[发明专利]一种晶硅电池、光伏组件和光伏发电系统

说明书

本发明公开了一种晶硅电池、光伏组件和光伏发电系统，属于地面用晶硅太阳能组件领域。针对现有技术中存在的因电池片互联的局部连接失效而引起的电流局部富集，产生局部高温，轻则减小组件功率减小发电量，严重则会灼烧组件引发火灾等，后果十分严重的问题，本发明提供了一种晶硅电池、光伏组件和光伏发电系统，所述晶硅电池包括银栅线、衬底、掺杂区和背场，掺杂区上层的银栅线分隔为若干区域，栅线分隔的设计在部分导电互联材料失效时，减少未失效的导电互联材料上产生电流富集，本发明减少晶硅光伏组件因组件内部电池片互联的局部连接失效而引起的电流局部富集问题，提高了光伏发电系统的安全性。

技术领域

本发明涉及地面用晶硅太阳能组件领域，更具体地说，涉及一种晶硅电池、光伏组件和光伏发电系统。

背景技术

随着光伏组件的提效，高功率的组件已成为市场主流，人们在追求高效率组件的同时却没有做好安全问题的防护，随之而来的光伏组件发系统安全问题也日益突出。近年来屡有光伏组件发电系统事故的报道，尤其是分布式发电系统居多。在光伏发电系统中事故中，有一类因组件内部电池片互联的局部连接失效而引起的电流局部富集问题而引起的事故占有重要比例，其表现多为局部背板有鼓包、灼烧点或烧毁。

以目前市场主流的P型电池片在叠瓦组件中的应用举例说明。如图4所示为主流的P型电池片结构，电池片的P区基底上层依次为N掺杂区和银栅线，P区基底下层依次为背场和银栅线，银栅线分为主栅和副栅，每条主栅的一侧或两侧均匀或非均匀的连接有若干条副栅。

如图5所示为叠瓦电池串，叠瓦电池串包括若干电池片，电池片包括主栅和副栅，每条主栅的一侧或两侧均匀或非均匀的连接有若干条副栅，叠瓦技术将电池片用导电胶互联，导电胶设置在银栅线上，叠瓦技术省去焊带焊接，减少遮光面积和线损，节省空间。

若叠瓦电池串中某一片电池片出现部分导电胶连接失效，如图6中左侧虚线框内导电胶连接失效，整个电池串的电流并不会明显降低，如图7中左侧电池片内的载流子可以通过N掺杂层层间传输、P层层间传输到右侧被收集，如图6和图7所示，电池片左侧银栅线收集的电流通过银栅线互联结构传输到右侧导电胶未失效部分，如此该片电池片即使在出现部分导电胶连接失效的情况下，其输出电流近似于未出现部分导电胶连接失效时的输出电流，整个电池串的输出电流也近似于未出现部分导电胶连接失效时的串输出电流。这样的设计是为了电池片在局部连接失效时任然可以输出更高的功率，但这样的设计也带来了安全风险。如图6和图7所示，当电池片左侧导电胶失效时，电池片右侧的导电胶承担了整片电池的电流传输，即通过右侧导电胶的电流密度增加了。假设单片电池片有N个导电胶连接点，若其中N-1个导电胶连接点失效，那么剩余完好的导电胶连接点就通过其正常情况下近似N倍的电流，由于主栅和副栅互联结构存在一定的电阻，电流会略微损失，这样的电流富集会使电池片产生局部背板有鼓包、灼烧点或烧毁等安全风险。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的因电池片互联的局部连接失效而引起的电流局部富集，产生局部高温，轻则减小组件功率减小发电量，严重则会灼烧组件引发火灾等，后果十分严重的问题，本发明提供了一种晶硅电池、光伏组件和光伏发电系统，它可以减少晶硅光伏组件因组件内部电池片互联的局部连接失效而引起的电流局部富集问题，提高安全性，保障光伏用户人身财产安全，光伏发电系统的健康发展。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种晶硅电池，包括栅线、衬底、掺杂区和背场，衬底上层为掺杂区，衬底和掺杂区构成PN结，衬底下层为背场，掺杂区的上层和背场的下层均为栅线，掺杂区上层的栅线由若干区域组成，各个区域之间间隔设置。分隔的栅线之间没有任何连接，栅线是非常好的导体。

更进一步的，间隔设置的栅线区域数量不少于两个。栅线的分割区域数量和分隔距离没有限制，分隔区栅线之间距离与掺杂层方阻有关，掺杂层方阻越小分隔区栅线之间距离越大，分隔栅线图形没有要求，无须等分。