本發(fā)明涉及一種太陽能電池板組件及其控制方法，屬于太陽能電池裝備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

太陽能電池組件是由高效晶體硅太陽能電池片、超白布紋鋼化玻璃、eva、透明tpt背板以及鋁合金邊框組成。太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池，又稱光伏電池。太陽能電池發(fā)電的原理是光生伏打效應(yīng)。當(dāng)太陽光照射在太陽能電池上時，電池吸收光能，產(chǎn)生光生電子-空穴對。在電池內(nèi)建電場作用下，光生電子和空穴被分離，電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏打效應(yīng)”。若在內(nèi)建電場的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載，則負(fù)載就有“光生電流”流過，從而獲得功率輸出。這樣，太陽的光能就直接變成了可以使用的電能。

傳統(tǒng)太陽能電池組件一般電池板為了防止發(fā)生“熱斑效應(yīng)”都會在接線盒內(nèi)安裝旁路反偏二極管，該二極管的作用是：當(dāng)電池片發(fā)生陰影遮擋時，該串電池片的電效應(yīng)由“電源特性”變?yōu)榱恕半娮杼匦浴?，這時二極管啟動，將該“陰影電池串”從整個系統(tǒng)中隔離，起到了電氣保護(hù)作用。如果沒有安裝該二極管，則受遮擋的電池片會快速發(fā)熱可能燒壞電池片、eva、融化互連帶焊錫而造成整塊電池板不可恢復(fù)損壞。這種電池板旁路保護(hù)技術(shù)的缺點(diǎn)是如果個別電池板發(fā)生“熱斑效應(yīng)”而二極管旁路隔離保護(hù)起作用，在該陣列串上的其他電池板會因?yàn)檫@塊電池板而受“牽連”，使整個陣列串同其他串發(fā)生失配，而大大降低了光伏電站的發(fā)電效率。為了提高光伏陣列的整體發(fā)電效率，開始使用智能型光伏組件。然后安裝了智能接線盒的光伏組件需要外加供電，因此，導(dǎo)致了其安裝和使用的不便，需要連接在電網(wǎng)才可以使用；即使是使用太陽能電池的產(chǎn)生電能對其供電，當(dāng)太陽能電板處于夜間或陰雨天時，仍然會導(dǎo)致智能接線盒的供電不足的問題。

與此同時，光伏組件中的電路與其接地金屬邊框之間存在較高的電勢差從而造成了光伏組件高達(dá)70%的輸出功率衰減，業(yè)內(nèi)稱之為電勢誘導(dǎo)衰減（pid）。到目前為止行業(yè)內(nèi)比較認(rèn)可的pid衰減機(jī)理是：組件電極與邊框之間由于存在較高的偏置電壓，導(dǎo)致其在合適的條件下，玻璃表面會形成一層導(dǎo)電的正離子膜，該導(dǎo)電的離子膜即形成了模擬電場，在該電場的作用下，玻璃表面的鈉離子會通過eva遷移至電池表面或到達(dá)電池發(fā)射極的位置，pn結(jié)因此被破壞，串聯(lián)電阻增大，并聯(lián)電阻減小，組件照射時電池變黑變暗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種太陽能電池板組件，通過利用平板電容器的作用，該組件可以有效地抑制存在于玻璃板表面的鈉離子遷移問題；同時，平板電容器也可以將存儲的電能釋放后用于智能接線盒的供電，實(shí)現(xiàn)了智能組件的可移動性。

具體的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的第一個方面：

一種太陽能電池板組件，包括有依次層疊排列的玻璃層、電池片、平板電容器，電池片的正負(fù)極分別與平板電容器的正負(fù)極相連，平板電容器的正極朝向電池片。

在一個實(shí)施例中，電池片的正負(fù)極通過第一電路控制模塊與平板電容器相連，第一電路控制模塊用于控制向平板電容器的充電。

在一個實(shí)施例中，所述的平板電容器是金屬化聚丙烯薄膜或者金屬化聚酯薄膜。

在一個實(shí)施例中，還包括有背板，所述的背板分別位于電池片與平板電容器之間、平板電容器的下方。

在一個實(shí)施例中，還包括有背板，所述的背板位于平板電容器的下方。

在一個實(shí)施例中，位于平板電容器下方的背板與玻璃層之間通過金屬邊框卡接固定。

本發(fā)明的第二個方面：

一種太陽能電池設(shè)備，包括有上述的太陽能電池板組件，還包括有智能控制接線盒，所述的智能控制接線盒用于對太陽能電池的發(fā)電過程進(jìn)行控制，所述的平板電容器與智能控制接線盒連接。

