光伏组件焊带设计方法、装置及终端设备制造方法及图纸

本申请适用于光伏技术领域，提供了光伏组件焊带设计方法、装置及终端设备，该光伏组件焊带设计方法包括：获取电池片的长度与宽度、焊带数量、焊带截面的焊带底角和电池片四周的空白间隙宽度，基于电池片的长度与宽度、焊带数量、焊带截面的焊带底角和电池片四周的空白间隙宽度得到电池单元；基于电池单元建立光路模型，得到焊带表面结构与反射光路径之间的关系；基于焊带表面结构与反射光路径之间的关系，建立电池单元功率提升模型，得到电池单元中焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和；基于焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和，得到光伏组件焊带设计方法的最优解。本申请对焊带进行结构化设计，可以使光伏组件获得更高光伏发电功率。伏发电功率。伏发电功率。

【技术实现步骤摘要】
光伏组件焊带设计方法、装置及终端设备


[0001]本申请属于光伏
，尤其涉及光伏组件焊带设计方法、装置及终端设备。

技术介绍

[0002]晶体硅光伏组件，一般使用光伏焊带将单片的太阳能电池焊接为电池串，再经过串联和/或并联的方式连接成电路，光伏焊带起到连接电池、传导电流的作用。焊带焊接到电池正面时，会遮挡一部分的太阳光，使电池表面接受到的太阳光总量减少；同时，电流传导的过程也会产生一定的功率损失，通常称为焊带的串阻损失，以上两点是影响电池
‑
组件转换效率的重要因素。增大焊带截面积/主栅线数量，可以减小焊带电阻，降低焊带产生的串阻损失，但是，过多的主栅数量或过宽的焊带会造成遮光损失过多，而厚度过高的焊带，则需要匹配更厚的封装聚合物，造成成本增加，影响光伏组件的光伏发电效率。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了光伏组件焊带设计方法、装置及终端设备，提高光伏组件的光伏发电效率。
[0004]本申请是通过如下技术方案实现的：
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种光伏组件焊带设计方法，包括：获取电池片的长度与宽度、焊带数量、焊带截面的焊带底角和电池片四周的空白间隙宽度，基于电池片的长度与宽度、焊带数量、焊带截面的焊带底角和电池片四周的空白间隙宽度得到电池单元；基于电池单元建立光路模型，得到焊带表面结构与反射光路径之间的关系；基于焊带表面结构与反射光路径之间的关系，建立电池单元功率提升模型，得到电池单元中焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和；基于焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和，得到光伏组件焊带设计方法的最优解。
[0006]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，焊带截面包括上部与下部，焊带截面的上部为等腰三角形，等腰三角形的底角为焊带底角，等腰三角形的底边宽度为焊带宽度，焊带截面的下部为矩形，矩形宽度为焊带宽度。
[0007]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，光路模型由上至下依次为空气、玻璃层、EVA塑料层和电池片；焊带表面结构与反射光路径之间的关系为：当0＜θ＜1/2*arcsin(1/n1)时，照射到焊带表面的光线经反射到达玻璃层
‑
空气界面后，一部分光线折射到空气中，另一部分光线反射回到电池片表面；当1/2*arcsin(1/n1)＜θ＜45
°
时，照射到焊带表面的光线经反射到达玻璃层
‑
空气界面后，发生全反射照射到电池片表面；当θ＝45
°
时，照射到焊带表面的反射光平行于电池片表面反射，再经相邻焊带表面反射回空气中；当45
°
＜θ＜90
°
时，照射到焊带表面的光线直接反射到电池片表面；其中，n1为EVA塑料的折射率，θ为焊带底角。
[0008]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，电池单元功率提升模型包括：反射光路程计算模型、反射光强度计算模型、焊带光学提升计算模型和焊带串阻损失计算模型；
[0009]反射光路程计算模型为：L＝L0+L1+L2+L3+L4，其中，，其中，d为EVA塑料层厚度，W为焊带宽度，H为焊带厚度，D为玻璃层厚度，α1为焊带表面的反射光在EVA塑料层
‑
玻璃层界面处的入射角，α2为焊带表面的反射光在玻璃层
‑
空气界面处的入射角，θ为焊带底角。
[0010]反射光强度计算模型为：当光线垂直由玻璃层
‑
EVA塑料层界面进入EVA塑料层，直接照射到电池表面时，光强由I0变为I1，当光线垂直由玻璃层
‑
EVA塑料层界面进入EVA塑料层，经过焊带表面反射到电池表面时，光强由I0变为I2。
[0011]其中，在0＜θ＜1/2
·
arcsin(1/n1)时，其中，R＝[sin(α2‑
α3)/sin(α2+α3)]2·
{1+[cos(α2+α3)/cos(α2‑
α3)]2}/2，α3为焊带表面的反射光在空气介质中的折射角；α2＝arcsin(n1/n2·
sin2θ)；α
3＝
arcsin(n1/n3·
sin2θ)；n2为玻璃层的折射率，n3为空气的折射率；a1为EVA塑料层对光的吸收系数，a2为玻璃层对光的吸收系数；在1/2
·
arcsin(1/n1)＜θ＜45
°
时，在45
°
＜θ＜90
°
时，L2＝L3＝L4＝0，
[0012]焊带光学提升计算模型为：ΔP1＝ΔJ
·
S0·
U，其中，S0＝S
cell
‑
S
ribbon
+S
sep
·
R
sep
，S
cell
为单片电池片的面积，S
ribbon
为单片电池片正面焊带的总面积，S
sep
为单片电池片四周间隙的面积，R
sep
