一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件的制作方法
专利名称:一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，所述层压件包括由多片太阳能电池片组成的电池片层、位于所述电池片层上面的超白玻璃板层、及位于所述电池片层背光面的背板层，在所述背板层的背面设有散热翅片，其中，所述电池片层包括平行排列的第一电池串至第十电池串，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片数目相同且，分为5组相互串联，然后再将每组与旁路二极管组并联。所述太阳能电池层压件可以拓宽太阳能电池组件，在各种类型独立太阳能发电系统中的应用范围。
【专利说明】
一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件
技术领域
[0001]本实用新型涉及氨液回收设备技术领域，具体涉及一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件。
【背景技术】
[0002]太阳能电池，是一种将太阳光直接转化为电能的半导体器件。由于它利用的是可再生的太阳光，在使用过程中不会引起环境污染，所以在当今能源短缺及环境保护日益严峻的情形下，太阳能电池具有广阔的应用前景。
[0003]目前已经大规模工业生产并使用的太阳能电池包括晶体硅电池、薄膜电池等，其中晶体硅电池由于制作技术成熟、光电转化效率高等优点，占据了太阳能电池应用领域80%以上的市场份额。
[0004]由于晶体硅太阳能电池片本身易破碎、易被腐蚀，若直接暴露在大气中，其光电转化效率会由于潮湿、灰尘、酸雨等的影响而下降，以至损坏失效。因此，必须将它们封装成光伏组件才能投入使用。
[0005]常见的晶体硅光伏组件主要包括:层压件，包覆在层压件四周的边框，及设置于层压件背光面的光伏接线盒。其中，层压件主要包括:由多片太阳能电池片组成的电池片层，位于电池片层受光面的盖板，位于电池片层背光面的背板，及粘接电池片层和盖板、电池片层和背板的EVA(ethylene_vinyl acetate copolymer，乙稀-醋酸乙稀共聚物)层。
[0006]要使光伏组件能够稳定地给用户供电，需将其集成为光伏系统，常见的光伏系统有并网、离网及混合系统等几种类型。独立光伏系统作为离网光伏系统中的一种，非常适用于小规模的家庭用电，目前，独立光伏系统的直流侧电压一般有12V、24V、48V、110V和220V等几种类型。
[0007]在实际应用过程中，常常会出现以下问题:对于一种光伏组件，无论该组件之间采取何种电路连接方式，仍存在无法满足某种或某几种独立光伏系统对直流侧电压的要求的可能，即光伏组件在不同类型的独立光伏系统中应用时具有较大的局限性。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种可以拓宽太阳能电池组件，在各种类型独立太阳能发电系统中应用范围的，采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件。
[0009]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0010]—种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，其特征在于，所述层压件包括由多片太阳能电池片组成的电池片层、位于所述电池片层上面的超白玻璃板层、及位于所述电池片层背光面的背板层，在所述背板层的背面设有散热翅片，其中，所述电池片层包括平行排列的第一电池串至第十电池串，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片数目相同且相互串联，所述第一电池串与第二电池串并联组成第一组，所述第三电池串与第四电池串并联组成第二组，所述第五电池串与第六电池串并联组成第三组，所述第七电池串与第八电池串并联组成第四组，所述第九电池串与第十电池串并联组成第五组，所述第一组、第二组、第三组、第四组和第五组相互串联；
[0011]在所述层压件背光面的的背板层下面设有接线盒，所述接线盒包括第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组，所述第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组均至少包括一个旁路二极管，所述第一旁路二极管组与所述第一组并联，所述第二旁路二极管组与所述第二组并联，所述第三旁路二极管组与所述第三组并联，所述第四旁路二极管组与所述第四组并联，所述第五旁路二极管组与所述第五组并联；
[0012]所述接线盒包括盒体，盒体内设有若干导电片，相邻的两导电片之间焊接有贴片式旁路二极管，两端的导电片固定连接有电缆，电缆伸出盒体外，两端导电片的热容量小于中间导电片的热容量。
[0013]其中优选的技术方案是，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为10?12片体。
[0014]优选的技术方案还有，所述第一电池串和第二电池串相邻，所述第三电池串和第四电池串相邻，所述第五电池串和第六电池串相邻，所述第七电池串和第八电池串相邻，所述第九电池串和第十电池串相邻。
[0015]本实用新型的优点和有益效果在于:所述采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，与现有技术相比，不改变现有技术中光伏组件太阳能电池片的数目和排列方式，而是改变太阳能电池片的电路连接方式。将太阳能电池片串联成每串数目相同的1串电池串，然后将10串电池串两两分为5组，组内串与串之间并联，组外组与组之间串联，同时为每组电池串并联一组旁路二极管。采用上述电路连接方式的光伏组件的输出功率与现有技术中相同尺寸和电池片数目且电池片之间纯串联连接的光伏组件相同，其最大工作电压仅为现有技术中光伏组件的最大工作电压的一半，可以直接应用于直流侧电压更低的独立光伏系统中，且现有技术中的光伏组件相比，本实用新型中的光伏组件经过一系列的串联或并联可实现更多种类的直流侧电压。因此，本实用新型所提供的光伏组件能够在保持功率密度不变的前提下，适用于更多类型的独立光伏系统，应用范围更广。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件实施例一，所提供的100片太阳能电池片的光伏组件的电路连接方式原理图；
[0017]图2是本实用新型采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件实施例一，所提供的100片太阳能电池片的光伏组件电池片之间连接的示意图；
[0018]图3是本实用新型中接线盒的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0020]如附图1、2所示:本实用新型是一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，所述层压件包括由多片太阳能电池片组成的电池片层、位于所述电池片层上面的超白玻璃板层、及位于所述电池片层背光面的背板层，在所述背板层的背面设有散热翅片，其中，所述电池片层包括平行排列的第一电池串至第十电池串，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片数目相同且相互串联，所述第一电池串与第二电池串并联组成第一组，所述第三电池串与第四电池串并联组成第二组，所述第五电池串与第六电池串并联组成第三组，所述第七电池串与第八电池串并联组成第四组，所述第九电池串与第十电池串并联组成第五组，所述第一组、第二组、第三组、第四组和第五组相互串联；
[0021]在所述层压件背光面的的背板层下面设有接线盒，所述接线盒包括第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组，所述第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组均至少包括一个旁路二极管，所述第一旁路二极管组与所述第一组并联，所述第二旁路二极管组与所述第二组并联，所述第三旁路二极管组与所述第三组并联，所述第四旁路二极管组与所述第四组并联，所述第五旁路二极管组与所述第五组并联；
[0022]所述接线盒包括盒体，盒体内设有若干导电片301，相邻的两导电片之间焊接有贴片式旁路二极管401，两端的导电片301固定连接有电缆，电缆伸出盒体外，两端导电片的热容量小于中间导电片的热容量。
[0023]在本实用新型中利用导电片所承受的温度大小来决定导电片的热容量大小，位于两端的导电片由于紧密地连接有电缆，电缆能起到导热、蓄热的作用，相当于提供了一个比较大的外接热容量，故两端的导电片其热容量可相对小一点。
【申请人】进一步的研究发现，贝占片式二极管，具有内含芯片的本体和引出的触脚，其中本体与导电片的接触面积更大，因此其热量更多地是通过本体传递到导电片的。两个中间位的导电片中，均是一端接有一个二极管的本体，另一端接有另一个二极管的触脚;其中以二极管的触脚与两端导电片相连的导电片，由于该二极管的本体所连接的导电片热容量更小，因此具有更高的温度，所以其触脚端所连接的导电片，相对来说需要更大的热容量。同样地，两个端位的导电片中，以二极管的触脚与中间导电片相连的导电片，因其接收到的热量更小，故仅需要较小的热容量。本实用新型的关于各导电片的热容量设计，充分考虑到了各二极管的发热情况，能够均衡地蓄积热量，从而在接线盒不工作时持续地散热，在控制温升和控制成本之间达到最佳的性价比。
[0024]本实用新型优选的实施方案是，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为10?12片体。
[0025]本实用新型优选的实施方案还有，所述第一电池串和第二电池串相邻，所述第三电池串和第四电池串相邻，所述第五电池串和第六电池串相邻，所述第七电池串和第八电池串相邻，所述第九电池串和第十电池串相邻。
[0026]本实用新型所提供的采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，不改变现有技术中光伏组件太阳能电池片的数目和排列方式，而是改变太阳能电池片的电路连接方式。将太阳能电池片串联成每串数目相同的10串电池串，然后将10串电池串两两分为5组，组内串与串之间并联，组外组与组之间串联，同时为每组电池串并联一组旁路二极管。
