CN207587743U - 太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件。所述太阳能电池光伏模块，包括若干矩阵排布的电池片，所述电池片受光面分布有若干条主栅和细栅，主栅汇集与之连接的细栅上的电流，所述主栅汇集的电流通过与主栅连通的互联条输送出去，其特征在于，所述电池片为长方形。太阳能电池光伏组件，其包括模块和汇流条，其中两个相邻的模块之间通过二极管连接或者通过增加一个虚拟导电线加上一个二极管连接，所述汇流条和所述导电线通过接线盒连接输出。本实用新型通过减少电池片尺寸，以减少太阳能电池片的电流，主栅变窄，使内耗成平方倍减少，从而提高发电功率。

Description

太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件。

背景技术

随着能源价格的上涨，开发利用新能源成为当今能源领域研究的主要课题。由于太阳能具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，研究太阳能发电成为开发利用新能源的主要方向。利用太阳能电池发电是当今人们使用太阳能的一种主要方式，但是现有的太阳能电池片存在如下缺点：

1.目前电池片的排布方式为：片间距为2mm，串间距为3mm，整个太阳能电池组件空白区域比较大，发电利用率不高，虽然设计了叠片组件，功率有所提高，但叠片组件增加了电池片的使用量，且叠片部分电池片无法发电，造成组件成本大大提高，因此性价比不高；

2.目前常规组件采用整片焊接，电池片的电流比较大，实际造成组件内耗成倍的增长，功率提升不上去，为了减少内损，设计采用的互联条变厚，对应对电池片的抗隐裂能力下降，但同时造成了组件成本增加；

3.目前电池片多采用4主栅，5主栅设计，其主栅的宽度分别在1.1mm， 0.8mm，主栅的宽度比较大，减少了电池片的实际照射面积，进而减少了电池片的功率；虽然设计了12栅电池片组件以减小主栅的宽度，但此组件有焊接接触面少，可靠性潜在风险高，且12栅电池片用到的焊带比较厚，目前大部分采用 0.39mm厚度的铜线材料，对比常规的焊带0.27mm厚度增加40％，为了减少隐裂不得不进一步增加封装材料的厚度，进而增加了组件成本；另外，实际用到的主栅材料、互联条材料的用量较大，进一步提高了成本；如果采用的是圆形的焊带，那么还存在无法实现真实的面接触，导致实际主栅线同铜基材料的连接长期的可靠性降低。对产品的性能不是提升而是在提升风险。

4.常规组件在设计时内部电路由多片电池片形成的串联结构，若某一串出现异常，通常通过二极管进行热斑保护，整体发电损失就是整串，在早晨太阳升起和下午快落山阶段也面临遮挡发电的浪费，尤其在高效组件这方面的浪费更大些，因此，在经常有鸟粪，树叶等异物遮挡条件下清洁不及时从而导致发电量浪费是严重影响电站收益的隐患。

5.随着电池片效率的进一步提升，电池片的效率多晶PERC已经量产上升到19.5％，单晶在20.8％，N型双面已经在21％，异质结平均达到22.5％，整体电池片的工作电流上升很快，随着应用和衰减，同一块组件内部，电池片之间潜在的适配性加大，加上潜在的应用过程的外部遮挡或者内部损伤隐裂等，如何改善组件内电池片的适配性，就成为实际长期发电量性能的关键要素。另外双面电池片组件，在背面的反射环境的差异导致反射和发电输出方面的波动和差异也很大，这个都是导致组件片间电池片工作是适配性差异的必须面临的因素。

6.目前为了解决组件内部的电池片遮挡或者热斑等异常，采用的工艺有串与串之间有二极管，通过二极管的反向导通实现电流分流和保护异常电池片。但启动二极管就实际整体将串回路分离，整体组件的电压按照二极管的配置比例降低，单一电池片局部异常，就导致整体整串的电池片被二极管保护而不提供发电到工作回路。发电量的损伤是基于保护串电池片数量的倍增。另外作为集中逆变器回路，单一串的电压下降有进一步影响到其它并行串回路，导致汇流箱最终输出的影响和损伤。另外也有针对片间串的智能优化芯片的设计，对每串的电压和电流进行监控，通过芯片实现串的优化，这个可以适当将串的电压损伤，但还是停留在串的层面的改善，另外串级的优化设计增加的成本比较高，实际行业内并没有实现市场的规模化接受。

