CN209266425U - 晶体硅太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶体硅太阳能电池组件。该晶体硅太阳能电池组件包括以24行×6列的矩阵形式排列的144片晶体硅太阳能电池，所述晶体硅太阳能电池为长方形，且所述长方形的长边的延伸方向与所述矩阵的行的延伸方向相同，所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率为0.530～0.850。本实用新型的晶体硅太阳能电池组件中，通过将所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率设定为特定范围的值，可以实现晶体硅太阳能电池组件的功率的提升。

Description

晶体硅太阳能电池组件

技术领域

本实用新型涉及一种晶体硅太阳能电池组件。

背景技术

传统的晶体硅太阳能电池组件中，通常将多片整片的晶体硅太阳能电池(整片的晶体硅太阳能电池是指正方形的晶体硅太阳能电池)通过焊带相互连接，使焊带的一端连接至晶体硅太阳能电池的一面的电极，另一端连接至相邻晶体硅太阳能电池的另一面的电极，从而形成晶体硅太阳能电池的串列。然而，随着市场对高功率晶体硅太阳能电池组件的需求越来越高，传统晶体硅太阳能电池组件的功率已经很难达到这样高的需求。

在专利文献1中公开了一种用于晶体硅太阳能电池串的高效配置(HighEfficiency Configuration For Solar Cell String)，其包含以重叠叠瓦形式布置的串联晶体硅太阳能电池。但是重叠叠瓦形式布置的晶体硅太阳能电池(其也可以被认为是晶体硅太阳能电池组件)存在其中一片晶体硅太阳能电池被另一片晶体硅太阳能电池遮挡的情况。而且专利文献1中使用的晶体硅太阳能电池的短边与长边的比率为1/3左右，因此，其整体提供的功率较低或者说功率还有待进一步提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US20140124013A1

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题在于提供一种可以以非遮挡形式制作的且具有较高的功率的晶体硅太阳能电池组件。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供以下的技术方案：

晶体硅太阳能电池组件，其包括以24行×6列的矩阵形式排列的144片晶体硅太阳能电池，

所述晶体硅太阳能电池为长方形，且所述长方形的长边的延伸方向与所述矩阵的行的延伸方向相同，

所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率为0.530～0.850。

优选地，所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率为0.530～0.560。

优选地，所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率为0.540～0.549。

优选地，所述长方形的长边为156.0～160.0mm。

优选地，所述144片晶体硅太阳能电池分为六组，每组具有24片晶体硅太阳能电池，其中每组的24片晶体硅太阳能电池以串联形式被电连接在一起，从而形成一串晶体硅太阳能电池。

优选地，在每两串的48片晶体硅太阳能电池中，其中一串的24片晶体硅太阳能电池在以串联形式电连接之后，与另一串的24片晶体硅太阳能电池以并联形式电连接。

优选地，其中两串的48片晶体硅太阳能电池在以并联形式电连接之后，与另外两串的48片晶体硅太阳能电池以串联形式电连接。

优选地，所述每两串的48片晶体硅太阳能电池与1个二极管并联。

优选地，每组的24片晶体硅太阳能电池以矩阵形式排列。

本实用新型的晶体硅太阳能电池组件具有以下的技术效果：

(1)通过将所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率设定为特定的值，当以非遮挡形式制作(即晶体硅太阳能电池彼此之间不存在遮挡)时，可以实现晶体硅太阳能电池的功率提升。

(2)工作电流低，从而产生的热斑温度低，具体而言，热斑温度可以低于140℃左右，甚至更低，可以满足使用要求。因为通常对于热斑温度的要求为低于160℃。

附图说明

图1为本实用新型的晶体硅太阳能电池组件的平面示意图。

图2为表示本实用新型的晶体硅太阳能电池组件的第一种电连接方式的示意图。

图3为表示本实用新型的晶体硅太阳能电池组件的第二种电连接方式的示意图。

图中的附图标记分别表示：

1 晶体硅太阳能电池组件

101 晶体硅太阳能电池

102 二极管

L 长方形的长边

W 长方形的短边

X 矩阵的行的延伸方向

Y 矩阵的列的延伸方向

具体实施方式

请参见图1，图1为本实用新型的晶体硅太阳能电池组件的平面示意图。在图1中，本实用新型提供的晶体硅太阳能电池组件1包括以24行×6列的矩阵形式排列的144片晶体硅太阳能电池101，所述晶体硅太阳能电池101为长方形，且所述长方形的长边L的延伸方向与所述矩阵的行的延伸方向X相同，并且所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L为0.530～0.850。可选地，所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L的范围也可以为0.530～0.560，优选为0.540～0.549。通过将所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L设定为特定范围的值，并且结合特定的排列方式，可以实现晶体硅太阳能电池的功率提升，并且在特定的电连接方式中，可以保证晶体硅太阳能电池组件在运行中所产生的热斑温度低于160℃，甚至为140℃左右，从而保证晶体硅太阳能电池组件能够长期稳定地运行。

当所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L小于0.53且通过排列较多片的晶体硅太阳能电池而形成晶体硅太阳能电池组件时，虽然晶体硅太阳能电池在串联起来之后的电流较小，不会导致较高的热斑效应中的热斑温度，然而需要排布较多片的晶体硅，在不使用叠瓦形式的排布方式的情况下，晶体硅太阳能电池彼此之间的间隔数量较多，从而导致晶体硅太阳能电池组件的面积增大，相应地，需要更大尺寸的制造用设备，例如边框安装机及层压机、以及EL测试仪等，最终体现为晶体硅太阳能电池组件的制造成本的上升。另外，在现有技术的半片形式的晶体硅太阳能电池组件中，晶体硅太阳能电池的短边与长边的比率为0.50左右，在按照本实用新型的图1的方式进行排布和制造时，就会存在组件输出功率低的问题。

当所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L大于0.85且通过排列较少片的晶体硅太阳能电池而形成晶体硅太阳能电池组件时，晶体硅太阳能电池在串联起来之后的电流较大，会导致较高的热斑效应中的热斑温度，给该晶体硅太阳能电池组件的使用带来风险。在现有技术的整片形式的晶体硅太阳能电池组件中，晶体硅太阳能电池的短边与长边的比率为1左右(即正方形晶体硅太阳能电池)，在按照本实用新型的图1的方式进行排布和制造时，其相对于本实用新型的晶体硅太阳能电池组件而言具有更高的热斑温度。

因此本实用新型中，所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L为0.530～0.850。例如，所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L可以为0.530、0.540、0.550、0.560、0.570、0.580、0.590、0.600、0.650、0.700、0.750、0.800、0.840等。

此外，考虑到与现有技术中的半片形式的晶体硅太阳能电池组件的制备用的设备相匹配，本实用新型中的所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L优选为0.560以下，更优选为0.550以下，更优选为0.540～0.549。而且，如果本实用新型中的所述长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L为0.560以下，尤其为0.550、0.540左右时，本实用新型的晶体硅太阳能电池组件，相对于现有技术中的长方形的短边W与所述长方形的长边L的比率W/L为0.5的情况而言，具有相同的晶体硅太阳能电池组件的宽度尺寸(即，大致为6个长方形的长边及2个边框的宽度)，具有基本相同的晶体硅太阳能电池组件的长度尺寸(即，大致为24个长方形的短边的尺寸及2个边框的宽度)，因此，在实际使用过程中，例如在排列多个晶体硅太阳能电池组件(成千上万个晶体硅太阳能电池组件)而形成太阳能电站的过程中，不需要改变电站设计形式，或者说不需要增加(或非常微小地增加)晶体硅太阳能电池组件彼此之间的间距就可以使用本实用新型的晶体硅太阳能电池组件。换言之，在其他条件相同的条件下，由本实用新型的晶体硅太阳能电池组件而形成的太阳能电站比由现有技术中的半片形式(长方形的短边W与长方形的长边L的比率W/L为0.500左右)的晶体硅太阳能电池组件而形成的太阳能电站具有更高的功率。

对于上述的特定的电连接方式而言，只要符合晶体硅太阳能电池组件的通常设计要求即可，可以使用通常的设计。在本实用新型中提供以下两种电连接方式。

第一种电连接方式

如图2所示，图2为表示上述的本实用新型的晶体硅太阳能电池组件的第一种电连接方式的示意图。当结合图1和图2可知，在矩阵的列的延伸方向Y上，每24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接；并且在每两列的48片晶体硅太阳能电池101中，其中一列的24片晶体硅太阳能电池101在以串联形式电连接之后，与另一列的24片晶体硅太阳能电池101以并联形式电连接；并且，其中两列的48片晶体硅太阳能电池101在以并联形式电连接之后，与另外两列的48片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接。而且，所述每两列的48片晶体硅太阳能电池101与1个二极管102并联。