[0027]在具体实施时也可以将太阳能电池片串联成每串数目相同的6串电池串，然后将6串电池串两两分为3组，组内串与串之间并联，组外组与组之间串联，同时为每组电池串并联一组旁路二极管。采用上述电路连接方式的光伏组件的输出功率与现有技术中相同尺寸和电池片数目且电池片之间纯串联连接的光伏组件相同，其最大工作电压仅为现有技术中光伏组件的最大工作电压的一半，可以直接应用于直流侧电压更低的独立光伏系统中，且与现有技术中的光伏组件相比，本实用新型中的光伏组件经过一系列的串联或并联可实现更多种类的直流侧电压。因此，本实用新型所提供的光伏组件能够在保持功率密度(即单位面积功率)不变的前提下，适用于更多类型的独立光伏系统，应用范围更广。
[0028]以上是本实用新型的核心思想，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0029]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030]其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0031 ] 实施例一
[0032]在本实施例中提供了一种60片太阳能电池片的光伏组件，即该光伏组件中所述第一电池串至所述第六电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为10片。如图1所示，第一电池串101和第二电池串102并联，由于第一电池串101与第二电池串102均由10片电池片串联组成，假设一片电池片的最大工作电压为U，则第一电池串101和第二电池串102并联所组成的支路两端的电压为10U;同理，第三电池串103和第四电池串104并联所组成的支路两端的电压为10U，第五电池串105和第六电池串106并联所组成的支路两端的电压为10U。以上6串电池串两两并联所组成的3个支路相互串联，则整个光伏组件(即端口 11和12之间)的最大工作电压为30U。
[0033]而电池片若采用现有技术中纯串联的电路连接方式，则现有技术中60片电池片的光伏组件的最大工作电压为所有电池片两端电压之和，即为60U，可见，本实施例中60片电池片的光伏组件的最大工作电压为现有技术中60片电池片的光伏组件的最大工作电压的一半。
[0034]假如太阳能电池片为常规的尺寸为156mmX156mm、短路电流为8至9A、最大工作电压为0.5V的太阳能电池片，则U=0.5V，则采用上述电路连接方式的60片电池片的光伏组件的最大工作电压为15V，而现有技术中60片电池片的光伏组件的最大工作电压为30V。
[0035]另外，第一电池串101和第二电池串102并联所组成的支路两端并联有第一旁路二极管组107，第三电池串103和第四电池串104并联所组成的支路两端并联有第二旁路二极管组108，第五电池串105和第六电池串106并联所组成的支路两端并联有第三旁路二极管组109。当光伏组件的某一片或某几片电池片被遮挡发生热斑效应时，与被遮挡电池片所在的支路并联的旁路二极管就会导通，使被遮挡电池片所在的支路停止工作，以避免被遮挡的电池片作为负载消耗电能产生热量引起光伏组件局部过热而发生的损坏。用于防止热斑效应的第一旁路二极管组107、第二旁路二极管组108和第三旁路二极管组109各自所包含的旁路二极管的数量应不少于一个。
[0036]根据上述电路连接方式所连接成的电池片层如图2所示，与现有技术中60片电池片的光伏组件的电池片排布相同，60片太阳能电池片排布为6列10行，每列的10片电池片相互串联组成6串电池串，分别为第一电池串201、第二电池串202、第三电池串203、第四电池串204、第五电池串205、第六电池串206。第一电池串201和第二电池串202并联组成第一组21，第三电池串203和第四电池串204并联组成第二组22，第五电池串205和第六电池串206并联组成第三组23。
[0037]第一组21的正极由汇流条aa'引入接线盒中的A接线柱(图中未示出)，第一组21的负极由汇流条bb'引入接线盒中的B接线柱(图中未示出)，A接线柱和B接线柱之间设置有包括至少一个旁路二极管的第一旁路二极管组;第二组22的正极由汇流条bb/引入接线盒中的B接线柱，第二组22的负极由汇流条cc'引入接线盒中的C接线柱(图中未示出)，B接线柱和C接线柱之间设置有包括至少一个旁路二极管的第二旁路二极管组;第三组23的正极由汇流条引入接线盒中的C接线柱，第三组23的负极由汇流条dcT引入接线盒中的D接线柱(图中未示出)，C接线柱和D接线柱之间设置有包括至少一个旁路二极管的第三旁路二极管组。A接线柱作为光伏组件的正极输出端，D接线柱作为光伏组件的负极输出端输出组件电流。
[0038]另外，汇流条aa'与cc/的交叠处1、汇流条cc/与bt/的交叠处2、汇流条dY与bt/的交叠处3和4，以及各汇流条与太阳能电池片的接触部分，均需分别用电绝缘性良好的隔离条(如EPE:由EVA + PET + EVA三层材料组成的绝缘材料，其中PET为poly ethylenet er eph tha I a t e的简称)隔离开以防止电流短路。
[0039]为了使电路连接的汇流条简化，避免不必要的工作量的增加，本实施例中优选的可以使所述第一电池串201和第二电池串202相邻，所述第三电池串203和第四电池串204相邻，所述第五电池串205和第六电池串206相邻，更为优选的是使第一电池串201至第六电池串206如图中所示依次排列。
[0040]需要说明的是，本实施例仅以上述第一电池串201至第六电池串206的排布方式为例进行说明，第一电池串201至第六电池串206仅为其名称，并不代表实际的排列次序。
