一种光伏组件的制作方法

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一种光伏组件的制作方法

本实用新型属于太阳能光伏领域,具体涉及一种光伏组件。



背景技术:

常规光伏组件的电路特性由整个组件内的光伏电池的电学特性决定。这些光伏电池可以通过串联或并联连接来形成光伏电池阵列。光伏组件产生的电压值和电流值决定组件的输出功率(Pmax)。这些值取决于构成整个组件电路的光伏电池的数量,以及组件本身存在的电损耗和光损耗。

光伏系统对光伏组件的要求因最终用户应用而异。例如,与住宅应用相比,光伏电站的光伏系统配置就不同。光伏组件有时会为这些不同的应用而特别设计。诸如组件尺寸和安装方式之类的要求会为特定的应用而定制。尺寸和安装方式这些要求可以在组件设计阶段作相对容易的调整,但是,电学特性,特别是光伏组件的输出电流的灵活性有限,没有一个宽的选择范围。

在常规光伏组件中,组件的短路电流(Isc)几乎等同于电池片的短路电流,通常为8~9(A),此特性的主要决定因素是单个光伏电池的总表面积。光伏组件的电路设计允许通过并联多个光伏电池来获得更高的输出电流,但是,无法将光伏组件输出电流降低到显著低于电池片短路电流的程度。由于这种限制,光伏组件的定制选项有限。除非有配套的变压器或者逆变器,光伏组件不能直接被集成到一个要求较低工作电流的系统或负载中。另外,在较高电流下工作的光伏系统或组件会承受较高的电阻损耗,因此由此降低整个系统或组件的效率。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本实用新型提出了一种光伏组件,该光伏组件具有较宽范围的电压和电流输出选项以满足不同的应用。

为了达到上述目的,本实用新型的技术方案如下:

一种光伏组件,光伏组件具有确定的输出电流I或输出功率P,光伏组件由多个光伏电池小片串联、并联、或串并联组成,光伏电池小片由光伏电池片切割而成;

光伏电池小片的有效表面积S由光伏组件的输出电流I、光伏电池小片的连接关系决定;或,光伏电池小片的有效表面积S由光伏组件的输出功率P、光伏组件需要的光伏电池小片的数量、及光伏电池小片的连接关系决定。

本实用新型公开的光伏组件由多个光伏电池小片组成,其具有较宽范围的电压和电流输出选项以满足不同的应用,且由于该光伏组件的输出电流I或输出功率P是先确定的,故由多个光伏电池小片组成的最终光伏组件,其输出电流I或输出功率P更符合要求。

在上述技术方案的基础上,还可做如下改进:

作为优选的方案,每个光伏电池小片的有效表面积S由以下函数决定;

I=KS;

其中,K为比例系数,由切割获得该光伏电池小片的光伏电池片的电学特性决定,I为某个光伏电池小片的输出电流,I由光伏组件的输出电流I和输出功率P中的一个因素,与光伏电池小片的连接关系共同决定。

采用上述优选的方案,本实用新型以“同一个光伏电池片,改变其表面积后,输出电压U不变,输出电流I及输出功率P和表面积成正比”为理论基础,不同光伏电池片的输出电压U可能相同,也可能不同。

作为优选的方案,当确定光伏组件的输出电流为I,且构成光伏组件的光伏电池小片的连接关系为串联时,

I=I

其中,I为每个光伏电池小片的输出电流;每个光伏电池小片的有效表面积S由函数I=KS决定,K为比例系数,由切割获得该光伏电池小片的光伏电池片的电学特性决定。

采用上述优选的方案,构造出的光伏组件更符合要求。

作为优选的方案,当确定光伏组件的输出电流为I,且光伏组件由至少两个光伏电池小片串联而成的光伏电池串并联而成时,

I=I串1+I串2+…+I串n

其中,I串1、I串2、…、I串n为对应的每个光伏电池串的输出电流,且每个所述光伏电池串的输出电流与该组成该光伏电池串的光伏电池小片的输出电流相同;每个光伏电池串中的光伏电池小片的有效表面积S由函数I串n=KS决定,K为光伏电池小片的比例系数,由切割获得该光伏电池小片的光伏电池片的电学特性决定。

