CN209104165U - 太阳能电池片及太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池片，包括电池片本体，一正面主电极设于本体正面一侧的边缘，其余正面主电极间隔分布于本体正面的中间；一背面主电极设于本体背面另一侧的边缘，其余背面主电极与位于中间的正面主电极位置相对应，且通过设置导电孔实现中间的正、背面主电极之间的导电，且中间的正面主电极靠向边缘的正面主电极一侧的旁边位置均设有电学隔离槽，中间的背面主电极靠向边缘的背面主电极一侧的旁边位置也均设有电学隔离槽。本实用新型还公开了一种太阳能电池组件。本实用新型能在最大限度保持当前电池片生产工艺的前提下，通过改变导电线路的设计，解决整片电池需要切割并物理分离而实现“叠瓦”的问题。

Description

太阳能电池片及太阳能电池组件
技术领域
本实用新型属于太阳能电池、具体涉及一种太阳能电池片及太阳能电池组件。
背景技术
太阳能电池片是一种能把接收到的太阳光转换为电能的器件，其基体通常是由晶体硅制造得到的薄片。
就外观而言，当前太阳能电池片常见的规格为边长156mm x 156mm，采用5条主栅线的太阳能电池片。而随着技术的进步和对电池片功率的要求不断提高，电池片的面积和使用的主栅线条数也在逐渐变大变多，也使得组件上需要更多的焊带(通常为涂锡铜带)来焊接主栅线并使电池片串联起来。请见图1a、1b、2、3，图中，1为太阳能电池片，2为细栅线，3a、3b分别为正、背面的主电极(也即是主栅线)，4为焊带。
众所周知，太阳能电池的基体电阻和组件内电池片之间连接焊带的内阻会引起电池片和组件内部的损耗，最终降低组件本身的输出功率。
太阳能电池的基体内阻引起的损耗，主要是通过单片电池的电流因基体内阻而引起的热损耗，如果能将单片电池分割成n个小片然后再串联起来，那么每个小片上产生的电流将变成一个整片的1/n，从而减小了热损耗(依据电流热损耗公式P＝I2R)。但是要达到这个目的，目前普遍采用的方式是将单片电池完全切开成n个等分小片后再串联焊接起来(即所谓“叠瓦”)。该方法的缺点是增加了电池片的切割损耗，也增加了焊接工艺的复杂程度。
而组件串联焊带的使用又引入了焊带本身的电阻，增加了线电阻的热损耗，并且随着电池主栅线的宽度在设计上越来越窄，焊接的难度也越来越大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种太阳能电池片及太阳能电池组件，能够在最大限度保持当前电池片生产工艺的前提下，通过改变电池片导电线路的结构，在不对电池片做分离切割的情况下，实现电池片内不同小片之间电学串联，达到类似“叠瓦”的效果，从而克服现有技术中存在整片电池需要切割并物理分离的问题，同时也最大限度地减少了传统焊带的使用，基本上只需要使用导电胶或导电浆料进行粘结即可。
为了实现上述技术创新，本实用新型采用如下的技术方案：
一方面，一种太阳能电池片，包括电池片本体，本体正面具有横向设置的导电细栅线及纵向设置的数条正面主电极，本体背面具有数条背面主电极，一正面主电极设于本体正面一侧的边缘，其余正面主电极间隔分布于本体正面的中间；一背面主电极设于本体背面另一侧的边缘，其余背面主电极与位于中间的正面主电极位置相对应，且通过设置导电孔实现中间的正、背面主电极之间的导电，且所有位于中间的正面主电极靠向边缘的正面主电极一侧的旁边位置均设有实现PN结电学隔离的电学隔离槽，所有位于中间的背面主电极靠向边缘的背面主电极一侧的旁边位置也均设有实现背面导电场电学隔离的电学隔离槽。
所述导电孔由分布在正、背面主电极上的穿孔及填充在穿孔中的导电金属浆料构成。
所述正面主电极、背面主电极为连续式导电印刷线路或者分段式导电印刷线路。
另一方面，一种太阳能电池组件，包括多个通过焊带相连的单串，每个单串由多个太阳能电池片通过相邻太阳能电池片的边缘的正、背面主电极相互叠置并通过导电胶或导电浆料粘接相串联构成。
采用本实用新型的一种太阳能电池片及太阳能电池组件，具有以下几个优点：
1、该太阳能电池片能在最大限度保持当前电池片生产工艺的前提下，通过改变电池导电线路的设计，解决整片电池需要切割并物理分离而实现“叠瓦”的问题；
2、相比于传统组件，可以通过简单的导电胶或导电浆料粘结即可实现大片电池的单串连接。
3、相比于传统组件，采用本实用新型的太阳能组件具有遮光面积小，有效面积大，热损耗低等优点。从而实现了在相同的太阳能组件面积的情况下，可以产生更多的电能输出。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：
图1a、1b分别是传统的太阳能电池片的正、背面的结构示意图。
图2是传统的太阳能电池片的剖视示意图。
图3是传统的太阳能电池串的剖视图。
图4a、4b分别是本实用新型的太阳能电池片的正、背面的结构示意图。
图5是本实用新型的太阳能电池片的剖视示意图。
图6是本实用新型的太阳能电池串的结构示意图。
图7是本实用新型的太阳能电池串的剖视示意图。
具体实施方式
本实用新型的太阳能电池片如图4a、4b、5所示，与现有技术相同的是，同样也包括电池片本体5，电池片本体5分为三层，正面的一层为PN结101，背面的一层为背面导电场102，中间一层为为晶体硅基体103。背面导电场为铝背场或是PN结。
本体正面具有横向设置的导电细栅线2及纵向设置的数条正面主电极6a(即正面主栅线)，本体背面具有纵向设置的数条背面主电极6b(即背面主栅线)。不同的是，一正面主电极6a设于本体正面一侧的边缘，其余正面主电极6a(作为实例，图中示意显示为两条，实际情况可为任意条)随边缘的正面主电极6a等间距分布于本体正面的中间。一背面主电极6b设于本体背面另一侧的边缘，其余背面主电极6b与位于中间的正面主电极6a位置相对应，且通过设置导电孔7实现中间的正、背面主电极6a、6b之间的导电。且所有中间的正面主电极6a靠向边缘的正面主电极6a一侧的旁边位置均设有电学隔离槽8，可采用激光等工具开槽，以实现PN结的物理及电学隔离；所有中间的背面主电极6b靠向边缘的背面主电极6b一侧的旁边位置也均设有电学隔离槽8，采用激光等工具开槽，以实现背面导电场的电学隔离。
导电孔7由分布在正、背面主电极6a、6b上的穿孔及填充在穿孔中的导电金属浆料构成。导电孔的数量按电学要求是越多越好，但考虑到电池片的脆性及加工成本，对其数量有所控制，优化数量为3-12个。但随着电池片尺寸的变大，数量也可能多达几十个。
正面主电极6a、背面主电极6b为连续式导电印刷线路或者分段式导电印刷线路，具有不限定的宽度及形状。主电极的平均宽度一般为不大于3mm。
平行间隔的导线细栅线的间距不大于5mm。
电学隔离槽除了激光制作外，还可以采用化学蚀刻或其它方法制作。宽度为数个微米至数个毫米，深度只要透过PN结和背面导电场即可，不切断晶体硅基体103，主要功能是断开隔离槽左右两侧的电学连接，但不破坏电池片的完整性。
当本体背面整块为铝背场，即铝背场是连续的情况下，通过电学隔离槽来实现铝背场的电学隔离。
本体正面的细栅线可以是不连续的，即被正面主电极分割的各块区域内的导电细栅线一端与正面主电极相连，另一端不与正面主电极相连，从而在电学隔离槽的位置形成沿正面主电极延伸的条状无栅线区域21(如图4a中所示)，该条状无栅线区域宽度要比电学隔离槽的宽度大，为数十微米至数个毫米，电学隔离槽位于无栅线区域内部。通过在正面主电极旁欲形成电学隔离槽的位置设置条状无栅线区域，在条状无栅线区域内部切割制作电学隔离槽，由于不与细栅线接触，这样形成导电细栅线的导电粉末就不会落入电学隔离槽中，从而保证了电学隔离效果。
铝背场也可以不是整块的，而是不连续的。在这种情况下，被背面主电极分割的各块区域内的铝背场一侧边与背面主电极相连，另一侧边不与背面主电极相连，从而在本体背面形成沿背面主电极延伸的条状无铝背场区域从而代替本体背面的电学隔离槽。这样的结构，免去了在背面切割电学隔离槽。
当背面导电场为PN结时，本体背面也横向设置导电细栅线，与本体正面具有同样的结构，该背面的被背面主电极分割的各块区域内的细栅线也是一端与主电极相连，另一端不与主电极相连，从而在电学隔离槽的位置形成沿背面主电极方向延伸的条状无栅线区域，电学隔离槽位于条状无栅线区域内。这样形成的太阳能电池片两面都能受光发电。
另外，边缘的正、背面主电极6a、6b也可以用来与焊带叠置粘结，制作太阳能组件。
结合图6～图7所示，本实用新型的太阳能电池组件，包括多个相连的单串，每个单串由多个上述的太阳能电池片通过相邻太阳能电池片的边缘的正、背面主电极6a、6b相互叠置并通过导电胶或导电浆料粘接相串联构成。如图6、图7所示，即可构建成太阳能电池串。数个该类电池串，通过导电焊带做互相串/并联连接，再经过叠层、层压、封装等环节，即可构建成太阳能组件。
