叶片形太阳能电池的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种叶片形太阳能电池。


背景技术：

2.随着能源危机与环境恶化等因素的影响，人们对于太阳能等可再生清洁能源给予的巨大的关注，并取得了较大的成果和广泛地应用。
3.现阶段的办公室、家庭等室内装饰或室外景观用的仿真香蕉叶已应用于实际生活中，但仿真香蕉叶不具备发电功能，降低了仿真香蕉叶室内装饰的使用场景，而且造成室内光源的浪费。
4.为此，亟需提供一种叶片形太阳能电池以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种叶片形太阳能电池，不仅可以装饰室内，还可以利用太阳能发电输出稳定的电流，扩大产品的使用场景。
6.为实现上述目的，提供以下技术方案：
7.叶片形太阳能电池，包括：
8.发电叶片，包括前板、背板和封装于所述前板和所述背板之间的光伏发电板，所述前板、所述光伏发电板和所述背板均呈叶片形状，位于单扇叶的所述光伏发电板包括第一电池串和第二电池串；所述第一电池串串联的电池片由叶片头部向叶片中部排列，所述第二电池串串联的电池片由叶片中部向叶片尾部排列；且所述第一电池串的电池片与所述第二电池串的电池片的电极方向相反；
9.第一汇流条，位于叶片中部的电池片与所述第一汇流条连接；
10.第二汇流条，位于叶片头部的电池片和位于叶片尾部的电池片均与所述第二汇流条连接。
11.作为叶片形太阳能电池的可选方案，所述第一汇流条呈t形，包括垂直相连的第一汇流部和第二汇流部，位于叶片中部的电池片与所述第一汇流部连接。
12.作为叶片形太阳能电池的可选方案，所述第二汇流条呈h形，包括第三汇流部以及设置于所述第三汇流部相对两端的第四汇流部和第五汇流部，位于叶片头部的电池片与所述第四汇流部连接，位于叶片尾部的电池片与所述第五汇流部连接。
13.作为叶片形太阳能电池的可选方案，还包括叶杆，所述叶杆表面凹设有容置槽，所述第二汇流部和所述第三汇流部放置于所述容置槽内，且所述第二汇流部和所述第三汇流部之间设置有绝缘片。
14.作为叶片形太阳能电池的可选方案，所述第二汇流部和所述第三汇流部之间连接有旁路二极管。
15.作为叶片形太阳能电池的可选方案，所述叶杆开设有与所述容置槽连通的穿线孔，线缆穿过所述穿线孔与汇流条采用低温焊锡膏焊连接。
16.作为叶片形太阳能电池的可选方案，所述第一电池串的电池片总数与所述第二电池串的电池片总数相同，且每片电池片呈矩形结构，每片电池片的面积相同。
17.作为叶片形太阳能电池的可选方案，电池片远离所述叶杆的一侧边与叶片外轮廓曲线随形，电池片靠近所述叶杆的一侧边与基准直线齐平。
18.作为叶片形太阳能电池的可选方案，所述基准直线与所述叶杆的中心线之间的夹角为0.1
°
～1
°
。
19.作为叶片形太阳能电池的可选方案，所述前板和所述背板之间的边缘处周向涂设有第一粘接胶；
20.于所述前板靠近所述背板的一侧依次设置有第一封装层和第二封装层，所述光伏发电板、所述第一汇流条和所述第二汇流条位于所述第一封装层和所述第二封装层之间；
21.于所述第二封装层靠近所述背板的一侧依次设置有阻水散热膜和第四封装层，所述叶杆的一端位于所述第四封装层和所述背板之间。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
23.本实用新型所提供的叶片形太阳能电池，将光伏发电板封装在由前板和背板之间形成的空间内，前板、光伏发电板和背板均呈叶片形状，不仅可以装饰室内，还可以利用太阳能发电；其中两扇叶的光伏发电板包括两串第一电池串和两串第二电池串，第一电池串的电池片由叶片头部向叶片中部串联排列，所述第二电池串的电池片由叶片中部向叶片尾部串联排列，且第一电池串的电池片与第二电池串的电池片的电极方向相反，两串第一电池串、两串第二电池串和两种汇流条形成四并联电路结构，每串电池串之间互不影响，输出便于用户使用的稳定电流，扩大产品的使用场景。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例中叶片形太阳能电池的装配示意图；
26.图2为本实用新型实施例中叶片形太阳能电池的爆炸示意图；
27.图3为本实用新型实施例中光伏发电板的4串电池串的结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例中第一汇流条的结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例中第二汇流条的结构示意图；
30.图6为本实用新型实施例中第一汇流条、绝缘片、旁路二极管、低温焊锡膏和第二汇流条的爆炸示意图；
31.图7为本实用新型实施例中叶杆、线缆和胶套的爆炸示意图；
32.图8为本实用新型实施例中单扇叶电池片排列的结构示意图；
33.图9为本实用新型实施例中单扇叶电池片与叶杆的结构示意图。
34.附图标记：
35.1、发电叶片；2、第一汇流条；3、第二汇流条；4、叶杆；5、旁路二极管；6、线缆；7、基准直线；8、胶套；9、遮盖条；10、低温焊锡膏；
36.11、前板；12、背板；13、光伏发电板；131、第一电池串；132、第二电池串；14、第一粘接胶；15、第一封装层；16、第二封装层；17、阻水散热膜；18、第三封装层；19、第二粘接胶；
37.21、第一汇流部；22、第二汇流部；
38.31、第三汇流部；32、第四汇流部；33、第五汇流部；
39.41、容置槽；42、穿线孔；43、绝缘片；44、中心线。
具体实施方式
40.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
42.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。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
44.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接。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实用新型中的具体含义。
45.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
47.为了可以装饰室内，还可以利用太阳能发电输出稳定的电流，扩大产品的使用场
景，本实施例提供一种叶片形太阳能电池，以下结合图1至图9对本实施例的具体内容进行详细描述。
48.如图1-图7所示，电池包括发电叶片1和叶杆4。发电叶片1从上到下设置有前板11、第一封装层15、光伏发电板13、第一汇流条2、第二汇流条3、第二封装层16、阻水散热膜17、第三封装层18和背板12。其中，前板11和背板12之间的边缘处周向涂设有第一粘接胶14；叶杆4的一端采用第二粘接胶19粘接在第三封装层18和背板12之间。
49.如图1所示，在本实施例中提到的叶片尾部位于发电叶片1上伸出叶杆4的一端；叶片头部为发电叶片1上与叶片尾部方向相反的一端；发电叶片1中部为发电叶片1上距离叶片尾部和叶片头部相同间距的位置处。
50.示例性地，背板12可以为以高性能聚氨酯皮革，或以pet(polyethylene terephthalate，俗称涤纶树脂)主要基底，两面分别涂覆粘结层、耐候膜的传统光伏用背板12，其中pet为绿色，厚度在0.17-0.35mm之间。耐候膜可为primer-al-pet-primer(底漆-铝-涤纶树脂-底漆)或pet-al-pe(涤纶树脂-铝-聚乙烯)，或al-pet(铝-涤纶树脂)，或pet-al-pe(涤纶树脂-铝-聚乙烯)等含铝复合膜。
51.第一粘接胶14为边缘密封丁基胶，同样采用绿色丁基胶，应用在蕉叶的边缘一圈。如图2所示，第一粘接胶14(凝固后的形态类似于密封圈)的外侧与背板12和前板11边缘相齐，一方面保证发电叶片1整体外边缘轮廓的平整和美观，另一方面提高第一粘接胶14(凝固后的形态类似于密封圈)、背板12和前板11围设形成的内部空间的密封性；第一粘接胶14的内侧与封装胶膜和电池距离0mm-5mm，边缘密封丁基胶宽度为5mm-20mm，厚度在0.5mm-1.5mm之间。可防止周围环境中的水汽从侧面侵入组件内部而侵蚀，从而保障组件的长期可靠性。
52.本实施例中第一封装层15、第二封装层16和第三封装层18采用的封装胶膜可为poe(polyolyaltha olfin，聚乙烯辛烯共弹性体),eva(乙烯－乙酸乙烯共聚物)和pvb(polyvinyl butyral,聚乙烯醇缩丁醛)中的一种或几种，厚度在0.1mm-0.2mm之间，充分体现薄的特点。
53.阻水散热膜17为primer-al-pet-primer(底漆-铝-涤纶树脂-底漆)结构，总体厚度在0.15mm-0.3mm之间,其中primer(底漆)厚度为20-50μm,al厚度为30-60μm之间，阻水散热膜17不仅具有极低的水汽透过性，可防止水汽从底面穿过侵入组件内部，而且具有良好的热传导性。可减少局部受热不均。
54.示例性地，前板11为透明高分子复合材料，中间层为pet，下层为底涂，保证与封装胶膜的粘结性，上层复合了性能优良的耐候膜，耐候膜可为聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯等。整体厚度在0.15-0.3mm之间。
55.进一步地，前板11、光伏发电板13和背板12均呈叶片形状，位于单扇叶的光伏发电板13包括第一电池串131和第二电池串132；第一电池串131串联的电池片由叶片头部向叶片中部排列，第二电池串132串联的电池片由叶片中部向叶片尾部排列；且第一电池串131的电池片与第二电池串132的电池片的电极方向相反。位于叶片中部的电池片与第一汇流条2连接。位于叶片头部的电池片和位于叶片尾部的电池片均与第二汇流条3连接。
56.示例性地，当第一汇流条2为正极汇流条，则第二汇流条3为负极汇流条；当第二汇流条3为正极汇流条，则第一汇流条2为负极汇流条。
57.简而言之，本实用新型所提供的叶片形太阳能电池，将光伏发电板13封装在由前板11和背板12之间形成的空间内，前板11、光伏发电板13和背板12均呈叶片形状，不仅可以装饰室内，还可以利用太阳能发电。其中两扇叶的光伏发电板13包括两串第一电池串131和两串第二电池串132，第一电池串131电池片由叶片头部向叶片中部串联排列，第二电池串132的电池片由叶片中部向叶片尾部串联排列，且第一电池串131的电池片与第二电池串132的电池片的电极方向相反，两串第一电池串131、两串第二电池串132和两种汇流条形成四并联电路结构，每串电池串之间互不影响，输出便于用户使用的稳定电流，扩大产品的使用场景。
58.示例性地，在本实施例中，前板11、光伏发电板13和背板12均呈香蕉叶形状。
59.具体地，第一汇流条2呈t形，包括垂直相连的第一汇流部21和第二汇流部22，位于叶片中部的电池片与第一汇流部21连接。第二汇流条3呈h形，包括第三汇流部31以及设置于第三汇流部31相对两端的第四汇流部32和第五汇流部33，位于叶片头部的电池片与第四汇流部32连接，位于叶片尾部的电池片与第五汇流部33连接。遮盖条9覆盖在第二汇流部22和部分第三汇流部31上。
60.进一步地，叶片形太阳能电池还包括叶杆4，叶杆4材质可以为陶瓷，水泥制品，也可为ppo，pc或pu等耐候性高分子材质或涂覆绝缘层的不锈钢或铝材。其特征为前端粗圆，尾部细平，叶杆4表面中间凹设有容置槽41。叶杆4总体长度超出发电叶片1长度200mm-800mm。第二汇流部22和第三汇流部31放置于容置槽41内，且第二汇流部22和第三汇流部31之间设置有绝缘片43。具体地，在第二汇流部22和第三汇流部31之间间隔设置有两片绝缘片43，避免第一汇流条2与第二汇流条3之间接触发生短路。
61.更进一步地，如图7所示，叶杆4开设有与容置槽41连通的穿线孔42，线缆6穿过穿线孔42与汇流条采用低温焊锡膏10焊接。具体地，线缆6外套设有胶套8，用于线缆6的绝缘。在本实施例中，采用低温焊锡膏10将线缆6的接线端与汇流条焊接，保证线缆6与汇流条稳定导通。
