CN204315597U - 轻型光伏电池组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种轻型光伏电池组件，其具有平板式外观和层状结构。从正面(受光面)到背面(背光面)分别是前面板，封装膜甲，晶硅电池片，封装膜乙，玻璃纤维增强树脂板材，封装膜丙和后面板。组件内部的多个晶硅电池片间以含铜焊带相连接，连接方式包括焊接和粘接。本实用新型中的光伏组件没有玻璃前板，故而减轻了组件的重量，便于携带和安装使用。

Description

轻型光伏电池组件
技术领域
本实用新型涉及一种轻型光伏电池组件，属于光伏发电技术领域。
背景技术
光伏电池，是利用光生伏打效应将光能转换为电能的器件。根据光伏电池的光电转换材料的不同，光伏电池可以分为晶体硅电池(包括单晶硅电池，多晶硅电池和异质结电池)，非晶硅/微晶硅电池，碲化镉电池，黄铜矿(例如铜铟镓硒)电池，有机电池，染料敏化电池，量子点电池，III-V族电池，叠层电池等类型。
光伏电池容易受到外部气候因素，例如氧气、水蒸汽、紫外线、外力、雷电等的影响而老化以至于失效；因此光伏电池需要用耐候材料封装后才能长期使用。单个或多个光伏电池同时封装后形成的光伏电池板，被称为光伏组件。常用的封装材料包括玻璃、不锈钢等无机物，以及聚乙烯醋酸乙烯，聚乙烯醇缩丁醛，聚烯烃，硅酮，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚氟乙烯，聚偏氟乙烯等有机聚合物。
常规的晶体硅光伏组件具有层状结构。从正面(受光面)到背面(背光面)依次是低铁超白钢化玻璃、聚乙烯醋酸乙烯、晶体硅光伏电池、聚乙烯醋酸乙烯、光伏背板。其中的背板为多层复合材料，通常含有聚对苯二甲酸乙二醇酯层和聚氟乙烯层(或聚偏氟乙烯层)。在层状结构的组件四边，有铝合金的边框。也有采用钢化玻璃取代背板的光伏组件，因为正反两面均为玻璃，这种组件被称作双玻组件。
常规的光伏组件在室外长年使用，故需抵御可能受到的强风和积雪。常规组件为悬空安装在支架上，为了抵御风载荷和雪载荷，组件因而必须具有足够的机械强度。为了达到足够的机械强度，常规组件的钢化玻璃必须有足够的厚度。对于功率在200瓦以上的仅正面有玻璃的组件，目前主流产品的玻璃厚度是3.2毫米。过厚的玻璃使得常规组件的重量偏重，单位面积的重量通常在12千克每平方米以上。这对于组件的安装和使用带来较大的影响。
发明内容
本实用新型提供一种轻型光伏组件，该光伏组件具有平板式外观和层状结构。从正面(受光面)到背面(背光面)分别是前面板，封装膜甲，晶硅电池片，封装膜乙，玻璃纤维增强树脂板材，封装膜丙和后面板。组件内部的多个晶硅电池片间以含铜焊带相连接，连接方式包括焊接和粘接。
本实用新型中的光伏组件包括所有具有上述结构的组件。在此基础上，本实用新型中的光伏组件包括所有具有上述结构且含有接线盒、防反二极管、旁路二极管、稳压输出电路和连接器等器件中的一种或多种的光伏组件。
本实用新型中的光伏组件包括所有具有上述结构且组件四周有金属边框、硅胶、聚合物胶带等封边材料中的一种或多种的光伏组件。
本实用新型中的玻璃纤维增强树脂，是指将玻璃纤维添加到常规树脂中制成的材料，与未添加玻璃纤维的普通树脂相比，玻璃纤维增强树脂的机械强度和高温稳定性都有很大的提高。常见的玻璃纤维增强树脂有玻璃纤维增强环氧树脂，玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯等。在本实用新型后续的描述中，玻璃纤维增强树脂板材亦被简称为玻纤树脂板或玻纤板。
本实用新型中的玻纤板，包括所有厚度在0.2毫米到3毫米之间的玻璃纤维增强树脂板材。其面积应足够大，使得组件中所包含的所有光伏电池片都可以互不重叠的放置在玻纤板上，且相邻电池片间有一定的间隙。
图1是本实用新型的三维分解示意图。从组件的背面到正面依次是后面板10，封装膜丙20，玻璃纤维增强树脂板30，封装膜乙40，光伏电池片50，封装膜甲60和前面板70。相邻电池片的间隙在组件层压过程中会被熔融的封装膜材料所填充。若玻纤板30的长宽小于前后面板以及封装材料的长宽，则层压后玻纤板四周的后面板10和前面板70会被封装膜材料紧密粘合在一起。
本实用新型中的后面板材料包括但并不局限于聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，四氟乙烯，聚四氟乙烯，聚三氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚氟乙烯，或四氟乙烯六氟丙烯共聚物等材料。本实用新型中的后面板包括所有厚度在0.025毫米到1毫米之间且含有上述材料的薄膜、织物、无纺布或它们的复合体。
本实用新型中的封装膜甲乙丙的材料包括但并不局限于聚乙烯醋酸乙烯(又称为EVA)、聚烯烃和硅胶。本实用新型中的封装膜甲、乙、丙包括所有厚度在0.025毫米到1毫米之间且含有上述材料的薄膜或织物。本实用新型中的封装膜甲和丙包括所有含有上述材料，且在组件制造前预先涂覆或层压在前后面板上的薄膜或织物。
本实用新型中的前面板材料包括但并不局限于聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，四氟乙烯，聚四氟乙烯，聚三氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚氟乙烯，或四氟乙烯六氟丙烯共聚物等材料。本实用新型中的前面板包括所有厚度在0.02毫米到1毫米之间且含有上述材料的薄膜。
本实用新型中的晶体硅光伏电池，包括所有厚度在0.05毫米到0.30毫米之间的完整的单晶硅和多晶硅光伏电池，以及厚度在0.05毫米到0.30毫米之间的由单晶硅或多晶硅电池分切而成的光伏电池。
本实用新型中的前面板、光伏电池、玻纤板、后面板和封装材料的外观色彩包括所有人类肉眼可以辨识的黑、蓝、绿、红、黄、白等颜色和无色透明的外观。
本实用新型中的前面板的后面板的表面形貌包括所有平面型面板和表面起伏不大于1毫米的面板。
本实用新型中的光伏组件不含光伏玻璃，从而大大减轻了组件的重量，便于携带和安装使用。本实用新型中的光伏组件在便携式产品如太阳能移动电源，移动设备如汽车用光伏系统，以及地面光伏电站和分布式发电领域相对传统光伏组件具有轻、薄的优势。
附图说明
图1为本实用新型的三维分解示意图。
图2为本实用新型的一个实施方式的三维示意图
图3是与图2同一个实施例的侧视图
图4是与图2同一个实施例中的光伏电池与焊带的顶视示意图
具体实施方式
图2是本实用新型的一个具体实施方式的三维示意图。接线盒110通过硅胶粘接在后面板10的背面。接线盒110中含有稳压电路和防反二极管，以通用串行总线(USB)母口120输出。
图3是该实施例的侧视图。前面板70为厚度0.05毫米的四氟乙烯，封装膜甲60为厚度0.45毫米的无色透明聚乙烯醋酸乙烯，光伏电池50为厚度0.2毫米的深蓝色多晶硅电池片，含铜焊带55的厚度为0.12毫米，封装膜乙40为厚度0.30毫米的蓝色聚乙烯醋酸乙烯，玻纤板30为厚度1毫米的玻纤增强环氧树脂板，后面板10为厚度0.15毫米的蓝色聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，封装膜丙20是预先涂覆在后面板10上且厚度为0.05毫米的无色透明聚乙烯醋酸乙烯。
在该实施例中，光伏电池50包括10片长宽分别为78毫米和52毫米的p型多晶硅光伏电池，电池的正面有H型负电极(包括一根主栅线和若干根与主栅线垂直的细栅指电极)，电池的背面为正极(对于n型光伏电池，其正负电极的位置与p型电池相反)。相邻电池片的正负电极通过焊带55依次连接。焊带55最左端的正极56从组件主体穿出，进入接线盒110中。焊带55的最右端通过焊带57连接到同一组件内另一排光伏电池中最右端的光伏电池的反面(正极)，如图4所示，这一排的相邻电池片的正负电极同样通过焊带依次连接，最左端的焊带负极58从组件主体穿出，进入接线盒110中。

Claims (10)

1.一种轻型光伏电池组件，具有平板式外观和层状结构，其特征在于：从受光面到背光面分别是前面板、封装膜甲、晶硅电池片、封装膜乙、玻璃纤维增强树脂板材、封装膜丙和后面板，组件内部的多个晶硅电池片间以含铜焊带相连接，连接方式包括焊接和粘接。
2.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：光伏电池组件含有接线盒、防反二极管、旁路二极管、稳压输出电路和连接器中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：光伏电池组件含有金属边框、硅胶、聚合物胶带中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：玻璃纤维增强树脂板材的厚度不小于0.2毫米且不大于3毫米。
5.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：后面板材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、或四氟乙烯六氟丙烯共聚物，后面板厚度不小于0.025毫米且不大于1毫米，后面板结构为薄膜、织物或薄膜与织物的复合体。
6.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：封装膜甲、封装膜乙、封装膜丙的材料为聚乙烯醋酸乙烯、聚烯烃或硅胶，封装膜甲、封装膜乙、封装膜丙的厚度均不小于0.025毫米且不大于1毫米，封装膜甲、封装膜乙、封装膜丙的结构为薄膜或织物，封装膜甲和封装膜丙。
7.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：前面板材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、或四氟乙烯六氟丙烯共聚物，前面板厚度不小于0.02毫米且不大于1毫米。
8.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：晶体硅光伏电池的厚度不小于0.05毫米且不大于0.30毫米，晶体硅光伏电池包括完整的单晶硅光伏电池和多晶硅光伏电池，以及由单晶硅或多晶硅电池分切而成的光伏电池。
9.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：玻璃纤维增强树脂板材、后面板、封装膜、前面板和光伏电池的颜色包括所有无色透明或具有 人类肉眼可以辨识的颜色如黑、蓝、绿、红、黄、白色。
10.根据权利要求1所述的轻型光伏电池组件，其特征在于：后面板和前面板为平面型面板或表面起伏不大于1毫米的面板。
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