太阳能电池组件制造技术

提供一种太阳能电池组件(200)。该太阳能电池组件包括一个或串联耦合的多个太阳能电池单元(211)。该太阳能电池单元包括并联耦合的第一太阳能电池系列(221)和第二太阳能电池系列(222)。第一和第二太阳能电池系列分别包括串联连接的多个太阳能电池(202)。该太阳能电池组件还包括耦合至每个太阳能电池单元并且在每个太阳能电池单元中的第一和第二太阳能电池系列之间共享的旁路二极管(201)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及太阳能电池组件和包括该太阳能电池组件的太阳能电池模块。
技术介绍
太阳能电池用于使用光伏效应将太阳光转换为电。如图la中所示，以晶硅太阳能电池为基础的太阳能电池模块100通常可包括尺寸为15.6 X 15.6cm2的6X 10个太阳能电池104，其可布置为六个并联互连的太阳能电池串(string)。每串可包括由铜带106串联连接的十或十二个单晶或多晶太阳能电池。这些串可依次再用所谓的交叉连接器(cross-connector) 105串联连接，使得模块中的所有电池串联连接。具有例如4X9、6X8或6X 12个同型配置的太阳能电池的太阳能电池模块也很常见。在正常操作条件下，所有太阳能电池可以被照射并且在约0.5V的最大功率点操作。对于6X10个太阳能电池的太阳能电池模块，总模块电压因此增加至约30V。然而，在特定情况下，可能会发生模块的部分遮蔽。当太阳能电池被遮蔽时，所产生的电流与照度水平成比例地减小。由于串联连接，具有最低电流的电池决定了模块中的总电流。在仅有一个电池被遮蔽的情况下，这将导致整个模块功率完全损耗。为了避免这样的完全功率损耗，可在模块中加入所谓的旁路二极管101。该旁路二极管与特定数量的太阳能电池并联连接。在遮蔽状况下，只有与被遮蔽的电池并联相同的旁路二极管的电池可能会受到功率损耗影响。每模块的旁路二极管的数量是应被部分遮蔽影响的电池的数量和用于加入旁路二极管的成本之间的折衷。典型来说，包括最多20个电池的两串连接到一个旁路二极管。该旁路二极管可设置于接线盒102中，接线盒102作为用于该模块连接到邻近模块的电缆的固定器。图lb示出具有三个安装在接线盒102中的旁路二极管101的典型模块100的电路示意图。这些串通过交叉连接器103连接到接线盒并且在相对侧通过交叉连接器105相互串联连接。在只有一个电池104被完全遮蔽的部分遮蔽情况下，旁路二极管使所有与之并联连接的电池短路。在此情况下，被照射的电池仍以其最大功率点和各约0.5-0.6V的开路电压之间操作，而被遮蔽的电池不产生任何电压。相比之下，约0.5-0.6V的19倍的被照射电池的组合电压导致高达约11.4V的电压以反向偏置方向施加于被遮蔽的电池。由于太阳能电池的二极管特性，当施加反向偏置电压时，只有可忽略不计的反向饱和电流流动。然而，太阳能电池在二极管雪崩击穿之前只能承受一定的最大反向偏置，二极管的雪崩击穿可导致快速发热并最终导致太阳能电池毁坏。即便在毁坏之前，局部漏电或“热点”也可导致发热增加，这会损坏模块的封装，甚至引起火灾。因此，所施加的最大反向偏置电压不应超过通常约13V的击穿电压。确切的击穿电压取决于晶片材料和太阳能电池的电池设计。在给出太阳能电池的开路电压的情况下，击穿电压限制了可连接到一个旁路二极管的电池的数量。以上的数据显示，在模块的窄侧具有交叉连接器和接线盒的惯用模块布局中，每旁路二极管的电池数量已接近最大值。增加模块输出功率的方法是降低太阳能电池在通过带106互连的方向的长度，典型地通过将电池切割成两半来实现。这样可以有效降低电阻损耗，电阻损耗的抛物线性依赖于电池的长度。利用这种方法可以将功率输出提高大约2%。然而，每串的电池数量加倍并且每旁路二极管的电池数量也加倍。另一种方法可以是使用半切割(half-cut)的电池并且每串使用一个旁路二极管，即，通过加入连接器带以将串的一端连接到相对侧的接线盒。这种方案的缺点是连接器带中损耗约0.5%的功率并且大量的额外成本用于该带以及必须提供该带所处的多个背板层(back sheet layer)以避免漏电。因此，期望一种太阳能电池模块的最佳电池配置，使得最大反向击穿电压不被超过，并且避免使用过长的连接器带。
技术实现思路
