一种柔性薄膜太阳能电池组件

1.本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种柔性薄膜太阳能电池组件。


背景技术：

2.柔性薄膜太阳能电池可用于移动供电领域，如太阳能背包，帐篷，以及携带等。但是，这些柔性薄膜太阳能电池都是通过栅线，或者激光刻隔离线的方式实现子电池串联并构成组件产品。对于串联结构来说，任何一节电池的断路将导致器件的完全失效，而对于整个一个大片结构组件来说，任何一个局部的短路也会导致器件失效。专利“一种钙钛矿太阳电池组件及其制备方法”(公开号：cn 110165059 b)提供了一种串并联结构，能够降低这种损坏带来的风险，但是，串联结构的存在，仍然会导致组件大部分面积失去效用。目前，现有的柔性薄膜太阳能电池组件产品都不具有抗穿孔或局部划伤等功能，任何局部的机械损伤都会导致整个组件失效。


技术实现要素：

3.鉴于上述柔性薄膜太阳能电池组件存在的问题，本发明的目的在于提供一种柔性薄膜太阳能电池组件，通过将子电池小型化，采用并联拓扑连接方式，实现柔性薄膜太阳能电池组抗穿孔和局部划伤功能。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
5.一种柔性薄膜太阳能电池组件，由子电池列阵，以及通过一定拓扑方式连接它们的栅线电极构成；所述子电池列阵包括x
×
y个子电池，所述x表征所述子电池列阵在横向方向的所述子电池数量，所述y表征所述子电池列阵在纵向方向的所述子电池数量，所述x取值范围为2～4的自然数、所述y取值范围为2～4的自然数；
6.所述子电池并联连接，第一栅线电极连接所述子电池正极，第二栅线电极连接所述子电池负极；
7.所述第一栅线电极和所述第二栅线电极为对称结构；
8.所述子电池列阵通过并联分形拓扑连接方式构成所述柔性薄膜太阳能电池组件。
9.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述组件通过并联分形拓扑结构，形成不同尺寸的太阳能电池组。
10.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述子电池基于柔性的导电衬底制备，所述导电衬底可以是金属箔片，如不锈钢片，镍片，铝片，钛片等，所述导电衬底也可以是塑料片，如聚酰亚胺，pet，pen等；电池的受光面为透明导电薄膜，电池的类型可以是铜铟镓硒，硅薄膜，碲化镉，钙钛矿，有机电池等任何一种；
11.所述子电池若基于柔性的不导电衬底制备，则所述子电池通过电极绕转方式形成背电极；若是导电衬底，则栅线电极直接连接衬底。
12.所述子电池长度不大于2厘米，宽度不大于2厘米，厚度为15～30微米。
13.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述子电池间距2～3毫米。
14.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一栅线电极连接所述子电池正极包括：将每列纵向的所述y个子电池正极通过一条纵向栅线电极连接；利用两条横向栅线电极分别连接x条所述纵向栅线电极的两端。
15.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第二栅线电极连接所述子电池负极包括：将每列纵向的所述y个子电池负极通过一条纵向栅线电极连接；利用两条横向栅线电极分别连接x条所述纵向栅线电极的两端。
16.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述栅线电极由具有热熔且导电材料包裹的银线通过热压实现；所述栅线电极直径为100～300微米，所述栅线电极直径随组件尺寸及电流的增大而增大。
17.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，单个所述子电池损坏或被击穿后，所述柔性薄膜太阳能电池组件输出功率下降比率接近子电池破损比率时，为子电池断路损毁；所述柔性薄膜太阳能电池组件输出功率下降比率非常明显偏离子电池破损比率时，为子电池短路损毁。
18.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，单个所述子电池断路损毁时，所述柔性薄膜太阳能电池组件能够正常工作。
19.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，单个所述子电池短路损毁时，切断短路部位栅线电极，所述柔性薄膜太阳能电池组件恢复正常工作。
20.本发明的有益效果：
21.本发明所述的一种柔性薄膜太阳能电池组件，根据战场常见损伤，确定子电池尺寸和连接间距，子电池通过栅线电极并联拓扑连接，由于正极栅线电极与负极栅线电极采用对称结构，使柔性薄膜太阳能电池组件遭击穿或划伤后，判断电池组件短路或断路，断路情况下不采取补救措施仍可正常工作，短路情况下采用切断电极后的方式恢复电池组件正常工作，满足了特殊场景应用。
附图说明
22.图1为本发明实施例公开的一种柔性薄膜太阳能电池组件栅线电极连接示意图；
23.图2为本发明实施例公开的一种四组件并联的电池组结构示意图；
24.图3为本发明实施例公开的一种柔性薄膜太阳能组件短路损伤后修复示意图。
25.附图标记：1、子电池，2、第一栅线电极，3、第二栅线电极，4、子电池列阵，5、柔性薄膜太阳能电池组件，6、短路损伤处，7、切断处，21、正面纵向栅线电极，22、正面横向栅线电极，31、背面纵向栅线电极，32、背面横向栅线电极。
具体实施方式
26.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一
28.请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种柔性薄膜太阳能电池组件栅线电极连
接示意图。其中，图1所描述的子电池列阵4包括横向2个子电池1，纵向2个子电池1，第一栅线电极2，第二栅线电极3，连接方式为：所有子电池1为并联连接，第一栅线电极2连接所有子电池1的正极，第二栅线电极3连接所有子电池1的负极。
29.第一栅线电极2与第二栅线电极3为对称结构。
[0030]2×
2个子电池列阵4通过并联分形拓扑连接方式构成所述柔性薄膜太阳能电池组件。
[0031]
可见，采用对称结构可在子电池1受到损伤时，方便能同时切断与受损伤子电池相连的第一栅线电极2和第二栅线电极3。
[0032]
可选的，子电池1采用基于柔性不锈钢片制备的钙钛矿电池，栅线电极直接连接衬底，子电池1长度为2厘米，宽度为2厘米；厚度为30微米。
[0033]
可见，一般情况下战场子弹击穿导致的弹孔直径不大于2厘米，本实施例子电池1设计为长度为2厘米，宽度为2厘米，可使弹孔局限在一个子电池列阵4内。
[0034]
可选的，本实施例子电池1间距为3毫米。
[0035]
可选的，如图1所描述的子电池列阵4的正面，每列纵向的2个子电池1的正极通过一条正面纵向栅线电极21连接；再利用2条正面横向栅线电极22分别连接2条正面纵向栅线电极21的两端；
[0036]
可选的，如图1所描述的子电池列阵4的背面，每列纵向的2个子电池1的负极通过一条背面纵向栅线电极31连接；再利用2条背面横向栅线电极32分别连接2条背面纵向栅线电极31的两端；
[0037]
可选的，栅线电极由具有热熔且导电材料包裹的银线通过热压实现；栅线电极直径为200微米。
[0038]
可见，本实施例所描述的柔性薄膜太阳能电池组件，各子电池相互独立，子电池通过并联连接，其中一个或多个子电池受损后不影响电池组件整体工作。
[0039]
实施例二
[0040]
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的一种四组件并联的电池组结构示意图。其中，图2所描述的电池组由4个柔性薄膜太阳能电池组件5通过分型拓扑组成，柔性薄膜太阳能电池组件5由4个子电池列阵4组成，第一栅线电极2连接各子电池1的正极。
[0041]
可选的，图2所描述的四组件并联的电池组中有柔性薄膜太阳能电池组件5不能正常工作时，可通过更换柔性薄膜太阳能电池组件5的方式进行修复。
[0042]
可见，图2所描述的柔性薄膜太阳能电池组件5可以通过并联分形拓扑组合成多种尺寸的柔性薄膜太阳能电池组，满足不同需求。
[0043]
实施例三
[0044]
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种柔性薄膜太阳能组件短路损伤后修复示意图。子电池1被尖锐物或子弹穿孔后，造成的短路损伤处6；
[0045]
可选的，单个所述子电池1损坏或被击穿后，柔性薄膜太阳能电池组件5输出功率下降比率接近子电池破损比率时，为子电池断路损毁；柔性薄膜太阳能电池组件输出功率下降比率非常明显偏离子电池破损比率时，为子电池短路损毁。
[0046]
可选的，短路损伤处6造成子电池1断路损毁时，柔性薄膜太阳能电池组件能够正常工作。
[0047]
可选的，短路损伤处6造成子电池1短路损毁时，切断子电池列阵4短路部位栅线电极切断处7，柔性薄膜太阳能电池组件恢复正常工作。
[0048]
可见，本实施例所描述的柔性薄膜太阳能电池组件具有抗损伤功能，局部断路损伤不影响电池组件整体工作，短路损伤可通过简单的切断连接电极即可修复，使电池组件恢复正常工作。
[0049]
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种柔性薄膜太阳能电池组件所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。