CN207602584U - 一种带有三个旁路二极管的叠片组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带有三个旁路二极管的叠片组件，第一部分的正极与叠片组件的正极连接，负极上连接有第一旁路汇流条，第一旁路汇流条与叠片组件正极之间连接有第一二极管；第三部分的负极与叠片组件的负极连接，正极上连接有第二旁路汇流条，第二旁路汇流条与叠片组件负极之间连接有第二二极管；第一旁路汇流条与第二旁路汇流条之间连接有第三二极管，第三二极管的正极与第二旁路汇流条连接，负极与第一旁路汇流条连接；第二部分与第四部分串联，第二部分的正极与第一旁路汇流条连接，第四部分的负极与第三部分的正极连接。由于每个二极管负责组件中三分之一的电池片，当有一片出现热斑时，则整个组件三分之一的电池片会被短路，功率损失为33％。

Description

一种带有三个旁路二极管的叠片组件

技术领域

本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种带有三个旁路二极管的叠片组件。

背景技术

太阳能电池是一种利用光生伏特效应将光能直接转化为直流电的器件。根据光电转换材料的不同，太阳能电池包括单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜、碲化镉薄膜、铜铟镓锡薄膜、砷化镓、燃料敏化、钙钛矿和III-V族多结电池等多个种类。其中最常见的是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。

晶体硅叠片组件采用特殊的电池片互联的技术，优化了电池栅线设计和创新组件封装技术，通过整体无主栅设计，有效增加了组件的受光面积，最大程度吸收太阳光并转换为更多的电力能源。

在光伏组件里，当一个或若干个单体电池正面或者背面受到遮挡时，会发生“热斑效应”，即这些受遮挡的电池不再发电，而是作为发热的电阻，使光伏组件的功率输出能力大减。针对热斑效应，常规的光伏组件通过在组件上将一颗或数颗旁路二极管集成在光伏组件的接线盒内，其PN结结构与组件内太阳能电池形成反向偏置并联结构，起到旁路导通作用。

现有叠片组件大部分只有一个二极管，有少数部分组件设计有两个二极管，版型如图1所示，电气连接如图2所示。对于五分之一切片的叠片组件，只有一个二极管时，该二极管负责整个组件的电池片，有一片电池出现热斑，则整个组件的电池片都被短路，功率损失为100％；有两个二极管时，每个二极管负责组件中一半的电池片，有一片电池出现热斑，则整个组件一半的电池片会被短路，功率损失为50％；当有三个二极管时，每个二极管负责组件中三分之一的电池片，有一片出现热斑时，则整个组件三分之一的电池片会被短路，功率损失为33％。所以，更多的二极管对于遮挡下的组件具有更好的保护作用，当热斑发生时可以使得功率的损失更低。

现有技术方案：

现有叠片组件大部分只有一个二极管；版型图如图1所示，电气连接如图2所示；有少数组件设计有两个二极管；版型图如图3所示，电气连接图如图4所示。

现有技术的缺点：

当只有一个二极管时，该二极管负责整个组件的电池片，有一片电池出现热斑，则整个组件的电池片都被短路，功率损失为100％；有两个二极管时，每个二极管负责组件中一半的电池片，有一片电池出现热斑，则整个组件一半的电池片会被短路，功率损失为50％，大大降低了发电效率。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种带有三个旁路二极管的叠片组件，通过该组件能够使叠片组件的功率损失达到33％，在功率损失上优于单二极管结构和双二极管结构，能够大大提升发生热斑时的组件发电效率。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种带有三个旁路二极管的叠片组件，包括第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，第一部分和第三部分包含有相同串数且呈并联形式连接的若干串第一电池串，第二部分和第四部分包含有相同串数且呈并联形式连接的若干串第二电池串，第二电池串与第一电池串的串数相同，第一电池串上串联电池片的个数是第二电池串上串联电池片的个数的二倍；

第一部分的正极与叠片组件的正极连接，负极上连接有第一旁路汇流条，第一旁路汇流条与叠片组件正极之间连接有第一二极管，第一二极管与第一部分反向并联；

第三部分的负极与叠片组件的负极连接，正极上连接有第二旁路汇流条，第二旁路汇流条与叠片组件负极之间连接有第二二极管，第二二极管与第三部分反向并联；

第一旁路汇流条与第二旁路汇流条之间连接有第三二极管，第三二极管的正极与第二旁路汇流条连接，负极与第一旁路汇流条连接；

第二部分与第四部分串联，第二部分的正极与第一旁路汇流条连接，第四部分的负极与第三部分的正极连接。

第二电池串上串联的电池片的个数M1满足：10≤M1≤20。

第一部分和第三部分中第一电池串的串数N1与第二部分和第四部分中的第二电池串的串数N2满足：3≤N1＝N2≤8。

第二电池串与第一电池串之间通过打孔焊带连接。

电池片之间通过导电胶、焊带或锡膏串联为电池串。

电池片为晶体硅电池片。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的叠片组件中，每个二极管负责组件中三分之一的电池片，当有一片出现热斑时，则整个组件三分之一的电池片会被短路，功率损失为33％，因此，在功率损失上优于单二极管结构和双二极管结构的垫片组件，大大提升了发生热斑时的组件发电效率。

附图说明

图1为现有技术中常规叠片组件具有单二极管的版型图；

图2为现有技术中常规叠片组件具有单二极管的电气连接图；

图3为现有技术中常规叠片组件具有双二极管的版型图；

图4为现有技术中常规叠片组件具有双二极管的电气连接图；

图5为本实用新型的叠片电池组件中第一种规格的电池串；

图6为本实用新型的叠片电池组件中第二种规格的电池串；

图7为本实用新型的两种规格的电池串串联方式的结构示意图；

图8为本实用新型的叠片组件的版型图；

图9为本实用新型的叠片组件的电气连接图。

其中，1-叠片组件，2-电池片，3-电池串，4-二极管，5-旁路汇流条，6-第一电池串，7-第二电池串，8-打孔焊带，9-第三电池串，10-第一旁路汇流条，11-第二旁路汇流条，12-第一二极管，13-第二二极管，14-第三二极管，15-第一部分，16-第二部分，17-第三部分，18-第四部分，19-第一并联焊带，20-第二并联焊带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本实用新型作进一步的说明。

如图9所示，结合图5至图8，本实用新型的一种带有三个旁路二极管的叠片组件，包括第一部分15、第二部分16、第三部分17和第四部分18，第一部分15和第三部分17包含有相同串数且呈并联形式连接的若干串第一电池串6，第二部分16和第四部分18包含有相同串数且呈并联形式连接的若干串第二电池串7，第二电池串7与第一电池串6的串数相同，第一电池串6上串联电池片的个数是第二电池串7上串联电池片的个数的二倍；

第一部分15的正极与叠片组件的正极连接，负极上连接有第一旁路汇流条10，第一旁路汇流条10与叠片组件正极之间连接有第一二极管12，第一二极管12与第一部分15反向并联；

第三部分17的负极与叠片组件的负极连接，正极上连接有第二旁路汇流条11，第二旁路汇流条11与叠片组件负极之间连接有第二二极管13，第二二极管13与第三部分17反向并联；

第一旁路汇流条10与第二旁路汇流条11之间连接有第三二极管14，第三二极管14的正极与第二旁路汇流条11连接，负极与第一旁路汇流条10连接；

第二部分16与第四部分18串联，第二部分16的正极与第一旁路汇流条10连接，第四部分18的负极与第三部分17的正极连接。

本实用新型的第二电池串7上串联的电池片的个数M1满足：10≤M1≤20；第一部分15和第三部分17中第一电池串6的串数N1与第二部分16和第四部分18中的第二电池串7的串数N2满足：3≤N1＝N2≤8。

本实用新型通过改变叠片电池分串结构，同时增加跨接汇流条实现三个二极管。

实施例

将每片单晶叠片电池片切割为N小片，N为2～8的整数；将切割后的小片电池首尾次第重叠，连接成小串。具体连接方式为：通过导电胶、焊带或锡膏等导电材料使得第一片电池片正面的主栅线电极与第二片电池片背面的栅线电极相互连接。电池串有两种规格，如图6，第一种规格的电池串(即第二电池串7)中，电池片的数量为M1，M1为正整数，取值范围为：10≤M1≤20；如图5，第二种规格的电池串(即第一电池串6)中，电池片数量为M2，M2为正整数，取值范围为：M2＝2×M1；

如图7，将连接好的两种规格的电池串(即第一电池串6和第二电池串7)通过打孔焊带8连接到一块，形成长度较长的第三电池串9，第三电池串9有两种形式，其中，第一种形式为第一电池串6的负极与第二电池串7的正极通过打孔焊带8连接，第二种形式为第一电池串6的正极与第二电池串7的负极通过打孔焊带8连接；

在第三电池串9的两端再分别焊接打孔焊带8；将焊好打孔焊带8的第三电池串9排布在玻璃上，玻璃和第三电池串9之间放有一层绝缘封装材料，该绝缘封装材料为乙烯醋酸乙烯共聚物酯(即EVA)或聚烯烃(POE)；排布时分为两个区域，其中，第一个区域内使用的是第一种形式的第三电池串9，第二个区域内使用的是第二种形式的第三电池串9；每个区域内各放置N串第三电池串9，N为正整数，3≤N≤8；同一区域内每串第三电池串9的正极在同一侧，负极在同一侧；两个区域内的第三电池串9正负极方向相反；将第一区域内每串第三电池串9的头部用一根汇流条连接；将第二区域内每串第三电池串9的头部用一根汇流条连接；将两个区域的第三电池串9尾部用一个汇流条连接；

将第一区域内每串内部的打孔焊带用一根窄汇流条通过焊接连接起来，并引出汇流条；将第二区域内每串内部的焊带用一根窄汇流条通过焊接连接起来，并引出汇流条，如图8；电气连接如图9。

通过这种结构，第一区域内的第三电池串9与一个二极管反向并联；第二区域内的第三电池串9与一个二极管反向并联；第一区域内的第二电池串7和第二区域内的第二电池串7在串联之后与一个二极管并联；从而实现了在一个叠片组件中并联三个旁路二极管。

Claims (6)

1.一种带有三个旁路二极管的叠片组件，其特征在于，包括第一部分(15)、第二部分(16)、第三部分(17)和第四部分(18)，第一部分(15)和第三部分(17)包含有相同串数且呈并联形式连接的若干串第一电池串(6)，第二部分(16)和第四部分(18)包含有相同串数且呈并联形式连接的若干串第二电池串(7)，第二电池串(7)与第一电池串(6)的串数相同，第一电池串(6)上串联电池片的个数是第二电池串(7)上串联电池片的个数的二倍；

第一部分(15)的正极与叠片组件的正极连接，负极上连接有第一旁路汇流条(10)，第一旁路汇流条(10)与叠片组件正极之间连接有第一二极管(12)，第一二极管(12)与第一部分(15)反向并联；

第三部分(17)的负极与叠片组件的负极连接，正极上连接有第二旁路汇流条(11)，第二旁路汇流条(11)与叠片组件负极之间连接有第二二极管(13)，第二二极管(13)与第三部分(17)反向并联；

第一旁路汇流条(10)与第二旁路汇流条(11)之间连接有第三二极管(14)，第三二极管(14)的正极与第二旁路汇流条(11)连接，负极与第一旁路汇流条(10)连接；

第二部分(16)与第四部分(18)串联，第二部分(16)的正极与第一旁路汇流条(10)连接，第四部分(18)的负极与第三部分(17)的正极连接。

2.根据权利要求1所述的一种带有三个旁路二极管的叠片组件，其特征在于，第二电池串(7)上串联的电池片的个数M1满足：10≤M1≤20。

3.根据权利要求1所述的一种带有三个旁路二极管的叠片组件，其特征在于，第一部分(15)和第三部分(17)中第一电池串(6)的串数N1与第二部分(16)和第四部分(18)中的第二电池串(7)的串数N2满足：3≤N1＝N2≤8。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种带有三个旁路二极管的叠片组件，其特征在于，第二电池串(7)与第一电池串(6)之间通过打孔焊带(8)连接。

5.根据权利要求4所述的一种带有三个旁路二极管的叠片组件，其特征在于，电池片之间通过导电胶、焊带或锡膏串联为电池串。

6.根据权利要求5所述的一种带有三个旁路二极管的叠片组件，其特征在于，电池片为晶体硅电池片。