CN221352773U - 一种光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件，包括多个正负交错排列的串联电池串组，电池串组包括多个并联电池串，电池串包括多个串联电池片，每相邻两个电池串组的第一端设有接线盒，接线盒的正负线缆与电池串组的正负极连接导通，第二端通过第一汇流条连接导通，所述接线盒内设有第一旁路二极管；所述电池片的宽度相同或不同；第一端和第二端之间设有1个或多个第一旁路二极管，第一旁路二极管设于两端之间的任意位置。本实用新型提高了组串功率，节省了组件面积，同时提高了组件功率，抗阴影遮挡能力强，具有更好的发电效率。

Description

一种光伏组件

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种光伏组件。

背景技术

晶体硅光伏电池片是组成光伏组件的最小发电单元，每张电池片有特定的电压和电流，电池片的电压主要由电池片的硅片材料类型和金属化工艺类型决定，电流主要由电池片的尺寸决定。常规的电池片的正反面分别设置有金属化电极，主要用来汇总光生电子并传导出去，根据金属化工艺的不同，有的正负电极分别设置在电池的正反两面，有的正负电极同时设置在背面，金属化正负电极的另一个核心功能是可以在其上焊接互联材料把相邻的电池片串联起来形成电池串。

在搭建光伏电站时，需要把若干光伏组件串联起来，形成更大的功率再接入逆变器的直流输入侧，逆变器的直流侧电压一般是固定的，有1500V、1100V等，这两种高电压的逆变器一般用于大型集中式地面站或者大型工商业分布式电站；对于1500V的逆变器，留有足够电压余量后。对于基于182系列的组件，其直流侧一般可以接入28片组件串联接入，形成一个组串；每个组串功率等于所有串联组件的功率之和。具体组串功率如下表所示：

从上表可以看出，对于同一种类型电池片的组件，无论其尺寸数量怎么变化，其组串功率都是固定的，比如同样基于182*182电池的组件，12*6*2和13*6*2这两个电路版型，组件功率后者相对较大，但是其组串功率却是一样的。而210系列的电池片其组串功率却大很多。原因是单个电池片的面积越大，一个组件内需要的电池片数量就越少，而组件电压是单个电池片电压的累加之和，所以其组件电压就越少；根据公式：组串功率＝单个组件功率*(逆变器直流侧电压-裕量电压)/组件电压，可知，其组串功率也会越大。

由上面计算分析可以见，常规版型的光伏组件要进一步增加组件功率已经不可能，除非增加组件尺寸或增加串联电池数量，但是这种方式并不会增加组串功率。

所以如何能同时增加单个组件对应的组串功率，又增加单个组件的功率，或者增加单个组件功率的同时不降低组串功率，是目前行业内亟需解决的问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供能够大幅提高单回路组件功率、同时提高组串功率的一种光伏组件。

技术方案：为了实现上述实用新型目的，本实用新型的一种光伏组件，包括多个正负交错排列的串联电池串组，所述电池串组包括多个并联电池串，所述电池串包括多个串联电池片，每相邻两个所述电池串组的第一端设有接线盒，所述接线盒的正负线缆与电池串组的正负极连接导通，所述接线盒内设有第一旁路二极管，第二端通过第一汇流条连接导通，所述电池片的宽度相同或不同。

进一步地，所述第一端和所述第二端之间设有1个或多个第二旁路二极管，所述第二旁路二极管设于两端之间的任意位置。

进一步地，所述第二旁路二极管的反向耐压为30-60V，所述第一旁路二极管的反向耐压为80-120V。

进一步地，所述第二旁路二极管设于光伏组件内或设于光伏组件外。

进一步地，所述第二旁路二极管设于接线盒内。

进一步地，所述第二旁路二极管通过第二汇流条与光伏组件连接。

进一步地，所述第二汇流条为表面镀锡的铜扁带，所述铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，镀锡层的厚度为10-20um。

进一步地，所述电池片为多分切电池片。

进一步地，每相邻两个电池片之间的间距为-1.5-1.5mm。

更进一步地，所述第一汇流条为生产常用汇流条。

更进一步地，相并联的电池串的宽度可以是相同的，比如都是182的宽度；也可以是不相同的，比如前三串的宽度为90mm，第四串的宽度为91mm或其他尺寸，但是，电池串的长度数量以及电池片的宽度和间距需要与其他电池串保持相同。这样可以充分利用并联电路的特性，实现电压相同、电流相加的效果，并且可以根据组件玻璃尺寸灵活设计组件功率。

更进一步地，所述第一旁路二极管和所述第二旁路二极管可以是常规的肖特基二极管，也可以其他具有类似旁路保护功能的半导体器件。

更进一步地，所述电池片可以是常规的具有双面对称电极结构的电池，也可以是单面设置电池的背接触电池。

TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)——氧化层钝化接触。正面与常规N型太阳能电池或N-PERT太阳能电池没有本质区别，电池核心技术是背面钝化接触。电池背面由一层超薄氧化硅(1～2nm)与一层磷掺杂的微晶非晶混合Si薄膜组成，二者共同形成钝化接触结构。该结构可以阻挡少子空穴复合，提升电池开路电压及短路电流。超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，超薄氧化硅和重掺杂硅薄膜良好的钝化效果使得硅片表面能带产生弯曲，从而形成场钝化效果，电子隧穿的几率大幅增加，接触电阻下降，提升了电池的开路电压和短路电流，从而提升电池转化效率。

HJT(Heterojunction with Intrinsic Thin-film)——本征薄膜异质结电池。具备对称双面电池结构，中间为N型晶体硅。正面依次沉积本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜，从而形成P-N结。背面则依次沉积本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜，以形成背表面场。在电池两侧沉积透明导电薄膜(TCO)进行导电，最后采用丝网印刷技术形成双面电极。得益于N型硅衬底以及非晶硅对基底表面缺陷的双重钝化作用，从而提升电池转化效率。

有益效果：本实用新型采用多组电池串先并联再串联的单回路电路结构，在单回路的电路上设置多个旁路保护二极管，并且，该旁路保护二极管的位置，也可以灵活调节，每个旁路保护二极管可以对与其组成回路的电池串部分进行局部的旁路保护；提高了光伏组件的安全性能，增加光伏组件的应用场景，更加便携化。

相比常规上下并联镜像对称的光伏组件、接线盒都设置在组件中央的电路结构，本实用新型制造的光伏组件，组件功率可以达到800W以上，节省了组件面积，同时提高了组串功率，抗阴影遮挡能力更强，具有更好的发电效率。

本实用新型两串并联的电池串，电池串宽度也可以不同，但是电池串长度一致，也就是串联电池片的数量一样，确保电池串的长度和电压相同，方便制造的同时，又增强了灵活性。

附图说明

图1是实施例1的光伏组件结构图；

图2是实施例2的光伏组件结构图；

图3是实施例3的光伏组件结构图；

图4是实施例4的光伏组件结构图；

图5是实施例5的光伏组件结构图；

图6是实施例6的光伏组件结构图；

图7是实施例7的光伏组件结构图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的光伏组件包括两个正负交错排列的串联电池串组1，每个电池串组1包括三个并联电池串，每个电池串包括32片串联电池片2，该电池片2为尺寸210*210的三分切电池片2，即每片电池片2的尺寸为70*210。每相邻两个电池片2之间的间距为-1.5-1.5mm。电池片2长度、数量和宽度相同。

相邻两个电池串组1的第一端设有接线盒3，电池串组1的正负极分别与接线盒3的正负线缆连接导通；第二端通过第一汇流条4直接连接导通；接线盒3内设有第一旁路二极管5，对于接线盒3内部的第一旁路二极管5，其两边的反向耐压是整个组件回路的对外电压即Voc，这个电压将达到50-70伏，所以接线盒3内的第一旁路二极管5选用高反向耐压的二极管，比如80V或100V，优选的用100V以上反向耐压的；本实施例该第一旁路二极管5选用具有100V的反向耐压旁路二极管。

从光伏组件第一端开始位于第8片电极片的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用30V的耐压旁路二极管；在位于第16片电极片的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用不低于45V的耐压旁路二极管。

本实施例第二旁路二极管6内嵌于光伏组件内，第二旁路二极管6的正负极分别连接在第二汇流条7，第二汇流条7分别直接焊接在左右两边的并联电池串的背面；第二汇流条7为表面镀锡的铜扁带，铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，表面镀锡层的厚度为10-20um，镀锡层是为了方便其与电池片2背面的互联导电材料焊接，也方便其与第二旁路二极管6的正负极焊接。第二旁路二极管6也可以通过接线盒3连接在光伏组件外。

该组件功率可达730W；组串功率可达22KW。

实施例2

如图2所示，本实施例的光伏组件包括两个正负交错排列的串联电池串组1，每个电池串组1包括四个并联电池串，每个电池串包括32片串联电池片2，该电池片2为尺寸210*182的三分切电池片2，即每片电池片2的尺寸为70*182。每相邻两个电池片2之间的间距为-1.5-1.5mm。电池片2长度和数量相同、宽度可以不同或相同。

相邻两个电池串组1的第一端设有接线盒3，电池串组1的正负极分别与接线盒3的正负线缆连接导通；第二端通过第一汇流条4直接连接导通；接线盒3内设有第一旁路二极管5，对于接线盒3内部的第一旁路二极管5，其两边的反向耐压是整个组件回路的对外电压即Voc，这个电压将达到50-70伏，所以接线盒3内的第一旁路二极管5要选用高反向耐压的二极管，比如80V或100V，优选的用100V以上反向耐压的；本实施例该第一旁路二极管5选用具有100V的反向耐压旁路二极管。

从光伏组件第一端开始位于第10片电池片2的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用30V的耐压旁路二极管。

本实施例第二旁路二极管6内嵌于光伏组件内，第二旁路二极管6的正负极分别连接在第二汇流条7，第二汇流条7分别直接焊接在左右两边的并联电池串的背面；第二汇流条7为表面镀锡的铜扁带，铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，表面镀锡层的厚度为10-20um，镀锡层是为了方便其与电池片2背面的互联导电材料焊接，也方便其与第二旁路二极管6的正负极焊接。第二旁路二极管6也可以通过接线盒3连接在光伏组件外。

该组件功率可达850W；组串功率可达26KW。

实施例3

如图3所示，本实施例的光伏组件包括两个正负交错排列的串联电池串组1，每个电池串组1包括四个并联电池串，每个电池串包括37片串联电池片2，该电池片2为尺寸192*182的三分切电池片2，即每片电池片2的尺寸为64*182。每相邻两个电池片2之间的间距为-1.5-1.5mm。电池片2长度和数量相同、宽度可以不同或相同。

相邻两个电池串组1的第一端设有接线盒3，电池串组1的正负极分别与接线盒3的正负线缆连接导通；第二端通过第一汇流条4直接连接导通；接线盒3内设有第一旁路二极管5，对于接线盒3内部的第一旁路二极管5，其两边的反向耐压是整个组件回路的对外电压即Voc，这个电压将达到50-70伏，所以接线盒3内的第一旁路二极管5要选用高反向耐压的二极管，比如80V或100V，优选的用100V以上反向耐压的；本实施例该第一旁路二极管5选用具有100V的反向耐压旁路二极管。

从光伏组件第一端开始位于第8片电池片2的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用30V的耐压旁路二极管；在位于第16片电池片2的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用不低于45V的耐压旁路二极管。

本实施例第二旁路二极管6内嵌于光伏组件内，第二旁路二极管6的正负极分别连接在第二汇流条7，第二汇流条7分别直接焊接在左右两边的并联电池串的背面；第二汇流条7为表面镀锡的铜扁带，铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，表面镀锡层的厚度为10-20um，镀锡层是为了方便其与电池片2背面的互联导电材料焊接，也方便其与第二旁路二极管6的正负极焊接。第二旁路二极管6也可以通过接线盒3连接在光伏组件外。

该组件功率可达850W；组串功率可达25KW。

实施例4

如图4所示，本实施例的光伏组件包括两个正负交错排列的串联电池串组1，每个电池串组1包括四个并联电池串，每个电池串包括37片串联电池片2，该电池片2为尺寸192*182的三分切电池片2，即每片电池片2的尺寸为64*182。每相邻两个电池片2之间的间距为-1.5-1.5mm。电池片2长度和数量相同、宽度可以不同或相同。

相邻两个电池串组1的第一端设有接线盒3，电池串组1的正负极分别与接线盒3的正负线缆连接导通；第二端通过第一汇流条4直接连接导通；接线盒3内设有第一旁路二极管5，对于接线盒3内部的第一旁路二极管5，其两边的反向耐压是整个组件回路的对外电压即Voc，这个电压将达到50-70伏，所以接线盒3内的第一旁路二极管5要选用高反向耐压的二极管，比如80V或100V，优选的用100V以上反向耐压的；本实施例该第一旁路二极管5选用具有100V的反向耐压旁路二极管。

从光伏组件第一端开始位于第6片电池片2的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用30V的耐压旁路二极管。

本实施例第二旁路二极管6内嵌于光伏组件内，第二旁路二极管6的正负极分别连接在第二汇流条7，第二汇流条7分别直接焊接在左右两边的并联电池串的背面；第二汇流条7为表面镀锡的铜扁带，铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，表面镀锡层的厚度为10-20um，镀锡层是为了方便其与电池片2背面的互联导电材料焊接，也方便其与第二旁路二极管6的正负极焊接。第二旁路二极管6也可以通过接线盒3连接在光伏组件外。

该组件功率可达850W；组串功率可达26KW。

实施例5

如图5所示，本实施例的光伏组件包括两个正负交错排列的串联电池串组1，每个电池串组1包括四个并联电池串，每个电池串包括37片串联电池片2，该电池片2为尺寸183.75*182的三分切电池片2，即每片电池片2的尺寸为61.25*182。每相邻两个电池片2之间的间距为-1.5-1.5mm。电池片2长度和数量相同、宽度可以不同或相同。

相邻两个电池串组1的第一端设有接线盒3，电池串组1的正负极分别与接线盒3的正负线缆连接导通；第二端通过第一汇流条4直接连接导通；接线盒3内设有第一旁路二极管5，对于接线盒3内部的第一旁路二极管5，其两边的反向耐压是整个组件回路的对外电压即Voc，这个电压将达到50-70伏，所以接线盒3内的第一旁路二极管5要选用高反向耐压的二极管，比如80V或100V，优选的用100V以上反向耐压的；本实施例该第一旁路二极管5选用具有100V的反向耐压旁路二极管。

从光伏组件第一端开始位于第8片电池片2的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用30V的耐压旁路二极管。

本实施例第二旁路二极管6内嵌于光伏组件内，第二旁路二极管6的正负极分别连接在第二汇流条7，第二汇流条7分别直接焊接在左右两边的并联电池串的背面；第二汇流条7为表面镀锡的铜扁带，铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，表面镀锡层的厚度为10-20um，镀锡层是为了方便其与电池片2背面的互联导电材料焊接，也方便其与第二旁路二极管6的正负极焊接。第二旁路二极管6也可以通过接线盒3连接在光伏组件外。

该组件功率可达850W；组串功率可达25KW。

实施例6

如图6所示，本实施例的光伏组件包括两个正负交错排列的串联电池串组1，每个电池串组1包括四个并联电池串，每个电池串包括37片串联电池片2，该电池片2为尺寸183.75*182的三分切电池片2，即每片电池片2的尺寸为61.25*182，再将三分切电池片2在182尺寸方向上等切，电池片2尺寸变为61.25*91。每相邻两个电池片2之间的间距为-1.5-1.5mm。

将37片尺寸为61.25*182的电池片2串联成串，先将三组这样的电池串并联成一个大串，再将尺寸为61.25*91的电池片2按照相同数量和相同片间距串联成串，然后将这个电池串与前面的三串一起并联成一个电池串组1，这四个电池串长度一致，也就是串联电池片2的数量一样，确保电池串的长度和电压相同，方便制造的同时，又增强了灵活性；因为并联的电池串对外电压是一样的，而总电流是各电池串的电流之和；这就允许灵活调节组件的宽度尺寸。然后将两个这样的电池串组1左右正负颠倒排布，使第四串宽度不同的电池串位于组件的两个外端。需要说明的是，左右串联组成回路的电池串组1的结构组成要一样，如果左边电池串组1采用了不规则电池串，右边电池串组1也要采用相同的不规则电池串，以确保整体电流的一致。

将两个电池串组1的第二端直接正负连接起来使其导通，第一端设置一个接线盒3，即单分体接线盒3，电池串的正负极分别与接线盒3上的正负线缆连接导通，接线盒3中设置第一旁路二极管5，对于接线盒3内部的第一旁路二极管5，其两边的反向耐压是整个组件回路的对外电压即Voc，这个电压将达到50-70伏，所以接线盒3内的第一旁路二极管5选用高反向耐压的二极管，比如80V或100V，优选的用100V以上反向耐压的；本实施例该第一旁路二极管5选用具有100V的反向耐压旁路二极管。

从光伏组件第一端开始位于第8片电池片2的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用30V的耐压旁路二极管。