提供一种太阳能电池组件。该太阳能电池组件包含一个或串联耦合的多个太阳能电池单元。该太阳能电池单元包括并联耦合的第一太阳能电池系列和第二太阳能电池系列。该第一和第二太阳能电池系列分别包括串联连接的多个太阳能电池。该太阳能电池组件还包括与每个太阳能电池单元耦合的旁路二极管，其中该旁路二极管与该第一太阳能电池系列和第二太阳能电池系列分别并联耦合。即，该旁路二极管可被理解为，在每个太阳能电池单元中的第一和第二太阳能电池系列之间共享。通过参照以下描述和附图，在此公开的本专利技术的目的、优点和特征将变得显而易见。此外，还应当理解，在此描述的各种实施方式的特征不互相排斥，并且可存在于各种组合和置换中。【附图说明】在附图中，不同视图中的相同附图标记通常指代相同或相似的部分。另外，附图仅是示意性的并且不一定按比例绘制，重点通常在于说明本专利技术的原理。在以下描述中，参照附图描述各种实施方式，其中:图la-b示出太阳能电池模块的布局；图2a_b示出太阳能电池组件布局的一实施方式以及对应的电路示意图；图3a_b示出太阳能电池组件布局的另一个实施方式以及对应的电路示意图；图4a_b示出太阳能电池组件布局的另一个实施方式以及对应的电路示意图；图5示出接线盒的一实施方式；和图6a_b示出旁路二极管的一实施方式。【具体实施方式】实施方式一般关于装置，例如用于将光的能量转换成电能的装置。更具体地说，该装置可以是太阳能电池元件或者包括多个太阳能电池元件的太阳能电池模块。图2a示出太阳能电池组件布局200的一实施方式，图2b示出对应的电路示意图。在一个实施方式中，该太阳能电池组件是太阳能电池模块。在另一个实施方式中，该太阳能电池组件是太阳能电池模块的一部分。该太阳能电池组件可包括太阳能电池204，太阳能电池204可布置于一个或多个太阳能电池单元中。如图2a所示，太阳能电池组件200包括三个太阳能电池单元，例如，第一太阳能电池单元211、第二太阳能电池单元212和第三太阳能电池单元213。也可以使用包括另外数量的太阳能电池单元的太阳能电池组件。在一个实施方式中，太阳能电池单元包括第一太阳能电池系列和第二太阳能电池系列。例如，第一太阳能电池单元211可包括第一太阳能电池系列221和第二太阳能电池系列222。在每个太阳能电池系列中，多个太阳能电池可串联连接。例如，对于6X10太阳能电池模块形式的太阳能电池组件，第一太阳能电池系列可包括10个15.6X 15.6cm2尺寸的太阳能电池。该太阳能电池系列也可包括其他数量的太阳能电池，例如，对于6 X 12太阳能电池模块，也可以使用12个15.6X15.6cm2尺寸的太阳能电池。在另一个实施方式中，太阳能电池单元包括切成多个部分的太阳能电池。例如，如图2a所示，在每个太阳能电池系列中，太阳能电池被切成两半并且彼此串联连接。通过将太阳能电池切成两半，可有效降低电阻损耗，电阻损耗的抛物线性依赖于电池的长度。功率输出可提高大约2%。在一个实施方式中，同一太阳能电池单元内的第一和第二太阳能电池系列共享同一旁路二极管。该旁路二极管可包括装配有两个端子的半导体材料，例如硅。该旁路二极管可用于避免热点发热的破坏性效应。在一个实施方式中，该旁路二极管以相反的极性与太阳能电池或一组串联连接的太阳能电池并联连接。在正常操作下，该组中的每个太阳能电池可被正向偏置，而该旁路二极管可被反向偏置。然而，当该太阳能电池组的一部分被遮蔽时，该旁路二极管可变成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池组件，其特征在于，包括：一个或串联耦合的多个太阳能电池单元，其中所述太阳能电池单元包括并联耦合的第一太阳能电池系列和第二太阳能电池系列，所述第一太阳能电池系列和第二太阳能电池系列各包括串联连接的多个太阳能电池；以及耦合到每个太阳能电池单元的旁路二极管，其中所述旁路二极管与所述第一太阳能电池系列和第二太阳能电池系列分别并联耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣卡·高利·史瑞哈诺，诺尔·G·戴斯塔，菲利普·约翰内斯·洛斯坦，罗伯特·韦德，
申请(专利权)人：瑞科斯太阳能源私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG