一種光伏模組及其電連接器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光伏模組及其電連接器。該光伏模組包括模組導線、旁路電路和電連接器。該電連接器包括第一連接部、第二連接部和緩沖部。第一連接部焊接至模組導線的一端，第二連接部焊接至旁路電路的一端。該緩沖部呈波浪形狀且位于第一連接部和第二連接部之間，用以緩沖模組導線的熱膨脹所引起的形變量以及支撐和保護旁路電路。相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明可利用上述兩連接部分別與模組導線和旁路電路進行可靠焊接，且藉由緩沖部來降低層壓時所殘留的內(nèi)應力對旁路二極管封裝或玻璃背板的損壞。此外，該電連接器還可通過波浪形狀的緩沖部來吸收模組導線熱脹冷縮所引起的形變量，避免其對焊接品質(zhì)的不利影響，確保焊接的高品質(zhì)。
【專利說明】一種光伏模組及其電連接器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電【技術領域】，尤其涉及一種光伏模組及其電連接器。

【背景技術】
[0002]近些年來，由于世界各地的原油存量逐年的減少，能源問題已成為全球注目的焦點。為了解決能源耗竭的危機，各種替代能源的發(fā)展與利用實為當務之急。隨著環(huán)保意識抬頭，加上太陽能具有零污染、取之不盡用之不竭的優(yōu)點，太陽能發(fā)電技術(又可稱為光伏發(fā)電技術)已成為相關領域中最受矚目的焦點。因此，在日照充足的位置，例如建筑物屋頂、廣場等等，愈來愈廣泛地見到太陽能面板的裝設。
[0003]太陽能面板是一種通過光伏效應(Photovoltaic Effect)將光線轉(zhuǎn)化為電力的設施。一般來說，太陽能面板包括基板以及設置在基板上的多個太陽能電池片(solar cell)。在此，太陽能電池片又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導體薄片。它只要被光照到，瞬間就可輸出電壓并且在有回路的情況下就能夠產(chǎn)生電流。一般來說，太陽能面板通常藉由模組導線(bussing ribbon)將多個太陽能電池片串接在一起，從而將每個太陽能電池片所產(chǎn)生的電能量相疊加，以構成整個太陽能面板的輸出功率。而且，太陽能面板也必須設置多個旁路電路(bypass circuit),利用該旁路電路來避免電路的不協(xié)調(diào)(circuit mismatch)所造成的熱點(hot spot)效應,例如,遮陰不均，電池片的電流不均等。
[0004]在現(xiàn)有技術中，一種解決方案是在于，部分模組制造商為了增進模組電路設計上的靈活度，將旁路電路(諸如旁路二極管)與太陽能電池片一起封裝，同時也可增加旁路元件的可靠度。此外，PQFN(Power Quad Flat No-lead,方形扁平無引線)封裝是功率元件常用的一種標準封裝形式，厚度約在0.7mm?0.8mm,寬度約為5mm,比較適合作為旁路二極管的封裝使用。然而，上述設計都存在不少缺陷，例如，旁路二極管的封裝厚度會大于串接電池片的厚度，若對PQFN封裝施加外壓力，則容易造成內(nèi)應力殘留與背板破壞之不良情形。再者，模組導線的長度遠遠長于PQFN封裝的尺寸，當模組導線出現(xiàn)熱脹冷縮時，由于模組導線與PQFN封裝并無應力緩沖地帶，因而會降低PQFN封裝的電連接品質(zhì)，造成模組可靠度下降，一旦斷裂甚至還可能引起模組燃燒。
[0005]有鑒于此，如何設計一種新的光伏模組或?qū)ΜF(xiàn)有的光伏模組進行改進，以克服現(xiàn)有技術中的上述缺陷或不足，是業(yè)內(nèi)相關技術人員亟待解決的一項課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術中的光伏模組在模組導線與旁路電路連接時所存在的諸多缺陷，本發(fā)明提供了一種新穎的、可緩沖模組導線的熱脹冷縮形變量的光伏模組以及應用于該光伏模組的電連接器。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于光伏模組的電連接器，所述光伏模組包括一模組導線以及一旁路電路，其中，所述連接器包括:
[0008]一第一連接部，焊接至所述模組導線的一端；
[0009]一第二連接部，焊接至所述旁路電路的一端；以及
[0010]一緩沖部，呈波浪形狀，所述緩沖部位于所述第一連接部和所述第二連接部之間，用以緩沖所述模組導線的熱膨脹所引起的形變量以及支撐和保護所述旁路電路。
[0011]在其中的一實施例，所述第一連接部和所述第二連接部的厚度介于0.08mm?0.1mm之間，且所述電連接器的長度介于5mm?7mm之間。
[0012]在其中的一實施例，所述緩沖部包括多個凸起，所述緩沖部的最接近所述第一連接部的一凸起高度大于或等于0.3mm,且所述緩沖部的最接近所述第二連接部的另一凸起高度大于或等于0.8mm。
[0013]在其中的一實施例，所述電連接器與所述模組導線均為銅鍍錫材質(zhì)。
[0014]在其中的一實施例，所述旁路電路為一旁路二極管，且所述旁路二極管為PQFN封裝形式。
[0015]在其中的一實施例，所述電連接器還包括一第一焊接停止線和一第二焊接停止線，所述第一焊接停止線用以分隔所述第一連接部和所述緩沖部，所述第二焊接停止線用以分隔所述第二連接部和所述緩沖部。
[0016]依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種光伏模組，包括:
[0017]—第一模組導線；
[0018]一第一連接器，與所述第一模組導線電性耦接；
[0019]一第二模組導線，與所述第一模組導線采用相同的材質(zhì)制成；
[0020]一第二連接器，與所述第二模組導線電性耦接；以及
[0021]一旁路電路，包括一陽極和一陰極，所述旁路電路的陽極電性耦接至所述第一連接器，以及所述旁路電路的陰極電性耦接至所述第二連接器，
[0022]其中，所述第一連接器與所述第二連接器均為上述依據(jù)本發(fā)明的一個方面的電連接器。
[0023]在其中的一實施例，所述第一連接器的第二連接部的長度小于所述第二連接器的第二連接部的長度。
[0024]在其中的一實施例，所述緩沖部完全凸出于所述第一連接部與所述第二連接部所構成的平面。
[0025]在其中的一實施例，所述緩沖部包括多個凸起，在至少兩相鄰凸起之間，所述緩沖部具有一平坦區(qū)與所述第一連接部以及所述第二連接部處于同一平面。
[0026]采用本發(fā)明的光伏模組及其電連接器，該光伏模組包括一模組導線、一旁路電路和一電連接器，該電連接器包括一第一連接部、一第二連接部和一緩沖部。第一連接部焊接至模組導線的一端，第二連接部焊接至旁路電路的一端。該緩沖部呈波浪形狀且位于第一連接部和第二連接部之間，用以緩沖模組導線的熱膨脹所引起的形變量以及支撐和保護旁路電路。相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明可利用電連接器的第一連接部和第二連接部分別與模組導線和旁路電路進行可靠焊接，并且藉由電連接器的緩沖部來降低層壓時所殘留的內(nèi)應力對旁路二極管封裝或玻璃背板的損壞。此外，該電連接器還可通過波浪形狀的緩沖部來吸收溫度變化時的模組導線熱脹冷縮所引起的形變量，以避免該形變量對焊接品質(zhì)的不利影響，確保焊接的聞品質(zhì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的【具體實施方式】以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中，
[0028]圖1示出在現(xiàn)有技術的一種光伏模組中，模組導線與旁路電路的連接示意圖；
[0029]圖2示出依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，用于光伏模組的電連接器的結構示意圖；
[0030]圖3示出采用圖2的電連接器將多個模組導線與對應的旁路電路串接從而形成整個光伏模組的狀態(tài)示意圖；
[0031]圖4(a)示出圖3的光伏模組中，用于耦接第一模組導線和旁路電路的第一連接器的一優(yōu)選實施例；
[0032]圖4(b)示出圖3的光伏模組中，用于耦接第二模組導線和旁路電路的第二連接器的一優(yōu)選實施例；
[0033]圖5 (a)示出圖4 (a)的第一連接器的一可替換實施例；
[0034]圖5 (b)示出圖4 (b)的第二連接器的一可替換實施例；
[0035]圖6(a)示出圖4(a)的第一連接器的另一可替換實施例；以及
[0036]圖6(b)示出圖4(b)的第二連接器的另一可替換實施例。

【具體實施方式】
[0037]為了使本申請所揭示的技術內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)明的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領域的普通技術人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
[0038]圖1示出在現(xiàn)有技術的一種光伏模組中，模組導線與旁路電路的連接示意圖。
[0039]參照圖1,現(xiàn)有的光伏模組至少包括一第一模組導線(bussing ribbon) 101、一第二模組導線103和一旁路電路(bypass module) 20。其中，旁路電路20是光伏模組中用以串接多個電池片的必要部分，其可避免電路的不協(xié)調(diào)(circuit mismatch)所造成的熱點(hot spot)效應,例如,遮陰不均或電池片的電流不均。
[0040]在圖1中，旁路電路20為一旁路二極管(bypass d1de)，其具有陽極(也可稱為“正極”)和陰極(也可稱為“負極”)，旁路二極管的陽極通過焊接方式電性連接至第一模組導線101，旁路二極管的陰極通過焊接方式電性連接至第二模組導線103。由于旁路電路(諸如旁路二極管)與電池片可一起封裝，因而可提升設計靈活度，并增加旁路二極管的可靠度。但是，旁路二極管的封裝厚度(以PQFN封裝為例，其厚度約在0.7mm?0.8mm)通常會大于串接電池片的厚度(約為0.6_)，若對PQFN封裝施加外壓力，則容易造成內(nèi)應力殘留與背板破壞之不良情形。此外，當模組導線101或103出現(xiàn)熱脹冷縮時，由于模組導線與PQFN封裝并無應力緩沖地帶，因而會降低PQFN封裝的電連接品質(zhì)，造成模組可靠度下降，一旦斷裂甚至還可能引起模組燃燒。
[0041]為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于光伏模組的電連接器。圖2示出依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，用于光伏模組的電連接器的結構示意圖。
[0042]參照圖2，該電連接器30包括一第一連接部301、一第二連接部303和一緩沖部305。例如，該電連接器30與模組導線均采用銅鍍錫材質(zhì)制作而成。具體而言，第一連接部301位于靠近模組導線之一側(cè)且焊接至模組導線的一端。第二連接部303位于靠近旁路二極管之一側(cè)且焊接至旁路電路的一端。緩沖部305呈波浪形狀，該緩沖部305位于第一連接部301和第二連接部303之間，用以緩沖模組導線的熱膨脹所引起的形變量以及支撐和保護旁路二極管。
[0043]在一具體實施例，用來連接相鄰兩模組導線的旁路二極管為PQFN(Power QuadFlat No-lead,方形扁平無引線)封裝形式。
[0044]圖3示出采用圖2的電連接器將多個模組導線與對應的旁路電路串接從而形成整個光伏模組的狀態(tài)示意圖。如圖3所示，本發(fā)明的光伏模組包括一第一模組導線101、一第二模組導線103、一第一連接器40、一第二連接器50和一旁路電路20 (以旁路二極管作為示意性說明)。
[0045]詳細地，第一模組導線101位于靠近旁路二極管20的陽極一側(cè)，第二模組導線103位于靠近旁路二極管20的陰極一側(cè)。第一連接器40包括第一連接部401、第二連接部403和位于兩連接部之間的緩沖部405。第二連接器50包括第一連接部501、第二連接部503和位于兩連接部之間的緩沖部505。第二模組導線103與第一模組導線101采用相同的材質(zhì)制成。
