包括二極管的連接器、光伏層壓板及使用其的光伏組件的制作方法
【專利摘要】實施例涉及包括二極管(102)的連接器、光伏層壓板及使用其的光伏組件。所述二極管具有陽極和陰極。所述連接器還包括連接到所述陽極的第一電連接(108-1)、也連接到所述陽極的第二電連接(108-2)、以及連接到所述陰極的第三電連接(108-3)。另一個實施例涉及光伏層壓板，其包括光伏電池串和從所述層壓板的兩個分立穿孔（212+和212-）向外延伸的三個電導(dǎo)體。第一電導(dǎo)體(208-1)連接到所述串的第一末端，第二電導(dǎo)體(208-2)連接到所述串的第二末端，并且第三電導(dǎo)體(208-3)也連接到所述串的所述第二末端。所述第一電導(dǎo)體和所述第三電導(dǎo)體從所述第一分立穿孔(212-)向外延伸，而所述第二電導(dǎo)體從所述第二分立穿孔(212+)向外延伸。本實用新型還公開了其他特征和實施例。
【專利說明】包括二極管的連接器、光伏層壓板及使用其的光伏組件
[0001]發(fā)明人:DavidDeGraaff 和 Adam Detrick【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明整體涉及電路器件和光伏模塊組件。
【背景技術(shù)】
[0003]光伏(PV)電池(也稱為“太陽能電池”)是眾所周知的將太陽能輻射轉(zhuǎn)換為電能的器件。光伏電池可一起封裝到光伏模塊中。
[0004]常規(guī)的光伏模塊可包括層壓板中一系列互連的太陽能電池。通常，金屬薄片電連接到該系列的末端并在層壓板頂部中心處從背面離開。金屬薄片進入外置接線盒，該外置接線盒在層壓板頂部中心處附接到背面。在接線盒中，輸入和輸出電纜附接到薄片以從模塊獲取電能，并且如果有必要的話，二極管可配置為繞過模塊中的電池。這些與接線盒相關(guān)的元件很昂貴，并且對接線盒電纜進行布線和管理要花費大量的安裝費用。
[0005]非常期望改善光伏模塊使得可經(jīng)濟高效地對其進行制造并更有效地安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一個實施例涉及包括二極管的連接器。二極管具有陽極和陰極。連接器還包括連接到陽極的第一電連接、也連接到陽極的第二電連接、以及連接到陰極的第三電連接。
[0007]另一個實施例涉及光伏層壓板，其包括光伏電池串和從層壓板的兩個分立穿孔向外延伸的三個電導(dǎo)體。第一電導(dǎo)體連接到該串的第一末端，第二電導(dǎo)體連接到該串的第二末端，并且第三電導(dǎo)體也連接到該串的第二末端。第一和第三電導(dǎo)體從第一分立穿孔向外延伸，而第二電導(dǎo)體從第二分立穿孔向外延伸。
[0008]另一個實施例涉及光伏組件，其包括兩個上述光伏層壓板，每個層壓板均包括從兩個分立的耐候性穿孔向外延伸的三個電導(dǎo)體。使用上述具有三個電連接的包括二極管的連接器，使這兩個光伏層壓板互連。
[0009]另一個實施例涉及包括二極管的連接器。二極管具有陽極和陰極。連接器還包括連接到陽極的第一電連接、也連接到陽極的第二電連接、連接到陰極的第三電連接、以及連接到陽極的第四電連接。
[0010]另一個實施例涉及光伏層壓板，其包括光伏電池串和從層壓板的兩個分立穿孔向外延伸的兩個電導(dǎo)體。第一電導(dǎo)體連接到該串的第一末端，并且第二電導(dǎo)體連接到該串的第二末端。第一電導(dǎo)體從第一分立穿孔向外延伸，而第二電導(dǎo)體從第二分立穿孔向外延伸。
[0011]另一個實施例涉及光伏組件，其包括兩個上述光伏層壓板，每個層壓板均包括從兩個分立的耐候性穿孔向外延伸的兩個電導(dǎo)體。使用上述具有四個電連接的包括二極管的連接器并且還使用外部電纜，使這兩個光伏層壓板互連。
[0012]另一個實施例涉及包括兩個二極管的連接器。該連接器包括連接到第一二極管的陽極和第二二極管的陰極的第一電連接，以及連接到第一二極管的陰極的第二電連接。此夕卜，該連接器包括連接到第二二極管的陽極的第三電連接以及連接到第二二極管的陰極和第一二極管的陽極的第四電連接。
[0013]另一個實施例涉及光伏層壓板，其包括光伏電池串和從層壓板的至少兩個分立穿孔向外延伸的四個電導(dǎo)體。第一電導(dǎo)體連接到該串的第一末端，并且第二電導(dǎo)體連接到該串的內(nèi)部點。此外，第三電導(dǎo)體也連接到該串的內(nèi)部點，并且第四電導(dǎo)體連接到該串的第二末端。
[0014]另一個實施例涉及光伏組件，其包括兩個上述光伏層壓板，每個層壓板均包括從分立的耐候性穿孔向外延伸的四個電導(dǎo)體。使用包括兩個二極管的連接器，使這兩個光伏層壓板互連。
[0015]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀包括附圖和權(quán)利要求書的本公開全文之后，本發(fā)明的這些和其他實施例和特征對于他們而言將是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的包括二極管的連接器的示意圖。