采用上述优选的方案,构造出的光伏组件更符合要求。

作为优选的方案,当光伏组件的确定输出电流I与待切割的光伏电池片的输出电流I电池片具有以下关系时:

I≤I电池片

光伏组件由多个光伏电池小片串联、并联、或串并联组成,且多个光伏电池小片连接后总的输出电流等于I。

采用上述优选的方案,当光伏组件的确定输出电流I不大于待切割的光伏电池片的输出电流I电池片时,可采用串联、并联、或串并联多种构建方式来构造光伏组件。

作为优选的方案,当光伏组件的确定输出电流I与待切割的光伏电池片的输出电流I电池片具有以下关系时:

I>I电池片

光伏组件由多个光伏电池小片并联或串并联组成,且多个光伏电池小片连接后总的输出电流等于I。

采用上述优选的方案,当光伏组件的确定输出电流I大于待切割的光伏电池片的输出电流I电池片时,可采用并联或串并联的构建方式来构造光伏组件,此时无法采用单纯的串联方式来实现光伏组件的构造。

作为优选的方案,光伏组件包括至少一个光伏工作单元,当有多个光伏工作单元时,多个光伏工作单元串联连接,每个光伏工作单元由多个光伏电池小片串联、并联、或串并联组成;

每个光伏工作单元与一个旁路电路并联,旁路电路包括至少一个旁路二极管,且旁路二极管的正极与光伏组件的负极连接,旁路二极管的负极与光伏组件的正极连接。

采用上述优选的方案,设置旁路电路可以提高光伏组件的可靠性,使得在有遮挡的情况下,每个光伏工作单元都独立运行,热斑故障和光伏电池片结击穿故障的概率大大降低。

作为优选的方案,光伏组件包括:封装组件以及设置于封装组件内的光伏电池串阵列,光伏电池串阵列包括多个呈矩阵分布的光伏电池串,相邻光伏电池串之间采用互连件导电连接,每个光伏电池串包括多个通过互连件或重叠导电连接的光伏电池小片。

采用上述优选的方案,构成的光伏组件性能稳定。

作为优选的方案,光伏组件与光伏组件之间可通过互连件导电连接。

采用上述优选的方案,构成更大的光伏组件。

作为优选的方案,在互连件的连接端设置有卡接凸起和/或卡接凹槽,在光伏电池小片的对应位置上设有与该卡接凸起和/或卡接凹槽相匹配的凹槽或凸起,且互连件的厚度从两端的连接端向中间区域逐渐减小。

采用上述优选的方案,采用卡接凸起和/或卡接凹槽的结构使得连接更牢固,且互连件的厚度从两端的连接端向中间区域逐渐减小,使得互连件的机械强度好。

附图说明

图1示出由被分成了四个象限的光伏电池片构成的光伏组件的电路示意图的示例的俯视图;

图2示出本实用新型光伏组件的构成方式的示例的流程图;

图3示出圆形光伏电池片的示例的俯视图;

图4示出在图3中显示的圆形光伏电池片示例的底部平面图;

图5示出从圆形电池片切割成的近似正方形光伏电池片的示例的俯视图;

图6示出在图5中显示的从圆形电池片切割成的近似正方形的光伏电池片示例的底部平面图;

图7示出图3中的圆形光伏电池片被分成3个光伏电池小片的示例的俯视图;

图8示出图7中被分割的光伏电池片示例的底部平面图;

图9示出图5中的近似正方形光伏电池被分成5个光伏电池小片的示例的俯视图;

图10示出图9中被分割的光伏电池片的示例的底部平面图;

图11(A)-(E)示出互连件的多个示例的俯视图;

图12示出图7中光伏电池片通过互连条相互导电连接的示例的俯视图;

图13示出图7中光伏电池片以部分重叠的方式彼此导电连接的俯视图;

图14示出图9中光伏电池片通过互连条相互导电连接的示例的俯视图;

图15示出图9中光伏电池片以部分重叠的方式彼此导电连接的俯视图;

图16(A)-(D)示出多个互连件导电连接到电池片的示例的俯视图;

图17(A)-(B)示出参考图13和图16构建的电池串的示例的俯视图;

图18(A)-(B)示出由图17中电池串连接形成电池串阵列的示例的俯视图;

图19示出被封装的电池串阵列的示例的侧视图;

图20示出被封装的,附接了两个接线盒和两个二极管盒的具有4个旁路象限的定制光伏组件的示例的俯视图;

图21示出由两个图20所示的光伏组件串联连接导通形成更大的组件的一个示例的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。以下描述中也可以使用某些术语仅用于参考目的,因此不旨在限制。例如,诸如“顶”,“底”,“上”,“下”,“高于”,“低于”之类的术语是指讲到的图纸的内部的一致方向。诸如前,后,后面,侧面等的术语可以描述在一致但任意的参照系中的部件的朝向和/或位置,此参照系可以通过参照文本和有关描述所诉部件的图纸而被了解清楚。这样的术语可以包括上面具体提到的词语,其衍生词,或相同意思的词语。

“光伏”-光伏可能是指具有光伏效应的,将光能转化为电能的半导体材料。光伏电池和光伏组件也可以被称为光伏电池和太阳能组件。

“光伏电池”-光伏电池可能是指具有光伏效应的,将光能转化为电能的半导体材料。

“光伏组件”-光伏组件可能是由相互连接的电池片被封装成能生产太能能电力的组件,光伏组件也可以被称为太阳能组件。

“光伏电池串”-光伏电池串可能是指以串联形式连接成链或串的两个或更多个光伏电池。

“光伏电池串阵列”光伏电池串阵列可能是指两个或多个光伏电池串在一个光伏组件中连接。

“互连件”-互连件可能是指在光伏组件电路中用于连接和导通电性连接的完全导体或部分导电的部件。本实用新型中的术语互连件是指连接在光伏电池串中的部件,如图11所示。

“汇流条”-汇流条可能是指光伏组件中使用的导电条。用在光伏电池片上的汇流条被称为光伏电池片汇流条,用于将光伏电池片连接导通到光伏电池串中形成光伏电池串矩阵的汇流条被称为电路间汇流条。

图1示出了由多个光伏电池500通过导电电极600导电连接的,然后被电路连接上分成了4个象限801,802,803,804以进行旁路操作形成的定制化的光伏组件800的电路示意图的一个示例。本实用新型详细说明了基于示意图示例构建实际光伏组件的方法。

图2描述了构建本实用新型的定制化光伏组件的方法的制程流程图的一个示例。图2中的执行的各项任务可以通过手动人为干预,独立的设备,全自动的设备或其任意的组合来执行。为了说明的目的,在图2中提到的描述可以参考图3-图21显示的示例。

一种光伏组件,光伏组件具有确定的输出电流I或输出功率P,光伏组件由多个光伏电池小片串联、并联、或串并联组成,光伏电池小片由光伏电池片切割而成;光伏电池小片的有效表面积S由光伏组件的输出电流I、光伏电池小片的连接关系决定;或,光伏电池小片的有效表面积S由光伏组件的输出功率P、光伏组件需要的光伏电池小片的数量、及光伏电池小片的连接关系决定。

其中,串并联的意义为:可将多个串联后的光伏电池小片再进行并联,或将多个并联后的光伏电池小片再进行串联,或任意数量光伏电池小片进行多级的串并联的组合方式。

每个光伏电池小片的有效表面积S由以下函数决定;

I=KS;

其中,K为比例系数,由切割获得该光伏电池小片的光伏电池片的电学特性决定,I为某个光伏电池小片的输出电流,I由光伏组件的输出电流I和输出功率P中的一个因素,与光伏电池小片的连接关系共同决定。

本实用新型以“同一个光伏电池片,改变其表面积后,输出电压U不变,输出电流I及输出功率P和表面积成正比”为理论基础,不同光伏电池片的输出电压U可能相同,也可能不同。

当确定光伏组件的输出电流为I,且构成光伏组件的光伏电池小片的连接关系为串联时,

I=I

其中,I为每个光伏电池小片的输出电流;每个光伏电池小片的有效表面积由函数I=KS决定,K为比例系数,由切割获得该光伏电池小片的光伏电池片的电学特性决定。

光伏组件由n个光伏电池小片串联而成时,其输出功率P=(U片1+U片2+…+Un)*I,其中:U片1、U片2、…、U片n是从第1到第n个光伏电池小片的输出电压;I是串联后的输出电流。值得注意的是,从同一块光伏电池片上切割下来的光伏电池小片,其输出电压相同。

当确定光伏组件的输出电流为I,且光伏组件由至少两个光伏电池小片串联而成的光伏电池串并联而成时,

I=I串1+I串2+…+I串n

其中,I串1、I串2、…、I串n为对应的每个光伏电池串的输出电流,且每个光伏电池串的输出电流与组成该光伏电池串的光伏电池小片的输出电流相同;每个光伏电池串中的光伏电池小片的有效表面积S由函数I串n=KS决定,K为光伏电池小片的比例系数,由切割获得该光伏电池小片的光伏电池片的电学特性决定。

光伏组件由至少两个光伏电池小片串联而成的光伏电池串并联而成时,其输出功率P=U*(I串1+I串2+…+I串n),其中:U是并联后的输出电压;I串1、I串2、…、I串n是从第1到第n个光伏电池串的输出电流。

光伏组件串并联形式下的输出功率是多个串并联光伏电池小片输出功率的总合。

当光伏组件的确定输出电流I与待切割的光伏电池片的输出电流I电池片具有以下关系时:

I≤I电池片

光伏组件由多个光伏电池小片串联、并联、或串并联组成。

当光伏组件的确定输出电流I与待切割的光伏电池片的输出电流I电池片具有以下关系时:

I>I电池片

光伏组件由多个光伏电池小片并联或串并联组成。

当光伏组件的确定输出电流I大于待切割的光伏电池片的输出电流I电池片时,可采用并联或串并联的构建方式来构造光伏组件,此时无法采用单纯的串联方式来实现光伏组件的构造。

一种光伏组件的构造方法,用于构造光伏组件,具体包括以下步骤:

1)将整片的光伏电池片分离成多个光伏电池小片,具体为以下步骤;

1.1)确定光伏组件的目标输出电流I或输出功率P要求;

1.2)测量光伏电池片的电学特性,依据该光学特性及目标输出电流I或输出功率P来决定光伏电池小片所需要的有效表面积,每个光伏电池小片所需要的有效表面积S由函数I=KS决定,K为比例系数,由切割获得该光伏电池小片的光伏电池片的电学特性决定;

1.3)根据有效表面积S确定光伏电池小片的切割边界;

1.4)根据切割边界将整片光伏电池片分离成多个光伏电池小片;

2)将多个光伏电池小片串联、并联或串并联组成光伏组件,该光伏组件的输出电流或输出功率与目标输出电流I或输出功率P相同。

本实用新型以“同一个光伏电池片,改变其表面积后,输出电压U不变,输出电流I及输出功率P和表面积成正比”为理论基础,不同光伏电池片的输出电压U可能相同,也可能不同。

在步骤1.2)中,电学特性指光伏电池片的效率,效率*表面积=功率=电流*电压(电压恒定)所以表面积=电流*电压(电压恒定)/效率,变量为电流和效率(即电学特性)。

本实用新型公开的光伏组件由多个光伏电池小片组成,其具有较宽范围的电压和电流输出选项以满足不同的应用,且由于该光伏组件的输出电流I或输出功率P是先确定的,故由多个光伏电池小片组成的最终光伏组件,其输出电流I或输出功率P更符合要求,性能更稳定。相较于现有技术中光伏组件具有局限的形状,本申请不局限某种形状,仅仅以有效表面积来决定光伏电池小片,因此,可以最大限度的利用各种不规则的光伏电池片,如:圆形光伏电池片、菱形电池片等等,其更节约成本。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,一种光伏组件的构造方法步骤1.2)还包括以下内容:测量和分析光伏电池片的尺寸属性、光伏电池片的质量和光伏电池片的电学特性,分析和补偿光伏电池片的缺陷。

采用上述优选的方案,可以有效提高最终光伏组件的输出电流I或输出功率P的准确性。补偿缺陷示例如:光伏电池小片所需表面积内有银栅线,需要补偿相应被银栅线所占掉的面积,或光伏电池小片所需表面积内有生产缺陷,需要补偿增加相应面积,来保持电流值。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,一种光伏组件的构造方法步骤1.3)还包括以下内容:根据在构建光伏组件时光伏电池小片之间覆盖需要的表面积,确定光伏电池小片的切割边界。

采用上述优选的方案,多个光伏电池小片可通过互连件或重叠的方式连接,故为了确保最终得到的光伏组件的输出电流I或输出功率P,需要确定光伏电池小片之间覆盖需要的表面积。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,如图19和20所示,一种光伏组件,包括:封装组件以及设置于封装组件内的光伏电池串阵列,光伏电池串阵列包括多个呈矩阵分布的光伏电池串,相邻光伏电池串之间采用互连件导电连接,每个光伏电池串包括多个通过互连件或重叠导电连接的光伏电池小片;光伏组件的正极与二极管的负极连接,光伏组件的负极与二极管的正极连接,光伏组件与接线盒连接。

光伏电池串阵列分成四个象限,每个象限内有两个互相电的光伏电池串,且每个象限的光伏电池串与一个二极管连接。

如图2所示,一种光伏组件的构造方法,用于构造光伏组件,具体包括以下步骤:

300)固定光伏电池片;

301)将整片的光伏电池片分离成多个光伏电池小片(具体步骤同步骤1.1)-步骤1.4));

302)多个光伏电池小片通过互连件或重叠导电连接形成光伏电池串;

303)多个光伏电池串通过互连件导电连接形成光伏电池串阵列;

304)将已经构造好的光伏电池串阵列放置在前保护层和后保护层之间,对光伏电池串阵列进行层压封装,形成光伏组件;

305)在光伏组件上安装二极管和接线盒。

利用本实用新型一种光伏组件的构造方法构造出的光伏组件可以实现宽范围的电压和电流的输出选项以满足不同应用要求。

光伏电池片的尺寸属性通过二维表面积测量法以及前表面和/或后表面的膜厚分析法进行测量和分析;

光伏电池片的质量通过电致发光法和/或光致发光法和/或X-射线分析法和/或热斑分析法进行分析;

光伏电池片的电学特性通过电流电压测试仪进行测量。

光伏电池片感兴趣区域的边界通过金刚石锯切割分离工艺或线锯切割分离工艺或激光划片分离工艺进行物理分离。

在步骤1)中,光伏电池片被分离成具有相同表面积或具有不相同表面积的小片,光伏电池片根据所需的形状分离。

每个光伏电池串或每个光伏电池电池串阵列或光伏组件与旁路电路连接,旁路电路包括至少一个旁路二极管。

旁路电路的独立部分还可以在有遮挡的情况下提高组件的可靠性。

利用本实用新型一种光伏组件的构造方法构造出的光伏组件可以实现宽范围的电压和电流的输出选项以满足不同应用要求。

图3示出圆形双面光伏电池片的示例的俯视图。圆形的电池片100是由从圆柱形硅锭切片形成的圆形晶片制作而成的。圆形光伏电池包括前汇流条101以及设置在硅基顶部表面上的细栅线103和前接触盘105。

图4示出在图3中显示的圆形双面光伏电池片示例的底部平面图。其示出了背面汇流条102,以及设置在硅基底部表面上的细栅线103和前接触垫106。

图5示出近似正方形光伏电池片的示例的俯视图。近似正方形光伏电池片200是从圆柱形硅锭中切出来的。近似正方形光伏电池片包括前汇流条201以及设置在硅基顶部表面上的细栅线203。

