CN206628477U - 双玻太阳能电池组件及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双玻太阳能电池组件，包括从上到下依次层叠设置的正面钢化玻璃、第一粘结层、太阳能电池组、第二粘结层和背面钢化玻璃；所述双玻太阳能电池组件的四周设有固定框架，所述固定框架包括相对设置的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架的内侧设有卡槽，所述卡槽用于固定双玻太阳能电池组件，所述第一支架的外侧设有凹槽，所述第二支架的外侧设有凸起，所述凹槽与所述凸起相适配；所述第一支架和/或第二支架设有通孔，用于引出双玻太阳能电池组件的正负极。相应的，本实用新型还公开一种采用上述双玻太阳能电池组件的系统。采用本实用新型，装配十分方便简单，可以统一装配质量，成品率高，组件可靠性高。

Description

双玻太阳能电池组件及系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种双玻太阳能电池组件及系统。

背景技术

太阳能电池组件是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，然后将电送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-NJunction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

传统晶硅太阳能电池基本上只采用正面钝化技术，在硅片正面用PECVD的方式沉积一层氮化硅膜，降低少子在前表面的复合速率，可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

随着对晶硅电池的光电转换效率的要求越来越高，人们开始研究PERC背钝化太阳电池技术。目前业界主流厂家的焦点集中在单面PERC太阳能电池的量产，而P型PERC双面太阳能电池，由于光电转换效率高，同时双面吸收太阳光，发电量更高，在实际应用中具有更大的使用价值。但是，目前P型PERC双面太阳能电池也仅仅是一些研究机构在实验室做的研究，如何将P型PERC双面太阳能电池的结构进行优化从而适应大批量生产，有待本领域技术人员进一步探讨和研究。

双玻双面太阳能电池组件是由双面太阳电池加封装材料组装而得。双玻双面太阳能电池组件不仅吸收来自太阳的正面直射光线，同时会吸收背面物体反射的太阳光线。因此，对于双玻双面太阳能电池组件，需考虑组件设计对整体发电功率的影响。现有的双玻太阳能电池组件没有四周的框架，水汽容易侵蚀EVA胶膜，影响组件的可靠性。另外，由于失去了四周的框架的定型作用，容易造成风压对组件的损伤。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种双玻太阳能电池组件，结构简单，成本较低，拼装容易，安装成本低，电池组件的发电功率大，组件可靠性高。

本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种太阳能电池系统，其包含的双玻太阳能电池组件之间的装配十分方便简单，可以统一装配质量，成品率高，组件可靠性高。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双玻太阳能电池组件，包括从上到下依次层叠设置的正面钢化玻璃、第一粘结层、太阳能电池组、第二粘结层和背面钢化玻璃，所述太阳能电池组由P型PERC双面太阳能电池串联或并联而成，P型PERC双面太阳能电池之间通过焊带焊接在一起；

所述P型PERC双面太阳能电池包括背银主栅、铝栅线、背面钝化层、P型硅、N型发射极、正面钝化层和正银电极，所述背面钝化层经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元；铝栅线与激光开槽区一一对应设置，所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

所述铝栅线也可以是曲线形、弧形、波浪形等。

所述双玻太阳能电池组件的四周设有固定框架，所述固定框架包括相对设置的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架的内侧设有卡槽，所述卡槽用于固定双玻太阳能电池组件，所述第一支架的外侧设有凹槽，所述第二支架的外侧设有凸起，所述凹槽与所述凸起相适配；

所述第一支架和/或第二支架设有通孔，用于引出双玻太阳能电池组件的正负极。

作为上述方案的优选方式，所述固定框架为金属框架或塑料框架。

作为上述方案的优选方式，所述固定框架为铝框或亚克力框架。

作为上述方案的优选方式，所述铝栅线与激光开槽区平行，

每个激光开槽区内设置至少2组激光开槽单元，相邻两组平行设置的激光开槽单元之间的间距为5-300μm；

所述激光开槽区的宽度为10-500μm；位于激光开槽区下方的铝栅线的宽度大于激光开槽区的宽度，铝栅线的宽度为30-550μm。

作为上述方案的优选方式，所述铝栅线与激光开槽区垂直，

所述激光开槽单元之间的间距为0.5-50mm。

作为上述方案的优选方式，所述激光开槽单元的图案为线条、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。