[0041]如果为了建造直流侧电压为12V的低压独立光伏系统，采用如下方式:保持纯串联的电路连接方式和60片电池片的光伏组件的尺寸不变，减少光伏组件中电池片数目，使单个光伏组件的最大工作电压降低，实现12V的直流侧电压。但是，这种方式降低了单个原60片电池片的光伏组件的功率输出，即减小了其单位面积的功率，使光伏系统单位面积的发电成本升高。
[0042]为了尽量保持组件的功率密度不变，可以在减少电池片数目的同时，缩小光伏组件的尺寸，即制作一种光伏组件，其电池片数目小于60片且尺寸小于原60片电池片的光伏组件的尺寸。这种光伏组件虽然仍能降低单个组件的最大工作电压，并且其功率密度较上述单纯减少电池片数目的光伏组件高些，但是由于光伏组件中电池片之间的片间距保持在2mm至3mm，电池串之间的串间距在3mm至4.5mm，电池片离盖板边缘的距离也是有标准规定的(为了保证电气安全性，边缘距离不能低于规定的最小值)，因此即使减少电池片数目同时减少组件尺寸来制作较小规格的光伏组件，其功率密度较原60片电池片的光伏组件仍然有所降低。并且采用小尺寸的光伏组件不可避免的会使成本升高，简单来说，假如将250W的一个光伏组件，制成125W的两个光伏组件，所用的各种物料必然比一个250W的光伏组件要多，相应的人力成本也会升高。
[0043]本实用新型所提供的光伏组件相对于现有技术中60片电池片的光伏组件，其尺寸及所采用的电池片数目和规格均不变，所改变的仅仅是电池片之间的电路连接方式，所以本实用新型中的光伏组件总的输出功率不变，即单位面积的功率密度不变，且成本也不会增加。电池片连接方式的改变使本实用新型的光伏组件的最大工作电压变为现有技术中的一半:15V，配合光伏控制器，本实用新型中的光伏组件可在功率密度和成本不变的前提下，直接应用于直流侧电压为12V的独立光伏系统，拓宽了 60片电池片的光伏组件的应用范围。
[0044]实施例二
[0045]基于本实用新型的核心思想，本实施例提供了一种72片太阳能电池片的光伏组件，即该光伏组件中所述第一电池串至所述第六电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为12片。其电池片之间的连接方式与实施例一相同，仍为先串联再并联再串联的连接，所不同的仅仅是第一电池串至所述第六电池串每串的太阳能电池片的数目。
[0046]现有技术中采取纯串联方式的72片电池片的光伏组件的最大工作电压为36V左右，无论经过怎样的电气连接都无法实现48V的电压，也就是说，现有技术中72片电池片的光伏组件无法应用于直流侧电压为48V的独立光伏系统。
[0047]本实施例所提供的光伏组件，其尺寸和电池片的数目均与现有技术中72片电池片的光伏组件相同，所改变的为各太阳能电池片之间的连接方式，本实施例不采用传统的纯串联连接，而是采用与实施例一相同的电路连接方式，从而使本实施例中的光伏组件的最大工作电压降为18V左右。将这样的三个光伏组件串联到一起电压为54V左右，配合适当的光伏控制器，即可在保持功率密度且不增加成本的前提下直接适用于直流侧为48V的光伏系统，从而使72片电池片的光伏组件的应用范围更广。
[0048]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，其特征在于，所述层压件包括由多片太阳能电池片组成的电池片层、位于所述电池片层上面的超白玻璃板层、及位于所述电池片层背光面的背板层，在所述背板层的背面设有散热翅片，其中，所述电池片层包括平行排列的第一电池串至第十电池串，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片数目相同且相互串联，所述第一电池串与第二电池串并联组成第一组，所述第三电池串与第四电池串并联组成第二组，所述第五电池串与第六电池串并联组成第三组，所述第七电池串与第八电池串并联组成第四组，所述第九电池串与第十电池串并联组成第五组，所述第一组、第二组、第三组、第四组和第五组相互串联； 在所述层压件背光面的的背板层下面设有接线盒，所述接线盒包括第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组，所述第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组均至少包括一个旁路二极管，所述第一旁路二极管组与所述第一组并联，所述第二旁路二极管组与所述第二组并联，所述第三旁路二极管组与所述第三组并联，所述第四旁路二极管组与所述第四组并联，所述第五旁路二极管组与所述第五组并联； 所述接线盒包括盒体，盒体内设有若干导电片，相邻的两导电片之间焊接有贴片式旁路二极管，两端的导电片固定连接有电缆，电缆伸出盒体外，两端导电片的热容量小于中间导电片的热容量。2.如权利要求1所述的采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，其特征在于，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为10?12片体。3.如权利要求1所述的采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，其特征在于，所述第一电池串和第二电池串相邻，所述第三电池串和第四电池串相邻，所述第五电池串和第六电池串相邻，所述第七电池串和第八电池串相邻，所述第九电池串和第十电池串相邻。
【文档编号】H01L31/048GK205723568SQ201620322036
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】刘湘武
