CN209071344U - 一种叠瓦光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光伏组件技术领域，具体涉及一种叠瓦光伏组件，通过缩短汇流条与电池串头部或尾部电池片边缘之间的距离，使汇流条与连接焊带处于同一平面上，汇流条与焊带均无需折弯处理；并在叠瓦光伏组件正中间的相邻两个电池串之间设有间距，从汇流条引出的引出线位于该间距内，引出线与电池片、汇流条处于同一平面上，引出线不与其两侧的电池片相接触，无需增设绝缘隔离条进行隔离处理。本实用新型的这些设计降低了电池片断裂和隐裂的风险，增加了组件的可靠性，并且背板具有二次光反射功能，可使电池片的正反两面均能接受更多的光线辐照，增加了组件功率。

Description

一种叠瓦光伏组件

技术领域

本实用新型涉及光伏组件技术领域，具体涉及一种叠瓦光伏组件。

背景技术

光伏组件是太阳能发电系统中的重要组成组分，可将太阳能转化为电能并储存起来，用作居民生活和工业生产，能量转化过程绿色环保、无污染，因此得到了人们的广泛关注，技术水平也得到了不断的发展。

随着平价上网时代来临，高可靠性、高性能、高产出、高功率的光伏组件越来越受广大客户青睐，特别是高效光伏组件。叠瓦光伏组件是行业中较流行的一种高效组件，有别于传统的封装工艺，叠瓦光伏组件是将电池片进行切片，通过专用的导电胶将电池片连成电池串，然后在太阳能电池串两端边缘处主栅线或背电极采用少量焊带进行焊接，再由汇流条与引出的焊带焊接而成，此种组件将太阳能电池片以串并联结构紧密排布，做到了前后电池片之间无间隙，减小了互联条连接电池片引起的内部损耗；而且同样的组件面积内可以放置多于常规组件13％以上的电池片，大大增加组件的光电转换功率。

目前行业内叠瓦光伏组件制作中存在如下缺点：第一，电池串头尾部焊带与汇流条焊接处进行折弯处理，使折弯处汇流条位于电池片背面之上，为防止短路，须通过隔离条进行隔离，使此处厚度大大增加，增加电池片隐裂风险；第二，组件背面的引出线位于电池片的背面，同样为防止短路，须通过隔离条进行隔离，使此处厚度大大增加，增加电池片隐裂风险。

中国发明专利201711498325.7(一种用于叠瓦式光伏组件的焊带及叠瓦式光伏组件)公开了一种叠瓦式光伏组件，光伏组件中电池片采用叠瓦式分布，焊带设置在两电池片的叠加处，焊接温度约150-190℃，减少了电池碎片，提高光伏组件的可靠性。但是这种焊带设置方式并未考虑汇流条和引出线等的连接，不能降低汇流条和引出线位置处的电池片隐裂或断裂风险。

中国发明专利201710533730.1(叠瓦式太阳能光伏组件及生产设备)公开了一种叠瓦式光伏组件，通过并联引线、旁路引线将不同行的电池串进行并联，且旁路引线设置在电池串之间或侧边，避免了旁路引线和电池串间的绝缘隔离条使用，对电池串正面和背面不构成阴影遮挡，提高了光照利用率，并且多条旁路引线分摊旁路电流，从而降低了发热量；同时在金属焊带上冲孔或开槽，减少焊接时的内部残余应力，可避免电池片的破裂或隐裂。这种光伏组件的引线多，设计较为复杂，且未考虑焊带与汇流条和引出线之间的绝缘隔离问题，不能降低电池串边缘处的电池片隐裂或断裂风险。

实用新型内容

本实用新型欲解决的问题是现有的叠瓦光伏组件在焊带、汇流条和引出线处电池片易发生隐裂或断裂，造成叠瓦光伏组件失效等技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种叠瓦光伏组件，包括电池片、由电池片叠瓦状连接而成的电池串，背板位于电池片的背面，电池片的叠瓦状连接处导电连接，具体连接方式为导电胶、焊料、焊带等无缝连接。

电池串的数目为偶数个，具体为2、4、6、8......，根据叠瓦光伏组件应用场所和应用环境的不同进行合理的选择。各个电池串平行分布在背板上，每个电池串中电池片的数目相同，可保证组件中电池串的排布为规则的矩形。

在电池串的头部设有第一汇流条，通过焊带分别与每个电池串头部的电池片连接，焊带与第一汇流条处于同一平面上；现有技术中第一汇流条与电池串头部的电池片边缘之间距离较大，通常是将此处的焊带和汇流条进行折弯处理，两者不处于同一平面上，折弯处的汇流条位于电池片的背面，并用绝缘隔离条进行隔离以防止短路，因此此处的电池片不能与背板完全贴附，存在应力集中，增加了叠瓦光伏组件层压过程和使用过程中电池片的隐裂或断裂风险；而本实用新型缩小了第一汇流条与电池串头部的电池片边缘距离，将焊带与第一汇流条设置在同一平面上，焊带和汇流条的焊接处无需进行折弯处理，也不需要进行绝缘隔离，降低了电池片隐裂或断裂的风险，增加组件的可靠性。

所述第一汇流条上焊接有引出线，引出线沿电池串的长度方向设置；所述第一汇流条与引出线处于同一平面上；所述引出线位于叠瓦光伏组件中相邻两个电池串A和B的中间，且引出线两侧的电池串数目相等；所述电池串A和B之间设有间距L，所述引出线位于该间距L内，且引出线不接触周围电池片；现有技术中电池串的间距通常较小，一般是将引出线设于电池片的背面，同样为了防止短路，在引出线和电池片背面之间设置绝缘隔离条，增加了引出线的厚度，电池片隐裂或断裂的风险增大；而本实用新型通过增大电池串之间的间距，将引出线设置在电池串中间的间距内，并确保引出线不接触周围电池片，将引出线与电池片设置在同一平面上，大大降低了电池片隐裂或断裂的风险，组件的可靠性也进而增加。

在引出线左右两侧的电池串数目相等，是为了保证引出线左右两侧的电池串产生的电流和电压相等，确保叠瓦光伏组件输出功率的稳定。

位于所述引出线左右两侧的电池串尾部分别设有第二汇流条、第三汇流条；所述第二汇流条通过焊带分别与引出线左侧每个电池串尾部的电池片连接，焊带与所述第二汇流条处于同一平面上；所述第三汇流条通过焊带分别与引出线右侧每个电池串尾部的电池片连接，焊带与所述第三汇流条处于同一平面上；第二汇流条和第三汇流条与电池串尾部电池片之间焊带的设置方法和设置目的与第一汇流条和电池串头部电池片之间焊带的设置相同。

第二汇流条和第三汇流条彼此不接触。可在第二汇流条和第三汇流条上分别连接两条导线，与引出线一起，形成叠瓦光伏组件的3个输出端口，将这3个输出端口与接线盒连接，从而输出叠瓦光伏组件产生的电能。

根据常用的叠瓦光伏组件的尺寸，例如对于整体尺寸为1637.5mm*1119.9mm的叠瓦光伏组件而言，进一步地，所述第一汇流条与电池串头部的电池片边缘之间焊带的宽度为3-5mm；所述第二汇流条与引出线左侧电池串尾部的电池片边缘之间焊带的宽度为3-5mm；所述第三汇流条与引出线右侧电池串尾部的电池片边缘之间焊带的宽度为3-5mm；这样可确保汇流条与焊带进行焊接时无需折弯处理，降低电池片断裂或隐裂的风险。进一步地，所述间距L的宽度不小于2mm；进一步地，所述引出线与两侧电池片的距离均不小于2mm；

进一步地，叠瓦光伏组件中所用的电池片对整片太阳能电池片进行了裁切处理，其长度与整片太阳能电池片的长度相同，宽度为整片太阳能电池片的1/4、1/5或1/6。

进一步地，所述叠瓦光伏组件内相邻的不同电池串之间均设有空隙，这样可保证不同电池串之间的电池片不会相互接触而造成短路的危险。

进一步地，该叠瓦光伏组件的背板可选择玻璃背板，在玻璃背板内部具有微裂纹，或者在玻璃背板与电池片接触的一侧表面涂覆有高反射率的白色反光涂料；这些微裂纹和高反射率的白色反光涂料能够改变太阳光入射光线的传输路径，将入射到背板上的太阳光再反射到电池片上，可以实现太阳光的二次反射，电池片接收到更多的太阳光辐照，以增加组件的功率。

进一步地，也可以在玻璃背板上设置反射网格区域，所述反射网格区域与电池串之间的空隙位置重叠；所述反射网格区域表面涂覆有白色反光涂料，或者内部具有微裂纹，这样能够更有针对性地提高太阳光的二次反射率，降低玻璃背板的成本。

此外，背板还可以是TPT结构、TPE结构、KPK结构、KPE结构、AAA结构或PET结构等市场上常用的太阳能背板，可以降低成本并减轻玻璃背板制成的叠瓦光伏组件的重量；在背板与电池片接触的一侧表面涂有白色反光涂料；进一步地，也可以在这些类型的背板上设置反射网格区域，所述反射网格区域与电池串之间的空隙位置重叠；所述反射网格区域表现涂覆有白色反光涂料，更有针对性地提高太阳光的二次反射率，以提高叠瓦光伏组件的功率。

在该实用新型中，位于引出线左右两侧的电池串之间分别为并联连接，并通过第一汇流条将其串联在一起，实现了叠瓦光伏组件的排版；引出线和第二汇流条，以及引出线和第三汇流条之间各设置一个二极管，能够防止电路出现逆流，并且当叠瓦光伏组件中一个或几个电池串发生故障时，其他电池串的电流仍能经过二极管形成通路，保障整个叠瓦光伏组件的正常工作；叠瓦光伏组件在制备时可以从背板或前盖板上开孔或槽，将引出线、第二汇流条和第三汇流条以及必要的导线从中引出，将二极管设置在叠瓦光伏组件的外侧，并与光伏接线盒连接，将叠瓦光伏组件产生的电能传输出去。

与现有技术相比，本实用新型的叠瓦光伏组件具有以下优点：

1、增大叠瓦光伏组件的中间两个电池串间距，将引出线设于该间距内且不与周围的电池片接触，使引出线与电池片处于同一平面，无须进行隔离处理，降低电池片断裂或隐裂风险，增加组件可靠性；

2、通过缩短焊带间距，在汇流条和焊带的焊接处，无须进行折弯处理和绝缘处理，降低断裂或隐裂风险，增加组件可靠性；

3、在背板上设置高反射区域，充分利用电池串间距空白区域，增加此处光学二次反射，使电池片两侧均能接受更多光线辐照，增加组件功率。

附图说明：

图1：叠瓦光伏组件的结构示意图；

图2：电池串的结构示意图；

图3：叠瓦光伏组件左上角电池串间空隙的局部放大图；

图4：引出线位置的局部放大图；

图5：焊带的结构示意图。

附图标记说明：1-电池串；2-背板；3-第一汇流条；4-第二汇流条，5-第三汇流条；6-引出线；7-焊带；11-电池片；12-电池串间空隙；13-电池串A；14-电池串B。

具体实施方式：

下面通过具体实施例进行详细阐述，说明本实用新型的技术方案。

该叠瓦光伏组件的整体尺寸长*宽为1637.5mm*1119.9mm，电池片选用正反面均能吸收光线进行发电的双面电池片。

如图1-5可看出，叠瓦光伏组件包括背板2、电池片11、由电池片11叠瓦状连接而成的电池串1，背板2位于电池片11的背面，每个电池串的结构均相同：其中每个电池串1中均叠瓦连接有34个电池片11，同一个电池串中相邻的两片电池片的相邻边相互重叠，并用导电胶连接，重叠宽度为0.3-1.2mm；叠瓦光伏组件中相邻的两个电池串之间设有电池串间空隙12，可避免不同电池串间电池片接触而引起的短路。

在电池串的头部设有第一汇流条3，通过焊带7将每个电池串头部的电池片连接，焊带7与第一汇流条3处于同一个平面上，无需折弯和绝缘隔离处理；

电池串1中头部和尾部的焊带7位置设置如图2所示，若电池串头部电池片的正面连接有焊带，则该电池串尾部电池片上的焊带位于其电池片的背面，即每个电池串头尾部电池片上的焊带分别位于其正面和反面。

叠瓦光伏组件中共设置10个电池串，从左至右在第5个电池串A13和第6个电池串B14的中间设有间距L，即间距L位于叠瓦光伏组件中10个电池串的正中间位置；在第一汇流条3与该间距L对应的位置处垂直焊接有引出线6，引出线6沿着电池串的长度方向设置，第一汇流条3和引出线6也处于同一个平面上，无需折弯和绝缘隔离处理，引出线6的宽度小于间距L，且引出线6不与周围的电池片接触；

在引出线6左、右两侧的电池串中，左侧的5个电池串尾部设有第二汇流条4、右侧的5个电池串尾部设有第三汇流条5；第二汇流条4分别通过焊带7与左侧的5个电池串尾部的电池片连接，第二汇流条5分别通过焊带7与右侧的5个电池串尾部的电池片连接；焊带7分别与第二汇流条4、第三汇流条5处于同一平面上，无需折弯和绝缘隔离处理；且第二汇流条4的右侧和第三汇流条5的左侧彼此不接触。