作为上述方案的优选方式，所述激光开槽单元的图案为一条连续的直线或多个线段组成的虚线；

当所述激光开槽单元的图案为多个线段组成的虚线时，所述线段的长度相同或不同。

作为上述方案的优选方式，所述P型PERC双面太阳能电池为双面单晶太阳能电池或双面多晶太阳能电池。

作为上述方案的优选方式，所述第一粘结层、第二粘结层为乙烯-醋酸乙烯共聚物制成的粘结层；

所述正面钢化玻璃、背面钢化玻璃为透光率大于90%的超白钢化镀膜玻璃。

相应的，本实用新型还公开一种太阳能电池系统，其包括上述的双玻太阳能电池组件。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型提供一种双玻太阳能电池组件，与普通太阳能电池组件相比，其优势在于寿命长、发电量高、衰减小、阻隔性能、美观，能够完美的和建筑或农业大棚结合、更低的碳足迹、更加易于回收、散热性能好、不易积雪积灰、不易发生隐裂、防火。所述双玻太阳能电池组件的四周设有固定框架，固定框架包括相对设置的第一支架和第二支架，第一支架和第二支架的内侧设有卡槽，正面钢化玻璃、第一粘结层、太阳能电池组、第二粘结层和背面钢化玻璃直接插入卡槽内，即可实现双玻太阳能电池组件的固定，安装方便。而且，第一支架的外侧设有凹槽，第二支架的外侧设有凸起，凹槽与所述凸起相适配，凹槽与凸起用于多个双玻太阳能电池组件之间的装配，装配过程中，双玻太阳能电池组件之间通过插接即可实现牢固拼装，操作简单方便，可以统一装配质量，成品率高，增强了组件系统的可靠性。此外，所述第一支架和/或第二支架设有通孔，用于引出双玻太阳能电池组件的正负极。本实用新型无需其他的接线装置，即可以实现双玻太阳能电池组件之间的电连接。

除了简化太阳能组件和系统的安装过程之外，本实用新型还采用特定的P型PERC双面太阳能电池，具体是P型PERCP型PERC双面太阳能电池，其在电池背面设有多条平行设置的铝栅线，不仅替代现有单面太阳能电池中全铝背电场，实现背面吸光的功能，还用作背银电极中的副栅结构用于传导电子。制作本实用新型所述P型PERCP型PERC双面太阳能电池，可节省银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

因此，本实用新型结构简单，成本较低，拼装容易，安装成本低，电池组件的发电功率大，组件可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型一种双玻太阳能电池组件的结构示意图；

图2是图1所示固定框架的结构示意图；

图3是图1所示P型PERC双面太阳能电池的结构示意图；

图4是图3所示P型PERC双面太阳能电池的背面结构一实施例示意图；

图5是图3所示P型PERC双面太阳能电池的背面结构另一实施例示意图；

图6是图3所示P型PERC双面太阳能电池的背面结构再一实施例示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1、2所示，本实用新型提供一种双玻太阳能电池组件，包括从上到下依次层叠设置的正面钢化玻璃10、第一粘结层20、太阳能电池组30、第二粘结层40和背面钢化玻璃50，所述太阳能电池组30由P型PERC双面太阳能电池串联或并联而成，P型PERC双面太阳能电池之间通过焊带焊接在一起。

所述双玻太阳能电池组件的四周设有固定框架60，所述固定框架包括相对设置的第一支架61和第二支架62，所述第一支架61和第二支架62的内侧设有卡槽63，所述卡槽63用于固定双玻太阳能电池组件，正面钢化玻璃、第一粘结层、太阳能电池组、第二粘结层和背面钢化玻璃直接插入卡槽内，即可实现双玻太阳能电池组件的固定，安装方便。

所述第一支架61的外侧设有凹槽64，所述第二支架62的外侧设有凸起65，所述凹槽64与所述凸起65相适配；凹槽64与凸起65用于多个双玻太阳能电池组件之间的装配，装配过程中，双玻太阳能电池组件之间通过插接即可实现牢固拼装，操作简单方便，可以统一装配质量，成品率高，增强了组件系统的可靠性。

