CN207753025U - 竖版型光伏叠片组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种竖版型光伏叠片组件，包括接线盒和封装在前板和背板之间的电池串组；所述的接线盒设置在电池串组的侧边；电池串组由多个横向排布的长电池串组成，每个长电池串由上下两个短电池串组成；上下短电池串之间通过两个端汇流条连接形成正负极端；所有长电池串的上下端分别通过一个并联焊带连接；沿组件长边方向布置的旁路焊带与两个并联焊带连接；电池串组正负端的端汇流条和旁路焊带中部引出线分别连接到对应接线盒内的旁路二极管的两端。通过对电池串、旁路焊带、并联焊带和接线盒的优化，解决现有竖版型叠片组件存在的工艺复杂，工艺难度大的缺点。同时提供适用于双面叠片组件的版型方案。

Description

竖版型光伏叠片组件

技术领域

本实用新型属于光伏组件技术领域，具体涉及一种竖版型光伏叠片组件。

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，叠层等多个种类。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。太阳能电池通常为片状，可以吸收光能并将其转化为电能的一面被称为吸光面或正面，另外一面被称为背面。对于部分太阳能电池，其背面也可以吸收并转化光能为电能，这些太阳能电池被称为双面电池。

将多个太阳能电池电学互连后封装在玻璃或有机聚合物中，得到的可以长期使用的光伏设备，被称之为光伏组件。晶体硅光伏组件中的电池片互联方式，常见的有将电池片顺序排列，以含铜基材的涂锡焊带作为互联条，互联条一端焊接在第一片电池片的正面主栅线上，互联条另一端焊接在相邻的第二片电池片的背面电极上。第二根互联条的两端分别焊接在第二片电池片的正面主栅线和第三片电池片的背面栅线上，依次类推。由此将所有的电池片串联成一串。

叠片组件采用的是另外一种电池片互联的技术。将太阳能电池片甲的一侧置于另一电池片乙的下方，使电池片甲该侧正面的栅线电极与乙背面的电极相互重合。在两个电极之间采用导电材料形成导电连接。与此同时，电池片乙的另一侧被置于电池片丙的下方，使得乙另一侧正面的栅线电极与丙背面的电极相互重合，在两个电极之间采用导电材料形成导电连接。按照同样的方法，可以将多片电池片依次互连形成电池串。

叠片电池片正面和背面的电极图案，通过在太阳能电池表面金属化的方法制备。常用的金属化方法是采用丝网印刷加烧结的方式将含有银颗粒的导电浆料印制在电池表面，通过改变丝网印刷的网版图形设计，可以改变电极图案。

晶体硅太阳能电池除了电极区域外，正面通常采用氮化硅膜，背面通常为丝网印刷的铝浆料并经过烧结形成铝背场。对于一些特殊的太阳能电池，如正反面都可以吸收光线的双面电池，其背面电极和金属化细栅线以外的区域表面也采用氮化硅膜而非铝浆料。

叠片组件中电池片电极之间的导电材料包括导电胶，导电胶带，焊带或锡膏等材料。根据导电材料的特性，应选择相应的制备方法。对于采用导电胶形成电学互连的电池串，可以采用点胶或丝网印刷的方法。

导电胶的主要成分包括树脂材料基体与导电填料。其中的填料通常是银或者含银的颗粒。与常用的涂锡铜带相比，导电胶不仅可以和银电极成良好的机械粘接力与导电连接，同时也可以与电池片的其它表面，如氮化硅膜层，或者硅材料形成良好的粘接。

由于银是一种贵金属，因此含有银的太阳能电池浆料和导电胶的成本都比较昂贵。可以采用便宜的金属材料如铜、铝、镍，或者非金属导电材料如各种碳材料、氧化铟锡等替代浆料或导电胶中的银，也可以通过改变电池表面金属图案的设计减少浆料的使用量。

对于带有倒角的太阳能电池片，如M2尺寸的单晶硅太阳能电池片，将其切片后得到的切片电池，按照其形状可以分为二类，带有倒角的切片电池和没有倒角的切片电池。例如图一是将太阳能电池片切成五个切片电池的一种方式，最左侧和最右侧的切片电池带有倒角，中间的三个切片电池没有倒角。用类似的方式，也可以将一片太阳能电池切成三，四，六，七，八或其它数量的切片电池，且最外侧的二片切片电池有倒角，中间的切片电池无倒角。

光伏叠片组件按照电池串的排列方向可以分为横版型和竖版型两种。电池串与组件短边平行的称为横版型叠片组件，电池串与组件长边平行的称为竖版型叠片组件。

一种采用两个并联二极管的叠片组件的电路图如图1所示，多个叠片电池串并联形成电池串组，每个电池串组与1个旁路二极管并联，两个这样的电池串组串联成为组件。采用这种电路的叠片组件，可以采用竖版型，也可以采用横版型。

如图2所示，现有的竖版型叠片组件，通常使用两个接线盒，分别位于组件二个短边的中央。如图3所示，现有的竖版型叠片组件，从左至右共分为6个长电池串，分别记为串A、B、C、D、E、F；串ABCDEF的两端分别与组件两端的端汇流条相连；在串AB之间，串CD之间，串EF之间分别有一根旁路焊带，三根旁路焊带的两端分别与组件两侧的旁路汇流条相连。旁路汇流条与端汇流条之间可以上下重合，同时通过绝缘垫条形成电气隔离。组件两端的旁路汇流条和端汇流条分别引出到接线盒内连接旁路二极管的两端。

长串ABCDEF的中部可以直接通过一根并联焊带连在一起；或者长串ABCDEF的中部分别连接有焊带，这些焊带相互连接形成并联焊带；或者这些焊带通过一根并联焊带连接在一起；或者长串ABCDEF分别由两个短串组成，短串之间通过焊带连接。这些焊带又通过一根并联焊带连在一起。并联焊带与三根旁路焊带相互连接。

但是，该技术方案采用了三根旁路焊带和两根旁路汇流条，生产工艺较复杂，工艺难度较大。技术方案一中组件背面的接线盒的位置在电池片背面，这会形成背面遮光，从而降低双面组件背面的发电能力，严重的还会产生热斑效应，降低组件的长期可靠性和使用寿命，所以技术方案一不适用于双面叠片组件。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种竖版型光伏叠片组件，通过对电池串、旁路焊带、并联焊带和接线盒的优化，解决现有竖版型叠片组件存在的工艺复杂，工艺难度大的缺点。同时提供适用于双面叠片组件的版型方案。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种竖版型光伏叠片组件，包括接线盒和封装在前板和背板之间的电池串组；所述的接线盒设置在电池串组的侧边；电池串组由多个横向排布的长电池串组成，每个长电池串由上下两个短电池串组成；上下短电池串之间通过两个端汇流条连接形成正负极端；所有长电池串的上下端分别通过一个并联焊带连接；沿组件长边方向布置的旁路焊带与两个并联焊带连接；电池串组正负极端的端汇流条和旁路焊带中部引出线分别连接到对应接线盒内的旁路二极管的两端。

所述的旁路焊带为一根或多根，旁路焊带位于两个长电池串之间，电池串组正负极端的端汇流条上绝缘设置有旁路汇流条，旁路汇流条与旁路焊带连接，旁路焊带通过旁路汇流条的两端分别与一个接线盒内的旁路二极管连接，旁路二极管另一端与正/负极端的端汇流条连接。

所述的端汇流条与旁路汇流条之间通过绝缘垫条隔离。

所述的旁路汇流条的长度和电池串组的宽度相当。

所述的旁路焊带为两根，两根旁路焊带分别设置在电池串组两侧长边外侧，两根旁路焊带端部均与两个并联焊带连接，一个旁路焊带和正极端的端汇流条之间通过一个接线盒的旁路二极管连接，另一个旁路焊带和负极端的端汇流条之间通过另一个接线盒的旁路二极管连接。

所述的旁路焊带为一根，该旁路焊带设置在电池串组的长边一侧，旁路焊带端部与两个并联焊带连接，旁路焊带中部分别与正极端的端汇流条和负极端的端汇流条通过一个旁路二极管连接。

所述的正极端的端汇流条和负极端的端汇流条之间叠层通过绝缘垫条隔离。

当长电池串中存在较短的长电池串时，较短的长电池串布置在电池串组的外侧，较短的长电池串的两个短电池串之间形成间隙，较短的短电池串与对应端汇流条通过连接焊带连接；接线盒放置在间隙处。

所述的背板左右长边中央分别有一个孔，接线盒的线路从孔穿出。

相对于现有技术，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型通过将电池盒设置在电池组件的长边外侧，旁路焊带和端汇流条通过旁路二极管连接，实现了电池串组串联成为组件；从而不对电池背面产生遮挡，使得双面叠片组件背面接线盒无遮挡。对电池串、旁路焊带、并联焊带和接线盒的优化，解决现有竖版型叠片组件存在的工艺复杂，工艺难度大的缺点。同时提供适用于双面叠片组件的版型方案。位于其中间的接线盒不会对电池片背面形成遮挡。由于该方案中两个接线盒均位于组件长边中段同样的位置，所以组件的长度更短一些，从而产生更高的组件转换效率和更低的物料成本。

进一步，组件中部串A、F的上下两个短串之间的间隙可用来放置接线盒。这种方案在不增大串BCDE中上下两短串之间的间距的情况下，解决了双面叠片组件背面接线盒遮挡电池片的问题，更适用于双面叠片组件。

附图说明

图1为叠片组件电路图；

图2为现有竖版型叠片组件的背面外观图；

图3为现有竖版型叠片组件的版型示意图；

图4为本实用新型一种叠片组件的版型图一；

图5为本实用新型一种叠片组件的版型图二；

图6为本实用新型一种叠片组件的版型图三；

图7为本实用新型一种叠片组件的版型图四；

图8为本实用新型一种叠片组件的版型图五；

图9为本实用新型一种叠片组件的版型图六；

图10为本实用新型一种叠片组件的版型图七；

图11为本实用新型一种叠片组件的版型图八；

图12为本实用新型一种双面双玻叠片组件的背面玻璃开孔示意图；

图中标记，1-旁路汇流条，2-端汇流条，3-旁路焊带，4-并联焊带，5-连接焊带，6-旁路二极管，7-孔，8-背面玻璃。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型中，凡是位于组件正负极端的连接多个电池串的焊带，称为端汇流条2；凡是位于组件中间电位，且连接多个电池串的焊带，称为并联焊带4；凡是与并联焊带4相连，同时平行于组件长边的焊带，称为旁路焊带3；凡是与旁路二级管和旁路焊带3相连，同时平行于组件短边的焊带，称为旁路汇流条1。本实用新型中一块组件内的电池串从左至右分别为标记为A、B、C、D、E、F。

图4所示，两根端汇流条2位于组件中央电池短串之间，左边的正极端汇流条2分别与ABC串的上下共6个短电池串连接，右边的负极端汇流条2与DEF串的上下共6个短电池串连接。两根并联焊带4位于组件短边两端，分别与ABCDEF串相连接。三根旁路焊带3分别位于串AB之间、串CD之间、以及串EF之间，三根旁路焊带3分别与两根并联焊带4相连。一根旁路汇流条1位于端汇流条2的上方，与端汇流条2通过绝缘垫条隔离。三根旁路焊带3的中部与旁路汇流条1焊接相连。旁路汇流条1的两端分别与两个旁路二极管相连。旁路二极管的另一端与端汇流条2相连。对于双面叠片组件，可以将该方案中组件上半部分电池串与下半部分电池串的间距拉大，使得位于其中间的接线盒不会对电池片背面形成遮挡。由于该方案中两个接线盒均位于组件长边中段同样的位置，所以相比图4的方案，组件的长度更短一些，从而提高了组件的转换效率，并降低了组件物料成本。