[0046]從圖3也容易知曉，第一連接器40的第一連接部401與第一模組導線101對應地焊接在一起，第一連接器40的第二連接部403與旁路二極管20的陽極對應地焊接在一起。第二連接器50的第一連接部501與第二模組導線103對應地焊接在一起，第二連接器50的第二連接部503與旁路二極管20的陰極對應地焊接在一起。如此一來，第一模組導線101與第二模組導線103依次藉由第一連接器40、單向?qū)ǖ呐月范O管20和第二連接器50電性耦接。并且，由于第一連接器40和第二連接器50均包括一緩沖部(緩沖部405或505)，當光伏模組的溫度變化時，上述緩沖部可吸收模組導線熱脹冷縮所造成的形變量，以避免該形變量對焊接品質(zhì)的不利影響，確保焊接的高品質(zhì)。
[0047]圖4(a)示出圖3的光伏模組中，用于耦接第一模組導線和旁路電路的第一連接器的一優(yōu)選實施例。圖4(b)示出圖3的光伏模組中，用于耦接第二模組導線和旁路電路的第二連接器的一優(yōu)選實施例。
[0048]參照圖4 (a)和圖4 (b)，在該優(yōu)選實施例中，第一連接器40的第一連接部401具有一長度H2，諸如2.8mm,其第二連接部403具有一長度Hl，諸如1.2mm。第二連接器50的第一連接部501具有一長度H1，其第二連接部503具有一長度H2。亦即，第一連接器40的第二連接部403的長度(如1.2mm)小于第二連接器50的第二連接部503的長度(如2.8mm)。
[0049]在一具體實施例，第一連接部(標記401或501)和第二連接部(標記403或503)的厚度介于0.08mm?0.1mm之間，且第一連接器40和第二連接器50的長度介于5mm?7mm之間。
[0050]在一具體實施例，連接器的緩沖部包括多個凸起，其中，緩沖部的最接近第一連接部的一凸起高度大于或等于0.3mm,且緩沖部的最接近第二連接部的另一凸起高度大于或等于0.8mm。例如，第一連接器40包括凸起Pl和P2，其中，靠近第一連接部401的凸起Pl的高度大于或等于0.3mm,以因應模組導線的厚度。然而，靠近第二連接部的凸起P2的高度大于或等于0.8mm,以因應PQFN封裝的旁路二極管的厚度。類似地，第二連接器50的靠近第一連接部的凸起P3的高度大于或等于0.3mm,以及第二連接器50的靠近第二連接部的凸起P4的高度大于或等于0.8mm。
[0051]此外，為了明確標識不同區(qū)域的分界線，避免焊接制程中所關注的焊接區(qū)過大或過小，本發(fā)明的電連接器還包括一第一焊接停止線LI和一第二焊接停止線L2。第一焊接停止線LI用以分隔第一連接部401和緩沖部405，第二焊接停止線L2用以分隔第二連接部403和緩沖部405。
[0052]圖5(a)示出圖4(a)的第一連接器的一可替換實施例。圖5 (b)示出圖4(b)的第二連接器的一可替換實施例。
[0053]將圖5(a)和圖5(b)與圖4(a)和圖4(b)進行比較，其主要區(qū)別是在于，緩沖部405和緩沖部505的多個凸起的形狀不同于圖4(a)和圖4(b)。例如，圖5(a)的凸起形狀為鋸齒形，而圖4(a)的凸起形狀為弧形。并且，在該可替換實施例中，緩沖部的至少兩相鄰凸起之間，具有一平坦區(qū)與第一連接部以及第二連接部處于同一平面。例如，緩沖部405具有一平坦區(qū)407，該平坦區(qū)407與第一連接部401以及第二連接部403處于同一平面；緩沖部505具有一平坦區(qū)507，該平坦區(qū)507與第一連接部501以及第二連接部503處于同一平面。
[0054]圖6(a)示出圖4(a)的第一連接器的另一可替換實施例。圖6 (b)示出圖4(b)的第二連接器的另一可替換實施例。
[0055]將圖6(a)和圖6(b)與圖5(a)和圖5(b)進行比較，其主要區(qū)別是在于，緩沖部完全凸出于第一連接部與第二連接部所構成的平面。例如，在圖6(a)中，緩沖部405完全凸出于第一連接部401與第二連接部403所構成的平面；在圖6(b)中，緩沖部505完全凸出于第一連接部501與第二連接部503所構成的平面。
[0056]采用本發(fā)明的光伏模組及其電連接器，該光伏模組包括一模組導線、一旁路電路和一電連接器，該電連接器包括一第一連接部、一第二連接部和一緩沖部。第一連接部焊接至模組導線的一端，第二連接部焊接至旁路電路的一端。該緩沖部呈波浪形狀且位于第一連接部和第二連接部之間，用以緩沖模組導線的熱膨脹所引起的形變量以及支撐和保護旁路電路。相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明可利用電連接器的第一連接部和第二連接部分別與模組導線和旁路電路進行可靠焊接，并且藉由電連接器的緩沖部來降低層壓時所殘留的內(nèi)應力對旁路二極管封裝或玻璃背板的損壞。此外，該電連接器還可通過波浪形狀的緩沖部來吸收溫度變化時的模組導線熱脹冷縮所引起的形變量，以避免該形變量對焊接品質(zhì)的不利影響，確保焊接的聞品質(zhì)。
[0057]上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的【具體實施方式】。但是，本領域中的普通技術人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對本發(fā)明的【具體實施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權利要求書所限定的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種用于光伏模組的電連接器，所述光伏模組包括一模組導線以及一旁路電路，其特征在于，所述電連接器包括: 一第一連接部，焊接至所述模組導線的一端； 一第二連接部，焊接至所述旁路電路的一端；以及 一緩沖部，呈波浪形狀，所述緩沖部位于所述第一連接部和所述第二連接部之間，用以緩沖所述模組導線的熱膨脹所引起的形變量以及支撐和保護所述旁路電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述第一連接部和所述第二連接部的厚度介于0.08mm?0.1mm之間，且所述電連接器的長度介于5mm?7mm之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的電連接器，其特征在于，所述緩沖部包括多個凸起，所述緩沖部的最接近所述第一連接部的一凸起高度大于或等于0.3mm,且所述緩沖部的最接近所述第二連接部的另一凸起高度大于或等于0.8mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述電連接器與所述模組導線均為銅鍍錫材質(zhì)。
5.根據(jù)權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述旁路電路為一旁路二極管，且所述旁路二極管為PQFN(Power Quad Flat No-lead,方形扁平無引線)封裝形式。
6.根據(jù)權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述電連接器還包括一第一焊接停止線和一第二焊接停止線，所述第一焊接停止線用以分隔所述第一連接部和所述緩沖部，所述第二焊接停止線用以分隔所述第二連接部和所述緩沖部。
7.一種光伏模組，其特征在于，所述光伏模組包括: 一第一模組導線； 一第一連接器，與所述第一模組導線電性耦接； 一第二模組導線，與所述第一模組導線采用相同的材質(zhì)制成； 一第二連接器，與所述第二模組導線電性耦接；以及 一旁路電路，包括一陽極和一陰極，所述旁路電路的陽極電性耦接至所述第一連接器，以及所述旁路電路的陰極電性耦接至所述第二連接器， 其中，所述第一連接器與所述第二連接器均為根據(jù)權利要求1所述的電連接器。
8.根據(jù)權利要求7所述的光伏模組，其特征在于，所述第一連接器的第二連接部的長度小于所述第二連接器的第二連接部的長度。
9.根據(jù)權利要求7所述的光伏模組，其特征在于，所述緩沖部完全凸出于所述第一連接部與所述第二連接部所構成的平面。
10.根據(jù)權利要求7所述的光伏模組，其特征在于，所述緩沖部包括多個凸起，在至少兩相鄰凸起之間，所述緩沖部具有一平坦區(qū)與所述第一連接部以及所述第二連接部處于同一平面。
【文檔編號】H02S40/34GK104333321SQ201410589398
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】楊峻鳴 申請人:友達光電股份有限公司