙钛矿电池组件内钙钛矿电池块的数量,进而更便于配置钙钛矿电池组件的电压。同样,在本实施方式中,沿列方向相邻的两个钙钛矿电池块朝向彼此的接触部的极性相同,由此可以利用一个汇流条同时连接沿列方向相邻的两个钙钛矿电池块的接触部,优化汇流条的布局。
需要说明的是,钙钛矿电池组件内的多个钙钛矿电池块所形成的电路结构可以根据需要进行设置,一行钙钛矿电池块所连接的汇流条的数量也可以根据需求设置,本实施方式对此不加以限制。
钙钛矿电池组件也可以采用上述各实施例中的技术方案,其也具有相应的技术效果,在此不再赘述。
本申请的一个实施例还提供了一种光伏系统,包括:根据前述的薄膜电池组件或钙钛矿电池组件、接线盒和电力转换设备,接线盒与薄膜电池组件或钙钛矿电池组件的导电连接件电连接;电力转换设备的输入端与接线盒电连接。
电力转换设备可以为逆变器或者直流转换设备等。薄膜电池组件或钙钛矿电池组件的导电连接件形成有极片,该极片与接线盒连接,接线盒通过电缆与电力转换设备的输入侧连接。电力转换设备可以与电网或者用电设备连接。
根据本申请的光伏系统,薄膜电池组件或钙钛矿电池组件包括多个电池块,再将各电池块统一封装,并采用导电连接件连接,工艺限制较小,输出效率更高,且由于薄膜电池组件或钙钛矿电池组件的输出效率更高,整个系统的效率也更高。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (20)
1.一种薄膜电池组件,其特征在于,包括:
封装框架;
多个薄膜电池块,封装于所述封装框架内,所述薄膜电池块包括多个子电池、正极接触部和负极接触部,每个所述薄膜电池块内的各所述子电池分别与所述正极接触部和所述负极接触部电连接;
导电连接件,包括多个汇流条,各所述薄膜电池块的所述正极接触部和所述负极接触部通过多个汇流条导电连接,以实现各所述薄膜电池块的电连接。
2.根据权利要求1所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述多个薄膜电池块划分为多个电池单元,各所述电池单元并联连接。
3.根据权利要求2所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述多个薄膜电池块呈两行多列排布,两行的所述薄膜电池块数量相同,沿列方向相对的所述薄膜电池块朝向彼此的接触部极性相同。
4.根据权利要求3所述的薄膜电池组件,其特征在于,各所述电池单元包括一个所述薄膜电池块,各所述薄膜电池块并联。
5.根据权利要求4所述的薄膜电池组件,其特征在于,同一行内的各所述薄膜电池块的接触部极性朝向相同,多个所述汇流条包括:
第一汇流条,包括分别布置于上一行上侧的第一汇流部、布置于下一行下侧的第二汇流部和连接于所述第一汇流部和所述第二汇流部之间的第三汇流部,所述第一汇流部和所述第二汇流部均与对应的接触部导电连接;
第二汇流条,布置于两行之间,且与对应的接触部导电连接。
6.根据权利要求5所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述第三汇流部形成有第一极片,所述第二汇流条沿行方向延伸出薄膜电池块布置区域,并在末端形成第二极片,所述第一极片和所述第二极片的极性相反,且沿所述行方向对齐布置。
7.根据权利要求3所述的薄膜电池组件,其特征在于,每行所述薄膜电池块为一个电池单元,各所述电池单元沿行方向分为第一组和第二组,同一组内的多个所述薄膜电池块并联,同一电池单元内的第一组与第二组串联。
8.根据权利要求7所述的薄膜电池组件,其特征在于,同一组内的多个所述薄膜电池块的接触部极性朝向相同;同一电池单元内的第一组与第二组的各所述薄膜电池块的接触部极性朝向相反;
多个所述汇流条包括:
第三汇流条,布置于上一行的上侧,且与对应的接触部导电连接;
第四汇流条,布置于下一行的下侧,且与对应的接触部导电连接;
第五汇流条,布置于两行的所述第一组之间,且与对应的接触部导电连接;
第六汇流条,布置于两行的所述第二组之间,且与对应的接触部导电连接;
所述第五汇流条形成有第三极片,所述第六汇流条形成有第四极片,所述第三极片和所述第四极片的极性相反。
9.根据权利要求8所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述第五汇流条靠近所述第六汇流条的一端形成有所述第三极片,所述第六汇流条靠近所述第五汇流条的一端形成有所述第四极片。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述多个薄膜电池块呈阵列排布,所述导电连接件包括布置于最上方的第一行上侧的汇流条、布置于最下方的最后一行下侧的汇流条以及布置于各行之间的汇流条,各汇流条与对应的接触部导电连接。
11.根据权利要求10所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述布置于各行之间的汇流条上形成有沿行方向排布的多个开孔。
12.根据权利要求11所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述开孔沿列方向的宽度大于对应的沿列方向相邻的两个所述薄膜电池块之间的间距。
13.根据权利要求1-9中任一项所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述导电连接件形成极片,所述极片延伸至所述封装框架之外。
14.根据权利要求13所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述极片朝所述薄膜电池组件的背光侧伸出,以用于与接线盒连接。
15.根据权利要求1-9中任一项所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述导电连接件通过导电胶与各所述薄膜电池块的接触部粘接。
16.根据权利要求1-9中任一项所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述封装框架包括沿厚度方向顺次层叠的第一玻璃、第一胶膜、框胶、第二胶膜和第二玻璃,所述多个薄膜电池块封装于所述第一胶膜和所述第二胶膜之间,所述框胶围绕所述多个薄膜电池块封装。
17.根据权利要求16所述的薄膜电池组件,其特征在于,所述第一玻璃和所述第二玻璃均为物理钢化玻璃或者化学钢化玻璃,其中,所述物理钢化玻璃的厚度为1.1mm-3.0mm,所述化学钢化玻璃的厚度为0.2mm-1.5mm。
18.根据权利要求16所述的薄膜电池组件,其特征在于,相邻两个薄膜电池块之间填充有所述第一胶膜、所述第二胶膜或者所述框胶。
19.一种钙钛矿电池组件,其特征在于,包括根据权利要求1-18中任一项所述的薄膜电池组件,所述薄膜电池组件中的薄膜电池块的吸光层为钙钛矿层。
20.一种光伏系统,其特征在于,包括:
根据权利要求1-18中任一项所述的薄膜电池组件,或根据权利要求19所述的钙钛矿电池组件;
接线盒,与所述薄膜电池组件或所述钙钛矿电池组件的所述导电连接件电连接;
电力转换设备,所述电力转换设备的输入端与所述接线盒电连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant |