本發(fā)明涉及太陽能電池模塊領(lǐng)域，尤其涉及一種單電池片并聯(lián)二極管的光伏組件，使用范圍是晶體硅電池片(P型，N型)和對應(yīng)組件。

背景技術(shù)：

光伏組件通常由多個太陽能電池片以并聯(lián)或者串聯(lián)的方式組合形成，并以陣列排布的形式設(shè)置。對于串聯(lián)連接的多個太陽能電池片或組件，通過其內(nèi)部的電流由通過電流能力最小的一太陽能電池片或者組件決定。因此，當某片太陽能電池片或者組件發(fā)生損壞或者被遮擋時，該電池的電流通過能力將降低，從而發(fā)生反向偏置，進而有可能被回路上其它正常工作的太陽能電池擊穿。

現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的方法是采用旁路二極管并聯(lián)在太陽能電池組件的兩端，當該太陽能電池組件發(fā)生損壞或者被遮擋而變成負載時，該旁路二極管兩端的電壓迅速升高而發(fā)生正向?qū)ǎ瑥亩闺娏髁鬟^旁路二極管而非太陽能電池組件，從而對太陽能電池組件起到保護作用。

為了降低太陽能組件發(fā)生熱斑時的組件溫度，提高組件的使用可靠性，同時保證組件輸出功率的最大化，一種有效的技術(shù)方案是為每個太陽能電池片匹配一個旁路二極管，例如中國專利申請201410797701.2中揭露的技術(shù)方案。

旁路二極管與焊帶之間是采用焊接的方式連接的，而由于為每個太陽能電池片匹配的旁路二極管尺寸很薄，因此旁路二極管上下兩個電極之間的焊料容易發(fā)生接觸而導(dǎo)致旁路二極管短路。太陽能電池片在高溫環(huán)境下工作更容易促使焊料熔化而使短路現(xiàn)象頻繁發(fā)生。因此如何解決旁路二極管上下兩個電極之間的焊料接觸而短路，是先有技術(shù)亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種單電池片并聯(lián)二極管的光伏組件，能夠防止二極管電極之間發(fā)生短路。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種單電池片并聯(lián)二極管的光伏組件，包括：太陽能電池片；第一組焊帶和第二組焊帶，所述第一組焊帶包括多個第一焊帶，第二組焊帶包括多個第二焊帶，所述第一焊帶和第二焊帶相對于所述太陽能電池片對稱設(shè)置，且所述第二焊帶具有一延伸段；至少一二極管，所述二極管進一步是設(shè)置在所述延伸段和第一焊帶之間，所述二極管相對兩表面的第一電極和第二電極分別與所述第一焊帶和第二焊帶電性連接；還包括一第一絕緣保護環(huán)，所述第一絕緣保護環(huán)設(shè)置在所述二極管的第一電極表面并與第一焊帶之間形成一腔體，所述腔體具有導(dǎo)電填充物以保證所述二極管的電極能夠與外部發(fā)生電性連接。

可選的，所述絕緣保護環(huán)的材料為環(huán)氧樹脂、玻璃以及紫外固化膠中的一種。

可選的，所述導(dǎo)電填充物的材料為焊錫。

可選的，所述導(dǎo)電填充物包括兩層焊錫層以及設(shè)置在兩層焊錫層之間的銅箔。

可選的，所述二極管的第二電極所在表面為平坦表面。

可選的，所述絕緣保護環(huán)在靠近所述太陽能電池片一側(cè)的橫向尺寸大于遠離太陽能電池片一側(cè)的橫向尺寸。

本發(fā)明采用了絕緣保護環(huán)對二極管進行絕緣保護，可以將導(dǎo)電填充物限制在絕緣保護環(huán)和焊帶配合形成的腔體內(nèi)部，即使導(dǎo)電填充物在高溫環(huán)境下發(fā)生熔化也不會溢出到二極管的側(cè)面。

附圖說明

附圖1A和1B所示是本發(fā)明所述單電池片并聯(lián)二極管的光伏組件的具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖1C所示是附圖1A和1B所示的結(jié)構(gòu)的等效電路圖；

附圖2所示是本發(fā)明所述單電池片并聯(lián)二極管的光伏組件的一具體實施方式所述二極管的放大示意圖；

附圖3A所示是本發(fā)明另一具體實施方式所述單電池片并聯(lián)二極管的光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖3B所示是附圖3A中的二極管的放大示意圖。；

附圖4A所示是采用附圖1A所示的光伏組件串聯(lián)形成電池串的具體實施方式示意圖；

附圖4B所示是附圖4A所示的結(jié)構(gòu)的等效電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的單電池片并聯(lián)二極管的光伏組件的具體實施方式做詳細說明。

以下具體實施方式中，統(tǒng)一將所述第一焊帶配置為負極焊帶，與太陽能電池片的負極柵線電學(xué)連接，所述第二焊帶配置為正極焊帶，與太陽能電池片的正極柵線電學(xué)連接；所述二極管的第一電極配置為正極，所述第二電極配置為負極。

在其它的具體實施方式中，亦可以將所述第一焊帶配置為正極焊帶，與太陽能電池片的正極柵線電學(xué)連接，所述第二焊帶配置為負極焊帶，與太陽能電池片的負極柵線電學(xué)連接；所述二極管的第一電極配置為負極，所述第二電極配置為正極。

參考附圖1A所示是本具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本具體實施方式所述光伏組件1包括太陽能電池片10，在太陽能電池片10的不同表面上分別設(shè)置第一焊帶11和第二焊帶12，且所述第一焊帶11和第二焊帶12相對于所述太陽能電池片對稱設(shè)置。所述光伏組件1可以是N型電池片或者P型電池片，附圖1A中以P型硅片做成電池片為例。所述第一焊帶11與太陽能電池片10的負極柵線電學(xué)連接，所述第二焊帶12與太陽能電池片10的正極柵線電學(xué)連接。所述第二焊帶12具有延伸段，即第二焊帶12延伸至太陽能電池片10的邊緣外側(cè)。第一焊帶11本身即需要延伸并連接至鄰近另一太陽能電池片的正極柵線。所述第一焊帶11和第二焊帶12的材料為可與柵線焊接的金屬。一二極管13進一步設(shè)置在第二焊帶12延伸段與第一焊帶11之間，且所述二極管13的正極131與所述第一焊帶11電性連接，所述二極管13的負極132與所述第二焊帶12電性連接。所述電性連接優(yōu)選為焊接。二極管13環(huán)繞一絕緣保護環(huán)14a，所述第一絕緣保護環(huán)14a設(shè)置在所述二極管13的第一電極131的表面并與第一焊帶11之間形成一腔體，所述腔體具有導(dǎo)電填充物16以保證所述二極管的電極能夠與外部發(fā)生電性連接。在附圖1B所示的另一具體實施方式的二極管10的結(jié)構(gòu)示意圖中，第一絕緣保護環(huán)14b除位于所述芯體13的第一電極131所在表面的部分，還進一步延伸至包裹芯體13的側(cè)面。所述第一焊帶11和第二焊帶12可以是一組也可以多組，如果是多組應(yīng)當至少有一組配置成本具體實施方式所述結(jié)構(gòu)。所述二極管13可以直接從晶圓上切割下的包含一二極管結(jié)構(gòu)的片狀晶片(Die)，并不經(jīng)過封裝而直接使用，也可以是電極分別設(shè)置在相對兩表面的已封裝的二極管芯片。用于制作二極管13的晶圓和太陽能電池片10通常具有近似的厚度，因此可以保證圖1A所示的并列式的夾持結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)。由于二極管13和太陽能電池片10均為半導(dǎo)體材料，因此二極管13與焊帶之間界面的加固和同太陽能電池片10與焊帶之間的加固可以采用同種工藝同時完成，故不會增加額外的加固材料和加固工藝。所述二極管13沿垂直于圖面方向的橫截面形狀選自于矩形、圓形、橢圓形以及多邊形中的任意一種。

附圖1A和1B所示的結(jié)構(gòu)的等效電路圖如附圖1C所示，光伏組件1和二極管13并聯(lián)，從而使二極管13對于單獨的一片光伏組件1起到旁路二極管的作用。

在其它的具體實施方式中，在第一焊帶11和第二焊帶12之間可以并列夾持多個二極管13，以增強旁路電流的通過能力。

參考附圖2所示是本具體實施方式中附圖1B所述二極管13的放大示意圖。在本具體實施方式中，第一絕緣保護環(huán)14b設(shè)置在所述二極管13的第一電極131與第一焊帶11之間以形成一腔體，所述腔體15具有導(dǎo)電填充物16以保證所述二極管的電極能夠與對應(yīng)的焊帶電性連接。在本具體實施方式中，所述絕緣保護環(huán)14b的材料為環(huán)氧樹脂。在其他的具體實施方式中，所述絕緣保護環(huán)14b的材料也可以是玻璃或者紫外固化膠。腔體15沿著垂直于圖面方向的剖面可以是圓形、矩形或者圓角矩形等任意形狀。由于形成腔體15，可以將導(dǎo)電填充物16限制在腔體15內(nèi)部，即使導(dǎo)電填充物16在高溫環(huán)境下發(fā)生熔化也不會溢出到二極管13的側(cè)面并與另一側(cè)的焊料接觸。所述第一絕緣環(huán)的高度不小于60微米，并優(yōu)選為80微米-100微米以保證對導(dǎo)電填充物16的容納能力。所述導(dǎo)電填充物16的材料為焊錫。為了獲得更好的技術(shù)效果，所述導(dǎo)電填充物16的兩層焊錫層161和162之間還設(shè)置銅箔163。所述銅箔的厚度范圍是30微米-50微米。銅箔的作用在于緩沖導(dǎo)電填充物與正極131之間的應(yīng)力，避免焊錫在溫度變化的情況下脫離腔體15。腔體15以及絕緣保護環(huán)14a/b的外緣在沿著垂直于圖面方向的剖面可以是圓形、矩形或者圓角矩形等任意形狀。由于絕緣保護環(huán)14a/b與焊帶配合形成腔體15，可以將導(dǎo)電填充物16限制在腔體15內(nèi)部，即使導(dǎo)電填充物16在高溫環(huán)境下發(fā)生熔化也不會溢出到側(cè)面并與另一側(cè)的電極發(fā)生電性連接。

參考附圖3A所示是本發(fā)明另一具體實施方式所述單電池片并聯(lián)二極管的光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖3B所示是附圖3A中的二極管的放大示意圖。在本具體實施方式中，二極管13的兩個設(shè)置電極的表面都具有絕緣保護環(huán)34，并各自形成腔體351和352，所述腔體351和352都具有導(dǎo)電填充物36以保證所述二極管13的電極能夠與對應(yīng)的焊帶電性連接。絕緣保護環(huán)34可以僅設(shè)置在二極管電極的表面，也可以進一步延伸至包裹芯體的側(cè)面，本具體實施方式所提供的結(jié)構(gòu)為延伸至包裹芯體側(cè)面。腔體351和352沿著垂直于圖面方向的剖面可以各自獨立的是圓形、矩形或者圓角矩形等任意形狀。由于絕緣保護環(huán)34高出二極管的正極131的表面和負極132的表面并形成腔體351和352，可以將導(dǎo)電填充物36限制在腔體351和352內(nèi)部，即使導(dǎo)電填充物36在高溫環(huán)境下發(fā)生熔化也不會溢出到二極管13的側(cè)面。

上述兩種具體實施方式中，一種是在二極管的一個側(cè)面設(shè)置保護環(huán)，另一個是在兩個側(cè)面均設(shè)置保護環(huán)。實踐結(jié)果表明，在一個側(cè)面設(shè)置保護環(huán)足以對導(dǎo)電填充物起到有效的限制作用，并且一個側(cè)面設(shè)置保護環(huán)的方式工藝簡單，只需要制作一次保護環(huán)，并且由于只有一個保護環(huán)，封裝后的整體厚度降低。而且另一個側(cè)面是平坦表面還有利于增大電極與焊帶的接觸面積，避免兩面都發(fā)生脫焊而導(dǎo)致二極管整體滑脫。

附圖4A所示是采用附圖1A所示光伏組件1串聯(lián)形成電池串的具體實施方式示意圖。光伏組件1的太陽能電池片10上的第一焊帶11同臨近的光伏組件40的太陽能電池片400的第二焊帶402是同一根焊帶，而另一側(cè)臨近的光伏組件41的太陽能電池片410的第一焊帶411則同太陽能電池片10的第二焊帶12是同一根焊帶，從而形成串聯(lián)的電池串。并且光伏組件40和光伏組件41也可以具有類似的并聯(lián)的二極管403和413。

附圖4A所示結(jié)構(gòu)的等效電路圖如圖4B所示，每個光伏組件均設(shè)置對應(yīng)的旁路二極管。這樣可以保證在某一片太陽能電池片失效的情況下，僅將該片電池從主電路中隔離出來，而該電池串內(nèi)其余正常工作的太陽能電池片仍可以發(fā)電。并且由于一個旁路二極管僅對應(yīng)一片太陽能電池片，因此對該旁路二極管的耐壓要求大為降低。對于硅基太陽能電池而言，該旁路二極管的最大反向偏壓僅為0.6V即可。由于二極管的市場價格同其最大反向偏壓值是呈一致性關(guān)系的，因此雖然相對于一串光伏組件設(shè)置一個旁路二極管而言，二極管的數(shù)目有所增加，但是單顆二極管的成本大為降低。并且未封裝的二極管的平面面積很小，僅有數(shù)個平方毫米，因此可以設(shè)置在光伏組件陣列之間的空隙中，不會增加整個太陽能電池組件的體積。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。