CN106784096A - 一种内置二极管光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种内置二极管光伏组件，通过玻璃层、电池片层及背板层依次叠合经层压制备而成，其中，所述电池片层通过多组电池片单元组依次串联而成，所述电池片单元组成阵列形式排列，每组所述电池片单元组通过多片光伏电池片依次串联而成，每组电池片单元组内的光伏电池片以阵列的形式排列；每组所述电池片单元组内的每列光伏电池片均具有一个电流输入端和一个电流输出端，每组所述电池片单元组内的相邻两列光伏电池片的电流输入端和电流输出端间连接一单元组内旁路二极管。本发明提供了一种内置二极管光伏组件，二极管内置，因此不仅极大的节省线盒用料，同时缩小了线盒的体积，美观，方便运输，而且生产及材料成本低。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏组件技术领域，尤其涉及一种高度集成化，减小太阳能组件和接线盒的体积，降低生产成本的一种内置二极管光伏组件。
背景技术
太阳能发电可持续、无污染，作为一种绿色能源，日益受到重视。单体太阳电池不能直接做电源使用，用作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电***中的核心部分，也是太阳能发电***中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。如何提升光伏组件的效率、功率，降低生产成本已然成为发展光伏产业的重大课题。而高效组件一直是光伏晶硅组件研发方向，光伏晶硅组件输出功率与入射至电池片表面的光强有关，提高光的利用可有效提高组件的输出功率。
现有技术的光伏组件使用的接线盒，无论分体还是单体接线盒，二极管都是放置在接线盒内的。这样的结构导致接线盒体积大，用料多，浪费成本。而且由于二极管在接线盒内，也不利于散热。目前虽然已经出现了二极管不在线盒内的光伏组件结构，但其结构还是存在缺陷。
为了解决上述问题，中国专利CN102751358A公开了一种内置二极管太阳能组件，包括透光性的玻璃基板、由太阳能电池片组成的太阳能电池片阵列和背板，所述的太阳能电池片阵列通过树脂材料密封在玻璃基板和背板之间，所述的每列相邻太阳能电池片之间通过引线电连接，其特征在于：所述的每列太阳能电池片相串联，每列太阳能电池片的输出端之间连接有贴片式二极管。改发明专利公开的技术方案采用贴片式二极管，虽然实现了二极管内置与光伏组件内部，但是当二极管损坏需要更换时需要打开整个背板或玻璃板来进行更换，容易损坏组件，更换难度较大。
因此，中国专利CN106026905A公开了一种内置二极管的光伏组件，包括前玻璃板、太阳能电池片阵列、背板和设置在背板上的线盒，太阳能电池片阵列包括若干串联连接的太阳能电池串，其特征在于，需要旁路的两串电池串间连接有二极管；所述二极管的正负极上分别预先焊接好一段汇流条，且其中一极需要引出与线盒连接的则预先焊接更长一些的汇流条；组件叠层时，将预先焊接好了汇流条的二极管按极性连接在需要旁路的两串电池串间；预先焊接了更长一些汇流条的一端，则将长出的这部分汇流条折起引出组件外，用于和线盒正/负极进行连接；在二极管对应位置的背板处设置一开孔；所述二极管上折起后引出的汇流条从开孔处导出；所述线盒设置在开孔上，用于封住开孔。该发明专利通过预先焊接在二极管正负极上的汇流条，直接将二极管内置在组件内；同时通过将二极管一端的汇流条折起引出，并在背板或背玻璃上开设开孔的方式将二极管的一端与线盒相连，而且线盒的位置刚刚可以将开孔覆盖。这样后续如果发生二极管损坏，只需将线盒拆掉，挖开硅胶和EVA，就可以更换二极管，更换后再装线盒即可。但是，该发明专利公开的技术方案光伏组件输出功率损失较严重。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高度集成化，减小太阳能组件和接线盒的体积，降低生产成本的一种内置二极管光伏组件。
本发明提供的一种内置二极管光伏组件，通过玻璃层、电池片层及背板层依次叠合经层压制备而成，其中，所述电池片层通过多组电池片单元组依次串联而成，所述电池片单元组成阵列形式排列，每组所述电池片单元组通过多片光伏电池片依次串联而成，每组电池片单元组内的光伏电池片以阵列的形式排列；每组所述电池片单元组内的每列光伏电池片均具有一个电流输入端和一个电流输出端，每组所述电池片单元组内的相邻两列光伏电池片的电流输入端和电流输出端间连接一单元组内旁路二极管，所述单元组内旁路二极管的负极与一列所述光伏电池片的电流输入端连接，正极与相邻列的所述光伏电池片的电流输出端连接；所述玻璃层与所述电池片层之间，除所述单元组内旁路二极管处通过EVA胶膜粘结，所述电池片层与所述背板层之间，除所述单元组内旁路二极管处通过EVA胶膜粘结，所述单元组内旁路二极管未粘结于所述EVA胶膜内，所述背板层上对应所述单元组内旁路二极管处开设检修孔；所述玻璃层面对所述电池片层的一面粘贴有反光膜层，所述背板层面对所述电池片层的一面，在所述电池片间隙处粘贴有所述反光膜层。
在一些实施方式中，相邻两组所述电池片单元组之间连接一单元组间旁路二极管，所述单元组间旁路二极管的负极与一组所述电池片单元组内最外侧一列的所述光伏电池片的电流输入端连接，正极与相邻组所述电池片单元组内相邻侧最外侧一列的所述光伏电池片的电流输出端连接。
在一些实施方式中，所述单元组间旁路二极管未粘结于所述EVA胶膜内，所述背板层上对应所述单元组间旁路二极管处开设检修孔。
在一些实施方式中，所述电池片层具有一个总电流输入端和一总电流输出端，所述总电流输入端和总电流输出端之间连接一光伏组件旁路二极管，所述光伏组件旁路二极管的正极与所述总电流输出端连接，所述光伏组件旁路二极管的负极与所述总电流输入端连接。
在一些实施方式中，所述光伏组件旁路二极管未粘结于所述EVA胶膜内，所述背板层上对应所述光伏组件旁路二极管处开设检修孔。
在一些实施方式中，所述总电流输入端及总电流输出端分别连接至接线盒，所述接线盒位于所述背板层背面，且对应所述光伏组件旁路二极管的检修孔处，所述单元组内旁路二极管及所述单元组间旁路二极管的检修孔处通过检修盖覆盖。
在一些实施方式中，每个所述单元组内旁路二极管、所述单元组间旁路二极管及所述光伏组件旁路二极管两侧均分别垫设一绝缘树脂垫块，所述绝缘树脂垫块分别位于所述电池片层与所述玻璃层之间，及所述电池片层与所述背板层之间，所述绝缘树脂垫块与所述EVA胶膜衔接。
在一些实施方式中，所述反光膜层一面布满角锥槽，所述角锥槽的成整列式排布。
在一些实施方式中，所述玻璃层与所述所述电池片层之间的反光膜层中，及所述电池片层与所述背板层之间的反光膜层中，具有角锥槽的一面朝向所述电池片层。
在一些实施方式中，所述玻璃层外表面镀有减反射膜层。
本发明提供的一种内置二极管光伏组件与现有技术相比，其优点在于：
一、本发明提供的一种内置二极管光伏组件，由于二极管内置，线盒中不需要预留放置二极管的位置，因此不仅极大的节省线盒用料，同时缩小了线盒的体积，美观，方便运输，而且生产及材料成本低。
二、本发明提供的一种内置二极管光伏组件，通过将光伏电池片分组，并在每组内相邻两列件连接二极管，同时在相邻两组间连接二极管，并在总输入输出端之间连接二极管，使光伏电池具有最小的输出功率损失。
三、本发明提供的一种内置二极管光伏组件，各二极管未粘结于所述EVA胶膜内，且背板层在各二极管处设置检修口，在二极管损坏时，方便直接更换二极管。
四、本发明提供的一种内置二极管光伏组件，在检修时，掀开背板层上的检修盖，取出绝缘垫块，即可更换对应的二极管，方便快捷，无需切割并挖出EVA胶膜。
五、本发明提供的一种内置二极管光伏组件，电池片层两侧贴覆有反光膜层，提高了阳光在电池片层的留存率，继而提高了能源转换率。
附图说明
图1示意性地显示了本发明披露的一种内置二极管光伏组件的剖视图；
图2示意性地显示了根据本发明一种实施方式提供的一种内置二极管光伏组件中光伏电池片及二极管的排布示意图；
图3示意性地显示了根据本发明一种实施方式提供的一种内置二极管光伏组件的背面结构示意图；
图4示意性地显示了根据本发明一种实施方式提供的一种内置二极管光伏组件中单元组内旁路二极管52的连接结构示意图；
图5示意性地显示了本发明披露的一种内置二极管光伏组件中反光膜的结构示意图；
图6示意性地显示了图5所示的反光膜的主视图；
图7示意性地显示了本发明披露的一种内置二极管光伏组件中电池片层与两侧反光膜的剖视图的部分放大示意图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1至图7示意性地显示了根据本发明一种实施方式披露的一种内置二极管光伏组件。
如图1所示，本发明披露的一种内置二极管光伏组件通过玻璃层1、电池片层5及背板层4依次叠合经层压制备而成。
作为优选的，如图1和图2所示，在本发明此实施方式中，电池片层5通过多组电池片单元组51依次串联而成，且电池片单元组51成阵列形式排列，作为进一步优选的，在本发明此实施方式中，每组电池片单元组51通过多片光伏电池片501依次串联而成，且每组电池片单元组51内的光伏电池片501以阵列的形式排列，在本发明此实施方式中，为了方便理解，以电池片层5包括八组电池片单元组51，每组电池片单元组51内包括六片光伏电池片501为例加以说明，当然，并不局限于上述数量的电池片单元组51及光伏电池片501，在本发明此实施方式中，每组电池片单元组51中的六片光伏电池片501排成两列，且八组电池片单元组51排成四列；作为本发明中的一个发明点，在本发明此实施方式中，每组电池片单元组51内的每列光伏电池片501均具有一个电流输入端和一个电流输出端，每组电池片单元组51内的相邻两列光伏电池片501的电流输入端和电流输出端间连接一二极管，该二极管为单元组内旁路二极管52，其中，单元组内旁路二极管52的负极与一列光伏电池片501的电流输入端连接，正极与相邻列的光伏电池片501的电流输出端连接，即如图2所示，在本发明此实施方式中，每组电池片单元组51中的六片光伏电池片501依次串联，因而，两列光伏电池片501间存在一组内断口502，单元组内旁路二极管52连接于两列光伏电池片501的组内断口502处，且其负极与一列光伏电池片501的电流输入端连接，正极与另一列的光伏电池片501的电流输出端连接。
作为优选的，如图2所示，在本发明此实施方式中，相邻两组电池片单元组51之间也连接有一二极管，该二极管为单元组间旁路二极管53，如图2所示，单元组间旁路二极管53的负极与一组电池片单元组51内最外侧一列的光伏电池片501的电流输入端连接，正极与相邻组电池片单元组51内相邻侧最外侧一列的光伏电池片501的电流输出端连接；即如图2所示，在本发明此实施方式中，相邻两组电池片单元组51之间依次串联，因此，相邻两组电池片单元组51间也必然存在一组间断口503，单元组间旁路二极管53连接于两组电池片单元组51的组间断口503处，且其负极与组间断口503处一组电池片单元组51内最外侧一列的光伏电池片501的电流输入端连接，正极与相邻组电池片单元组51内相邻侧最外侧一列的光伏电池片501的电流输出端连接。
作为优选的，如图2所示，在本发明此实施方式中，电池片层5具有一个总电流输入端和一总电流输出端，总电流输入端和总电流输出端之间连接一光伏组件旁路二极管50，光伏组件旁路二极管50的正极与总电流输出端连接，光伏组件旁路二极管50的负极与总电流输入端连接。
作为进一步优选的，如图1至图3所示，在本发明此实施方式中，玻璃层1与电池片层5之间，除单元组内旁路二极管52、单元组间旁路二极管53及光伏组件旁路二极管50处，其他部位通过EVA胶膜2粘结，电池片层5与背板层4之间，除单元组内旁路二极管52、单元组间旁路二极管53及光伏组件旁路二极管50处，其他部位通过EVA胶膜2粘结，即在本发明此实施方式中，单元组内旁路二极管52、单元组间旁路二极管53及光伏组件旁路二极管50未粘结于EVA胶膜2内，留有与单元组内旁路二极管52、单元组间旁路二极管53及光伏组件旁路二极管50同等大小的检修腔。另外如图3所示，在本发明此实施方式中，背板层4上对应单元组内旁路二极管52、单元组间旁路二极管53及光伏组件旁路二极管50处开设检修孔41，如图3所示，总电流输入端及总电流输出端分别连接至接线盒6，接线盒6位于背板层4背面，且对应光伏组件旁路二极管50的检修孔41处，单元组内旁路二极管52及单元组间旁路二极管53的检修孔41处通过检修盖411覆盖。
作为更进一步优选的，如图1至图4所示，在本发明此实施方式中，每个单元组内旁路二极管52、单元组间旁路二极管53及光伏组件旁路二极管50两侧均分别垫设一绝缘树脂垫块54，绝缘树脂垫块54分别位于电池片层5与玻璃层1之间，及电池片层5与背板层4之间，绝缘树脂垫块54与检修腔大小相同，因此绝缘树脂垫块54与EVA胶膜2衔接，在检修时，掀开背板层4上的检修盖411，取出绝缘垫块54，即可更换对应的二极管，方便快捷，无需切割并挖出EVA胶膜。
作为优选的，如图5至图7所示，本发明披露的一种内置二极管光伏组件，玻璃层1面对电池片层5的一面，即玻璃层1下表面粘贴有反光膜层3，在本发明此实施方式中，反光膜层3一面布满角锥槽，且角锥槽的成整列式排布。即如图5至图7所示，在本发明此实施方式中，反光膜层3位于电池片层5与上方EVA胶膜2之间，反光膜层3一面布满角锥槽，即反光膜层3一侧表面设有若干金字塔结构，因此，每个角锥槽均具有一个高反凹槽31，在本发明此实施方式中，角锥槽成阵列式均匀排布，且上述高反凹槽31的槽底尖部朝向玻璃层1一侧。此结构中，电池片层5上表面均贴覆有反光膜，其电池片层上表面的反光膜与玻璃层下表面的深压花高反结构的作用一致，有助于从电池片层向玻璃层反射的光线再次反射回电池片层5，从而使射入组件内的阳光更多的存在于电池片层5。
作为优选的，如图5至图7所示，在本发明此实施方式中，背板层4面对电池片层5的一面，在光伏电池片501间隙处粘贴有反光膜层3，如图所示，反光膜层3位于电池片层5与下方EVA胶膜2之间，反光膜层3一面布满角锥槽，即反光膜层3一侧表面设有若干金字塔结构，因此，每个角锥槽均具有一个高反凹槽31，在本发明此实施方式中，角锥槽成阵列式均匀排布，且上述高反凹槽31的槽底尖部朝向背板层4一侧。此结构中，电池片层5下表面的反光膜的作用是减少穿过电池片层5的光线，使欲射出电池片层的光线通过反光膜层3再次反射回电池片层，从而使射入组件内的阳光更多的存在于电池片层5。
作为更优选的，如图1所示，在本发明此实施方式中，玻璃层1外表面镀有减反射膜层12，减反射膜层12使绝大部分的阳光穿过玻璃层1，有效防止玻璃层1上表面的反射。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种内置二极管光伏组件，通过玻璃层(1)、电池片层(5)及背板层(4)依次叠合经层压制备而成，其特征在于，所述电池片层(5)通过多组电池片单元组(51)依次串联而成，所述电池片单元组(51)成阵列形式排列，每组所述电池片单元组(51)通过多片光伏电池片(501)依次串联而成，每组电池片单元组(51)内的光伏电池片(501)以阵列的形式排列；每组所述电池片单元组(51)内的每列光伏电池片(501)均具有一个电流输入端和一个电流输出端，每组所述电池片单元组(51)内的相邻两列光伏电池片(501)的电流输入端和电流输出端间连接一单元组内旁路二极管(52)，所述单元组内旁路二极管(52)的负极与一列所述光伏电池片(501)的电流输入端连接，正极与相邻列的所述光伏电池片(501)的电流输出端连接；所述玻璃层(1)与所述电池片层(5)之间，除所述单元组内旁路二极管(52)处通过EVA胶膜(2)粘结，所述电池片层(5)与所述背板层(4)之间，除所述单元组内旁路二极管(52)处通过EVA胶膜(2)粘结，所述单元组内旁路二极管(52)未粘结于所述EVA胶膜(2)内，所述背板层(4)上对应所述单元组内旁路二极管(52)处开设检修孔(41)；所述玻璃层(1)面对所述电池片层(5)的一面粘贴有反光膜层(3)，所述背板层(4)面对所述电池片层(5)的一面，在所述电池片(51)间隙处粘贴有所述反光膜层(3)。
2.根据权利要求1所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，相邻两组所述电池片单元组(51)之间连接一单元组间旁路二极管(53)，所述单元组间旁路二极管(53)的负极与一组所述电池片单元组(51)内最外侧一列的所述光伏电池片(501)的电流输入端连接，正极与相邻组所述电池片单元组(51)内相邻侧最外侧一列的所述光伏电池片(501)的电流输出端连接。
3.根据权利要求2所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，所述单元组间旁路二极管(53)未粘结于所述EVA胶膜(2)内，所述背板层(4)上对应所述单元组间旁路二极管(53)处开设检修孔(41)。
4.根据权利要求3所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，所述电池片层(5)具有一个总电流输入端和一总电流输出端，所述总电流输入端和总电流输出端之间连接一光伏组件旁路二极管(50)，所述光伏组件旁路二极管(50)的正极与所述总电流输出端连接，所述光伏组件旁路二极管(50)的负极与所述总电流输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，所述光伏组件旁路二极管(50)未粘结于所述EVA胶膜(2)内，所述背板层(4)上对应所述光伏组件旁路二极管(50)处开设检修孔(41)。
6.根据权利要求5所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，所述总电流输入端及总电流输出端分别连接至接线盒(6)，所述接线盒(6)位于所述背板层(4)背面，且对应所述光伏组件旁路二极管(50)的检修孔(41)处，所述单元组内旁路二极管(52)及所述单元组间旁路二极管(53)的检修孔(41)处通过检修盖(411)覆盖。
7.根据权利要求5所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，每个所述单元组内旁路二极管(52)、所述单元组间旁路二极管(53)及所述光伏组件旁路二极管(50)两侧均分别垫设一绝缘树脂垫块(54)，所述绝缘树脂垫块(54)分别位于所述电池片层(5)与所述玻璃层(1)之间，及所述电池片层(5)与所述背板层(4)之间，所述绝缘树脂垫块(54)与所述EVA胶膜(2)衔接。
8.根据权利要求1所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，所述反光膜层(3)一面布满角锥槽，所述角锥槽的成整列式排布。
9.根据权利要求8所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，所述玻璃层(1)与所述所述电池片层(5)之间的反光膜层(3)中，及所述电池片层(5)与所述背板层(4)之间的反光膜层(3)中，具有角锥槽的一面朝向所述电池片层(5)。
10.根据权利要求1所述的一种内置二极管光伏组件，其特征在于，所述玻璃层(1)外表面镀有减反射膜层(12)。
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