CN114335219A - 一种bipv智能芯片光伏组件及其封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的一种BIPV智能芯片光伏组件及其封装工艺，它包括BIPV组件、前板钢化玻璃、智能芯片盒和背板钢化玻璃，所述BIPV组件包括多串电池串，每串电池串由若干片太阳能电池片串联而成，左部相邻的两串电池串之间设有一个智能芯片盒，右部相邻的两串电池串之间也设有一个智能芯片盒；所述智能芯片盒内设有智能芯片，所述智能芯片的左端设有汇流条延伸出智能芯片盒连接其相邻的太阳能电池片，所述智能芯片的右端设有汇流条延伸出智能芯片盒连接其相邻的太阳能电池片。本发明内封装智能芯片，芯片与两列电池片串接在一起，实现子串级晶硅电池片功率优化，增加电能的输出，增强组件的可靠性，实现了晶硅智能光伏组件BIPV化，可安装在各建筑立面上。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏组件的技术领域，尤其涉及一种BIPV智能芯片光伏组件及其封装工艺。
背景技术
常规的晶硅光伏组件安装在各立面上或不同角度立面上，由于各组件表面接收到的辐射量不均，导致***发电量下降。
光伏组件由一定规格及数量的太阳能电池片串并联组合封装在一起构成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，然后我们把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个防逆流二极管然后输出。常规的光伏组件是使用带旁路二极管的接线盒进行连接，缺点是一旦出现遮挡或电池本身缺陷导致热斑时，旁路二极管启动，该二极管对应的电池串被短路，组件输出功率至少下降1/3，同时***易产生电流电压失配、热斑、遮荫、灰尘遮挡等问题，导致整个***发电量下降。
随着技术的进步，未来光伏电站发展必然是朝着智能化的方向发展，电站智能化则必须要先实现组件的智能化，目前较常见的智能光伏组件为带智能接线盒的光伏组件，通过在普通组件后胶接智能接线盒，在电池片子串级实现MPPT，降低LCOE，但由于是电器件级的智能优化，可靠性取决于电器元器件的寿命，并且裸露在大气环境中，可靠性差；同时元器件损耗大、导致组件效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种BIPV智能芯片光伏组件及其封装工艺，进一步提升了单晶硅基片品质并改善表面结构，提升异质结太阳电池光电转换效率。
本发明的目的是这样实现的：
一种BIPV智能芯片光伏组件，它包括BIPV组件、前板钢化玻璃、智能芯片盒和背板钢化玻璃，所述BIPV组件包括多串电池串，每串电池串由若干片太阳能电池片串联而成，左部相邻的两串电池串之间设有一个智能芯片盒，右部相邻的两串电池串之间也设有一个智能芯片盒；所述智能芯片盒内设有智能芯片，所述智能芯片的左端设有汇流条延伸出智能芯片盒连接其相邻的太阳能电池片，所述智能芯片的右端设有汇流条延伸出智能芯片盒连接其相邻的太阳能电池片。
进一步地，所述BIPV组件的电池串阵列的正面通过胶膜设置连接前板钢化玻璃，背面通过胶膜设置连接背板钢化玻璃。
进一步地，所述智能芯片连接通讯模块，对每块组件进行实时监测。
一种BIPV智能芯片光伏组件的封装工艺，包括以下内容：
步骤一、电池检测；
步骤二、正面焊接、检验；
步骤三、背面串接、检验；
步骤四、敷设；
太阳能电池片的背面串接好且经过检验合格后，将含电池片及芯片的组件串、前板钢化玻璃和切割好的胶膜、背板钢化玻璃按照一定的层次敷设好，准备层压；
步骤五、层压；
将敷设好的电池组件放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使胶膜熔化将电池片、前板钢化玻璃和背板钢化玻璃粘接在一起，最后冷却取出组件；
步骤六、去毛边；
步骤七、装边框；
给玻璃组件装铝边框；
步骤八、焊接接线；
在组件背面引线处焊接一个智能芯片盒，以利于电池与其他设备或电池间的连接；
步骤九、组件测试、外观检验；
步骤十、包装入库。
进一步地，步骤四中的敷设层次为由下向上：前板钢化玻璃、EVA胶膜、太阳能电池片及智能芯片、EVA胶膜、背板钢化玻璃。
进一步地，步骤八中智能芯片盒内设置智能芯片，智能芯片的左右两端连接汇流条。
进一步地，步骤八和步骤九之间还包括高压测试步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种BIPV智能芯片光伏组件，内封装有智能芯片，芯片与两列电池片串接在一起，实现子串级晶硅电池片功率优化，克服了常规晶硅光伏组件安装在各立面上或不同角度立面上，由于各组件表面接收到的辐射量不均，导致***发电量下降；即增加电能的输出，增强组件的可靠性；同时封装玻璃采用双玻钢化玻璃，实现了晶硅智能光伏组件BIPV化，可以安装在各建筑立面上，不占用屋顶、美观，发电量较常规光伏组件高，可作为分布式光伏电站的一种形式。
本发明采用集成电路技术，将集成电路芯片嵌入在组件板上技术，实现2-4组分散式MPPT功能，提高了在电流电压失配、热斑、遮荫、灰尘遮挡、不同角度的太阳光照射等情况下组件的发电量；彻底解决热斑效应，提高组件使用寿命及可靠性；组件无需分档，极大提高组件工厂工作效率，降低人力及空间成本；减少电池档位，降低机器、包装及人力成本；解决电池衰减不一导致组件间电流失配对发电量的影响；在25年使用寿命内，在逐年衰减的情况下最大限度的提升组件发电量；在有阴影及异物、沙尘、不同角度的太阳光照射等条件下确保组件的最大功率输出且不影响整个光伏***发电效率；作为BIPV构建安装在房屋各个立面等不同角度的面上，保证了光伏电站的发电量，可作为分布式光伏电站的一种形式；实现光伏电站直至每个发电单元内部的监控，大幅提升运维水平与效率，实现全方位智能电站、智能电网、智能局域网。
附图说明
图1为本发明的BIPV智能芯片光伏组件的结构示意图。
图2为本发明的智能芯片盒的结构示意图。
图3为本发明的智能芯片与太阳能电池片连接的剖面示意图。
其中：
BIPV组件1、前板钢化玻璃2、太阳能电池片3、智能芯片盒4、智能芯片5、胶膜6、背板钢化玻璃7、汇流条8。
具体实施方式
实施例1：
参见图1-3，本发明涉及的一种BIPV智能芯片光伏组件，它包括BIPV组件1、前板钢化玻璃2、智能芯片盒4和背板钢化玻璃7，所述BIPV组件1包括4串电池串，每串电池串由10片太阳能电池片3串联而成，即共40片太阳能电池片3，左部相邻的两串电池串之间设有一个智能芯片盒4，右部相邻的两串电池串之间也设有一个智能芯片盒4。
所述BIPV组件1的电池串阵列的正面通过胶膜6设置连接前板钢化玻璃2，背面通过胶膜6设置连接背板钢化玻璃7，所述胶膜6为POE胶膜或EVA胶膜。
所述智能芯片盒4内设有智能芯片5，所述智能芯片5的左端设有汇流条8延伸出智能芯片盒4连接其相邻的太阳能电池片3，所述智能芯片5的右端设有汇流条8延伸出智能芯片盒4连接其相邻的太阳能电池片3。
所述智能芯片5连接通讯模块，对每块组件进行实时监测。
本发明涉及的一种BIPV智能芯片光伏组件的封装工艺，包括以下几个步骤：
步骤一、电池检测；
电池测试：根据通过测试太阳能电池片的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类，以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。
步骤二、正面焊接、检验；
将汇流带焊接到太阳能电池片的正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带；
步骤三、背面串接、检验；
背面焊接是将40片太阳能电池片串接在一起形成一个组件串，将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上；同时将芯片（共四极）的两极风别串焊在一组电池串（20片电池片）上，另一极与相邻芯片焊接，最后一极焊接输出端子；最后整个组件由芯片处引出正负两个端子或接插件；
步骤四、敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）；
太阳能电池片的背面串接好且经过检验合格后，将组件串（含电池片及芯片）、前板钢化玻璃和切割好的EVA胶膜、背板钢化玻璃按照一定的层次敷设好（敷设层次：由下向上：前板钢化玻璃、EVA胶膜、太阳能电池片及智能芯片、EVA胶膜、背板钢化玻璃），准备层压；
前板钢化玻璃上先涂一层试剂以增加玻璃和EVA的粘接强度，敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池片间的距离，为层压打好基础；
步骤五、层压；
将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA胶膜熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起，最后冷却取出组件；层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定，我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟，固化温度为150℃；
步骤六、去毛边（去边、清洗）；
层压时EVA胶膜熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除；
步骤七、装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）；
给玻璃组件装铝边框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命，铝边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充；各边框间用角键连接；
步骤八、焊接接线；
在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接；
步骤九、高压测试；
高压测试是指在组件铝边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏；
步骤十、组件测试、外观检验；
组件测试的目的是对光伏组件的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定其质量等级；
步骤十一、包装入库。
工作原理：
两个芯片控制四串电池，假设组件总功率240W，每串电池80W，第一串一个电池被遮挡，芯片开始进行调节该串的输出电流电压，确保了该串的输出电流与另外两串保持一致，对应串的输出电压则降低了使得该组件的输出功率为22.5*8=204W。同理，若是普通组件，那么在一电池片被遮挡时，二极管导通，组件功率输出只有160W，那么智能组件输出功率相对提升的程度为：（204-160）/160=27.5%。
同时在增加通讯模块后，可对每块组件进行实时监测，通过一套成熟的数据通讯、监控报警***，将组件的实时发电情况反映在电站、办公室、手机等终端。其可安装在建筑物的各个立面及不同角度的屋顶上，作为建筑物的构件，这样一来在受到不同太阳辐射下，组件的发电量降低微少，即提高了发电量。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (7)
1.一种BIPV智能芯片光伏组件，其特征在于：它包括BIPV组件、前板钢化玻璃、智能芯片盒和背板钢化玻璃，所述BIPV组件包括多串电池串，每串电池串由若干片太阳能电池片串联而成，左部相邻的两串电池串之间设有一个智能芯片盒，右部相邻的两串电池串之间也设有一个智能芯片盒；所述智能芯片盒内设有智能芯片，所述智能芯片的左端设有汇流条延伸出智能芯片盒连接其相邻的太阳能电池片，所述智能芯片的右端设有汇流条延伸出智能芯片盒连接其相邻的太阳能电池片。
2.根据权利要求1所述的一种BIPV智能芯片光伏组件，其特征在于：所述BIPV组件的电池串阵列的正面通过胶膜设置连接前板钢化玻璃，背面通过胶膜设置连接背板钢化玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种BIPV智能芯片光伏组件，其特征在于：所述智能芯片连接通讯模块，对每块组件进行实时监测。
4.一种制备权利要求1所述的BIPV智能芯片光伏组件的封装工艺，其特征在于，包括以下内容：
步骤一、电池检测；
步骤二、正面焊接、检验；
步骤三、背面串接、检验；
步骤四、敷设；
太阳能电池片的背面串接好且经过检验合格后，将含电池片及芯片的组件串、前板钢化玻璃和切割好的胶膜、背板钢化玻璃按照一定的层次敷设好，准备层压；
步骤五、层压；
将敷设好的电池组件放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使胶膜熔化将电池片、前板钢化玻璃和背板钢化玻璃粘接在一起，最后冷却取出组件；
步骤六、去毛边；
步骤七、装边框；
给玻璃组件装铝边框；
步骤八、焊接接线；
在组件背面引线处焊接一个智能芯片盒，以利于电池与其他设备或电池间的连接；
步骤九、组件测试、外观检验；
步骤十、包装入库。
5.根据权利要求4所述的一种BIPV智能芯片光伏组件的封装工艺，其特征在于：步骤四中的敷设层次为由下向上：前板钢化玻璃、EVA胶膜、太阳能电池片及智能芯片、EVA胶膜、背板钢化玻璃。
6.根据权利要求4所述的一种BIPV智能芯片光伏组件的封装工艺，其特征在于：步骤八中智能芯片盒内设置智能芯片，智能芯片的左右两端连接汇流条。
7.根据权利要求4所述的一种BIPV智能芯片光伏组件的封装工艺，其特征在于：步骤八和步骤九之间还包括高压测试步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 188, Huachang Road, yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: JIANGSU AKCOME ENERGY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Applicant after: Zhejiang Aikang New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: No. 188, Huachang Road, yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: JIANGSU AKCOME ENERGY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Applicant before: JIANGYIN AKCOME SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. |