一种电路板集成的太阳能电池组件的制作方法

文档序号:10933717
一种电路板集成的太阳能电池组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公布了一种电路板集成的太阳能电池组件,包括超白低铁高透光钢化玻璃、第一EVA层、太阳能电池片、电路板、第二EVA层及背板,其中太阳能电池片和电路板位于同一层,封装在第一EVA层和第二EVA层之间。所述的电路板上设置有多个旁路二极管,每个旁路二极管分别和对应的太阳能电池片并联连接;另外电路板上还设置有控制电路模块,用于监控组件的工作状态。本实用新型将电路板与组件集成为一体,电路板直接封装于组件之中,电路板上的旁路二极管及控制电路模块进一步提高了组件的稳定性及可靠性,在防止组件出现热斑效应的同时,增加了组件功能,使其更智能化。
【专利说明】
一种电路板集成的太阳能电池组件
技术领域
[0001]本实用新型涉及太阳能材料和器件领域,尤其涉及一种与电路板集成为一体的太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002]太阳能作为一种清洁的可再生新能源受到了越来越多的关注,其应用也越来越广泛,目前太阳能一个最重要的应用就是光伏发电。太阳能光伏发电的最基本单元是太阳能电池,在具体的应用中,通常是将多个太阳能电池片构成太阳能电池组件,然后再将各个太阳能电池组件连接起来构成整体的电流输出。
[0003]目前广泛使用的太阳能电池组件基本上都是由超白低铁钢化玻璃、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、太阳能电池、背板等组成,这些元件在真空下加热层压成为一个整体,然后安装铝合金边框和接线盒,成为太阳能电池组件。当太阳能组件工作时,透过钢化玻璃的太阳光被太阳能电池吸收产生光电流,当组件和负载连接时,就会形成功率输出。
[0004]在组件的工作过程中,如果有阴影遮挡了某个或某些太阳能电池,会导致与阴影电池串联的其它电池的输出都会消耗在该电池上,这种能量消耗会导致电池PN结的局部击穿,并引起局部过热,这就是热斑效应。为了防止太阳能电池由于热斑效应而遭受破坏,通常的解决方法是在原电路基础上加装旁路二极管,当光线不被遮挡时,每个二极管处于反偏压,每个电池都在产生电能。当一个电池被遮挡时会停止产生电能,成为一个高阻值电阻,同时其它电池促使其反偏压,导致连接电池两端的二极管导通,原本流过被遮挡的电池的电流被二极管分流。
[0005]为了完全避免热斑效应的产生,最理想的方法是将每个太阳能电池配备一个旁路二极管,但这样会导致成本较高。现在行业内的通常做法是将旁路二极管放置于接线盒内,每个二极管连接于一组太阳能电池的两端,如常规72片5寸单晶电池片组成的组件通常会在接线盒内配置3个旁路二极管,每个二极管并联连接有24片电池片,如果其中的某一片电池片被遮挡或发生故障,与该片电池片所在的电池组(24片串联的电池片)并联的二极管将正向导通,避免了有问题的电池片发生热斑效应而损坏。一般情况下,如果组件内单片电池片被遮挡面积超过50%,那么该片电池片所在的电池组将会对组件最终的功率输出没有贡献,以上面提及的组件为例,在此种情况下,组件的最大输出功率将只有正常输出的2/3,由此可见组件的发电效率将大打折扣。因此增加组件的旁路二极管,减少每个二极管并联的电池片数目,将能在一定程度上降低遮挡对组件的影响。由于组件的电池片排列方式固定及接线盒盒体空间限制等因素,增加旁路二极管数目将会大幅更改组件及接线盒的电路设计,因此现有的组件配备的二极管都比较少。
[0006]从上面的分析可以看到,尽管现有的组件技术能防止由于遮挡产生的热斑效应,但由于组件配置的二极管数目有限,还是会导致遮挡发生时较多的电池片不能发挥应有的作用,降低了组件的输出功率。因此如何在最大程度上降低遮挡对组件输出特性的影响,是亟待解决的一个技术问题。【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的旨在解决上述问题,将电路板集成到组件内部,其中电路板设置了旁路二极管及控制电路模块,此方式既保证了组件的正常功率输出,同时提高了组件的稳定性及可靠性。
[0008]本实用新型所述的一种电路板集成的太阳能电池组件,包括超白低铁高透光钢化玻璃、第一 EVA层、太阳能电池片、电路板、第二 EVA层及背板,其中太阳能电池片和电路板位于同一层,封装在第一 EVA层和第二 EVA层之间。
[0009]所述的电路板上设置有多个旁路二极管,每个旁路二极管分别和对应的太阳能电池片并联连接,其中旁路二极管正极与太阳能电池片负极连接,旁路二极管负极与太阳能电池片正极连接。
[0010]所述电路板上的旁路二极管为贴片肖特基二极管。
[0011]所述的电路板上设置有控制电路模块,用于监控太阳能电池组件的工作状态。
[0012]所述电路板为印刷电路板(PCB),其厚度为0.2mm?1.5mm。
[0013]本实用新型的优点是将电路板与组件集成为一体,电路板直接封装于组件之中,电路板上的旁路二极管及控制电路模块进一步提高了组件的稳定性及可靠性,在防止组件出现热斑效应的同时,增加了组件功能,使其更智能化。
【附图说明】
[0014]图1:一种电路板集成的太阳能电池组件剖面图。
[0015]图2:—种电路板集成的太阳能电池组件正面示意图。
[0016]其中,I为超白低铁高透光钢化玻璃,21为第一EVA层,22为第二EVA层,3为太阳能电池片,4为电路板,5为背板,6为旁路二极管,7为控制电路模块。
【具体实施方式】
[0017]为进一步了解本实用新型的技术特征与内容,下面结合附图进行说明。
[0018]如图1和图2所示,一种电路板集成的太阳能电池组件,包括超白低铁高透光钢化玻璃1、第一 EVA层21、太阳能电池片3、电路板4、第二 EVA22层及背板5,其中太阳能电池片3和电路板4位于同一层,封装在第一 EVA层21和第二 EVA层22之间。其中钢化玻璃具有高透光率并起到保护太阳能电池片的作用,EVA材料具有密封和粘结的作用,背板作为背面的保护封装材料,具有耐老化、耐腐蚀、阻止水汽渗透的能力及良好的绝缘性能。
[0019]电路板4上设置有多个旁路二极管6,其中每个旁路二极管分别和对应的太阳能电池片并联连接,旁路二极管正极与太阳能电池片负极连接,旁路二极管负极与太阳能电池片正极连接,这样当太阳能电池片正常工作时旁路二极管处于反偏状态;而当与旁路二极管并联的太阳能电池片中某一片被遮挡时,为了防止该片电池片因热斑效应出现过热损坏,此时旁路二极管将会正向导通,使原本流过被遮挡电池的电流被二极管分流。该旁路二极管优选为贴片肖特基二极管。由于组件内的旁路二极管防止了太阳能电池片热斑效应产生的可能性,因此在组件背面的接线盒可以进行结构的简化,不需要另外配置旁路二极管。
[0020]另外电路板4上设计有控制电路模块7,可以对组件的工作状态进行实时监控,并记录相应的工作状态,对相关的运行参数如电流、电压及输出功率等数据进行采集。
[0021]本实用新型工艺简单,将电路板与组件集成为一体,通过对电路板功能的设计,进一步提高了组件的稳定性及可靠性,使得组件的功能多样化,并实现了组件的智能化。
【主权项】
1.一种电路板集成的太阳能电池组件,包括超白低铁高透光钢化玻璃、第一 EVA层、太阳能电池片、电路板、第二 EVA层及背板,其中太阳能电池片和电路板位于同一层,封装在第一 EVA层和第二 EVA层之间。2.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其特征在于:所述的电路板上设置有多个旁路二极管,每个旁路二极管分别和对应的太阳能电池片并联连接。3.如权利要求2所述的太阳能电池组件,其特征在于:所述的旁路二极管为贴片肖特基二极管。4.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其特征在于:所述的电路板上设置有控制电路丰旲块。5.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其特征在于:所述的电路板为印刷电路板,其厚度为0.2mm?1.5mm。
【文档编号】H01L31/048GK205621747SQ201521124378
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】王建军, 宁兆伟, 冯涛, 梁丛武, 张健超, 黄涛华, 石云, 汤栋
【申请人】南通美能得新能源科技股份有限公司
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