本发明涉及太阳能晶硅切片电池组件封装应用技术领域，具体为一种具有单独发电单元的光伏组件内部保护电路结构。
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。
现有半片光伏组件内部保护电路设计通常以60片版型为例，若以纵向引出为例，“2串并联然后3串在串联并旁路2个或4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。
其中以纵向引出为例(20个半片互联为一个子串发电单元)使用2个旁路二极管保护电池，若3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，但实际有效发电工作的只有一个子串(共计40个半片)在工作，会有三分之二电池子串(共计80个半片)被旁路并损失发电量，半片电池总发电实际可利用率约为33％。较为明显的缺点为：从产品电学功率输出角度分析，严重影响光伏组件系统端使用度电成本(loce)且在产品可靠性测试环节失效风险将大大提高，不利于产品性能稳定且在环境试验如典型的热斑测试中非常容易失效。
以横向引出为例(12个半片互联为一个子串发电单元)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(共计72个半片)在工作，会有五分之二电池子串(共计48个半片)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％。较为明显的缺点为：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，但是仍然会导致组件系统端实际发电量大大降低，同时在环境测试时也会增加失效几率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种具有单独发电单元的光伏组件内部保护电路结构，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：
一种具有单独发电单元的光伏组件内部保护电路结构，包括若干太阳电池，若干太阳电池组合形成发电单元a以及发电单元b，所述发电单元a等分为六列，依次为a一列、a二列、a三列、a四列、a五列和a六列；
所述发电单元b等分为六列，依次为b一列、b二列、b三列、b四列、b五列和b六列，每列太阳电池的正负极依次进行串联形成电池子串；
a一列至a六列的电池子串上手极性依次为正极、负极、正极、负极、正极和负极，a一列和a二列的上手端互联，a三列和a四列的上手端互联，a五列和a六列的上手端互联；
b一列至b六列的电池子串下手极性依次为正极、负极、正极、负极、正极和负极，b一列和b二列的下手端互联，b三列和b四列的下手端互联，b五列和b六列的下手端互联；
a一列至a六列的电池子串下手端依次引出六根引出线，b一列至b六列的电池子串上手端依次引出六根引出线，发电单元a的六根引出线以及发电单元b的六根引出线均连接于同一根汇流条上，且汇流条上安装有三个分体接线盒。
优选的，每个分体接线盒内设置有一个二极管。
优选的，三个所述分体接线盒分别设置于a一列和a二列之间、a三列和a四列之间以及a五列和a六列之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明使用独特的内部封装保护电路设计对切片光伏组件封装实际使用起到了保护作用，可以有效避免半片电池总发电实际可利用率低同时利用切半工艺封装可以大大降低热斑效应对组件实际应用的危害并且该保护电路设计具有实际可操作性，具有量产功能且不需要额外增加投入成本，其中关键的电路设计中发电单元a的电池子串上手极性为“正极、负极、正极、负极、正极、负极”和下手极性为“负极、正极、负极、正极、负极、正极”，发电单元b的电池子串下手极性为“正极、负极、正极、负极、正极、负极”和上手极性为“负极、正极、负极、正极、负极、正极”，同时发电单元a和发电单元b共用一块光伏玻璃、eva等封装材料进行封装，先通过六列电池子串互联然后发电单元a和发电单元b再并联汇流收集电流，同时在电路中旁路3个二极管，形成可单独的回路，避免切片光伏组件实际发电量降低。
本发明在于独特的内部保护电路设计从半片组件中间引出电流并使用三分体接线盒且每个线盒各自使用1个二极管，这样可以有效保护半片电池，当组件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，以同样60片版型为例，半片电池总发电实际可利用率约为83％，相比与上述以横向引出方式多出约23％发电量，相比纵向引出方式多出约50；同时旁路二极管只使用3个较横向引出方式少用一个并且采用三个分体接线盒引出设计缩短了电池电流引出路径长度可以大大降低电流实际损耗，最终可以有效提升半片组件输出功率和发电效率并降低组件封装物料采购成本，从而大大提升组件系统端实际发电量有效的降低了度电成本，另外因为分割成的发电单元数量增加，在做环境试验时失效的几率会大大降低，尤其是温度相关的测试较常规半片电路设计更不容易失效。最终确保了半片组件产品实际发电性能和户外环境使用可靠性，同时以中间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，只需对叠层工位流入流出新增一个旋转台且后道测试稍微改动上电位置即可，不需要额外投入过多资金对流水线进行改造升级即可满足半片组件生产要求，非常值得推广。
附图说明
图1为本发明的内部保护电路结构示意图；
图2为实施例中半片电池的正负极结构示意图。
图中：1太阳电池、2发电单元a、21a一列、22a二列、23a三列、24a四列、25a五列、26a六列、3发电单元b、31b一列、32b二列、33b三列、34b四列、35b五列、36b六列、4汇流条、5分体接线盒、6二极管。
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：
一种具有单独发电单元的光伏组件内部保护电路结构，包括若干太阳电池1，如说明书附图2所示，太阳电池1内长线端为正极，短线端为负极，若干太阳电池1组合形成发电单元a2以及发电单元b3，发电单元a2等分为六列，依次为a一列21、a二列22、a三列23、a四列24、a五列25和a六列26。
发电单元b3等分为六列，依次为b一列31、b二列32、b三列33、b四列34、b五列35和b六列36，每列太阳电池1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1串并联组合。
a一列21至a六列26的电池子串上手极性依次为正极、负极、正极、负极、正极和负极，a一列21和a二列22的上手端互联，a三列23和a四列24的上手端互联，a五列25和a六列26的上手端互联。
b一列31至b六列36的电池子串下手极性依次为正极、负极、正极、负极、正极和负极，b一列31和b二列32的下手端互联，b三列33和b四列34的下手端互联，b五列35和b六列36的下手端互联。
a一列21至a六列26的电池子串下手端依次引出六根引出线，b一列31至b六列36的电池子串上手端依次引出六根引出线，发电单元a2的六根引出线以及发电单元b3的六根引出线均连接于同一根汇流条4上，且汇流条4上安装有三个分体接线盒5，每个分体接线盒5内设置有一个二极管6，可以有效的保护太阳电池1。
作为一个优选，三个分体接线盒5分别设置于a一列21和a二列22之间、a三列23和a四列24之间以及a五列25和a六列26之间，可以使得分体接线盒5更好的引出电流进行输出。
以60片版型为例，完好的6寸片在被通过红外光纤激光源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结构进行层叠版型互联汇流，并搭配三个分体接线盒，其中单个分体接线盒中各含一个旁路二极管。
一种具有单独发电单元的光伏组件内部保护电路结构的具体设计操作步骤：
1、完好的6寸太阳电池片(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进行外观检测，对于ng的电池进行单独放置，检验合格的电池会被传递到下一工位进行作业。
2、在激光作业工位上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(裂片)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，对于切割后的电池通常激光划片机也具有外观检测功能，对于ng的电池进行单独放置，检验合格的电池会被传递到下一工位进行作业。
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”，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、由于本发明的思路是在常规半片基础上进行发电单元划分，按照最终并联汇出的模式进行设计，即一块发电半片组件实际是有两块同样等效的发电单元并联而成，并在同一块钢化玻璃上进行组件封装，即发电单元a和发电单元b。自动排版机按照发电单元a的子串上手极性(常规电池封装从背面观察)为“正极(+)、负极(-)、正极(+)、负极(-)、正极(+)、负极(-)”和下手“负极(-)、正极(+)、负极(-)、正极(+)、负极(-)、正极(+)”电池串极性进行自动排版，自动排版机按照发电单元b的子串下手极性(常规电池封装从背面观察)为“正极(+)、负极(-)、正极(+)、负极(-)、正极(+)、负极(-)”和上手“负极(-)、正极(+)、负极(-)、正极(+)、负极(-)、正极(+)”电池串极性进行自动排版，且电池子串串间距符合半片光伏组件制程工艺图纸要求同时发电单元a和发电单元b共用一块光伏玻璃、eva等封装材料进行封装。
6、叠层人员按照发电单元a的6串进行串联并且引出6根引出线，发电单元b的6串进行串联并且引出6根引出线，其实发电单元a和发电单元b的6根引出线是共用一根汇流条，且按照最终并联的方式进行层叠排版焊接并在组件背面中间位置引出方便接线盒。
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三个分体接线盒，每个分体接线盒内有1个旁路二极管，再经过固化、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竖向按照方式，对比于常规纵向安装方式增加了实际发电量并相应节省了10％电缆使用量，可有效降低光伏电站初始投入成本，同时由于电流汇出路径变短，对于降低组件封装功率损耗也起到一定改善作用。
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。