用於薄膜太陽能電池的接線盒的製作方法

2023-09-13 03:56:15

專利名稱：用於薄膜太陽能電池的接線盒的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能薄膜發電技術，尤其涉及薄膜太陽能電池 的模板間互連的接線盒技術，更具體地說，涉及一種用於薄膜太陽能 電池的接線盒。
背景技術：
太陽能是一種可再生的能源。將太陽能轉化為電能既能節約能 源，緩解供電緊張問題，又能減少環境汙染，因此這樣的技術得到了 公眾的關注。
太陽能電池是將太陽光能直接轉換成電能的一種器件，目前已大 規模商業化的太陽能電池是晶體矽太陽能電池，包括單晶矽和多晶矽
等太陽能電池；以及近年來發展非常迅速的薄膜太陽能電池，例如矽 薄膜太陽能電池等矽系列太陽能電池和化合物太陽能電池。
太陽能電池接線盒用於實現太陽能電池組件與外部電源組件的 互聯，以將太陽能電池組件的功率輸出到外部。在傳統的用於晶體矽 太陽能電池的接線盒中，其一般具有四個以上的接線軌道，從而其光 伏輸出的功率和電流比較高。相應地，為了滿足接線盒以及太陽能電 池組件的散熱性能和效率，用於晶體矽太陽能電池的接線盒的產品體 積較大。此外，由於此類接線盒的結構複雜，從而其成本高昂。
作為太陽能電池發展的一個重要趨勢，薄膜太陽能電池具有開發 高效、低成本、長壽命、材料來源豐富、高溫下的光伏輸出特性好等 優點。薄膜太陽能電池還有一個重要優點是適合作與建築結合的建築 光伏發電組件(BIPV)，從而一方面可以部分代替玻璃幕牆；另一方面，適用於建築屋頂等需要造型的部分。
但是，傳統的用於晶體矽太陽能電池的接線盒的至少具有下述缺 陷和不足首先，上述傳統的接線盒產品體積較大，其不適合於應用 到薄膜太陽能電池發電系統，例如建築光伏發電組件中。其次，傳統 的接線盒中的導電元件通過焊接方式與從太陽能電池組件輸入的接 線端子(焊帶)電連接，連接方式比較複雜，從而連接操作比較費時， 生產成本比較高；其次，由於採用焊接手段，對操作工藝的要求，例 如操作場合的供電要求、焊接操作的氣體、溫度等方面的要求比較高， 從而工藝成本較高；再次，由於建築光伏一體化玻璃板的接線盒的體 積需要比較小以適應建築物的要求，在如此小的空間內實施焊接操作 增加了焊接操作的難度，使產品的合格率和可靠性降低。最後，由於 焊接方式形成永久固定性連接，從而使太陽能電池組件與接線盒的分 離不容易。

實用新型內容
本實用新型的目的旨在解決現有技術中存在的上述問題和缺陷 的至少一個方面。
相應地，本實用新型的目的之一在於提供一種小型的接線盒，其 結構簡單並體積小，從而適合應用到薄膜太陽能電池系統中。
本實用新型的另一目的在於提供一種採用非焊接的電極連接方 式，並且形成與太陽能電池組件非永久性連接的結構的接線盒。
本實用新型的再一目的在於提供一種既能夠有效防水，又能夠有 效提高散熱效率的接線盒。
根據本實用新型的一個方面，其提供一種用於薄膜太陽能電池的 接線盒，包括殼體；容納於所述殼體中並且彼此間通過旁路二極體 連接的第一、第二導電體，所述第一、第二導電體的一端分別與通 過所述殼體上的開口引入殼體內的連接太陽能電池板的正極和負極 的兩個引線端子連接，而所述第一、第二導電體中至少一個的另一端 通過所述殼體上的另外開口與外部電纜連接；彈性夾，所述彈性夾將 所述引線端子與所述第一、第二導電體夾持在一起，以使引線端於與所述第一、第二導電體形成穩定的電連接。
具體地，第一、第二導電體設置為薄片狀的導電軌，其分別嵌入 到形成於所述殼體上的支座中；以及所述彈性夾大體呈Q形，其將巻 繞在所述導電軌上的引線端子夾持在所述薄片狀導電軌的相對側面 上。
優選地，所述殼體設置有上殼體和下殼體，所述上、下殼體的形 狀相匹配以形成具有空腔的長方體;並且所述上殼體通過緊固機構與
所述下殼體可拆卸地連接。
在一個具體實施例中，所述緊固機構包括設置在所述上殼體和
下殼體的一個上的掛鈎；以及設置在所述上殼體和下殼體的另一個上
的卡鎖，其中所述掛鈎與所述卡鎖相互配合以將所述上殼體可拆卸
地連接到所述下殼體上。
