CN219106164U - 一种太阳能电池片及光伏组件 - Google Patents
一种太阳能电池片及光伏组件 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种太阳能电池片及光伏组件,涉及太阳能电池技术领域。用于降低导电材料的消耗量,进而降低太阳电池片的制造成本。该太阳能电池片包括:电池片主体、以及形成在电池片主体上的电极结构。其中,电极结构包括:集电电极、汇流电极和连接段。多个集电电极沿第一方向延伸、且沿第二方向间隔分布。多个汇流电极沿第二方向延伸、且沿第一方向间隔分布。每个汇流电极与多个集电电极相交。多个汇流电极中,沿第一方向位于外侧的汇流电极为第一类汇流电极,其余汇流电极为第二类汇流电极。位于集电电极与第二类汇流电极的交接处的连接段。沿第一方向,连接段设置在相应第二类汇流电极的单侧。沿第二方向,连接段的宽度大于集电电极的宽度。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域,特别是涉及一种太阳能电池片及光伏组件。
背景技术
太阳能电池是一种可以将光能转化为电能的半导体器件。具体的,当太阳能电池受到光照时,太阳能电池包括的半导体基底吸收光子并产生电子和空穴对。该电子和空穴对在PN结内建电场的作用下分离,并分别通过太阳能电池的发射极和背场引出,最终被设置在半导体基底上的电极所收集。
但是,制造现有的太阳能电池包括的电极时,导电材料的消耗量较大,不利于降低太阳能电池的制造成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池片及光伏组件,用于降低制造电极结构时导电材料的消耗量,进而降低太阳能电池片的制造成本。
第一方面,本实用新型提供了一种太阳能电池片。该太阳能电池片包括:电池片主体、以及形成在电池片主体上的电极结构。其中,电极结构包括:
沿第一方向延伸、且沿第二方向间隔分布的多个集电电极。第一方向不同于第二方向。
沿第二方向延伸、且沿第一方向间隔分布的多个汇流电极,每个汇流电极与多个集电电极相交。多个汇流电极中,沿第一方向位于外侧的汇流电极为第一类汇流电极,其余汇流电极为第二类汇流电极。
以及位于集电电极与第二类汇流电极的交接处的连接段。沿第一方向,连接段设置在相应第二类汇流电极的单侧。沿第二方向,连接段的宽度大于集电电极的宽度。
采用上述技术方案的情况下,电极结构包括的每个汇流电极均与多个集电电极相交,以便于将多个集电电极收集到的载流子导出。其中,电极结构包括的多个汇流电极中,沿第一方向位于外侧的汇流电极为第一类汇流电极,其余汇流电极为第二类汇流电极。并且,电极结构还包括位于集电电极与第二类汇流电极的交接处的连接段。基于此,沿第一方向,因连接段的宽度大于集电电极的宽度,故连接段的存在可以在将多个太阳能电池片连接形成电池串时,降低在焊带等串内互连件与相应第二类汇流电极的焊接处因集电电极的宽度较小而导致集电电极在高温焊接过程中发生断裂的风险,确保电池片主体在吸收光子后产生的电子和空穴能够及时被相应集电电极和汇流电极导出,进而确保太阳能电池片具有较高的效率。同时,沿第一方向,每个连接段设置在相应第二类汇流电极的单侧。换句话说,沿第一方向,在第二类汇流电极与集电电极的交接处的一侧设置宽度较大的连接段,其另一侧直接与宽度较小集电电极连接。在此情况下,在其它因素相同时,制造宽度较大的连接段对应的导电材料的消耗量较大,制造宽度较小且相同长度的集电电极段对应的导电材料的消耗量较小,因此与在集电电极与第二类汇流电极的交接处沿第一方向的两侧均设置连接段相比,连接段进行设置第二类汇流电极沿第一方向的单侧可以降低制造电极结构时导电材料的消耗量,进而可以降低太阳能电池片的制造成本。
作为一种可能的实现方式,连接于同一第二类汇流电极的不同连接段交错分布在相应第二类汇流电极沿第一方向的两侧。
采用上述技术方案的情况下,若互联用的串内互连件恰好放置于相应第二类汇流电极上,则在连接于同一第二类汇流电极的不同连接段交错分布在相应第二类汇流电极沿第一方向的两侧的情况下,集电电极和第二类汇流电极的交接处设置有连接段一侧因连接段的宽度比集电电极的宽度大使得其自身不易受高温焊接的影响而断裂,故在高温焊接后相应的集电电极段依然可以通过该连接段与第二类汇流电极连接,而另一侧的集电电极段在高温焊接过程中可能会发生断裂而无法与相应第二类汇流电极连接。由此可见,当连接于同一第二类汇流电极的不同连接段交错分布在相应第二类汇流电极沿第一方向的两侧时,可以确保与同一集电电极连接的相邻两个第二类汇流电极中的一者可以用于及时将该集电电极的相应段收集的载流子导出,进一步确保太阳能电池片具有较高的效率。
另外,在通过串内互连件将多个太阳能电池片连接形成电池串的过程中,受自动焊接机精度的影响,通过该焊接机放置在相应第二类汇流电极处的串内互连件可能偏置于第二类汇流电极沿第一方向的一侧。基于此,在连接于同一第二类汇流电极的不同连接段交错分布在相应第二类汇流电极沿第一方向的两侧时,可以确保当串内互连件沿第二方向的至少部分区域偏置于第二类汇流电极沿第一方向的一侧时,串内互连件偏离相应第二类汇流电极的部分会直接与相邻两个集电电极中的一者连接,并且会通过连接段与另一者连接。其中,因沿第二方向,连接段的宽度大于集电电极的宽度,故当连接于同一第二类汇流电极的不同连接段交错分布在相应第二类汇流电极沿第一方向的两侧时,可以在串内互连件沿第二方向的至少部分区域偏置于第二类汇流电极沿第一方向的一侧的情况下,使得相邻两个集电电极中至少有一者可以将收集到的载流子通过连接段导出至相应第二类汇流电极,进一步确保电池片主体在吸收光子后产生的电子和空穴能够及时被相应集电电极和汇流电极导出,利于提高太阳能电池片的效率。
作为一种可能的实现方式,连接于同一第二类汇流电极的不同连接段均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧。
采用上述技术方案的情况下,若互联用的串内互连件恰好放置于相应第二类汇流电极上,则在连接于同一第二类汇流电极的不同连接段均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧的情况下,可以确保每个集电电极位于相邻两个第二类汇流电极之间的部分收集的载流子可以至少由与自身通过连接段连接的同一第二类汇流电极导出,利于确保太阳能电池片具有较高的效率。另外,如前文所述,在通过串内互连件将多个太阳能电池片连接形成电池串的过程中,通过焊接机放置在相应第二类汇流电极处的串内互连件可能偏置于第二类汇流电极沿第一方向的一侧。基于此,当连接于同一第二类汇流电极的不同连接段均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧时,若串内互连件偏置于第二类汇流电极的各区域均位于第二类汇流电极设置有连接段的一侧,则此时连接段的存在可以降低每个集电电极在与串内互连件的焊接处发生断裂的风险的同时,因串内互连件偏置于设置有连接段的一侧,故交接处另一侧宽度较小的集电电极段与焊接处的距离较大,此时另一侧的集电电极段受到的高温焊接的影响相对较小,从而还可以在一定程度上降低与第二类汇流电极另一侧连接的集电电极段发生断裂的风险。再者,当连接于同一第二类汇流电极的不同连接段均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧时,与同一第二类汇流电极连接的不同连接段的分布比较规则,便于在电池片主体上形成电极结构包括的连接段,利于降低电极结构的制造难度。
作为一种可能的实现方式,连接于不同第二类汇流电极的不同连接段均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧。
采用上述技术方案的情况下,通过焊接机自动实现多个太阳能电池片连接形成电池串的过程中,因焊接机是在相应控制组件的控制下重复相应动作,故在通过焊接机将不同的串内互连件放置在相应第二类汇流电极处时,不同串内互连件与相应第二类汇流电极的相对位置关系相同的可能性较大。换句话说,通过自动化的焊接机将不同串内互连件放置在相应第二类汇流电极处时,不同串内互连件可能偏置于相应第二类汇流电极的同一侧。基于此,当连接于不同第二类汇流电极的不同连接段均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧时,可以进一步确保在通过串内互连件将多个太阳能电池片连接成电池串后,每个集电电极可以通过相应连接段与不同第二类汇流电极连接,利于载流子被及时导出。
另外,当连接于不同第二类汇流电极的不同连接段均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧时,还可以确保每个集电电极位于每相邻两个汇流电极之间的部分均可以通过连接段与每相邻两个汇流电极中的一者连接,进一步确保每个集电电极沿第一方向的中间部分收集的载流子均能够被相应第二类汇流电极及时导出。
作为一种可能的实现方式,同一集电电极对应的不同连接段位于相应第二类汇流电极的同一侧。该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的连接于不同第二类汇流电极的不同连接段均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧的有益效果分析。另外,当同一集电电极对应的不同连接段位于相应第二类汇流电极的同一侧时,不同连接段的分布较为规则,利于降低电极结构包括的不同连接段的制造难度,便于获得该太阳能电池片。
作为一种可能的实现方式,上述连接段还位于集电电极与第一类汇流电极的交接处。沿第一方向,连接段设置在相应第一类汇流电极的两侧。
采用上述技术方案的情况下,因第一类汇流电极是所有汇流电极中沿第一方向位于最外侧的汇流电极,故每个集电电极位于第一类汇流电极沿第一方向外侧的部分所收集的载流子,仅能由该第一类汇流电极所导出。基于此,当连接段设置在相应第一类汇流电极的两侧时,可以降低集电电极位于第一类汇流电极沿第一方向外侧的部分发生断裂的风险,确保集电电极位于第一类汇流电极沿第一方向外侧的部分均能够通过该连接段与相应第一类汇流电极连接,利于载流子及时导出,进一步确保太阳能电池片具有较高的效率。
作为一种可能的实现方式,沿第一方向,连接段的长度大于等于0.2mm。
采用上述技术方案的情况下,连接段沿第一方向的长度在此范围内,可以防止因连接段的长度较小使得通过该连接段连接至相应汇流电极的集电电极与串内互连件对应的焊接处距离较小。而导致该集电电极容易受到高温焊接的影响而发生断裂,进一步降低集电电极在焊接后发生断裂的风险。
作为一种可能的实现方式,沿第二方向,连接段的宽度大于等于0.02mm。
采用上述技术方案的情况下,可以理解的是,在一定范围内,连接段沿第二方向的宽度越大,连接段抵抗高温的能力越强。相应的,连接段在高温焊接后受到的影响越小,其发生断裂的风险越低。基于此,连接段沿第二方向的宽度在此范围内,可以防止因连接段的宽度较小而导致连接段在串内互连件的焊接处发生断裂的风险。
作为一种可能的实现方式,上述连接段的宽度沿远离相应汇流电极的方向逐渐减小。上述远离相应汇流电极的方向平行于第一方向。
采用上述技术方案的情况下,可以理解的是,在一定范围内,与串内互连件对应的焊接处沿第一方向的距离越大,连接段受到高温焊接的影响越小。基于此,当上述连接段的宽度沿远离相应汇流电极的方向逐渐减小时,可以在确保连接段与相应汇流电极的连接处的宽度较大,以防止集电电极发生焊接断裂的同时,还可以降低制造连接段的导电材料的消耗量,进一步降低太阳能电池片的制造成本。
作为一种可能的实现方式,上述连接段的上表面为矩形、梯形、三角形和半圆形中的任意一种或至少两种的组合。在此情况下,连接段的上表面的形状具有多种可选方案,便于根据不同应用场景的要求选择合适的方式,提高本实用新型提供的太阳能电池片在不同应用场景下的适用性。
作为一种可能的实现方式,每个连接段垂直于相应汇流电极。
采用上述技术方案的情况下,在其它因素相同的情况下,当每个连接段垂直于相应汇流电极时,每个连接段背离相应汇流电极的一端与相应汇流电极之间的距离最大,可以进一步降低集电电极与连接段的连接处发生断裂的风险。同时,还可以降低制造连接段的导电材料的消耗量,进一步降低太阳能电池片的制造成本。
作为一种可能的实现方式,上述电极结构还包括至少一个辅助电极。每个辅助电极位于相邻两个汇流电极之间、且沿第二方向延伸。
采用上述技术方案的情况下,在实际的应用过程中,若集电电极位于相邻两个汇流电极之间的部分发生损坏时,该集电电极未发生损坏的其余部分可以通过设置在相邻两个汇流电池之间的辅助电极,连接至与该辅助电极连接的其余集电电极,再连接至相应汇流电极,进一步确保太阳能电池片具有较高的效率。
作为一种可能的实现方式,每个辅助电极包括沿第二方向间隔部分的多个辅助电极段。每个辅助电极段至少连接在相邻两个集电电极之间。在此情况下,因与连续电极相比,制造非连续电极的导电材料消耗量较小,故当每个辅助电极包括沿第二方向间隔部分的多个辅助电极段时,每个辅助电极为非连续电极,可以进一步降低太阳能电池片的制造成本。
作为一种可能的实现方式,电极结构应用于太阳能电池片包括的正电极和/或负电极。
第二方面,本实用新型还提供了一种光伏组件,该光伏组件包括上述第一方面及其各种实现方式提供的太阳能电池片。
本实用新型中第二方面及其各种实现方式的有益效果,可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析,此处不赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为相关技术中太阳能电池片的部分结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的太阳能电池片的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的一种太阳能电池片的部分结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的另一种太阳能电池片的部分结构示意图;
图5为图4所示结构在部分第二类汇流电极处的结构方法示意图;
图6为本实用新型实施例提供的太阳能电池片在第一类汇流电极和相邻的第二类汇流电极处的部分结构示意图。
附图标记:
1为电池片主体,2为电极结构,3为集电电极,4为汇流电极,41为第一类汇流电极,42为第二类汇流电极,5为连接段,6为辅助电极,61为辅助电极段。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
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地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所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。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
太阳能电池是一种可以将光能转化为电能的半导体器件。具体的,当太阳能电池受到光照时,太阳能电池包括的半导体基底吸收光子并产生电子和空穴对。该电子和空穴对在PN结内建电场的作用下分离,并分别通过太阳能电池的发射极和背场引出,最终被设置在半导体基底上的电极所收集。
其中,如图1所示,相关技术中的太阳能电池片的电极结构2通常包括多个集电电极3和多个汇流电极4。多个集电电极3沿第一方向延伸、且沿第二方向间隔设置。多个汇流电极4沿第二方向延伸、且沿第一方向间隔设置。上述第一方向不同于第二方向。并且在实际的应用过程中,通常会通过焊带等串内互连件将光伏组件中的多个太阳能电池片串联形成电池串,以增大光伏组件的输出电压。具体的,因在实际的焊接过程中,将串内互连件与相应汇流电极4焊接在一起的焊接温度较高。而集电电极3沿第二方向的宽度较小,因此在将串内互连件与相应汇流电极4焊接在一起的过程中,集电电极3在焊接处的部分容易在高温下与锡膏等助焊物质发生反应而导致断裂。
针对上述技术问题,如图1所示,上述电极结构2还包括连接段5。该连接段5设置在集电电极3与汇流电极4交接处沿第一方向的两侧。因连接段5的宽度大于集电电极3的宽度,故连接段5不易受高温焊接的影响,可以降低集电电极3在焊接处发生断裂的风险。在此情况下,在制造上述太阳能电池的过程中,通常会通过丝网印刷等工艺在半导体基底上形成银或铝等导电材料的电极结构2。可以想到的是,与电极结构2对应的电极图案的有效面积越大,则需要消耗越多的导电材料来制造电极结构2。基于此,当电极结构2包括的设置在交接处两侧的连接段5时,因连接段5的宽度较大,故与电极结构2对应的电极图案的有效面积变大,从而导致导电材料的消耗量较大,不利于降低太阳能电池的制造成本。
为了解决上述技术问题,本实用新型实施例提供了一种太阳能电池片。具体的,从结构方面来讲,该太阳能电池片可以为背接触太阳能电池。或者,太阳能电池片包括的正电极和负电极分别位于太阳能电池片相对的两面。从划分方面来讲,该太阳能电池片可以为整片太阳能电池片,也可以是分片太阳能电池片。其中,当太阳能电池片为分片太阳能电池时,划分的倍数可以根据实际需求进行设置。例如:太阳能电池片可以为二分之一分片太阳能电池片。
如图2至图6所示,本实用新型实施例提供的太阳能电池片包括:电池片主体1、以及形成在电池片主体1上的电极结构2。其中,上述电极结构2包括:集电电极3、汇流电极4和连接段5。
如图2至图6所示,多个集电电极3沿第一方向延伸、且沿第二方向间隔分布。第一方向不同于第二方向。多个汇流电极4沿第二方向延伸、且沿第一方向间隔分布。每个汇流电极4与多个集电电极3相交。多个汇流电极4中,沿第一方向位于外侧的汇流电极4为第一类汇流电极41,其余汇流电极4为第二类汇流电极42。连接段5位于集电电极3与第二类汇流电极42的交接处。沿第一方向,连接段5设置在相应第二类汇流电极42的单侧。沿第二方向,连接段5的宽度大于集电电极3的宽度。
具体来说,上述电池片主体的具体结构和材质可以根据实际应用场景设置,只要能够应用至本实用新型实施例提供的太阳能电池片中均可。例如:当太阳能电池片为双面接触太阳能电池片的情况下,该电池片主体可以包括半导体基底、形成在半导体基底的向光面一侧的第一掺杂半导体层、以及形成在半导体基底的背光面一侧的第二掺杂半导体层。该第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的导电类型相反。
对于上述电极结构来说,电极结构可以仅应用于太阳能电池片包括的正电极,也可以仅应用于太阳能电池片包括的负电极,还可以同时应用于太阳能电池片包括的正电极和负电极。
另外,上述电极结构包括的集电电极和汇流电极的个数、形状和尺寸可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。示例性的,汇流电极可以为直线型汇流电极、波浪线型汇流电极或折线型汇流电极等。另外,集电电极可以为直线型集电电极、波浪线型集电电极或折线型集电电极等。
其次,上述第一方向和第二方向可以为平行于电池片主体表面、且不同的任意两个方向。例如:如图2所示,在电池片主体1的横截面形状为矩形的情况下,第一方向可以与矩形长边平行,第二方向可以与矩形宽边平行。此时,第一方向和第二方向正交。
对于电极结构包括的连接段来说,连接段可以位于集电电极与第二类汇流电极交接处沿第一方向的任一侧。其中,每两个连接段可以位于相应第二类汇流电极的同一侧,也可以位于相应第二类汇流电极的不同侧。同一第二类汇流电极对应的不同连接段、以及不同第二类汇流电极对应的不同连接段的具体位置可以根据实际需求进行设置,此处不做具体限定。
在实际的应用过程中,上述电极结构包括的每个汇流电极均与多个集电电极相交,以便于将多个集电电极收集到的载流子导出。其中,如图2至图6所示,电极结构2包括的多个汇流电极4中,沿第一方向位于外侧的汇流电极4为第一类汇流电极41,其余汇流电极4为第二类汇流电极42。并且,电极结构2还包括位于集电电极3与第二类汇流电极42的交接处的连接段5。基于此,沿第一方向,因连接段5的宽度大于集电电极3的宽度,故连接段5的存在可以在将多个太阳能电池片连接形成电池串时,降低在焊带等串内互连件与相应第二类汇流电极42的焊接处因集电电极3的宽度较小而导致集电电极3在高温焊接过程中发生断裂的风险,确保电池片主体1在吸收光子后产生的电子和空穴能够及时被相应集电电极3和汇流电极4导出,进而确保太阳能电池片具有较高的效率。同时,如图3至图6所示,沿第一方向,每个连接段5设置在相应第二类汇流电极42的单侧。换句话说,沿第一方向,在第二类汇流电极42与集电电极3的交接处的一侧设置宽度较大的连接段5,其另一侧直接与宽度较小集电电极3连接。在此情况下,在其它因素相同时,制造宽度较大的连接段5对应的导电材料的消耗量较大,制造宽度较小且相同长度的集电电极3段对应的导电材料的消耗量较小,因此与在集电电极3与第二类汇流电极42的交接处沿第一方向的两侧均设置连接段5相比,连接段5进行设置第二类汇流电极42沿第一方向的单侧可以降低制造电极结构2时导电材料的消耗量,进而可以降低太阳能电池片的制造成本。另外,因沿第二方向,连接段5的宽度大于集电电极3的宽度,并且至少部分连接段5设置在串内互连件对应的焊接处,故连接段5的存在还可以作为串内互连件与相应第二类汇流电极42的焊接部,在增强串内互连件与相应第二类汇流电极42之间的焊接强度的同时,还可以节省制造相应焊接部的导电材料的消耗量,进一步降低太阳能电池片的制造成本。
由上述内容可知,连接段沿第一方向的长度、连接段沿第二方向的宽度、以及连接段的延伸方向,会影响集电电极在串内互连件对应的焊接处是否会发生断裂。基于此,可以根据实际应用场景中,焊接时的温度、集电电极沿第二方向的宽度、以及对太阳能电池的效率要求确定连接段的长度、宽度以及延伸方向,此处不做具体限定。
示例性的,沿第一方向,上述连接段的长度大于等于0.2mm。在此情况下,连接段沿第一方向的长度在此范围内,可以防止因连接段的长度较小使得通过该连接段连接至相应汇流电极的集电电极与串内互连件对应的焊接处距离较小。而导致该集电电极容易受到高温焊接的影响而发生断裂,进一步降低集电电极在焊接后发生断裂的风险。同时,还可以防止因连接段的长度较大而导致制造连接段的导电材料的消耗量较大,进一步降低太阳能电池片的制造成本。
示例性的,沿第二方向,上述连接段的宽度大于等于0.02mm。在此情况下,可以理解的是,在一定范围内,连接段沿第二方向的宽度越大,连接段抵抗高温的能力越强。相应的,连接段在高温焊接后受到的影响越小,其发生断裂的风险越低。基于此,连接段沿第二方向的宽度在此范围内,可以防止因连接段的宽度较小而导致连接段在串内互连件的焊接处发生断裂的风险。同时,还可以防止因连接段的宽度较大而导致制造该连接段的导电材料的消耗量较大,进一步降低太阳能电池片的制造成本。
当然,还可以根据不同应用场景的要求,将连接段沿第一方向的长度、以及其沿第二方向的宽度设置为除上述范围之外的其它合适数值。另外,上述连接段沿第一方向的长度、以及其沿第二方向的宽度的上限值(即最大值)也可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。
示例性的,如图3至图6所示,每个连接段5垂直于相应汇流电极4。在此情况下,在其它因素相同的情况下,当每个连接段5垂直于相应汇流电极4时,每个连接段5背离相应汇流电极4的一端与相应汇流电极4之间的距离最大,可以进一步降低集电电极3与连接段5的连接处发生断裂的风险。同时,还可以降低制造连接段5的导电材料的消耗量,进一步降低太阳能电池片的制造成本。
当然,只要连接段的延伸方向与集电电极的延伸方向相同,连接段就可以保护位于集电电极位于焊接处附近的部分,将其该部分发生焊接断裂的风险。而如前文所述,当第一方向与第二方向正交时,集电电极垂直于汇流电极。并且,连接段垂直于相应汇流电极,此时在其它因素的情况下,制造连接段的导电材料的消耗量最小,因此可以根据实际应用场景中对制造电极结构的导电材料的消耗量要求设置连接段与汇流电极之间的位置关系,此处不做具体限定。
从结构方面来讲,上述连接段的形貌也可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。其中,沿远离相应汇流电极的方向,上述连接段各部分的宽度可以相等。此时,连接段各种部分抗高温的能力相同,利于降低集电电极发生焊接断裂的风险。
或者,连接段的宽度沿远离相应汇流电极的方向可以逐渐减小。具体的,上述远离相应汇流电极的方向平行于第一方向。另外,该情况下,连接段的宽度沿远离相应汇流电极的方向可以呈直线型、抛物线型、指数型等方式逐渐减小。在此情况下,可以理解的是,在一定范围内,与串内互连件对应的焊接处沿第一方向的距离越大,连接段受到高温焊接的影响越小。基于此,当上述连接段的宽度沿远离相应汇流电极的方向逐渐减小时,可以在确保连接段与相应汇流电极的连接处的宽度较大,以防止集电电极发生焊接断裂的同时,还可以降低制造连接段的导电材料的消耗量,进一步降低太阳能电池片的制造成本。
