本發(fā)明涉及一種用于連接多個(gè)光伏(PV)電池的正負(fù)背側(cè)觸點(diǎn)以形成光伏模塊的背側(cè)連接層(箔或襯底的形式)。

背景技術(shù)：

國際專利公布WO2013/182955公開了包括背接觸太陽能電池的光伏模塊的背板。提供了一種形成為連接電路的導(dǎo)電背板，該電路連接至模塊的太陽能電池的電極。

國際專利公布WO2012/026806公開了具有改善的表面鈍化的光伏設(shè)備和模塊。其包括旨在用于背接觸金屬貫穿孔光伏設(shè)備的圓周外壁和/或孔壁。在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間設(shè)置pn結(jié)。

國際專利公布WO2011/160161公開了一種光伏模塊，該光伏模塊在背側(cè)上耦接至用于傳導(dǎo)太陽能電池中生成的電能的導(dǎo)電或傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)層。在一個(gè)實(shí)施方式中，電氣組件可以嵌入到太陽能電池的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)層中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要求提供一種用于光伏模塊的背面接觸層，其中，該光伏模塊允許包含旁路電路。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了根據(jù)如上定義的前序部分的背側(cè)接觸層，其中具有預(yù)定最小寬度(w)的旁路二極管連接路徑沿著兩個(gè)相鄰電池的邊緣方向形成在背側(cè)連接層中，該兩個(gè)相鄰電池以彼此相距電池間距離(s)放置，其中相鄰電池中的每個(gè)上的外部觸點(diǎn)從相應(yīng)的相鄰電池的邊緣位移距離(d)，其中距離(d)大于0，使得一行外部觸點(diǎn)之間的總距離(2d+s)大于或等于預(yù)定最小寬度(w)以及與旁路二極管連接路徑相鄰的兩個(gè)劃片槽的寬度(2i)的總和(或滿足數(shù)學(xué)關(guān)系2d+s＞＝w+2i)。

第二方面，提供了根據(jù)如上定義的前序部分的背側(cè)接觸層，其中具有預(yù)定最小寬度(w)的旁路二極管連接路徑沿著兩個(gè)相鄰電池的邊緣方向形成在背側(cè)連接層中，該兩個(gè)相鄰的電池以彼此相距電池間距離(s)放置，該路徑圍繞位于兩個(gè)相鄰電池的邊緣附近的外部觸點(diǎn)具有曲折圖案。在與第一方面中相似的數(shù)學(xué)關(guān)系中，這將涉及2d+s<w+2i。

本發(fā)明的兩個(gè)方面以及在其他從屬權(quán)利要求中描述的另外的實(shí)施方式允許背側(cè)接觸層與具有更合適寬度的旁路二極管導(dǎo)體的更高效的布局。

附圖說明

以下將參考附圖使用多個(gè)示例性實(shí)施方式來更加詳細(xì)地論述本發(fā)明，其中：

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式的上覆兩個(gè)相鄰PV電池的背側(cè)接觸層部分的詳細(xì)視圖，其中PV電池具有用于旁路二極管連接的條狀導(dǎo)體；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的上覆兩個(gè)相鄰PV電池的背側(cè)接觸層的詳細(xì)視圖，其中PV電池具有用于旁路二極管連接的條狀導(dǎo)體；

圖3示出了根據(jù)圖2的實(shí)施方式的具有邊緣觸點(diǎn)和導(dǎo)電條的兩個(gè)相鄰PV電池的示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的具有邊緣觸點(diǎn)和導(dǎo)電條的兩個(gè)相鄰PV電池的示意圖；

圖5示出了邊緣觸點(diǎn)縮進(jìn)的本發(fā)明的實(shí)施方式的示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及在具有多個(gè)光伏電池1的光伏模塊中背側(cè)連接薄板的改進(jìn)布局和布置，例如當(dāng)PV模塊被部分遮蔽時(shí)其利用旁路二極管和相關(guān)聯(lián)電路來改進(jìn)PV模塊的性能。

圖1示出了上覆兩個(gè)相鄰的PV電池(僅示出了其邊緣7)的背側(cè)接觸層3的一部分的詳細(xì)視圖。背側(cè)接觸層3包括用于旁路二極管連接的條狀導(dǎo)體6，該條狀導(dǎo)體6位于兩個(gè)接觸層部分3之間，由兩個(gè)劃片槽(scribe lane)8分開。在PV模塊的典型設(shè)置中，兩個(gè)PV電池以1.25mm的間隔(標(biāo)稱，在實(shí)線邊緣7之間)彼此相鄰放置，其甚至可以如細(xì)虛線7a所示分開更遠(yuǎn)(分開1.75mm)。相鄰的電池在其外部邊緣處設(shè)有背側(cè)觸點(diǎn)，或外部觸點(diǎn)4、5，對于圖1中的相鄰電池中的每個(gè)示出其中的一個(gè)觸點(diǎn)。為了將旁路二極管導(dǎo)體6安裝在背側(cè)接觸層3的可用空間中，旁路二極管導(dǎo)體6具有僅為0.75mm的常規(guī)寬度(因?yàn)樾枰?mm寬的劃片槽8以提供充分的隔離)。

如果兩個(gè)電池1、2(仍參見圖3和圖4)相鄰，并且兩個(gè)電池1、2在太陽能電池的背側(cè)均具有觸點(diǎn)并沿著邊緣放置，則在電池1、2之間幾乎沒有任何空間以用于朝向接線盒延伸的銅條(旁路二極管導(dǎo)體6)，如從圖1和以上說明可以清楚的看出。兩個(gè)相鄰電池1、2的觸點(diǎn)4、5之間的空間很小。此外，為了制造條6，需要通常1mm的隔離劃片8，其“侵蝕”掉觸點(diǎn)4、5之間的導(dǎo)電材料。然后，這將產(chǎn)生非常細(xì)的條6，該條6應(yīng)該能夠承載通常9A的電流并且因此產(chǎn)生高功耗，這對設(shè)備是不利的并且在遮光條件下對模塊操作具有不良影響。

作為其示例，可以對用于旁路二極管的Cu軌道進(jìn)行如下計(jì)算。用于旁路二極管導(dǎo)體6的典型箔的特性為：長度l＝0.5m，厚度t＝35μm，寬度w＝0.75mm，以及電阻率ρ＝17.10-9Ωm，使得電阻在導(dǎo)通狀態(tài)下，旁路二極管通常承載8A的電流，這意味著功耗P＝R因?yàn)榈湫偷腜V模塊的額定功率為約200w，這將導(dǎo)致大于10％的損耗，這是不可接受的。

在本發(fā)明的第一方面中可以通過一組實(shí)施方式來解決這個(gè)問題，其中具有預(yù)定最小寬度(w)的旁路二極管連接路徑6沿著兩個(gè)相鄰電池1、2的邊緣方向形成在背側(cè)連接層3中，該兩個(gè)相鄰電池以彼此相距電池間距離(s)放置，其中相鄰電池中的每個(gè)上的外部觸點(diǎn)4、5從各自的相鄰電池的邊緣移位距離(d)，使得一行外部觸點(diǎn)間的總距離2d+s大于預(yù)定最小寬度(w)和與旁路二極管連接路徑6相鄰的兩個(gè)劃片槽的寬度(2i)的總和。在數(shù)學(xué)關(guān)系中，兩個(gè)鄰近的電池1、2的外部觸點(diǎn)4、5的距離(d)選擇為滿足公式2d+s>w+2i。所產(chǎn)生的旁路二極管連接路徑6在此組實(shí)施方式中甚至可以實(shí)施為筆直的金屬化路徑。

在圖2中，提供了用于該問題的另一解決方案，在此意義上，具有預(yù)定最小寬度(w)的旁路二極管連接路徑6沿著兩個(gè)相鄰電池1、2的邊緣方向形成在背側(cè)連接層3中，該兩個(gè)相鄰電池以彼此相距電池間距離(s)放置，并且該路徑具有圍繞位于兩個(gè)相鄰電池1、2的邊緣附近的外部觸點(diǎn)4、5的曲折圖案。應(yīng)注意，在該組實(shí)施方式中，距離d甚至可以等于0，即，外部觸點(diǎn)直接布置在電池1、2的邊緣上。因此在電池1、2上具有更加優(yōu)選的電流路徑并使得電池上的金屬用量更少(通常該金屬是Ag，因此非常昂貴)。

更一般而言，多個(gè)電池1、2包括具有對稱圖案的正負(fù)背側(cè)觸點(diǎn)11、12的電池，其中正負(fù)背側(cè)觸點(diǎn)的子集4、5沿著鄰近的電池1、2的邊緣方向布置。這種電池1、2的示例為叉指背接觸(IBC)電池或發(fā)射極穿孔卷繞(EWT)電池。

在另一實(shí)施方式中，兩個(gè)相鄰電池1、2相對于彼此定向成使得外部觸點(diǎn)4、5沿著邊緣方向散布。例如，在PV電池1、2沿著兩個(gè)相鄰的電池1、2的邊緣方向具有長度l的情況下，n個(gè)觸點(diǎn)在一個(gè)邊緣處以偏移量0等距放置，并且在相對的邊緣處以偏移量l/2n放置。這在圖3的示意圖中更清楚地示出，其中n＝4。所使用的PV電池1、2的背側(cè)觸點(diǎn)11、12用空圓圈和實(shí)圓圈表示，而在背側(cè)接觸PV電池中，正負(fù)觸點(diǎn)以彼此相鄰的圖案設(shè)置。應(yīng)注意，在PV模塊中，上述PV電池1、2對于180度旋轉(zhuǎn)而言是不變的，這使得在PV模塊制造中容易地布置PV電池。

在另一實(shí)施方式中，正負(fù)背側(cè)觸點(diǎn)11、12布置成多行，并且包括多個(gè)外部觸點(diǎn)4、5的多行中的外部一行相比多行中的其他行具有較少的觸點(diǎn)。這將使得旁路二極管(旁路二極管導(dǎo)體6)的導(dǎo)電引線更平滑地曲折，從而提供制造背側(cè)連接層的優(yōu)點(diǎn)，更具體而言，例如通過劃線在其內(nèi)部提供隔離槽8的優(yōu)點(diǎn)。

通過實(shí)現(xiàn)曲折導(dǎo)電軌道6以及以圖3所示的散布方式放置兩個(gè)相鄰電池1、2的邊緣觸點(diǎn)4、5，旁路二極管的導(dǎo)電引線(旁路二極管導(dǎo)體6)可以實(shí)現(xiàn)為比現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式具有更大的寬度，例如，具有至少2mm或者甚至5mm的寬度。這可與另一實(shí)施方式結(jié)合，其中兩個(gè)相鄰電池間的電池間距離(s)小于2mm。這些解決方案還允許在單個(gè)PV模塊中具有三個(gè)以上旁路二極管的模塊。更一般而言，本發(fā)明還涉及包括多個(gè)光伏電池和根據(jù)本文描述的實(shí)施方式中的任一個(gè)所述的背側(cè)連接層的光伏模塊。

本發(fā)明總體上涉及背接觸電池1、2與觸點(diǎn)4、5沿著附接至類PCB的銅箔(背側(cè)連接層3)的邊緣的配置，該銅箔包括在相鄰電池1、2的邊緣觸點(diǎn)4、5之間曲折的細(xì)銅箔條6。在另一實(shí)施方式中，旁路二極管連接路徑6延伸至背側(cè)連接層3的接線盒連接部。然后，旁路連接路徑6可以朝著接線盒伸出，在接線盒處，二者連接至旁路二極管并且以慣常方式形成用于PV模塊的旁路電路。兩個(gè)相鄰電池1、2的觸點(diǎn)4、5散布，以允許可以交替方式布置的電池1、2中的任一個(gè)的邊緣觸點(diǎn)4、5之間的曲折路徑6位于相鄰電池1、2的第一電池和第二電池下方。

在圖4示意性地示出的另一實(shí)施方式中，在與具有多個(gè)電流采集點(diǎn)11、12的背接觸電池(IBC，EWT)結(jié)合的金屬箔3中設(shè)置曲折導(dǎo)電路徑6以用于旁路二極管連接，在電流采集點(diǎn)的背側(cè)靠近電池1、2的邊緣放置電流采集點(diǎn)的子集(外部觸點(diǎn)4’、5’)。或者換句話講，兩個(gè)相鄰的電池1、2的外部觸點(diǎn)4’、5’朝向各自的電池1、2的中心縮進(jìn)，即，遠(yuǎn)離電池1、2的邊緣。例如，這可使用縮進(jìn)母線配置來實(shí)現(xiàn)，如圖5所示的實(shí)施方式中示意性示出的，例如，使用“彎頭”類型或90度配置來實(shí)現(xiàn)。在該附圖中，示出了電流采集線15、18以及采集母線14、17。在該P(yáng)V電池的一側(cè)，設(shè)置觸點(diǎn)12，而在另一側(cè)，觸點(diǎn)4使用另一導(dǎo)體16位移距離d。

或者，對于具有邊緣觸點(diǎn)的常規(guī)PV電池1、2，電池1、2的邊緣上的外部背觸點(diǎn)4’、5’朝向電池1、2的中心遠(yuǎn)離邊緣移動(dòng)(比較，圖4中的外部觸點(diǎn)4、5與圖3的實(shí)施方式比較)。在本實(shí)施方式中，更平滑的曲折圖案可用于旁路二極管導(dǎo)體6，其具有比參照圖3所述的實(shí)施方式更大的寬度。

本發(fā)明實(shí)施方式允許對具有沿著電池1、2的邊緣放置的觸點(diǎn)4、5的背接觸電池1、2應(yīng)用箔技術(shù)(這是電池對稱性所要求的)，并且允許利用背接觸電池實(shí)現(xiàn)基于金屬箔的PV模塊，該背接觸電池包括但不限于IBC電池和EWT電池，其中可以集成標(biāo)準(zhǔn)旁路電路。

在另一實(shí)施方式中，背側(cè)連接層還包括直接連接至旁路二極管連接路徑6的旁路二極管，即作為接觸箔3的一部分，其還允許通過PV模塊的封裝層來保護(hù)旁路二極管。

上面已經(jīng)參照附圖中所示的多個(gè)示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明的實(shí)施方式。一些部件或元件的修改和替代實(shí)施例是可行的，這些修改和替代實(shí)施例包含在所附權(quán)利要求書限定的保護(hù)范圍內(nèi)。