CN219246690U - 光伏电池和光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光伏电池，光伏电池包括多片拼接电池片，多片拼接电池片的边缘之间拼接连接，拼接电池片包括电池本体和位于电池本体入光侧的表面光学层，表面光学层包括层叠的第一膜层和第二膜层，且第二膜层位于第一膜层与电池本体之间，其中，至少两片拼接电池片的第一膜层的厚度不一致，和/或至少两片拼接电池片的第二膜层的厚度不一致，以使至少两片拼接电池片受光线照射时所反射光线的波长不一致。本实用新型提供的光伏电池能够提高光伏组件的美观性同时保证光伏电池效率。本实用新型还提供一种包括该光伏电池的光伏组件。

Description

光伏电池和光伏组件

技术领域

本实用新型涉及光伏领域，具体地，涉及一种光伏电池和一种包括该光伏电池的光伏组件。

背景技术

在碳中和的背景下，建筑光伏一体化技术备受关注，有望成为构建零碳/低碳建筑的重要元素。各大光伏公司与建筑公司都在积极布局相关技术。目前，很多集成光伏发电的示范性公共建筑也落成使用，兼顾了美观与低碳的建筑理念。因此，建筑光伏一体化技术展现出非常好的市场前景。

建筑设计讲究美观，薄膜组件的外观均一性好、颜色丰富、甚至可以做成半透明发电玻璃，能够迎合建筑对外观设计的需求，但是价格比较高，发电量比较低。而目前的晶硅光伏组件虽然效率很高，但是晶硅组件通常由带有白色栅线的电池片串联而成，外观的整体性一般，且颜色大部分为黑色，并不能满足建筑对美学的要求。除此以外，目前大部分的彩色晶硅光伏组件采用的是彩色玻璃覆盖在电池上，使电池上方结构的光线透过率受到严重影响，进而影响光伏组件的功率。

因此，如何提供一种能够在保证电池效率的同时提高光伏组件美观性的光伏电池，成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种光伏电池和一种包括该光伏电池的光伏组件，该光伏电池能够提高光伏组件的美观性同时保证光伏电池效率。

作为本实用新型的一个方面，提供一种光伏电池，所述光伏电池包括多片拼接电池片，多片所述拼接电池片的边缘之间拼接连接，所述拼接电池片包括电池本体和位于所述电池本体入光侧的表面光学层，所述表面光学层包括层叠的第一膜层和第二膜层，且所述第二膜层位于所述第一膜层与所述电池本体之间，其中，至少两片所述拼接电池片的所述第一膜层的厚度不一致，和/或至少两片所述拼接电池片的所述第二膜层的厚度不一致，以使至少两片所述拼接电池片受光线照射时所反射光线的波长不一致。

可选地，所述第一膜层的材质包括硅的氧化物、硅的氮化物和铝的氧化物中的至少一者，所述第二膜层的材质包括硅的氧化物、硅的氮化物和铝的氧化物中的至少一者，且所述第一膜层的材质与所述第二膜层的材质不一致。

可选地，所述光伏电池的形状为方形，至少一片所述拼接电池片的形状为扇形。

可选地，所述光伏电池的形状为方形，至少一片所述拼接电池片的形状为方形，所述方形的所述拼接电池片的四角均与所述光伏电池的四边接触，且所述方形的所述拼接电池片的对角线与所述光伏电池的两条边垂直。

可选地，所述光伏电池的形状为方形，且所述光伏电池的边长为10mm至210mm。

可选地，所述拼接电池片的底部具有输出电极，且多片所述拼接电池片的输出电极之间相互电连接。

可选地，所述电池本体及所述表面光学层的顶面上均具有多个导光凸起，所述导光凸起的形状为金字塔状。

可选地，所述导光凸起的高度为0.5μm至5μm。

可选地，所述光伏电池的表面粗糙度小于50nm。

可选地，所述光伏电池包括至少一片红色拼接电池片，所述红色拼接电池片的第一膜层包括二氧化硅，所述红色拼接电池片的第二膜层包括硅的氮化物，且所述红色拼接电池片的第一膜层的厚度为95nm至105nm，所述红色拼接电池片的第二膜层的厚度为95nm至105nm。

