包括多个双面电池的光伏模块以及制造该模块的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造光伏模块的方法，所述方法包括：提供多个双面光伏电池，每个双面光伏电池具有短路电流比(B)，将每个电池不对称地切割为两个部分，使得所述部分的表面面积之间的比基本等于所述电池的短路电流比(B)，或等于电池的集合的平均短路电流比，在模块的主平面中并置所述电池部分以形成电池部分的对，所述电池部分的对选择为使得第一部分的正面的短路电流基本等于第二部分的背面的短路电流，所述部分的布置为使得第一部分的正面和第二部分的背面与模块的正面一致，生成第一部分的正面与第二部分的背面的电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括多个双面光伏电池的光伏模块，以及制造该模块的方法。
技术介绍
在光伏模块中，光伏电池可以通过导电元件(例如铜带)来串联连接，这些导电元件将一个电池的正面连接至相邻电池的背面。在这样的模块中，不同电池的正面位于相同侧，该侧形成模块的正面，而背面位于相对侧，该相对侧形成模块的背面。图1以包括电池C1、C2、C3的模块的局部截面视图的形式而示出该互连模式(称为“标准模式”)。各电池的正面的附图标记为AV，背面的附图标记为AR。为了将电池C1的正面连接至电池C2的背面，铜带1不是平面的，而是从正面到背面穿过模块。在不同的电池通过带1、1'等连接之后，其被封装在封装材料2中，并且被层压在两个玻璃面板3、3'之间，或者层压在正面的玻璃面板与背面的聚合物面板之间(根据模块是单面或是双面的，所述聚合物可以是透明的或不透明的)。带从正面到背面的穿越需要带的变形，这可能在所述带中形成机械应力，易于导致所述带的化学腐蚀或机械疲劳，从而导致所述模块的电气故障(互连断开)或机械故障(开裂)。该互连模式不仅应用到单面电池(也即其主面中只有一个是光敏的)，还应用到双面电池(其两个主面都是光敏的)。这样的双面电池可以通过(例如，以格栅的形式或任何其他形式)在常规电池的背面进行局部的金属化来获得。对于包括双面电池的模块，另一种可能的互连模式是所谓的“单片”互连，如图2所示意性地显示的。与图1的附图标记相同的附图标记表示已经参考该附图描述过了的相同的元件。在该互连模式下，各电池根据连接一个电池的正面AV与相邻电池的背面AR的连接的+和-的极性而布置。由此，可以使用平的铜带1、1'来分别在模块的正面将电池C1的正面连接至相邻电池C2的背面，以及在模块的背面将电池C2的正面连接至相邻电池C3的背面。这样的互连模式在例如专利DD135014中得到描述。单片互连的益处在于，可以同时连接模块中的全部电池，而不同于包括多个步骤的标准互连模式(其中各电池相继彼此连接)。而且，由于事实上不需要进行铜带的预先变形，所以制造模块的方法得以更加简化。图3A和图3B示意性地示出了分别在标准互连和单片互连的情形中的将各电池互连的顺序。对于标准互连(图3A)，考虑到铜带的构型，只有在铜带已经连接至相邻电池之后才能组装电池。从而，组装需要相继的步骤E1、E2、E3等，直至各电池已全部连接。对于单片互连(图3B)，组装在单个步骤中进行，两列铜带(一列在模块的正面侧，另一列在模块的背面侧)同时连接至各电池的对应的面。单片互连的另一个益处在于，其最小化了铜带中的应力，从而限制了与所述带相关的故障风险。而单片互连的另一个益处在于，各电池的间隔可以最小化。实际上，在标准互连中，各电池的一定间隔是必须的，以便使铜带能够从正面穿越到背面。对于单片互连，这样的间隔被大幅减小了，从而增加了模块的面积效率(W/m2)。另外已知的是，双面光伏电池的正面与背面的转换效率有差异。该差异一方面是由于形成电池的材料的物理特性，而另一方面是由于在背面侧上比在正面侧上存在密度更大的金属化。该差异还可能源于这样的选择：对两个面中的一个的效率进行优化而损害另一个。图4示出了双面电池的正面(曲线a)和背面(曲线b)根据波长λ的转换效率R(内量子效率)的示例。概括而言，在目前市场上现有的双面电池中，正面与背面的转换效率之间的比大约为70％至95％。在包括多个电池的光伏模块中，产生的电流取决于产生最小电流的电池。因此，在上述的单片布置中，模块所产生的电流仅仅是在所述模块根据标准互连模式而组装的情况下所将产生的电流的70至95％。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标为，设计一种光伏模块，其可以按照单片的方式组装，而且其中，电流的产生得到最大化。根据本专利技术，提出了一种用于制造光伏模块的方法，所述光伏模块具有旨在暴露于太阳辐射的正面，所述方法至少包括下列步骤：-提供多个双面光伏电池，所述多个双面光伏电池各自具有短路电流比，针对每个电池将所述短路电流比限定为下述两项之间的比：·在所述双面光伏电池的背面受到照射时产生的短路电流，以及·在所述电池的正面受到照射时产生的短路电流，-将每个电池不对称地切割为第一部分和第二部分，使得所述部分的表面面积之间的比基本等于所述电池的短路电流比(B)或等于电池的集合的平均短路电流比，-在模块的主平面中并置所述电池部分以形成电池部分的对，所述电池部分的对选择为使得第一部分的正面的短路电流基本等于第二部分的背面的短路电流，所述部分布置为使得第一部分的正面和第二部分的背面与模块的正面一致，-生成第一部分的正面与第二部分的背面的电连接。所述电池的短路电流比一般严格小于1。“电流基本等于短路电流”指的是，电流被包括在相对于短路电流的±2％的范围内，优选在相对于该电流的±1％的范围内，而在更优选的方式中，在该电流附近的实质上为零的范围内。根据实施方案，对每个电池进行切割所根据的短路电流比是特定于所述电池的短路电流比。或者，对每个电池进行切割所根据的短路电流比是电池的集合的平均短路电流比。根据本专利技术的执行的一种形式，其中，在不对称地切割的步骤之后，进行对称地切割第一部分和第二部分中的每个的步骤，所述对称地切割在所述部分的宽度上或长度上进行。两个电池部分之间的电连接一般通过导电材料的带来制作。以特别有益的方式，所述带在平面内延伸。该方法进一步包括：-在模块的主平面中并置全部的电池的部分，-同时生成同一电池的部分之间的电连接以及相邻的电池的部分之间的电连接。本专利技术还涉及能够通过这样的方法获得的光伏模块。所述模块具有旨在暴露于太阳辐射的正面，并且包括按对并置的多个不对称的双面光伏电池的部分，其中，对于每对：-第一部分的正面和第二部分的背面与模块的正面一致，-第一部分的正面与第二部分的背面电连接，且第二部分的正面与相邻的对的第一部分的背面电连接，-第一部分的正面的短路电流基本等于第二部分的背面的短路电流。两个电池部分之间的电连接通过导电材料的带来制作。以特别有益的方式，所述带在平面内延伸。附图说明参考所附附图，通过下面的具体实施方式，本专利技术的其他特征和益处将更加清楚，在附图中：-图1是根据标准互连模式组装的模块的一部分的截面视图，-图2是根据单片互连模式组装的模块的一部分的截面视图，-图3A和图3B分别示意性地示出了标准互连方法和单片互连方法的步骤，-图4示出了双面光伏电池的正面(曲线a)和背面(曲线b)的效率，-图5示出了根据本专利技术的考虑短路电流而切割电池的原理，-图6A示出了根据本专利技术的在模块中组装电池部分的示例，展示的视图是所述模块的正面的视图，-图6B示出了将对称电池部分组装到模块中的示例，其不在本专利技术的范围内，-图7是展示对于根据本专利技术的光伏模块的，根据光照的最大功率(Pmax)和短路电流(Isc)的增益的示图，-图8A和图8B示出了根据本专利技术的考虑短路电流比来切割双面电池的变化形式，-图9A和图9B分别示出了根据特定于每个双面电池的短路电流比来切割每个双面电池，以及所述电池的各部分的组装，-图10A至图10C示意性展示了分别根据标准连接、根据相同表面面积的双面电池的单片连接以及根据本专利技术的不对称双面电池的连接双面电池的原理。具体实施方式用于制造光伏模块的方法包括下述相继本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造光伏模块的方法，所述光伏模块具有旨在暴露于太阳辐射的正面，所述方法至少包括下列步骤：‑提供多个双面光伏电池，每个双面光伏电池具有短路电流比(B)，针对每个电池将所述比(B)限定为下述两项之间的比：·在所述双面光伏电池的背面(AR)受到照射时产生的短路电流(Isc)，以及·在所述电池的正面(AV)受到照射时产生的短路电流，‑将每个电池不对称地切割为第一部分和第二部分，使得所述部分的表面面积之间的比基本等于所述电池的短路电流比(B)，或等于电池的集合的平均短路电流比，‑在模块的主平面中并置所述电池部分以形成电池部分的对，电池部分的对选择为使得第一部分的正面的短路电流基本等于第二部分的背面的短路电流，所述部分的布置为使得第一部分的正面和第二部分的背面与模块的正面一致，‑形成第一部分的正面与第二部分的背面的电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.25 FR 14572001.用于制造光伏模块的方法，所述光伏模块具有旨在暴露于太阳辐射的正面，所述方法至少包括下列步骤：-提供多个双面光伏电池，每个双面光伏电池具有短路电流比(B)，针对每个电池将所述比(B)限定为下述两项之间的比：·在所述双面光伏电池的背面(AR)受到照射时产生的短路电流(Isc)，以及·在所述电池的正面(AV)受到照射时产生的短路电流，-将每个电池不对称地切割为第一部分和第二部分，使得所述部分的表面面积之间的比基本等于所述电池的短路电流比(B)，或等于电池的集合的平均短路电流比，-在模块的主平面中并置所述电池部分以形成电池部分的对，电池部分的对选择为使得第一部分的正面的短路电流基本等于第二部分的背面的短路电流，所述部分的布置为使得第一部分的正面和第二部分的背面与模块的正面一致，-形成第一部分的正面与第二部分的背面的电连接。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对每个电池进行切割所根据的短路电流比是特定于所述电池的短路电流比。3.根据权利要求1所述的方法，其中，对每个电池进行切割所根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·勒菲拉特，E·格里森，
申请(专利权)人：原子能和能源替代品委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR