一种光伏半片组件内部保护电路连接结构的制作方法

本发明涉及太阳能晶硅切片电池组件封装应用技术领域，具体为一种光伏半片组件内部保护电路连接结构。

背景技术：

随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁，世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题，太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿面、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。

在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下，光伏组件利用小电流低损耗电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比关系)并通过切片工艺(对常规6寸太阳电池进行二分之一激光切割，分成两个单独完整的发电单元)来封装组件并提高输出功率和发电效率。目前国内一线光伏组件制造商如天合、阿特斯、晶科、晶澳均已推出半片光伏组件，其中阿特斯等厂商已大批量在市场进行半片组件销售并形成了客观的销售利润。市场上已有常规半片光伏组件在考虑现有制程流水线特点的基础上内部保护电路设计大多为2串并联然后在3串串联或2串并联然后在5串串联并旁路若干二极管形成可汇流电路(以60片版型为例)，最终成品半片光伏组件与常规光伏组件输出电压、电流相当(对系统端应用不会产生较大影响，不会额外增加系统端应用成本)且输出功率增益较常规提高约5瓦、效率提高约0.3％左右。

以60片版型为例，现有半片光伏组件内部保护电路设计通常有纵向引出和横向引出两种方式，若以纵向引出为例，“2串并联然后3串在串联并旁路2个二极管”，若以横向引出为例，“2串并联然后5串在串联并旁路4个二极管”，考虑常规光伏组件制程流水线兼容性及最终产品性能及可靠性等因素上述两种内部保护电路设计均具有一定缺陷弊端。

以横向引出为例，使用4个旁路二极管保护电池，若5个子串中有一串被阴影遮挡处于反向偏置状态时与之并联的旁路二极管导通工作，实际有效发电的只有五分之三子串在工作，会有五分之二电池子串被旁路并损失发电量，半片电池总发电实际可利用率约为60％，从产品电学功率输出角度分析，相比与上述以纵向引出方式多出约27％发电量，通常常规光伏组件层叠敷设制程中半成品组件流向是长边进入完成作用后也是长边流出，这与横向引出流向冲突，无法在常规制程流水线上完成作业，且由于具有4对共8根引出线，则会严重影响制程作业节拍，同时增加了不良品产生的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光伏半片组件内部保护电路连接结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光伏半片组件内部保护电路连接结构，包括若干太阳电池，若干太阳电池等分为六行，依次为第一行、第二行、第三行、第四行、第五行以及第六行，每行太阳电池的正负极依次进行串联形成电池子串；

第一行至第六行的电池子串上手极性依次为正极、正极、负极、负极、正极和正极，且第一行至第六行的电池子串下手极性依次为负极、负极、正极、正极、负极和负极；

第一行与第二行的上手端相连并连接到上接线盒内，第一行与第二行的下手端相连并通过二极管一连接于上接线盒内，且第二行的下手端和第三行的下手端相连接；

第三行与第四行的下手端相连并通过二极管二连接到下接线盒内，第三行与第四行的上手端相连并连接到第五行的上手端；

第五行和第六行的上手端相连并通过二极管三连接于下接线盒内，第五行和第六行的下手端相连并连接到下接线盒内。

优选的，所述二极管一设置于上接线盒内。

优选的，所述二极管二和二极管三均设置于下接线盒内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在于采用横向引出方式来设计内部保护电路结构，并且旁路有三个二极管来有效的保护半片电池，在被阴影遮挡或其他因素导致电池串反向偏置时可以提高半片电池实际利用率，而且可以确保半片组件产品发电性能和可靠性，最终可以有效提升半片组件输出功率和发电效率，并降低系统端度电成本，同时以横向引出方式的半片组件兼容了常规光伏组件制程流水线作业流向，不会发生流向冲突，且引出线数量远小于8根，有效的减少了引出线数量，可以很好的减轻对制程作业节拍的影响，降低了不良品产生的风险。

附图说明

图1为本发明的内部保护电路结构示意图；

图2为实施例中太阳电池的正负极示意图。

图中：10太阳电池、1第一行、2第二行、3第三行、4第四行、5第五行、6第六行、7二极管一、8上接线盒、9二极管二、11二级管三、12下接线盒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：

