一种二极管、配置二极管的光伏电池串及光伏组件的制作方法

本发明涉及太阳能电池模块领域，尤其涉及一种二极管、配置二极管的光伏电池串及光伏组件。

背景技术：

太阳能电池组件通常由多个太阳能电池片以并联或者串联的方式组合形成，并以阵列排布的形式设置。对于串联连接的多个太阳能电池片或组件，通过其内部的电流由通过电流能力最小的一太阳能电池片或者组件决定。因此，当某片太阳能电池片或者组件发生损坏或者被遮挡时，该电池的电流通过能力将降低，从而发生反向偏置，进而有可能被回路上其它正常工作的太阳能电池片或组件击穿。

现有技术中一种常见的方法是采用旁路二极管并联在太阳能电池组件中电池串的两端，当该太阳能电池组件中电池片发生损坏或者被遮挡而变成负载时，该旁路二极管两端的电压发生正向导通，从而使电池串电流流过旁路二极管，从而对太阳能电池组件起到保护作用。

以现有技术中采用60个太阳能电池片组成一个太阳能电池组件为例，通常包含三组，每组20个串联的太阳能电池片，并为每组串联的太阳能电池片配置一个旁路二极管。故每个太阳能电池组件需要配置三个旁路二极管，每个旁路二极管的最大反向偏压约为12V(每个太阳能电池片的输出电压为0.6V)。当每组20个太阳能电池片中的某一个发生损坏或者被遮挡时，旁路二极管将分流该组20个串联的太阳能电池片的电流，使之从主电路上分离出去。在工程上，需要采用专门的接线盒将旁路二极管连接至太阳能电池组件的一侧。也可以是由96个、72个或者54个太阳能电池片组成一个太阳能电池组件，这样每组包含32个、24个或者18个串联的太阳能电池片。

因此，旁路二极管组装和维护的成本高，难度大，且每一组太阳能电池串一般并联一个旁路二极管，对耐压性要求很高；另外，现有封装形式的二极管不适合直接放到光伏组件中与电池片连接。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的二极管、配置二极管的光伏电池串及光伏组件，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种二极管、配置二极管的光伏电池串及光伏组件，能够更有效地对太阳能电池片提供旁路保护。

本发明的二极管，包括晶片，所述晶片两相对的表面上分别设有第一电极和第二电极；所述晶片两相对的表面上均镀有分别连接所述第一电极和第二电极的镀锡层。

进一步的，在所述晶片表面与所述镀锡层之间还可镀一层或多层金属镀层。

进一步的，所述晶片的四周封装有绝缘材料。

进一步的，所述绝缘材料为环氧树脂、聚四氟乙烯、聚酚醛树脂、有机硅树脂中的一种。

本发明的光伏电池串，所述光伏电池串由若干光伏电池和若干上述的二极管依次间隔电连接而成。

进一步的，所述光伏电池包括基板和设置在基板上的第一焊带和第二焊带，所述二极管的第一电极电学连接至所述第一焊带，第二电极电学连接至所述第二焊带。

本发明的光伏组件，包括自上而下依次设置的盖板、胶膜、如权利要求6所述的若干光伏电池串、胶膜、衬底和与光伏电池串电学连接的接线盒，以及包裹所述衬底、胶膜、各光伏电池串、胶膜和盖板边缘的边框；所述接线盒设有两分别与第一焊带和第二焊带电连接的输出电缆。

进一步的，所述胶膜为EVA胶膜、POE胶膜、硅胶胶膜中的一种。

进一步的，所述衬底为复合高分子膜或玻璃，复合高分子膜如TPT、TPE。

进一步的，所述盖板为玻璃。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明通过在晶片上两个电学电极上设置镀锡层，以便和光伏电池上的焊带焊接；

2、在二极管晶片和镀锡层之间镀一层或多层其他金属镀层可以降低热变形对二极管晶片热应力压力的影响；

3、二极管晶片四周通过使用环氧树脂等绝缘材料封装，将晶片四周进行绝缘保护，防止二极管晶片边缘和光伏电池边缘相碰以及焊锡将二极管两电学电极间误导通发生电学导通；

4、将二极管晶片四周经过绝缘封装，便于将二极管封装在光伏组件内部；

5、通过设置二极管给对应的光伏电池进行旁路，这样可以保证当部分光伏电池受到遮挡时，仅将被遮挡的光伏电池从主电路中隔离出来，而该光伏电池串内其余正常工作的光伏电池仍可以工作，极大的降低光伏组件发生热斑时的组件温度，提高组件的使用可靠性，同时保证组件输出功率的最大化，因此是一种更有效的保护方式；

6、加工时，只需将二极管与光伏电池的焊带电学连接即可，简单易操作，并且采用这种结构的光伏电池串或光伏电池串阵列形成的光伏组件的接线盒内无需再设置二极管晶片，因此组件的出线更为方便。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的二极管的结构示意图；

图2是本发明的光伏电池串的结构示意图；

图3是本发明的光伏组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下具体实施方式中，统一将所述第一焊带配置为负极焊带，与基板的负极栅线电学连接，所述第二焊带配置为正极焊带，与基板的正极栅线电学连接；所述二极管晶片的第一电极配置为正极，所述第二电极配置为负极。

参见图1，本发明一较佳实施例所述的一种二极管10，包括晶片11，晶片11两相对的表面上分别设有第一电极12和第二电极13；在晶片11两相对的表面上均镀有分别连接第一电极12和第二电极13的镀锡层14。通过在晶片上两个电学电极上设置镀锡层，以便和光伏电池上的焊带焊接，避免出现短路情况。

为降低热变形对二极管晶片热应力压力的影响，本发明在晶片11表面与镀锡层14之间还可镀一层或多层金属镀层15，如镀银层、镀铜层、镀金层。

本发明中的二极管晶片11是指直接从晶圆上切割下的包含一二极管晶片结构的片状结构，为矩形。为防止二极管晶片11边缘和光伏电池边缘相碰以及焊锡将二极管两电学电极间误导通发生电学导通，本发明在晶片11的四周封装有绝缘材料16，绝缘材料16为环氧树脂、聚四氟乙烯、聚酚醛树脂、有机硅树脂中的一种。本发明中二极管晶片四周通过使用环氧树脂封装，将晶片四周进行绝缘保护，经过绝缘封装的二极管晶片，可以更加方便和有效地封装在光伏组件内部。

参见图2，本发明一较佳实施例所述的一种光伏电池串20，该光伏电池串20由若干光伏电池21和上述的二极管10依次间隔电连接而成。光伏电池21包括基板22和设置在基板22上的第一焊带23和第二焊带24；上述的二极管10即经过绝缘封装、焊有一层或多层金属镀层及焊锡层的二极管晶片，将光伏电池21跟二极管10依次间隔串焊即可制成光伏电池串20。具体的，将二极管10的第一电极12电学连接至第一焊带23，第二电极13电学连接至第二焊带24。将光伏电池21和二极管10串联，从而使二极管10对于单独的一片光伏电池21起到旁路二极管的作用，增加旁路的耐压能；当然，也可以在第一焊带23和第二焊带24之间并联多个二极管10，以增强旁路电流的通过能力。

本发明通过设置二极管给对应的光伏电池进行旁路，这样可以保证当部分光伏电池受到遮挡时，仅将被遮挡的光伏电池从主电路中隔离出来，而该光伏电池串内其余正常工作的光伏电池仍可以发电，极大的降低光伏组件发生热斑时的组件温度，提高组件的使用可靠性，同时保证组件输出功率的最大化，因此是一种更有效的保护方式。

参见图3，本发明一较佳实施例所述的一种光伏组件30，包括自上而下依次设置的盖板33、胶膜32、上述的若干光伏电池串20、胶膜32、衬底31和与光伏电池串20电学连接的接线盒35，以及包裹衬底31、胶膜32、各光伏电池串20、胶膜32和盖板33边缘的边框34；接线盒35设有两分别与第一焊带23和第二焊带24电连接的输出电缆36。具体的，胶膜32EVA胶膜、POE胶膜、硅胶胶膜中的一种；衬底31为复合高分子膜或玻璃，复合高分子膜如TPT、TPE；盖板为玻璃。

上述结构的光伏组件30，其接线盒内无需再设置二极管晶片，因此组件的出线更为方便，接线盒只需与光伏组件20的第一焊带和第二焊带相连即可获取由光伏组件产生的电能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。