[發明專利]一種光伏組件的內部保護電路結構

在審

• 申請號: 201780001737.7
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107690707A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 姜成銀;孫俊;周福深;謝泰宏;謝毅
• 申請（專利權）人: 通威太陽能（合肥）有限公司
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/044
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所53113
• 代理人: 張璽,楊俊達

技術領域

本發明涉及太陽能晶硅切片電池組件封裝應用技術領域，具體為一種光伏組件的內部保護電路結構。

背景技術

隨著全球煤炭、石油、天然氣等常規化石能源消耗速度加快，生態環境不斷惡化，特別是溫室氣體排放導致日益嚴峻的全球氣候變化，人類社會的可持續發展已經受到嚴重威脅。世界各國紛紛制定各自的能源發展戰略，以應對常規化石能源資源的有限性和開發利用帶來的環境問題。太陽能憑借其可靠性、安全性、廣泛性、長壽面、環保性、資源充足性的特點已成為最重要的可再生能源之一，有望成為未來全球電力供應的主要支柱。

在大力推廣和使用太陽能綠色能源的背景下，光伏組件利用小電流低損耗電學原理(光伏組件功率損耗與工作電流的平方成正比關系)并通過切片工藝(對常規6寸太陽電池進行二分之一激光切割，分成兩個單獨完整的發電單元)來封裝組件并提高輸出功率和發電效率。目前國內一線光伏組件制造商如天合、阿特斯、晶科、晶澳均已推出半片光伏組件，其中阿特斯等廠商已大批量在市場進行半片組件銷售并形成了客觀的銷售利潤。市場上已有常規半片光伏組件在考慮現有制程流水線特點的基礎上內部保護電路設計大多為2串并聯然后在3串串聯或2串并聯然后在5串串聯并旁路若干二極管形成可匯流電路(以60片版型為例)，最終成品半片光伏組件與常規光伏組件輸出電壓、電流相當(對系統端應用不會產生較大影響，不會額外增加系統端應用成本)且輸出功率增益較常規提高約5瓦、效率提高約0.3％左右。

現有半片光伏組件內部保護電路設計時，以60片版型為例，通常以縱向引出為例“2串并聯然后3串在串聯并旁路2個二極管”或以橫向引出為例“2串并聯然后5串在串聯并旁路4個二極管”，考慮常規光伏組件制程流水線兼容性及最終產品性能及可靠性等因素上述兩種內部保護電路設計均具有一定缺陷弊端。

其中以縱向引出為例(20個半片互聯為一個子串發電單元)使用2個旁路二極管保護電池，若3個子串中有一串被陰影遮擋處于反向偏置狀態時與之并聯的旁路二極管導通工作，但實際有效發電工作的只有一個子串(共計40個半片)在工作，會有三分之二電池子串(共計80個半片)被旁路并損失發電量，半片電池總發電實際可利用率約為33％。從產品電學功率輸出角度分析，嚴重影響光伏組件系統端使用度電成本(LOCE)且在產品可靠性測試環節失效風險將大大提高，不利于產品性能穩定。較為明顯的缺陷為：若想在常規(整片)制程流水線上層疊敷設封裝此種電氣設計的半片光伏組件，除了需要將層疊敷設作業工序節拍稍有提高外，該種方式對于現有光伏組件制程流水線制程兼容性也比較差。

以橫向引出為例(12個半片互聯為一個子串發電單元)使用4個旁路二極管保護電池，若5個子串中有一串被陰影遮擋處于反向偏置狀態時與之并聯的旁路二極管導通工作，實際有效發電的只有五分之三子串(共計72個半片)在工作，會有五分之二電池子串(共計48個半片)被旁路并損失發電量，半片電池總發電實際可利用率約為60％。從產品電學功率輸出角度分析，相比與上述以縱向引出方式多出約27％發電量。較為明顯的缺陷：通常常規光伏組件層疊敷設制程中半成品組件流向是長邊進入完成作用后也是長邊流出，這與橫向引出流向沖突，無法在常規制程流水線上完成作業且由于引出線具有4對共8根嚴重影響制程作業節拍同時增加了不良品產生的風險。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光伏組件的內部保護電路結構，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種光伏組件的內部保護電路結構，包括若干太陽電池，將若干太陽電池等分為六列，依次為第一列、第二列、第三列、第四列、第五列以及第六列，每列太陽電池的正負極依次進行串聯形成電池子串；

第一列至第六列的電池子串上手極性依次為正極、負極、正極、正極、負極和正極，且第一列至第六列的電池子串下手極性依次為負極、正極、負極、負極、正極和負極；

第一列與第六列的上手端相連后引出，第二列與第三列的上手端相連后串接有二極管一并引出，第四列與第五列的上手端相連后串接有二極管二并引出；

第一列與第二列的下手端相連后串接有二極管三并引出，第三列與第四列的下手端相連后引出，第五列與第六列的下手端相連后串接有二極管四并引出。

優選的，第一列與第六列的上手端相連后引出的引出端、第二列與第三列的上手端相連后串接有二極管一并引出的引出端、第四列與第五列的上手端相連后串接有二極管二并引出的引出端均連接于正接線盒的接線柱上。