專利名稱：電連接元件的制作方法
電連接元件
本發(fā)明涉及一種電連接元件，該電連接元件包括電導(dǎo)體和導(dǎo)電涂層<
:《
已公開的連接元件被用于使多個電部件(例如太陽能電池)彼此電連 才妻。對此，連接元件被加熱并且通過熔化涂層而與電部件焊4妄在一起。
此外，也公開了被涂敷的連接元件，其構(gòu)造為沖壓件或者構(gòu)造為被切 割的帶。
已公開的連接元件具有的缺點是連接元件對電部件的可獲得的粘合 力經(jīng)常是不夠的。此外，需要相當(dāng)大的焊劑層厚度，這意味著涂層是不可 忽略的成本因素。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種連接元件，其可容易地加工，能夠?qū)?現(xiàn)高的粘合力，并且僅僅需要小的涂層厚度。
才艮據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過這樣的方式來解決電導(dǎo)體的表面至少局部 地構(gòu)造有結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面。
通過這樣的方式產(chǎn)生的優(yōu)點是，在電導(dǎo)體與涂層材料之間提供了增大 的接觸面，并且因此提高了可獲得的粘合力。同時，可以減小用于實現(xiàn)預(yù) 定粘合力的涂層的層厚度。
根據(jù)本發(fā)明的另一種改進方案，導(dǎo)電涂層可以包含可焊接的材料，例 如焊接劑，尤其是鋅。通過這樣的方式，涂層本身可確保在一個加工步驟 中實現(xiàn)牢固粘合的焊接連接。
根據(jù)另一種實施方式，導(dǎo)電涂層可以包含粘合劑，優(yōu)選為導(dǎo)電的粘合 劑。通過這樣的方式，涂層可以有助于構(gòu)造牢固粘合的粘合連接。
有利地，電導(dǎo)體由金屬、尤其是銅構(gòu)成，或者由金屬合金、尤其是銅 合金構(gòu)成。通過這樣的方式，獲得了特別高的導(dǎo)電性以及易加工性。
在本發(fā)明的另一種改進方案中，結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面可以由滾 花或者皺紋構(gòu)成。這樣的表面改變例如可特別簡單和自動化地通過碾壓來 進行。
在另 一擴展方案中，結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面可以通過磨削制造。
通過這樣的方式，可以實現(xiàn)這樣的粘合特性該粘合特性與加工方向無關(guān)， 且因此在4婁觸面內(nèi)在所有方向上相同。
根據(jù)另一種實施方式，結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面可以通過腐蝕來制 造。通過這樣的化學(xué)處理同樣可以實現(xiàn)均勻的表面改變。
在改進方案中，結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面在橫截面上可以僅僅在電 導(dǎo)體的用于接觸的區(qū)域上延伸。通過這樣的方式，不需要加工電導(dǎo)體的整 個表面。因此，僅僅必須改變以后在將連接元件施加到電部件上時與電部 件接觸的表面區(qū)域。
根據(jù)另一種變形方案，結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面可以在橫截面上在 電導(dǎo)體的整個環(huán)周上延伸。利用這種設(shè)計，在使用根據(jù)本發(fā)明的連接元件 時不需要注意電導(dǎo)體的哪個部分設(shè)置有改變過的表面。加工過程相應(yīng)地簡 化了。
優(yōu)選地，電導(dǎo)體可由沖壓件或者被切割的帶制造。在此，可特別容易 且低成本地制造連才姿元件。
在優(yōu)選的擴展方案中，電導(dǎo)體可以具有比橫截面大的縱向伸展，并且 可以例如被構(gòu)造為線材。通過這樣的方式，可以在一個加工步驟中通過連 4妄元件4吏多個電部件;波此相連。
有利的是，滾花或者皺紋可以基本上平行于電導(dǎo)體的縱向延伸走向伸 展。這具有的優(yōu)點是在制造連接元件時，滾花或者皺紋可以以連續(xù)的工 藝被簡單地施加。此外，以特別有利的方式形成在縱向延伸上均勻的表面 并且因此在電部件上也形成均勻粘合。
在另 一種變形方案中，磨削方向可基本上平行于電導(dǎo)體的縱向延伸走 向。此外，在這種情況下，也可以用連續(xù)的工藝簡單地實施表面處理。同
合。 口 " ' ； "
在另一種擴展方案中，電導(dǎo)體在橫截面上可以構(gòu)造為圓形。通過這樣 的方式，可以使用市面上常見的線材。
在一種特別優(yōu)選的實施方式中，電導(dǎo)體可以凈皮構(gòu)造為具有形狀不同于 圓形的、例如矩形的橫截面，尤其是可以構(gòu)造為扁線。通過這樣的設(shè)計， 由于更大的接觸面，可實現(xiàn)連接元件對電部件的特別良好的粘合。
在另 一種擴展方案中，電導(dǎo)體的表面可以在連接元件的整個長度上構(gòu) 造有結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面。通過這樣的方式，可以特別好地粘合并 且可以特別簡單地制造和加工。在制造時，可以用連續(xù)的工藝施加結(jié)構(gòu)化 的和/或粗糙的表面，而在加工過程中在任何位置形成具有高粘合力的連接。
有利的是，涂層可以在連接元件的整個長度上延伸。在此，有利的是， 在加工時不必注意在哪些位置上存在涂層以及通過涂層在哪些位置上形
成對電導(dǎo)體的表面保護。
在一種特別的應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的連接元件可以被應(yīng)用到太陽能電 池上。在這樣的使用中，可靠粘合是特別重要的，并且因此根據(jù)本發(fā)明將 結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙表面施加到電導(dǎo)體上是特別有利的。
在另 一種擴展方案中，兩個或者多個太陽能電池可以通過根據(jù)本發(fā)明 的連接元件彼此相連。利用這些連接元件可以使多個太陽能電池連接成更 大的單元，例如連接成一個太陽能模塊。該模塊可以被封裝，以便不受天 氣影響。
前面所提及的任務(wù)也可通過一種用于接觸電部件(尤其是太陽能電
池)的方法來解決，該方法具有以下步驟
1) 將結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面施加到電導(dǎo)體上，
2) 用導(dǎo)電涂層涂敷電導(dǎo)體，
3) 將這樣獲得的電連接元件用具有結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙表面的側(cè)施加 到電部件上，其中涂層產(chǎn)生與電導(dǎo)體和部件的牢固連接。
通過這樣的方式，有利地可以實現(xiàn)在電部件上的特別強的粘合，和/ 或可以借助比較小的涂層的層厚來實現(xiàn)預(yù)先給定的粘合力。
在一種優(yōu)選的實施方式中，在此可以使用電導(dǎo)體，其具有比橫截面大 的縱向伸展，并且例如構(gòu)造為線材，優(yōu)選構(gòu)造為扁線。電導(dǎo)體可以以有利 的方式沿其縱向延伸被施加到電部件上。在此，可以在一個加工步驟中將 多個電部件通過連接元件4皮此相連。
下面參照所附附圖示例性地更為詳細地闡述本發(fā)明，在附圖中表示了 一些實施方式。其中


圖1示出了具有橫截面基本上為圓形的電導(dǎo)體的連接元件的第一實
施方式,
圖2示出了具有扁平構(gòu)造的電導(dǎo)體的連接元件的第二實施方式，
圖3示出了具有扁平構(gòu)造的電導(dǎo)體的連接元件的第三實施方式，
圖4示出了具有扁平構(gòu)造的電導(dǎo)體的連接元件的第四實施方式，
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的電連接元件和電部件之間的連"t妄，
圖6示出了另一實施方式，其中涂層的表面和電導(dǎo)體的表面被改變，
圖7示出了具有兩個施加在其上的電連接元件的太陽能電池，
圖8示出了由多個借助電連接元件彼此相連的太陽能電池構(gòu)成的太 陽能模塊，
圖9示出了圖8中所示的具有兩個借助電連接元件相連的太陽能電池 的太陽能模塊的局部A。
根據(jù)第一實施方式，如圖1中所示，電連接元件1由電導(dǎo)體2構(gòu)成， 該電導(dǎo)體被設(shè)計為芯。該芯具有結(jié)構(gòu)化的或粗糙的表面5,例如其可以通 過碾壓、磨削、腐蝕等形成。因此，電導(dǎo)體的有效表面大于未經(jīng)該加工步 驟的電導(dǎo)體的有效表面。電導(dǎo)體2環(huán)周地設(shè)置有涂層3，該涂層例如可以 包含可焊接的材料。但是，可替換地，涂層3也可以包含粘合劑。
根據(jù)第二實施方式，如圖2中所示，電連接元件l由電導(dǎo)體2構(gòu)成， 該電導(dǎo)體被設(shè)計為扁線。該導(dǎo)體具有不同于圓形的并且基本上為矩形的橫 截面。如圖2a和2b中所示，電導(dǎo)體2的上側(cè)設(shè)置有涂層，該涂層同樣是 導(dǎo)電的。如圖2a和2b中所示，電導(dǎo)體2的上側(cè)具有結(jié)構(gòu)化的或粗^造的表 面5?？商鎿Q地，如圖2a和2b中所示，電導(dǎo)體2的下側(cè)也可以具有涂層。
根據(jù)第三實施方式，如圖3中所示，電連接元件l由電導(dǎo)體2構(gòu)成， 該電導(dǎo)體類似于根據(jù)圖2的實施例被設(shè)計為扁線。圖3中所示的電導(dǎo)體2 在其上側(cè)和下側(cè)具有結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面5。由于涂層3在橫截面 上^^皮施加在電導(dǎo)體2的整個環(huán)周上，所以實現(xiàn)了電連接元件的廣泛適用 性。因此，在加工期間不必再注意電連接元件1的正確位置。另外，電連 接元件祐:保護免受有害的環(huán)境影響和腐蝕。在此，涂層不必處處都同樣厚 地構(gòu)造。相反地，在一側(cè)上例如可以施加更多的涂層材料。例如在對置的 側(cè)上減小層厚度。特別優(yōu)選的是，在設(shè)置用于接觸的側(cè)上的層厚度大于對 置的、在那里涂層主要具有保護功能的側(cè)上的層厚度。
根據(jù)第四實施方式，如圖4中所示，電連接元件1由電導(dǎo)體2構(gòu)成， 該電導(dǎo)體類似于根據(jù)圖2和3的實施例凈皮設(shè)計為扁線。然而在此，電導(dǎo)體 的表面僅在電導(dǎo)體2的用于接觸的側(cè)上予以改變。因此，結(jié)構(gòu)化的和/或 粗糙的表面5在橫截面上只在電導(dǎo)體的一部分環(huán)周區(qū)域上延伸。然而，涂 層3在橫截面中被施加在整個環(huán)周之上，使得電導(dǎo)體2完全被涂層3包封。 通過這樣的方式，同時可以保護電導(dǎo)體2免受環(huán)境影響和腐蝕。此外，在 這種情況下，涂層也不必處處都同樣厚地構(gòu)造。相反，在一側(cè)上例如可以 施加更多的涂層材料。例如在對置的側(cè)上減小層厚度。特別優(yōu)選的是，在 被設(shè)置用于接觸的側(cè)上的層厚度大于對置的、在那里涂層主要具有保護功 能的側(cè)上的層厚度。
以下參考圖5來描述根據(jù)本發(fā)明的電連接元件的使用。在此，圖5 中的電連接元件具有電導(dǎo)體2，其構(gòu)造為扁線。電連接元件用具有結(jié)構(gòu)化 和/或粗糙表面5的側(cè)施加到電部件4 (例如太陽能電池)上。在圖5中 示出一種連接元件，其中被設(shè)計為扁線的電導(dǎo)體2在兩側(cè)上具有結(jié)構(gòu)化的 和/或粗糙的表面5。由于該連接元件也具有環(huán)周的涂層，所以連接元件l 不僅可在所示位置中而且也可轉(zhuǎn)動180。地施加。如果涂層3由可焊接的 材料構(gòu)成，則涂層例如在紅外光下被加熱并且被熔化。由此，涂層與電部 件4相連并且在冷卻之后確保了電導(dǎo)體2與電部件4之間的連接。
在所有實施方式中，電導(dǎo)體2的表面5在此可以具有任意類型的結(jié)構(gòu) 4匕物，例如在縱向方向和/或4黃向方向上的溝紋、在纟從向方向和/或纟黃向方 向上的線痕、在縱向方向和/或橫向方向上的磨削痕跡等等。粗糙的表面 5可以具有一個或者多個優(yōu)選方向，或者在所有方向上相同地構(gòu)造。結(jié)構(gòu) 化的和/或粗糙的表面5可以機械地和/或以化學(xué)方式(例如通過腐蝕)來 實現(xiàn)。
在所有實施方式中，涂層3本身可以構(gòu)成用于使電導(dǎo)體2和電部件4 相連的物質(zhì)。因此，在應(yīng)用電連接元件l時，不需要其它連4妻劑如焊劑或 者粘合材料。
在所有實施方式中，涂層3可以由可焊接的材料構(gòu)成。電導(dǎo)體2的更 大表面5能夠?qū)崿F(xiàn)對電導(dǎo)體2與電部件4之間的焊接結(jié)合的更好的附著 力。這種焊接可自動化地進行。該焊接可以借助紅外光實施。由于涂層由 可焊接的材料、尤其是焊接劑(例如鋅)構(gòu)成，所以無需附加材料就可進 行焊接。在這樣的情況下，涂層材料本身是對焊接結(jié)合所需的焊料。
如果根據(jù)一種替換方案的導(dǎo)電的涂層3包含粘合劑，則該粘合劑可以 用作連接電導(dǎo)體2和電部件4的物質(zhì)。此外，在這樣的情況下，通過電導(dǎo) 體2的增大的表面5實現(xiàn)了在電導(dǎo)體2與電部件4之間的改進的附著力。
如圖6中所示，除了電導(dǎo)體2的^^面5的處理之外，也可以改變涂層 3的表面6。因此，涂層3同樣可以構(gòu)造有結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面6。 通過這樣的方式，可實現(xiàn)將熱引入涂層3中的優(yōu)點，因為涂層具有更好的 熱吸收特性和光吸收特性。涂層3的表面增大在用紅外線自動焊接時帶來 的優(yōu)點是表面6由于粗糙的外表而反射較少的光以及由于更大的表面而 吸收更多的光。通過這樣的方式，顯著改進了可加工性，因為可以利用更 多的光和熱。
在已公開的電連接元件中(以及在設(shè)計為扁線的電連接元件中)，涂 層主要具有凸形表面。然而，在利用根據(jù)本發(fā)明的連接元件的情況下，由 于電導(dǎo)體表面的處理，在施加涂層時該涂層構(gòu)造有平整的表面。通過這樣
的。、i又具有這樣的優(yōu)點在施加到電"件例如太陽能^電池上時'，'電連接 元件扁平地布置，并且因此可以產(chǎn)生可靠連接。因此，在焊接到太陽能電 池上，尤其是焊接到通過壓印產(chǎn)生的、在焊接結(jié)合中用作對應(yīng)接觸部的銀 匯流條(Silber-Bus-Bar)時，該材料完全且平整地鋪設(shè)，這引起明顯更 好的焊接結(jié)果。
此外，這樣的連接元件(例如扁線，該扁線也在其涂層上具有基本上 平的、平整的表面)可更為容易地操縱。尤其是，常用于此的真空夾持器 可以更為快速且可靠地抓取這種平整的對象。此外，產(chǎn)生這樣的優(yōu)點具 有平整的平表面的線材也可以更為節(jié)約空間地、更快速地和以更高的加工 可靠性繞到線圏上。該線材(尤其是當(dāng)其為扁線時)因此可以容易分層地 繞到線圏上并且又能容易地從線圏上松開。也確保了平直性，而該平直性 在不規(guī)則纏繞時可能會受到影響。在加工過程中，這在自動化可能性和制 造費用方面具有明顯的優(yōu)點。
^4居本發(fā)明的電連接元件1可以以特別有利的方式用作對太陽能電 池4的連接器。如圖7中所示，例如^fc沒計為扁線的兩個連接元件1 #皮施 加到太陽能電池4的表面。但是，可替換地，也可以使用其它已說明的根 據(jù)本發(fā)明的連接元件。在將根據(jù)本發(fā)明的連接元件用作對太陽能電池的連 接器的情況下，需要高的剝離力或分離力以便從太陽能電池中移除連接元
件。也可能的是，對于預(yù)給定的剝離力或分離力，減小涂層厚度。
多個太陽能電池4可以借助連接元件1以任意適當(dāng)方式;f皮此連"l妄成一 個太陽能模塊7。在^f吏用設(shè)計為扁線的連接元件1的情況下，產(chǎn)生了圖8 中所示的具有連續(xù)連接帶的外觀。但是，可替換地，也可以使用其它所描 述的根據(jù)本發(fā)明的連接元件，其中例如在通過沖壓件或者被切割的帶相連 時不會看到連續(xù)的連接帶。
圖9示出了連接太陽能模塊7的兩個相鄰太陽能電池4的一種可能 性。在此，太陽能電池4的上側(cè)分別通過根據(jù)本發(fā)明的連接元件1與相鄰 太陽能電池4的下側(cè)相連。
其它根據(jù)本發(fā)明的實施方式具有所描述特征的僅僅一部分，并且可以 設(shè)置任意特征組合，尤其是不同的所述實施方式的任意特征組合。
權(quán)利要求
1.一種電連接元件(1)，其包括電導(dǎo)體(2)和導(dǎo)電的涂層(3)，其特征在于，所述電導(dǎo)體(2)的表面至少局部構(gòu)造有結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接元件(1),其特征在于，所述導(dǎo)電 涂層包含可焊接的材料，例如焊劑，尤其是鋅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接元件(1)，其特征在于，所述導(dǎo)電 的涂層包含粘合劑，優(yōu)選是導(dǎo)電的粘合劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電連接元件(1 ),其特征在 于，所述電導(dǎo)體(2)由金屬、尤其是銅，或金屬合金、尤其是銅合金構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電連接元件(1 ),其特征在 于，所述結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5)由滾花或者皺紋構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電連接元件(1 )，其特征在 于，所述結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5)通過磨削產(chǎn)生。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電連接元件(1 )，其特征在 于，所述結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5)通過腐蝕產(chǎn)生。