CN217788417U - 一种cigs电池组件旁路二极管串结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及柔性薄膜电池旁路二极管技术领域，具体涉及一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，通过二极管串的底面层压贴设有第一绝缘保护层，二极管串的顶面层压贴设有第二绝缘保护层，第二绝缘保护层的顶面层压贴设于CIGS电池串的底面，第二绝缘保护层的顶面排列开设有若干个孔洞，孔洞的位置对应位于CIGS电池串中的电池片正下方，以供电池片与底端的二极管串并联连接，消除二极管厚度差，在层压过程中可起到缓冲的作用，减少二极管损伤比例，消除由于毛刺导致的二极管短路问题，可大大降低组件的短路率，且与现有结构相比制作工艺更加方便。

Description

一种CIGS电池组件旁路二极管串结构

技术领域

本实用新型涉及柔性薄膜电池旁路二极管技术领域，尤其涉及一种CIGS电池组件旁路二极管串结构。

背景技术

目前光伏组件行业内，旁路二极管有两种嵌入形式，一种内嵌于接线盒中，例如中国专利文献CN201620688394.9公开的太阳能旁路二极管故障诊断系统和太阳能接线盒，适用于对与太阳能电池板并联的旁路二极管进行故障诊断，自动保护电路包括继电器，所述继电器与旁路二极管串联，一种嵌入在组件内部与电池片并联，对于CIGS柔性组件，二极管嵌入与组件内部，但是由于二极管晶体容易出现微裂痕以及在层压过程中由于压力作用被损坏，会导致二极管内阻增大，且层压过程中还易出现二极管上的毛刺将背板刺破发生短路现象的问题，从而均会影响整个组件的性能，是导致实际生产中出现不良品的主要因素。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，以解决嵌入式二极管串在层压过程中容易将二极管晶体压坏、断裂，以及毛刺缺陷易刺破背板发生短路现象的问题。

基于上述目的，本实用新型提供了一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，包括连接于CIGS电池串旁路的二极管串，二极管串由各二极管晶体通过连接导带依次串接而成：

二极管串的底面层压贴设有第一绝缘保护层，二极管串的顶面层压贴设有第二绝缘保护层，第二绝缘保护层的顶面层压贴设于CIGS电池串的底面，第二绝缘保护层的顶面排列开设有若干个孔洞，孔洞的位置对应位于CIGS电池串中的电池片正下方，以供电池片与底端的二极管串并联连接。

优选地，连接导带为镀锡铜带。

优选地，第一绝缘保护层、第二绝缘保护层均采用绝缘聚酯薄膜材料制成。

优选地，材料以聚苯二甲酸乙二醇酯为基材，基材两面为树脂材料。

优选地，第一绝缘保护层的宽度为连接导带的1.5-2倍。

优选地，第一绝缘保护层的厚度为50-100um。

优选地，第二绝缘保护层的厚度为第一绝缘保护层的1-1.5倍。

优选地，孔洞为正方形形状，边长与连接导带的宽度一致。

本实用新型的有益效果：通过二极管串的底面层压贴设有第一绝缘保护层，二极管串的顶面层压贴设有第二绝缘保护层，第二绝缘保护层的顶面层压贴设于CIGS电池串的底面，第二绝缘保护层的顶面排列开设有若干个孔洞，孔洞的位置对应位于CIGS电池串中的电池片正下方，以供电池片与底端的二极管串并联连接，即新的二极管串结构是将二极管及晶体内嵌于两层绝缘保护层中间，解决了原有结构中晶体由于高度差悬空的问题，消除二极管厚度差，在层压过程中可起到缓冲的作用，减少二极管损伤比例，使晶体与绝缘保护材料充分接触，增大接触面积，加快导热，且新结构二极管串在下层加垫完整的绝缘保护层，即使存在毛刺在层压过程中也会嵌入在绝缘保护层中，不会与背板相接触，将二极管正负极进行绝缘隔离，消除由于毛刺导致的二极管短路问题，可大大降低组件的短路率，且与现有结构相比制作工艺更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为现有的组件电池及旁路二极管电路图；

图2为现有的二极管串的剖面结构示意图；

图3为现有的二极管串的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的二极管串的剖面结构示意图；

图5为本实用新型的组件电池及二极管串的剖面结构示意图。

图中标记为：

1、CIGS电池串；2、二极管串；21、二极管晶体；22、连接导带；3、第一绝缘保护层；4、第二绝缘保护层；41、孔洞；5、组件汇流带。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图4、图5所示，一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，包括连接于CIGS电池串1旁路的二极管串2，二极管串2由各二极管晶体21通过连接导带22依次串接而成，特别的，二极管串2的底面层压贴设有第一绝缘保护层3，二极管串2的顶面层压贴设有第二绝缘保护层4，第二绝缘保护层4的顶面层压贴设于CIGS电池串1的底面，第二绝缘保护层4的顶面排列开设有若干个孔洞41，孔洞41的位置对应位于CIGS电池串1中的电池片正下方，以供电池片与底端的二极管串2并联连接。

本实用新型中基于现有光伏电池结构，其中铜铟镓硒柔性薄膜电池(CIGS)的光电转换效率居薄膜太阳能电池之首，具有污染小，衰减低，弱光性能好的特点，组件具备柔性和轻量化的特点，应用场景广泛，但由于CIGS电池膜层材料的问题，导致其耐热斑性能较差，在一定条件下，组件一部分被遮挡，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，发热严重会破坏太阳电池，为了防止太阳能电池由于热斑效应而遭受破坏，最好的方案是在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗，现有组件电路图如图1所示，旁路二极管有两种嵌入形式，一种内嵌于接线盒中，一种嵌入在组件内部与电池片并联，二极管最重要的参数是结温温度，一般为-65℃-150℃，其中肖特基二极管工作结温为-65℃-125℃，太阳能电池组件被遮蔽后，为防止热斑效应，旁路二极管工作，避免光照组件产生的能量被受遮蔽的组件所消耗，二极管启动后若电流较大，温度最高可达125℃，内嵌于接线盒中的二极管会灌注灌封胶，灌封胶为硅胶成分可起到散热的作用，要解决二极管散热问题通常会通过增加组件封装胶膜厚度的方法，但此法增加了组件的重量以及厚度，对于CIGS柔性组件，目前现有所使用的二极管串2通过二极管晶体21合成及串联组装设备进行生产，二极管串2结构如图2和图3所示，然而，在组件封装的过程中，二极管串2会平铺在芯片串下面，与芯片串进行并联，使用层压机进行层压，由于二极管正负极交接处存在高低差，在层压过程中容易将二极管晶体21压坏、断裂；且若二极管带有毛刺等尖锐缺陷，多分布在二极管晶体21正负极位置，目前一般使用去毛刺机对其进行处理，但通过调研发现，市场上大多去毛刺机对于38um以下毛刺去除效果较差，若二极管晶体21正负极搭接处位置出现无法去除的毛刺，在层压过程中毛刺极容易将背板刺破发生短路现象，从而导致二极管短路，二极管晶体21的损坏及单个二极管短路均会影响整个组件的性能，是导致实际生产中出现不良品的主要因素。

对此，本实用新型中通过二极管串2的底面层压贴设有第一绝缘保护层3，二极管串2的顶面层压贴设有第二绝缘保护层4，第二绝缘保护层4的顶面层压贴设于CIGS电池串1的底面，第二绝缘保护层4的顶面排列开设有若干个孔洞41，孔洞41的位置对应位于CIGS电池串1中的电池片正下方，以供电池片与底端的二极管串2并联连接，即新的二极管串2结构是将二极管及晶体内嵌于两层绝缘保护层中间，形成如图4、图5所示的新的二极管串结构，解决了原有结构中晶体由于高度差悬空的问题，消除二极管厚度差，在层压过程中可起到缓冲的作用，减少二极管损伤比例，使晶体与绝缘保护材料充分接触，增大接触面积，加快导热，新结构的二极管串可将工作温度降低5℃-10℃，且新结构二极管串2在下层加垫完整的绝缘保护层，即使存在毛刺在层压过程中也会嵌入在绝缘保护层中，不会与背板相接触，将二极管正负极进行绝缘隔离，消除由于毛刺导致的二极管短路问题，可大大降低组件的短路率，且与现有结构相比制作工艺更方便。

其中，具体的电池组件还包括贴设于第二绝缘保护层4底端面的背板，CIGS电池串1顶端依次贴设有封装胶膜和透明前板，边缘通过边缘密封胶封闭。

在本实用新型的实施例中，连接导带22为镀锡铜带，镀锡铜带与二极管晶体21串接合成二极管串2。

在本实用新型的实施例中，第一绝缘保护层3、第二绝缘保护层4均采用绝缘聚酯薄膜材料制成，绝缘聚酯薄膜材料以聚苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基材，(PET)基材两面为树脂材料，与背板及电池具有良好的粘接性能。

其中，如图5所示，二极管串2头尾两端连接有组件汇流带5，组件汇流带5位于第一绝缘保护层3、第二绝缘保护层4之间，用于顶端CIGS电池串1和底端二极管串2之间导通汇流接线，另外，尾部汇流条还用于收集负极电池片整片的电流，头部汇流条收集正极端电池整片的电流。

在本实用新型的实施例中，第一绝缘保护层3的宽度为连接导带22的1.5-2倍，第一绝缘保护层3的厚度为50-100um，第二绝缘保护层4的厚度为第一绝缘保护层3的1-1.5倍，下层更厚，起到缓冲作用。

在本实用新型的实施例中，孔洞41为正方形形状，边长与连接导带22的宽度一致，具体的，孔洞41可由机械定位冲孔成型。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本实用新型旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (8)

1.一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，包括连接于CIGS电池串旁路的二极管串，所述二极管串由各二极管晶体通过连接导带依次串接而成，其特征在于：

所述二极管串的底面层压贴设有第一绝缘保护层，所述二极管串的顶面层压贴设有第二绝缘保护层，所述第二绝缘保护层的顶面层压贴设于所述CIGS电池串的底面，所述第二绝缘保护层的顶面排列开设有若干个孔洞，所述孔洞的位置对应位于所述CIGS电池串中的电池片正下方，以供电池片与底端的所述二极管串并联连接。

2.根据权利要求1所述的一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，其特征在于，所述连接导带为镀锡铜带。

3.根据权利要求1所述的一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，其特征在于，所述第一绝缘保护层、所述第二绝缘保护层均采用绝缘聚酯薄膜材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，所述绝缘聚酯薄膜材料以聚苯二甲酸乙二醇酯为基材，基材两面为树脂材料。

5.根据权利要求1所述的一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，其特征在于，所述第一绝缘保护层的宽度为所述连接导带的1.5-2倍。

6.根据权利要求1所述的一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，其特征在于，所述第一绝缘保护层的厚度为50-100um。

7.根据权利要求1所述的一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，其特征在于，所述第二绝缘保护层的厚度为所述第一绝缘保护层的1-1.5倍。

8.根据权利要求1所述的一种CIGS电池组件旁路二极管串结构，其特征在于，所述孔洞为正方形形状，边长与所述连接导带的宽度一致。

Images