本实施例第二旁路二极管6内嵌于光伏组件内，第二旁路二极管6的正负极分别连接在第二汇流条7，第二汇流条7分别直接焊接在左右两边的并联电池串的背面；第二汇流条7为表面镀锡的铜扁带，铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，表面镀锡层的厚度为10-20um，镀锡层是为了方便其与电池片2背面的互联导电材料焊接，也方便其与第二旁路二极管6的正负极焊接。第二旁路二极管6也可以通过接线盒3连接在光伏组件外。

该组件功率可达850W；组串功率可达20KW。

实施例7

如图7所示，本实施例的光伏组件包括四个正负交错排列的串联电池串组1，每个电池串组1包括两个并联电池串，每个电池串包括24片串联电池片2，该电池片2为尺寸210*182或192*182或182*182的一分切电池片2，即每片电池片2的尺寸为105*182或96*182或91*182。每相邻两个电池片2之间的间距为-1.5-1.5mm。电池片2长度、数量和宽度相同，电池串宽度也可以不同。

相邻两个电池串组1的第一端设有接线盒3，共设有两个接线盒，即二分体接线盒，每个接线盒3的正负线缆分别与电池串组1的正负极连接导通；第二端通过第一汇流条4直接连接导通；接线盒3内设有第一旁路二极管5，对于接线盒3内部的第一旁路二极管5，本实施例该第一旁路二极管5为反向耐压为30V或45V或60V的反向耐压二极管。

从光伏组件第一端开始位于第11片电池片2的相邻两个电池串组1的位置处设有一个局部保护的第二旁路二极管6，共设有两个第二旁路二极管6，该二极管反向耐压选用30V或45V的耐压旁路二极管；

本实施例第二旁路二极管6内嵌于光伏组件内，第二旁路二极管6的正负极分别连接在第二汇流条7，第二汇流条7分别直接焊接在左右两边的并联电池串的背面；第二汇流条7为表面镀锡的铜扁带，铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，表面镀锡层的厚度为10-20um，镀锡层是为了方便其与电池片2背面的互联导电材料焊接，也方便其与第二旁路二极管6的正负极焊接。第二旁路二极管6也可以通过接线盒3连接在光伏组件外。

该组件功率可达850W；组串功率可达15-20KW。

从上表可以看出，本实用新型光伏组件，提高了组件功率，功率大幅提高到800W以上，降低了组件生产成本；同时采用了多分切的电池片2先串联再并联的方式，有效的降低了组件整体的开路电压Voc，可以不降低组件的组串功率，尤其是对于三分切的电池片2的电池串，如果采用四串并联的电路结构，在保证电压不变的情况下，还可以大幅提高组串功率。组串功率越大，直流侧接入的组串数量就越少，可以节省直流侧的线缆成本，以及人工的电气安装成本，包括逆变器的采购成本等。降低电站端的人工安装成本、支架线缆成本以及逆变器的采购成本，不仅适合于大型工商业电站，对于大型地面电站也是更好的选择。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种光伏组件，其特征在于，包括多个正负交错排列的串联电池串组，所述电池串组包括多个并联电池串，所述电池串包括多个串联电池片，每相邻两个所述电池串组的第一端设有接线盒，所述接线盒的正负线缆与电池串组的正负极连接导通，第二端通过第一汇流条连接导通，所述接线盒内设有第一旁路二极管；所述电池片的宽度相同或不同。

2.根据权利要求1所述的一种光伏组件，其特征在于，所述第一端和所述第二端之间设有1个或多个第二旁路二极管，所述第二旁路二极管设于两端之间的任意位置。

3.根据权利要求2所述的一种光伏组件，其特征在于，所述第二旁路二极管的反向耐压为30-60V，所述第一旁路二极管的反向耐压为80-120V。

4.根据权利要求3所述的一种光伏组件，其特征在于，所述第二旁路二极管设于光伏组件内或设于光伏组件外。

5.根据权利要求4所述的一种光伏组件，其特征在于，所述第二旁路二极管设于接线盒内。

6.根据权利要求5所述的一种光伏组件，其特征在于，所述第二旁路二极管通过第二汇流条与光伏组件连接。

7.根据权利要求6所述的一种光伏组件，其特征在于，所述第二汇流条为表面镀锡的铜扁带，所述铜扁带的厚度为0.08-1.2mm，镀锡层的厚度为10-20um。

8.根据权利要求1所述的一种光伏组件，其特征在于，所述电池片为多分切电池片。

9.根据权利要求8所述的一种光伏组件，其特征在于，每相邻两个电池片之间的间距为-1.5-1.5mm。