在一個實(shí)施例中，所述的平板電容器通過第二電路控制模塊與智能控制接線盒連接，所述的第二電路控制模塊用于對平板電容器向智能控制接線盒的供電進(jìn)行控制。

本發(fā)明的第三個方面：

一種太陽能電池設(shè)備，包括有太陽能電池板組件，所述的太陽能電池組件包括有依次層疊排列的玻璃層、電池片、平板電容器，電池片的正負(fù)極分別與平板電容器的正負(fù)極相連；還包括有智能控制接線盒，所述的智能控制接線盒用于對太陽能電池的發(fā)電過程進(jìn)行控制，所述的平板電容器與智能控制接線盒連接。

本發(fā)明的第四個方面：

一種太陽能電池的控制方法，包括如下步驟：

通過電池片將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；

將電池片產(chǎn)生的電能儲存于與電池片相貼合的平板電容器上；

通過智能控制接線盒對電池片的發(fā)電過程進(jìn)行控制；

通過平板電容器存儲的電能對智能控制接線盒進(jìn)行供電。

在一個實(shí)施例中，使平板電容器產(chǎn)生的電場方向與電池片的正負(fù)極之間的電場方向相反。

在一個實(shí)施例中，通過電路控制模塊對電池片向平板電容器的供電過程進(jìn)行控制。

在一個實(shí)施例中，通過電路控制模塊對平板電容器向智能控制接線盒的供電過程進(jìn)行控制。

有益效果

本發(fā)明提供的太陽能電池組件有效地將電池片與平板電容器耦合，可以減輕帶有玻璃面板的太陽能電池的鈉離子遷移問題；同時，平板電容器可以存儲電能并向智能控制接線盒供電，實(shí)現(xiàn)了太陽能電池裝置可遷移性，不再需要連接在電網(wǎng)或者使用蓄電池。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種太陽能電池板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明提供的太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)圖。

其中，1、玻璃層；2、電池片；3、平板電容器；4、背板；5、背板；6、eva層；7、eva層；8、eva層、9、eva層；10、智能控制接線盒；11、電網(wǎng)；12、第一電路控制模塊；13、第二電路控制模塊。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，在權(quán)利要求和說明書中使用的序數(shù)詞例如“第一”、“第二”、“第三”等，用于修飾權(quán)利要求項(xiàng)而不是由于本身含有任何優(yōu)先、在先或一項(xiàng)權(quán)利要求的順序在另一權(quán)利要求之前或者執(zhí)行方法步驟的時間順序。但是，僅僅作為標(biāo)簽使用以區(qū)別例如帶有特定名稱的權(quán)利要求的元素與另外一個帶有相同名稱的元素（而不是用于順序性的屬于），來區(qū)分權(quán)利要求的元素。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。應(yīng)理解的是，當(dāng)一個元件被提及與另一個元件“連接”時，它可以與其他元件直接相連或者與其他元件間接相連，而它們之間插入有元件。除非有明確相反的說明，否則術(shù)語“包括”和“具有”應(yīng)理解為表述包含所列出的元件，而非排除任意其他元件。本文使用的詞語“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他變體意欲涵蓋非排它性的包括。例如，包括列出要素的工藝、方法、物品或設(shè)備不必受限于那些要素，而是可以包括其他沒有明確列出或?qū)儆谶@種工藝、方法、物品或設(shè)備固有的要素。

本發(fā)明中所述的“上面”是指太陽能電池片的負(fù)極一側(cè)，由于這一側(cè)的太陽能電池通常是朝向天空一側(cè)，用于轉(zhuǎn)化太陽光的能量；與之相對應(yīng)，“下面”是指太陽能電池的正極所處的一側(cè)。

