CN216958054U - 一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，依次包括正面玻璃、正面封装胶膜、晶硅电池层、背面封装胶膜、钙钛矿电池层和背面玻璃；所述的钙钛矿电池层设置在所述背面玻璃上，且所述的钙钛矿电池层与所述晶硅电池层并联连接。本实用新型设计的晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其结构设计简单，制造方便；通过在常规晶硅电池排布的组件背面并联一层钙钛矿电池层达到双面率100％的发电效率。本实用新型的晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，通过在常规晶硅电池排布的组件背面并联一层钙钛矿电池层实现了双面率100％的发电效率。

Description

一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件。

背景技术

对于特定的安装使用环境，例如高速公路隔音墙，太阳能光伏广告栏，小区隔离墙以及太阳花等等涉及到光伏组件大角度安装，甚至垂直安装的方式下，为了兼顾高的发电量，一般会考虑到使用双面光伏组件进行安装与发电。

然而，目前量产的P型或N型电池片的双面发电率停留在65％～85％范围内。为了提高组件双面率，一般是通过组件版型设计和制造工艺的优化，但是扔无法将组件的双面率提高至100％。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有的光伏组件双面发电率较低的问题，提供一种结构简单且可达到100％双面发电率的晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，所述的光伏组件依次包括正面玻璃、正面封装胶膜、晶硅电池层、背面封装胶膜、钙钛矿电池层和背面玻璃；所述的钙钛矿电池层设置在所述背面玻璃上，且所述的钙钛矿电池层与所述晶硅电池层并联连接。

具体的，本实用新型设计的晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，通过在常规晶硅电池排布的组件背面并联一层钙钛矿电池层达到双面率100％的发电效率。通过钙钛矿电池的带隙调整及电路设计将钙钛矿电池片的电压设置和晶硅电池层相同，同时将背面晶硅电池层的电流和钙钛矿层电池层的电流之和等于晶硅电池层正面电流，进而发挥出双面组件最佳的转换效率，实现了100％的双面组件效率。

具体的，所述的晶硅电池层和钙钛矿电池层分别引出电路回路的正负电极并联连接在同一接线盒中。

进一步的，一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件：所述钙钛矿电池层的面积为所述背面玻璃面积的80-90％；所述钙钛矿电池层距离所述背面玻璃边缘的距离不小于13mm。其中：所述的钙钛矿电池层为双面发电钙钛矿电池。

进一步的，一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件：所述的钙钛矿电池层包括若干并联连接的钙钛矿电池组；所述的钙钛矿电池组由若干钙钛矿电池串串联或并联形成；所述的钙钛矿电池串由多个双面发电的钙钛矿子电池串联形成。可以根据实际电路来匹配钙钛矿电池的面积和数量。

进一步的，一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件：所述钙钛矿电池层的制作采用大面积涂布技术，通过激光刻线形成并-串联连接的多个双面发电钙钛矿子电池。

进一步的，一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件：单个所述钙钛矿子电池的电压为0.7-1.3V、电流密度为5-20mA/cm²。具体的，钙钛矿子电池的串联数量等于晶硅电池串联数量×单个晶硅电池电压/单个钙钛矿电池电压。

进一步的，一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件：所述的晶硅电池层由若干晶硅电池组并联形成；所述的晶硅电池组由若干晶硅电池串串联或并联形成；所述的晶硅电池串由双面的晶硅电池片串联形成，且每个所述晶硅电池片效率低的一面朝向设置有所述钙钛矿电池层的所述背面玻璃。朝向正面玻璃电池层的电流为晶硅电池层电流和晶硅电池片间隙处钙钛矿电池层的电流之和，且等于朝向背面玻璃电池层的电流为晶硅电池层电流和钙钛矿电池层的电流之和。

进一步的，一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件：所述晶硅电池组的排版方式为4列*5行；相邻的晶硅电池串通过汇流条连接形成晶硅电池组。晶硅电池片的大小可根据设计需要设定。

进一步的，一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件：所述背面封装胶膜的厚度是所述正面封装胶膜厚度的2倍。

