CN205609550U - 一种双面太阳能电池组件 - Google Patents

一种双面太阳能电池组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种双面太阳能电池组件,从上至下包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料,其中所述的电池串组由多个电池串并联而成,所述的电池串由多个小型电池片串联而成,所述的多个小型电池片为由p型双面吸收太阳能电池片、n型双面吸收太阳能电池片和背接触太阳能电池片中的一种或几种切割而成的长方形电池片;其中串并联合的结构能够有效的降低组件内部传输损耗,并且使得组件制作中金属焊带的使用大幅减少甚至省略,进而有效降低了组件成本,同时并联连接的增多使得组件抗热斑能力得到增强。

Description

一种双面太阳能电池组件
技术领域
本实用新型属于太阳能电池组件技术领域,具体涉及一种双面太阳能电池组件。
背景技术
人类获得能源的最直接的方式是利用太阳能,而太阳能光伏电池是将太阳能转换为电能的最有效方式之一。近几年来,太阳能电池世界产量以每年30~40%的速度增长,成为目前市场上发展最快的行业之一,其中晶体硅太阳能电池日渐发展成熟,占据了市场的主导地位。
随着晶体硅太阳能电池技术的发展,各种高效电池技术也逐渐成熟,如全背接触电池,双面钝化双面电池,HIT电池等等,与常规电池相比,这些高效电池正反两面皆有良好的钝化,电流电压较高,特别是双面电池由于正反两面都能吸收光线从而产生光生载流子,因而具有较高的短路电流。在常规组件制作中,电池片之间的互连往往采用串联方式,电池的电流越高,组件功率在互连条上的传输损失越大。因此在利用这些高效双面电池制作组件时,如果仍然使用常规的焊带互连技术,势必可以想象从电池到组件的功率损失将会很高,电池端得到的高转换效率在组件端并不能得到完全体现,因此人们也在寻求各种方案以实现太阳能电池组件功率的提升。电池到组件的功率损失主要分光学损失和电学损失两种,光学损失主要与玻璃、EVA等材料的吸收和反射有关,而电学损失则主要来源于电池内部,互连条、汇流条、接线盒及其线缆的损耗等,如果不能有效的降低这些连接材料的内阻,大部分能量将以热量的形式损耗掉而不是转化为电能。
在这种情况下,本实用新型申请人致力于提出一种新的双面太阳能电池组件,这种太阳能电池组件能够有效的降低互连条本身带来的内阻损耗,提升组件功率进而降低发电成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种双面太阳能电池组件,这种双面太阳能电池组件能够降低电池到组件的功率损失,充分体现高效电池的优势,降低发电成本。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现:一种双面太阳能电池组件,从上至下包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料,其中所述的电池串组由多个电池串并联而成,所述的电池串由多个小型电池片串联而成,所述的多个小型电池片为由p型双面吸收太阳能电池片、n型双面吸收太阳能电池片和背接触太阳能电池片中的一种或几种切割而成的长方形电池片。
这些双面吸收太阳能电池片可以为直角或圆角电池片,这些双面吸收太阳能电池的宽度优选为100~200mm。
而且,这些双面吸收太阳能电池片在电学性能上尽量一致,最大功率点电流误差波动范围越小越好,至少在0.2A以内,这些双面吸收电池金属化版型根据电池类型不同设计也有所不同,小型电池片短边宽度一致。
作为本实用新型的一种优选的技术方案,所述的电池串由多个同种类型的p型、n型或背接触小型电池片串联而成,或所述的电池串由多个p型和n型小型电池片串联而成。
作为上述技术方案的其中一种优选的具体实施方式,所述的电池串由多个同种类型p型或n型小型电池片串联而成,所述小型电池片其中一长边的正面设有正面主栅,另一长边的背面设有背面主栅,相邻两小型电池片采用叠片方式连接,其中一小型电池片的背面主栅设置在相邻一小型电池片的正面主栅上,所述背面主栅与所述正面主栅相接触位置处设有导电材料。
作为上述技术方案的其中一种优选的具体实施方式,所述的电池串由多个同种类型p型或n型小型电池片串联而成,所述小型电池片上设有与其短边相平行的细栅,相邻两小型电池片采用叠片方式连接,其中一小型电池片长边的背面设置在相邻一小型电池片的长边正面上,该小型电池片长边的背面与相邻一小型电池片的长边正面相接触位置处设有双面导电材料。
作为上述技术方案的其中一种优选的具体实施方式,所述的电池串由多个同种类型背接触小型电池片串联而成,所述小型电池片的背面设有至少一组指交状结构,且正极和负极分别设置在所述小型电池片的两长边上,相邻两小型电池片采用导电材料连接,其中一小型电池片的正极与相邻一小型电池片的负极采用导电材料连接。
由于背接触电池的正极与负极全部在电池背面,所有的电学连接也均处于电池背部,不会对电池正面光照产生影响,同时这种切片后串联再并联的方式能够极大的减少电流在互联条上的功率损耗,从而提升组件功率。
作为上述技术方案的其中一种优选的具体实施方式,所述的电池串由多个p型和n型小型电池片串联而成,相邻两小型电池片的正面与正面、背面与背面采用导电材料连接。
这样设计,可以不用层叠电池片,而是直接将相邻的两太阳能电池的正面与正面、背面与背面连接即可,这样既能有效提高生产的速度和效率,又可降低组件生产过程中的碎片率。
在上述优选的技术方案中:所述导电材料优选为金属焊带、导电胶带、导电胶、导电胶膜、导电浆料和焊膏中的一种或几种。所述导电材料根据连接方式不同可以为单面连接也可以为双面连接。
用于电池受光面(正面或前表面)连接的导电材料其宽度优选与电池主栅线宽度基本一致,宽度大约为主栅宽度的0.5~1.5倍。用于电池背光面连接的导电材料其形状可以自由设计。
其中优选将每片太阳能电池片切割成2~8个小型电池片。
背板材料可以为不透光的普通背板,也可以为双面透光的玻璃材料。
EVA/POE为乙烯-醋酸乙烯共聚物/乙烯-辛烯共聚物。
与常规组件相比,本实用新型具有以下优点:
(1)本实用新型通过设计不同的双面电池结构,对电池片进行切割,切割后先串联再并联,串并联合的结构能够更好的降低组件内部传输损耗,同时组件内并联连接的增多使得组件抗热斑能力得到增强;通过搭配不同结构的双面电池来制作组件,使得电池之间的互连工艺得以简化,从而降低太阳能电池片的碎片率,提升组件良品率;
(2)本实用新型通过优化电池间互连方式,能够降低组件焊带使用量,相比常规组件,本实用新型可以将组件制作过程中焊带的使用量明显降低甚至无需互连焊带,从而有效降低组件制作成本。
附图说明
图1是实施例1中p型、n型双面电池切割前后示意图,其中(a):n型双面电池切割前,(b):n型双面电池切割后,(c):p型双面电池切割前,(d):p型双面电池切割后;
图2是实施例1中不同电池片交替互连排版片段示意图,其中(a):电池串正面俯视图,(b):电池串侧视图;
图3是实施例1中组件内电池片排版连接示意图;
图4是实施例2中IBC电池的正面及背面结构示意图,其中(a):IBC电池正面,(b):IBC电池背面;
图5是实施例2中IBC电池串连接片段示意图;
图6是实施例3中n型双面电池的正面和背面电极示意图,其中(a):n型双面电池正面,(b):n型双面电池背面;
图7是实施例3中n型双面电池切割后正面和背面电池结构示意图;
图8是实施例3中叠片电池串的连接片段示意图;
图9是实施例4中两块无主栅电池片相互叠加示意图;
其中1为n型电池正面正电极,2为p型电池正面负电极,3为正面互连条,4为背面互连条,5为IBC电池负极金属栅线,6为IBC电池正极金属栅线,7为电池片中心预留间隙用于电池片切割,8为金属焊带,9为n型电池正面主栅,10为n型电池背面主栅,11为预留电池切割间隙,12为切割后的无主栅电池,13为双面导电胶带。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的双面太阳能电池组件,从上至下包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料,其中电池串组由多个电池串并联而成,电池串由多个小型电池片串联而成,多个小型电池片为由p型双面吸收太阳能电池片或n型双面吸收太阳能电池片切割而成的长方形电池片。
其中电池串由多个p型和n型小型电池片串联而成。
相邻两小型电池片的正面与正面、背面与背面采用导电材料连接。
本实施例采用p型双面电池和n型双面电池结合制作组件,两种电池的发射极都设置在电池的正面(光照面),因此n型电池的正面为电池的正极,p型电池的正面为电池的负极,相邻两电池片的正面与正面之间,背面与背面之间利用传统焊带进行互连,具体步骤如下:
(1)挑选目标电池片:所选为p型双面电池和n型双面电池,电池分选时保证两种电池在正面光照时最大功率点电流尽量一致,电流差异不要超过0.15安培;
(2)切割太阳能电池:将两种不同类型电池片各自切割,等分成6片小型电池片,附图1中(a)-(d)为两种电池片切割前后的示意图,切割后的电池片按照p型、n型电池片交替排列好,排列的数目可以根据组件版型的需要灵活调节,图2中(a)和(b)分别为电池片互连排版片段的正面俯视图和侧视图;
(3)正面焊接太阳能电池:采用焊接机按照间隔顺序将正面互连条3焊接到n型电池的正面正电极1和相邻p型电池的正面负电极2上,正面互连条为镀锡的铜带;
(4)背面焊接太阳能电池:采用焊接机将背面互连条4焊接到太阳能电池的背面正电极和相邻电池的背面负电极上,背面互连条4布置在没有焊接正面互连条的太阳能电池空挡处,互连条为镀锡的铜带;