图6示出在图5中显示的近似正方形的光伏电池片示例的底部平面图。其示出了背面汇流条202,以及设置在硅基底部表面上的细栅线203。

图7示出图3中的圆形光伏电池片被分成3个光伏电池小片的示例的俯视图。示出了中间的光伏电池小片110以及两个半圆光伏电池小片111。

图8示出图7中被分割的光伏电池片示例的底部平面图;示出了中间的光伏电池小片120以及两个半圆光伏电池小片121。

图9示出图5中的近似正方形光伏电池被分成5个光伏电池小片的示例的俯视图;示出了3个长方形光伏电池小片210以及连个缺角光伏电池小片211。

图10示出图9中被分割的光伏电池片的示例的底部平面图;示出了3个长方形光伏电池小片220以及两个缺角电池片光伏电池小片221。

在图7-图10中,可以使用多种技术将光伏电池物理分割成多个较小的电池片,诸如线切割,金刚石锯和激光切割的方法都是可以使用的分割技术的实例。利用上述方法的这些实例,必须仔细考虑工艺的选择以确保分割精度,光伏电池的电路性能和机械性能不能受影响。

图11(A)、图11(B)、图11(C)、图11(D)、图11(E)示出互连件的多个示例400,401,402,403,404的俯视图。多种互连件设计的多样性可以适合光伏组件内部的不同应用。

互连件设计为在一个光伏组件内不限于以下的情景提供导电连接:(1)在光伏电池小片之间;(2)在光伏电池串之间;(3)在光伏电池小片与光伏电池串之间;(4)与外部电路连接。

互连件也可以放置在光伏电池串的任一位置以建立旁路路径,这在集成旁路二极管时是有利的。互连件可以通过多种方法导电连接到光伏电池小片和/或光伏电池串上,其包括但不限于:(1)部分或完全重叠的方式,由此使得互连件与光伏电池小片的汇流条物理接触;(2)感应焊接,接触焊接,红外焊接或热风焊接;(3)使用焊料粘合剂或其他导电粘合剂进行粘接。

图11中的互连件可以使用完全导电的材料,或具有导电表面的部分导电体或非导电体构造。互连件的尺寸是为本实用新型的光伏电池尺寸进行过优化的,但是一般上来讲,互连件的长度应该可以覆盖一定百分比的光伏电池长度,并且互连件的宽度必须足以允许部分表面和光伏电池重叠。互连件的大小也被设计成可以提供可靠的导电连接。互连件可以具有矩形的部件和具有一个互连点。例如,互连点是一个用于提供焊接或其他结合技术的接触面的突出点。

决定互连件的尺寸和材料选择的考量可能包括:1)互连件不会大幅降低光伏组件的性能。或者说,互连件应该能以最小的电损耗来从光伏电池片导出电能,对整个光伏组件的效率影响最小化。2)在光伏组件上使用互连件不应该在现有状态下影响光伏组件的可靠性。

图13示出图7中光伏电池小片以部分重叠的方式形成光伏电池串的示例的俯视图;显示了串联导电连接的三个中间电池片110和两个半圆形电池片111。这些光伏电池小片通过部分重叠两个或多个光伏电池小片以使得一个光伏电池小片的后汇流条和另一个光伏电池小片的前汇流条直接接触来实现导电连接的。重叠的连接方式更节省空间,效率更高。

图14示出图9中光伏电池小片通过互连条相互导电连接的示例的俯视图;显示了串联导电连接的5片长方形光伏电池小片210。这些光伏电池小片通过互连条400和一个光伏电池小片的前汇流条201的物理接触以及将互连条的另一端和另一片光伏电池小片的后汇流条连接来实现导电连接的。

图15示出图9中光伏电池片以部分重叠的方式形成光伏电池串的示例的俯视图;显示了串联连接的五个倒角光伏电池小片211。这些光伏电池小片通过部分重叠两个或多个光伏电池小片,以使得一个光伏电池小片的后汇流条和另一片光伏电池小片的前汇流条直接接触来实现导电连接的。

