一种内接式串并半片组件

技术领域

本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种新型半片光伏电池组件。

背景技术

太阳能电池通过光电效应将光能转化为电能，由于单体太阳电池的工作电压只有0.5V左右，其电压与实际生产所需相距较大。因而将太阳能电池片串联或并联得到光伏组件，以光伏组件而不是单片太阳能电池作为光伏应用的最小单元。光伏组件由顶层面板玻璃，上层EVA胶膜，太阳能电池片，下层EVA胶膜和TPT背板组成。通过熔融和凝固的工艺过程，两层EVA胶膜将玻璃与电池片及背板膜凝接成一体，再在组件四周镶嵌铝合金边框，对组件起保护作用。

常规全片电池组件通常采用串联结构，电池片之间通过焊带连接。目前大部分组件的额定工作电流较高，其平均值在8A-9A左右，电流在流经组件内部的焊带时会产生功率损耗，这部分损耗主要转化为焦耳热存在于组件内部。而温度对组件的输出性能有明显的影响，已有研究表明，硅太阳能电池温度每升高1℃，其开路电压将下降0.4％～0.5％，有些甚至会下降0.66％，输出功率将减少0.4％～0.5％。由于功率损耗与电流的平方成正比，降低组件工作电流成为减少功率损耗的有效方式。

全片电池经过切片后电流减少为原来的一半。通过串并联电路结构的设计，半片电池组件可以与全片电池组件的输出电压、电流一致，电阻损耗却大幅度降低。同时半片组件的串并联排布方式能够减少组件局部遮挡损失，降低热斑效应的影响。

常见的半片组件如两分式半片组件，其特征在于，组件包括完全相同的上下两个部分，每一部分由相同数量的半片电池串联连接构成，上下两部分之间采用并联连接。汇流条在组件中部4次汇合，每两个汇合点之间连接一个旁路二极管。两分式半片组件的缺点在于：电路结构复杂程度高，组件生产过程中电池排布效率低，组件抵抗机械载荷能力差，接线盒位于组件中部不便于组件安装。同时由于组件电池串数量较多，在组件串焊和层压过程中电池片隐裂的几率增大，组件的残次品率升高。

发明内容

为了克服两分式半片组件存在的缺陷，本发明提供了一种新型内接式串并半片组件，能够有效提高组件的生产效率，改善组件的机械性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种内接式串并半片组件，包括一体式接线盒以及三个电池串组。三个电池串组串联连接并排布置，第一电池串组的负极与第二电池串组的正极相连，第二电池串组的负极与第三电池串组正极相连。每个电池串组包含两个并联的电池串，每个电池串由20个规格相同的半片电池串联构成。

本发明采用一体式接线盒，接线盒内部包含三个旁路二极管，每个二极管与一个电池串组并联，旁路二极管的正负极与电池串组的正负极反接，一个二极管控制40个半片电池。

本发明采用跨接汇流条将电流汇入一体式接线盒。第一种实施方案将两根跨接汇流条焊接到第二电池串组的电池片背部，汇流条与电池串之间放置绝缘垫片。第二种实施方案将跨接汇流条焊接到组件边缘的位置，两根跨接汇流条分别位于靠近组件长边的边缘处。

与现有技术相比，本发明的优势与特色体现在：

本发明采用优化的串并联电池排布方式，电池的排布更加简单，组件由三个首尾相连的电池串组串联连接构成，电池串组的排布方向只改变两次，大大提升了电池排布环节的效率。同时电路结构复杂程度的降低也减小了在焊接和层压过程中电池片破碎的几率。新型半片组件优化的串并结构能够有效提高组件生产效率，减少不良组件产品的比率。

本发明采用一体式接线盒，接线盒位于组件靠近短边一侧的中部。组件靠近短边的位置受到机械载荷时形变量不明显，接线盒背面电池片的隐裂与破碎减少，组件的机械性能提升。同时一体式接线盒的设置提高了组件的安装便利性，竖向安装时只需要相邻组件的正极电缆与负极电缆连接，便于组件的维护与检修。

本发明采用内接式跨接汇流条，通过跨接汇流条将电流引入一体式接线盒。跨接汇流条一端与组件底部的汇流条连接，一端连接到一体式接线盒中的电极。同时跨接汇流条位于电池片背面或组件边缘的位置，不会对组件的版型产生影响。跨接汇流条位于组件边缘处便于进行人工焊接，提高了组件生产效率。

附图说明

图1为本发明的电路结构图。

图2为本发明接线盒内部电路图。

图3为实施例一中的汇流条示意图。

图4为实施例二中的汇流条示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行进一步说明。

本发明的电路结构图如图1所示，包括3个串联的电池串组以及3个分别与电池串组并联的旁路二极管。每个电池串组包括两个并联的电池串，每个电池串包括20个串联的半片电池。二极管的正负极与电池串反接，二极管4与电池串组1并联，二极管5与电池串组2并联，二极管6与电池串组3并联。电池串组1的负极与电池串组2的正极相连，电池串组2的负极与电池串组3的正极相连。

采用一体式接线盒，接线盒的内部电路图如图2所示，接线盒内包括4个电极和3个旁路二极管，电极7与电极8、电极8与电极9、电极9与电极10之间分别连接一个旁路二极管，正极缆线11和负极缆线12分别与电极7和电极10连接，缆线由接线盒端子处引出。

实施例1：

第一种实施方案的汇流条示意图如图3所示，组件的汇流条分为两种类型，顶部与底部的汇流条18、19、20、21将电池串组通过串联连接构成组件。跨接汇流条22、23位于电池片的反面，电池片与跨接汇流条之间有一条比跨接汇流条更宽的绝缘垫片24、25，绝缘垫片通常采用含有聚对苯二甲酸乙二醇醋的复合材料。跨接汇流条跨越一个电池串组的长度将组件电流引入组件背面的一体式接线盒13，如图2所示。顶部汇流条18的汇入点14与接线盒电极7相连，跨接汇流条22的汇入点15与接线盒电极8相连，顶部汇流条19的汇入点16与接线盒电极9相连，跨接汇流条23的汇入点17与接线盒电极10相连。

实施例2：

第二种实施方案的汇流条示意图如图4所示，组件的汇流条分为两种类型，顶部与底部的汇流条18、19、20、21将电池串组通过串联连接构成组件。跨接汇流条22、23分别位于组件靠近长边的边缘处，跨接汇流条在跨过组件的过程中没有接触电池串，不需要设置绝缘垫片。跨接汇流条与顶部汇流条之间设置一层绝缘垫片防止短路。跨接汇流条将组件电流引入组件背面的一体式接线盒13，如图2所示。顶部汇流条18的汇入点14与接线盒电极7相连，跨接汇流条22的汇入点15与接线盒电极8相连，顶部汇流条19的汇入点16与接线盒电极9相连，跨接汇流条23的汇入点17与接线盒电极10相连。

上述实施例仅列示性说明本发明的原理和功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。