62.优选地，如图6所示，在第二汇流部22和第三汇流部31之间连接有旁路二极管5。在组件内部正负极汇流条之间，设置了片式旁路二极管5，二极管与4个电池串并联，任意一串出现问题都可以启动二极管旁路功能，防止热斑效应破坏组件。
63.本实施例提供了特有的电池排列结构，使用不同长宽的柔性衬底太阳能电池片，并与裁切可弯曲的柔性香蕉叶形状的高分子封装材料进行有机封装，从而打造了一款既具备观赏性，又兼具发电功能的太阳能香蕉叶。
64.进一步地，第一电池串131的电池片总数与第二电池串132的电池片总数相同，且每片电池片呈矩形结构，每片电池片的面积相同。
65.具体地，如图8和图9所示，本技术中电池片依据香蕉叶的外形可以包含5种以上规格，规格之间的区别主要是电池片长度和宽度不同，但所有规格电池片的面积均相同，光生电流一致，以便形成串联。
66.本技术不同规格电池片的排列根据香蕉叶边缘曲线而定，每种规格的电池片数量也由此而确定。具体地，位于单扇叶的光伏发电板13的电池片的总数为偶数。电池片长度按电池片所在位置处香蕉叶宽度决定，香蕉叶宽度较宽的部位，采用长度较长的电池片，在香蕉叶宽度较短的两端(叶片头部和叶片尾部)则相应采用长度较短的电池片。
67.示例性地，a,b,c,d,e,f,g,i八种长宽不同规格的电池片组成核心发电单元，a,b,c,d,e,f,g,电池片的长度逐渐增加，宽度依次减少。各种规格的电池片的数量分别为a规格2个，b规格1个，c规格1个，d规格2个，e规格1个，f规格2个，g规格3个，h规格4个，i规格8个，从叶片头部到叶片中部，香蕉叶宽度由窄变宽，电池片长度逐渐增加，在叶片中部，叶子宽度最宽且趋于平缓，采用长度最长的电池片，此后叶子宽度朝叶片尾部方向逐渐变窄，电池片长度也逐步变小。
68.本实施例中单个扇叶内，第一电池串131和第二电池串132的电池片电路连接的方向是双向的。如第1片到第n片为从正到负，则第n+1片到第2n片则是由负到正。以单扇叶24片电池片的实施例为例，第1片到第12片为第一电池串131，由正到负排列；第13片到第24片为第一电池串131，由负到正排列。
69.本实施例设置t型汇流条和h型汇流条，其主条(第二汇流部22和第三汇流部31)放置于叶杆4的容置槽41处，两翼垂直于主条分别在两串电池底面连接正负极，h型汇流条的翼侧两端(第四汇流部32和第五汇流部33)分别连接第1片电池片和第2n片电池片而形成太阳能香蕉叶的一电极；t型汇流条翼侧(第一汇流部21)连接中间的第n片和第n+1片电池片，形成太阳能香蕉叶的另一电极。
70.如图6至图9所示，在上面实施例单串中，h型汇流条的第四汇流部32与第24片电池片正极部相连，h型汇流条的第五汇流部33与第1片电池片的正极部相连，t型汇流条与第12和13片电池片的负极部相连接。整体形成4串并联的结构。h型正极汇流条和t型负极汇流条的主条放置于叶杆4的容置槽41处并保持2mm-8mm的间距，两者向前延伸到叶片尾部分别与线缆6的焊接端连接。旁路二极管5的正极与负极汇流条搭接，旁路二极管5的负极与正极汇流条搭接。
71.本技术的电池片等面积不等长宽的设计，不仅适用于柔性衬底cigs电池，碲化镉电池，砷化镓电池，也适用于钙钛矿电池、非晶硅等刚性电池。
72.进一步地，电池片远离叶杆4的一侧边与叶片外轮廓曲线随形，电池片靠近叶杆4的一侧边与基准直线7齐平。该基准直线7与叶杆4的外边缘平行，且两者的距离为2mm-10mm。优选地，基准直线7与叶杆4的中心线44之间的夹角b为0.1
°
～1
°
。以使电池片远离叶杆4的侧边形成多个阶梯形状，总体走势与香蕉叶边缘曲线一致，达到外形协调同时增加电池片发电面积，提高香蕉叶发电量的目的，整体上形成香蕉叶的轮廓形状。
73.示例性地，基准直线7与叶杆4的中心线44之间的夹角b可以为但不限于0.1
°
、0.2
°
、0.3
°
、0.4
°
、0.5
°
、0.6
°
、0.7
°
、0.8
°
、0.9
°
或1
°
等。
74.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。