更详细而言，在矩阵的列的延伸方向Y上，第1列的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，第2列的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，第3列的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，第4列的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，第5列的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，第6列的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起。并且，第1列的24片晶体硅太阳能电池101与第2列的24片晶体硅太阳能电池101以并联形式电连接在一起，第3列的24片晶体硅太阳能电池101与第4列的24片晶体硅太阳能电池101以并联形式电连接在一起，第5列的24片晶体硅太阳能电池101与第6列的24片晶体硅太阳能电池101以并联形式电连接在一起。然后第1列的24片晶体硅太阳能电池101、第3列的24片晶体硅太阳能电池101、以及第5列的24片晶体硅太阳能电池101串联在一起。

当第1列的24片晶体硅太阳能电池101、第3列的24片晶体硅太阳能电池101、以及第5列的24片晶体硅太阳能电池101串联在一起之后，第2列的24片晶体硅太阳能电池101、第4列的24片晶体硅太阳能电池101、以及第6列的24片晶体硅太阳能电池101串联在一起。也可以说是第1列的24片晶体硅太阳能电池101、第4列的24片晶体硅太阳能电池101、以及第6列的24片晶体硅太阳能电池101串联在一起。

综合而言，在上述的第一种电连接方式中，第1列的24片晶体硅太阳能电池101先形成串联结构，然后与第2列的24片晶体硅太阳能电池101形成并联结构，然后第1列、第3列、第5列的24片晶体硅太阳能电池101再形成串联结构。也可以简称为串联-并联-串联结构，或者简称为第一级别的每24片串联-第二级别的两列并联-第三级别的三列串联。

其中，优选地，在进行并联时，所述每两列为相邻的两列，由此可以简化晶硅太阳能电池的电路设计工艺以及提高对组件的各组成部分进行叠层时的操作方便性。在另一种实现方式中，上述的每两列也可以为不相邻的两列，例如可以间隔一列或间隔两列。

如图2所示，在形成电连接之后，可以以图2中的左端为正极，以图2中的右端为负极。

需要说明的是，图1中的第1列、第2列、第3列、第4列、第5列、第6列只是起到标识作用，并不刻意限定排列顺序，只是用于便于本实用新型的实施方式的文字性表述。

二极管102可以具有任何合适的二极管结构，一般为晶体半导体硅二极管。

第二种电连接方式

如图3所示，图3为表示上述的本实用新型的晶体硅太阳能电池组件的第二种电连接方式。当结合图1和图3可知，图1和图3中的电池的排列的位置是完全对应的。结合图1和图3可知，每24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接；并且在每两列的48片晶体硅太阳能电池101中，其中每两列的上半部分24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接，形成一个晶体硅太阳能电池串，并且每两列的下半部分24片晶体硅太阳能电池101也以串联形式电连接，形成另一个晶体硅太阳能电池串；然后一个晶体硅太阳能电池串和另一个晶体硅太阳能电池串，以并联形式电连接。在144片晶体硅太阳能电池片中，其中两串的48片晶体硅太阳能电池101在以并联形式电连接之后，与另外两串的48片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接。而且，所述每两串的48片晶体硅太阳能电池101与1个二极管102并联。

更详细而言，第1列与第2列上半部分的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，形成第一晶体硅太阳能电池串，第1列与第2列下半部分的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，形成第二晶体硅太阳能电池串，第3列与第4列上半部分的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，形成第三晶体硅太阳能电池串，第3列与第4列下半部分的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，形成第四晶体硅太阳能电池串，第5列与第6列上半部分的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，形成第五晶体硅太阳能电池串，第5列与第6列下半部分的24片晶体硅太阳能电池101以串联形式电连接在一起，形成第六晶体硅太阳能电池串。并且，第一晶体硅太阳能电池串的24片晶体硅太阳能电池101与第二晶体硅太阳能电池串的24片晶体硅太阳能电池101以并联形式电连接在一起，第三晶体硅太阳能电池串的24片晶体硅太阳能电池101与第四晶体硅太阳能电池串的24片晶体硅太阳能电池101以并联形式电连接在一起，第五晶体硅太阳能电池串的24片晶体硅太阳能电池101与第六晶体硅太阳能电池串的24片晶体硅太阳能电池101以并联形式电连接在一起。然后第一晶体硅太阳能电池串与第二晶体硅太阳能电池串的48片晶体硅太阳能电池101、第三晶体硅太阳能电池串与第四晶体硅太阳能电池串的48片晶体硅太阳能电池101、以及第五晶体硅太阳能电池串与第六晶体硅太阳能电池串的48片晶体硅太阳能电池101串联在一起。

由此，第二种电连接方式中，也形成了串联-并联-串联结构。

如图3所示，在形成电连接之后，可以以图3中的左端为正极，以图3中的右端为负极。

对于晶体硅太阳能电池组件1中所使用的晶体硅太阳能电池101的尺寸而言，优选地，晶体硅太阳能电池101的长边可以为154.0～160.0mm，即所述长方形的长边为154.0～160.0mm，优选为156.0mm～158.4mm。在一种可能的实现方式中，可以使用由本领域中熟知的156mm×156mm左右、158mm×158mm左右的单晶硅或多晶硅切割并经后续工艺而制成的晶体硅太阳能电池101。

本实用新型中的晶体硅太阳能电池101可以为n型晶体硅太阳能电池，也可以为p型晶体硅太阳能电池。并且晶体硅太阳能电池的形式并没有特别的限定，例如可以为晶体硅异质结(SHJ)太阳能电池、选择性发射极太阳能电池、浅结密栅太阳能电池、铜线主栅太阳能电池、PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)、PERL(Passivate Emitter,RearLocally Diffused)、PERT(Passivated Emitter,Rear Totally Diffused)结构的太阳能电池、黑硅太阳能电池、叉指式背接触太阳能电池、隧道氧化钝化接触(Top-Con)电池、双面太阳能电池。关于太阳能电池的制备方式可以参考陈哲艮、郑志东等编著的《晶体硅太阳能电池制造工艺原理》(中国电信出版集团、电子工业出版社，2017年3月第1版)等专业书籍或论文。

晶体硅太阳能电池组件除了上述的结构构成以外，通常还可以包括钢化玻璃、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和背板等。晶体硅太阳能电池组件的制备工艺也可以参考陈哲艮、郑志东等编著的《晶体硅太阳能电池制造工艺原理》(中国电信出版集团、电子工业出版社，2017年3月第1版)等专业书籍或论文。

在本实用新型的晶体硅太阳能电池组件的实施方式的结构中，采用了上述的电连接方式结构，可以减小晶体硅太阳能电池串的串电流，在热斑发生时，可以降低晶体硅太阳能电池组件的热斑温度，减少晶体硅太阳能电池组件的背板的脱层、鼓包、析油、碳化风险，同时，晶体硅太阳能电池串的串电流减小，会减少晶体硅太阳能组件功率损耗，进一步增加晶体硅太阳能电池组件输出功率提升的可能性。而且在本实用新型中，每列晶体硅太阳能电池的数量为24片，降低热斑发生时的晶体硅太阳能电池被击穿风险。

在本实用新型中，144片晶体硅太阳能电池的性质优选基本相同，例如输出电压均为0.6～0.7V左右，在一种可能的实现方式中，输出电压均为0.7V左右。

Claims (9)

1.晶体硅太阳能电池组件，其包括以24行×6列的矩阵形式排列的144片晶体硅太阳能电池，

所述晶体硅太阳能电池为长方形，且所述长方形的长边的延伸方向与所述矩阵的行的延伸方向相同，

其特征在于，所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率为0.530～0.850。

2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池组件，其特征在于，所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率为0.530～0.560。

3.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池组件，其特征在于，所述长方形的短边与所述长方形的长边的比率为0.540～0.549。

4.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池组件，其特征在于，所述长方形的长边为156.0～160.0mm。

5.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池组件，其特征在于，所述144片晶体硅太阳能电池分为六组，每组具有24片晶体硅太阳能电池，其中每组的24片晶体硅太阳能电池以串联形式电连接，形成一串晶体硅太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的晶体硅太阳能电池组件，其特征在于，在每两串的48片晶体硅太阳能电池中，其中一串的24片晶体硅太阳能电池在以串联形式电连接之后，与另一串的24片晶体硅太阳能电池以并联形式电连接。

7.根据权利要求6所述的晶体硅太阳能电池组件，其特征在于，其中两串的48片晶体硅太阳能电池在以并联形式电连接之后，与另外两串的48片晶体硅太阳能电池以串联形式电连接。

8.根据权利要求6所述的晶体硅太阳能电池组件，其特征在于，所述每两串的48片晶体硅太阳能电池与1个二极管并联。

9.根据权利要求5所述的晶体硅太阳能电池组件，其特征在于，每组的24片晶体硅太阳能电池以矩阵形式排列。