一种改进的叠片组件版型如图5所示，两根端汇流条2位于组件中央电池短串之间，左边的正极端汇流条2分别与ABC串的上下共6个短电池串连接，右边的负极端汇流条2与DEF串的上下共6个短电池串连接。两根并联焊带4位于组件短边两端，分别与ABCDEF串相连接。1根旁路焊带3位于C、D串之间，与两根并联焊带4相连。1根旁路汇流条1位于端汇流条2的上方，与端汇流条2通过绝缘垫条隔离。旁路汇流条1的中部与旁路焊带3相连。旁路汇流条1的两端分别与两个旁路二极管相连。旁路二极管的另一端与端汇流条2相连。这种方案比图4方案简化了组件工艺。对于双面叠片组件，可以将该方案中组件上半部分电池串与下半部分电池串的间距拉大，使得位于其中间的接线盒不会对电池片背面形成遮挡。由于该方案中两个接线盒均位于组件长边中段同样的位置，所以相比图4的方案，组件的长度更短一些，从而产生更高的组件转换效率和更低的物料成本。

还有一种改进的叠片组件版型如图6所示。与图5方案的差别在于图5方案中没有旁路汇流条1。两根旁路焊带3分别位于串A和串F的外侧，与上下两根并联焊带4相连，且旁路焊带3的中部与旁路二级管相连。对于双面叠片组件，该方案与方案8一样可以采用将件上半部分电池串与下半部分电池串的间距拉大的方式解决接线盒遮光问题。

还有一种改进的叠片组件版型如图7所示。两根端汇流条2位于组件中央电池短串之间，左边的正极端汇流条2分别与ABC串的上下共6个短电池串连接，右边的负极端汇流条2与DEF串的上下共6个短电池串连接，负极端汇流条2延长到组件左侧，通过绝缘垫条与正极端汇流条2隔开。两根并联焊带4位于组件短边两端，分别与ABCDEF串相连接。1根旁路焊带3位于串A左侧，与两根并联焊带4相连。唯一的接线盒位于组件左侧中部，里面有两个旁路二极管，分别与两根端汇流条2或其引出线相连，两个旁路二极管的另一端均与旁路焊带3或其引出线相连。

还有一种改进的叠片组件版型如图8所示。该方案与图4方案类似，区别之处在于接线盒对A、F电池串的背面不形成遮挡。具体地说，在该方案中，串A与串F的电池切片的宽度小于BCDE串的电池切片宽度，所以相同数目的电池切片叠成串后，串A、F的长度小于其余4串。在电池串排布时，串A、F在组件两端与其余4串齐平或接近齐平，串A、F在组件中部与端汇流条2的距离较远，需要用较长的焊带将电池串与端汇流条2相连。这样在组件中部串A、F的上下两个短串之间的间隙可用来放置接线盒。这种方案在不增大串BCDE中上下2短串之间的间距的情况下，解决了双面叠片组件背面接线盒遮挡电池片的问题，比图6方案更适用于双面叠片组件。

还有一种改进的叠片组件版型如图9所示。该方案与图5方案类似，区别之处在于接线盒对A、F电池串的背面不形成遮挡。具体地说，在该方案中，串A与串F的电池切片的宽度小于BCDE串的电池切片宽度，所以相同数目的电池切片叠成串后，串A、F的长度小于其余4串。在电池串排布时，串A、F在组件两端与其余4串齐平或接近齐平，串A、F在组件中部与端汇流条2的距离较远，需要用较长的焊带将电池串与端汇流条2相连。这样在组件中部串A、F的上下两个短串之间的间隙可用来放置接线盒。这种方案在不增大串BCDE中上下2短串之间的间距的情况下，解决了双面叠片组件背面接线盒遮挡电池片的问题，比图4方案更适用于双面叠片组件。

还有一种改进的叠片组件版型如图10所示。该方案与图6方案类似，区别之处在于接线盒对A、F电池串的背面不形成遮挡。具体地说，在该方案中，串A与串F的电池切片的宽度小于BCDE串的电池切片宽度，所以相同数目的电池切片叠成串后，串A、F的长度小于其余4串。在电池串排布时，串A、F在组件两端与其余4串齐平或接近齐平，串A、F在组件中部与端汇流条2的距离较远，需要用较长的焊带将电池串与端汇流条2相连。这样在组件中部串A、F的上下两个短串之间的间隙可用来放置接线盒。这种方案在不增大串BCDE中上下2短串之间的间距的情况下，解决了双面叠片组件背面接线盒遮挡电池片的问题，比图4方案更适用于双面叠片组件。