7.组件的发电量直接与组件的工作时的温度相关，工作温度越高，组件的发电量越少。随着当前5#所述，电池片效率的提升电流的上升，常规组件的工作温度实际形成发电量的制约因素。组件在工作过程的具备热斑或者隐裂，或者组件片间电池片之间的衰减差不一致，这些都将导致组件的内部损耗和升温，最终导致组件的发电量无法实现最优化。

8.当前组件最新工艺有叠瓦组件产品工艺设计，实际叠瓦组件的表面没有焊带，在遇到电池片隐裂的情况，整串就面临电流输出受阻，热斑失效风险加剧。另外叠瓦本身需要电池片之间相互搭接形成电路电流输出。如何在组件设计上压缩片间距接近零，提升组件的转换效率，叠瓦本身的优势和短板都是很明显的。

实用新型内容

本实用新型提供一种太阳能电池光伏模块及太阳能电池光伏组件，以解决现有的太阳能电池光伏组件存在的上述技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种太阳能电池光伏模块，包括若干矩阵排布的电池片，所述电池片受光面分布有若干条主栅和细栅，主栅汇集与之连接的细栅上的电流，所述主栅汇集的电流通过与主栅连通的互联条输送出去，所述电池片为长方形，所述电池片的长边长度为156～160mm，短边长度为31～54mm，所述主栅与所述电池片短边平行，所述主栅的宽度为0.4～0.7mm，优选为0.5～0.6mm。

需要指出的，所述电池片可以通过目前常规的电池片切割获得，比如将常规电池片由平行线平行分割为2～12片，或者通过硅片一次性铸锭工艺直接获得需要尺寸的电池片。

可选地，每两个相邻的所述电池片之间的间距为0～0.5mm。

可选地，所述互联条分为片间互联条和串间互联条，所述片间互联条沿主栅方向输送电池片上的电流，所述串间互联条将相互平行的片间互联条串联。

可选地，所述片间互联条与主栅平行排布，所述串间互联条与所述片间互联条垂直相交，串联与之相交的片间互联条。

可选地，所述片间互联条一端为受光面端，另一端为背光面端，所述受光面端连接一电池片主栅上，所述背光面端连接另一块电池片背光面主栅上，所述片间互联条用来连接两片电池片，将两片电池片串联，所述串间互联条焊接在所述背光面端上。

可选地,所述片间互联条的宽度为0.5～0.8mm,厚度为0.12～0.18mm,所述串联互联条的宽度为0.5～6mm,厚度为0.1～0.4mm。

可选地，所述串间互联条采用镀锡铜带、导电胶带或者透明导电膜。

可选地，所述太阳能电池光伏模块中，与电池片长边平行的方向为横向，与电池片短边平行的方向为纵向，所述横向排布也就是电池片矩阵的列数为2～6，所述纵向排布也就是电池片矩阵的行数为5～40，所述串联互联条按照每行、隔 1～3行电池片的密度设置。

本实用新型还提供了一种太阳能电池光伏组件，其包括两个以上的太阳能电池光伏模块和汇集所述互联条电流的汇流条，其中，所述太阳能电池光伏模块，包括若干矩阵排布的电池片，所述电池片受光面分布有若干条主栅和细栅，主栅汇集与之连接的细栅上的电流，所述主栅汇集的电流通过与主栅连通的互联条输送出去，所述电池片为长方形，所述电池片的长边长度为156～160mm，短边长度为31～54mm，所述主栅与所述电池片短边平行，所述主栅的宽度为0.4～0.7mm，优选为0.5～0.6mm。