[0017]圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光伏層壓板的示意圖。
[0018]圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光伏組件的示意圖。
[0019]圖4A為示意圖，其示出了處于正常運行模式的圖2的光伏層壓板。
[0020]圖4B為示意圖，其示出了處于旁路運行模式的圖2的光伏層壓板。
[0021]圖5A為示意圖，其示出了處于正常運行模式的圖1的包括二極管的連接器。
[0022]圖5B為示意圖，其示出了處于旁路運行模式的圖1的包括二極管的連接器。
[0023]圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的包括二極管的連接器的示意圖。
[0024]圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光伏層壓板的示意圖。
[0025]圖8為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光伏組件的示意圖。
[0026]圖9A為示意圖，其示出了處于第一部分旁路模式的圖7的光伏層壓板。
[0027]圖9B為示意圖，其示出了處于第二部分旁路模式的圖7的光伏層壓板。
[0028]圖1OA為示意圖，其示出了處于第一部分旁路模式的圖6的包括二極管的連接器。
[0029]圖1OB為示意圖，其示出了處于第二部分旁路模式的圖6的包括二極管的連接器。
[0030]圖11為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的包括二極管的連接器的示意圖。
[0031]圖12為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光伏層壓板的示意圖。
[0032]圖13為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光伏組件的示意圖。
[0033]圖14為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的包括二極管的連接器的示意圖。
[0034]圖15為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光伏層壓板的示意圖。
[0035]圖16為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光伏組件的示意圖。
[0036]在不同的附圖中使用相同的參考標記表示相同或類似的元件。
【具體實施方式】
[0037]本專利申請公開了涉及包括二極管的連接器、光伏層壓板以及采用所述連接器和層壓板的光伏組件的創(chuàng)新。本文所公開的創(chuàng)新可有利地用于減少否則對大量接線盒電纜進行布線和管理所需的安裝費用。此外，與在層壓板中嵌入旁路二極管相比，本專利申請所公開的方法能夠使有缺陷的二極管易于斷開，從而不必在模塊的二極管出現(xiàn)故障時更換整個模塊。此外，在本文所公開的連接器中運行的二極管可更容易散熱，而不會不利地使模塊受熱。
[0038]圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的包括二極管的連接器100的示意圖。如圖所示，包括二極管的連接器100可包括環(huán)境防護殼體104中的二極管器件102。例如，可使用O形環(huán)105防止外界水分進入殼體104的內(nèi)部?；蛘?，可以將密封劑(例如灌封材料)注入殼體104中，使連接器100具有耐候性。連接器100還可配置成使得可以使用或不使用工具將其拆卸以更換或以其他方式維修二極管。例如，可以使用一個或多個螺釘(或其他可重復(fù)打開的緊固機構(gòu))關(guān)閉殼體?？梢运砷_這些螺釘(或打開其他機構(gòu))以便能夠進入包括二極管的連接器100的內(nèi)部，從而更換或以其他方式維修二極管器件102。也可以將應(yīng)變減輕機構(gòu)合并到連接器，使得施加到外部導(dǎo)體的力不會轉(zhuǎn)移到內(nèi)部連接點。
[0039]二極管器件102包括陽極和陰極。當正向偏壓時，二極管器件102通常允許電流從陽極到陰極流過該器件。當反向偏壓時，二極管器件102通常阻止電流流過該器件?？蓪⑸崞?03熱耦合至二極管器件102以便提供二極管器件102的被動冷卻。
[0040]包括二極管的連接器100還包括連接到陽極的第一電連接108-1、也連接到陽極的第二電連接108-2、以及連接到陰極的第三電連接108-3。第一端口 114-1可配置為電連接到第一和第三電連接(108-1和108-3)。在一個實施方式中，第一端口可配置為同軸連接器以便連接到同軸電纜(電纜和連接器配置為具有足以承載峰值運行期間流過它們的電流的安培載荷能力)。第二端口 114-2可配置為電連接到第二電連接108-2。
