本發(fā)明涉及太陽能組件技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種太陽能電池組件及制作方法。
背景技術(shù):
隨著太陽能電池及組件技術(shù)的快速發(fā)展,高功率組件成為未來的趨勢。但是高功率組件存在熱斑風(fēng)險,其功率越高風(fēng)險越大。為降低組件熱斑風(fēng)險,常用的方式有以下三種,1)減小單位二極管保護的電池片數(shù)量;2)減小單位串電池片的工作電流和功率;3)控制電池的漏電流。其中,減小單位二極管保護的電池片數(shù)量則需增加二極管數(shù)量,改變組件的連接方式,并且匯流條的一極需延長并且穿過電池串背面與另一極之間連接二極管,因而增加操作難度;而控制電池片漏電流卻只能在一定范圍內(nèi)對熱斑溫度進行微調(diào),當(dāng)電池片功率高到一定程度后將達不到控制熱斑風(fēng)險的目的;所以,減小單位串電池片工作電流和功率成為比較可行的方案,具體可通過將電池片等分劃片,并通過合適的電路連接方式連接。
目前,常用的方式是將電池片切片成N分,通過N個并聯(lián)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)等同數(shù)量整片電池組件相同的輸出電流電壓。但隨著電池片電流越來越高,在組件匯流條,接線盒以及系統(tǒng)端線纜電學(xué)損耗將會越來越大,一定程度上降低組件功率及組件在系統(tǒng)端的發(fā)電量,間接增加了系統(tǒng)端發(fā)電的成本,這又違背了降低組件LCOE的初衷。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提出一種太陽能電池組件及制作方法,能夠有效提高組件輸出功率,降低組件在系統(tǒng)端線纜等電子器件的電學(xué)損耗,提高組件發(fā)電能力,并且在一定程度上可解決高功率組件的熱斑問題。
為達此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種太陽能電池組件,包括多個太陽能電池串,多個所述太陽能電池串并聯(lián)形成太陽能電池串組,每個所述太陽能電池串包括一個切片電池片或兩個以上串聯(lián)連接的切片電池片,所述切片電池片由整片太陽能電池片切割而成,其中,
每個所述太陽能電池片切割形成n個所述切片電池片,且n大于2,
每個所述太陽能電池片切割的方向為橫向切割或斜向切割;
每個所述太陽能電池串組中并聯(lián)有m串所述太陽能電池串,且m小于n,m大于等于2。
優(yōu)選的,兩個以上所述太陽能電池串組串聯(lián)形成太陽能電池串陣,至少兩個相鄰的所述太陽能電池串組串聯(lián)后并聯(lián)有一二極管。
優(yōu)選的,所述切片電池片的平面形狀大致為長方形、正方形、梯形或三角形。
優(yōu)選的,所述切片電池片的受光面具有垂直于所述切片電池片的非切割邊的受光面匯流電極,所述切片電池片的非受光面設(shè)置有背面匯流電極,所述背面匯流電極對應(yīng)所述受光面匯流電極。
優(yōu)選的,每個串聯(lián)連接有兩個以上所述切片電池片的所述太陽能電池串中,前一個所述切片電池片的所述受光面匯流電極通過互連器與相鄰的后一個所述切片電池片的所述背面匯流電極電連接。
優(yōu)選的,所述互連器為焊帶或者導(dǎo)電膠。
優(yōu)選的,所述橫向切割為:激光從所述太陽能電池片沿著垂直于其背面主柵的方向進行劃片。
優(yōu)選的,所述斜向切割為:激光從所述太陽能電池片沿著傾斜于其背面主柵的方向進行劃片。
一種用于所述太陽能電池組件的制作方法,包括以下步驟:
S101、利用激光將整片太陽能電池片等分切割形成n個所述切片電池片,每個所述太陽能電池片切割的方向為橫向切割或斜向切割,且n大于2;
S102、將一個所述切片電池片或者兩個以上串聯(lián)連接的所述切片電池片作為太陽能電池串;
S103、將m個所述太陽能電池串并聯(lián)形成太陽能電池串組,其中,m小于n,m大于等于2;
得到所述太陽能電池組件。
本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明的太陽能電池組件及制作方法,制作容易,結(jié)構(gòu)簡單,能夠有效提高組件輸出功率,降低系統(tǒng)端線纜的電學(xué)損耗,有效提高組件發(fā)電能力,并且在一定程度上解決高功率組件的熱斑問題,并且在保證高功率的同時,降低了單片組件的輸出電流,減少線阻損耗,從而提高組件的輸出功率,另外在系統(tǒng)端,因組件串組電流與常規(guī)組件相比降低,從而可降低系統(tǒng)端線纜的電學(xué)損耗,間接提高組件的發(fā)電量,最終達到降低組件LCOE成本的目的。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的太陽能電池組件的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的太陽能電池組件的太陽能電池片切片方式一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的太陽能電池組件的太陽能電池片切片方式二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的太陽能電池組件的一種實施例的內(nèi)部線路連接示意圖。
圖5是本發(fā)明的太陽能電池組件的另一種實施例的內(nèi)部線路連接示意圖。
圖6是本發(fā)明的太陽能電池組件的再一種實施例的內(nèi)部線路連接示意圖。
圖中:1-切片電池片;2-二極管;3-正極;4-負(fù)極。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖1-6并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
如圖1所示,本發(fā)明提供了一種太陽能電池組件,包括多個太陽能電池串,多個所述太陽能電池串并聯(lián)形成太陽能電池串組,每個所述太陽能電池串包括一個切片電池片1或兩個以上串聯(lián)連接的切片電池片1,所述切片電池片1由整片太陽能電池片切割而成,其中,每個所述太陽能電池片切割形成n個所述切片電池片1,且n大于2,每個所述太陽能電池片切割的方向為橫向切割或斜向切割;每個所述太陽能電池串組中并聯(lián)有m串所述太陽能電池串,且m小于n,m大于等于2。
在本發(fā)明中,將整片的太陽能電池片進行n等分劃片,優(yōu)選的,被劃分后的所述切片電池片1的平面形狀大致為長方形、正方形、梯形或三角形;并且在系統(tǒng)端電子元器件承載范圍內(nèi),進行電路連接設(shè)計,實現(xiàn)切片電池片1并聯(lián)列數(shù)m與切片等分?jǐn)?shù)n不等,尤其是當(dāng)m小于n,且m大于等于2時,能夠有效提高組件輸出功率,并且一定程度上可降低組件熱斑溫度,并且可降低組件輸出電流,減少線阻損耗,從而提高組件在系統(tǒng)端的發(fā)電能力。在。
進一步地,兩個以上所述太陽能電池串組串聯(lián)形成太陽能電池串陣,至少兩個相鄰的所述太陽能電池串組串聯(lián)后并聯(lián)有一二極管2。在太陽能電池串陣中通過二極管進行電路保護,從而提高電路可靠性和穩(wěn)定性。
特別地,在本實施例中,每個所述太陽能電池片切割的方向為橫向切割或斜向切割。
如圖2所示,所述橫向切割為:激光從所述太陽能電池片沿著垂直于其背面主柵的方向進行劃片。具體地,在本實施例中,可以通過B-B的連線方向來進行切割。
如圖3所示,所述斜向切割為:激光從所述太陽能電池片沿著傾斜于其背面主柵的方向進行劃片。具體地,在本實施例中,可以通過C-C的連線方向來進行切割。
無論哪種切割方式,切割后的切片電池片1為整片的太陽能電池片的1/n,其中n是2以上的數(shù),可為整數(shù),也可為小數(shù);優(yōu)選的,所述切片電池片1的受光面具有垂直于所述切片電池片1的非切割邊的受光面匯流電極,所述切片電池片1的非受光面設(shè)置有背面匯流電極,所述背面匯流電極對應(yīng)所述受光面匯流電極。其中,切片電池片1的非切割邊是指切片過程中沒有被切割且保留太陽能電池片原有完整邊的一邊。進一步優(yōu)選的,優(yōu)選的,每個串聯(lián)連接有兩個以上所述切片電池片1的所述太陽能電池串中,前一個所述切片電池片1的所述受光面匯流電極通過互連器與相鄰的后一個所述切片電池片1的所述背面匯流電極電連接。更進一步優(yōu)選的,所述互連器為焊帶或者導(dǎo)電膠。
通過上述的方式形成的太陽能電池組件中,m/n的比值最優(yōu)值,直接影響系統(tǒng)端的所有電子元器件的匹配度以及LCOE成本。當(dāng)m小于n且m大于等于2時,比傳統(tǒng)m=n的連接方式功率更高,并且在保證高功率的同時降低了單片組件的輸出電流,減少系統(tǒng)端組件組串之間的線阻損耗,從而提高組件的室外發(fā)電能力,間接降低組件LCOE成本。
另外,本發(fā)明還提供了一種用于所述太陽能電池組件的制作方法,包括以下步驟:
S101、利用激光將整片太陽能電池片等分切割形成n個所述切片電池片1,每個所述太陽能電池片切割的方向為橫向切割或斜向切割,且n大于2;
