CN212848423U - 一种块焊接电池片及块焊接光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种块焊接电池片及块焊接光伏组件，涉及光伏技术领域，该块焊接电池片包括硅片层、位于硅片层正面的正面银浆层以及位于硅片层背面的背面银浆层，正面银浆层至少包括H个栅线块和若干根细栅线，每个栅线块分别呈块状结构且H个栅线块在块焊接电池片的同一侧边处间隔设置，各根细栅线分别连接到至少一个栅线块，栅线块用于与片间互联条进行焊接，该块焊接电池片正面通过栅线块与片间互联条进行局部焊接，因此片间互联条不会遮挡细栅线和过渡栅线，因此可以减少片间互联条对电池片遮挡、提高发电效率、减少片间互联条材料用量。

Description

一种块焊接电池片及块焊接光伏组件

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其是一种块焊接电池片及块焊接光伏组件。

背景技术

随着能源价格的上涨，开发利用新能源成为当今能源领域研究的主要课题。由于太阳能具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，研究太阳能发电成为开发利用新能源的主要方向。利用太阳能电池发电是当今人们使用太阳能的一种主要方式，推动组件的高转换效率，推动组件的制造成本持续降低，推动组件的性能提升，这是行业的发展必然趋势。

现有常规的光伏电池片采用2个主栅线到6个主栅线的设计，片间互联条与主栅线进行焊接，片间互联条几乎贯通整个光伏电池片的正面，遮挡了光伏电池片正面，造成光伏电池片效率不高。为了能够得到更高的发电效率，多主栅电池片技术将越来越多的应用于晶体硅光伏组件，但是上述提到的片间互联条对光伏电池片正面的遮挡并没有减少，主要依靠的是二次反射来提升效率。目前有一些减少片间互联条遮光区域的设计，但由于片间互联条与光伏电池片的焊接面减少，对焊接工艺是一个大考验，一旦发生焊接不良，会导致整个电池串无法通电或者导致热斑效应，造成光伏组件寿命下降甚至光伏组件烧毁。另外有一些诸如MWT和叠瓦之类的表面不用焊带工艺的组件也可以避免这个问题，但是这些组件目前尚未成熟，加工难度较大，性能难以保证。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种块焊接电池片，本实用新型的技术方案如下：

一种块焊接电池片，该块焊接电池片包括硅片层、位于硅片层正面的正面银浆层以及位于硅片层背面的背面银浆层，正面银浆层至少包括H个栅线块和若干根细栅线，每个栅线块分别呈块状结构且H个栅线块在块焊接电池片的同一侧边处间隔设置，各根细栅线分别连接到至少一个栅线块，栅线块用于与片间互联条进行焊接。

其进一步的技术方案为，H个栅线块沿着平行于块焊接电池片的侧边的方向相互间隔呈一排布置。

其进一步的技术方案为，细栅线直接连接到至少一个栅线块；或者正面银浆层还包括过渡栅线，每根过渡栅线连接至少一个栅线块，细栅线连接到过渡栅线的其余部位从而间接连接到栅线块。

其进一步的技术方案为，每根过渡栅线沿着平行于块焊接电池片的侧边的方向设置，或者，每根过渡栅线沿着垂直于块焊接电池片的侧边的方向设置，或者，每根过渡栅线沿着与块焊接电池片的侧边呈预定角度夹角的倾斜方向设置。

其进一步的技术方案为，每根过渡栅线的根部直接连接一个栅线块，或者，每根过渡栅线通过其他过渡栅线间接连接到一个栅线块。

其进一步的技术方案为，过渡栅线为规则形状或不规则形状，不规则形状的过渡栅线包括曲线形、折线形以及宽度变化的直线形中的至少一种；细栅线为线形或弧形。

其进一步的技术方案为，块焊接电池片的正面在每个栅线块与其所在的侧边之间不设置栅线形成缺口部。

一种块焊接光伏组件，该块焊接光伏组件包括正面板材、电池片层、背面板材和胶膜层，正面板材、电池片层和背面板材通过胶膜层粘接为整体；

电池片层包括若干个电池串，每个电池串中包括K个依次排列的本申请公开结构的块焊接电池片，任意相邻的第一块焊接电池片和第二块焊接电池片通过片间互联条串联，第一块焊接电池片上的栅线块位于靠近第二块焊接电池片的一侧，片间互联条的一端与第一块焊接电池片的正面银浆层的栅线块焊接在一起、另一端连接第二块焊接电池片的背面银浆层。

其进一步的技术方案为，第一块焊接电池片与第二块焊接电池片相互间隔或者相互重叠。

其进一步的技术方案为，电池片层包括M个电池板块，M个电池板块的两端通过汇流条相连形成串联结构，每个电池板块中包括N个电池串，M≥1且N≥1，同一个电池板块中的N个电池串的两端通过汇流条相连形成并联结构，每个电池板块中的N个电池串中的块焊接电池片之间还通过L根串间并联条相连形成并联结构，L为整数；每个电池板块中的P个串间并联条之间连接有用于保护电路的二极管，和/或，汇流条与串间并联条之间连接有保护二极管。

本实用新型的有益技术效果是：

本申请公开了一种块焊接电池片及块焊接光伏组件，块焊接电池片正面与片间互联条相连的结构为局部焊接的块焊接结构，电池片电流收集通过细栅线到过渡栅线再到栅线块最终通过焊接在栅线块的片间互联条传递输出，由于栅线块设置在电池片一侧，所以焊接时片间互联条不会遮挡细栅线和过渡栅线，因此可以减少片间互联条对电池片遮挡、提高发电效率、减少片间互联条材料用量。

多个块焊接电池片通过片间互联条串联形成电池串，电池串并联形成一个独立的电池板块，可以采用单电池板块或多电池板块串联的结构形成电池片层以构成光伏组件，可以提高光伏组件的发电效率、降低光伏组件材料成本，对光伏组件工艺要求低，可以实现全自动化无人作业，提高生产效率，提高光伏组件的良率。每个独立的电池板块中还可以设置多根串间并联条，并在P根串间并联条之间以及串间并联条和汇流条之间连接用于保护电路的二极管，每个二极管对应控制一个二极管分割区，可以将遮阴区所对应的二极管分割区隔离，保证其他区域正常发电，从而改进整个光伏组件的性能、增加发电效率。

附图说明

图1是本申请的块焊接电池片的一种正面银浆层示意图。

图2是图1对应的分片电池片结构所在的整个电池片网版图的正面银浆层示意图。

图3是本申请的块焊接电池片的另一种正面银浆层示意图。

图4是本申请的块焊接电池片的另一种正面银浆层示意图。

图5是本申请的块焊接电池片的另一种正面银浆层示意图。

图6是本申请的块焊接电池片的另一种正面银浆层示意图。

图7是本申请的块焊接电池片的另一种正面银浆层示意图。

图8是同一个电池串中相连两个电池片的一种串联示意图。

图9是同一个电池串中相连两个电池片的另一种串联示意图。

图10是本申请的块焊接光伏组件的电池片层中由多个电池串构成的一个电池板块的结构示意图。

图11是图10所示结构对应的一种等效电路示意图。

图12是本申请的块焊接光伏组件的电池片层由多个电池板块串联而成时的一种结构示意图。

图13是图12所示结构对应的等效电路示意图。

图14是本申请的块焊接光伏组件的电池片层由多个电池板块串联而成时的另一种结构示意图。

图15是图14所示结构对应的等效电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种块焊接电池片，该块焊接电池片包括硅片层、位于硅片层正面的正面银浆层以及位于硅片层背面的背面银浆层，正面银浆层的示意图如图1所示。实际该块焊接电池片可以是整个电池片网版图切分得到的分片电池片，则整个电池片网版图包括多个完全一致的图形网版，如图2所示以整个电池片网版图包括三个完全一致的图形网版为例，将整个电池片网版切分为若干等份得到各个分片电池片，图2中虚线框内均为每个分片电池片的图形网版，得到的每个分片电池片的图形网版的示意图分别如图1所示。