[0041]圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光伏層壓板200的示意圖。光伏層壓板200包括以串聯(lián)方式連接的一串光伏(太陽能)電池202。該串中的每個光伏電池202可配置為大面積的PN結(jié)，并且導(dǎo)電性的互連204可配置為使該串中一個電池的負觸點連接到該串中下一個電池的正觸點。該串的第一末端可位于該串的負極性末端(_)，并且該串的第二末端可位于其正極性末端(+)。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，光伏層壓板200可包括位于鄰近該串第一末端(負極性末端)的層壓板拐角的第一分立穿孔212-和位于鄰近該串第二末端(陽極性末端)的層壓板拐角的第二分立穿孔212+?？梢詫⒚芊鈩┳⑷氲谝环至⒋┛缀偷诙至⒋┛?212-和212+)中，以使其與外界水分隔絕。也可以將應(yīng)變減輕機構(gòu)合并到分立穿孔中，使得施加到外部導(dǎo)體的力不會轉(zhuǎn)移到分立連接點。
[0043]第一電導(dǎo)體208-1可電連接到該串的第一末端并且可配置為從第一分立穿孔向外延伸。第二電導(dǎo)體208-2可電連接到該串的第二末端并且可配置為從第二分立穿孔向外延伸。第三電導(dǎo)體208-3可電連接到該串的第二末端并且可配置為從第一分立穿孔向外延伸。在一個實施方式中，金屬匯流條220可嵌入光伏層壓板中并配置為使該串的第二末端連接到第二電導(dǎo)體208-2。以下結(jié)合圖11-13描述了采用外部電纜而非內(nèi)部匯流條的替代實施例。
[0044]在一個實施方式中，第一連接器214-1可配置在第一電導(dǎo)體和第三電導(dǎo)體(208-1和208-3)的末端。第一連接器214-1可以為便于與圖1的包括二極管的連接器100的第一端口 114-1連接的類型。例如，如果第一端口 114-1為插孔同軸型連接器，那么第一連接器214-1可為相配的插針同軸型連接器。當?shù)谝贿B接器214-1與第一端口 114-1相連時，第一電導(dǎo)體208-1連接到第一電連接108-1，并且第三電導(dǎo)體208-3連接到第三電連接108-3。
[0045]此外，第二連接器214-2可配置在第二電導(dǎo)體(208-2)的末端。第二連接器214_2可以為便于與圖1的包括二極管的連接器100的第二端口 114-2連接的類型。當?shù)诙B接器214-2與第二端口 114-2相連時，第二電導(dǎo)體208-2連接到第二電連接108-2。
[0046]圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光伏組件300的示意圖。如圖所示，使用包括二極管的連接器100，以串聯(lián)方式連接多個光伏層壓板200，每個層壓板通常配置于太陽能模塊內(nèi)。如所指出的那樣，每個包括二極管的連接器100均具有第一端口 114-1和第二端口114-2，所述第一端口 114-1連接到光伏層壓板200的第一連接器214-1 (圖中連接到連接器的右邊)，并且所述第二端口 114-2連接到另一光伏層壓板200的第二連接器214-2 (圖中連接到連接器的左邊)。
[0047]圖4A為示意圖，其示出了處于正常運行模式的圖2的光伏層壓板200。在該正常(非旁路)運行模式中，電流1$胃從負極性末端的第一電導(dǎo)體208-1流入，通過該串中的一系列太陽能電池，并在正極性末端流出第二電導(dǎo)體208-2。
[0048]圖4B為示意圖，其示出了處于旁路運行模式的圖2的光伏層壓板200。在該旁路運行模式中，電流不流過該串太陽能電池。相反，電流I _從負極性末端的第三電導(dǎo)體208-3流入，繞過該串太陽能電池，并在正極性末端流出第二電導(dǎo)體208-2。
[0049]圖5A為示意圖，其示出了處于正常(非旁路)運行模式的圖1的包括二極管的連接器100。具體地講，當連接到第一連接器114-1的光伏層壓板200處于正常運行模式時，包括二極管的連接器100處于該正常運行模式。由于連接到第一連接器114-1的光伏層壓板200處于正常運行模式，二極管器件102被反向偏壓。正因如此，電流I 從第二電連接108-2流入，并流出第一電連接108-1。換句話講，當108-2處的電壓高于108-1處的電壓時，包括二極管的連接器100處于正常運行模式。
[0050]圖5B為示意圖，示出了處于旁路運行模式的圖1的包括二極管的連接器。包括二極管的連接器100可以處于旁路運行模式，因為例如由于遮擋減少了照射到太陽能電池上的光，連接到第一連接器114-1的光伏層壓板200正在低電壓下運行。因為連接到第一連接器114-1的光伏層壓板200正在低電壓下運行，二極管器件102可以被正向偏壓。當二極管器件102被正向偏壓時，電流從第二電連接108-2流入，通過二極管器件102，并流出第三電連接108-3。換句話講，當108-2處的電壓不高于108-1處的電壓時，包括二極管的連接器100處于旁路運行模式。
[0051]圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的包括二極管的連接器600的示意圖。如圖所示，包括二極管的連接器600可包括環(huán)境防護殼體604中的兩個二極管器件(602-1和602-2)。例如，可使用O形環(huán)605 (或者灌封材料)防止外界水分進入殼體104的內(nèi)部?；蛘撸梢詫⒚芊鈩?例如灌封材料)注入殼體604中，使連接器600具有耐候性。也可以將應(yīng)變減輕機構(gòu)合并到連接器，使得施加到外部導(dǎo)體的力不會轉(zhuǎn)移到內(nèi)部連接點。
[0052]每個二極管器件(602-1和602-2)包括陽極和陰極?？蓪⑸崞?03熱耦合至二極管器件(602-1和602-2)以便提供器件的被動冷卻。
[0053]包括二極管的連接器600還包括連接到第一二極管602-1的陽極和第二二極管602-2的陰極的第一電連接608-1、連接到第一二極管602-1的陰極的第二電連接608-2、連接到第二二極管602-2的陽極的第三電連接608-3、以及連接到第二二極管602-2的陰極和第一二極管602-1的陽極的第四電連接608-4。
[0054]第一端口 614-1可配置為電連接到第一電連接和第二電連接(608-1和608_2)。第二端口 614-2可配置為電連接到第三電連接和第四電連接(608-3和608-3)。在一個實施方式中，第一端口和第二端口(614-1和614-2)可配置為同軸連接器以便連接到同軸電纜(電纜和連接器配置為具有足以承載峰值運行期間流過它們的電流的安培載荷能力)。
[0055]圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光伏層壓板700的示意圖。光伏層壓板700包括以串聯(lián)方式連接的一串光伏(太陽能)電池202。該串中的每個光伏電池202可配置為大面積的PN結(jié)，并且導(dǎo)電性的互連204可配置為使該串中一個電池的負連接點連接到該串中下一個電池的正連接點。該串的第一末端可位于該串的負極性末端(_)，并且該串的第二末端可位于其正極性末端(+)。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的實施例，光伏層壓板700可包括位于鄰近該串第一末端(負極性末端)的層壓板拐角的第一分立穿孔712-和位于鄰近該串第二末端(陽極性末端)的層壓板拐角的第二分立穿孔712+?？梢詫⒚芊鈩┳⑷氲谝环至⒋┛缀偷诙至⒋┛?712-和712+)中，以使其與外界水分隔絕。也可以將應(yīng)變減輕機構(gòu)合并到分立穿孔中，使得施加到外部導(dǎo)體的力不會轉(zhuǎn)移到分立連接點。
[0057]第一電導(dǎo)體708-1可電連接到該串的第一末端(_)并且可配置為從第一分立穿孔712-向外延伸。第二電導(dǎo)體708-2可電連接到該串的內(nèi)部點720并且可配置為也從第一分立穿孔712-向外延伸。第三電導(dǎo)體708-3可電連接到該串的內(nèi)部點720并且可配置為從第二分立穿孔712+向外延伸。最后，第四電導(dǎo)體708-4可電連接到該串的第二末端(+)并且可配置為也從第二分立穿孔712+向外延伸。電導(dǎo)體708-3和708-4可至少部分地包括嵌入在層壓板中的金屬匯流條。以下結(jié)合圖14-16描述了采用外部電纜而非內(nèi)部匯流條的替代實施例。
[0058]雖然出于示例目的在圖7中示出了該串太陽能電池202中的特定內(nèi)部點720，但內(nèi)部點720可位于該串中的任何兩個太陽能電池202之間。此外，雖然在圖7中描繪并在本文詳細描述了接到一個內(nèi)部點720的連接，但其他替代實施例可采用接到多個內(nèi)部點720的連接。采用的每個另外的內(nèi)部點720將需要另外的旁路二極管602以便能夠獨立地繞過該串另外的部分。
[0059]在一個實施方式中，第一連接器714-1可配置在第一電導(dǎo)體和第二電導(dǎo)體(708-1和708-2)的末端。第一連接器714-1可以為便于與圖6的包括二極管的連接器600的第一端口 614-1連接的類型。例如，如果第一端口 614-1為插孔同軸型連接器，那么第一連接器714-1可為相配的插針同軸型連接器。當?shù)谝贿B接器714-1與第一端口 614-1相連時，第一電導(dǎo)體708-1連接到第一電連接608-1，并且第二電導(dǎo)體708-2連接到第二電連接608-2。
[0060]此外，第二連接器714-2可配置在第三導(dǎo)體和第四導(dǎo)體(708-3和708-4)的末端。第二連接器714-2可以為便于與圖6的包括二極管的連接器600的第二端口 614-2連接的類型。例如，如果第一端口 614-2為插孔同軸型連接器，那么第二連接器714-2可為相配的插針同軸型連接器。當?shù)诙B接器714-2與第二端口 614-2相連時，第三電導(dǎo)體708-3連接到第三電連接608-3，并且第四電導(dǎo)體708-4連接到第四電連接608-4。
[0061]圖8為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光伏組件800的示意圖。如圖所示，使用包括二極管的連接器600，以串聯(lián)方式連接多個光伏層壓板700，每個層壓板通常配置于太陽能模塊內(nèi)。如所指出的那樣，每個包括二極管的連接器600均具有第一端口 614-1和第二端口614-2，所述第一端口 614-1連接到光伏層壓板700的第一連接器714-1 (圖中連接到連接器的右邊)，并且所述第二端口 614-2連接到另一光伏層壓板700的第二連接器714-2 (圖中連接到連接器的左邊)。
[0062]圖7的光伏層壓板700可以如下四種模式中的一種運行:正常運行、完全旁路、第一部分旁路和第二部分旁路。正常運行模式類似于以上結(jié)合圖4A描述的模式，并且完全旁路模式類似于以上結(jié)合圖4B描述的模式。在正常運行模式中，電流從負極性末端的第一電導(dǎo)體708-1流入，通過該串中的一系列太陽能電池，并在正極性末端流出第四電導(dǎo)體708-4。在完全旁路模式中，電流不流過該串太陽能電池。相反，電流I#@從負極性末端的第二電導(dǎo)體708-2流入，繞過該串太陽能電池，并在正極性末端流出第三電導(dǎo)體708-3。
[0063]圖9A為示意圖，示出了處于第一部分旁路模式的圖7的光伏層壓板700。在該第一部分旁路模式中，繞過了最左邊兩列的太陽能電池202，但未繞過最右邊四列。例如，部分遮擋涵蓋最左邊兩列的大部分的層壓板(同時使最右邊四列大部分不被遮擋)可使層壓板進入該模式。
[0064]電流Ia并不流過該串太陽能電池的最左邊兩列，而是從負極性末端的第二電導(dǎo)體708-2流入，繞過最開始的兩列，并流到該串中的內(nèi)部點720。電流Ia從內(nèi)部點720流過該串太陽能電池的最右邊四列，并在正極性末端流出第四電導(dǎo)體708-4。
[0065]圖9B為示意圖，其示出了處于第二部分旁路運行模式的圖7的光伏層壓板。在該第二部分旁路模式中，未繞過最左邊兩列的太陽能電池202，但繞過了最右邊四列。例如，部分遮擋涵蓋最右邊四列的大部分的層壓板(同時使最左邊兩列大部分不被遮擋)可使層壓板進入該模式。
[0066]電流Ib從負極性末端的第一電導(dǎo)體708-1流入并流過該串中最開始兩列太陽能電池，從而到達內(nèi)部點720。隨后，電流Ib并不流過該串太陽能電池的最右邊四列，而是通過第三電導(dǎo)體708-3流出，從而繞過最右邊四列太陽能電池。
[0067]圖1OA為示意圖，其示出了處于第一部分旁路模式的圖6的包括二極管的連接器600。包括二極管的連接器600可處于第一部分旁路模式，因為例如連接到第一連接器614-1的光伏層壓板700最左邊兩列大部分被遮擋，而連接到第二連接器614-2的光伏層壓板700最右邊四列大部分不被遮擋。正因如此，第一二極管器件602-1可被正向偏壓，而第二二極管器件602-2仍然被反向偏壓。因此，電流IA從第四電連接608-4流入，通過第一二極管器件602-1，并流出第二電連接608-2。
[0068]圖1OB為示意圖，其示出了處于第二部分旁路模式的圖6的包括二極管的連接器600。包括二極管的連接器600可處于第二部分旁路模式，因為例如連接到第一連接器614-1的光伏層壓板700最左邊兩列大部分不被遮擋，而連接到第二連接器614-2的光伏層壓板700最右邊四列大部分被遮擋。正因如此，第二二極管器件602-2可被正向偏壓，而第一二極管器件602-1仍然被反向偏壓。因此，電流Ib從第三電連接608-3流入，通過第二二極管器件602-2，并流出第一電連接608-1。
[0069]圖11為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的包括二極管的連接器1100的示意圖。與圖1的包括二極管的連接器100相比，圖11的包括二極管的連接器1100具有標記為1114-1、1114-2、1114-3和1114-4的四個端口。第一端口 1114-1通過第一電連接108-1耦合到二極管器件102的陽極。第二端口 1114-2通過第二電連接108-2耦合到二極管器件102的陽極。第三端口 1114-3通過第三電連接108-3耦合到二極管器件102的陰極。最后，第四端口 1114-4通過第四電連接108-4耦合到二極管器件102的陽極。當?shù)谝浑娺B接、第二電連接和第四電連接各自連接到陽極時，它們彼此有效連接。根據(jù)圖11所示的實施方式，第一端口和第三端口(1114-1和1114-3)位于包括二極管的連接器1100的第一側(cè)面，并且第二端口和第四端口(1114-2和1114-4)位于包括二極管的連接器1100的第二(相對)側(cè)面。
[0070]圖12為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光伏層壓板1200的示意圖。圖12的光伏層壓板1200包括第一連接器1214-1和第二電連接器1214-2，所述第一連接器1214-1通過第一電導(dǎo)體208-1電連接到該串太陽能電池的第一末端(負極性末端)，并且所述第二電連接器1214-2通過第二電導(dǎo)體208-2電連接到該串的第二末端(正極性末端)。第一電導(dǎo)體208-1從第一分立穿孔212-向外延伸，并且第二電導(dǎo)體208-2從第二分立穿孔212+向外延伸。與圖2的光伏層壓板200相比，圖12的光伏層壓板1200不需要內(nèi)部匯流條220和第三電導(dǎo)體 208-3 ο