太陽能電池組件是由超白布紋鋼化玻璃、高效晶體硅太陽能電池片、eva、透明tpt背板以及鋁合金邊框組成。但是太陽能電池板上會存在著鈉離子遷移問題。鈉離子的遷移主要原因是：組件電極與邊框之間由于存在較高的偏置電壓，導(dǎo)致其在合適的條件下，玻璃表面會形成一層導(dǎo)電的正離子膜，該導(dǎo)電的離子膜即形成了模擬電場，在該電場的作用下，玻璃表面的鈉離子會通過eva遷移至電池表面或到達(dá)電池發(fā)射極的位置。

本發(fā)明所提供的太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)主要是通過在太陽能電池的下面再安裝一層平板電容器，通過太陽能電池所產(chǎn)生的電能輸送至平板電容器；同時，將平板電容器的正負(fù)極方向安裝與太陽能電池的正負(fù)極方向的相反，可以使得平板電容器的上下表面之間形成與電池片上下表面之間相反的電場。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能夠有效的抑制鈉離子的遷移，因?yàn)殁c離子的遷移主要原因是：組件電極與邊框之間由于存在較高的偏置電壓，導(dǎo)致其在合適的條件下，玻璃表面會形成一層導(dǎo)電的正離子膜，該導(dǎo)電的離子膜即形成了模擬電場，在該電場的作用下，玻璃表面的鈉離子會通過eva遷移至電池表面或到達(dá)電池發(fā)射極的位置。沒有本發(fā)明的結(jié)構(gòu)之前，電池片的上面是負(fù)極，下面是正極，內(nèi)部形成了方向向上的電場，本結(jié)構(gòu)夾入的平板電容器（例如金屬化薄膜）上面為正極，下面為負(fù)極，內(nèi)部形成了方向向下的電場，正好可以抵消部分電池片形成的電場，有效的抑制了鈉離子的遷移。從整體看，整個結(jié)構(gòu)由于金屬化邊框的作用，電池片的上面玻璃和金屬化薄膜的下面背板，形成的偏置電壓將大大減小。從而玻璃表面不易形成一層導(dǎo)電的正離子膜，該導(dǎo)電的離子膜難以形成模擬電場，所以有效的抑制了玻璃表面鈉離子的遷移。

上述組件中所采用的平板電容器采用的介質(zhì)材料金屬化薄膜有很多種，比如：金屬化聚丙烯薄膜，金屬化聚酯薄膜等等。金屬化聚丙烯薄膜電容器的電容量穩(wěn)定性很高、絕緣電阻極高、自愈性好、介電強(qiáng)度高等等。同樣金屬化聚酯薄膜電容器的電容量穩(wěn)定性高，絕緣電阻高，容積比高，薄膜的厚度極薄等等。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅太陽能組件增加的厚度薄，重量??；而且制造的工藝簡便，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用壽命長，可以和太陽能組件一樣達(dá)到25年的壽命等等，實(shí)現(xiàn)一體化。

基于上述的發(fā)明構(gòu)思，一種太陽能電池板組件的結(jié)構(gòu)如圖1，從上到下是依次層疊排列的玻璃層1、eva層6、電池片2、eva層7、平板電容器3、eva層8、背板。平板電容器采用的是金屬化聚丙烯薄膜，將金屬化聚丙烯薄膜夾到太陽能組件里面，但因?yàn)樘柲芙M件需要耐壓值達(dá)到上千伏，將金屬化聚丙烯薄膜放在組件內(nèi)部，就同樣需要耐壓值達(dá)到上千伏，所以金屬化聚丙烯薄膜的厚度就需要增加，但是制造的工藝簡單，節(jié)省材料，只需要增加一層eva和金屬化聚丙烯薄膜；玻璃層和背板充當(dāng)外殼起到保護(hù)作用。

