[发明专利]一种内接式串并半片组件

说明书

本发明公开了一种新型内接式串并半片组件。该新型半片组件采用串并联电路结构，半片电池串联连接成电池串，电池串并联连接成电池串组，电池串组串联连接成组件，每个电池串组并联一个旁路二极管减小热斑效应的影响。组件采用一体式接线盒，接线盒位于组件背面靠近短边的中部，通过跨接汇流条将电流汇入组件顶部的固定位置，跨接汇流条位于电池串背面中心线或组件边缘的位置，不会对组件版型产生影响。该发明具有生产效率高，输出端口唯一的鲜明特征，是一种高性价比的半片组件。

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。