[0071]圖13為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光伏組件1300的示意圖。如圖所示，每個包括二極管的連接器1100用于互連兩個光伏層壓板1200。每個包括二極管的連接器1100具有第一端口 1114-1和第二端口 1114-2，所述第一端口 1114-1在其第一側(cè)面電連接到光伏層壓板1200的第一電連接器1214-1，所述第二端口 1114-2在其第二側(cè)面電連接到光伏層壓板1200的第二電連接器1214-2。外部電纜用于將包括二極管的連接器1100的第一側(cè)面上的第三端口 1114-3電連接到下一個包括二極管的連接器1100的第二側(cè)面上的第四端口1114-4。
[0072]一旦如上所述互連，圖13的光伏組件1300即以與圖3的光伏組件300運行類似的方式運行。然而，旁路電流并不流過內(nèi)部匯流條220，而是流過外部電纜1302。
[0073]圖14為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的包括二極管的連接器的示意圖。與圖6的包括二極管的連接器600相比，圖14的包括二極管的連接器1400具有標記為1414-1、1414-2、1414-3和1414-4的四個端口。第一端口 1414-1通過第一電連接608-1耦合到第一二極管器件602-1的陽極和第二二極管器件602-2的陰極。第二端口 1414-2通過第二電連接608-2耦合到第一二極管器件602-1的陰極。第三端口 1414-3通過第三電連接608-3耦合到第二二極管器件602的陽極。最后，第四端口 1114-4通過第四電連接608-4耦合到第一二極管器件602-1的陽極和第二二極管器件602-2的陰極。第一和第四電連接彼此有效連接。根據(jù)圖14所示的實施方式，第一端口和第二端口(1414-1和1414-2)位于包括二極管的連接器1400的第一側(cè)面，并且第三端口和第四端口(1414-3和1414-4)位于包括二極管的連接器1400的第二(相對)側(cè)面。
[0074]圖15為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光伏層壓板1500的示意圖。圖15的光伏層壓板1500包括第一連接器1514-1和第四電連接器1514-4，所述第一連接器1514-1通過第一電導(dǎo)體1508-1電連接到該串太陽能電池的第一末端(負極性末端)，并且所述第四電連接器1514-4通過第四電導(dǎo)體1508-4電連接到該串的第二末端(正極性末端)。第一電導(dǎo)體1508-1從第一分立穿孔1512-(其可能鄰近該串的負極性末端)向外延伸，并且第四電導(dǎo)體1508-4從第二分立穿孔1512+ (其可能鄰近該串的正極性末端)向外延伸。此外，第二連接器1514-2通過第二電導(dǎo)體1508-2電連接到該串的內(nèi)部點720，并且第三連接器1514-3通過第三電導(dǎo)體1508-3電連接到該串的相同內(nèi)部點720。第二電導(dǎo)體和第三電導(dǎo)體(1508-2和1508-3)可從第三分立穿孔1502(其可能鄰近該串的內(nèi)部點)向外延伸。電導(dǎo)體(1508-1、1508-2、1508-3和1508-4)可包括絕緣電線或電纜。
[0075]圖16為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光伏組件1600的示意圖。如圖所示，每個包括二極管的連接器1400用于互連兩個光伏層壓板1500。每個包括二極管的連接器1400具有第一端口和第二端口( 1414-1和1414-2)，所述第一端口和第二端口分別電連接到第一側(cè)面上的光伏層壓板1500的第一電連接器和第二電連接器(1514-1和1514-2)。每個包括二極管的連接器1400具有第三端口和第四端口(1414-3和1414-4)，所述第三端口和第四端口分別電連接到第二側(cè)面上的光伏層壓板1500的第三電連接器和第四電連接器(1514-3和 1514-4)。
[0076]一旦如上所述互連，圖16的光伏組件1600即以與圖8的光伏組件800運行類似的方式運行。然而，旁路電流并不流過層壓板中嵌入的電線或電纜(708-2和708-3)，而是流過外部電線或電纜(1508-2和1508-3)。
[0077]在本發(fā)明中，提供了許多具體的細節(jié)，例如設(shè)備、部件和方法的例子，以提供對本發(fā)明實施例的全面理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認識到，本發(fā)明可以在沒有所述具體細節(jié)中的一者或多者的情況下實施。在其他情況下，未示出或描述熟知的細節(jié)，以避免使本發(fā)明的方面模糊不清。
