用于发电的太阳能电池阵列模块制造技术

一种太阳能发电模块，用于最大化从模块产生的功率并且最小化由光障碍造成的功率降级，其中，该模块包括以N列和M行的矩阵布置的太阳能电池。太阳能电池的至少一对相邻行通过在至少一对相邻行的至少两个相邻列上延伸的单个宽聚合物导体条带机械地和电地互连。相互串的每对相邻行中的所有太阳能电池通过嵌入聚合物导体条带内的至少一个相应细线导体串联电互连。每个太阳能电池串中的至少一个太阳能电池通过并联连接导电装置与位于相邻串的相互行中的一个或两个太阳能电池并联电互连。行中的一个或两个太阳能电池并联电互连。行中的一个或两个太阳能电池并联电互连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发电的太阳能电池阵列模块
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35USC 119(e)要求于2019年3月18日提交的美国临时申请62/819,718、于2019年11月27日提交的美国临时申请62/940,893以及于2020年1月27日提交的美国临时申请62/966,028的权益，所述申请的公开内容以引用方式并入本文。


[0003]本专利技术涉及用于发电的太阳能电池阵列模块，更具体地，涉及有助于最大化来自太阳能模块的发电量的太阳能电池阵列模块，配置为通过最小化由光障碍物造成的功率降级来最大化来自多个太阳能电池的发电量，太阳能电池阵列模块使用聚合物导体技术(例如聚合物导体技术)以矩阵配置互连。

技术介绍

[0004]光伏电池(“在下文中也称为“PV电池”、“PV太阳能电池”、“太阳能电池”或简称为“电池”)已广泛用于各种应用中以产生方便的电力。通常，单个太阳能电池产生大约0.5V的输出电压，并且多个电池通常串联连接以提供更高的电压电平。太阳能电池通常在太阳能电池阵列中互连，如与本申请具有相同的专利技术人且共同拥有的、于2011年1月23日提交的公开号WO/2011/089607的PCT申请以及公开号WO/2018/142398中的PCT申请所述，所述申请的全部内容通过引用并入本文。
[0005]多个单独的光伏(PV)太阳能电池相互电连接以形成普通的太阳能电池阵列模块。普通的太阳能电池阵列模块的太阳能电池串联地电互连，其中正极(通常是，但不限于，太阳能电池的背面)连接到相邻电池的太阳能电池的负极(通常是，但不限于，太阳能电池的顶部)。
[0006]太阳能电池阵列模块的太阳能电池通常放置在N列M行的矩阵中。由于单个电池的电池电压约为0.5伏，有60个太阳能电池排列成6X10矩阵的一个普通的太阳能电池阵列模块产生30伏的电压，表面积约为1.6m2(～1m X～1.6m)。
[0007]应当理解，上面的描述描述了典型的PV模块，但是可以使用模块中除上述之外的其他互连模式和其他数量的太阳能电池。在具有交叉网络配置的太阳能电池阵列模块中，所有太阳能电池也并联电互连，其中每个太阳能电池阵列模块包括多个太阳能电池或切割子电池。
[0008]还参考图1，示意性地示出了示例太阳能电池阵列模块30，包括太阳能电池25的交叉网络配置。在该示例中，太阳能电池阵列模块30包括48个太阳能电池25，以m(在本示例中为8)列(“串26”c1‑
c8)和n(在本示例中为6)行(r1‑
r6)排列，其中每个串26包括n个太阳能电池25，通过并联互连连接，形成交叉的配置。
[0009]“交叉”实施方式涉及同一专利技术人的先前描述的专利技术，该专利技术在公开号WO2011/089607的PCT申请中公开，在此通过引用并入，如同在此完全描述一样。“交叉”实施方式是电布线配置，其中电池之间的电互连根据互连所有相邻电池的规则网格图案确定。相比之
下，当前要求保护的专利技术涉及不一定根据规则网格图案确定的电互连。
[0010]具有太阳能电池交叉配置的太阳能电池阵列模块可以由普通的的15.6cm X 15.6cm PV太阳能电池组成，或者，例如但不限于，由尺寸小三倍的PV太阳能电池(切割或制造的太阳能子电池)15.6cm X 5.2cm PV太阳能电池组成。由于PV电池产生的电流与PV太阳能电池的有效面积成正比，因此应该理解的是，PV太阳能电池的尺寸越小，电流的减少量越大，因此，功率损耗的减少量也越大。
[0011]还参考图2，示意性地示出了示例现有技术太阳能电池阵列模块32，包括太阳能子电池27的交叉配置。在该示例中，太阳能电池阵列模块32包括48个(如图所示，没有限制)太阳能子电池27，排列成8列(“串26”c1‑
c8)，如太阳能电池阵列模块30，和6行(r
11
‑
r
23
)，其中每列包括6个太阳能子电池27，通过并行互连连接，形成交叉的配置。然而，太阳能子电池27实质上小于普通的太阳能电池25。在该非限制性示例中，与普通的尺寸约为15.6cm X 15.6cm的太阳能电池25相比，太阳能子电池27的尺寸约为15.6cm X 5.2cm。因此，通过形成组合具有相同可曝光面积的3个太阳能子电池27的子串28，电压子串28乘以3，而电流除以3。在图2所示的示例中，48个太阳能子电池27在产生的功率方面相当于两行太阳能电池25。因此，需要以m(在本例中为8)列和3n(在本例中为18)行排列的144个太阳能子电池27来产生由太阳能电池阵列模块30产生的相同功率。
[0012]由于仅由太阳能子电池组成的太阳能电池阵列模块中的电流明显低于具有一个或多个普通的太阳能电池的太阳能电池阵列模块中的电流。普通的太阳能(PV)电池或子电池的串联连接可以使用基于箔的布线技术来完成，例如没有限制，基于MEYER BURGER AG[CH]的“SmartWire连接技术”(“SWCT”、“SWCT技术”)的箔，在欧洲专利申请3165361和T.等人的“SmartWire Connection Technology”中也有描述，如图3a所示和图3b中所描绘的。在这种技术中，下文称为“基于聚合物的导体”技术或简称为“聚合物导体”技术，每个普通的太阳能电池25在一侧或两侧层压有箔50，其中箔50包括15至38根之间的细线52，每根都承载显著减少的电流。相对于在普通的太阳能模块中与普通的PV电池一起使用的布线，较细的线52也比普通的电池布线更具延展性并且降低了整体布线的成本。
[0013]线材是涂有低熔点合金的圆形铜基线材，通常是3
‑
5μm厚的合金层，含有50％的铟。线材52嵌入直接施加到金属化电池上的聚合物箔50中，然后堆叠被层压在一起。线材52与电池的金属喷镀(metallization)结合并提供与金属(例如Cu、Ag、Al、Ni及其合金)的电接触。可以定制线材52的数量和它们的厚度以匹配几乎任何电池金属化设计或电池功率等级。应当注意，通过结合多条线材52，可以限制欧姆损耗和/或指状物厚度，因为线材的数量可以适应特定的电池设计。还需要注意的是，不需要在电池表面(正面和背面)上使用常用的汇流条。还应该注意的是，通常通过将基于聚合物的导体加热到125℃(或任何其他预先设计的温度)来完成结合，从而将线材焊接到太阳能电池的金属化主体上。