还有一种改进的叠片组件版型如图11所示。该方案与图7方案类似，区别之处在于接线盒对A电池串的背面不形成遮挡。具体地说，在该方案中，串A的电池切片的宽度小于BCDEF串的电池切片宽度，所以相同数目的电池切片叠成串后，串A的长度小于其余5串。在电池串排布时，串A在组件两端与其余5串齐平或接近齐平，串A在组件中部与端汇流条2的距离较远，需要用较长的焊带将电池串与端汇流条2相连。这样在组件中部串A的上下两个短串之间的间隙可用来放置接线盒。这种方案在不增大串BCDEF中上下2短串之间的间距的情况下，解决了双面叠片组件背面接线盒遮挡电池片的问题，比图5方案更适用于双面叠片组件。

对于图8，图9中的双面双玻叠片组件，可以采用的一种背面玻璃8如图12所示。在玻璃的左右长边中央附近分别有两个孔7，组件的正极端汇流条2和旁路焊带3均垂直于组件表面折弯90度后分别从玻璃左侧开孔中引出。组件的负极端汇流条2和旁路焊带3均垂直于组件表面折弯90度后分别从玻璃右侧开孔中引出。

本实用新型各种改进方案可以进行组合使用，也可以进行使用，均能够改进现有技术的部分缺陷，做到工艺简单，适合批量生产的特点。

本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，倘若对本实用新型进行的各种改动和变形属于本实用新型权利要求及等同技术范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (9)

1.一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，包括接线盒和封装在前板和背板(8)之间的电池串组；所述的接线盒设置在电池串组的侧边；电池串组由多个横向排布的长电池串组成，每个长电池串由上下两个短电池串组成；上下短电池串之间通过两个端汇流条(2)连接形成正负极端；所有长电池串的上下端分别通过一个并联焊带(4)连接；沿组件长边方向布置的旁路焊带(3)与两个并联焊带(4)连接；电池串组正负极端的端汇流条(2)和旁路焊带(3)中部引出线分别连接到对应接线盒内的旁路二极管(6)的两端。

2.根据权利要求1所述的一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，所述的旁路焊带(3)为一根或多根，旁路焊带(3)位于两个长电池串之间，电池串组正负极端的端汇流条(2)上绝缘设置有旁路汇流条(1)，旁路汇流条(1)与旁路焊带(3)连接，旁路焊带(3)通过旁路汇流条(1)的两端分别与一个接线盒内的旁路二极管(6)连接，旁路二极管(6)另一端与正/负极端的端汇流条(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，所述的端汇流条(2)与旁路汇流条(1)之间通过绝缘垫条隔离。

4.根据权利要求2所述的一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，所述的旁路汇流条(1)的长度和电池串组的宽度相当。

5.根据权利要求1所述的一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，所述的旁路焊带(3)为两根，两根旁路焊带(3)分别设置在电池串组两侧长边外侧，两根旁路焊带(3)端部均与两个并联焊带(4)连接，一个旁路焊带(3)和正极端的端汇流条之间通过一个接线盒的旁路二极管(6)连接，另一个旁路焊带(3)和负极端的端汇流条之间通过另一个接线盒的旁路二极管(6)连接。

6.根据权利要求1所述的一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，所述的旁路焊带(3)为一根，该旁路焊带(3)设置在电池串组的长边一侧，旁路焊带(3)端部与两个并联焊带(4)连接，旁路焊带(3)中部分别与正极端的端汇流条和负极端的端汇流条通过一个旁路二极管(6)连接。

7.根据权利要求6所述的一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，所述的正极端的端汇流条和负极端的端汇流条之间叠层通过绝缘垫条隔离。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，当长电池串中存在较短的长电池串时，较短的长电池串布置在电池串组的外侧，较短的长电池串的两个短电池串之间形成间隙，较短的短电池串与对应端汇流条(2)通过连接焊带连接；接线盒放置在间隙处。

9.根据权利要求1至7任意一项所述的一种竖版型光伏叠片组件，其特征在于，所述的背板(8)左右长边中央分别有一个孔(7)，接线盒的线路从孔(7)穿出。