竖版型光伏叠片组件的制作方法

本实用新型属于光伏组件技术领域，具体涉及一种竖版型光伏叠片组件。

背景技术：

太阳能电池是一种利用光生伏特效应将光能直接转化为直流电的器件。根据光电转换材料的不同，太阳能电池包括单晶硅，多晶硅，非晶硅薄膜，碲化镉薄膜，铜铟镓锡薄膜，砷化镓，燃料敏化，钙钛矿，叠层等多个种类。其中最常见的是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。太阳能电池通常为片状，可以吸收光能并将其转化为电能的一面被称为吸光面或正面，另外一面被称为背面。对于部分太阳能电池，其背面也可以吸收并转化光能为电能，这些太阳能电池被称为双面电池。

将多个太阳能电池电学互连后封装在玻璃或有机聚合物中，得到的可以长期使用的光伏设备，被称之为光伏组件。晶体硅光伏组件中的电池片互联方式，常见的有将电池片顺序排列，以含铜基材的涂锡焊带作为互联条，互联条一端焊接在第一片电池片的正面主栅线上，互联条另一端焊接在相邻的第二片电池片的背面电极上。第二根互联条的两端分别焊接在第二片电池片的正面主栅线和第三片电池片的背面栅线上，依次类推。由此将所有的电池片串联成一串。

叠片组件采用的是另外一种电池片互联的技术。将太阳能电池片甲的一侧置于另一电池片乙的下方，使电池片甲该侧正面的栅线电极与乙背面的电极相互重合。在两个电极之间采用导电材料形成导电连接。与此同时，电池片乙的另一侧被置于电池片丙的下方，使得乙另一侧正面的栅线电极与丙背面的电极相互重合，在两个电极之间采用导电材料形成导电连接。按照同样的方法，可以将多片电池片依次互连形成电池串。

叠片电池片正面和背面的电极图案，通过在太阳能电池表面金属化的方法制备。常用的金属化方法是采用丝网印刷加烧结的方式将含有银颗粒的导电浆料印制在电池表面，通过改变丝网印刷的网版图形设计，可以改变电极图案。

晶体硅太阳能电池除了电极区域外，正面通常采用氮化硅膜，背面通常为丝网印刷的铝浆料并经过烧结形成铝背场。对于一些特殊的太阳能电池，如正反面都可以吸收光线的双面电池，其背面电极和金属化细栅线以外的区域表面也采用氮化硅膜而非铝浆料。

叠片组件中电池片电极之间的导电材料包括导电胶，导电胶带，焊带或锡膏等材料。根据导电材料的特性，应选择相应的制备方法。对于采用导电胶形成电学互连的电池串，可以采用点胶或丝网印刷的方法。

导电胶的主要成分包括树脂材料基体与导电填料。其中的填料通常是银或者含银的颗粒。与常用的涂锡铜带相比，导电胶不仅可以和银电极成良好的机械粘接力与导电连接，同时也可以与电池片的其它表面，如氮化硅膜层，或者硅材料形成良好的粘接。

由于银是一种贵金属，因此含有银的太阳能电池浆料和导电胶的成本都比较昂贵。可以采用便宜的金属材料如铜、铝、镍，或者非金属导电材料如各种碳材料、氧化铟锡等替代浆料或导电胶中的银，也可以通过改变电池表面金属图案的设计减少浆料的使用量。

对于带有倒角的太阳能电池片，如M2尺寸的单晶硅太阳能电池片，将其切片后得到的切片电池，按照其形状可以分为二类，带有倒角的切片电池和没有倒角的切片电池。

光伏叠片组件按照电池串的排列方向可以分为横版型和竖版型两种。电池串与组件短边平行的称为横版型叠片组件，电池串与组件长边平行的称为竖版型叠片组件。

一种采用两个并联二极管的叠片组件的电路图如图1所示，多个叠片电池串并联形成电池串组，每个电池串组与1个旁路二极管并联，两个这样的电池串组串联成为组件。采用这种电路的叠片组件，可以采用竖版型，也可以采用横版型。

如图2所示，现有的竖版型叠片组件，通常使用两个接线盒，分别位于组件二个短边的中央。如图3所示，现有的竖版型叠片组件，从左至右共分为6个长电池串，分别记为串A、B、C、D、E、F；串ABCDEF的两端分别与组件两端的端汇流条相连；在串AB之间，串CD之间，串EF之间分别有一根旁路焊带，三根旁路焊带的两端分别与组件两侧的旁路汇流条相连。旁路汇流条与端汇流条之间可以上下重合，同时通过绝缘垫条形成电气隔离。组件两端的旁路汇流条和端汇流条分别引出到接线盒内连接旁路二极管的两端。

长串ABCDEF的中部可以直接通过一根并联焊带连在一起；或者长串 ABCDEF的中部分别连接有焊带，这些焊带相互连接形成并联焊带；或者这些焊带通过一根并联焊带连接在一起；或者长串ABCDEF分别由两个短串组成，短串之间通过焊带连接。这些焊带又通过一根并联焊带连在一起。并联焊带与三根旁路焊带相互连接。

但是，该技术方案采用了三根旁路焊带和两根旁路汇流条，生产工艺较复杂，工艺难度较大。技术方案一中组件背面的接线盒的位置在电池片背面，这会形成背面遮光，从而降低双面组件背面的发电能力，严重的还会产生热斑效应，降低组件的长期可靠性和使用寿命，所以技术方案一不适用于双面叠片组件。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种竖版型光伏叠片组件，通过对电池串、旁路焊带、并联焊带和接线盒的优化，解决现有竖版型叠片组件存在的工艺复杂，工艺难度大的缺点。同时提供适用于双面叠片组件的版型方案。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种竖版型光伏叠片组件，包括两个接线盒和封装在前板和背板之间的电池串组；所述的两个接线盒设置在电池串组的两端部；电池串组由多个横向排布的长电池串组成，每个长电池串由上下两个短电池串组成；所有长电池串的上下端分别通过一个端汇流条连接形成正负极端；上下短电池串之间通过并联焊带连接；沿组件长边方向布置的旁路焊带与并联焊带连接，且旁路焊带的两端延伸至长电池串的正负端；长电池串正负端的旁路焊带和端汇流条分别连接到对应接线盒内的旁路二极管的两端。

所述的旁路焊带为一根，该根旁路焊带位于一个长电池串的背面，旁路焊带与长电池串之间通过绝缘垫条隔离。

所述的旁路焊带为一根，该根旁路焊带位于两个长电池串之间。

所述的旁路焊带为多根，每根旁路焊带设置在两个长电池串之间。

所述的多根旁路焊带的正负端分别通过一根旁路汇流条连接，旁路焊带通过旁路汇流条与旁路二极管连接。

当长电池串中存在较短的长电池串时，较短的长电池串布置在电池串组的中部，较短的长电池串的两端与端汇流条之间均形成间隙，较短的长电池串的两端与对应端汇流条通过连接焊带连接；接线盒放置在间隙处。

所述的背板上下短边中央分别有一个孔，接线盒的线路从孔穿出。

相对于现有技术，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型通过将电池盒设置在电池组件的两端部，即电池串短边外侧，旁路焊带和端汇流条通过旁路二极管连接，实现了电池串组串联成为组件；从而不对电池背面产生遮挡，使得双面叠片组件背面接线盒无遮挡。对电池串、旁路焊带、并联焊带和接线盒的优化，解决现有竖版型叠片组件存在的工艺复杂，工艺难度大的缺点。同时提供适用于双面叠片组件的版型方案。