需要指出的，所述电池片可以通过目前常规的电池片切割获得，比如将常规电池片由平行线平行分割为2～12片，或者通过硅片一次性铸锭工艺直接获得需要尺寸的电池片。

可选地，每两个相邻的所述电池片之间的间距为0～0.5mm。

可选地，所述互联条分为片间互联条和串间互联条，所述片间互联条沿主栅方向输送电池片上的电流，所述串间互联条将相互平行的片间互联条串联。

可选地，所述片间互联条与主栅平行排布，所述串间互联条与所述片间互联条垂直相交，串联与之相交的片间互联条。

可选地，所述片间互联条一端为受光面端，另一端为背光面端，所述受光面端连接一电池片主栅上，所述背光面端连接另一块电池片背光面主栅上，所述片间互联条用来连接两片电池片，将两片电池片串联，所述串间互联条焊接在所述背光面端上。

可选地,所述片间互联条的宽度为0.5～0.8mm,厚度为0.12～0.18mm,所述串联互联条的宽度为0.5～6mm,厚度为0.1～0.4mm。

可选地，所述串间互联条采用镀锡铜带、导电胶带或者透明导电膜。

可选地，所述太阳能电池光伏模块中，与电池片长边平行的方向为横向，与电池片短边平行的方向为纵向，所述横向排布也就是电池片矩阵的列数为2～6，所述纵向排布也就是电池片矩阵的行数为5～40，所述串联互联条按照每行、隔 1～3行电池片的密度设置。

为了防止因某一模块出现故障，导致组件断路而瘫痪，现有技术中一般会在两个相邻的所述太阳能电池光伏模块之间通过二极管连接或者通过增加一个虚拟导电线加上一个二极管连接，接线盒通过所述汇流条或者汇流条和所述虚拟导电线连接输出。这样在某一模块出现故障时，可通过二极管、虚拟导电线连通，也就是将故障模块短路，保证其他模块的正常工作。

可选地，所述太阳能电池光伏模块沿所述电池片长边方向排布，所述汇流条与所述电池片长边平行。

需要指出的，组件长边与电池片长边平行的方向为卧式，组件长边与电池片短边平行的方向为立式。

与现有技术相比，本实用新型提供的太阳能电池光伏组件具有如下优点：

1.本实用新型采用长方形的电池片，电池片宽度相对常规电池片减少，也就是单片电池片上细栅行数变少，减少了主栅上汇集的的电流，使内耗成平方倍减少，从而提高发电功率；

2.本实用新型中，由于电池片主栅方向上边短，因此主栅上的需要负载的电流大大降低，从而可以将宽度变窄40％，大大减小了导电涂层的遮挡面积，增加电池片主体受光面积，进一步提高发电效率；另一方面减少了主栅材料(银浆) 的用量，进而降低了生产成本；

3.基于1#内耗平方倍数减少下，在电流收集方面可以采用较窄较薄的连接互联条材料。通过采用超薄超软的材料制作的互联条，电池片之间的排列可以采用非常小的间距实现紧促型的设计。片间距在0.5mm以内，但不影响电池片的碎片率和制造的良率指标，无需叠瓦的电池片之间遮挡浪费，但因为有互联条收集电流，能够更好的克服潜在电池片应用过程隐裂导致的失效。这样实现组件的转换效率提升，但成本没有增加的优势。

4.本实用新型中，各电池片之间的间距非常小，减少了空白无效区域，通过紧密排布进一步提高发电效率；

5.本实用新型通过串间互联条实现了电池片先并联后串联的接线方式，在一个电池片被遮挡的情况下，电流可以通过与之并列的其他电池片传递继续输送，从而降低了因单片电池片被遮挡对整体的影响；

6.通过针对性设计电池片主栅线和焊带材料尺寸的搭配，结合小尺寸电池片，将整体常规的大电流降低为小电流，将内部工作时热损耗指数下降，通过平衡电池片的主栅线宽度，正银比重，互联条的宽度厚度，最终的遮光宽度，结合串焊设备的制造能力，实现组件功率输出的最大化，同时将组件的整体垂直一体的成本降低；

7.通过小尺寸电池片的小电流，通过横向互联实现纵横双向电池片走向，侧向分流的设计和工艺就能够很好的解决上述的组件片间电池片之间的适配性差异，通过横向互联，侧向分流，不降低电压，也维持电池片的正常输出，实现极低的外部损耗影响，尤其对大电流高效率组件及长期的衰减不一的改善发电量带来价值。对组件的早/晚的潜在遮挡后继续改善组件的发电量。通过前期的实验测算数据，可以看到新的设计可以在发电量上实现超过5％的提升，尤其对环境温度高的应用区域更加明显，对光伏行业的度电成本的快速降低有益。

附图说明

图1为实施例1所述电池片受光面未设置互联条的结构示意图；

图2为实施例1所述太阳能电池光伏模块的背光面的结构示意图；

图3为图2所述太阳能电池光伏模块的受光面局部结构示意图；

图4为实施例1所述片间互联条与电池片连接示意图；

图5为实施例2所述卧式太阳能电池光伏组件背光面的结构示意图；

图6为实施例3所述立式太阳能电池光伏组件背光面的结构示意图。

图中：

10-电池片、21-主栅、22-细栅、30-片间互联条、31-受光面端、32-背光面端、 33-串间互联条。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本实用新型附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例1 太阳能电池光伏模块

本实用新型提供的太阳能电池光伏模块，包括若干矩阵排布的电池片，如图 1所示，每片所述电池片10受光面分布有纵行的4条主栅21和横向的32条细栅 22，当然主栅21和细栅22的条数可以根据需要进行增减，本实例仅给出了一个例子，主栅21汇集与之连接的细栅22上的电流。所述电池片10是由普通电池片由2条横向平行线平均分割获得的，也就是普通电池片的1/3，呈长方形，其中长边长度L1为156.75±0.25mm，可在156～160mm范围内选择，短边长度L2 为52.25±0.25mm，可在31～54mm范围内选择，所述主栅21的宽度d为0.5～0.6mm，可扩展为0.4～0.7mm。

如图2所示，所述太阳能电池光伏模块，包括若干矩阵排布的电池片10，与电池片10长边平行的方向为横向，与电池片10短边平行的方向为纵向，所述横向排布也就是电池片10矩阵的列数为6列，所述纵向排布也就是电池片矩阵的行数为7行。

如图3所示，取出局部2乘2电池片矩阵放大，每两个相邻的所述电池片10 横向纵向相邻边的间距G均为0～0.5mm。所述主栅21汇集的电流通过与主栅21 连通的互联条输送出去，所述互联条分为片间互联条30和串间互联条33。

如图4所示，所述片间互联条30一端为受光面端31，另一端为背光面端32，如图2-4所示，所述受光面端31直接焊接在右侧电池片10受光面主栅21上，所述背光面端33连接左侧电池片10背光面主栅21上，所述片间互联条30用来连接两片电池片，将两片电池片串联。所述串间互联条33与所述片间互联条30 垂直相交，所述串间互联条33焊接在所述背光面端32上，当然也可以设置在受光面端31上，本实施例中串间互联条33的材料选用镀锡铜带，所述串联互联条 33按照每三行也就是隔2行设置一条的密度。

所述片间互联条30的宽度均在0.5～0.8mm范围内，厚度在0.12～0.18mm范围内；串间互联条宽度在0.5～6mm范围内，厚度在0.1～0.4mm范围内。

需要指出的是，所述串间互联条33还可采用导电胶带或者透明导电膜，其中透明的导电材料在背光面或者受光面进行互联连接，可以避免本身的遮挡影响。此设计可用于双面电池使用，同时也可以应用于无主栅工艺、焊带工艺等电池片组件应用上。