相邻单串边缘的正、背面主电极6a、6b间通过导电焊带实现互相连接。
综上所述，采用本实用新型的太阳能电池组件及其太阳能电池片，具有以下几个优点：
1、该太阳能电池片能在最大限度保持当前电池片生产工艺的前提下，通过改变导电线路的设计，能保证整片电池的完整性，解决整片电池需要切割并物理分离而实现“叠瓦”的问题；
2、在太阳能组件的焊接过程中最大限度地减少了传统焊带的使用，基本上只需要导电胶或导电浆料即可。大大简化了装配过程，提高了产品可靠性。
3、通过激光等工具开槽即可实现各小片(包括一根主栅和与其相连接的细栅线所覆盖的范围)之间的电学绝缘，然后通过主栅上的导电孔实现各小片之间的串联。这样的方式可以在不需要分开各小片的情况下实现了单片电池内各小片间串联。这样的结构具有遮光面积小，有效面积大，热损耗低等优点。从而实现了在相同的太阳能组件面积的情况下，可以产生更多的电能输出。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (11)

1.一种太阳能电池片，包括电池片本体，本体正面具有横向设置的导电细栅线及纵向设置的数条正面主电极，本体背面具有数条背面主电极，其特征在于：一正面主电极设于本体正面一侧的边缘，其余正面主电极间隔分布于本体正面的中间；一背面主电极设于本体背面另一侧的边缘，其余背面主电极与位于中间的正面主电极位置相对应，且通过设置导电孔实现中间的正、背面主电极之间的导电，且所有位于中间的正面主电极靠向边缘的正面主电极一侧的旁边位置均设有实现PN结电学隔离的电学隔离槽，所有位于中间的背面主电极靠向边缘的背面主电极一侧的旁边位置也均设有实现背面导电场电学隔离的电学隔离槽。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片，其特征在于：所述其余正面主电极等间距分布于本体正面的中间。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池片，其特征在于：所述导电孔由分布在正、背面主电极上的穿孔及填充在穿孔中的导电金属浆料构成。
4.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池片，其特征在于：所述正面主电极、背面主电极为连续式导电印刷线路或者分段式导电印刷线路。
5.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池片，其特征在于：所述本体正面的被正面主电极分割的各块区域内，所述导电细栅线一端与正面主电极相连，另一端不与正面主电极相连从而形成沿正面主电极延伸的条状无栅线区域，所述正面本体的电学隔离槽位于条状无栅线区域内部。
6.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池片，其特征在于：所述背面导电场为PN结，所述本体背面具有横向设置的导电细栅线。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能电池片，其特征在于：所述本体背面的被背面主电极分割的各块区域内，所述导电细栅线一端与背面主电极相连，另一端不与背面主电极相连从而形成沿背面主电极延伸的条状无栅线区域，所述背面本体的电学隔离槽位于条状无栅线区域内部。
8.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池片，其特征在于：所述背面导电场为铝背场。
9.根据权利要求8所述的一种太阳能电池片，其特征在于：所述本体背面的被背面主电极分割的各块区域内的铝背场一侧边与背面主电极相连，另一侧边不与背面主电极相连，从而形成代替所述本体背面的电学隔离槽的条状无铝背场区域。
10.根据权利要求1或2所述的电池片构成的太阳能电池组件，其特征在于：包括多个通过焊带相连的单串，每个单串由多个太阳能电池片通过相邻太阳能电池片的边缘的正、背面主电极相互叠置并通过导电胶或导电浆料粘接相串联构成。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池组件，其特征在于：通过所述焊带将相邻单串两端的边缘的正、背面主电极相互连接构成。
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