进一步，采用一根截面积更大的旁路焊带进行连接旁路二极管，减少旁路焊带数量的同时，省去了旁路汇流条，工艺比现有方案有所简化。

进一步，旁路焊带位于串C、D之间，因此不需要专门的绝缘垫条将其余电池串隔开，简化工艺。

进一步，不增大串ABEF两端与玻璃短边间距的情况下，组件两端串C、D 的外侧的间隙可用来放置接线盒，解决了双面叠片组件背面接线盒遮挡电池片的问题。

附图说明

图1为叠片组件电路图；

图2为现有竖版型叠片组件的背面外观图；

图3为现有竖版型叠片组件的版型示意图；

图4为本实用新型一种叠片组件的版型图一；

图5为本实用新型一种叠片组件的版型图二；

图6为本实用新型一种叠片组件的版型图三；

图7为本实用新型一种叠片组件的版型图四；

图8为本实用新型一种叠片组件的版型图五；

图9为本实用新型一种双面双玻叠片组件的背面玻璃开孔示意图；

图中标记，1-旁路汇流条，2-端汇流条，3-旁路焊带，4-并联焊带，5-连接焊带，6-旁路二极管，7-孔，8-背面玻璃。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型中，凡是位于组件正负极端的连接多个电池串的焊带，称为端汇流条2；凡是位于组件中间电位，且连接多个电池串的焊带，称为并联焊带 4；凡是与并联焊带4相连，同时平行于组件长边的焊带，称为旁路焊带3；凡是与旁路二级管和旁路焊带3相连，同时平行于组件短边的焊带，称为旁路汇流条 1。本实用新型中一块组件内的电池串从左至右分别为标记为A、B、C、D、E、 F。

一种改进的双面叠片组件版型如图4所示。电路结构与现有方案相同，但是组件背面的两个接线盒位于电池串外侧，从而不对电池背面产生遮挡。这种方案解决了现有方案中双面叠片组件背面接线盒遮挡的问题。

一种改进的叠片组件的版型如图5所示。原有的三根旁路焊带3被一根截面积更大的旁路焊带3所代替，该旁路焊带3位于一个电池串的背面，旁路焊带3与电池串之间通过绝缘垫条隔离，旁路焊带3的两端与分别与两个旁路二极管的一端相连，旁路二极管的另一端与端汇流条2相连。组件中央仍然有一根并联焊带 4。与现有方案相比，该方案在减少旁路焊带3数量的同时，省去了旁路汇流条1，工艺比现有方案有所简化。但是该方案由于旁路焊带3与绝缘垫条对电池背面的遮挡，不适用于双面叠片组件。

又一种改进的叠片组件版型如图6所示。与图5的区别在于图6中的旁路焊带 3位于串C、D之间，因此不需要专门的绝缘垫条将其余电池串隔开。这种版型除了具有图4版型的优点外，用于双面叠片组件的效果优于图5，但是仍然没有解决接线盒对电池背面遮挡的问题。

还有一种改进的叠片组件版型如图7所示。该方案与图6中的方案类似，区别之处在于两端的接线盒以及接线盒内部的旁路二极管位于电池串的外侧，从而不对电池背面产生遮挡。这种方案在图5方案的基础上解决了双面叠片组件背面接线盒遮挡的问题。

还有一种改进的叠片组件版型如图8所示。该方案与图6中的方案类似，区别之处在于串C、D的长度短于串A、B、C、D，因此位于组件短边中央的接线盒对串C、D的背面不造成遮挡。从而更适用于双面叠片组件。具体的说，在该方案中，串C与串D的电池切片的宽度小于串ABEF的电池切片宽度，所以相同数目的电池切片叠成串后，串C、D的长度小于其余4串。在电池串排布时，串C、 D在组件中部与其余4串齐平或接近齐平，串C、D在组件两端与端汇流条2的距离较远，需要用较长的焊带将电池串与端汇流条2相连。这样在组件两端串C、D 的外侧的间隙可用来放置接线盒。这种方案在不增大串ABEF两端与玻璃短边间距的情况下，解决了双面叠片组件背面接线盒遮挡电池片的问题。

双面叠片组件可以采用组件正面和反面分别采用玻璃作为前板和背板的封装方式。对于图8中的双面双玻叠片组件，可以采用的一种背面玻璃如图9所示。在玻璃的上下短边中央附近分别有两个孔7，组件的正极端汇流条2上焊接一根引出线，如图8所示，该引出线和旁路焊带3均垂直于组件表面折弯90度后分别从玻璃上部开孔中引出。组件的负极端汇流条2上焊接一根引出线，如图8所示，该引出线和旁路焊带3均垂直于组件表面折弯90度后分别从玻璃下部开孔中引出。

本实用新型各种改进方案可以进行组合使用，也可以进行使用，均能够改进现有技术的部分缺陷，做到工艺简单，适合批量生产的特点。

本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，倘若对本实用新型进行的各种改动和变形属于本实用新型权利要求及等同技术范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。