【申请人】江苏英富光电科技有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，所述层压件包括由多片太阳能电池片组成的电池片层、位于所述电池片层上面的超白玻璃板层、及位于所述电池片层背光面的背板层，在所述背板层的背面设有散热翅片，其中，所述电池片层包括平行排列的第一电池串至第十电池串，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片数目相同且，分为5组相互串联，然后再将每组与旁路二极管组并联。所述太阳能电池层压件可以拓宽太阳能电池组件，在各种类型独立太阳能发电系统中的应用范围。
【专利说明】
一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件
技术领域
[0001]本实用新型涉及氨液回收设备技术领域，具体涉及一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件。
【背景技术】
[0002]太阳能电池，是一种将太阳光直接转化为电能的半导体器件。由于它利用的是可再生的太阳光，在使用过程中不会引起环境污染，所以在当今能源短缺及环境保护日益严峻的情形下，太阳能电池具有广阔的应用前景。
[0003]目前已经大规模工业生产并使用的太阳能电池包括晶体硅电池、薄膜电池等，其中晶体硅电池由于制作技术成熟、光电转化效率高等优点，占据了太阳能电池应用领域80%以上的市场份额。
[0004]由于晶体硅太阳能电池片本身易破碎、易被腐蚀，若直接暴露在大气中，其光电转化效率会由于潮湿、灰尘、酸雨等的影响而下降，以至损坏失效。因此，必须将它们封装成光伏组件才能投入使用。
[0005]常见的晶体硅光伏组件主要包括:层压件，包覆在层压件四周的边框，及设置于层压件背光面的光伏接线盒。其中，层压件主要包括:由多片太阳能电池片组成的电池片层，位于电池片层受光面的盖板，位于电池片层背光面的背板，及粘接电池片层和盖板、电池片层和背板的EVA(ethylene_vinyl acetate copolymer，乙稀-醋酸乙稀共聚物)层。
[0006]要使光伏组件能够稳定地给用户供电，需将其集成为光伏系统，常见的光伏系统有并网、离网及混合系统等几种类型。独立光伏系统作为离网光伏系统中的一种，非常适用于小规模的家庭用电，目前，独立光伏系统的直流侧电压一般有12V、24V、48V、110V和220V等几种类型。
[0007]在实际应用过程中，常常会出现以下问题:对于一种光伏组件，无论该组件之间采取何种电路连接方式，仍存在无法满足某种或某几种独立光伏系统对直流侧电压的要求的可能，即光伏组件在不同类型的独立光伏系统中应用时具有较大的局限性。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种可以拓宽太阳能电池组件，在各种类型独立太阳能发电系统中应用范围的，采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件。
[0009]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0010]—种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，其特征在于，所述层压件包括由多片太阳能电池片组成的电池片层、位于所述电池片层上面的超白玻璃板层、及位于所述电池片层背光面的背板层，在所述背板层的背面设有散热翅片，其中，所述电池片层包括平行排列的第一电池串至第十电池串，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片数目相同且相互串联，所述第一电池串与第二电池串并联组成第一组，所述第三电池串与第四电池串并联组成第二组，所述第五电池串与第六电池串并联组成第三组，所述第七电池串与第八电池串并联组成第四组，所述第九电池串与第十电池串并联组成第五组，所述第一组、第二组、第三组、第四组和第五组相互串联；
[0011]在所述层压件背光面的的背板层下面设有接线盒，所述接线盒包括第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组，所述第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组均至少包括一个旁路二极管，所述第一旁路二极管组与所述第一组并联，所述第二旁路二极管组与所述第二组并联，所述第三旁路二极管组与所述第三组并联，所述第四旁路二极管组与所述第四组并联，所述第五旁路二极管组与所述第五组并联；
[0012]所述接线盒包括盒体，盒体内设有若干导电片，相邻的两导电片之间焊接有贴片式旁路二极管，两端的导电片固定连接有电缆，电缆伸出盒体外，两端导电片的热容量小于中间导电片的热容量。
[0013]其中优选的技术方案是，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为10?12片体。
[0014]优选的技术方案还有，所述第一电池串和第二电池串相邻，所述第三电池串和第四电池串相邻，所述第五电池串和第六电池串相邻，所述第七电池串和第八电池串相邻，所述第九电池串和第十电池串相邻。