需要说明的是，针对本实用新型提供的电池片10的封装，可以结合双玻工艺及窄边框保护，利用其高阻水的特点，能够解决电池片10对潜在漏电的风险，利用窄边框保护实现组件的便捷安装和低成本及高可靠性，尤其针对双面电池片的工艺，可解决正反面的无遮挡安装的需求。

实施例2卧式太阳能电池光伏组件

如图5所示，所述卧式太阳能电池光伏组件，包括左右并排也就是沿所述电池片10长边方向设置的两个太阳能电池光伏模块1和汇集所述互联条电流的汇流条4，所述汇流条4与所述电池片10长边平行，所述两个太阳能电池光伏模块 1之间通过二极管(图中未示)连接一个虚拟导电线5，虚拟导电线5可以是常规的薄的汇流带。虚拟导电线5同电池片10之间采用绝缘材料隔离。绝缘隔离材料可以采用常规的EPE材料或者透明的绝缘EPC或者透明的背板等材料，确保虚拟导电线5不直接接触到电池片10。接线盒(图中未示)通过所述汇流条4 和所述虚拟导电线5连接输出，此处接线盒采用3个pin结构，采用单体的双二极管工作电流在15A到20A之间。

本实施例中所述太阳能电池光伏模块1与实施例1中的区别在于，所述串联互联条33是每两行也就是隔行设置一条的密度。

双面电池片组件建议采用透明的绝缘导电材料和透明的导电膜材料。单面的电池片组件可以直接采用非透明的绝缘导电材料和非透明的导电膜材料，直接放置在背面。

实施例3立式太阳能电池光伏组件

如图6所示，与实施例2的区别在于，所述左右并排设置的太阳能电池光伏模块1中，电池片10矩阵的列数为3列，行数为20行。设置出了纵向太阳能电池光伏组件。所述串联互联条33是每三行也就是隔2行设置一条的密度。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池光伏模块，包括若干矩阵排布的电池片，所述电池片受光面分布有若干条主栅和细栅，主栅汇集与之连接的细栅上的电流，所述主栅汇集的电流通过与主栅连通的互联条输送出去，其特征在于，所述电池片为长方形，所述电池片的长边长度为156～160mm，短边长度为31～54mm，所述主栅与所述电池片短边平行，所述主栅的宽度为0.5～0.6mm。

2.如权利要求1所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，每两个相邻的所述电池片之间的间距为0～0.5mm。

3.如权利要求1所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述互联条分为片间互联条和串间互联条，所述片间互联条沿主栅方向输送电池片上的电流，所述串间互联条将相互平行的片间互联条串联。

4.如权利要求3所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述片间互联条与主栅平行排布，所述串间互联条与所述片间互联条垂直相交，串联与之相交的片间互联条。

5.如权利要求4所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述片间互联条一端为受光面端，另一端为背光面端，所述受光面端连接一电池片主栅上，所述背光面端连接另一块电池片背光面主栅上，所述片间互联条用来连接两片电池片，将两片电池片串联，所述串间互联条焊接在所述背光面端上。

6.如权利要求3所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述片间互联条的宽度为0.5～0.8mm，厚度为0.12～0.18mm，所述串联互联条的宽度为0.5～6mm，厚度为0.1～0.4mm。

7.如权利要求3所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，所述串间互联条采用镀锡铜带、导电胶带或者透明导电膜。

8.如权利要求1～7任一所述的太阳能电池光伏模块，其特征在于，与电池片长边平行的方向为横向，与电池片短边平行的方向为纵向，所述横向排布也就是电池片矩阵的列数为2～6，所述纵向排布也就是电池片矩阵的行数为5～40。

9.一种太阳能电池光伏组件，其特征在于，包括两个以上的权利要求1～8任一所述的太阳能电池光伏模块和汇集所述互联条电流的汇流条。

10.如权利要求9所述的太阳能电池光伏组件，其特征在于，所述太阳能电池光伏模块沿所述电池片长边方向排布，所述汇流条与所述电池片长边平行。