一种半片组件的制作方法

本申请涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种半片组件。

背景技术：

随着太阳能光伏电站数量和规模在全球范围内的高速增长，各类因光伏电站元器件失火而引发的电站火灾屡见不鲜。为了提高电站系统的安全性和实现对电站系统的实时监控优化，目前市场上的智能接线盒多为带有关段功能、监控功能、优化功能、最大功率点跟踪(mppt)的一体式结构。

光伏组件的半片技术，因降低组件损耗，可以大大提高组件峰值功率，目前在一些大厂均已量产。现有的半片组件的排布方式通常如图1所示，组件的电路分为两个半电池串分电路01，该排布方式通常需要将接线盒安装在中间位置。由于受安装位置的限制，因此目前的半片组件的设计无法使用一体式的智能接线盒而是皆采用的分体式接线盒02进行连接。

分体式的接线盒设计规格较小时，可集成的功能较少；而如果要和一体式接线盒一样集成较多的功能时，则成本较高。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种半片组件，其使用一体式接线盒与半片电池电路进行连接，能以较低的成本实现较多功能的集成。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种半片组件，包括一体式接线盒以及依次串联的多组电池串组；

每组电池串组包括并联的多串电池串，每串电池串包括依次串联的多片半片电池片；多组电池串组沿第一预设方向分布；每组电池串组中，多串电池串沿第一预设方向分布；每串电池串中，多片半片电池片沿第二预设方向分布；第一预设方向和第二预设方向中的一者为半片电池片的长边方向，且另一者为半片电池片的短边方向；

一体式接线盒与多组电池串组沿第二预设方向分布，多组电池串组与一体式接线盒的二极管并联。

上述技术方案中，将多组电池串组依次串联并沿第一预设方向分布，并将每串电池串中的多片半片电池片沿第二预设方向分布，使得多组电池串组形成s形路径的半片电池电路，在此基础上，将一体式接线盒与多组电池串组沿第二预设方向分布，使得一体式接线盒位于s形路径电路的一侧，方便实现将多组电池串组连接到一体式接线盒。

半片组件中该特定的排列方式，使得接线盒和半片电池片的排布方式与常规电池组件接近，进而使得按照一定规格进行产品生产时同常规的生产产线和员工操作方式的匹配性较好。另外，半片组件中该特定的串联和并联方式，还使得一定规格的半片组件在的电学性能与常规电池组件接近，应用于系统端时与常规的电气设备的匹配性较好。

在一些可选的实施方案中，一体式接线盒中的二极管的数量为m个，m为≥3的整数，m个二极管沿第一预设方向分布；

在多组电池串组的串联方向上，多组电池串组分为m个电池串单元；

m个二极管和m个电池串单元在串联方向上顺次一一对应，每个电池串单元与一个二极管并联。

上述技术方案中，二极管沿第一预设方向分布，使得二极管的分布方向与电池串单元的分布方向相同，方便二极管和电池串单元顺次一一对应。将每个电池串单元与一个二极管并联，当出现热斑现象时，二极管可起旁路作用，在此基础上，将二极管和电池串单元的数量配置为≥3个，使得二极管旁通调节的精度较高。

在一些可选的实施方案中，一体式接线盒中的二极管的数量为3个。

上述技术方案中，将二极管和电池串单元的数量配置为3个，使得二极管旁通调节的精度较高，同时有利于控制成本。

在一些可选的实施方案中，每个电池串单元中，电池串组的数量均为偶数组；和/或，不同的电池串单元中，电池串组的数量相同。

上述技术方案中，电池串单元中的电池串组的数量为偶数，使得每个电池串单元的首尾两端均位于同一侧，方便连接到一体式接线盒上。不同的电池串单元中的电池串组的数量相同，使得二极管旁通调节的一致性好。

在一些可选的实施方案中，第二预设方向为半片电池片的长边方向，半片电池片的长边方向与半片电池片的主栅线延伸方向平行。

上述技术方案中，电池串中的半片电池片沿半片电池片的长边方向分布，使得电池串在串联方向上的长度以及多个电池串并排的宽度与常规电池组件一致性较好，保证产品在生产时同常规的生产产线和员工操作方式的匹配性较好。

在一些可选的实施方案中，每片半片电池片中的主栅线的数量为2～6根。

在一些可选的实施方案中，每串电池串中，半片电池片的数量均为10片或12片。

在一些可选的实施方案中，每组电池串组中，电池串的数量为2串。

在一些可选的实施方案中，半片组件中，电池串组的数量为6组。

在一些可选的实施方案中，半片电池片为晶硅电池片。

上述技术方案中，半片电池片的规格、电池串中的半片电池片的数量、电池串组中的电池串的数量以及电池串组的数量按照一定标准配置，使得半片组件与常规电池组件的排布方式更接近，进而使得半片组件与常规的电气设备的匹配性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中的半片组件的排布结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种半片组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种半片组件的电气连接结构图；

图4为本申请实施例提供的一种半片组件的电池片排布示意图；

图5为现有技术中的半片电池片的示意图；

图6为本申请实施例提供的半片电池片的示意图。

图标：01-半电池串分电路；02-分体式接线盒；100-半片组件；110-电池串组；111-电池串；112-半片电池片；113-焊带；114-主栅；115-细栅；120-一体式接线盒；121-二极管；122-电源模块；123-采样模块；124-控制模块；125-驱动模块；126-控制开关；127-开关二极管；a-第一预设方向；b-第二预设方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“垂直”、“平行”等术语并不表示要求部件之间绝对垂直或平行，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

请参阅图2～4，本申请提供一种半片组件100，包括一体式接线盒120以及依次串联的多组电池串组110。

如图2所示，多组电池串组110沿第一预设方向a分布。每组电池串组110包括并联的多串电池串111；每组电池串组110中，多串电池串111沿第一预设方向a分布。

如图3～4所示，每串电池串111包括依次串联的多片半片电池片112。每串电池串111包括依次串联的多片半片电池片112，相邻的两片半片电池片112示例性地以焊带113作为连接结构实现串联；每串电池串111中，多片半片电池片112沿第二预设方向b分布。

第一预设方向a和第二预设方向b中的一者为半片电池片112的长边方向，且另一者为半片电池片112的短边方向。作为一种示例，半片电池片112为矩形结构，此时第一预设方向a和第二预设方向b相互垂直。

需要说明的是，在本申请中，半片电池片112的长边方向是指半片电池片112中相对的两个长边的延伸方向，半片电池片112的短边方向是指半片电池片112中相对的两个短边的延伸方向。

将多组电池串组110依次串联并沿第一预设方向a分布，并将每串电池串111中的多片半片电池片112沿第二预设方向b分布，使得多组电池串组110形成s形路径的半片电池电路(如图2所示)，此时半片组件100中的半片电池片112沿第一预设方向a和第二预设方向b进行阵列分布(如图3～4所示)。

本申请中，一体式接线盒120与多组电池串组110沿第二预设方向b分布，使得一体式接线盒120位于s形路径电路的一侧，方便实现将多组电池串组110连接到一体式接线盒120，从而得到多组电池串组110与一体式接线盒120的二极管121并联的结构。该半片组件100中使用一体式接线盒120与半片电池电路进行连接，能够实现较多功能的集成；而且相较于分体式的接线盒而言，在实现较多功能的集成的情况下，能够有效降低成本。

发明人还研究发现，本申请的半片组件100中该特定的整体式的阵列排列方式，和如图1所示的现有的半片技术相比，接线盒和半片电池片112的排布方式与常规电池组件更接近，进而使得按照一定规格进行产品生产时同常规的生产产线和员工操作方式的匹配性更好。

另外，半片组件100中该特定的串联和并联方式，使得一定规格的半片组件100在标准条件下测试的开路电压、最佳电压、短路电流、最佳电流的测试值与常规电池组件接近甚至基本无差异，说明半片组件100的电学性能与常规电池组件接近。将半片组件100应用于系统端时与常规的电气设备的匹配性较好，使得用于与电池组件搭配使用的常规的电气设备无需变更即可投入使用。

在本申请的实施例中，半片组件100中电池片的结构可以按照本领域公知的方式进行，其包括依次层叠设置的面板、封装材料、电池串111、封装材料和背板。

电池的种类不受特别限制，作为一种示例，半片电池片112为晶硅电池片，例如为p型多晶硅电池、p型单晶硅电池、n型多晶硅电池或n型单晶硅电池。在其他实施方式中，半片电池片112例如还可以是高效perc电池、n型电池、hjt电池或mbb电池。

可以理解的是，在本申请的实施例中，一体式接线盒120可以根据本领域标准进行选择。

作为第一方面的示例，关于一体式接线盒120的集成功能模块，其可选地还包括关段功能模块、检测功能模块、组串优化功能模块和最大功率点跟踪功能模块中的至少一者。

示例性地，除二极管121外，一体式接线盒120还包括电源模块122、采样模块123、控制模块124、驱动模块125、控制开关126以及开关二极管127。二极管121、电源模块122以及采样模块123并联，且三者分别与控制开关126以及开关二极管127串联。控制模块124的输入端与采样模块123电性连接，控制模块124的输出端与驱动模块125的电性连接，且驱动模块125与控制开关126电性连接，以使控制模块124能够根据采样模块123的信号控制驱动模块125对控制开关126进行开闭。

作为第二方面的示例，关于二极管121的数量，一体式接线盒120中的二极管121的数量为m个，m为≥3的整数，使得一体式接线盒120中的二极管121能够较好地满足电路旁通的需要。