[0078]雖然已提供了本發(fā)明的具體實施例，但是應(yīng)當理解，這些實施例是用于舉例說明的目的，而不用于限制。通過閱讀本公開，許多另外的實施例對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種包括二極管的連接器，其包括: 具有陽極和陰極的二極管； 接到所述陽極的第一電連接； 接到所述陰極的第二電連接；以及 接到所述陽極的第三電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包括二極管的連接器，其還包括密封件以保護所述二極管免受外界水分影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包括二極管的連接器，其還包括熱耦合至所述二極管的散熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包括二極管的連接器，其還包括機構(gòu)，所述機構(gòu)允許用手或用本領(lǐng)域通用工具拆卸來更換所述二極管或以其他方式維修所述連接器，而不損壞所述連接器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包括二極管的連接器，其還包括: 第一端口，其電連接到所述第一電連接和所述第二電連接；以及 第二端口，其電連接到所述第三電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的包括二極管的連接器，其中所述第一端口被配置成附接到同軸電纜。
7.一種光伏層壓板，其包括: 光伏電池串，所述串具有第一末端和第二末端； 所述光伏層壓板的第一分立穿孔； 第一電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第一末端并從所述第一分立穿孔向外延伸； 所述光伏層壓板的第二分立穿孔；以及 第二電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第二末端并從所述第二分立穿孔向外延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏層壓板，其還包括: 第三電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第二末端并從所述第一分立穿孔向外延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光伏層壓板，其還包括: 所述光伏層壓板中嵌入的匯流條，其將所述光伏電池串的第二末端連接到所述第三電導(dǎo)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏層壓板，其還包括: 密封劑，其注入所述第一分立穿孔和所述第二分立穿孔中，以使所述分立穿孔與外界水分隔絕。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏層壓板，其中所述第一分立穿孔位于所述串的第一末端附近并經(jīng)由所述層壓板背部或邊緣離開所述層壓板，并且其中所述第二分立穿孔位于所述串的第二末端附近并經(jīng)由所述層壓板背部或邊緣離開所述層壓板。
12.—種光伏組件，其包括: 第一光伏層壓板和第二光伏層壓板，每個光伏層壓板包括具有第一末端和第二末端的光伏電池串、以及第一耐候性穿孔和第二耐候性穿孔； 針對每個所述光伏層壓板的第一電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第一末端并從所述第一耐候性穿孔向外延伸；針對每個所述光伏層壓板的第二電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第二末端并從所述第二耐候性穿孔向外延伸；以及 第一連接器，其包括具有陽極和陰極的第一二極管，所述陽極電連接到從所述第一光伏層壓板的第一耐候性穿孔向外延伸的所述第一電導(dǎo)體并且電連接到從所述第二光伏層壓板的第二耐候性穿孔向外延伸的所述第二電導(dǎo)體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光伏組件，其還包括: 針對每個所述光伏層壓板的第三電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第二末端并且其從所述第一耐候性穿孔向外延伸， 其中所述第一二極管的陰極電連接到從所述第一光伏層壓板的第一耐候性穿孔向外延伸的所述第三電導(dǎo)體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光伏組件，其還包括: 第二連接器，其包括具有陽極和陰極的第二二極管；以及 外部電纜，其將所述第一二極管的陰極電連接到所述第二二極管的陽極。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光伏組件，其中使用密封件使所述第一連接器具有耐候性。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光伏組件，其中采用密封材料使所述穿孔具有耐候性。