请参考图1，正面银浆层至少包括H个栅线块1和若干根细栅线2，每个栅线块1分别呈块状结构、其宽度大于细栅线2，栅线块1长度根据需要设置、宽度通常与使用的片间互联条匹配。栅线块1比较常见的采用多边形块或圆形块结构，常见的多边形块比如矩形块、菱形块、梯形块等等。H个栅线块1在块焊接电池片的同一侧边处沿着侧边间隔设置，通常情况下，H个栅线块1沿着平行于块焊接电池片的侧边的方向相互间隔呈一排布置，块焊接电池片上的栅线块1用于与片间互联条进行焊接。

每根细栅线2分别连接到至少一个栅线块1，细栅线2直接与栅线块1相连或者间接相连。当细栅线2间接连接到栅线块1时，通常是通过过渡栅线3连接到栅线块1，则此时该块焊接电池片的正面银浆层还包括过渡栅线3，每根过渡栅线3连接至少一个栅线块1，细栅线2连接到过渡栅线3的其余部位从而间接连接到栅线块1。栅线块1的宽度也大于过渡栅线3，过渡栅线3的宽度大于细栅线2。

可选的，过渡栅线3的设置方式可以是：每根过渡栅线3沿着平行于块焊接电池片的侧边的方向设置，如图1所示，此时过渡栅线3连接一个栅线块1、与相邻的另一个栅线块1不相连，或者过渡栅线3与两侧的两个栅线块1均相连。或者，每根过渡栅线沿着垂直于块焊接电池片的侧边的方向设置，如图3所示。或者，每根过渡栅线3沿着与块焊接电池片的侧边呈预定角度夹角的倾斜方向设置，如图4所示。

无论过渡栅线3如何设置，过渡栅线3可以是根部直接连接一个栅线块1，如图1～4所示。或者，每根过渡栅线3通过其他过渡栅线间接连接到一个栅线块1，如图5所示，与栅线块1直接相连的一根过渡栅线上还连接其他4根过渡栅线。

在本申请中，细栅线2为线形或弧形，线形的细栅线2可以如图2所示垂直于块焊接电池片的侧边，或者，如图4所示平行于块焊接电池片的侧边，或者如图5所示与块焊接电池片的侧边呈一定夹角倾斜设置，或者，如图3所示为多段折线。弧形的细栅线2的示意图请参考图6。块焊接电池片的正面银浆层的所有细栅线2的形状相同，或者部分细栅线2的形状相同、部分细栅线2的形状不相同，或者各个细栅线2的形状都不相同，如图5和图7所示，当细栅线2相对于块焊接电池片的侧边倾斜设置时，部分细栅线2采用一种倾斜角度，其余细栅线2采用另一种倾斜角度。

在本申请中，每根过渡栅线为规则形状或不规则形状，规则形状的过渡栅线也即为宽度不变的直线形，如图1-4所示。不规则形状的过渡栅线包括曲线形、折线形以及宽度变化的直线形中的至少一种，如图6以过渡栅线3的宽度从连接栅线块1处的根部向端部宽度减小、从连接其他过渡栅线3处的根部向端部宽度减小的情况为例进行示意。

上述图3～6各种图形网版对应的在分片电池片结构的整个电池片网版图本申请不再单独示出。在上述图1～7的各种可变结构中，该块焊接电池片的正面在每个栅线块1与其所在的侧边之间不设置栅线形成缺口部4，缺口部4的宽度长度根据需要设置、宽度通常大于栅线块1的宽度，在块焊接电池片的栅线块1与片间互联条焊接时，边缘处的缺口部4可以避开与片间互联条之间的焊接，在实际应用中可以减小发生裂片的可能。