優選地，所述接線盒還包括設置於成穿過所述上殼體和下殼體 的至少一個的壁面的透氣孔，以使所述殼體的內部空腔與外部氣體連通。
進一步優選地，所述接線盒還包括隔膜，其設置於所述透氣孔 中，所述隔膜可允許氣體通過但不允許水分通過。
在一種具體實施方式
中，所述隔膜由高分子材料構成；所述殼體
的內部空腔一側設置有圍繞所述透氣孔的座圈，所述隔膜通過超聲波 焊接方式連接於所述座圈上。
更具體地，接線盒還包括墊圈，所述墊圈將所述隔膜壓緊在所 述座圈上，並通過超聲波焊接方式與所述隔膜和所述座圈相連接。
本實用新型的不特定的至少一個方面具有下述改善和優點 首先，在本實用新型中，由於其採用兩個導電體，例如導電軌的 形式，從而使接線盒的體積得以小型化。並且，由於雙軌道與單個 太陽能電池模塊的正、負極相連，從而光伏輸出的電流較小，從而也 克服了現有技術中為了提高散熱效能而進一步增大接線盒體積的問 題。相應地，根據本實用新型的接線盒適合於應用到薄膜太陽能電池 發電系統，例如建築光伏發電組件中。其次，本實用新型釆用彈性夾
6替代焊接方式，不需要用工具可實現連接，從而避免了現有技術中焊 接操作費時，生產成本比較高的問題，同時對操作工藝的要求不高， 從而降低了建築光伏一體化系統的工藝成本。並且，由於彈性夾可以 方便地與導電軌分離，從而使太陽能電池組件與接線盒的拆卸方便， 便於對接線盒內部元件的維修和檢查。另外，根據本實用新型中的接 線盒適應了建築光伏一體化系統對體積的小型化要求，安裝操作方 便，從而使太陽能電池組件的接線端子與接線盒中的導電元件形成穩 定和可靠的電連接，進而提高了產品的合格率和可靠性。還有，本實 用新型在接線盒的殼體上使用透氣孔並且用隔膜，例如高分子材料隔 膜隔絕水分子的進出，從而既透氣又防水，增加散熱空間，提高了散 熱效率。


圖1是根據本實用新型的一種具體實施方式
中的用於薄膜太陽 能電池的接線盒100的立體圖2是顯示圖1中的接線盒的內部結構的立體圖3是顯示圖1中的接線盒的內部結構的立體圖，其示出了各個 部件之間的接合關係；
圖4A是沿圖3中A-A向截取的剖視圖，其示出了導電軌、接線 端子和彈性夾接合之前的狀態；
圖4B是沿圖3中A-A向截取的剖視圖，其示出了導電軌、接線 端子和彈性夾接合的狀態；
圖5A是顯示上殼體上的透氣孔的結構的示意圖5B是顯示上殼體上的透氣孔、隔膜和墊圈之間的相互位置和 作用關係的示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一 步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本實用新型實施方式的說明旨在對本實用新 型的總體構思進行解釋，而不應當理解為對本實用新型的一種限制。 圖1是根據本實用新型的一種具體實施方式
中的用於薄膜太陽 能電池的接線盒100的立體圖；圖2是顯示圖1中的接線盒的內部結 構的立體圖；圖3是顯示圖1中的接線盒的內部結構的立體圖，其示
出了各個部件之間的接合關係。參見圖1-4,根據本發明的一種具體
實施方式中的用於薄膜太陽能電池的接線盒100包括殼體10;容
納於所述殼體10中並且彼此間通過旁路二極體70連接的第一、第二 導電體21、 22，所述第一、第二導電體21、 22的一端分別與通過 所述殼體10上的開口，例如開口31、 32，引入殼體內的連接太陽能 電池板的正極和負極(未示出)的兩個引線端子41、 42連接，而所 述第一、第二導電體中至少一個的另一端通過所述殼體10上的另外 開口，例如開孔101、 102，與外部電纜連接；彈性夾50，所述彈性 夾將所述引線端子41、 42與所述第一、第二導電體2K 22夾持在一 起，以使引線端子41、 42與所述第一、第二導電體21、 22形成穩定 的電連接。雖然，圖4A和圖4B中示出了兩個引線端子41、 42分別 通過第一、第二開口 31、 32連接到接線盒中，但是本發明並不僅限 於此，例如第一、第二開口31、 32可以由一個開口代替。
在本實用新型中，由於其採用兩個導電體，例如導電軌的形式， 從而使接線盒的體積得以小型化。並且，由於雙軌道與單個太陽能電 池模塊的正、負極相連，從而光伏輸出的電流較小，從而也克服了現 有技術中為了提高散熱效能而進一步增大接線盒體積的問題。
進一步地，參見圖l-3，所述接線盒100還包括設置於所述殼 體10的側表面13上的第一、第二開孔101、 102;以及外部連接電 纜60分別通過所述第一、第二開孔101、 102與所述第一、第二導電 體21、 22中至少一個的另一端相連，由此，通過該接線盒將來自薄 膜太陽能電池的光伏功率輸出到外部。顯然，第一、第二開孔101、 102的數量不僅限於兩個，而可以由一個開孔代替。
如圖1-3所示，第一、第二導電體21、 22設置為薄片狀的導電 軌，其分別嵌入到形成於所述殼體10上的支座14中；以及所述彈性夾50大體呈Q形，其將巻繞在所述導電軌21、 22上的引線端子41、 42夾持在所述薄片狀導電軌21、 22的相對側面上。參見圖2，支座 14可以安裝在殼體10上或者與殼體10 —體形成。
具體地說，參見圖4A，柔性引線端子，即焊帶41、 42通過開口 31、 32延伸到殼體10中，並包繞在述導電軌21、 22。進一步參見圖 4B，施加外部作用力到大體呈Q形的彈性夾50的兩個夾緊臂51、 51 上，以將彈性夾50放入到巻繞在所述導電軌21、 22上的引線端子 41、 42上。當外部作用力撤銷後，彈性夾50的兩個夾緊臂51、 51 嚮導電軌21、 22的相對側面上施加彈性回復力，以將巻繞在所述導 電軌2K 22上的引線端子41、 42夾持在所述薄片狀導電軌21、 22 的相對側面上。本實用新型採用彈性夾替代焊接方式，不需要用工具 可實現連接，從而避免了現有技術中焊接操作費時，生產成本比較高 的問題，同時對操作工藝的要求不高，從而降低了建築光伏一體化系 統的工藝成本。可替代地，由於採用了彈性夾，本實用新型中的接線 盒也可以適用於自動焊接技術。
進一步地，所述接線盒還包括 一個旁路二極體70，所述旁路 二極體連接在所述第一和第二導電體21、 22之間。旁路二極體70以 與電池的輸出電壓相反的方向連接，以便分流電池的反向偏壓的電 流。
參見圖l、 5A和5B，所述殼體10包括上殼體11和下殼體12， 所述上、下殼體ll、 12的形狀相匹配以形成具有內部空腔的長方體； 並且所述上殼體11通過緊固機構與所述下殼體12可拆卸地連接。在 一個具體實施例中，所述緊固機構包括設置在所述上殼體11上的 掛鈎lll;以及設置在所述下殼體12上的卡鎖121，其中所述掛鈎 111與所述卡鎖121相互配合以將所述上殼體11可拆卸地連接到所述 下殼體12上。雖然，在如圖所述的實施例中，所述掛鈎111設置在 上殼體11上，卡鎖121設置在下殼體12上，但是本發明並不僅限於 此，掛鈎可以設置在所述上殼體和下殼體中的一個上；以及卡鎖可以 設置在所述上殼體和下殼體中的另一個上。
參見圖5A和5B，接線盒IOO還包括設置於成穿過所述上殼體11和下殼體12的至少一個的壁面，例如圖5A中上殼體11的頂表面 112上的透氣孔113，以使所述殼體10的內部空腔與外部氣體連通。 進一步優選地，如圖5B所示，所述接線盒100還包括隔膜114， 其設置於所述透氣孔113中，以使氣體通過所述隔膜114，並且防止 水分通過所述隔膜114進入到所述殼體10中。在一種具體實施方式中，所述隔膜114由高分子材料，例如聚四氟乙烯多微孔薄膜構成； 所述殼體10的內部空腔一側設置有圍繞所述透氣孔113的座圈115， 所述隔膜114放置於所述座圈115上；以及所述隔膜114通過超聲波 焊接方式連接到所述座圈115上。本實用新型在接線盒的殼體10上 使用透氣孔113並且用隔膜114，例如高分子材料隔膜隔絕水分子的 進出，從而既透氣又防水，增加散熱空間，提高了散熱效率。
更具體地，接線盒100還包括墊圈116，所述墊圈116將所述 隔膜U4壓緊在所述座圈115上，並通過超聲波焊接方式與所述隔膜 114和所述座圈115相連接。當採用超聲波完成焊接之後，墊圈116、 隔膜114、座圈115焊接在一起。墊圈116可以由任何適宜的材料， 例如橡膠、塑料等高分子材料構成。此外，墊圈116的高度設置為盡 可能小，以使透氣孔113儘可能地向殼體10的內部空腔敞開，從而 提高散熱性能。