[0015]本实用新型的优点和有益效果在于:所述采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，与现有技术相比，不改变现有技术中光伏组件太阳能电池片的数目和排列方式，而是改变太阳能电池片的电路连接方式。将太阳能电池片串联成每串数目相同的1串电池串，然后将10串电池串两两分为5组，组内串与串之间并联，组外组与组之间串联，同时为每组电池串并联一组旁路二极管。采用上述电路连接方式的光伏组件的输出功率与现有技术中相同尺寸和电池片数目且电池片之间纯串联连接的光伏组件相同，其最大工作电压仅为现有技术中光伏组件的最大工作电压的一半，可以直接应用于直流侧电压更低的独立光伏系统中，且现有技术中的光伏组件相比，本实用新型中的光伏组件经过一系列的串联或并联可实现更多种类的直流侧电压。因此，本实用新型所提供的光伏组件能够在保持功率密度不变的前提下，适用于更多类型的独立光伏系统，应用范围更广。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件实施例一，所提供的100片太阳能电池片的光伏组件的电路连接方式原理图；
[0017]图2是本实用新型采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件实施例一，所提供的100片太阳能电池片的光伏组件电池片之间连接的示意图；
[0018]图3是本实用新型中接线盒的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0020]如附图1、2所示:本实用新型是一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，所述层压件包括由多片太阳能电池片组成的电池片层、位于所述电池片层上面的超白玻璃板层、及位于所述电池片层背光面的背板层，在所述背板层的背面设有散热翅片，其中，所述电池片层包括平行排列的第一电池串至第十电池串，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片数目相同且相互串联，所述第一电池串与第二电池串并联组成第一组，所述第三电池串与第四电池串并联组成第二组，所述第五电池串与第六电池串并联组成第三组，所述第七电池串与第八电池串并联组成第四组，所述第九电池串与第十电池串并联组成第五组，所述第一组、第二组、第三组、第四组和第五组相互串联；
[0021]在所述层压件背光面的的背板层下面设有接线盒，所述接线盒包括第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组，所述第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组均至少包括一个旁路二极管，所述第一旁路二极管组与所述第一组并联，所述第二旁路二极管组与所述第二组并联，所述第三旁路二极管组与所述第三组并联，所述第四旁路二极管组与所述第四组并联，所述第五旁路二极管组与所述第五组并联；
[0022]所述接线盒包括盒体，盒体内设有若干导电片301，相邻的两导电片之间焊接有贴片式旁路二极管401，两端的导电片301固定连接有电缆，电缆伸出盒体外，两端导电片的热容量小于中间导电片的热容量。
[0023]在本实用新型中利用导电片所承受的温度大小来决定导电片的热容量大小，位于两端的导电片由于紧密地连接有电缆，电缆能起到导热、蓄热的作用，相当于提供了一个比较大的外接热容量，故两端的导电片其热容量可相对小一点。
【申请人】进一步的研究发现，贝占片式二极管，具有内含芯片的本体和引出的触脚，其中本体与导电片的接触面积更大，因此其热量更多地是通过本体传递到导电片的。两个中间位的导电片中，均是一端接有一个二极管的本体，另一端接有另一个二极管的触脚;其中以二极管的触脚与两端导电片相连的导电片，由于该二极管的本体所连接的导电片热容量更小，因此具有更高的温度，所以其触脚端所连接的导电片，相对来说需要更大的热容量。同样地，两个端位的导电片中，以二极管的触脚与中间导电片相连的导电片，因其接收到的热量更小，故仅需要较小的热容量。本实用新型的关于各导电片的热容量设计，充分考虑到了各二极管的发热情况，能够均衡地蓄积热量，从而在接线盒不工作时持续地散热，在控制温升和控制成本之间达到最佳的性价比。
[0024]本实用新型优选的实施方案是，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为10?12片体。
[0025]本实用新型优选的实施方案还有，所述第一电池串和第二电池串相邻，所述第三电池串和第四电池串相邻，所述第五电池串和第六电池串相邻，所述第七电池串和第八电池串相邻，所述第九电池串和第十电池串相邻。
[0026]本实用新型所提供的采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，不改变现有技术中光伏组件太阳能电池片的数目和排列方式，而是改变太阳能电池片的电路连接方式。将太阳能电池片串联成每串数目相同的10串电池串，然后将10串电池串两两分为5组，组内串与串之间并联，组外组与组之间串联，同时为每组电池串并联一组旁路二极管。
[0027]在具体实施时也可以将太阳能电池片串联成每串数目相同的6串电池串，然后将6串电池串两两分为3组，组内串与串之间并联，组外组与组之间串联，同时为每组电池串并联一组旁路二极管。采用上述电路连接方式的光伏组件的输出功率与现有技术中相同尺寸和电池片数目且电池片之间纯串联连接的光伏组件相同，其最大工作电压仅为现有技术中光伏组件的最大工作电压的一半，可以直接应用于直流侧电压更低的独立光伏系统中，且与现有技术中的光伏组件相比，本实用新型中的光伏组件经过一系列的串联或并联可实现更多种类的直流侧电压。因此，本实用新型所提供的光伏组件能够在保持功率密度(即单位面积功率)不变的前提下，适用于更多类型的独立光伏系统，应用范围更广。