本發(fā)明提供的另一種太陽能電池板的結(jié)構(gòu)如圖2所示，從上到下是依次層疊排列的玻璃層1、eva層6、電池片2、eva層7、背板4、eva層8、平板電容器3、eva層9、背板5。平板電容器采用的是金屬化聚丙烯薄膜，將金屬化聚丙烯薄膜放到了太陽能組件的外面，此時金屬化聚丙烯薄膜就不需要耐壓值達(dá)到上千伏，所以金屬化聚丙烯薄膜的厚度就可以很小，而且也能到做到更大的電容容量；再在外面加上一層背板，作為外殼實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。

在以上的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還可以通過安裝電路控制模塊，將太陽能電池產(chǎn)生的電能通過電路控制模塊與平板電容器連接，可以更好地通過電路控制模塊對向平板電容器供電進(jìn)行控制。

本發(fā)明的實(shí)施方式不止上述的兩種，將金屬化聚丙烯薄膜換成其他薄膜，或?qū)⒄麎K的介質(zhì)薄膜，分成單元化，如像電池片一樣做成電容片，或是不同尺寸的太陽能組件配有不同尺寸的金屬化薄膜等等，同樣也屬于。

另一方面，太陽能作為一種清潔能源被廣泛的運(yùn)用，為了提高太陽能電池陣列的整體發(fā)電效率，開始使用太陽能電池智能組件。主要是安裝了智能控制接線盒，如：（1）mos集成電路基礎(chǔ)的智能光伏組件，使用mos集成電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)二極管，降低組件被遮擋時二極管的發(fā)熱能耗，同時減少組件正常工作時晶體管的反向漏電流，提高組件的發(fā)電效率。（2）二極管旁路電路集成無線發(fā)射接受數(shù)據(jù)系統(tǒng)，接線盒內(nèi)集成了無線收發(fā)模塊，可以實(shí)時監(jiān)測并傳輸電池板數(shù)據(jù)（電壓、電流、功率、溫度等）。（3）mppt+dctodc電路，通過對陣列中每塊電池板分布式安裝最大功率跟蹤模塊，使電站方陣中每塊板始終工作在最大功率輸出點(diǎn)。對于如安裝了智能控制接線盒的太陽能電池智能組件需要能量的供給，一般通過蓄電池提供，但蓄電池的制造成本大、使用壽命不長，并且占用空間大。為了便于為太陽能電池智能組件供給能量，本發(fā)明在基本不改變太陽能組件工藝的基礎(chǔ)上，增加一道工藝，將電容器介質(zhì)材料夾入太陽能組件之中，形成大的平板薄膜電容器，實(shí)現(xiàn)太陽能組件與電容器的一體化，利用電容器的充放電功能來儲存和供給能量。利用電容器的充放電功能，在太陽能組件正常工作的時候給電容器充電，將電能儲存，由于采用的是金屬化薄膜做介質(zhì)，它的厚度非常薄，所以儲存能量大。如功率為280w的太陽能組件尺寸為1640×990mm，假如采用厚度為3μm金屬化聚丙烯薄膜，一層則達(dá)到電容容量c=10μf，那么1mm的厚度，電容容量c將近3000μf。當(dāng)需要給太陽能電池智能組件供電的時候，電容器開始放電。從而實(shí)現(xiàn)電能的儲存和供給作用。如夜晚、陰天或者有云彩飄過，影響太陽能電池工作，此時電容器釋放電能。太陽能電池的正常工作，不僅受到有無陽光的影響，還有假如太陽能組件表面在冬天結(jié)冰了，表面有雪覆蓋也受到影響，此時可以通過電容器提供能量，達(dá)到除冰化雪的作用。在上述的設(shè)計，也可以通過安裝電路控制模塊用于控制平板電容器向光伏智能組件的供電。

一個示例性的太陽能電池裝置如圖3所示，電池片2下方是平板電容器3，電池片2通過第一電路控制模塊12向平板電容器3進(jìn)行充電，平板電容器3通過第二電路控制模塊13向智能控制接線盒10供電，智能控制接線盒10用于對太陽能電池的發(fā)電進(jìn)行控制；電池片2產(chǎn)生的電能向電網(wǎng)11輸送。