可以理解的是，在本申请的实施例中，依次串联的多组电池串组110与多个二极管121的并联方式可以按照本领域公知的方式进行。

作为一种示例，二极管121的数量为m个时，在多组电池串组110的串联方向上，多组电池串组110分为m个电池串111单元。m个二极管121和m个电池串111单元在串联方向上顺次一一对应；例如，m为3时，位于一端的二极管121与位于一端的电池串111单元并联，位于中段的二极管121与位于中段的电池串111单元并联，位于另一端的二极管121与位于另一端的电池串111单元并联。

可选地，m个二极管121沿第一预设方向a分布，使得二极管121的分布方向与电池串111单元的分布方向相同，方便二极管121和电池串111单元顺次一一对应后进行并联。

考虑到较多的二极管121会增加一体式接线盒120的成本，同时会增加加一体式接线盒120与电池串111单元的连接成本。

在一些可选的实施方案中，一体式接线盒120中的二极管121的数量为3个，即在多组电池串组110的串联方向上，多组电池串组110分也为3个电池串111单元。该设置方式在保证有较多数量的二极管121作为旁路而使得二极管121旁通调节的精度较高的情况下，还有利于控制成本。

二极管121的正负极通常具有两个接线柱，电池串111单元的两端分别与该两个接线柱连接，从而实现与二极管121的并联。当电池串111单元的两端均靠近二极管121时，连接较为方便。

因此，作为一种示例，每个电池串111单元中，电池串组110的数量均为偶数组，其使得每个电池串111单元的首尾两端均位于同一侧，方便连接到一体式接线盒120上。

进一步地，不同的电池串111单元中，电池串组110的数量相同，其使得每个二极管121与相同数量的电池串组110对应，进而使得二极管121作为旁路结构的旁通调节的一致性好。

作为一种示例，每串电池串111中，半片电池片112的数量均为10片或12片；每组电池串组110中，电池串111的数量为2串；半片组件100中，电池串组110的数量为6组。

适应性地，如图2所示，在二极管121的数量为3个时，6组电池串组110分为3个电池串111单元，每个电池串111单元中包括2组串联设置的电池串组110，每个电池串组110中包括2串并联的电池串111。

电池串111中的半片电池片112的数量、电池串组110中的电池串111的数量以及电池串组110的数量按照上述特定标准配置，使得半片组件100与常规的具有60片整片电池片的电池组件和常规的具有72片整片电池片的电池组件的排布方式接近，且使得半片组件100在标准条件下测试的开路电压、最佳电压、短路电流、最佳电流的测试值与常规电池组件接近甚至基本无差异，在将半片组件100应用于系统端时，无需更换与半片组件100搭配的电气方面的设备。

可以理解的是，在本申请的实施例中，电池串111中半片电池片112可以选择本领域常规的结构。

半片电池片112通常由整片电池片对中切割成两片得到，如图5所示，目前的工艺中，通常沿着垂直于主栅114线的方向将整片电池片进行切割，形成两片半片电池片112。得到的该半片电池片112中，主栅114线延伸方向与半片电池片112的短边方向平行，细栅115线延伸方向与半片电池片112的长边方向平行。将该半片电池片112应用于半片组件100时，电池串111中多片半片电池片112沿着半片电池片112的主栅114线延伸方向进行分布，即该第二预设方向b为半片电池片112的短边方向。

考虑到第二预设方向b为半片电池片112的短边方向时，半片电池片112在第一预设方向a上的尺寸较大而在第二预设方向b上的尺寸较小，在按照每串电池串111中10片或12片电池片的标准配置时，和常规的整片电池组件相比，电池串111在第二预设方向b上尺寸偏小，且多串电池串111在第一预设方向a上的尺寸偏大。

在一些示例性的实施方案中，如图6所示，沿着平行于主栅114线的方向将整片电池片进行切割，形成两片半片电池片112。作为一种示例，每片半片电池片112中的主栅114线的数量为2～6根，例如为2根、3根、4根、5根或6根。

上述切割方式得到的该半片电池片112中，半片电池片112的长边方向与半片电池片112的主栅114线延伸方向平行，半片电池片112的短边方向与半片电池片112的细栅115线延伸方向平行，即第二预设方向b为半片电池片112的长边方向。

采用半片电池片112的长边方向与半片电池片112的主栅114线延伸方向平行的该半片电池片112，在按照每串电池串111中10片或12片电池片的标准配置时，和常规的整片电池组件相比，电池串111在第二预设方向b上尺寸接近，且多串电池串111在第一预设方向a上的尺寸接近。

另外，上述切割方式下，通过对整片电池片进行网版设计后进行激光切割，还能够形成边缘无多余栅线的全封闭形式的半片电池片112。作为一种示例，该半片电池片112为边缘无多余栅线的全封闭形式。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。