太阳能电池片及光伏组件
技术领域
本实用新型涉及光伏领域,尤其涉及一种太阳能电池片及具有该太阳能电池片的光伏组件。
背景技术
常规的光伏组件,其通过层压机将背板、第一封装胶膜、相互连接的若干太阳能电池片、第二封装胶膜和透明盖板层压至一体,再加装铝框、接线盒,最后通过硅胶密封后形成光伏组件。
其中,相邻的太阳能电池片之间通过互联条进行连接,互联条将一片太阳能电池片的正面与相邻太阳能电池片的背面相连,从而实现太阳能电池片的正负极串联。太阳能电池片在焊接及层压过程中易产生隐裂,目前为减少隐裂现象,相邻两片太阳能电池片之间留有2mm~4mm的片间距,互联条通过该间距完成相邻太阳能电池片的正负极上下连接;但光伏组件中多处片间距造成组件面积大幅增加,不仅增加了材料成本,且大大降低了组件的光电转换效率,不利于组件单瓦成本的降低。
因此,有必要提供一种改进的太阳能电池片及具有该太阳能电池片的光伏组件以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池片及具有该太阳能电池片的光伏组件。
为实现上述实用新型目的,本实用新型提供了一种太阳能电池片,其表面设有若干主栅,所述太阳能电池片的边缘设有若干与所述主栅相对应的贯通槽,所述贯通槽贯通所述太阳能电池片的正面和背面。
作为本实用新型的进一步改进,所述贯通槽位于所述主栅的延伸方向上,且所述贯通槽的宽度不小于所述主栅的宽度。
作为本实用新型的进一步改进,所述主栅延伸方向的两端均具有所述贯通槽。
作为本实用新型的进一步改进,所述若干主栅包括位于太阳能电池片正面的正面主栅和/或位于太阳能电池片背面的背面主栅,所述贯通槽贯通太阳能电池片的正面和背面。
作为本实用新型的进一步改进,所述背面主栅位于所述正面主栅在所述背面的投影内,或所述正面主栅在所述背面的投影与所述背面主栅所在直线相交叉。
作为本实用新型的进一步改进,所述贯通槽的槽壁上具有绝缘结构,所述绝缘结构使得所述正面主栅与太阳能电池片的负极绝缘,或所述绝缘结构使得所述背面主栅与太阳能电池片的正极绝缘。
作为本实用新型的进一步改进,所述太阳能电池片呈长方形,其设有长边缘和短边缘,所述贯通槽位于所述长边缘。
为实现上述实用新型目的,本实用新型还提供一种光伏组件,包括相邻设置的两个太阳能电池片及连接所述两个太阳能电池片的互联条,至少一个所述太阳能电池片的表面设有若干主栅,所述太阳能电池片的边缘设有若干与所述主栅相对应的贯通槽,所述贯通槽贯通所述太阳能电池片的正面和背面。
作为本实用新型的进一步改进,所述太阳能电池片具有相互平行且与所述互联条的延伸方向垂直的两个边缘,所述贯通槽形成于至少一个所述边缘上,所述互联条从一个太阳能电池片的正面经由所述贯通槽延伸至相邻太阳能电池片的背面。
作为本实用新型的进一步改进,至少一个所述边缘上设有与所有所述主栅一一对应的所述贯通槽。
作为本实用新型的进一步改进,所述贯通槽沿所述主栅的宽度方向的宽度不小于所述互联条的宽度。
作为本实用新型的进一步改进,所述贯通槽沿所述主栅延伸方向的深度不小于所述互联条的厚度。
作为本实用新型的进一步改进,所述两个太阳能电池片之间无片间距,或所述两个太阳能电池片之间的片间距小于所述互联条的厚度。
作为本实用新型的进一步改进,所述贯通槽贯通所述太阳能电池片的正面和背面,且贯通槽的槽口背向所述主栅设置,所述贯通槽的深度不小于 2mm。
作为本实用新型的进一步改进,所述若干主栅包括位于太阳能电池片正面的正面主栅和/或位于电池片背面的背面主栅,所述贯通槽贯通太阳能电池片的正面和背面。
作为本实用新型的进一步改进,所述贯通槽的槽口背向所述主栅设置,且所述贯通槽具有V型槽壁,所述贯通槽的槽口宽度宽于槽底的宽度。
本实用新型的有益效果是:本实用新型通过在所述太阳能电池片的边缘开设贯通槽,可以减少太阳能电池片在焊接及层压过程中的隐裂现象,并且当所述太阳能电池片通过互联条串联成电池串时,所述贯通槽用以容纳至少部分串联相邻的太阳能电池片的互联条,从而相邻的太阳能电池片之间预留很小的片间距或无须设置片间距即可实现串联。
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施方式中整片式太阳能电池片的正面的示意图;
图2是图1所示整片式太阳能电池片的背面的示意图;
图3是图1所示整片式太阳能电池片通过互联条串联后的示意图;
图4是图3的立体示意图;
图5是本实用新型另一较佳实施方式中整片式太阳能电池片的正面的示意图;
图6是图5所示整片式太阳能电池片的背面的示意图;
图7是本实用新型一较佳实施方式中长方形状太阳能电池片的正面的示意图;
图8是图7所示长方形状太阳能电池片的背面的示意图;
图9是图7所示长方形状太阳能电池片通过互联条串联后的示意图;
图10是本实用新型另一较佳实施例中贯通槽结构示意图,仅示意部分太阳能电池片。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施例对本实用新型进行详细描述。但这些实施例并不限制本实用新型,本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
如图1~图10所示为本实用新型较佳实施例的太阳能电池片100,所述太阳能电池片100的表面设有若干主栅(1、2),且所述太阳能电池片100的边缘设有若干与所述主栅(1、2)相对应的贯通槽3。本领域技术人员可以理解的是,上述提及的“若干主栅”可以为太阳能电池片100表面的部分主栅或全部主栅。
通过在所述太阳能电池片100的边缘开设贯通槽3,可以减少太阳能电池片 100在焊接及层压过程中的隐裂现象;并且当所述太阳能电池片100通过互联条 4串联成电池串时,所述贯通槽3用以容纳至少部分串联相邻的太阳能电池片 100的互联条4,从而相邻的太阳能电池片100之间预留很小的片间距或无须设置片间距即可实现串联。
本实用新型所提及的“所述太阳能电池片100的边缘设有若干与所述主栅 (1、2)相对应的贯通槽3”,可以理解为至少一个边缘上具有与所述主栅(1、 2)相对应的贯通槽3,优选地,与所述主栅延伸方向垂直的每一边缘上的所述贯通槽3与所述主栅(1、2)一一对应,且所述贯通槽3位于所主栅(1、2) 沿其延伸方向的一端。例如以下两种情况:如图1所示,所述主栅(1、2)沿其延伸方向的一端的边缘上设有与所述主栅(1、2)一一对应的所述贯通槽3;或如图5所示,所述主栅(1、2)沿其延伸方向的两端的两个边缘上均设有与所述主栅(1、2)一一对应的所述贯通槽3。在能够减少隐裂现象的基础上,当所述主栅(1、2)的两端均设有所述贯通槽3时,该太阳能电池片100既可以与设置所述贯通槽3的太阳能电池片100串联,还可以与常规的未设置贯通槽3 的太阳能电池片100交替地进行串联,也能达成缩小片间距或无需设置片间距的效果。
所述贯通槽3位于所述主栅(1、2)延伸方向的一端或两端,所述贯通槽3 的宽度不小于所述主栅(1、2)的宽度,便于互联条4的连接。并且,所述贯通槽3的形状不限,只要兼顾互联条4的宽度和厚度便于互联条4穿过即可。例如:所述贯通槽3可以为2mm*2mm的方形,兼顾了常规的互联条4的宽度和厚度。
所述太阳能电池片100具有相互平行且与所述主栅(1、2)的延伸方向垂直的两个边缘,所述贯通槽3形成于至少一个所述边缘上,每一所述贯通槽3 位于所述主栅(1、2)延伸方向的一端,所述贯通槽3的槽口背向所述主栅(1、 2)设置。一方面太阳能电池片100的制作工艺简单,另一方面,如此设置可以方便互联条4穿过所述贯通槽3,使得相邻太阳能电池片100的连接工艺简单,仍然可以通过现有的串焊机焊接。
所述若干主栅(1、2)包括分别位于所述太阳能电池片100正面的正面主栅1和/或位于所述太阳能电池片100背面的背面主栅2。如图1~图9所示,所述背面主栅2位于所述正面主栅1在所述背面的投影内;也可以理解为,所述正面主栅1所在直线与所述背面主栅2所在直线平行,且所述正面主栅1与所述背面主栅2所在平面与所述太阳能电池片100相垂直;此时所述贯通槽3同时位于所述正面主栅1和所述背面主栅2的一端,使得互联条4的连接更为方便。当然,所述正面主栅1在所述背面的投影也可以与所述背面主栅2所在直线呈交叉式设置,例如两者相互垂直;可以使得相邻太阳能电池片100在不同方向上实现焊接,从而合理布局汇流条等其他连接结构。
所述贯通槽3贯通所述太阳能电池片100的正面和背面,即所述贯通槽3 的一端位于所述正面,另一端位于所述背面,当采用互联条4等连接件穿过所述贯通槽3时,该连接件的一端位于所述正面,另一端位于所述背面。例如,该贯通槽3为沿所述太阳能电池片100的厚度方向贯通所述太阳能电池片100 的直通槽,制备工艺简单;当然该贯通槽3也可以为任意弯曲路径的弯曲槽。
具体地,所述互联条4的一端与其中一个太阳能电池片100的正面主栅1 连接,另一端与相邻太阳能电池片100的负面主栅连接,中间部分的部分结构收容于所述贯通槽3内,从而只需在相邻的太阳能之间预留较小的片间距;或所述互联条4的中间部分全部位于所述贯通槽3内,无须在相邻的太阳能电池片100之间预留片间距;从而能够提高由所述太阳能电池片100形成的光伏组件的有效面积。
另外,所述贯通槽3的槽壁上具有绝缘结构(未图示),所述绝缘结构使得所述正面主栅1与太阳能电池片100的负极绝缘,或所述绝缘结构使得所述背面主栅2与太阳能电池片100的正极绝缘;因此在所述互联条4穿过所述贯通槽3时,不会连通该太阳能电池片100的正极和负极从而形成短路。该绝缘结构可以为:所述贯通槽3形成后,再在所述贯通槽3的槽壁上采用绝缘材料等形成绝缘层;该绝缘结构也可以为:先形成贯通槽3后,再在硅片上制备光伏器件,从而在制备光伏器件过程中形成的避免正极和负极连通的绝缘层。
本实用新型上述任意一种太阳能电池片100既可以如图1~图6所示为整片式太阳能电池片100,也可以如图7~图9所示为长方形状太阳能电池片100,以减少热斑和隐裂,减少发电量损失。长方形状的所述太阳能电池片100通常由整片式太阳能电池片100切割形成,长方形状的所述太阳能电池片100设有长边缘和短边缘,所述贯通槽3位于所述长边缘上。
本实用新型还提供一种太阳能电池片100的制备方法,包括如下步骤:在硅片的边缘制备若干贯通槽3;在硅片的表面制备若干主栅(1、2);其中,所述导3与所述主栅(1、2)相对应。
具体可以为在硅片上制备贯通所述硅片正面与背面的贯通槽3;在硅片上制备PN节、正面主栅1、背面主栅2;其中,所述贯通槽3位于至少部分所述正面主栅1的至少一端和/或至少部分背面主栅2的至少一端。PN节、正面主栅1、背面主栅2的制备工艺采用传统太阳能电池片100的制备工艺,于此不再赘述。而所述贯通槽3的制备,具体通过激光切割技术在硅片的预定位置处切割形成所述贯通槽3。
上述方法中的步骤不分先后,可以先在硅片边缘正面主栅1或背面主栅2 的一端预先设计贯通槽3,例如采用激光切割技术切除约2*2mm贯通槽3切口;然后采用传统的太阳能电池片100制作工艺制作出PN节、正面主栅1、背面主栅2,从而形成本实用新型的太阳能电池片100。这种工序,对PN节损伤的可能性较小,其制作完成后,所述贯通槽3内具有绝缘结构,可以不用另行制备绝缘结构。
当然,也可以先在硅片上制备PN节、正面主栅1、背面主栅2;再在硅片边缘处正面主栅1和/或背面主栅2的一端制备所述贯通槽3。这种工序中,贯通槽3的槽壁为硅片的断面,需要另外采用绝缘材料等设置绝缘结构。
长方形状太阳能电池片100的制备方法为:所述主栅(1、2)延伸方向的两端均具有所述贯通槽3,沿垂直于所述主栅(1、2)的方向切割硅片,形成所述主栅(1、2)一端具有所述贯通槽3的长方形状的太阳能电池片100。
具体地,通过上述方法制备如图5所示的太阳能电池片100,所述正面主栅1的两端均具有所述贯通槽3,采用激光切割工艺沿垂直于所述正面主栅1的方向切割硅片,形成如图7所示的所述正面主栅1一端具有所述贯通槽3的长方形状的太阳能电池片100;和/或如图6所示,所述背面主栅2的两端均具有所述贯通槽3,采用激光切割工艺沿垂直于所述背面主栅2的方向切割硅片,形成如图8所示的所述背面主栅2的一端具有所述贯通槽3的长方形状的太阳能电池片100。
进一步地,上述制备方法还包括如下步骤:在所述主栅(1、2)一端具有所述贯通槽3的长方形状的太阳能电池片100上,于所述主栅(1、2)未设置所述贯通槽3的另一端制备所述贯通槽3,形成所述主栅(1、2)延伸方向的两端均具有所述贯通槽3的长方形状的太阳能电池片100。具体为:在所述长方形状的太阳能电池片100上,于所述正面主栅1和/或背面主栅2未设置所述贯通槽 3的另一端制备所述贯通槽3;从而形成所述正面主栅1和/或所述背面主栅2的两端均具有所述贯通槽3的长方形状的太阳能电池片100。
如上任意一种制备方法中,在形成PN节后再形成所述贯通槽3的方法中,还包括在贯通槽壁上采用绝缘材料等形成绝缘结构的步骤。
本实用新型还提供一种光伏组件,包括相邻设置的两个太阳能电池片及连接所述两个太阳能电池片的互联条4,至少一个所述太阳能电池片为上述任意一种太阳能电池片100,其边缘设有若干与所述主栅(1、2)相对应的所述贯通槽3。所述主栅(1、2)包括位于电池片正面的正面主栅1及位于电池片背面的背面主栅2;正面主栅1和背面主栅2的设置方式及其能够达成的效果参上述描述。
采用具有贯通槽3的太阳能电池片100不但可以减少光伏组件在层压及焊接工艺中的隐裂现象,而且在互联条4串联正面主栅1和背面主栅2时,还可以容纳至少部分互联条4,为减少部分相邻的太阳能电池片100之间的片间距、提高光伏组件的有效发光面积和光电转换效率提供了可能。
整体来看,若干太阳能电池片通过互联条串联形成电池串,电池串再通过汇流条串联或并联;因此本实用新型的光伏组件中,至少部分所述太阳能电池片为上述任意一种太阳能电池片100,也即:部分太阳能电池片为上述任意一种太阳能电池片100,另部分为传统的不具备所述贯通槽3的太阳能电池片100,能够在一定程度上降低隐裂风险、提高光伏组件的有效发光面积和光电转换效率;或者,全部太阳能电池片为上述任意一种太阳能电池片100。并且,具有贯通槽 3的太阳能电池片100的数量在所有的太阳能电池片的占比越大,则光伏组件的隐裂风险越低、有效发光面积越大,光电转换效率越高。
以下将对具有贯通槽3的太阳能电池片100的具体结构、其与互联条4的连接方式进行详细描述。所述太阳能电池片100具有相互平行且与所述互联条4 的延伸方向垂直的两个边缘,所述贯通槽3形成于至少一个所述边缘上,所述互联条4从一个太阳能电池片100的正面经由所述贯通槽3延伸至相邻太阳能电池片100的背面;互联条4的第一端与其中一个太阳能电池片100的正面主栅1连接,第二端与相邻的太阳能电池片100的背面主栅2连接,实现串联。
至少部分所述互联条4容纳于所述贯通槽3内,一方面降低了太阳能电池片 100边缘的隐裂风险,另一方面相邻的太阳能电池片100之间预留很小的片间距或无须设置片间距即可实现串联,可以提高光伏组件的有效发光面积和光电转换效率。
当上述至少一个所述边缘上设有若干与所有所述主栅(1、2)一一对应的所述贯通槽3时,该边缘与相邻太阳能电池片100之间的距离一致,可以为很小的片间距或无片间距。
所述贯通槽3为上述任意一种贯通槽3,其形状和大小不限,具体可以参考但不限于如下设计方式:
如图10所示,所述贯通槽3的槽口背向所述主栅(1、2)设置,且所述贯通槽3具有V型槽壁,所述贯通槽3靠近边缘处的槽口宽度宽于靠近所述主栅 (1、2)的槽底的宽度,便于供互联条4穿过。
所述贯通槽3的槽口背向所述主栅(1、2)设置,所述贯通槽3的沿所述主栅(1、2)延伸方向的深度不小于2mm,大于现有的相邻两个太阳能电池片之间的间隙的宽度,该贯通槽3容纳至少部分互联条4后,相邻两个太阳能电池片100之间即使有间隙,也比现有的间隙宽度小。
优选地,所述贯通槽3沿所述主栅(1、2)的宽度方向的宽度不小于所述互联条4的宽度,便于互联条4穿过,且不会使所述互联条4被挤压;当所述贯通槽3的形状为不规则形状时,所述贯通槽3的宽度指的是其沿所述主栅(1、 2)的宽度方向的最小的宽度值。所述贯通槽3沿所述主栅(1、2)的延伸方向的深度不小于所述互联条4的厚度;则所述互联条4可以完全收容于所述贯通槽3内,而无须在两个太阳能电池片100之间预留片间距,相邻所述太阳能电池片100之间无片间距。
本领域技术人员可以理解的是,本实用新型的“相邻所述太阳能电池片100 之间无片间距”并非指绝对地无间距,是允许有所述太阳能电池片100串联时所不可避免的、或操作误差范围内允许的缝隙。
该光伏组件中,相邻所述太阳能电池片100之间的片间距小于所述互联条4 的厚度,或相邻所述太阳能电池片100之间无片间距,使得光伏组件的外观颜色一致性好更美观;且光伏组件面积可以缩小1.5%~3%,相应光伏组件的材料成本同步降低约1.5%~3%;同时还能够提高光伏组件的有效发光面积和光电转换效率,大约可将光电转换效率提高0.3%~0.5%,满足国家领跑者要求及客户对高效光伏组件的要求。高效率光伏组件可降低组件单瓦成本,从而降低光伏发电***的度电成本。
另外,所述光伏组件还包括串联或并联上述电池串的汇流条、背板、第一封装胶膜、第二封装胶膜、透明盖板、铝框、接线盒以及密封硅胶等,这些结构与太阳能电池片之间的位置关系及其连接方式均采用本领域常用技术手段,可参考下述光伏组件的制备方法,于此不再赘述。
上述光伏组件的制备方法为:互联条4穿过上述任意一种太阳能电池片100 的贯通槽3,所述互联条4的第一端、第二端分别位于该太阳能电池片100的正面、背面;所述第一端与该太阳能电池片100的正面主栅1连接,所述第二端与相邻的太阳能电池片100的背面主栅2连接;或所述第一端与该太阳能电池片100的背面主栅2连接,所述第二端与相邻的太阳能电池片100的正面主栅1 连接;完成相邻所述太阳能电池片100的串联形成电池串。
所述光伏组件的制备方法还包括:通过汇流条将上述电池串串联或并联后,通过层压机将背板、第一封装胶膜、串联或并联后的电池串、第二封装胶膜和透明盖板层压至一体;再加装铝框、接线盒,最后通过硅胶密封后形成光伏组件。其中,层压工艺、加装铝框和接线盒、硅胶密封均采用现有的技术,于此不再赘述。
综上所述,本实用新型的太阳能电池片100,通过在边缘设置贯通槽3 可以减少在焊接及层压过程中的隐裂现象,且在通过互联条3串联相邻两个太阳能电池片100时,所述贯通槽3用以容纳至少部分串联相邻的太阳能电池片100的正负极的互联条4,从而相邻的太阳能电池片100之间预留很小的片间距或无须设置片间距即可实现串联。
另外,由该太阳能电池片100构成的光伏组件,相邻所述太阳能电池片 100之间的片间距小于所述互联条4的厚度,或相邻所述太阳能电池片100 之间无片间距,使得光伏组件的外观颜色一致性好更美观;且光伏组件面积缩小,相应的材料成本同步降低;同时还能够提高光伏组件的有效发光面积和光电转换效率,满足国家领跑者要求及客户对高效光伏组件的要求。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明,它们并非用以限制本实用新型的保护范围,凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。