基于本申请公开的块焊接电池片，本申请还公开了一种块焊接光伏组件，该块焊接光伏组件包括正面板材、电池片层、背面板材和胶膜层，正面板材、电池片层和背面板材通过胶膜层粘接为整体。电池片层包括若干个电池串，每个电池串中包括K个依次排列的本申请公开的块焊接电池片，如图8和9所示，任意相邻的第一块焊接电池片5和第二块焊接电池片6通过片间互联条7串联，第一块焊接电池片5上的栅线块位于靠近第二块焊接电池片6的一侧，相应的，第二块焊接电池片6上的栅线块1位于远离第一块焊接电池片5的一侧，片间互联条7的一端与第一块焊接电池片5的正面银浆层的栅线块焊接在一起且不覆盖第一块焊接电池片5上的细栅线2和过渡栅线3，另一端连接第二块焊接电池片6的背面银浆层。第一块焊接电池片5上的细栅线收集电流，经由过渡栅线最后汇流到栅线块1引出，而由于片间互联条7不经过正面细栅线和过渡栅线位置，从而可以减少片间互联条7对电池片的遮挡。

其中，第一块焊接电池片5与第二块焊接电池片6相互间隔、投影区域不重叠，如图8所示，或者两个电池片的投影区域相互重叠，如图9所示，此时位于下方的第一块焊接电池片5的设置栅线块的一侧有一部分位于上方的第二块焊接电池片6的下方。

请参考图10，N个这样的电池串的两端通过汇流条8相连形成并联结构，从而形成一个电池板块，N≥1，图10以N＝6为例。每个电池板块中的N个电池串中的太阳能电池片1之间还通过L根串间并联条9相连形成并联结构，L为整数，可以每片电池片上都采用串间并联条9连接，也可以每隔几片电池片采用串间并联条9连接。请参考图11所示的等效电路示意图，每个电池板块中的P个串间并联条9之间连接有保护二极管10，和/或，该电池板块的汇流条8与串间并联条9之间连接有保护二极管10，可以在每两个串间并联条9之间都连接有保护二极管10，也可以每隔几个串间并联条9设置一个保护二极管10，如图11以每两个串间并联条9之间且每端的汇流条8与相邻的串间并联条9之间都设置保护二极管10为例。保护二极管10沿着电池串的方向将电池串分为若干部分并分别进行保护，每个保护二极管10分别保护其所连接的串间并联条9/汇流条8之间的块焊接电池片，当块焊接电池片被遮挡或者电路断开时，相应的保护二极管10启动工作，将这个保护二极管10所管控的电池片隔开，而不影响其余块焊接电池片的正常发电。各个保护二极管10采用内置或外置的结构设置：内置结构也即将保护二极管10内置在电池片层中，外置结构也即将保护二极管10设置在电池片层的外部的接线盒中，串间并联条9和/或汇流条8穿出并与保护二极管10相连。

电池片层中包括M个电池板块，当M＝1时，电池片层由单个电池板块构成，该电池板块两端的汇流条8分别连接引出线，引出线焊接到汇流条8中间可以减少电流的损耗。这种结构更容易对电路进行保护，也可以节省二极管和材料成本，更容易实现无人化自动化作业，投入的设备成本少，可以提高光伏组件的良率，提高光伏组件的质量。当M≥2时，这M个电池板块的两端通过汇流条8相连形成串联结构构成回路，则此时每个电池板块中的两个串间并联条9之间和/或汇流条8与串间并联条9之间连接有保护二极管10，请参考图12和图14所示的两种示意图，图12是采用两根跳线将两个板块分为3个区域、每个区域并联一个保护二极管10进行保护的结构示意图，图13是采用三根跳线将两个板块分为4个区域、每个区域并联一个保护二极管10进行保护的结构示意图，图13为图12所示结构的等效电路图，图15为图14所示结构的等效电路图。实际电池片层中包括的电池板块的数量不限，可以依次类推增加更多的电池板块来形成更大的版型，常规的光伏组件有60和72两个版型，60版型是6*10个电池板块，而72版型是6*12个电池板块。