[0028]以上是本实用新型的核心思想，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0029]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030]其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0031 ] 实施例一
[0032]在本实施例中提供了一种60片太阳能电池片的光伏组件，即该光伏组件中所述第一电池串至所述第六电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为10片。如图1所示，第一电池串101和第二电池串102并联，由于第一电池串101与第二电池串102均由10片电池片串联组成，假设一片电池片的最大工作电压为U，则第一电池串101和第二电池串102并联所组成的支路两端的电压为10U;同理，第三电池串103和第四电池串104并联所组成的支路两端的电压为10U，第五电池串105和第六电池串106并联所组成的支路两端的电压为10U。以上6串电池串两两并联所组成的3个支路相互串联，则整个光伏组件(即端口 11和12之间)的最大工作电压为30U。
[0033]而电池片若采用现有技术中纯串联的电路连接方式，则现有技术中60片电池片的光伏组件的最大工作电压为所有电池片两端电压之和，即为60U，可见，本实施例中60片电池片的光伏组件的最大工作电压为现有技术中60片电池片的光伏组件的最大工作电压的一半。
[0034]假如太阳能电池片为常规的尺寸为156mmX156mm、短路电流为8至9A、最大工作电压为0.5V的太阳能电池片，则U=0.5V，则采用上述电路连接方式的60片电池片的光伏组件的最大工作电压为15V，而现有技术中60片电池片的光伏组件的最大工作电压为30V。
[0035]另外，第一电池串101和第二电池串102并联所组成的支路两端并联有第一旁路二极管组107，第三电池串103和第四电池串104并联所组成的支路两端并联有第二旁路二极管组108，第五电池串105和第六电池串106并联所组成的支路两端并联有第三旁路二极管组109。当光伏组件的某一片或某几片电池片被遮挡发生热斑效应时，与被遮挡电池片所在的支路并联的旁路二极管就会导通，使被遮挡电池片所在的支路停止工作，以避免被遮挡的电池片作为负载消耗电能产生热量引起光伏组件局部过热而发生的损坏。用于防止热斑效应的第一旁路二极管组107、第二旁路二极管组108和第三旁路二极管组109各自所包含的旁路二极管的数量应不少于一个。
[0036]根据上述电路连接方式所连接成的电池片层如图2所示，与现有技术中60片电池片的光伏组件的电池片排布相同，60片太阳能电池片排布为6列10行，每列的10片电池片相互串联组成6串电池串，分别为第一电池串201、第二电池串202、第三电池串203、第四电池串204、第五电池串205、第六电池串206。第一电池串201和第二电池串202并联组成第一组21，第三电池串203和第四电池串204并联组成第二组22，第五电池串205和第六电池串206并联组成第三组23。
[0037]第一组21的正极由汇流条aa'引入接线盒中的A接线柱(图中未示出)，第一组21的负极由汇流条bb'引入接线盒中的B接线柱(图中未示出)，A接线柱和B接线柱之间设置有包括至少一个旁路二极管的第一旁路二极管组;第二组22的正极由汇流条bb/引入接线盒中的B接线柱，第二组22的负极由汇流条cc'引入接线盒中的C接线柱(图中未示出)，B接线柱和C接线柱之间设置有包括至少一个旁路二极管的第二旁路二极管组;第三组23的正极由汇流条引入接线盒中的C接线柱，第三组23的负极由汇流条dcT引入接线盒中的D接线柱(图中未示出)，C接线柱和D接线柱之间设置有包括至少一个旁路二极管的第三旁路二极管组。A接线柱作为光伏组件的正极输出端，D接线柱作为光伏组件的负极输出端输出组件电流。
[0038]另外，汇流条aa'与cc/的交叠处1、汇流条cc/与bt/的交叠处2、汇流条dY与bt/的交叠处3和4，以及各汇流条与太阳能电池片的接触部分，均需分别用电绝缘性良好的隔离条(如EPE:由EVA + PET + EVA三层材料组成的绝缘材料，其中PET为poly ethylenet er eph tha I a t e的简称)隔离开以防止电流短路。
[0039]为了使电路连接的汇流条简化，避免不必要的工作量的增加，本实施例中优选的可以使所述第一电池串201和第二电池串202相邻，所述第三电池串203和第四电池串204相邻，所述第五电池串205和第六电池串206相邻，更为优选的是使第一电池串201至第六电池串206如图中所示依次排列。
[0040]需要说明的是，本实施例仅以上述第一电池串201至第六电池串206的排布方式为例进行说明，第一电池串201至第六电池串206仅为其名称，并不代表实际的排列次序。