互相连接形成一个电池串的电池的数量是可以基于系统端要求和光伏组件设计人员的要求来定制的。电路连接光伏电池的方法受可用的技术及设备的能力的影响。

图16示出多个互连件导电连接到光伏电池小片的示例的俯视图。图16(A)显示了一种互连件404电路通过物理接触前接触焊垫105以连接到一个半圆形光伏电池小片111的一个示例。在另一示例中,图16(B)显示了一个互连件403通过物理接触一个光伏电池小片的前汇流条101和另一个光伏电池小片的后汇流条102来导电连接到两个相邻中间光伏电池小片110。在又一个示例中,图16(C)显示了一个互连件402导电连接到中间光伏电池小片110。这个相同的互连件402也通过直接接触前汇流条201来导电连接长方形光伏电池小片210和倒角光伏电池小片211,图16(D)所示。

图16中的导电连接可以通过多种方式实现,包括但不限于:(1)部分或完全重叠的方式,由此使得互连件与光伏电池小片的汇流条物理接触;(2)感应焊接,接触焊接,红外焊接或热风焊接;(3)使用焊料粘合剂或其他导电粘合剂进行粘接。

图17(A)示出参考图13和图16构建的电池串的示例的俯视图。示出了串联导电连接的10个中间光伏电池小片110,互连件401导电连接到电池串的第一个光伏电池小片,互连件402导电连接到电池串的最后一个光伏电池小片,互连件403导电连接到电池串的第五和第六片光伏电池小片。在另一个示例中,图17(B)示出了8个中间光伏电池小片110串联连接和两个半圆形光伏电池小片111放置在电池串的两端。同时示出了两个互连件404导电连接到半圆形光伏电池小片以及互连件403导电连接到电池串的第五和第六片光伏电池小片。

图18(A)和图18(B)示出由图17(A)和图17(B)中电池串连接形成光伏电池串阵列902的示例的俯视图。示出了以并联电路配置彼此导电连接的两个光伏电池串910,911。也示出了以并联电路配置彼此导电连接的另外两个光伏电池串912,913。然后电池串910,911通过串间汇流条906串联连接到电池串912,913。同时显示了在两端的电池片和中间电池片处的建立外部电路连接的互连件401,402,403,404。

图19示出被封装的光伏电池串阵列的示例的侧视图。示出了封装在封装材料901和前后保护层中的一个光伏电池串阵列902。前后保护层可以由包括但不限于玻璃,聚合物或基于树脂的材料或其任何组合的材料制成。

图20示出被封装的,附接了两个接线盒和两个二极管盒的具有4个旁路象限的定制光伏组件的示例的俯视图。示出了由封装材料901封装在两片玻璃900之间的定制化的一个光伏组件800。也示出了负极接线盒903,正极接线盒904和两个二极管盒905。光伏组件包括了由多个光伏电池小片110,111通过互连件403,403和电路间汇流条906导电连接而形成的具有4个光伏电池串的光伏电池串阵列902构造成的。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,光伏组件包括至少一个光伏工作单元,当有多个光伏工作单元时,多个光伏工作单元串联连接,每个光伏工作单元由多个光伏电池小片串联、并联、或串并联组成;

每个光伏工作单元与一个旁路电路并联,旁路电路包括至少一个旁路二极管,且旁路二极管的正极与光伏组件的负极连接,旁路二极管的负极与光伏组件的正极连接。

采用上述优选的方案,设置旁路电路可以提高光伏组件的可靠性,使得在有遮挡的情况下,每个光伏工作单元都独立运行,热斑故障和光伏电池片结击穿故障的概率大大降低。

图20中的定制化组件是根据图1中的示意性示例,被设计成电路分成4个象限801,802,803,804来进行旁路操作,每个象限代表一个光伏工作单元。这些象限在遮挡的情况下像独立电路一样运作。通过在光伏电池串中间位置引入互连件403,它不仅允许在正常工作时象限间串联连接,而且在遮挡的情况下,它还提供了用于从光伏电池串引导出电流进行旁路操作的容易接触的点。

在光伏组件设计中,旁路二极管通常用于保护光伏电池免受由于因局部遮挡而产生的反向电压造成的节点击穿和局部热斑故障。在图20的示例中,每个象限801,802,803,804被设计成具有连接到四个二极管的旁路电路。这些旁路二极管被集成到负极接线盒903,正极接线盒904和两个二极管盒905中。