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的電連接元件(1 ),其特征在 于，所述結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5 )在橫截面中僅僅在所述電導(dǎo)體(2 ) 的用于接觸的區(qū)域上延伸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的電連接元件(1 )，其特征在 于，所述結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5)在橫截面中在所述電導(dǎo)體(2) 的整個環(huán)周上延伸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的電連接元件(1 )，其特征在 于，所述電導(dǎo)體(2)由沖壓件或者被切割的帶制成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的電連接元件(1 )，其特征在于，所述電導(dǎo)體(2)具有比橫截面大的縱向伸展，并且例如構(gòu)造為線材。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一項所述的電連接元件(1 ),其特征 在于，所述滾花或者皺紋基本上平行于所述電導(dǎo)體(2 )的縱向延伸走向。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6和11所述的電連接元件(1 )，其特征在于，所 述磨削方向基本上平行于所述電導(dǎo)體(2)的縱向延伸走向。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的電連接元件(1 )，其特征 在于，所述電導(dǎo)體(2)在橫截面上構(gòu)造為圓形。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的電連接元件(1 ),其特征 在于，所述電導(dǎo)體(2)在橫截面中具有不同于圓形的形狀，例如矩形， 并且尤其是構(gòu)造為扁線。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項所述的電連接元件(1 ),其特征 在于，所述電導(dǎo)體(2 )的表面在所述連接元件(1 )的整個長度上構(gòu)造有 結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5 )。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項所述的電連接元件(1),其特征 在于，所述涂層(3 )在所述連接元件(1)的整個長度上延伸。
18. —種太陽能電池(4 ),根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的電 連接元件(1 )應(yīng)用到所述太陽能電池上。
19. 一種太陽能模塊(7),其由兩個或者多個太陽能電池(4)構(gòu)成， 其特征在于，所述太陽能電池(4 )通過根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所 述的連4^元件(1 )相連。
20. —種用于接觸電部件、尤其是太陽能電池的方法，其特征在于包 括以下步驟a) 將結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5)施加到電導(dǎo)體.(2)上，b) 用導(dǎo)電的涂層(3)涂敷所述電導(dǎo)體(2), C)將這樣獲得的電連接元件(1)用具有所述結(jié)構(gòu)化的和/或粗糙的表面(5)的側(cè)施加到電部件(4)上，其中所述涂層(3)產(chǎn)生與所述電導(dǎo) 體(2)和電部件(4)的牢固連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述電導(dǎo)體(2)具 有比橫截面大的縱向伸展，并且例如構(gòu)造為線材，優(yōu)選構(gòu)造為扁線，并且 沿著其縱向延伸施加到所述電部件(4)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括電導(dǎo)體(2)和導(dǎo)電的涂層(3)的電連接元件(1)。本發(fā)明的目的是提供一種連接元件，其容易加工，能夠?qū)崿F(xiàn)高粘合力，且僅需小的涂層厚度。為此，電導(dǎo)體(2)的表面至少局部地被結(jié)構(gòu)化，和/或至少局部地是粗糙的表面(5)。
文檔編號H01R4/26GK101199085SQ200680019429
公開日2008年6月11日 申請日期2006年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者彼得·貝格霍費爾, 約瑟夫·敘蓋蒂克, 馬蒂亞斯·佩代維拉 申請人:盧瓦塔奧公司