[0041]如果为了建造直流侧电压为12V的低压独立光伏系统，采用如下方式:保持纯串联的电路连接方式和60片电池片的光伏组件的尺寸不变，减少光伏组件中电池片数目，使单个光伏组件的最大工作电压降低，实现12V的直流侧电压。但是，这种方式降低了单个原60片电池片的光伏组件的功率输出，即减小了其单位面积的功率，使光伏系统单位面积的发电成本升高。
[0042]为了尽量保持组件的功率密度不变，可以在减少电池片数目的同时，缩小光伏组件的尺寸，即制作一种光伏组件，其电池片数目小于60片且尺寸小于原60片电池片的光伏组件的尺寸。这种光伏组件虽然仍能降低单个组件的最大工作电压，并且其功率密度较上述单纯减少电池片数目的光伏组件高些，但是由于光伏组件中电池片之间的片间距保持在2mm至3mm，电池串之间的串间距在3mm至4.5mm，电池片离盖板边缘的距离也是有标准规定的(为了保证电气安全性，边缘距离不能低于规定的最小值)，因此即使减少电池片数目同时减少组件尺寸来制作较小规格的光伏组件，其功率密度较原60片电池片的光伏组件仍然有所降低。并且采用小尺寸的光伏组件不可避免的会使成本升高，简单来说，假如将250W的一个光伏组件，制成125W的两个光伏组件，所用的各种物料必然比一个250W的光伏组件要多，相应的人力成本也会升高。
[0043]本实用新型所提供的光伏组件相对于现有技术中60片电池片的光伏组件，其尺寸及所采用的电池片数目和规格均不变，所改变的仅仅是电池片之间的电路连接方式，所以本实用新型中的光伏组件总的输出功率不变，即单位面积的功率密度不变，且成本也不会增加。电池片连接方式的改变使本实用新型的光伏组件的最大工作电压变为现有技术中的一半:15V，配合光伏控制器，本实用新型中的光伏组件可在功率密度和成本不变的前提下，直接应用于直流侧电压为12V的独立光伏系统，拓宽了 60片电池片的光伏组件的应用范围。
[0044]实施例二
[0045]基于本实用新型的核心思想，本实施例提供了一种72片太阳能电池片的光伏组件，即该光伏组件中所述第一电池串至所述第六电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为12片。其电池片之间的连接方式与实施例一相同，仍为先串联再并联再串联的连接，所不同的仅仅是第一电池串至所述第六电池串每串的太阳能电池片的数目。
[0046]现有技术中采取纯串联方式的72片电池片的光伏组件的最大工作电压为36V左右，无论经过怎样的电气连接都无法实现48V的电压，也就是说，现有技术中72片电池片的光伏组件无法应用于直流侧电压为48V的独立光伏系统。
[0047]本实施例所提供的光伏组件，其尺寸和电池片的数目均与现有技术中72片电池片的光伏组件相同，所改变的为各太阳能电池片之间的连接方式，本实施例不采用传统的纯串联连接，而是采用与实施例一相同的电路连接方式，从而使本实施例中的光伏组件的最大工作电压降为18V左右。将这样的三个光伏组件串联到一起电压为54V左右，配合适当的光伏控制器，即可在保持功率密度且不增加成本的前提下直接适用于直流侧为48V的光伏系统，从而使72片电池片的光伏组件的应用范围更广。
[0048]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，其特征在于，所述层压件包括由多片太阳能电池片组成的电池片层、位于所述电池片层上面的超白玻璃板层、及位于所述电池片层背光面的背板层，在所述背板层的背面设有散热翅片，其中，所述电池片层包括平行排列的第一电池串至第十电池串，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片数目相同且相互串联，所述第一电池串与第二电池串并联组成第一组，所述第三电池串与第四电池串并联组成第二组，所述第五电池串与第六电池串并联组成第三组，所述第七电池串与第八电池串并联组成第四组，所述第九电池串与第十电池串并联组成第五组，所述第一组、第二组、第三组、第四组和第五组相互串联； 在所述层压件背光面的的背板层下面设有接线盒，所述接线盒包括第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组，所述第一旁路二极管组、第二旁路二极管组、第三旁路二极管组、第四旁路二极管组和第五旁路二极管组均至少包括一个旁路二极管，所述第一旁路二极管组与所述第一组并联，所述第二旁路二极管组与所述第二组并联，所述第三旁路二极管组与所述第三组并联，所述第四旁路二极管组与所述第四组并联，所述第五旁路二极管组与所述第五组并联； 所述接线盒包括盒体，盒体内设有若干导电片，相邻的两导电片之间焊接有贴片式旁路二极管，两端的导电片固定连接有电缆，电缆伸出盒体外，两端导电片的热容量小于中间导电片的热容量。2.如权利要求1所述的采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，其特征在于，所述第一电池串至所述第十电池串每串所包含的太阳能电池片的数目为10?12片体。3.如权利要求1所述的采用旁路二极管并联连接的太阳能电池层压件，其特征在于，所述第一电池串和第二电池串相邻，所述第三电池串和第四电池串相邻，所述第五电池串和第六电池串相邻，所述第七电池串和第八电池串相邻，所述第九电池串和第十电池串相邻。
【文档编号】H01L31/048GK205723568SQ201620322036
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】刘湘武
【申请人】江苏英富光电科技有限公司
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