在本实用新型的光伏组件设计中,串联连接成光伏电池串的光伏电池小片的数量,并联连接形成光伏电池串阵列的光伏电池串的数量和互连件,接线盒,二极管盒以及旁路电路的数量不限于在图20中的示例。根据设计要求,可以对组成整个光伏组件电路的这些部件进一步定制和优化。

在图20的示例中,每5个串联的光伏电池小片设置一个互连件来构建旁路路径。这种配置可以进一步改进和定制,以提高可靠性和热斑耐受性。设计人员还可以通过牺牲可靠性来提高组件性能。例如,如果设计人员设计电路以使每40片光伏电池公用一个旁路,这将为工艺,成本和组件效率提供优势。但是缺点是,光伏组件现在更容易因为局部热斑和/或节点击穿而产生故障。另一方面,当光伏组件中的每个光伏电池小片都构建一个旁路路径时,该设置将为可靠性提供良好的条件,但会显著影响组件效率,增加成本和工艺复杂度。

为确保达到组件性能和可靠性的平衡,必须为约每20片串联连接的光伏电池小片构建一个旁路电路。然而,对于定制化选项,设计人员可以选择将此数量减少到每1个电池,或将串联的光伏电池的最大数量提高到任意数量。

图21示出了由连个图20中的组件串联连接导通成一个更大的组件的示例的俯视图。显示了两个光伏电池串矩阵902串联连接形成单个大组件。该组件使用了更大的顶保护层和底保护层900。还显示了负极接线盒903,正极接线盒904以及6个二极管盒905。

在正常运行时,这个较大的组件运行在其最佳性能下,类似与任何常规组件,但是在有遮挡的情况下,内置的旁路电路网络在最优点工作,以确保能量产出不受到严重影响。这是因为图21中的较大光伏组件已经配置成8个独立的部分,每个部分都有自己的旁路电路。例如,在因为一个树叶遮挡一个部分的一片电池片的情况下,受影响的部分被旁路绕过,组件产出大约额定功率的百分之八十五。在有较大遮挡的情况下,例如由于路灯柱引起的遮挡,受影响的区域将会被旁路绕过,组件仍然能够发电。

除了具有改进的发电功能之外,本身具有旁路电路的独立部分还可以在有遮挡的情况下提高组件的可靠性。由于每个部分都独立运行,热斑故障和光伏电池片结击穿故障的概率可以大大降低。

利用本实用新型设计中的这些定制化选项,为设计人员基于应用的设计要求来确定光伏组件的电路性能铺平了道路。设计人员还可以有一个选项,可以在可靠性和性能之间进行权衡。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,在互连件的连接端设置有卡接凸起和/或卡接凹槽,在光伏电池小片的对应位置上设有与该卡接凸起和/或卡接凹槽相匹配的凹槽或凸起,且互连件的厚度从两端的连接端向中间区域逐渐减小。

采用上述优选的方案,采用卡接凸起和/或卡接凹槽的结构使得连接更牢固,且互连件的厚度从两端的连接端向中间区域逐渐减小,使得互连件的机械强度好。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,封装组件包括:前保护层、后保护层以及填充于前保护层和后保护层之间的封装材料,前保护层和/或后保护层的封装面上设有多个间隔分布的凸起和/或凹槽。

采用上述优选的方案,封装效果更佳。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,光伏组件上设有多个倾斜设置的用于将光反射于电池片表面的镜面,且该镜面的表面为具有多个不同角度的反光面;

优选的,镜面的倾斜角度可调节;

优选的,镜面的下方通过弹性件与光伏组件连接。

采用上述优选的实施方案,可以有效将光照反射于电池片表面,增加组件效率。

虽然本实用新型的上述书面描述使得普通技术人员能够使用目前被认为是最佳模式的技术,但是普通技术人员将理解和特定实施例,方法,示例变化,组合和等同的存在。因此,本实用新型不受上述实施方案,方法和实施例的限制,而是包括本实用新型范围和精神内的所有实施例和方法。

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