如图4所示，为引出线6位置的局部放大图，第一汇流条3与电池串头部的电池片边缘的距离为宽度L’，L’的值为3.5mm，这样可保证第一汇流条3和焊带7位于同一平面上，而无需折弯处理；同样地，引出线6左侧和右侧电池串尾部的电池片边缘距离第二汇流条4和第三汇流条5的宽度也为3.5mm，以保证第二汇流条4、第三汇流条5，及其连接焊带位于同一平面上，而无需折弯处理。位于叠瓦光伏组件中间位置的电池串A13和电池串B14之间设有间距L，L的宽度值为6mm，引出线6位于间距L的中央，引出线6距电池串A13的电池片右侧边缘距离2mm，距电池串B14的电池片左侧边缘距离也为2mm；

如图5所示，为焊带7的结构示意图，可看出在焊带7上开有孔，这样可以降低焊接时焊带内部的残余应力，避免电池片的断裂或隐裂，进一步提高叠瓦光伏组件的稳定性。

本实用新型中，选用的电池片11的长度与出厂时整片太阳能电池片的长度相同，宽度为整片太阳能电池片的1/4。

本实用新型中，叠瓦光伏组件的背板2为玻璃背板，且在玻璃背板2与电池片接触的一侧表面涂覆有白色反光涂料，白色反光涂料中加有钛白粉和空心玻璃微珠，能够增大玻璃背板2的光反射率。

在制备叠瓦光伏组件时，首先在玻璃背板2上依次铺设太阳能电池封装胶膜、叠瓦状连接的太阳能电池串1，在电池片上焊接上焊带、汇流条、引出线等，在玻璃背板2上开孔，将引出线6、第二汇流条4和第三汇流条5以及必要的导线从中引出，用于连接二极管；然后在太阳能电池片上表面铺设太阳能电池封装胶膜、前盖板，将其整体放入层压机中进行层压工艺操作，随后加装边框，将二极管设置在叠瓦光伏组件的背板外侧，并与光伏接线盒连接，将叠瓦光伏组件产生的电能传输出去；即得到了叠瓦光伏组件。在制备过程中每一步都需要进行质检，对不合格产品进行返工或其他处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠瓦光伏组件，包括背板、电池片、由电池片叠瓦状连接而成的电池串，所述背板位于电池片的背面，其特征在于：

所述电池串的数目为偶数个；

所述每个电池串中电池片的数目相同；

所述电池串头部设有第一汇流条，通过焊带分别与每个电池串头部的电池片连接，焊带与第一汇流条处于同一平面上；

所述第一汇流条上焊接有引出线，引出线沿电池串的长度方向设置；所述第一汇流条与引出线处于同一平面上；

所述引出线位于叠瓦光伏组件中相邻两个电池串A和电池串B的中间，且引出线两侧的电池串数目相等；

所述电池串A和电池串B之间设有间距L，所述引出线位于该间距L内，且引出线不接触周围电池片；

位于所述引出线左右两侧的电池串尾部分别设有第二汇流条、第三汇流条；

所述第二汇流条通过焊带分别与引出线左侧每个电池串尾部的电池片连接，焊带与所述第二汇流条处于同一平面上；

所述第三汇流条通过焊带分别与引出线右侧每个电池串尾部的电池片连接，焊带与所述第三汇流条处于同一平面上；

所述第二汇流条和第三汇流条彼此不接触。

2.如权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述第一汇流条与电池串头部的电池片边缘之间焊带的宽度为3-5mm；所述第二汇流条与引出线左侧电池串尾部的电池片边缘之间焊带的宽度为3-5mm；所述第三汇流条与引出线右侧电池串尾部的电池片边缘之间焊带的宽度为3-5mm。

3.如权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述间距L的宽度不小于2mm。

4.如权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述引出线与其左右两侧电池片的距离均不小于2mm。

5.如权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述电池片的长度与整片太阳能电池片的长度相同，宽度为整片太阳能电池片的1/4、1/5或1/6。

6.如权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述叠瓦光伏组件内相邻的两个电池串之间均设有空隙。

7.如权利要求6所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述背板为玻璃背板，玻璃背板内部具有微裂纹，或者在玻璃背板与电池片接触的一侧表面涂覆有白色反光涂料。

8.如权利要求7所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述玻璃背板设有反射网格区域，所述反射网格区域与电池串之间的空隙位置重叠；在反射网格区域表面涂覆有白色反光涂料，或者反射网格区域玻璃背板内部具有微裂纹。

9.如权利要求6所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述背板为TPT结构、TPE结构、KPK结构、KPE结构、AAA结构或PET结构；所述背板与电池片接触的一侧表面涂覆有白色反光涂料。

10.如权利要求9所述的叠瓦光伏组件，其特征在于：所述背板设有反射网格区域，所述反射网格区域与电池串之间的空隙位置重叠；所述反射网格区域表面涂覆有白色反光涂料。