技术实现思路

[0014]本公开的主要目的包括提供组装太阳能模块的方法，包括使用聚合物导体技术或常规单导体布线技术或其组合形成交叉配置。
[0015]应当理解，由于在聚合物导体技术中提供细化的导线，聚合物导体箔段比普通电池布线更具延展性。
[0016]还应该理解的是，用于连接一系列规则太阳能电池(25)或子电池(27)的聚合物导体技术有助于将相邻的太阳能子电池靠得更近，以最小化一些或每个电池之间形成的间隙。相邻的太阳能电池或太阳能子电池并联连接成交叉矩阵阵列，可以使用聚合物基导体和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种太阳能发电模块，用于最大化从太阳能模块产生的功率并最小化由光障碍造成的功率降级，该模块包括多个普通的太阳能电池(25)或太阳能子电池(27)，所述太阳能电池(25、27)排列成N列M行的物理矩阵，以及其中，至少一对相邻行的太阳能电池(25)或太阳能子电池(27)通过单个宽聚合物导体条带(150)机械地和电地互连，所述单个宽聚合物导体条带(150)是在所述至少一对相邻行的至少两个相邻列上延伸的延展性导电布线连接技术。2.如权利要求1所述的太阳能发电模块，其中，每一列太阳能电池中的至少一对相邻太阳能电池(25、27)通过嵌入在所述聚合物导体条带(150)内的至少一个相应的细线导体(152)串联电互连。3.如权利要求2所述的太阳能发电模块，其中，在一个相互串的每对相邻行中的所有太阳能电池(25、27)通过嵌入在所述聚合物导体条带(150)内部的至少一个相应的细线导体(152)串联电互连。4.如权利要求3所述的太阳能发电模块，其中，每个太阳能电池串(26)中的至少一个太阳能电池(25、27)通过并联连接导电装置并联电互连到位于相邻串的相互行中的一个或两个太阳能电池。5.如权利要求4所述的太阳能发电模块，其中，所述并联连接导电装置是至少一根细长的共同的导线(160)，其设置在所述太阳能电池的行之间、跨越所有串，或设置在所述太阳能电池(25、27)上、跨越所有串，并且其中，所述细长共同的导线(160)导电地附接到线导体(152)以局部形成至少部分导电网格。6.如权利要求4所述的太阳能发电模块，其中，所述并联连接导电装置是至少一个细线导体(162)，该至少一个细线导体(162)嵌入设置在所述太阳能电池(25、27)的行之间的单个或导电链状的横向聚合物导体交叉条带(161)内、跨越所有串，并且其中，所述横向聚合物导体交叉条带(161)导电地附接到所述线导体(152)以局部地形成至少部分导电网格。7.如权利要求4所述的太阳能发电模块，其中，所述并联连接导电装置是至少一个细线导体(154)，所述至少一个细线导体(154)嵌入设置到所述至少一行太阳能电池(25、27)的所述太阳能电池(25、27)上的单个或导电链状的横向聚合物导体交叉条带(155)的条带内，并且其中，所述横向聚合物导体交叉条带(155)导电地附接到所述线导体(152)以局部形成至少部分导电网格。8.如权利要求4所述的太阳能发电模块(102)，其中，所述并联连接导电装置包括多个短导体，其中，每个所述短导体机械地互连太阳能电池(25、27)的相邻串(26)的相邻太阳能电池(25、27)，并且其中，所述短导体与所述相邻太阳能电池(25、27)并联电互连。9.如权利要求8所述的太阳能发电模块，其中，所述短导体是短的共同的导线或宽导体段(600、602、604、614a、614b)。10.如权利要求8所述的太阳能发电模块，其中，所述短导体是短横向聚合物导体交叉段(159)，至少一个细线导体(166)嵌入所述短横向聚合物导体交叉段(159)中。11.如权利要求10所述的太阳能发电模块(101)，其中，所述太阳能电池是普通的太阳能电池(25)，
其中，所述并联连接导电装置包括所述多个短导体(159)，其中，每个所述短导体将太阳能电池的相邻串(26)的相邻太阳能电池(25)机械地互连，并且其中，所述短横向聚合物导体交叉段(159)并联电互连所述相邻太阳能电池(25)。12.如权利要求10所述的太阳能发电模块(101)，其中，所述太阳能电池是太阳能电池(25、27)，其中，每列中的每对太阳能电池(25、27)通过细线导体(62、72)而不是所述单个宽聚合物导体条带(150)串联电互连，所述细线导体(62、72)嵌入窄聚合物导体条带(64、74)内。13.如权利要求10所述的太阳能发电模块(102)，其中，所述太阳能电池是太阳能电池(25、27)，其中，每列中的每对太阳能电池(25、27)通过细线导体(152)串联电互连，所述细线导体(152)嵌入宽聚合物导体条带(150)内。14.如权利要求8所述的太阳能发电模块(110)，其中，所述太阳能电池是太阳能子电池(27)，并且其中，每列中的每对太阳能子电池(27)通过细线导体(72)而不是所述单个宽聚合物导体条带(150)串联电互连，所述细线导体(72)嵌入窄聚合物导体条带(74)内。15.如权利要求8所述的太阳能发电模块，其中，在相邻普通的太阳能电池(25)之间的太阳能电池串中形成的最小间隙为g
a
，受嵌入用于普通的太阳能模块聚合物条带布线的共同的聚合物导体条带(64)内的线导体(62)的厚度和延展性的限制，并且其中，在通过所述聚合物导体条带(74、150、156)机械地和电地串联互连的相邻太阳能子电池(27)之间的太阳能电池串中形成的最小间隙g
b
，所述聚合物导体条带段(74、150、156)包括更细的嵌入线(72)并且比共同的聚合物导体条带段更具延展性，从而促进缩小间隙g

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：索拉沃特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：