(5)组件排版叠层及层压:按照从上至下的顺序,将盖板材料、EVA和/或POE、焊接好的太阳能电池串、EVA和/或POE、背板材料敷设好,其中电池串的铺设根据组件版型需要,每60片小型电池片先交替串联连接,形成的电池串相互之间再并联连接,图3为组件内电池片排版连接示意图,叠层完成后进行层前EL测试,测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压;
(6)层压件冷却后削除玻璃边缘残留的背板及EVA和/或POE材料,进行EL测试,达到质量要求即可完成装框及接线盒连接工作,制得双面太阳能电池组件。
实施例2
本实施例提供的双面太阳能电池组件,从上至下包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料,其中电池串组由多个电池串并联而成,电池串由多个小型电池片串联而成,多个小型电池片为由背接触太阳能电池片切割而成的长方形电池片。
电池串由多个同种类型背接触小型电池片串联而成,小型电池片的背面设有至少一组指交状结构,且正极和负极分别设置在小型电池片的两长边上,相邻两小型电池片采用导电材料连接,其中一小型电池片的正极与相邻一小型电池片的负极采用导电材料连接。
本实施例采用全背接触IBC电池制作组件,全背接触电池正面没有任何金属栅线设置,所有接触均处于电池片背面,本实施例在电池背面设置了两组指交状金属结构,图4中(a)和(b)分别为IBC电池的正面及背面结构示意图,具体步骤如下:
(1)挑选目标电池片:所选为IBC电池,电池分选时保证两种电池在正面光照时最大功率点电流尽量一致,电流差异不要超过0.1安培;
(2)切割太阳能电池:将电池片从中心预留切割间隙7处切开,电池分为两个部分,每部分均含有一组正负极交叉的指交状金属结构;
(3)电池串连接:将裁切好的电池片依次排列,使得相邻电池片两端金属电极极性不同,使用金属焊带8和导电胶结合将相邻两片电池片的正极和负极连接起来,如一片电池片的负极金属栅线5与相邻电池片的正极金属栅线6进行连接,如此交替形成电池串,图5为IBC电池串连接片段示意图;
(4)组件排版叠层及层压:按照从上至下的顺序,将盖板材料、EVA和/或POE、互连好的太阳能电池串、EVA和/或POE、背板材料敷设好,其中电池串的铺设根据组件版型需要,小型电池片先串联连接,形成的电池串再串联连接。叠层完成后进行层前EL测试,测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压;
(5)层压件冷却后削除玻璃边缘残留的背板及EVA和/或POE材料,进行EL测试,达到质量要求即可完成装框及接线盒连接工作,制得双面太阳能电池组件。
实施例3
本实施例提供的双面太阳能电池组件,从上至下包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料,其中电池串组由多个电池串并联而成,电池串由多个小型电池片串联而成,多个小型电池片为由n型双面吸收太阳能电池片切割而成的长方形电池片。
电池串由多个同种类型n型小型电池片串联而成,小型电池片其中一长边的正面设有正面主栅,另一长边的背面设有背面主栅,相邻两小型电池片采用叠片方式连接,其中一小型电池片的背面主栅设置在相邻一小型电池片的正面主栅上,背面主栅与所述正面主栅相接触位置处设有导电材料。
本实施例采用n型双面电池制作组件,电池片的正极与负极分布在电池片的正反两面,电池片的正面与背面各设置4根主栅,n型电池的正面主栅9与n型电池的背面主栅10不在电池片上下相同位置而是沿电池片中心水平方向呈180°对称设置,图中6中(a)和(b)分别为n型双面电池的正面和背面电极示意图,具体组件制作步骤如下:
(1)挑选目标电池片:所选为n型双面电池,电池分选时保证两种电池在正面光照时最大功率点电流尽量一致,电流差异不要超过0.15安培;
(2)切割太阳能电池:沿预留切割间隙11将电池片切割等分成4片小电池,切割后电池正面主栅与背面主栅分布在短边的两端,与长边平行呈中心线对称分布,图7为电池片切割后正面和背面电池结构示意图;
(3)电池串连接:电池片串接采用叠片方式进行,将一片n型电池片的背面主栅10盖在另一片n型电池片的正面主栅9上,电极之间使用导电浆料进行连接,连接过程中施加少量的压力和热使得电极粘合在一起,多个电池片如此反复叠加形成电池串,图8为叠片电池串的连接片段示意图;
(4)组件排版叠层及层压:按照从上至下的顺序,将盖板材料、EVA和/或POE、互连好的太阳能电池串、EVA和/或POE、背板材料敷设好,其中电池串的铺设根据组件版型需要,小型电池片先串联连接,形成的电池串相互之间再并联连接,叠层完成后进行层前EL测试,测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压;
(5)层压件冷却后削除玻璃边缘残留的背板及EVA和/或POE材料,进行EL测试,达到质量要求即可完成装框及接线盒连接工作,制得双面太阳能电池组件。
实施例4
本实施例提供的双面太阳能电池组件,从上至下包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料,其中电池串组由多个电池串并联而成,电池串由多个小型电池片串联而成,多个小型电池片为由p型双面吸收太阳能电池片切割而成的长方形电池片。
电池串由多个同种类型p型串联而成,小型电池片上设有与其短边相平行的细栅,相邻两小型电池片采用叠片方式连接,其中一小型电池片长边的背面设置在相邻一小型电池片的长边正面上,该小型电池片长边的背面与相邻一小型电池片的长边正面相接触位置处设有双面导电材料。
本实施例采用P型双面电池制作组件,电池正反两面都设置有钝化膜,电池片的正极与负极分布在电池片的正反两面且均没有主栅设置,正面金属化为银栅线,背面金属化为铝栅线。具体组件制作步骤如下:
(1)挑选目标电池片:所选为P型无主栅双面电池,电池分选时保证两种电池在正面光照时最大功率点电流尽量一致,电流差异不要超过0.1安培;
(2)切割太阳能电池:沿垂直细栅方向将电池片切割等分成8片小电池,切割后电池的细栅线与短边平行;
(3)电池串连接:电池片串接采用叠片方式进行,首先将双面导电胶带13粘贴在一片无主栅电池片的正面边缘,沿长边粘贴,再将另外一片电池片的背面粘贴在导电胶带上实现两片电池片的叠加及导电传输,导电胶带宽度不超过电池短边宽度的1/10,两片电池片叠加后从正面看不到导电胶带,图9为两块无主栅电池片相互叠加示意图,多个电池片如此反复叠加形成电池串;
(4)组件排版叠层及层压:按照从上至下的顺序,将盖板材料、EVA和/或POE、互连好的太阳能电池串、EVA和/或POE、背板材料敷设好,其中电池串的铺设根据组件版型需要,小型电池片先串联连接,形成的电池串相互之间再并联连接,叠层完成后进行层前EL测试,测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压;
(5)层压件冷却后削除玻璃边缘残留的背板及EVA和/或POE材料,进行EL测试,达到质量要求即可完成装框及接线盒连接工作,制得双面太阳能电池组件。
上面列举一部分具体实施例对本实用新型进行说明,有必要在此指出的是以上具体实施例只用于对本实用新型作进一步说明,不代表对本实用新型保护范围的限制。其他人根据本实用新型做出的一些非本质的修改和调整仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种双面太阳能电池组件,其特征是从上至下包括盖板材料、EVA和/或POE、电池串组、EVA和/或POE、背板材料,其中所述的电池串组由多个电池串并联而成,所述的电池串由多个小型电池片串联而成,所述的多个小型电池片为由p型双面吸收太阳能电池片、n型双面吸收太阳能电池片和背接触太阳能电池片中的一种或几种切割而成的长方形电池片。
2.根据权利要求1所述的双面太阳能电池组件,其特征是:所述的电池串由多个同种类型的p型、n型或背接触小型电池片串联而成,或所述的电池串由多个p型和n型小型电池片串联而成。
3.根据权利要求2所述的双面太阳能电池组件,其特征是:所述的电池串由多个同种类型p型或n型小型电池片串联而成,所述小型电池片其中一长边的正面设有正面主栅,另一长边的背面设有背面主栅,相邻两小型电池片采用叠片方式连接,其中一小型电池片的背面主栅设置在相邻一小型电池片的正面主栅上,所述背面主栅与所述正面主栅相接触位置处设有导电材料。
4.根据权利要求2所述的双面太阳能电池组件,其特征是:所述的电池串由多个同种类型p型或n型小型电池片串联而成,所述小型电池片上设有与其短边相平行的细栅,相邻两小型电池片采用叠片方式连接,其中一小型电池片长边的背面设置在相邻一小型电池片的长边正面上,该小型电池片长边的背面与相邻一小型电池片的长边正面相接触位置处设有双面导电材料。
5.根据权利要求2所述的双面太阳能电池组件,其特征是:所述的电池串由多个同种类型背接触小型电池片串联而成,所述小型电池片的背面设有至少一组指交状结构,且正极和负极分别设置在所述小型电池片的两长边上,相邻两小型电池片采用导电材料连接,其中一小型电池片的正极与相邻一小型电池片的负极采用导电材料连接。
6.根据权利要求2所述的双面太阳能电池组件,其特征是:所述的电池串由多个p型和n型小型电池片串联而成,相邻两小型电池片的正面与正面、背面与背面采用导电材料连接。
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