一种光伏半片组件内部保护电路连接结构，包括若干太阳电池10，若干太阳电池10等分为六行，整个电路结构采用横向引出的方式来进行设计，如说明书附图2所示，太阳电池10内长线端为正极，短线端为负极，依次为第一行1、第二行2、第三行3、第四行4、第五行5以及第六行6，每行太阳电池10的正负极依次进行串联形成电池子串，如说明书附图1所示，中间省略部分为若干个太阳电池10串并联组合。

从左至右看，每一行的左侧即为电池子串的上手端，右侧即为电池子串的下手端，第一行1至第六行6的电池子串上手极性依次为正极、正极、负极、负极、正极和正极，且第一行1至第六行6的电池子串下手极性依次为负极、负极、正极、正极、负极和负极。

第一行1与第二行2的上手端相连并连接到上接线盒8内，上接线盒8作为向外输出电流的正输出端，第一行1与第二行2的下手端相连并通过二极管一7连接于上接线盒8内，且第二行2的下手端和第三行3的下手端相连接，通过第二行2和第三行3的下手端连接实现太阳电池10的连通效果，二极管一7的设置用来对第一行1和第二行2的太阳电池10进行保护。

第三行3与第四行4的下手端相连并通过二极管二9连接到下接线盒12内，第三行3与第四行4的上手端相连并连接到第五行5的上手端，通过第三行3和第四行4的上手端与第五行5的连接实现太阳电池10的连通效果，二极管二9的设置用来对第三行3和第四行4的太阳电池10进行保护。

第五行5和第六行6的上手端相连并通过二极管三11连接于下接线盒12内，二极管三11的设置用来对第五行5和第六行6的太阳电池10进行保护，第五行5和第六行6的下手端相连并连接到下接线盒12内，下接线盒12作为向外连接的负输出端，用来与外部装置进行连接。

作为一个优选，二极管一7设置于上接线盒8内，可以通过上接线盒8对二极管一7进行安装和保护。

作为另一个优选，二极管二9和二极管三11均设置于下接线盒12内，可以通过下接线盒12对二极管二9和二极管三11进行安装和保护。

一种光伏半片组件内部保护电路连接结构的具体设计操作步骤：

以60片版型为例，完好的6寸片在被通过激光切割之后分成两个完整独立的发电小单元，若干发电小单元在自动串焊机上按照一个子串互联的电池片数量，自动完成串焊作业，半成品互联的电池子串按照本发明设计的内部电路进行层叠版型互联汇流并搭配两个接线盒，其中一个接线盒中含有一个二极管，另一个接线盒内含有两个二极管。

1、完好的6寸太阳电池片，按照常规电池正面朝下、电池背面朝下通过搬运机器手从专门承载料盒中取出并精准放置在激光划片机指定区域位置上。

2、激光划片机按照一定能量比设置对太阳电池进行激光切割，通过按照二分之一尺寸进行切割，切割完成后激光划片机后道具有自动掰片功能并将功能完整、结构单独的切割片自动收集在串焊机用的承载料盒中。

3、被切割的太阳电池按照半片自动串焊机焊接要求上料并经外观视觉检测、对电池主栅银浆出进行助焊剂喷涂，同时光伏焊带被抚平、拉伸、裁切及铺设在半片电池上。

4、按照焊接工艺参数进行设置，例如“焊接温度、焊接时间、互联电池的数量、子串两端预留的光伏焊带的长度等”等，完成自动焊接并经自动串外观检测和串el检测后将合格的半片规格电池串传递给下一道工序的自动排版机。

5、自动排版机按照第一行到第六行的电池子串上手极性“正极(+)、正极(+)、负极(-)、负极(-)、正极(+)、正极(+)”和下手“负极(-)、负极(-)、正极(+)、正极(+)、负极(-)、负极(-)”电池串极性进行自动排版，且电池子串的串间距符合半片光伏组件制程工艺图纸要求。

6、叠层人员按照先2行电池子串互联然后3个大子串在并联汇流出进行敷设焊接，电路设计为2串3并，以横向引出为主，层叠完成后短边方向左右均有1根引出线引出，方便后道连接接线盒。

7、层叠好的半成品半片组件经过层压、修边、在组件短边上下方向分别装两个接线盒，其中一个接线盒内有1个二极管，另一个接线盒内有2个二极管，固化、清洗、测试及产品包装等，其中测试环节需要在常规组件测试基础上新增一个对边接线端子即可。

8、在系统端半片组件采用横向安装方式，对比于常规横向安装方式增加了实际发电量并相应节省了5％电缆使用量，可有效降低光伏电站初始投入成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。