又或者,如图5所示,沿远离相应汇流电极4的方向,上述连接段5可以包括第一连接部和第二连接部。该第一连接部各区域的宽度可以相同,而第二连接部的宽度可以沿远离相应汇流电极4的方向逐渐减小。该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的前两种情况的有益效果分析,此处不再赘述。
另外,至于连接段的上表面形状可以根据连接段沿远离相应汇流电极的方向其宽度的变化规律进行确定。其中,连接段的上表面形状可以为单一的形状。例如:上述连接段的上表面为矩形、梯形、三角形或半圆形等。或者,连接段的上表面形状还可以为至少两种单一形状组成而成的复合形状。示例性的,上述连接段的上表面为矩形、梯形、三角形和半圆形中的至少两种的组合。例如:上述连接段的上表面为矩形分别与梯形、三角形或半圆形的组合形状。此时,连接段中为矩形的部分可以靠近相应汇流电极。又例如:上述连接段的上表面为梯形与三角形的组合形状,或梯形与半圆形的组合形状。此时,连接段中为梯形的部分可以靠近相应汇流电极。再例如:上述连接段的上表面为矩形、梯形和三角形的组合形状,或是矩形、梯形和半圆形的组合形状。此时,连接段中为矩形的部分可以靠近相应汇流电极,连接段中为梯形的部分可以在中间,连接段中为三角形或半圆形的部分远离汇流电极。由此可见,连接段的上表面的形状具有多种可选方案,便于根据不同应用场景的要求选择合适的方式,提高本实用新型实施例提供的太阳能电池片在不同应用场景下的适用性。
从分布方面来讲,连接于同一第二类汇流电极的不同连接段可以均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧。例如:如图3所示,以从左向右、且从小到大的方式对不同第二类汇流电极42的列数进行排序的情况下,第一列第二类汇流电极42对应的不同连接段5均位于其右侧。
或者,连接于同一第二类汇流电极的不同连接段可以位于相应第二类汇流电极沿第一方向的不同侧。例如:如图4至图6所示,第一列第二类汇流电极42与倒数第一行集电电极3的交接处的右侧设置连接段5,而第一列第二类汇流电极42与倒数第二行集电电极3的交接处的左侧设置连接段5。
其中,如图3所示,当连接于同一第二类汇流电极42的不同连接段5均位于相应第二类汇流电极42沿第一方向的同一侧时,若互联用的串内互连件恰好放置于相应第二类汇流电极42上,则可以确保每个集电电极3位于相邻两个第二类汇流电极42之间的部分收集的载流子可以至少由与自身通过连接段5连接的同一第二类汇流电极42导出,利于确保太阳能电池片具有较高的效率。另外,如前文所述,在通过串内互连件将多个太阳能电池片连接形成电池串的过程中,通过焊接机放置在相应第二类汇流电极42处的串内互连件可能偏置于第二类汇流电极42沿第一方向的一侧。基于此,当连接于同一第二类汇流电极42的不同连接段5均位于相应第二类汇流电极42沿第一方向的同一侧时,若串内互连件偏置于第二类汇流电极42的各区域均位于第二类汇流电极42设置有连接段5的一侧,则此时连接段5的存在可以降低每个集电电极3在与串内互连件的焊接处发生断裂的风险的同时,因串内互连件偏置于设置有连接段5的一侧,故交接处另一侧宽度较小的集电电极3段与焊接处的距离较大,此时另一侧的集电电极3段受到的高温焊接的影响相对较小,从而还可以在一定程度上降低与第二类汇流电极42另一侧连接的集电电极3段发生断裂的风险。再者,当连接于同一第二类汇流电极42的不同连接段5均位于相应第二类汇流电极42沿第一方向的同一侧时,与同一第二类汇流电极42连接的不同连接段5的分布比较规则,便于在电池片主体1上形成电极结构2包括的连接段5,利于降低电极结构2的制造难度。
另外,该情况下,连接于不同第二类汇流电极的不同连接段可以均位于相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧。例如:如图3所示,每一列第二类汇流电极42对应的不同连接段5均位于相应第二类汇流电极42的右侧。或者,连接于不同第二类汇流电极的不同连接段也可以位于相应第二类汇流电极沿第一方向的不同侧。例如:第一列第二类汇流电极对应的不同连接段均位于该第一列第二类汇流电极的右侧。而第二列第二类汇流电极对应的不同连接段可以均位于该第二列第二类汇流电极的左侧。
值得注意的是,通过焊接机自动实现多个太阳能电池片连接形成电池串的过程中,因焊接机是在相应控制组件的控制下重复相应动作,故在通过焊接机将不同的串内互连件放置在相应第二类汇流电极处时,不同串内互连件与相应第二类汇流电极的相对位置关系相同的可能性较大。换句话说,通过自动化的焊接机将不同串内互连件放置在相应第二类汇流电极处时,不同串内互连件可能偏置于相应第二类汇流电极的同一侧。基于此,如图3所示,当连接于不同第二类汇流电极42的不同连接段5均位于相应第二类汇流电极42沿第一方向的同一侧时,可以进一步确保在通过串内互连件将多个太阳能电池片连接成电池串后,每个集电电极3可以通过相应连接段5与不同第二类汇流电极42连接,利于载流子被及时导出。另外,当连接于不同第二类汇流电极42的不同连接段5均位于相应第二类汇流电极42沿第一方向的同一侧时,还可以确保每个集电电极3位于每相邻两个第二类汇流电极42之间的部分均可以通过连接段5与每相邻两个第二类汇流电极42中的一者连接,进一步确保每个集电电极3沿第一方向的中间部分收集的载流子均能够被相应第二类汇流电极42及时导出。
而如前文所述,当连接于同一第二类汇流电极的不同连接段位于相应第二类汇流电极沿第一方向的不同侧时,如图4至图6所示,连接于同一第二类汇流电极42的不同连接段5可以交错分布在相应第二类汇流电极42沿第一方向的两侧。例如:如图6所示,第一列第二类汇流电极42与倒数第一行集电电极3交接处的右侧设置连接段5,第一列第二类汇流电极42与倒数第二行集电电极3交接处的左侧设置连接段5,第一列第二类汇流电极42与倒数第三行集电电极3交接处的右侧设置连接段5,第一列第二类汇流电极42与倒数第四行集电电极3交接处的右侧设置连接段5……。
或者,该情况下,连接于同一第二类汇流电极的不同连接段中,也可以存在至少两个相邻连接段设置在相应第二类汇流电极沿第一方向的同一侧。
值得注意的是,若互联用的串内互连件恰好放置于相应第二类汇流电极上,则在连接于同一第二类汇流电极的不同连接段交错分布在相应第二类汇流电极沿第一方向的两侧的情况下,如图4至图6所示,集电电极3和第二类汇流电极42的交接处设置有连接段5一侧因连接段5的宽度比集电电极3的宽度大使得其自身不易受高温焊接的影响而断裂,故在高温焊接后相应的集电电极3段依然可以通过该连接段5与第二类汇流电极42连接,而另一侧的集电电极3段在高温焊接过程中可能会发生断裂而无法与相应第二类汇流电极42连接。由此可见,当连接于同一第二类汇流电极42的不同连接段5交错分布在相应第二类汇流电极42沿第一方向的两侧时,可以确保与同一集电电极3连接的相邻两个第二类汇流电极42中的一者可以用于及时将该集电电极3的相应段收集的载流子导出,进一步确保太阳能电池片具有较高的效率。另外,在通过串内互连件将多个太阳能电池片连接形成电池串的过程中,受自动焊接机精度的影响,通过该焊接机放置在相应第二类汇流电极42处的串内互连件可能偏置于第二类汇流电极42沿第一方向的一侧。基于此,在连接于同一第二类汇流电极42的不同连接段5交错分布在相应第二类汇流电极42沿第一方向的两侧时,可以确保当串内互连件沿第二方向的至少部分区域偏置于第二类汇流电极42沿第一方向的一侧时,串内互连件偏离相应第二类汇流电极42的部分会直接与相邻两个集电电极3中的一者连接,并且会通过连接段5与另一者连接。其中,因沿第二方向,连接段5的宽度大于集电电极3的宽度,故当连接于同一第二类汇流电极42的不同连接段5交错分布在相应第二类汇流电极42沿第一方向的两侧时,可以在串内互连件沿第二方向的至少部分区域偏置于第二类汇流电极42沿第一方向的一侧的情况下,使得相邻两个集电电极3中至少有一者可以将收集到的载流子通过连接段5导出至相应第二类汇流电极42,进一步确保电池片主体1在吸收光子后产生的电子和空穴能够及时被相应集电电极3和汇流电极4导出,利于提高太阳能电池片的效率。
至于同一集电电极对应的不同连接段,同一集电电极对应的不同连接段中,存在至少两个连接段位于相应第二类汇流电极的不同侧。或者,如图3和图4所示,同一集电电极3对应的不同连接段5也可以位于相应第二类汇流电极42的同一侧。该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的连接于不同第二类汇流电极42的不同连接段5均位于相应第二类汇流电极42沿第一方向的同一侧的有益效果分析。另外,当同一集电电极3对应的不同连接段5位于相应第二类汇流电极42的同一侧时,不同连接段5的分布较为规则,利于降低电极结构2包括的不同连接段5的制造难度,便于获得该太阳能电池片。
作为一种可能的实现方式,如图3和图6所示,上述连接段5还位于集电电极3与第一类汇流电极41的交接处。沿第一方向,连接段5设置在相应第一类汇流电极41的两侧。在此情况下,因第一类汇流电极41是所有汇流电极4中沿第一方向位于最外侧的汇流电极4,故每个集电电极3位于第一类汇流电极41沿第一方向外侧的部分所收集的载流子,仅能由该第一类汇流电极41所导出。基于此,当连接段5设置在相应第一类汇流电极41的两侧时,可以降低集电电极3位于第一类汇流电极41沿第一方向外侧的部分发生断裂的风险,确保集电电极3位于第一类汇流电极41沿第一方向外侧的部分均能够通过该连接段5与相应第一类汇流电极41连接,利于载流子及时导出,进一步确保太阳能电池片具有较高的效率。
具体的,该情况下对应的连接段的形貌可以参考设置在第二类汇流电极单侧的连接段的形貌,此处不再赘述。
另外,在实际的应用过程中,当集电电极与第一类汇流电极的交接处设置有连接段的情况下,还可以仅将连接段设置在相应第一类汇流电极沿第一方向的外侧,确保集电电极位于第一类汇流电极外侧的部分收集的电流可以由该第一类汇流电极所导出。而集电电极位于第一类汇流电极与相邻第二类汇流电极之间的部分,可以由该第二类汇流电极所导出。
作为一种可能的实现方式,如图2至图4所示,上述电极结构2还包括至少一个辅助电极6。每个辅助电极6位于相邻两个汇流电极4之间、且沿第二方向延伸。在此情况下,在实际的应用过程中,若集电电极3位于相邻两个汇流电极4之间的部分发生损坏时,该集电电极3未发生损坏的其余部分可以通过设置在相邻两个汇流电池之间的辅助电极6,连接至与该辅助电极6连接的其余集电电极3,再连接至相应汇流电极4,进一步确保太阳能电池片具有较高的效率。
具体的,上述辅助电极可以为连续电极,也可以为非连续电极。该辅助电极沿第一方向的宽度可以根据实际需求进行设置此处不做具体限定。
其中,如图3和图4所示,每个辅助电极6包括沿第二方向间隔部分的多个辅助电极段61。每个辅助电极段61至少连接在相邻两个集电电极3之间。在此情况下,因与连续电极相比,制造非连续电极的导电材料消耗量较小,故当每个辅助电极6包括沿第二方向间隔部分的多个辅助电极段61时,每个辅助电极6为非连续电极,可以进一步降低太阳能电池片的制造成本。
具体的,每个辅助电极包括的辅助电极段的数量可以根据电极结构包括的集电电极的数量、以及每个辅助电极段所连接的集电电极的数量进行确定,此处不做具体限定。其中,不同辅助电极段所连接的集电电极的数量可以相同也可以不同。不同辅助电极包括的辅助电极段的数量可以相同,也可以不同。
本实用新型实施例还提供了一种光伏组件,该光伏组件包括上述实施例提供的太阳能电池片。
本实用新型实施例提供的光伏组件的有益效果,可以参考上述实施例提供的太阳能电池片的有益效果分析,此处不赘述。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种太阳能电池片,其特征在于,包括:电池片主体、以及形成在所述电池片主体上的电极结构;其中,所述电极结构包括:
沿第一方向延伸、且沿第二方向间隔分布的多个集电电极;所述第一方向不同于所述第二方向;
沿所述第二方向延伸、且沿所述第一方向间隔分布的多个汇流电极,每个所述汇流电极与所述多个集电电极相交;所述多个汇流电极中,沿所述第一方向位于外侧的所述汇流电极为第一类汇流电极,其余所述汇流电极为第二类汇流电极;
以及位于所述集电电极与所述第二类汇流电极的交接处的连接段;沿所述第一方向,所述连接段设置在相应所述第二类汇流电极的单侧;沿所述第二方向,所述连接段的宽度大于所述集电电极的宽度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片,其特征在于,连接于同一所述第二类汇流电极的不同所述连接段交错分布在相应所述第二类汇流电极沿第一方向的两侧。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片,其特征在于,连接于同一所述第二类汇流电极的不同所述连接段均位于相应所述第二类汇流电极沿所述第一方向的同一侧。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池片,其特征在于,连接于不同所述第二类汇流电极的不同所述连接段均位于相应所述第二类汇流电极沿所述第一方向的同一侧。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池片,其特征在于,同一所述集电电极对应的不同所述连接段位于相应所述第二类汇流电极的同一侧。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池片,其特征在于,所述连接段还位于所述集电电极与所述第一类汇流电极的交接处;沿所述第一方向,所述连接段设置在相应所述第一类汇流电极的两侧。
7.根据权利要求1~6任一项所述的太阳能电池片,其特征在于,沿所述第一方向,所述连接段的长度大于等于0.2mm;和/或,
沿所述第二方向,所述连接段的宽度大于等于0.02mm。
8.根据权利要求1~6任一项所述的太阳能电池片,其特征在于,所述连接段的宽度沿远离相应所述汇流电极的方向逐渐减小,所述远离相应所述汇流电极的方向平行于所述第一方向。
9.根据权利要求1~6任一项所述的太阳能电池片,其特征在于,所述连接段的上表面为矩形、梯形、三角形和半圆形中的任意一种或至少两种的组合。
10.根据权利要求1~6任一项所述的太阳能电池片,其特征在于,每个所述连接段垂直于相应所述汇流电极。
11.根据权利要求1~6任一项所述的太阳能电池片,其特征在于,所述电极结构还包括至少一个辅助电极;每个所述辅助电极位于相邻两个所述汇流电极之间、且沿所述第二方向延伸。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池片,其特征在于,每个所述辅助电极包括沿所述第二方向间隔部分的多个辅助电极段;每个所述辅助电极段至少连接在相邻两个集电电极之间。
13.根据权利要求1~6任一项所述的太阳能电池片,其特征在于,所述电极结构应用于所述太阳能电池片包括的正电极和/或负电极。
14.一种光伏组件,其特征在于,包括如权利要求1~13任一项所述的太阳能电池片。
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