可选地，所述红色拼接电池片的第一膜层的厚度为100nm，所述红色拼接电池片的第二膜层的厚度为100nm。

可选地，所述光伏电池包括至少一片绿色拼接电池片，所述绿色拼接电池片的第一膜层包括二氧化硅，所述绿色拼接电池片的第二膜层包括硅的氮化物，且所述绿色拼接电池片的第一膜层的厚度为35nm至45nm，所述绿色拼接电池片的第二膜层的厚度为105nm至115nm。

可选地，所述绿色拼接电池片的第一膜层的厚度为40nm，所述绿色拼接电池片的第二膜层的厚度为110nm。

可选地，所述光伏电池包括至少一片蓝色拼接电池片，所述蓝色拼接电池片的第一膜层包括二氧化硅，所述蓝色拼接电池片的第二膜层包括硅的氮化物，且所述蓝色拼接电池片的第一膜层的厚度为35nm至45nm，所述蓝色拼接电池片的第二膜层的厚度为75nm至85nm。

可选地，所述蓝色拼接电池片的第一膜层的厚度为40nm，所述蓝色拼接电池片的第二膜层的厚度为80nm。

可选地，所述光伏电池包括至少一片黄色拼接电池片，所述黄色拼接电池片的第一膜层包括二氧化硅，所述黄色拼接电池片的第二膜层包括硅的氮化物，且所述黄色拼接电池片的第一膜层的厚度为85nm至95nm，所述黄色拼接电池片的第二膜层的厚度为95nm至105nm。

可选地，所述黄色拼接电池片的第一膜层的厚度为90nm，所述黄色拼接电池片的第二膜层的厚度为100nm。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种光伏组件，包括多片前面所述的光伏电池。

可选地，多片所述光伏电池串联连接。

可选地，多片所述光伏电池并联连接。

在现有的光伏电池结构中，位于光伏电池表面的减反膜常采用统一厚度设计，其表面反射的光线波长也保持一致，因而只能通过增加彩色膜层的方式在光伏电池表面制作图案并牺牲光线入射率。而在本实用新型提供的光伏电池中，不同拼接电池片的第一膜层与第二膜层中的至少一者的厚度不一致，从而使不同拼接电池片受光线照射时所反射光线的波长之间不一致，进而将反射不同波长光线的拼接电池片拼接为光伏电池后，可以得到表面具有多种颜色的图案的光伏电池，多片光伏电池集成光伏组件时也能进一步拼接形成具有多种颜色的拼接图案，提高光伏组件的美观性并简化了具有彩色图案的光伏组件的制作工艺。

并且，本实用新型通过减反膜实现对颜色的调制，未在减反膜结构上增加额外膜层(例如彩色玻璃)，保证了电池本体110上方膜层的光线透过率，进而在提高光伏组件美观性的同时保证了光伏电池效率，提高了光伏产能。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种实施例提供的光伏电池中拼接电池片的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的光伏电池中拼接电池片的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例提供的光伏电池的结构示意图；

图4是图3中光伏电池的制作原理示意图；

图5是本实用新型实施例提供的光伏电池组成的光伏组件的结构示意图；

图6是本实用新型另一实施例提供的光伏电池的结构示意图；

图7是图6中光伏电池的制作原理示意图；

图8是本实用新型实施例提供的光伏电池组成的光伏组件的结构示意图；

图9至图11是本实用新型实施例提供的光伏组件的制造流程示意图。

附图标记说明：

100：拼接电池片 110：电池本体

120：表面光学层 121：第一膜层

122：第二膜层

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

为解决上述技术问题，作为本实用新型的一个方面，提供一种光伏电池，如图3、图6所示，所述光伏电池包括多片拼接电池片100，多片所述拼接电池片100的边缘之间拼接连接。如图1、图2所示，所述拼接电池片100包括电池本体110和位于所述电池本体110入光侧的表面光学层120，所述表面光学层120包括层叠的第一膜层121和第二膜层122，且所述第二膜层122位于所述第一膜层121与所述电池本体110之间。

其中，至少两片所述拼接电池片100的所述第一膜层121的厚度不一致，和/或至少两片所述拼接电池片100的所述第二膜层122的厚度不一致，以使至少两片所述拼接电池片100受光线照射时所反射光线的波长不一致。

在现有的光伏电池结构中，位于光伏电池表面的减反膜常采用统一厚度设计，其表面反射的光线波长也保持一致，因而只能通过增加彩色膜层的方式在光伏电池表面制作图案并牺牲光线入射率。而在本实用新型提供的光伏电池中，不同拼接电池片100的第一膜层121与第二膜层122中的至少一者的厚度不一致，从而使不同拼接电池片100受光线照射时所反射光线的波长之间不一致，进而将反射不同波长光线的拼接电池片100拼接为光伏电池后，可以得到表面具有多种颜色的图案的光伏电池，多片光伏电池集成光伏组件时也能进一步拼接形成具有多种颜色的拼接图案，提高光伏组件的美观性并简化了具有彩色图案的光伏组件的制作工艺。

并且，本实用新型通过改变减反膜结构实现对颜色的调制，未在减反膜结构上增加额外膜层(例如彩色玻璃)，保证了电池本体110上方膜层的光线透过率，进而在提高光伏组件美观性的同时保证了光伏电池效率，提高了光伏产能。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述光伏电池包括至少一片红色拼接电池片，所述红色拼接电池片的第一膜层121包括二氧化硅，所述红色拼接电池片的第二膜层122包括硅的氮化物，且所述红色拼接电池片的第一膜层121的厚度为95nm至105nm，所述红色拼接电池片的第二膜层122的厚度为95nm至105nm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述红色拼接电池片的第一膜层121的厚度为100nm，所述红色拼接电池片的第二膜层122的厚度为100nm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述光伏电池包括至少一片绿色拼接电池片，所述绿色拼接电池片的第一膜层121包括二氧化硅，所述绿色拼接电池片的第二膜层122包括硅的氮化物，且所述绿色拼接电池片的第一膜层121的厚度为35nm至45nm，所述绿色拼接电池片的第二膜层122的厚度为105nm至115nm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述绿色拼接电池片的第一膜层121的厚度为40nm，所述绿色拼接电池片的第二膜层122的厚度为110nm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述光伏电池包括至少一片蓝色拼接电池片，所述蓝色拼接电池片的第一膜层121包括二氧化硅，所述蓝色拼接电池片的第二膜层122包括硅的氮化物，且所述蓝色拼接电池片的第一膜层121的厚度为35nm至45nm，所述蓝色拼接电池片的第二膜层122的厚度为75nm至85nm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述蓝色拼接电池片的第一膜层121的厚度为40nm，所述蓝色拼接电池片的第二膜层122的厚度为80nm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述光伏电池包括至少一片黄色拼接电池片，所述黄色拼接电池片的第一膜层121包括二氧化硅，所述黄色拼接电池片的第二膜层122包括硅的氮化物，且所述黄色拼接电池片的第一膜层121的厚度为85nm至95nm，所述黄色拼接电池片的第二膜层122的厚度为95nm至105nm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述黄色拼接电池片的第一膜层121的厚度为90nm，所述黄色拼接电池片的第二膜层122的厚度为100nm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述第一膜层121的材质包括硅的氧化物(例如，二氧化硅(SiO₂))、硅的氮化物(SiN_x)和铝的氧化物(Al₂O_x，例如，三氧化二铝(Al₂O₃))中的至少一者，所述第二膜层122的材质包括硅的氧化物、硅的氮化物和铝的氧化物中的至少一者，且所述第一膜层121的材质与所述第二膜层122的材质不一致。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图3所示，所述光伏电池的形状为方形，至少一片所述拼接电池片100的形状为扇形。

可选地，如图3所示，所述光伏电池可以包括两片拼接电池片100，其中一片拼接电池片100的形状为扇形，另一片拼接电池片100的形状可与该扇形的拼接电池片100拼接得到方形的光伏电池。

作为本实用新型的一种可选实施方式，扇形的拼接电池片100以及与其拼接的拼接电池片100均可通过对方形电池片进行切割得到。具体地，如图4所示，可将两块不同颜色的方形电池片(颜色1和颜色2)进行相同形状的切割，得到两片不同颜色的扇形的拼接电池片100，切割得到的与扇形互补的拼接电池片100可与不同颜色的扇形的拼接电池片100拼接得到所需的光伏电池。

作为本实用新型的一种可选实施方式，拼接电池片100可通过激光切割得到。

如图5所示，多个包括扇形的拼接电池片100的光伏电池在组成光伏组件时可进一步拼接得到圆形图案。

制作光伏电池并拼接得到光伏组件的流程如下：

首先根据待安装光伏组件的建筑物的待施工面，确定所需的光伏组件的尺寸；

随后确定组成该光伏组件的光伏电池的尺寸，并确定光伏电池的分布阵列；

随后选取所需图案，并根据光伏电池阵列分布，拆解电池颜色分布(例如，若确定要制作图5所示图案，则需按图4所示流程对部分电池片进行切割，以得到具有扇形形状且颜色为颜色2的拼接电池片100以及具有互补形状且颜色为颜色1的拼接电池片100)；

接着选取对应颜色的电池片，激光切割该电池片并拼接得到光伏电池；

然后将玻璃、胶膜及多个光伏电池组成的电池串层叠；

最后层压、装框并分选包装，即可得到光伏组件成品。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述拼接电池片100的底部具有输出电极，且多片所述拼接电池片100的输出电极之间相互电连接(即同一光伏电池的多片拼接电池片100之间并联连接)。

作为本实用新型的一种可选实施方式，光伏电池的多片拼接电池片100之间通过背面焊带焊接连接。即，通过背面焊带将多片拼接电池片100并联连接，同时实现对多片拼接电池片100之间的相对位置进行固定。

作为本实用新型的另一种可选实施方式，光伏电池的多片拼接电池片100之间也可以通过粘胶等方式辅助固定，以保证多片拼接电池片100之间相对位置的稳定性。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图6所示，所述光伏电池的形状为方形，至少一片所述拼接电池片100的形状为方形，所述方形的所述拼接电池片100的四角均与所述光伏电池的四边接触，且所述方形的所述拼接电池片100的对角线与所述光伏电池的两条边垂直。

作为本实用新型的一种可选实施方式，方形的拼接电池片100以及与其拼接的拼接电池片100均可通过对方形电池片进行切割得到。具体地，如图7所示，可将多块不同颜色的方形电池片进行相同形状的切割，得到多片不同颜色的方形的拼接电池片100，切割得到的三角形的拼接电池片100可与不同颜色的方形的拼接电池片100拼接得到所需的光伏电池。且对应于光伏电池不同角的三角形的拼接电池片100之间颜色可以互不相同，例如，如图7所示，中央的拼接电池片100为颜色5，四周四角的拼接电池片100的颜色可以分别为颜色1、颜色2、颜色3、颜色4。

作为本实用新型的一种可选实施方式，拼接电池片100可通过激光切割得到。

如图8所示，多个包括方形的拼接电池片100的光伏电池在组成光伏组件时可进一步拼接。

为便于技术人员理解，以下提供制作图8所示光伏组件的一种具体流程：

首先，根据待施工面的尺寸，选取60片方形的光伏电池组成的光伏组件，光伏电池的尺寸为210mm*210mm，确定光伏组件内部的电池串为6*10版型，即，6行光伏电池中，每行的10个光伏电池之间串接连接。

如图9所示，在选取图案并经过分解后，按照分解图案选取电池片进行激光切割得到所需的拼接电池片100(例如，如图9所示，为得到图8中颜色分别为颜色2、颜色3、颜色4的拼接电池片100拼接得到的光伏电池，可分别将颜色为颜色2、颜色3、颜色4的电池片进行激光切割得到相应形状的拼接电池片100)；

如图10所示，将同一光伏电池对应的拼接电池片100拼接及并联连接，得到该光伏电池。

例如，可选取第一膜层121材质为二氧化硅、厚度为40nm，第二膜层122材质为硅的氮化物、厚度为80nm的蓝色拼接电池片，以及第一膜层121材质为二氧化硅、厚度为100nm，第二膜层122材质为硅的氮化物、厚度为100nm的红色拼接电池片，并进行激光切割及拼接，得到具有红、蓝两种颜色图案的光伏电池，或者也可以选择具有两种以上颜色的图案(如图9至图10所示)；

如图11所示，将多个光伏电池组装成所需图案。随后将焊接好的光伏电池放置在胶膜上，随后再铺上一层胶膜以及玻璃。将该层叠件送入层压机，层压机工作工艺为：146摄氏度恒温加热，抽真空6分钟排出空气，再施加-20kPa压力保持3分钟，施加-50kPa压力保持两分钟，施加-80kPa保持10分钟。

最后将得到的层压件冷却后削边、装配线盒、分选包装即可得到所需光伏组件。

作为本实用新型的一种可选实施方式，形状为方形的光伏电池的边长为10mm至210mm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图2所示，所述电池本体110及所述表面光学层120的顶面上均具有多个导光凸起，所述导光凸起的形状为金字塔状。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述导光凸起的高度为0.5μm至5μm。

作为本实用新型的一种可选实施方式，所述光伏电池的表面粗糙度小于50nm。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种光伏组件，包括多片前面所述的光伏电池。

在现有的光伏电池结构中，位于光伏电池表面的减反膜常采用统一厚度设计，其表面反射的光线波长也保持一致，因而只能通过增加彩色膜层的方式在光伏电池表面制作图案并牺牲光线入射率。而在本实用新型提供的光伏组件中，光伏电池的不同拼接电池片100的第一膜层121与第二膜层122中的至少一者的厚度不一致，从而使不同拼接电池片100受光线照射时所反射光线的波长之间不一致，进而将反射不同波长光线的拼接电池片100拼接为光伏电池后，可以得到表面具有多种颜色的图案的光伏电池，多片光伏电池集成光伏组件时也能进一步拼接形成具有多种颜色的拼接图案，提高光伏组件的美观性并简化了具有彩色图案的光伏组件的制作工艺。

并且，本实用新型通过改变减反膜结构实现对颜色的调制，未在减反膜结构上增加额外膜层(例如彩色玻璃)，保证了电池本体110上方膜层的光线透过率，进而在提高光伏组件美观性的同时保证了光伏电池效率，提高了光伏产能。

作为本实用新型的一种可选实施方式，多片所述光伏电池串联连接。即，多片所述光伏电池中每片光伏电池的输入端均与相邻一光伏电池的输出端电连接，每片光伏电池的输出端均与相邻另一光伏电池的输入端电连接。

作为本实用新型的一种可选实施方式，多片所述光伏电池并联连接。即，多片所述光伏电池的输入端相互电连接，多片所述光伏电池的输出端相互电连接。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏电池，其特征在于，所述光伏电池包括多片拼接电池片，多片所述拼接电池片的边缘之间拼接连接，所述拼接电池片包括电池本体和位于所述电池本体入光侧的表面光学层，所述表面光学层包括层叠的第一膜层和第二膜层，且所述第二膜层位于所述第一膜层与所述电池本体之间，其中，至少两片所述拼接电池片的所述第一膜层的厚度不一致，和/或至少两片所述拼接电池片的所述第二膜层的厚度不一致，以使至少两片所述拼接电池片受光线照射时所反射光线的波长不一致。

2.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述第一膜层的材质包括硅的氧化物、硅的氮化物和铝的氧化物中的至少一者，所述第二膜层的材质包括硅的氧化物、硅的氮化物和铝的氧化物中的至少一者，且所述第一膜层的材质与所述第二膜层的材质不一致。

3.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述光伏电池的形状为方形，至少一片所述拼接电池片的形状为扇形。

4.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述光伏电池的形状为方形，至少一片所述拼接电池片的形状为方形，所述方形的所述拼接电池片的四角均与所述光伏电池的四边接触，且所述方形的所述拼接电池片的对角线与所述光伏电池的两条边垂直。

5.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述光伏电池的形状为方形，且所述光伏电池的边长为10mm至210mm。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的光伏电池，其特征在于，所述拼接电池片的底部具有输出电极，且多片所述拼接电池片的输出电极之间相互电连接。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的光伏电池，其特征在于，所述电池本体及所述表面光学层的顶面上均具有多个导光凸起，所述导光凸起的形状为金字塔状。

8.根据权利要求7所述的光伏电池，其特征在于，所述导光凸起的高度为0.5μm至5μm。

9.根据权利要求7所述的光伏电池，其特征在于，所述光伏电池的表面粗糙度小于50nm。

10.一种光伏组件，其特征在于，包括多片权利要求1至9中任意一项所述的光伏电池。

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