17.—種包括二極管的連接器，其包括: 第一二極管和第二二極管，其均具有陽極和陰極； 第一電連接，其連接到所述第一二極管的陽極和所述第二二極管的陰極； 第二電連接，其連接到所述第一二極管的陰極； 第三電連接，其連接到所述第二二極管的陽極；以及 第四電連接，其連接到所述第二二極管的陰極和所述第一二極管的陽極。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的包括二極管的連接器，還包括密封件以保護所述二極管免受外界水分影響。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的包括二極管的連接器，還包括熱耦合至所述二極管的散熱器。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的包括二極管的連接器，其還包括: 第一端口，其電連接到所述第一電連接和所述第二電連接；以及 第二端口，其電連接到所述第三電連接和所述第四電連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包括二極管的連接器，其中所述第一端口和所述第二端口各自被配置為附接到同軸電纜。
22.—種光伏層壓板,包括: 光伏電池串，所述串具有第一末端和第二末端； 所述光伏層壓板的第一分立穿孔； 第一電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第一末端并從所述第一分立穿孔向外延伸； 第二電導(dǎo)體，其電連接到所述串的內(nèi)部點并從所述第一分立穿孔向外延伸； 所述光伏層壓板的第二分立穿孔； 第三電導(dǎo)體，其電連接到所述串的內(nèi)部點并從所述第二分立穿孔向外延伸；以及 第四電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第二末端并從所述第二分立穿孔向外延伸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光伏層壓板，其還包括: 密封劑，其注入所述第一分立穿孔和所述第二分立穿孔中，以防止外界水分通過所述分立穿孔進入所述層壓板；以及 應(yīng)變減輕機構(gòu)，其合并到所述分立穿孔中，使得施加到所述外部導(dǎo)體的力不會轉(zhuǎn)移到連接點。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光伏層壓板，其中所述第一分立穿孔位于所述串的第一末端附近，并且其中所述第二分立穿孔位于所述串的第二末端附近。
25.一種光伏組件，包括: 第一光伏層壓板和第二光伏層壓板，每個光伏層壓板包括具有第一末端和第二末端的光伏電池串、以及第一耐候性穿孔和第二耐候性穿孔； 針對每個所述光伏層壓板的第一電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第一末端并從所述第一耐候性穿孔向外延伸； 針對每個所述光伏層壓板的第二電導(dǎo)體，其電連接到所述串的內(nèi)部點并從所述第一耐候性穿孔向外延伸； 針對每個所述光伏層壓板的第三電導(dǎo)體，其電連接到所述串的內(nèi)部點并從所述第二耐候性穿孔向外延伸； 針對每個所述光伏層壓板的第四電導(dǎo)體，其電連接到所述串的第二末端并從所述第二耐候性穿孔向外延伸； 具有陽極和陰極的第一二極管，所述第一二極管的陽極電連接到從所述第一光伏層壓板的第一耐候性穿孔向外延伸的所述第一電導(dǎo)體并且電連接到從所述第二光伏層壓板的第二耐候性穿孔向外延伸的所述第四電導(dǎo)體，并且所述第一二極管的陰極電連接到從所述第一光伏層壓板的第一耐候性穿孔向外延伸的所述第二電導(dǎo)體；以及 具有陽極和陰極的第二二極管，所述第二二極管的陰極電連接到從所述第二光伏層壓板的第二耐候性穿孔向外延伸的所述第四電導(dǎo)體并且電連接到從所述第一光伏層壓板的第一耐候性穿孔向外延伸的所述第一電導(dǎo)體，并且所述第二二極管的陽極電連接到從所述第二光伏層壓板的第二耐候性穿孔向外延伸的所述第三電導(dǎo)體。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光伏組件，其中所述第一二極管和所述第二二極管嵌入在耐候性連接器內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求 26所述的光伏組件，其中所述耐候性連接器包括第一端口和第二端口，所述第一端口連接到從所述第一光伏層壓板的第一耐候性穿孔向外延伸的所述第一電導(dǎo)體和所述第二電導(dǎo)體，并且所述第二端口連接到從所述第二光伏層壓板的第二耐候性穿孔向外延伸的所述第三電導(dǎo)體和所述第四電導(dǎo)體。
【文檔編號】H01L31/05GK203674486SQ201190000940
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月17日
【發(fā)明者】大衛(wèi)·德格拉夫, 亞當·德特里克 申請人:太陽能公司