为单片电池片四周间隙背面材料的反射率；U为单片电池片电压。
[0013]焊带串阻损失计算模型为：其中，J＝ΔJ
·
S0，N为焊带数量；ρ为焊带的电阻率；b
cell
为电池片在平行焊带方向的宽度；Y
sep
为电池片在平行焊带方向的间隙宽度。
[0014]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，反射光强度计算模型中，当光线垂直由玻璃
‑
EVA塑料层界面进入EVA塑料层，经过焊带表面反射到电池表面时，忽略光线在各界面发生反射、散射和全反射的光强损失。
[0015]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，基于焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和，得到光伏组件焊带设计方法的最优解，具体包括：当焊带宽度不变时，基于焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和，得到焊带底角的最佳范围；当焊带底角不变时，基于焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和，得到焊带宽度的最佳范围；基于焊带底角的最佳范围和焊带宽度的最佳范围，得到光伏组件焊带设计方法的最优解。
[0016]第二方面，本申请实施例提供了一种高效率晶体硅光伏组件，组件结构由上到下依次为：上盖玻璃，封装材料、划片双面太阳能电池片或单面太阳能电池片、封装材料和下盖玻璃。
[0017]第三方面，本申请实施例提供了一种光伏组件焊带设计装置，包括：获取模块，用于获取电池片的长度与宽度、焊带数量、焊带截面的焊带底角和电池片四周的空白间隙宽度，基于电池片的长度与宽度、焊带数量、焊带截面的焊带底角和电池片四周的空白间隙宽度得到电池单元；光路模块，用于基于电池单元建立光路模型，得到焊带表面结构与反射光路径之间的关系；功率提升模块，用于基于焊带表面结构与反射光路径之间的关系，建立电池单元功率提升模型，得到电池单元中焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和；求解模块，用于基于焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件焊带设计方法，其特征在于，包括：获取电池片的长度与宽度、焊带数量、焊带截面的焊带底角和电池片四周的空白间隙宽度，基于所述电池片的长度与宽度、所述焊带数量、焊带截面的焊带底角和所述电池片四周的空白间隙宽度得到电池单元；基于所述电池单元建立光路模型，得到焊带表面结构与反射光路径之间的关系；基于所述焊带表面结构与反射光路径之间的关系，建立电池单元功率提升模型，得到电池单元中焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和；基于所述焊带产生的光学增益与焊带串阻损失之和，得到光伏组件焊带设计方法的最优解。2.如权利要求1所述的光伏组件焊带设计方法，其特征在于，所述焊带截面包括上部与下部，所述焊带截面的上部为等腰三角形，等腰三角形的底角为焊带底角，等腰三角形的底边宽度为焊带宽度，所述焊带截面的下部为矩形，矩形宽度为焊带宽度。3.如权利要求2所述的光伏组件焊带设计方法，其特征在于，所述光路模型由上至下依次为空气、玻璃层、EVA塑料层和电池片；所述焊带表面结构与反射光路径之间的关系为：当0＜θ＜1/2*arcsin(1/n1)时，照射到焊带表面的光线经反射到达玻璃层
‑
空气界面后，一部分光线折射到空气中，另一部分光线反射回到电池片表面；当1/2*arcsin(1/n1)＜θ＜45
°
时，照射到焊带表面的光线经反射到达玻璃层
‑
空气界面后，发生全反射照射到电池片表面；当θ＝45
°
时，照射到焊带表面的反射光平行于电池片表面反射，再经相邻焊带表面反射回空气中；当45
°
＜θ＜90
°
时，照射到焊带表面的光线直接反射到电池片表面；其中，n1为EVA塑料的折射率，θ为焊带底角。4.如权利要求2所述的光伏组件焊带设计方法，其特征在于，所述电池单元功率提升模型包括：反射光路程计算模型、反射光强度计算模型、焊带光学提升计算模型和焊带串阻损失计算模型；所述反射光路程计算模型为：L＝L0+L1+L2+L3+L4，其中，，其中，d为EVA塑料层厚度，W为焊带宽度，H为焊带厚度，D为玻璃层厚度，α1为焊带表面的反射光在EVA塑料层
‑
玻璃层界面处的入射角，α2为焊带表面的反射光在玻璃层
‑
空气界面处的入射角，θ为焊带底角；所述反射光强度计算模型为：当光线垂直由玻璃层
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EVA塑料层界面进入EVA塑料层，直接照射到电池表面时，光强由I0变为I1，当光线垂直由玻璃层
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EVA塑料层界面进入EVA塑料层，经过焊带表面反射到电池表面时，光强由I0变为I2；其中，在0＜θ＜1/2
·
arcsin(1/n1)时，其中，R＝[sin(α2‑
α3)/sin(α2+α3)]2·
{1+[cos(α2+α3)/cos(α2‑
α3)]2}/2，α3为焊带表面的反射光在空气介质中的折射角；α2＝arcsin(n1/n2·
sin2θ)；α3＝arcsin(n1/n3·
sin2θ)；n2为玻璃层
的折射率，n3为空气的折射率；a1为EVA塑料层对光的吸收系数，a2为玻璃层对光的吸收系数；在1/2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，郑炯，蒋京娜，荣丹丹，李亚彬，杨燕，耿亚飞，麻超，史金超，于波，
申请(专利权)人：英利能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：