太陽能電池裝置的製作方法
2023-05-02 23:10:26
專利名稱：太陽能電池裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種太陽能電池裝置。
背景技術：
太陽能電池具備環保與可再生的優點而被逐步應用到多個領域。然而，由於單個太陽能電池所提供的電能有限，因而業界將多個太陽能電池的晶片用導電線材串聯或並聯起來形成晶片組，然後利用封裝材料將晶片組進行一體封裝，得到太陽能電池面板。但是由於太陽能電池面板整合了大量的晶片，因此可以提供較大的電壓或電流。然而，由於太陽能電池晶片的兩電極通常分別位於上下表面，當需要將多個晶片串聯時，必須使用上下搭接的方式，即利用導電線材將一晶片的上表面的第一電極與相鄰晶片的下表面的第二電極進行連接，操作麻煩。而且，在製造過程中可能存在焊接不良的風險。而對於一串聯電路，如果在使用過種中某處的導電線材因焊接不良而脫落，便會影響整個串聯電路的正常工作。此時，由於這些太陽能電池晶片是被一體封裝的，不便對某一晶片進行修復或更換。因此，太陽能電池面板中的一個晶片損壞便可能導致整個太陽能電池面板廢棄。
發明內容
有鑑於此，有必要提供一種製造方便、可維護性強的太陽能電池裝置。一種太陽能電池裝置，包括若干獨立的電池模塊，每一電池模塊包括一基座及與該基座結合的一晶片單元，該晶片單元包括一第一電極及一第二電極，該基座上設有至少一第一電結點及至少一第二電結點，該第一電結點及第二電結點分別與所述電池模塊的第一電極及第二電極電性連接，所述若干電池模塊通過第一電結點及第二電結點形成串聯/ 並聯電路。由於上述太陽能電池裝置由若干獨立的電池模塊互相連接而成，製造過程非常方便；且當電路中的某一電池模塊損壞後，僅需更換該損壞的電池模塊，其他的電池模塊還可繼續使用，可大大降低維護成本。
圖1是本發明太陽能電池裝置較佳實施例中的電池模塊的立體分解圖。圖2是本發明太陽能電池裝置第一實施例的立體分解圖。圖3是圖2的立體組合4是本發明太陽能電池裝置第二實施例的立體圖。圖5是本發明太陽能電池裝置第三實施例的立體圖。圖6是圖5的等效電路圖。圖7是本發明太陽能電池裝置第四實施例的立體圖。圖8是圖7的等效電路圖。
圖9是圖1所示電池模塊的另一實施例的立體圖。主要元件符號說明電池模塊10、90太陽能電池裝置200、400、500、700基座12、92凹陷120第一串聯接口121第一併聯接口122第二串聯接口123第二並聯接口124第一電結點121a、122a、123a、124a、921a、923a第二電結點121b、122b、123b、124b、921b、923b晶片單元14、94第一電極142第二電極144封裝層16串聯連接器20本體22插接部24導通連接器30輸出接頭32第一併聯連接器34第二並聯連接器36機械連接器38封蓋39插頭921插槽92具體實施例方式請參閱圖1，所示為本發明太陽能電池裝置一實施例中的電池模塊10。其為一獨立封裝的電池模塊10。該電池模塊10包括一基座12、收容於基座12內的一晶片單元14 及設於基座12上方用於保護晶片單元14的一封裝層16。該基座12由絕緣材料製成，其在本實施例中大致呈方形，可以理解地，基座12也可以根據需要呈六方形、三角形、圓形、環形、弧形及菱形等形狀。基座12的頂部形成一方形凹陷120。該晶片單元14收容於該基座12的凹陷120內。該晶片單元14可以由單個晶片構成，也可由一個以上的晶片通過並聯或串聯而成。在本實施例中，該晶片單元14由單個晶片構成。該晶片單元14於其下表面形成一第一電極142，並於其上表面形成一第二電極 144。
5
該基座12的外圍的側面設有多個接口，每一接口內設有一第一電結點和一第二電結點。在本實施例中，該基座12外圍設有四個接口，包括一第一串聯接口 121、一第二串聯接口 123、一第一併聯接口 122及一第二並聯接口 124。該兩串聯接口 121、123分別位於該基座12的一相對兩側，該兩並聯接口 122、1M分別位於基座12的另一相對兩側。該第一串聯接口 121的第一電結點121a與晶片單元14的第一電極142電性相連， 第二串聯接口 123的第一電結點123a與晶片單元14的第二電極144電性相連。該兩串聯接口 121、123的第二電結點121b、123b電性相連。該第一併聯接口 122的第一、第二電結點122a、122b分別與該第二並聯接口 IM 的第一、第二電結點IMa、124b正對，且該第一併聯接口 122的第一、第二電結點122a、122b 分別與晶片單元14的第一、第二電極142、144電性相連。該第二並聯接口 124的第一、第二電結點lMa、124b也分別與晶片單元14的第一、第二電極142、144電性相連。請參閱圖2及圖3，所示為本發明太陽能電池裝置的第一實施例。該太陽能電池裝置200包括二電池模塊10、連接於該二電池模塊10之間的一串聯連接器20及一導通連接器30。該電池模塊10為圖1中提供的電池模塊，該二電池模塊10通過該串聯連接器20 和導通連接器30構成一串聯電池模塊組。該串聯連接器20包括一本體22及分別位於該本體22兩端的兩插接部對。該插接部M的長度和寬度均小於該本體22。該兩插接部M分別用於與一電池模塊10電性連接。該串聯連接器20與相鄰的兩電池模塊10相對的兩串聯接口的形狀和尺寸相匹配。該串聯連接器20內設有兩個電導體(未標號)。當然，串聯連接器20的結構也不限於本實施例所提供的形態，當需要將兩個距離比較遠或接口不在同一直線或平面上的兩電池模塊10相連時，串聯連接器20的本體22可選用可伸縮材料或可撓性材料製成，這樣便可靈活地彎曲串聯連接器20，使連接更為靈活方便。該導通連接器30的形狀和尺寸與電池模塊10的第二串聯接口 123的形狀和尺寸相匹配。該導通連接器30內設有一電導體。當導通連接器30插設於該電池模塊10的第二串聯接口 123內時，可將該第二串聯接口 123內的第一電結點123a和第二電結點12 導通。組裝時，該串聯連接器20位於該兩電池模塊10之間。該串聯連接器20的一插接部M及與該插接部M連接的一部分本體22插設於前一電池模塊10的第二串聯接口 123 內，而該串聯連接器20的另一插接部M及與該另一插接部M連接的另一部分本體22則插設於後一電池模塊10的第一串聯接口 121內，從而將兩電池模塊10緊密地連接在一起， 並使前一電池模塊10的第二串聯接口 123的第一、第二電結點123a、12;3b分別與後一電池模塊10的第一串聯接口 121的第一、第二電結點121a、121b導通。該導通連接器30插設於該後一電池模塊10的第二串聯接口 123處，將該電池模塊10的第二串聯接口 123的第一、第二電結點123a、123b導通。由於電池模塊10的第一串聯接口 121的第一電結點121a與晶片單元14的第一電極142電性連接，第二串聯接口 123的第一電結點123a與晶片單元14的第二電極144 電性連接，因此，前一電池模塊10的第一串聯接口 121的第一電結點121a輸出晶片單元14 的第一電極142，而前一電池模塊10的晶片單元14的第二電極144則通過串聯連接器20與後一電池模塊10的晶片單元14的第一電極142電性相連。同時，後一電池模塊10的晶片單元第二電極144與該電池模塊10的第二串聯接口 123的第一電結點123a相連，並通過導通連接器30與該第二串聯接口 123的第二電結點12 電性相連，再依次與第一串聯接口 121的第一電結點121a、串聯連接器20、前一電池模塊10的第二串聯接口 123的第二電結點123b、前一電池模塊10的第一串聯接口 121 的第二電結點121b電性相連。從而於該兩電池模塊10間構成一串聯電路，並且該前一電池模塊10的第一串聯接口 121的第一、第二電結點121a、121b分別與該串聯電路的兩極相連。使用時，可通過在該前一電池模塊10的第一串聯接口 121內設置一輸出接頭32 而對外供電。本實施例中，該輸出接頭32的形狀與串聯連接器20相同。當然，所述輸出接頭32的形狀並不在本實施例所限。圖3的太陽能電池裝置200為最基本的串聯電路模塊。若需在該串聯電路中整合更多的電池模塊10時，則只需利用串聯連接器20將電池模塊10插入至該兩個電池模塊10 之間。並使前一電池模塊10的第二串聯接口 123與後一電池模塊10的第一串聯接口 121 電性連接便可。圖4所示為本發明太陽能電池裝置的第二實施例。與上述實施例不同的是，該太陽能電池裝置400構成一基礎並聯電路。該太陽能電池裝置400包括兩電池模塊10及一第一併聯連接器34。該第一併聯連接器34與串聯連接器20的形狀和結構一樣，其用於連接兩電池模塊10的並聯接口，將前一電池模塊10的第二並聯接口 IM與後一電池模塊10 的第一併聯接口 122連接起來，從而將前一電池模塊10的第二並聯接口 IM的第一、第二電結點lMa、124b分別與後一電池模塊10的第一併聯接口 122的第一、第二電結點122a、 122b電性連接。由於電池模塊10的第一、第二並聯接口 122、124的第一電結點122a、12^都與晶片單元14的第一電極142電性相連，第二電結點122b、124b都與晶片單元14的第二電極 144電性相連。因此，當第一併聯連接器34將兩電池模塊10的相鄰並聯接口 122、1M連接起來後，前一電池模塊10的第一、第二電極142、144分別與後一電池模塊10的第一、第二電極142、144電性相連，從而構成一併聯電路。且前一電池模塊10的第一併聯接口 122和後一電池模塊10的第二並聯接口 IM均可通過連接一輸出接頭而輸出該電路的正負極，從而對外供電。同串聯電路的整合方式一樣，當需要在該並聯電路中整合更多的電池模塊10時， 僅需利用第一併聯連接器34將多個電池模塊10依次整合於該太陽能電池裝置400上，且使前一電池模塊10的第二並聯接口 1 與後一電池模塊10的第一併聯接口 122電性連接。圖5為本發明太陽能電池裝置的第三實施方式，該太陽能電池裝置500構成一串 /並混合電路。該太陽能電池裝置500由兩個圖3所示的太陽能電池裝置200並排連接而成。該兩太陽能電池裝置200由兩個第二並聯連接器36實現並聯。 該兩並聯連接器36與串聯連接器20的形狀相同，但該兩並聯連接器36內只含有一個電導體，用於將前一電池模塊10的第二並聯接口 IM和後一電池模塊10的第一併聯接口 122連接，並將該兩並聯接口 122、124的第一電結點122a、12 或第二電結點122b、 124b導通，從而將該兩電池模塊10的第一電極142或第二電極144電性連接。
該第二並聯連接器36將兩列形成串聯電池模塊組的太陽能電池裝置200的前一電池模塊10的第一電極142電性連接，並將該兩列太陽能電池裝置200的後一電池模塊10 的第二電極144電性連接。從而使該兩列太陽能電池裝置200並聯起來，形成如圖6所示的串/並混合電路。圖7為本發明太陽能電池裝置的第四實施例，該太陽能電池裝置700包括形成串聯電路的三列串聯電池模塊組，及將該三列串聯電池模塊並排連接的第二並聯連接器36 及機械連接器38。該機械連接器38的外形跟串聯連接器20相同，不同的是機械連接器38內未設置電導體。當兩電池模塊10經機械連接器38互連後，該兩電池模塊10間僅形成機械連接而不形成電路連接。每列串聯電池模塊組由三個電池模塊10組成，該三個電池模塊10按圖2所示的連接方式組成一串聯電路。該三列串聯電池模塊組之間形成並聯電路。該三列串聯電池模塊組位於前側的第一電池模塊10採用第二並聯連接器36依次連接起來，使該三個電池模塊10的第一電極142連通。該三列串聯電池模塊組位於後側的第三電池模塊10也用第二並聯連接器36互連，使該三個電池模塊10的第二電極144電性連接。同時，三列串聯電池模塊組位於中間的第二電池模塊10則依次採用機械連接器38連接起來。這樣便構成了如圖8所示的電路，且該電路可通過任意一列串聯電路模塊組的第一電池模塊10的第一串聯接口 121輸出。另外，當位於外側的電池模塊10存在多餘的接口時，可利用封蓋39將該多餘的接口封閉起來，保護晶片單元14受外部侵蝕，並保證電池模塊10外觀的完整性。封蓋39的形狀和導通連接器30相同，不同的是封蓋39內不含電導體，這樣就不會將接口內的第一電結點和第二電結點導通。上述太陽能電池裝置500、700由多個結構相同的電池模塊10經連接器整合而成， 製程簡單，組裝方便，且各電池模塊10是通過連接器進行電性連接，當電路中的某一電池模塊10出現故障時，僅需要更換損壞了的電池模塊10，其他電池模塊10仍可繼續便用，太陽能電池裝置500、700維護方便，且有利於降低成本。圖9所示為電池模塊的第二實施例。該電池模塊90與上述實施例的不同之處在於該電池模塊90的第一串聯接口為一凸出於基座92邊緣的插頭921，而第二串聯接口則是自基座92邊緣內凹的一插槽923。該插頭921內設有第一、第二電結點921a、921b。該插槽923內也設有第一、第二電結點923a、923b。該插頭921和插槽923通過其內的電結點 921a、921b、923a、923b與晶片單元94形成電性連接。組裝時，該電池模塊90的插頭921插設於另一電池模塊90的插槽923內，從而實現兩電池模塊90的機械連接及電性連接。此外，當將多個該電池模塊90模組化時，可根據需要調整插頭921和插槽923的位置與數量，並可參照上述實施例中的電路連接方式設置各電結點的連接關係，從而實現串聯、並聯電路或串並混合電路。該電池模塊90利用基座 92上外凸的插頭921和內凹的插槽923相互配合而實現互相連接，替代了連接器，減少了太陽能電池裝置的零部件，使太陽能電池裝置的結構更加簡單。
