本實用新型屬于新能源領域，尤其涉及一種臺階式排布太陽能電池組件。

背景技術：

現(xiàn)有技術方案把單獨的晶硅電池片進行串聯(lián)，并經(jīng)過有效的排布，并通過有效的引出線，把晶硅電池片在光照條件下發(fā)出的電能進行有效的引出并收集，示意如附圖1所示，156x156mm的電池片用NXM片(N≧1；M≧1)進行串聯(lián)，組件轉換效率目前最高為18％，但受自身限制存在如下問題：1、晶硅電池片單片尺寸越大，內部串阻會越高，在相同的壓降情況下，功率損耗就越大；2、晶硅電池在排布過程中，為避免短路，需要在單片電池之間預留空位，浪費了有效利用空間。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種排布合理新穎、空間利用率高、內耗低、組件的轉換效率高的臺階式排布太陽能電池組件。

本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

臺階式排布太陽能電池組件，所述組件上包含若干個相互串聯(lián)的模塊，所述模塊與模塊之間還并聯(lián)有二極管以作保護，所述每個模塊上均包含2-7串串與串之間相互并聯(lián)的電池片串，所述各電池片串上，均包含3-20片由整片晶硅電池片五等分切割出的電池片劃片，所述電池片劃片間由特定性導電膠進行臺階式粘接以將各電池片劃片上的電極粘接在一起而形成一體，所述每兩片電池片劃片間的臺階式粘連的疊加覆蓋寬度為1.5-2mm。

作為優(yōu)選，所述各電池片串上，均包含10-18片由整片晶硅電池片五等分切割出的電池片劃片。

更優(yōu)地，所述各電池片串上，均包含13片由整片晶硅電池片五等分切割出的電池片劃片。

更優(yōu)地，所述各電池片串上，均包含17片由整片晶硅電池片五等分切割出的電池片劃片。

作為優(yōu)選，所述每個模塊上均包含5串串與串之間相互并聯(lián)的電池片串。

作為優(yōu)選，所述導電膠為硅膠基底的導電膠。

作為優(yōu)選，所述各二極管在組件上通過導線的延伸被排布在一起，以便于生產(chǎn)。

本實用新型之所以選取如上技術方案，主要是基于以下幾個方面的考慮：

1.為降低組件模塊的內阻帶來的功耗：

舉例：13片串的組件對應的常規(guī)組件數(shù)值：

常規(guī)組件內阻為80毫歐，電流為8.4A，正常理論功耗為5.6W左右。

13片串的組件的內阻不變?yōu)?0毫歐，電流為原來的1/5，電流值為1.68A，理論功耗為0.226W左右。

兩者功耗差值理論值5.374W。

2.在有效面積內盡量排布可發(fā)電的電池片：

常規(guī)電池片的連接用導電金屬條連接正負極，為避免電池片與電池片之間本身短路，電池片與電池片間需要間隔2MM,片與片之間的間隔共有45個，間隔帶來的空白有90mm；

而本實用新型的排列選擇為片與片進行臺階式疊放，每串13片電池片劃片相當于2.6片整片電池片，節(jié)省了片之間的間隔，而疊加的部分為1.5到2mm，共240個疊加，疊加節(jié)省的距離為360到480mm，

兩者共節(jié)約450到570mm，而電池片尺寸為156mmX156mm，故，本實用新型相當于可多放兩片整片的電池片,由此帶來的功率增加理論為9.8W左右。

從以上第1點和第2點可以得出，本實用新型理論可增加功率為15.1W，但是，本實用新型因為疊加后對電池片本身的遮蔽面積為63648mm²(12個疊加*1.7mm疊加寬度*156mm電池片長度*20串＝63648mm²)，常規(guī)組件37440mm²(常規(guī)組件的遮蔽來自主柵線對電池片的遮蔽，以本實施例對應的常規(guī)組件來講，是對應于50片整片電池片的組件，故總遮蔽面積為：1.2mm主柵線寬度*156mm電池片長度*4根主柵線/電池片*50片電池片＝37440mm²)；本申請的遮蔽面積大于常規(guī)組件26208mm²，而一片常規(guī)整片電池片面積為156mm*156mm＝24336mm²，相當于遮蔽了一片電池片。所以，功率增加大概值為15.1-4.9＝10.2W。

常規(guī)組件尺寸1640X828mm，面積為1.36m²。功率理論大概值為245W，轉換效率為18％。

本實用新型組件尺寸為1623X812mm，面積為1.32m²，功率理論大概值為245+10.2＝255.2W，轉換效率為19.3％。

所以，本實用新型的設計對于組件的轉換效率可增加為1％以上。

3.經(jīng)過多次試驗，最終決定將其設計為導電膠粘接的臺階形的結構，中間的搭接為寬1.5-2mm，臺階形結構電池片之間是不平的，但是不會有影響，因為選用的導電膠為硅膠基底的導電膠，而硅膠基底的導電膠是有一些彈性模量存在的，本實用新型片與片之間的連接為彈性連接，不是剛性連接，而且，在組件生產(chǎn)過程中，電池片的上下部分均有EVA材質進行封裝，臺階會被EVA進行填充，所以，電池片之間的不平不會帶來影響。

正因為使用了導電膠粘接的臺階形的結構，使得本實用新型的太陽能電池組件還具有熱斑效應下溫度低的好處，具體原理是:

熱斑是在太陽光直接照射情況下對某一片電池片進行阻擋，因為無光照，在有電流的情況下，實質上就是一個二極管的電池片成為了負載而發(fā)熱，稱為熱斑效應，那么在傳統(tǒng)組件中，電池片上因為主柵線遮蔽的地方變成二極管作用時發(fā)的熱產(chǎn)生的熱量散失只能靠焊接金屬絲及環(huán)境自然散熱來完成，這個焊接金屬絲散熱面積小，更易使溫度升高，但是熱斑溫度是有要求的，太高會有起火等安全隱患，而本申請的疊瓦結構，疊加的區(qū)域是遮蔽面，而這些遮蔽的面與同塊沒有被遮蔽的大面積和與之相鄰的電池片是直接連接的，即電池片片與片之間是直接傳導，散熱面大，溫度就容易降低，就起到了在熱斑效應下溫度相對更低的好處，由此也延長了電池片的使用壽命。故傳統(tǒng)組件的熱量的傳導相對于電池片片與片之間直接傳導差異比較大，在正常熱斑測試中，熱斑點溫度在80度左右，而疊瓦組件熱斑點的溫度可控制在50度左右，值得推廣。

之所以選擇搭接寬度1.5-2mm，原因是，基于在本實用新型在未封裝前的生產(chǎn)過程中，如果低于1.5mm，臺階上部分的電池片會有上翹的風險，不利于生產(chǎn)，而小于2mm是基于盡量減少上一個問題中提到的遮蔽面積。

4.本實用新型之所以選擇使用一整片電池片切為5小片使用，原因是：

本實用新型理論是切得越小越好，基于理論是功耗為I²R，切得越小I值越小，但是進過多次試驗和計算核對，我們發(fā)現(xiàn)，選擇切為5小片時最合適，以切1/6和1/5為例：

1/5前面已經(jīng)闡述過增加的組件轉換效率的值。以下闡述1/6的方案：

傳統(tǒng)組件片與片之間的間隔共有45個，間隔帶來的空白有90mm，以13片串組件為例，需要用1/6切片15片，而本實用新型的排列為片與片進行臺階式疊放，疊加的部分為1.5到2mm，共300個疊加，疊加節(jié)省的距離為420到560mm，

兩者共節(jié)約480到650mm，而電池片尺寸為156mmX156mm，故，本實用新型可多放三片電池片。由此帶來的功率增加理論為14.7W左右。

從第一點和第二點由此可以得出，本實用新型理論可增加功率為19.7W，但是，本實用新型因為疊加后對電池片本身的遮蔽面積為87360mm²，常規(guī)組件44928mm²；遮蔽面積大于常規(guī)組件42432mm²，而一片常規(guī)整片電池片面積為24336mm².相當于遮蔽了1.8片電池片。所以，功率增加大概值為10.88W。

而本實用新型切1/5時增加的功率為10.2W，切1/6時增加10.88瓦，

切1/6與切1/5功率增加值為0.68瓦，增加百分比為0.277％；相對于整片到1/5時的百分比增加很少，而且，考慮生產(chǎn)過程中切割電池片產(chǎn)能，以及點膠焊接過程的產(chǎn)能，1/6切的工藝比1/5切工藝產(chǎn)能下降了20％.設備固定資產(chǎn)投入需要多投入20％，達不到最好的經(jīng)濟效益，故最大選取5等分最好。

5.本實用新型之所以電池片串選擇包含實際控制為N片切割電池片粘接(3≦N≦20)，串與串之間進行并聯(lián)，圖例為五串并聯(lián)，共M串并聯(lián)(2≦M≦7)成1個模塊，原因是：

選擇N的數(shù)值范圍為3≦N≦20，這個的原理是電池片作為發(fā)電單元時，它是一個發(fā)光二極管，但是在實際環(huán)境中，有些時候他會被遮檔，這時候，其他部分發(fā)電，而遮擋部分不發(fā)電時，它就會成為一個常規(guī)二極管，貳電池片作為常規(guī)二極管時，他的理論擊穿電壓大約為30V，所以，電池片在串聯(lián)時不能超過50片，也就是每串不能超過25片，為了保險起見，選擇了最大值可為20片，最小值可為3片，更優(yōu)地，可選擇10≦N≦18這個數(shù)值。

6.選擇將二極管的排布通過將線拉長了將幾個二極管物理位置上設置在一起，方便了生產(chǎn)。

故，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型通過巧妙地設計切割參數(shù)并切割晶硅電池片，在相同壓降情況下降低了內阻損耗，可降低因為組件模塊的串阻帶來的功耗，同時巧妙地利用了傳統(tǒng)組件的空白部分，在有效面積內盡量多地排布可發(fā)電的電池片，上述兩種技術相結合，已達到組件轉換效率增加1％以上的基本技術效果，使得組件轉換效率最大可達到19％以上，同時，本實用新型的太陽能電池組件還具有熱斑效應下溫度低的好處，值得推廣。

附圖說明

本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是背景技術中傳統(tǒng)組件的排布結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例1中電池片劃片并導電膠粘接示意圖；

圖3是本實用新型實施例1中電池片串間相并聯(lián)形成一個模塊的結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例1中模塊相互串聯(lián)并結合連接焊帶和二極管形成組件的結構示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

如圖1所示為背景技術中傳統(tǒng)組件的排布方式。

實施例1

如圖2-4所示，臺階式排布太陽能電池組件，所述組件上包含4個相互串聯(lián)的模塊，所述模塊與模塊之間還并聯(lián)有二極管以作保護，所述每個模塊上均包含5串串與串之間相互并聯(lián)的電池片串，所述各電池片串上，均包含13片由整片晶硅電池片五等分切割出的電池片劃片，所述電池片劃片間由特定性導電膠進行臺階式粘接以將各電池片劃片上的電極粘接在一起而形成一體，所述每兩片電池片劃片間的臺階式粘連的疊加覆蓋寬度為1.5-2mm。

所述導電膠為硅膠基底的導電膠。

生產(chǎn)所述電池片劃片時，會首先根據(jù)每個電池片劃片的正背面都在相交錯的邊緣上有電極而對電池片整片進行相應設計，而后在劃片的時候按照電極排布位置進行劃片，關于電極的排布屬于現(xiàn)有技術。

所述各二極管在組件上通過導線的延伸被排布在一起，以便于生產(chǎn)。

具體地，如圖2所示晶硅電池片整片切割，用特定性導電膠進行臺階式粘接，如圖3所示，臺階式粘接為一串，每串圖例為13片，串與串之間進行并聯(lián)，圖例為五串并聯(lián)成1個模塊，如圖4所示，模塊與模塊間相互串聯(lián)，再結合常規(guī)的連接焊帶添加工藝和每個模塊之間連接二極管形成組件。

具體效果：

1.可降低組件模塊的內阻帶來的功耗：

13片串的組件對應的常規(guī)組件數(shù)值：

常規(guī)組件內阻為80毫歐，電流為8.4A，正常理論功耗為5.6W左右。

13片串的組件的內阻不變?yōu)?0毫歐，電流為原來的1/5，電流值為1.68A，理論功耗為0.226W左右。

兩者功耗差值理論值5.374W。

2.在有效面積內盡量排布可發(fā)電的電池片：

常規(guī)電池片的連接用導電金屬條連接正負極，為避免電池片與電池片之間本身短路，電池片與電池片間需要間隔2MM,片與片之間的間隔共有45個，間隔帶來的空白有90mm；

而本實用新型的排列為片與片進行臺階式疊放，每串13片電池片劃片相當于2.6片整片電池片，節(jié)省了片之間的間隔，而疊加的部分為1.5到2mm，共240個疊加，疊加節(jié)省的距離為360到480mm，

兩者共節(jié)約450到570mm，而電池片尺寸為156mmX156mm，故，本實用新型相當于可多放兩片整片的電池片,由此帶來的功率增加理論為9.8W左右。

從以上第1點和第2點可以得出，本實用新型理論可增加功率為15.1W，但是，本實用新型因為疊加后對電池片本身的遮蔽面積為63648mm²(12個疊加*1.7mm疊加寬度*156mm電池片長度*20串＝63648mm²)，常規(guī)組件37440mm²(常規(guī)組件的遮蔽來自主柵線對電池片的遮蔽，以本實施例對應的常規(guī)組件來講，是對應于50片整片電池片的組件，故總遮蔽面積為：1.2mm主柵線寬度*156mm電池片長度*4根主柵線/電池片*50片電池片＝37440mm²)；本申請的遮蔽面積大于常規(guī)組件26208mm²，而一片常規(guī)整片電池片面積為156mm*156mm＝24336mm²，相當于遮蔽了一片電池片。所以，功率增加大概值為15.1-4.9＝10.2W。

常規(guī)組件尺寸1640X828mm，面積為1.36m²。功率理論大概值為245W，轉換效率為18％。

本實用新型組件尺寸為1623X812mm，面積為1.32m²，功率理論大概值為245+10.2＝255.2W，轉換效率為19.3％。

所以，本實用新型對于組件的轉換效率增加為1％以上。

3.導電膠粘接的臺階形的結構，中間的搭接為寬1.5-2mm，臺階形結構電池片之間是不平的，但是不會有影響，因為選用的導電膠為硅膠基底的導電膠，而硅膠基底的導電膠是有一些彈性模量存在的，本實用新型片與片之間的連接為彈性連接，不是剛性連接，而且，在組件生產(chǎn)過程中，電池片的上下部分均有EVA材質進行封裝，臺階會被EVA進行填充，所以，電池片之間的不平不會帶來影響。

之所以選擇搭接寬度1.5-2mm，原因是，基于在本實用新型在未封裝前的生產(chǎn)過程中，如果低于1.5mm，臺階上部分的電池片會有上翹的風險，不利于生產(chǎn)，而小于2mm是基于盡量減少上一個問題中提到的遮蔽面積。

4.本實用新型之所以選擇使用一整片電池片切為5小片使用，原因是：

本實用新型理論是切得越小越好，基于理論是功耗為I²R，切得越小I值越小，但是進過多次試驗和計算核對，我們發(fā)現(xiàn)，選擇切為5小片時最合適，以切1/6和1/5為例：

1/5前面已經(jīng)闡述過增加的組件轉換效率的值。以下闡述1/6的方案：

傳統(tǒng)組件片與片之間的間隔共有45個，間隔帶來的空白有90mm，以13片串組件為例，需要用1/6切片15片，而本實用新型的排列為片與片進行臺階式疊放，疊加的部分為1.5到2mm，共300個疊加，疊加節(jié)省的距離為420到560mm，

兩者共節(jié)約480到650mm，而電池片尺寸為156mmX156mm，故，本實用新型可多放三片電池片。由此帶來的功率增加理論為14.7W左右。

從第一點和第二點由此可以得出，本實用新型理論可增加功率為19.7W，但是，本實用新型因為疊加后對電池片本身的遮蔽面積為87360mm²，常規(guī)組件44928mm²；遮蔽面積大于常規(guī)組件42432mm²，而一片常規(guī)整片電池片面積為24336mm².相當于遮蔽了1.8片電池片。所以，功率增加大概值為10.88W。

而本實用新型切1/5時增加的功率為10.2W，切1/6時增加10.88瓦，

切1/6與切1/5功率增加值為0.68瓦，增加百分比為0.277％；相對于整片到1/5時的百分比增加很少，而且，考慮生產(chǎn)過程中切割電池片產(chǎn)能，以及點膠焊接過程的產(chǎn)能，1/6切的工藝比1/5切工藝產(chǎn)能下降了20％.設備固定資產(chǎn)投入需要多投入20％，達不到最好的經(jīng)濟效益。

5.本實用新型之所以電池片串選擇包含實際控制為N片切割電池片粘接(3≦N≦20)，串與串之間進行并聯(lián)，圖例為五串并聯(lián)，共M串并聯(lián)(2≦M≦7)成1個模塊，原因是：

選擇N的數(shù)值范圍為3≦N≦20，這個的原理是電池片作為發(fā)電單元時，它是一個發(fā)光二極管，但是在實際環(huán)境中，有些時候他會被遮檔，這時候，其他部分發(fā)電，而遮擋部分不發(fā)電時，它就會成為一個常規(guī)二極管，貳電池片作為常規(guī)二極管時，他的理論擊穿電壓大約為30V，所以，電池片在串聯(lián)時不能超過50片，也就是每串不能超過25片，為了保險起見，選擇了最大值可為20片，最小值可為3片，更優(yōu)地，可選擇10≦N≦18這個數(shù)值。

6.二極管的排布，通過將線拉長了將幾個二極管物理位置上設置在一起，有方便于生產(chǎn)的特點。

7.本實用新型的太陽能電池組件還具有熱斑效應下溫度低的好處：

具體原理是:熱斑是在太陽光直接照射情況下對某一片電池片進行阻擋，因為無光照，在有電流的情況下，實質上就是一個二極管的電池片成為了負載而發(fā)熱，稱為熱斑效應，那么在傳統(tǒng)組件中，電池片上因為主柵線遮蔽的地方變成二極管作用時發(fā)的熱產(chǎn)生的熱量散失只能靠焊接金屬絲及環(huán)境自然散熱來完成，這個焊接金屬絲散熱面積小，更易使溫度升高，但是熱斑溫度是有要求的，太高會有起火等安全隱患，而本申請的疊瓦結構，疊加的區(qū)域是遮蔽面，而這些遮蔽的面與同塊沒有被遮蔽的大面積和與之相鄰的電池片是直接連接的，即電池片片與片之間是直接傳導，散熱面大，溫度就容易降低，就起到了在熱斑效應下溫度相對更低的好處，由此也延長了電池片的使用壽命。故傳統(tǒng)組件的熱量的傳導相對于電池片片與片之間直接傳導差異比較大，在正常熱斑測試中，熱斑點溫度在80度左右，而疊瓦組件熱斑點的溫度可控制在50度左右，值得推廣。

綜上，本實用新型通過切割晶硅電池片，在相同壓降情況下降低了內阻損耗，可降低因為組件模塊的串阻帶來的功耗，同時巧妙地利用了傳統(tǒng)組件的空白部分，在有效面積內盡量多地排布可發(fā)電的電池片，上述兩種技術相結合，已達到組件轉換效率增加1％以上的基本技術效果，使得組件轉換效率最大可達到19％以上，同時，本實用新型的太陽能電池組件還具有熱斑效應下溫度低的好處，值得推廣。

實施例2

所述各電池片串上，均包含17片由整片晶硅電池片五等分切割出的電池片劃片，其他技術特征同實施例1，由上所述原理可知，其有益效果與實施例1相當。

本實用新型并不局限于前述的具體實施方式。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。