雖然本實用新型結合附圖對本實用新型進行了說明，但是附圖中 公開的實施例旨在對本實用新型優選實施方式進行示例性說明，而不 能理解為對本實用新型的一種限制。雖然說明書中所述上、下殼體 11、 12通過掛鈎111與卡鎖121相互配合以實現上、下殼體11、 12 的可拆卸地連接，但是本發明並不僅限於此，而可以採用任何其它適 宜的替代形式，例如卡扣連接、螺紋連接等。
說明書中表示方位的術語例如"上"、"下"、"上表面"、"下表面" 為表述的方便，為各個附圖中的上方和下方，但是上述方位可以指示 任何方位，例如"下"、"上"、"左"和"右"等。
雖然本總體構思的一些實施例已被顯示和說明，本領域普通技術 人員將理解，在不背離本總體構思的原則和精神的情況下，可對這些 實施例做出改變，本實用新型的範圍以權利要求和它們的等同物限定o
權利要求1.一種用於薄膜太陽能電池的接線盒，包括殼體；其特徵在於還包括容納於所述殼體中並且彼此間通過旁路二極體連接的第一、第二導電體，所述第一、第二導電體的一端分別與通過所述殼體上的開口引入殼體內的連接太陽能電池板的正極和負極的兩個引線端子連接，而所述第一、第二導電體中至少一個的另一端通過所述殼體上的另外開口與外部電纜連接；以及彈性夾，所述彈性夾將所述引線端子與所述第一、第二導電體夾持在一起，以使引線端子與所述第一、第二導電體形成穩定的電連接。
2. 根據權利要求1所述的接線盒，其特徵在於第一、第二導電體設置為薄片狀的導電軌，其分別嵌入到形成於所 述殼體上的支座中；以及所述彈性夾大體呈Q形，其將巻繞在所述導電軌上的引線端子夾持 在所述導電軌的相對側面上。
3.根據權利要求1或2所述的接線盒，其特徵在於 所述殼體設置有上殼體和下殼體，所述上、下殼體的形狀相匹配以 形成具有空腔的長方體；並且所述上殼體通過緊固機構與所述下殼體可拆卸地連接。
4.根據權利要求3所述的接線盒，其特徵在於所述緊固機構包括 設置在所述上殼體和下殼體的一個上的掛鈎；以及 設置在所述上殼體和下殼體的另一個上的卡鎖，其中 所述掛鈎與所述卡鎖相互配合以將所述上殼體可拆卸地連接到所述 下殼體上。
5. 根據權利要求4所述的接線盒，其特徵在於還包括 設亶於成穿過所述上殼體和下殼體的至少一個的壁面的透氣孔，以使所述殼體的內部空腔與外部氣體連通。
6. 根據權利要求5所述的接線盒，其特徵在於還包括隔膜，其設置於所述透氣孔中，所述隔膜可允許氣體通過但不允許 水分通過。
7. 根據權利要求5或6所述的接線盒，其特徵在於所述隔膜由高分子材料構成；所述殼體的內部空腔一側設置有圍繞所述透氣孔的座圈，所述隔膜 通過超聲波焊接方式連接於所述座圈上。
8. 根據權利要求7所述的接線盒，其特徵在於還包括墊圈，所述墊圈將所述隔膜壓緊在所述座圈上，並通過超聲波焊接 方式與所述隔膜和所述座圈相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用於薄膜太陽能電池的接線盒，包括一種用於薄膜太陽能電池的接線盒，包括殼體；容納於所述殼體中並且彼此間通過旁路二極體電連接的第一、第二導電體，所述第一、第二導電體的一端分別與通過所述殼體上的開口引入殼體內的連接太陽能電池板的正極和負極的兩個引線端子連接，而所述第一、第二導電體中至少一個的另一端通過所述殼體上的另外開口與外部電纜連接；彈性夾，所述彈性夾將所述引線端子與所述第一、第二導電體夾持在一起，以使引線端子與所述第一、第二導電體形成穩定的電連接。由於薄膜太陽能電池輸出的電流較小，本實用新型採用雙軌道和非焊接式彈性夾與單個太陽能電池模塊的正、負極相連，從而減小了接線盒體積和製造成本。相應地，根據本實用新型的接線盒適合於應用到薄膜太陽能電池發電系統，例如建築光伏發電組件中。
文檔編號H02N6/00GK201435694SQ20092006824
公開日2010年3月31日 申請日期2009年2月24日 優先權日2009年2月24日
發明者季萬勤, 陳孝群 申請人:泰科電子(上海)有限公司