具体的，本实用新型提供了一种双面发电率100％的光伏组件，包括正面玻璃、正面封装胶膜、晶硅电池层、背面封装胶膜以及设置有钙钛矿电池层的背面玻璃；通过在常规晶硅电池排布的组件背面并联一层钙钛矿电池层，实现了100％双面组件效率。所述晶硅电池层的正极与钙钛矿电池层的正极并联并形成100％双面率组件的正极，所述晶硅电池层的负极与钙钛矿电池层的负极并联并形成100％双面率组件的负极，通过钙钛矿电池的带隙和电路排布调整将钙钛矿电池串电压设置和晶硅电串相同，通过钙钛矿面积调整及电路设计将背面晶硅电池层的电流和钙钛矿层电池之和等于晶硅电池层正面电流，进而发挥出双面组件最佳的转换效率，实现了100％的双面组件效率。

本实用新型的有益效果：

本实用新型设计的晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其结构设计简单，制造方便；通过在常规晶硅电池排布的组件背面并联一层钙钛矿电池层实现了双面率100％的光伏组件发电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件的结构图；

图2为本实用新型晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件的正视图；

图3为本实用新型晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件的背视图

图4为本实用新型晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件中晶硅电池层的结构示意图；

图5为本实用新型晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件中钙钛矿电池层的结构示意图。

图中标记：1正面玻璃、2正面封装胶膜、3晶硅电池层、4背面封装胶膜、5钙钛矿电池层、6背面玻璃、7汇流条、31晶硅电池组、311晶硅电池串、51钙钛矿电池组、511钙钛矿电池串。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1

如图1-5所示，一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，依次包括正面玻璃1、正面封装胶膜2、晶硅电池层3、背面封装胶膜4、钙钛矿电池层5和背面玻璃6；所述的钙钛矿电池层5设置在所述背面玻璃6上，且所述的钙钛矿电池层5与所述晶硅电池层3并联连接，且所述钙钛矿电池层5的面积为所述背面玻璃6面积的85％；所述钙钛矿电池层5的边缘距离所述背面玻璃6边缘13mm；所述背面封装胶膜4的厚度是所述正面封装胶膜2厚度的2倍。

优选的：上述的钙钛矿电池层5由2块并联连接的钙钛矿电池组51组成；所述的钙钛矿电池组51由4个钙钛矿电池串511并联形成；所述的钙钛矿电池串511由20个664mm*10mm的双面发电钙钛矿子电池串联形成，且单个钙钛矿子电池的电压为0.7V、电流密度为16mA/cm²。上述的晶硅电池层3由2块晶硅电池组31并联形成；所述的晶硅电池组31由4个晶硅电池串311串联形成；所述的晶硅电池串311由5片166mm*83mm双面的晶硅电池片串联形成(每片晶硅电池片的电压为0.7V，正面电流密度为40mA/cm²，反面电流密度为25mA/cm²)，且每个晶硅电池片效率低的一面朝向设置有所述钙钛矿电池层5的背面玻璃6；所述晶硅电池组31的排版方式为4列*5行；相邻的晶硅电池串311通过汇流条7串联形成晶硅电池组31。

如图1所示，上述实施例1的晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件是一种双面发电率100％的光伏组件，其包括正面玻璃1、正面封装胶膜2、晶硅电池层3、背面胶膜4、钙钛矿电池层5和背面玻璃6；其中晶硅电池层3与钙钛矿电池层5并联连接，晶硅电池层3的正极与钙钛矿电池层5的正极并联并形成100％双面率组件的正极；晶硅电池层3的负极与钙钛矿电池层5的负极并联并形成100％双面率组件的负极。根据晶硅电池层3正面和背面最大功率点电压/电流匹配下层钙钛矿电池层5，晶硅电池层3和钙钛矿电池层5分开制造后经过层压组成一体100％双面率组件。

如图4和图5所示，晶硅电池层3包括两组下上对称设置的晶硅电池组31,且并联后形成晶硅电池层3作为上层电池结构；其中所述晶硅电池组31的排版方式为4列*5行，由相邻的电池串311通过汇流条7相互串联后形成；所述的晶硅电池串311由5片166mm*83mm双面电池片相互串联组成，电池片的尺寸大小可根据设计需求设定。根据晶硅电池层正面和背面最大功率点电压/电流匹配下层钙钛矿组件层；使用并-串联结构，将细长条状钙钛电池层5分割成两个下上对称设置的钙钛矿电池组51，钙钛矿电池组51之间并联连接成钙钛矿电池层5，而作为下层电池层结构；其中，钙钛矿电池层5的制作使用大面积涂布技术，通过激光刻线形成并-串联连接的多个双面发电钙钛矿子电池，两层电池(指晶硅电池层3和钙钛矿电池层5)分开制造后经过层压组成一体100％双面率组件。

如图4所示，所述晶硅电池层3由两个上下对称设置的晶硅电池组31并联连接成晶硅电池层的电路回路；其中每片晶硅电池片的电压为0.7V，正面电流密度为40mA/cm²，反面电流密度为25mA/cm²，所述晶硅电池层3中电池组电压总和约为14V，正面电流总和为5.5A，反面电流总和为3.4A，由两个电池组并联组成的晶硅电池层的正面电流为11A，电压为14V；反面电流为6.8A，电压为14V。

上述实施例1所述的晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件的制造：在正面玻璃1上铺一层PO胶膜(即为正面封装胶膜2)，再用汇流条7将正面电流为11A，电压为14V，反面电流为6.8A，电压为14V的晶硅电池层3的正、负极引出位于该光伏组件中心部位左右两侧；在连接好的晶硅电池层3上铺设两层PO胶膜(即为背面封装胶膜4)，然后再铺设背面玻璃6，其中背面玻璃6朝向晶硅电池层3的一面(电流为6.8A的一面)上设置有透明钙钛矿电池层5。如图5所示，钙钛矿电池层5是由细长条状钙钛矿电池分割成两个下上对称设置的钙钛矿电池组51，通过汇流条7并联连接成的电路回路，将透明钙钛矿电池组51分割为80个等面积大小的钙钛矿子电池，单个钙钛矿子电池的开压为0.7V，电流密度为16mA/cm²；将20个664mm*10mm钙钛矿子电池串联成钙钛矿子电池串511，得到钙钛矿子电池串511的电压为14V，电流为0.53A；4个钙钛矿电池串511并联形成钙钛矿电池组51，并联连接组成钙钛矿电池组51的电压不变为14V，电流增加4倍为2.12A；最后将两个钙钛矿电池组51下上对称设置，通过汇流条7并联成钙钛矿电池层5，并联后钙钛矿电池层5的电流增加了2倍为4.2A，电压不变为14V，使用汇流条7从钙钛矿电池层5的边缘将钙钛矿电池层5的正、负极导出位于组件中心位置左右两侧。顶部为半晶硅电池层3，底部为透明钙钛矿电池层5。将上、下两层电池层直接并联起来，得到组件的正面电压约为14V，电流为11A，组件背面的电压约为14V，电流为11A，由此可以得到组件的正面功率约等于组件的背面功率，实现了100％的双面组件效率。

上述为本实用新型的较佳实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。凡由本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，所述的光伏组件依次包括正面玻璃(1)、正面封装胶膜(2)、晶硅电池层(3)、背面封装胶膜(4)、钙钛矿电池层(5)和背面玻璃(6)；所述的钙钛矿电池层(5)设置在所述背面玻璃(6)上，且所述的钙钛矿电池层(5)与所述晶硅电池层(3)并联连接。

2.根据权利要求1所述的一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，所述钙钛矿电池层(5)的面积为所述背面玻璃(6)面积的80-90％；所述钙钛矿电池层(5)距离所述背面玻璃(6)边缘的距离不小于13mm。

3.根据权利要求1所述的一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，所述的钙钛矿电池层(5)包括若干并联连接的钙钛矿电池组(51)；所述的钙钛矿电池组(51)由若干钙钛矿电池串(511)串联或并联形成；所述的钙钛矿电池串(511)由多个双面发电的钙钛矿子电池串联形成。

4.根据权利要求3所述的一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，所述钙钛矿电池层(5)的制作采用大面积涂布技术，通过激光刻线形成并-串联连接的多个双面发电钙钛矿子电池。

5.根据权利要求3所述的一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，单个所述钙钛矿子电池的电压为0.7-1.3V、电流密度为5-20mA/cm²。

6.根据权利要求1所述的一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，所述的晶硅电池层(3)由若干晶硅电池组(31)并联形成；所述的晶硅电池组(31)由若干晶硅电池串(311)串联或并联形成；所述的晶硅电池串(311)由双面的晶硅电池片串联形成，且每个所述晶硅电池片效率低的一面朝向设置有所述钙钛矿电池层(5)的所述背面玻璃(6)。

7.根据权利要求6所述的一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，所述晶硅电池组(31)的排版方式为4列*5行；相邻的晶硅电池串(311)通过汇流条(7)连接形成晶硅电池组(31)。

8.根据权利要求1所述的一种晶硅和钙钛矿电池结合的光伏组件，其特征在于，所述背面封装胶膜(4)的厚度是所述正面封装胶膜(2)厚度的2倍。

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