所述第一支架61和/或第二支架62设有通孔66，用于引出双玻太阳能电池组件的正负极。本实用新型无需其他的接线装置，即可以实现双玻太阳能电池组件之间的电连接。

优选的，所述固定框架60为金属框架或塑料框架。更佳的，所述固定框架60为铝框或亚克力框架。采用上述材质，轻便、牢固、容易获得。

优选的，所述通孔66的形状为圆孔、椭圆形孔、方形孔或正六边形孔，但不限于此。通孔66的位置可以位于组件的四个角或边框的其他位置。

除了简化太阳能组件和系统的安装过程之外，本实用新型还采用特定的P型PERC双面太阳能电池。如图3所示，所述P型PERC双面太阳能电池包括背银主栅1、铝栅线2、背面钝化层、P型硅5、N型发射极6、正面钝化层7和正银电极8，其中，所述背面钝化层包括背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4，正面钝化层7可以是正面氮化硅膜，但不限于此。

所述背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4经过激光开槽后形成30-500组平行设置的激光开槽区9，每个激光开槽区内设置1-50组激光开槽单元；铝栅线2与激光开槽区9一一对应设置，所述铝栅线2通过激光开槽区9与P型硅5相连；所述铝栅线2与背银主栅1垂直连接。

本实用新型对现有的单面PERC太阳能电池进行改进，不再设有全铝背电场，而是将其变成许多的铝栅线2，采用激光开槽技术在背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4上开设激光开槽区9，而铝栅线2印刷在这些平行设置的激光开槽区9上，从而能与P型硅5形成局部接触，密集平行排布的铝栅线2不仅能起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，提高电池光电转换效率的作用，可替代现有单面电池结构的全铝背电场，而且铝栅线2并未全面遮盖硅片的背面，太阳光可从铝栅线2之间投射至硅片内，从而实现硅片背面吸收光能，大幅提高电池的光电转换效率。

优选地，所述铝栅线2的根数与激光开槽区的个数对应，皆为30-500条，更佳地，所述铝栅线2的根数为80-220条。

如图4所示为硅片背面，铝栅线2与背银主栅1呈垂直连接，其中背银主栅1为连续直栅，由于背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4设有激光开槽区9，印刷铝浆形成铝栅线2时，铝浆填充至激光开槽区9，使得铝栅线2与P型硅5形成局部接触，可将电子传输至铝栅线2，与铝栅线2相交的背银主栅1则汇集铝栅线2上的电子，由此可知，本实用新型所述铝栅线2起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，以及传输电子的作用，可替代现有单面太阳能电池中全铝背电场以及背银电极中的副栅结构，不仅减少银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

本实用新型所述背银主栅1除了如图4所示为连续直栅的设置外，还可以呈间隔分段设置，如图5所示。也可以呈间隔分段设置，且各相邻分段间通过连通线连接，如图6所示。

需要说明的是，所述铝栅线与激光开槽区可以是平行的，也可以是垂直的。

当所述铝栅线与激光开槽区平行时，每个激光开槽区内设置至少2组激光开槽单元，相邻两组平行设置的激光开槽单元之间的间距为5-300μm；所述激光开槽区的宽度为10-500μm；位于激光开槽区下方的铝栅线的宽度大于激光开槽区的宽度，铝栅线的宽度为30-550μm。 在上述铝栅线2宽度选择较大数值如500μm，而激光开槽区9宽度选择较小数值如40μm，可将多组激光开槽区9并排设在同一铝栅线2之上，保证铝栅线2与P型硅5有足够的接触面积。

当所述铝栅线与激光开槽区垂直时，所述激光开槽单元之间的间距为0.5-50mm。

每组激光开槽单元包括至少1个激光开槽单元，所述激光开槽单元的图案为线条、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。

优选的，所述激光开槽单元的图案为一条连续的直线或多个线段组成的虚线；当所述激光开槽单元的图案为多个线段组成的虚线时，所述线段的长度相同或不同。

因此，本实用新型所述P型PERC双面太阳能电池改变设有多条平行设置的铝栅线2，不仅替代现有单面太阳能电池中全铝背电场以提高电池的光电转换效率，还取代背银电极中的副栅结构用作传导电子。制作本实用新型所述P型PERC双面太阳能电池，可节省银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

进一步，所述P型PERC双面太阳能电池可以为双面单晶太阳能电池或双面多晶太阳能电池，但不限于此。

所述正面钢化玻璃、背面钢化玻璃为透光率大于90%的超白钢化镀膜玻璃，可以最大程度地使太阳光的透射到电池上，避免太阳光因折射和反射造成的损失，而且由于钢化镀膜玻璃具有很高的强度，因此可以更好地保护组件的内部。