在本申请中，汇流条8、片间互联条7和串间并联条9均采用电性连接材料制成，可以实现为光伏焊带、导电胶带或导电胶等。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种块焊接电池片，其特征在于，所述块焊接电池片包括硅片层、位于所述硅片层正面的正面银浆层以及位于所述硅片层背面的背面银浆层，所述正面银浆层至少包括H个栅线块和若干根细栅线，每个所述栅线块分别呈块状结构且H个栅线块在所述块焊接电池片的同一侧边处间隔设置，各根细栅线分别连接到至少一个栅线块，所述栅线块用于与片间互联条进行焊接。

2.根据权利要求1所述的块焊接电池片，其特征在于，所述H个栅线块沿着平行于所述块焊接电池片的侧边的方向相互间隔呈一排布置。

3.根据权利要求1或2所述的块焊接电池片，其特征在于，细栅线直接连接到至少一个栅线块；或者所述正面银浆层还包括过渡栅线，每根过渡栅线连接至少一个栅线块，细栅线连接到过渡栅线的其余部位从而间接连接到栅线块。

4.根据权利要求3所述的块焊接电池片，其特征在于，每根所述过渡栅线沿着平行于所述块焊接电池片的侧边的方向设置，或者，每根所述过渡栅线沿着垂直于所述块焊接电池片的侧边的方向设置，或者，每根所述过渡栅线沿着与所述块焊接电池片的侧边呈预定角度夹角的倾斜方向设置。

5.根据权利要求3所述的块焊接电池片，其特征在于，每根过渡栅线的根部直接连接一个栅线块，或者，每根过渡栅线通过其他过渡栅线间接连接到一个栅线块。

6.根据权利要求3所述的块焊接电池片，其特征在于，所述过渡栅线为规则形状或不规则形状，不规则形状的过渡栅线包括曲线形、折线形以及宽度变化的直线形中的至少一种；细栅线为线形或弧形。

7.根据权利要求1所述的块焊接电池片，其特征在于，所述块焊接电池片的正面在每个所述栅线块与其所在的侧边之间不设置栅线形成缺口部。

8.一种块焊接光伏组件，其特征在于，所述块焊接光伏组件包括正面板材、电池片层、背面板材和胶膜层，所述正面板材、所述电池片层和所述背面板材通过所述胶膜层粘接为整体；

所述电池片层包括若干个电池串，每个电池串中包括K个依次排列的如权利要求1-7任一所述的块焊接电池片，任意相邻的第一块焊接电池片和第二块焊接电池片通过片间互联条串联，所述第一块焊接电池片上的栅线块位于靠近所述第二块焊接电池片的一侧，所述片间互联条的一端与所述第一块焊接电池片的正面银浆层的栅线块焊接在一起、另一端连接第二块焊接电池片的背面银浆层。

9.根据权利要求8所述的块焊接光伏组件，其特征在于，所述第一块焊接电池片与所述第二块焊接电池片相互间隔或者相互重叠。

10.根据权利要求8或9所述的块焊接光伏组件，其特征在于，所述电池片层包括M个电池板块，所述M个电池板块的两端通过汇流条相连形成串联结构，每个所述电池板块中包括N个所述电池串，M≥1且N≥1，同一个电池板块中的N个电池串的两端通过汇流条相连形成并联结构，每个所述电池板块中的N个电池串中的同排块焊接电池片之间还通过L根串间并联条相连形成并联结构，L为整数；每个所述电池板块中的P个所述串间并联条之间并联有用于保护电路的二极管，和/或，所述汇流条与所述串间并联条之间连接有保护二极管。

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