權利要求
1.一種太陽能電池裝置，其特徵在於包括若干獨立的電池模塊，每一電池模塊包括一基座及與該基座結合的一晶片單元，該晶片單元包括一第一電極及一第二電極，該基座上設有至少一第一電結點及至少一第二電結點，該第一電結點及第二電結點分別與所述電池模塊的第一電極及第二電極電性連接，所述若干電池模塊通過第一電結點及第二電結點形成串聯/並聯電路。
2.如權利要求1所述的太陽能電池裝置，其特徵在於包括至少二電池模塊及至少一串聯連接器，該至少一串聯連接器將所述至少二電池模塊的前一電池模塊的第二電結點與後一電池模塊的第一電結點連接，形成一串聯電池模塊組。
3.如權利要求2所述的太陽能電池裝置，其特徵在於每一電池模塊上形成有用於與所述串聯連接器配合的二串聯接口，該二串聯接口內分別設置所述第一、第二電結點。
4.如權利要求3所述的太陽能電池裝置，其特徵在於所述二串聯接口中分別形成有一第三、第四電結點，該第三、第四電結點相互電性連接，所述至少一串聯連接器將所述至少二電池模塊中的前一電池模塊的第四電結點與後一電池模塊的第三電結點電性連接。
5.如權利要求4所述的太陽能電池裝置，其特徵在於還包括一導通連接器，該導通連接器與該串聯模塊組的最後一個電池模塊的一閒置串聯接口匹配，並將該接口內的二電結點導通。
6.如權利要求5所述的太陽能電池裝置，其特徵在於還包括一輸出接頭，該輸出接頭內設有二輸出端子，該輸出接頭用於與該串聯電池模塊組的最前面的電池模塊的一閒置串聯接口配合，該二輸出端子分別與該閒置串聯接口內的二電結點連接。
7.如權利要求2所述的太陽能電池裝置，其特徵在於包括至少二串聯電池模塊組及至少二並聯連接器，該至少二並聯連接器將該至少二串聯電池模塊組的最前面的電池模塊的第一電結點相互連接，並將該至少二串聯電池模塊組的最後面的電池模塊的第二電結點相互連接，形成串/並混合電池模塊組。
8.如權利要求7所述的太陽能電池裝置，其特徵在於每一電池模塊形成用於與所述串聯連接器配合的二串聯接口及用於與所述並聯連接器配合的二並聯接口，該二串聯接口內分別設置所述第一、第二電結點，每一併聯接口內設置一所述第一電結點及一所述第二電結點。
9.如權利要求8所述的太陽能電池裝置，其特徵在於還包括至少一機械連接器，以將所述至少二串聯電池模塊組機械拼接。
10.如權利要求1所述的太陽能電池裝置，其特徵在於包括至少二電池模塊及至少一併聯連接器，該並聯連接器將前一電池模塊的第一、第二電結點分別與後一電池模塊的第一、第二電結點連接，形成一併聯電池模塊組。
11.如權利要求10所述的太陽能電池裝置，其特徵在於每一電池模塊上形成有用於與所述並聯連接器配合的至少一併聯接口，該並聯接口內設置一所述第一電結點及一所述第二電結點。
12.如權利要求1所述的太陽能電池裝置，其特徵在於該電池模塊包括二串聯接口及二並聯接口，該二串聯接口內分別設置所述第一、第二電結點，該二串聯接口內還分別設置一第三、第四電結點，該第三、第四電結點相互連接，每一併聯接口內設置一所述第一電結點和一所述第二電結點。
13.如權利要求12所述的太陽能電池裝置，其特徵在於還包括至少一封蓋，該至少一封蓋用於封閉所述電池模塊的至少一閒置串聯或並聯接口。
14.如權利要求1所述的太陽能電池裝置，其特徵在於該基座上形成一外凸的插頭及一內凹的插槽，該插頭與插槽內分別設置所述第一、第二電結點，後一電池模塊的插頭與前一電池模塊的插槽配合從而將兩電池模塊連接在一起。
全文摘要
一種太陽能電池裝置，包括若干獨立的電池模塊，每一電池模塊包括一基座及與該基座結合的一晶片單元，該晶片單元包括一第一電極及一第二電極，該基座上設有至少一第一電結點及至少一第二電結點，該第一電結點及第二電結點分別與所述電池模塊的第一電極及第二電極電性連接，所述若干電池模塊通過第一電結點及第二電結點形成串聯/並聯電路。由於該太陽能電池裝置由若干獨立的電池模塊互相連接而成，製造過程非常方便；且當電路中的某一電池模塊損壞後，僅需更換該損壞的電池模塊，其他的電池模塊還可繼續使用，可大大降低維護成本。
文檔編號H01L31/02GK102214718SQ20101013858
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月2日 優先權日2010年4月2日
發明者賴志銘, 顏榮毅 申請人:富士邁半導體精密工業(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司