所述第一粘结层20、第二粘结层40为乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）制成的粘结层。所述第一粘结层20、第二粘结层40用来粘结固定钢化玻璃和太阳能电池组，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）的耐水性好、耐腐蚀性强、可加工性好、且防震动，可以保证电池组件具有较长的使用寿命。

所述太阳能电池组30由P型PERC双面太阳能电池焊接在一起成四方形阵列。

综上所述，与普通太阳能电池组件相比，本实用新型双玻太阳能电池组件优势在于寿命长、发电量高、衰减小、阻隔性能、美观，能够完美的和建筑或农业大棚结合、更低的碳足迹、更加易于回收、散热性能好、不易积雪积灰、不易发生隐裂、防火。

相应的，本实用新型还公开一种太阳能电池系统，包括上述的双玻太阳能电池组件。作为太阳能电池系统的一优选实施例，包括上述的双玻太阳能电池组件、蓄电池组，充放电控制器逆变器，交流配电柜和太阳跟踪控制系统。其中，太阳能电池系统可以设有蓄电池组、充放电控制器逆变器，也可以不设蓄电池组、充放电控制器逆变器，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

需要说明的是，太阳能电池系统中，除了双玻太阳能电池组件之外的部件，参照现有技术设计即可。

采用本实用新型双玻太阳能电池组件拼装而成的系统，装配十分方便简单，可以统一装配质量，成品率高。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种双玻太阳能电池组件，其特征在于，包括从上到下依次层叠设置的正面钢化玻璃、第一粘结层、太阳能电池组、第二粘结层和背面钢化玻璃，所述太阳能电池组由P型PERC双面太阳能电池串联或并联而成，P型PERC双面太阳能电池之间通过焊带焊接在一起；

所述P型PERC双面太阳能电池包括背银主栅、铝栅线、背面钝化层、P型硅、N型发射极、正面钝化层和正银电极，所述背面钝化层经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元；铝栅线与激光开槽区一一对应设置，所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

所述双玻太阳能电池组件的四周设有固定框架，所述固定框架包括相对设置的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架的内侧设有卡槽，所述卡槽用于固定双玻太阳能电池组件，所述第一支架的外侧设有凹槽，所述第二支架的外侧设有凸起，所述凹槽与所述凸起相适配；

所述第一支架和/或第二支架设有通孔，用于引出双玻太阳能电池组件的正负极。

2.如权利要求1所述双玻太阳能电池组件，其特征在于，所述固定框架为金属框架或塑料框架。

3.如权利要求2所述双玻太阳能电池组件，其特征在于，所述固定框架为铝框或亚克力框架。

4.如权利要求1所述双玻太阳能电池组件，其特征在于，所述铝栅线与激光开槽区平行，

每个激光开槽区内设置至少2组激光开槽单元，相邻两组平行设置的激光开槽单元之间的间距为5-300μm；

所述激光开槽区的宽度为10-500μm；位于激光开槽区下方的铝栅线的宽度大于激光开槽区的宽度，铝栅线的宽度为30-550μm。

5.如权利要求1所述双玻太阳能电池组件，其特征在于，所述铝栅线与激光开槽区垂直，

所述激光开槽单元之间的间距为0.5-50mm。

6.如权利要求1所述双玻太阳能电池组件，其特征在于，所述激光开槽单元的图案为线条、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。

7.如权利要求6所述双玻太阳能电池组件，其特征在于，所述激光开槽单元的图案为一条连续的直线或多个线段组成的虚线；

当所述激光开槽单元的图案为多个线段组成的虚线时，所述线段的长度相同或不同。

8.如权利要求1所述双玻太阳能电池组件，其特征在于，所述P型PERC双面太阳能电池为双面单晶太阳能电池或双面多晶太阳能电池。

9.如权利要求1所述双玻太阳能电池组件，其特征在于，所述第一粘结层、第二粘结层为乙烯-醋酸乙烯共聚物制成的粘结层；

所述正面钢化玻璃、背面钢化玻璃为透光率大于90%的超白钢化镀膜玻璃。

10.一种太阳能电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的双玻太阳能电池组件。