本發(fā)明涉及光伏太陽能組件領(lǐng)域，具體涉及一種光伏太陽能電池片組件。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗量越來越大，霧霾問題日益嚴重，人們對可再生新能源不斷探索。其中，太陽能在新能源的研究中占據(jù)了重要的地位，光伏太陽能發(fā)電是太陽能應用的核心代表。提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率同時降低太陽能電池組件的制造成本是目前太陽能電池研究領(lǐng)域的一個主要目標，也是整個光伏產(chǎn)業(yè)不斷探索的重要工作。這其中，設(shè)計方式?jīng)Q定生產(chǎn)工藝方式。

傳統(tǒng)的電池片形狀是正方形或者近似正方形(四角為圓角)，也出現(xiàn)了長方形或者近似長方形。由正方形與近似正方形(四角為圓角)電池片所構(gòu)成的組件，其連接方式是由金屬焊帶作為導體，依次將彼此相鄰的電池片的正面與背面相互焊接，受到正方形形狀的限制，在切割正方形(類似正方形)的過程中，存在較大的硅料浪費，電池片利用率低。

為了提高光伏電池片的利用率，很多專利公開了將電池片設(shè)計成正六邊形，如中國專利cn201663166u、cn202142545u、cn202796976u、cn204011447u、cn105316758a和cn202585439u，也有專利將電池片設(shè)計成菱形cn204011447u。

其中，專利cn202585439u具體公開了一種單晶硅太陽能電池片組件，該組件中間部分的電池片采用完整的六邊形電池片，為了組成整體結(jié)構(gòu)呈長方形，在組件四個邊緣處(包括空隙)，再填以六邊形電池片的半片，以此方式組成完整的、不留空隙的電池片排列而成的組件，該專利可降低成本，并給出了具體電池片切割制造方法，但未解決在既有完整六邊形又有半六邊形電池片共存的組件中，由于電池片面積大小不一致而導致電流不相等的問題。

其中，專利cn204011447u具體公開了一種晶硅太陽能能電池片組件，該電池片成菱形，由正六邊形電池片獲得，且電池片面積相等。該方案能降低生產(chǎn)成本，但存在電池片無法完全填充組件的面積與改變組件原有的長方形的形狀之間的矛盾。

光伏組件的外形一般是長方形(正方形)，在有限的面積中，盡量將電池片鋪滿整個面積，不留較大間隙，才能最大化輸出電量。但傳統(tǒng)單晶硅電池片，確實存在因為正方形，而導致制造硅片制造成本高，存在材料浪費的問題。上述公開的專利，是以改變傳統(tǒng)電池片形狀來降低制造成本為出發(fā)點，但未能更完善地解決所有問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種光伏太陽能電池片組件。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種光伏太陽能電池片組件，該電池片組件是由多行或列的電池片串單元拼接形成的方形結(jié)構(gòu)，所述的電池片串單元由面積相等的電池片成串連接而成，所述的電池片的形狀為第一類型形狀、第二類型形狀、第三類型形狀以及第四類型形狀這四種規(guī)則形狀的任意一種或幾種，所述的電池片串單元通過導體進行電路意義上的串聯(lián)、并聯(lián)或者混聯(lián)，其中，第一類型形狀為等腰梯形，第二類型形狀為直角梯形，第三類型形狀為對稱五邊形，第四類型形狀為對稱六邊形。

進一步地，所述的第一類型形狀為：等腰梯形且兩個底角均為60度。

進一步地，所述的第二類型形狀為：直角梯形且一個底角在30到90度之間，但不包含90度。

進一步地，所述的第三類型形狀為：五邊形且其中有兩條邊基本平行，并分別與相鄰的同一邊成90度角，與各自的另一條鄰邊成120度角。

進一步地，所述的第四類型形狀為：對稱六邊形且其中兩條對邊平行且都與各自的鄰邊成120度夾角。

進一步地，所述的一種光伏太陽能電池片組件，其特征在于，這四種類型的電池片，各角會出現(xiàn)不同程度的圓角，各邊的長短比例也會不一樣，但邊與邊之間的角度關(guān)系不變。

所述的電池片串單元中，同一電池片串單元的電池片可以是四種形狀中的任意一種或幾種，但面積必須相等，不同電池片串單元中電池片的面積可以不同，但不同電池片串單元受光后的電流或電壓相同或成2、3、4、5、3/2、5/2、7/2、4/3、5/3、7/3、8/3、5/4、7/4、9/4的比例關(guān)系，這樣可以通過串并聯(lián)將各電池片串單元進行電路上的連接。

所述的電池片串單元中電池片連接時，采用金屬導體依次將電池片的正面與相鄰電池片的背面焊接或粘接。

所述的電池片串單元中電池片連接時，依次將彼此相鄰的電池片的邊緣重疊并采用具有粘接或焊接性能的導電物質(zhì)進行粘接或焊接。

所述的電池片串單元中電池片連接時，將電池片平鋪并粘接或焊接在帶有電路形狀的導體板或?qū)w膜上。

構(gòu)成電池片組件的每行或列的電池片串單元通過導體進行電路意義上的串聯(lián)、并聯(lián)或者混聯(lián)。

本發(fā)明構(gòu)成組件中的電池片，包含這四種形狀類型中的任意一種或者幾種，每種形狀可以由于具體邊長的不同，衍生出很多具體的形狀。電池片串單元中每一直接連接成串的電池片面積一定要相等，只有面積相等的電池片彼此才可以直接連接成串(行或列)，才可進行電路意義上的串聯(lián)，構(gòu)成電池片串單元。

需要指出的是，電池片串單元不一定是組件整體意義上的行和列，在一個組件內(nèi)的每行電池片，可以有一個或幾個電池片串單元，每列中電池片，也可以有一個或幾個電池片串單元。

不同電池片串單元中的電池片，彼此的面積可以相同也可以不同，但電池片串單元整體的電流或電壓相等或者成規(guī)則比例，這與電池片串單元之間的并聯(lián)、串聯(lián)、或者混聯(lián)關(guān)系有關(guān)。

將電池片連接起來的功能在于將每個電池片的受光后所發(fā)的電子，匯合并導出組件。如果電池片受光表面作為電路意義上的負極(受光后，電子奔向電池片的受光表面)，那么電池片的非受光面做為電路意義上的正極，也就是說，電池片的正、負電極在電池片的不同表面，此種情況下，連接電池片的方式為：對于每個電池片串單元，依次將相鄰電池片的邊緣重疊起來，也即每一片電池片的受光面的邊緣，與相鄰另一片電池片非受光面的邊緣重疊起來(電池片平行的兩條邊緣)，重疊的兩個電池片邊緣之間，通過有粘接性能的導電物質(zhì)將兩個邊緣粘連起來，如此，將構(gòu)成組件的每行(或列)電池片連接成一個或者幾個電池片串單元，形成電路意義上的串聯(lián)，使每個電池片之間，形成電流，再將這些不同的電池片串單元，通過其他導電體，進行電路意義上的串聯(lián)、并聯(lián)或者混聯(lián)，如此將所有電池片的發(fā)出的電匯合并導出。

另一種電池片的連接方式為：以具有焊接(粘接)性質(zhì)的金屬導體依次將每個電池片的正面與相鄰電池片的背面焊接(粘接)起來。每兩個相鄰的電池片可以用若干根相互平行的導體相連接，比如兩根、三根、四根或者五根，如此將構(gòu)成組件的每行(或列)的電池片連接成一個或者幾個電池片串單元，再將這些不同的電池片串單元，通過其他導電體，進行電路意義上的串聯(lián)、并聯(lián)或者混聯(lián)，最終將所有電池片的發(fā)出的電匯合并導出。這種導體，可以是金屬的焊帶，比如表面具有焊錫的銅帶，也可以是表面經(jīng)過處理的金屬帶，但表面涂有或者粘有粘連功能的導電物質(zhì)，比如壓敏導電膠。

如果電池片的受光表面在電路意義上沒有極性(受光后，電子奔向受背面的局部)，那么電池片的非受光面中一部分作為負極而另一部分做為正極，也就是說，電池片的正、負電極同在電池片的背面(非受光面)，此種情況下，連接電池片一種方式為：將所有電池片平鋪成矩陣(電池片之間可以無空隙或者有較小空隙)，以具有粘接(焊接)性能的導電物質(zhì)將所有電池片的背面(非受光面)按照一定規(guī)則粘接(焊接)到金屬并具有焊接性質(zhì)的導體上，此時導體可以是單純的具有一定電路圖形的金屬導體或者是附著在其他板(膜)具有一定電路圖形的導體，使電池片達到按照一定規(guī)格進行導電連接的作用。金屬導體可以是金屬焊帶，比如表面具有焊錫的銅帶，也可以是表面經(jīng)過處理的金屬帶，但表面涂有或者粘有粘連功能的物質(zhì)，比如壓敏導電膠。

由于電池片的背面有的部分是電路意義上的正電極，有的部分是電路意義上的負電極，這兩種不同電極的部分，由不同的導體來連接，以避免在同一個電池片中，形成電路意義上的短路。一般而言，每個電池片上正電極，會通過導體與相鄰電池片的負電極相連接，使相鄰電池片之間形成電路意義上的串聯(lián)，如此將構(gòu)成組件的每行(或列)的電池片連接成一個或者幾個電池片串單元，再將這些不同的電池片串單元，通過其他導電體，進行電路意義上的串聯(lián)、并聯(lián)或者混聯(lián)，最終將所有電池片發(fā)出的電匯合并導出。

當這種導體附著在其他膜(板)并具有一定電路圖形的情況，我們可以稱之為導電膜(板)，相當于一種電路板，將所有電池片的背面粘接(焊接)在這種導電膜(板)上，確切地說，是將電池片背面的正電極部分和負電極部分都粘接(焊接)在這種膜(板)的導體上，導體膜(板)上的導體具有一定的電路圖形，可以將每個電池片的正電極與相鄰電池片的負電極相連，使相鄰電池片之間形成電路意義上的串聯(lián)，如此將構(gòu)成組件的每行(或列)的電池片連接成一個或者幾個電池片串單元，再將這些不同的電池片串單元，進行進一步的電路意義上的串聯(lián)、并聯(lián)、或者混聯(lián)，最終將所有電池片的發(fā)出的電匯合并導出。

以上對電池片的幾種不同的連接方式，可以在同一種組件中，使用一種或者幾種，也可以對任意行(列)中的電池片使用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：既能降低電池片的制造成本，也能獲得組件更大的發(fā)電量，本發(fā)明中，四種形狀類型電池片的獲得，可以非常靈活地從硅錠上切割而獲得，能減少材料浪費。通過計算，晶體硅錠切割出這四種形狀類型的硅片，比傳統(tǒng)單一近似正方形的硅片，能將硅錠的利用率增加17％左右。眾所周知，光伏工業(yè)作為新能源技術(shù)工業(yè)，在制造硅料硅錠環(huán)節(jié)，是高耗能、污染性領(lǐng)域。節(jié)省材料的浪費，更有效利用硅材料，對國家的節(jié)能與環(huán)境保護都具有重要的意義。

同時，在有限的土地資源下，對于太陽能發(fā)電系統(tǒng)而言，在有限的面積條件下，包括地面與屋頂面積，單個組件能發(fā)出更多的電，具有更積極的現(xiàn)實意義，本發(fā)明對于傳統(tǒng)組件而言，發(fā)電量增加超過10％。原有傳統(tǒng)組件中電池片是帶有圓角的四邊形電池片，在排列若干電池片而由電池片圓角造成空隙，使組件的面積不能有效被電池片覆蓋，而本發(fā)明將電池片之間空隙降低到最低。同時，對于不同的連接方式而言，也會造成組件發(fā)電量的差異，連接方式造成的不同的連接電阻，連接電阻越低，組件的發(fā)電量越大；電池片面積越小，電池片串單元中的電流越低，構(gòu)成組件的發(fā)電量越大。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)方形電池片組成的電池片組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為幾種傳統(tǒng)電池片的形狀示意圖；

圖3為本發(fā)明幾種電池片的形狀示意圖；

圖4為由兩種類型電池片所構(gòu)成的電池片組件的示意圖；

圖5為電池片邊緣依次與相鄰電池片的邊緣重疊連接的示意圖；

圖6為電池片邊緣重疊部分之間具有粘接性能的導電物質(zhì)粘接示意圖；

圖7、8為采用第二種類型電池片所構(gòu)成的電池片組件的示意圖；

圖9為采用三種形狀的電池片所構(gòu)成的電池片組件的示意圖；

圖10、11為通過金屬導體將電池片正面與相鄰電池片背面連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為將電池片背面焊接(粘接)在具有電路規(guī)則的軟質(zhì)膜或硬質(zhì)板上的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例中每個電池片串單元中的電池片為同一類型，不同電池片串單元中電池片形狀類型不同，但面積都相同。參照圖3、4，采用第一種類型與第二種類型的電池片構(gòu)成的電池片組件，其中，第一種類型電池片包含兩種尺寸規(guī)格，這兩種尺寸規(guī)格的形狀分別有一條邊長度基本一致。第二種類型形狀的電池片，包含a形與b形，所有電池片面積一樣。每行電池片構(gòu)成電池片串單元，屬于同一類型，其中，第一行與第七行為第二種類型形狀的電池片構(gòu)成的電池片串單元，其余行為第一種類型形狀的電池片構(gòu)成的電池片串單元，且每個電池片中的平行邊的長度與相鄰電池片的平行邊長度一致。每行中的電池片之間的連接方式，可以是任何方式。如通過具有粘接性能的導電物質(zhì)將兩個相鄰的電池片的邊緣粘連，每個電池片中平行的兩條邊的邊緣，依次與相鄰電池片的平行邊的邊緣重疊，重疊部分以具有粘接性能的導電物質(zhì)粘接，參照圖5、6。

相比圖1、2中傳統(tǒng)的近似正方形電池片構(gòu)成的組件，本例太陽能電池片組件能更完全地將電池片覆蓋組件的有效面積，不留較大空隙，提高電池片的利用率，節(jié)省材料。

實施例2

本實施例中，所有電池片均為同一類型，且面積都相等，如圖7、8所示。構(gòu)成組件的電池片都為第二種類型電池片，每行可以作為電池片串單元直接連接，也可將每列作為電池片串單元直接連接，連接方式可以是任何方式。如果以每行作為電池片串單元，通過具有粘接性能的導電物質(zhì)依次與相鄰電池片的平行邊的邊緣重疊，重疊部分以具有粘接性能的導電物質(zhì)粘接；如果以每列作為電池片串單元，則依次與相鄰電池片的非平行邊的邊緣重疊，重疊部分以具有粘接性能的導電物質(zhì)粘接。圖8中，只能以每行作為電池片串單元進行直接連接。本例中，所使用的第二種類型電池片形狀的直角梯形的底角在可以在30到小于90度之間變化。圖7中為60度，圖8中為85度。

實施例3

本實施例中，每個電池片串單元中的電池片為多種類型，不同電池片串單元中電池片面積不同。如圖9，構(gòu)成組件的電池片包含第一種類型、第二種類型與第三種類型，其中，第一行與第七行由第二種類型與第三種類型電池片構(gòu)成且電池片的面積相同；其余行由第一種類型電池片構(gòu)成且電池片的面積相同，但第一行與第七行的電池片的面積與其它行的電池片的面積不同，它們的面積比為6：7，但只要保證每行電池片電壓相同，或者每行電池片的電流相同，就具有現(xiàn)實意義。

這種方式可將不同電流或電壓的電池片共存在同一個組件中，從而可以更好利用不同電性能檔位的電池片，更全面地利用電池片制造工藝或材料上的差異導致的不同電性能檔位的電池片。

實施例4

構(gòu)成組件的電池片包含第一種類型與第三種類型電池片。如圖10、11所示，第一種類型電池片正表面焊接(粘接)有三根具有焊接性能的金屬導體(線或者帶狀)，依次與相鄰電池片的背表面焊接(粘接)，第三種類型電池片正表面焊接焊接(粘接)有兩根具有焊接性能的金屬導體(線或者帶狀)，依次與相鄰電池片的背表面焊接(粘接)。電池片之間僅僅存在很小(甚至可以忽略)的空隙。所使用的具有焊接(粘接)性能的金屬導體，對于每個電池片而言，數(shù)量不限。比如可以是兩根、三根或者任意數(shù)量，對于每個電池片而言，這些金屬導體的位置關(guān)系，取決于金屬導體在電池片上收集的電流盡可能相等。

當電池片的正電極與負電極都在電池片的背面的不同部分，則需要金屬導體依次焊接每個電池片的背面。這種金屬導體對于每一個電池片的粘接(焊接)的規(guī)則，要保證同一個電池片的正電極與負電極由不同的金屬導體分開粘接(焊接)，避免在同一個電池片上正負電極形成短路，同時，每個電池片的正電極與相鄰電池片負電極相互粘接(焊接)，使每個電池片形成電路意義上的串聯(lián)，并且每根導體所經(jīng)過的電流要盡量相等。這種情況下，對于每個電池片而言，金屬導體的數(shù)量不限，金屬導體的形狀也可能出現(xiàn)更復雜的形狀。

實施例5

構(gòu)成組件的電池片包含第一種類型與第三種類型電池片，且電池片的正電極與負電極都在電池片的背面的不同部分。通過具有粘接(焊接)性能并附著在其他膜上具有一定電路圖形的金屬導體，將所有電池片的背面粘接(焊接)到具有粘接(焊接)性能的金屬導體的一種軟質(zhì)膜或者硬質(zhì)板上，如圖12所示。金屬導體附著在這種軟質(zhì)膜或者硬質(zhì)板上，具有一定的電路規(guī)則，可以稱其為導電膜(板)，這種導電膜(板)相當于一張電路板，金屬導體的圖形化規(guī)則，保證同一個電池片的正電極與負電極不會形成電路意義上的短路，同時，每個電池片串單元中的電池片形成串聯(lián)。膜(板)上的金屬導體的圖形，可以變得更復雜，以使金屬導體能夠更均勻收集每個電池片的電流。

以上是本發(fā)明部分實施案例，旨在對本發(fā)明加以說明，并不是對本發(fā)明的權(quán)利保護范圍加以限定，所有由本發(fā)明直接或間接得到的方案均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)，附圖中的形狀尺寸比例并不能嚴格的被認為是反映本發(fā)明的實際結(jié)構(gòu)，所有按照本發(fā)明原意進行的非創(chuàng)造性應用屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。