S102、將一個所述切片電池片1或者兩個以上串聯(lián)連接的所述切片電池片1作為太陽能電池串;
S103、將m個所述太陽能電池串并聯(lián)形成太陽能電池串組,其中,m小于n,m大于等于2;
得到所述太陽能電池組件。
進一步地,S103之后還包括:
S104、將多個所述太陽能電池串組串聯(lián)形成太陽能電池串陣;
S105、至少兩個相鄰的所述太陽能電池串組串聯(lián)后并聯(lián)一所述二極管2;
得到所述太陽能電池組件。
下面,通過具體的連接,來進一步說明本發(fā)明的太陽能電池組件的性能。
例一、如圖4所示,以正方形整片太陽能電池片,156mm*156mm的5主柵單晶電池為例。
整片的太陽能電池片利用激光沿著垂直于電池片背面主柵方向進行劃片,將太陽能電池片等分為156*52mm的3個切片電池片1。
利用焊帶焊接或者導(dǎo)電膠等連接器將12片切片電池片1進行串聯(lián)形成太陽能電池串,其中,切片電池片的放置,可將切口對著放置,也可將切口朝著其他方向放置,一共串聯(lián)18串太陽能電池串;
將其中任意2串太陽能電池串進行并聯(lián)連接,形成9個太陽能電池串組;
將9個太陽能電池串組通過匯流條進行串聯(lián),連接成一個太陽能電池串陣,也即等效于72片的組件;
其中兩個太陽能電池串組串聯(lián)后并聯(lián)一個二極管2,通過5個二極管2對電路進行保護即可,最終形成的太陽能電池組件,通過首末位置的太陽能電池串組的正極3和負(fù)極4實現(xiàn)與外部連接;對應(yīng)于兩個二極管2,太陽能電池組件的背面使用兩個分體的接線盒,可簡化電路連接方式,降低線纜長度。
例二、如圖5所示,以正方形整片太陽能電池片片,156mm*156mm的5主柵單晶電池為例。
整片的太陽能電池片利用激光沿著垂直于電池片背面主柵方向進行劃片,將太陽能電池片等分為156*52mm的3個切片電池片1。
利用焊帶焊接或者導(dǎo)電膠等連接器將108片切片電池片1先進行串聯(lián)形成太陽能電池串,其中,每個太陽能電池串排列成12列,切片電池片1的放置,可將切口對著放置,也可將切口朝著其他方向放置,一共形成兩串太陽能電池串;
將2串太陽能電池串進行并聯(lián)連接,形成太陽能電池串組,也即等效于72片的組件;
每個太陽能電池串中,相鄰2列(也即串聯(lián)的12個切片電池片1)的切片電池片并聯(lián)一個二極管2,且二極管位于兩個太陽能電池串組的中心線上,通過12個二極管2對電路進行保護即可,最終形成的太陽能電池組件,通過首末位置的太陽能電池串組的正極3和負(fù)極4實現(xiàn)與外部連接。
例三、如圖6所示,以非正方形整片電池片,158mm*156mm的4主柵單晶電池為例。
整片的太陽能電池片利用激光沿著垂直于電池片背面主柵方向進行劃片,將太陽能電池片等分為158*52mm的3個切片電池片1。
每個切片電池片1作為一個太陽能電池串,利用焊帶焊接或者導(dǎo)電膠等連接器將2個太陽能電池串的2片切片電池片1進行并聯(lián)形成太陽能電池串組,其中,切片電池片的放置,可將切口對著放置,也可將切口朝著其他方向放置,一共形成并聯(lián)108個太陽能電池串組;
將108個太陽能電池串組全部串聯(lián),連接成一個太陽能電池串陣,其中9個太陽能電池串組進行串聯(lián)形成一列,共形成12列,也即等效于72片的組件;
其中相鄰兩列切片電池片并聯(lián)一個二極管2,通過6個二極管2對電路進行保護即可,最終形成的太陽能電池組件,通過首末位置的太陽能電池串組的正極3和負(fù)極4實現(xiàn)與外部連接。
該發(fā)明上述的連接,均為m小于n的連接方式,相比m=n的連接方式,其功率增益基礎(chǔ)上,因主線路上電流降低1-m/n,且電流電壓失配損失較m=n小,可提高0.3%以上,見下表。
表一本發(fā)明與傳統(tǒng)m=n的方式比較
另外,因組件輸出電流降低,導(dǎo)致系統(tǒng)端線纜上及相應(yīng)設(shè)備上電子元器件的電學(xué)損耗降低,可提高組件的室外發(fā)電能力。
以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理,而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?;诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式,這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。