CN101488536A - 太阳能光伏组件汇流带及汇流带组装太阳能板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能光伏组件用印刷线路板集成汇流带,其方法是:将汇流带用PCB板集成为一体;其特征是:汇流带(1)为长带状PCB板,在汇流带(1)中间左右位置有太阳能光伏组件正负极公共输出端的连接端子(4),汇流带(1)顶层有与太阳能光伏组件(6)正负极连接的焊盘(3);焊盘(3)与太阳能光伏组件(6)电极引出端对应,两串回路太阳能光伏组件正或负极与相邻两串回路太阳能光伏组件(6)负或正极通过PCB板腐蚀的金属带(15)连接,使太阳能光伏组件负极(8)公共输出端到太阳能光伏组件正极(7)公共输出端由PCB板腐蚀金属带(15)连接成串联结构。它能提高组件生产过程中的劳动生产率、组件的可靠性、安全性和组件中电池片的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能光伏组件的加工部件,确切讲是太阳能光伏组件汇流带及汇流带组装太阳能板的方法。
背景技术
目前,太阳能光伏组件是由太阳能单体电池片通过焊带进行串联连接(最多不超过18片单体电池),从而达到规定电参数的要求,他们叠层的顺序是:钢化玻璃、EVA、电池片、EVA、背板,再通过真空层压封装起来,构成供客户使用的太阳能光伏组件----光伏发电电源。电池串的连接是通过汇流带来实现的,这些带子很薄、很软,刚性非常差,焊接和真空层压过程抽真空时,常常造成组件中的电池串移位、重叠,造成真空层压后组件无法达到质量要求;同时,叠层时汇流带要从EVA、背板上开的孔中穿出来,很难保证操作过程中不会影响到太阳能电池的定位间距准确。由于汇流带焊接点多、要在几层EVA、背板中穿过,所以劳动效率低,组件的一致性非常难于保证;真空层压后太阳能光伏组件工作过程中太阳能电池片发生故障时的旁路保护,是通过接线盒中的分立元件----旁路二极管来实现,而二极管作为功率元件,工作时会发出大量的热量,热量聚集在接线盒之中,无法有效地扩散,也会对太阳能电池的寿命造成影响。
目前太阳能光伏组件生产工艺和使用中的问题是:
1)汇流带焊点多、连接数量也多,造成组件的可靠性降低。
2)层叠时,工序多,可控性差,因而造成劳动效率低。
3)组件的旁路保护技术是采用在接线盒中布置二极管,由于二极管是功率元件,无法有效散热,造成电池片发生热斑而损坏,降低组件的使用寿命。
4)汇流带引出处在层压时极易出现气泡,造成组件报废。
5)层压过程中电池串非常容易移位。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能光伏组件汇流带及汇流带组装太阳能板的方法,以便能提高组件生产过程中的劳动生产率、组件可靠性、安全性和组件中电池片的寿命得以提高的部件。
本发明的目的是这样实现的,汇流带组装太阳能板的方法,其方法是:将汇流带用PCB板集成为一体。
所述的汇流带为长带状PCB板,在汇流带上有太阳能光伏组件的正极和负极公共输出端的连接端子,汇流带顶层长度方向上有与太阳能光伏组件正负极连接的焊盘;焊盘的位置与太阳能光伏组件电极引出端相对应,两串回路太阳能光伏组件的正极或负极与相邻两串回路太阳能光伏组件的负极或正极通过PCB板腐蚀的金属带连接,使太阳能光伏组件负极公共输出端到太阳能光伏组件正极公共输出端由PCB板腐蚀金属带连接成串联结构。
所述的汇流带组装太阳能板的方法,其制作步骤是:
1)根据需要将太阳能电池片串联连接成太阳能电池组件;
2)在封装玻璃上放置封装膜;
3)确定太阳能电池组件的极性,将相同片数的太阳能电池组件以正负相间的方式构成方阵;
4)将方阵布置在封装玻璃的封装膜上;
5)将方阵布置的太阳能电池组件下端从左至右或从右至左两个两个用导体连接带连接;
6)将方阵布置的太阳能电池组件上端的太阳能电池片焊接条16与汇流带上相对应的焊盘焊接;
7)在方阵布置的太阳能电池组件表面放置封装膜;
8)在太阳能电池组件表面的封装膜上放置背板;
9)抽真空、加热、加压固化处理;
10)对层压完成合格的太阳能电池组件修边处理;
11)用开孔工具对连接端子4和5处进行开孔;
12)在连接端子4和5焊接负载引线;
13)将负载引线及汇流带上的连接端子、连接端子和连接端子、连接端子两端的旁路二极管固定在引线盒上;
14)对引线盒内腔硅胶;
15)对引线盒合盖;
16)对方阵布置的太阳能电池组件四边加装铝合金边框。
所述的长带状PCB板的顶层两串回路太阳能光伏组件之间有旁路二极管,旁路二极管的正端与两串回路太阳能光伏组件的负极连接;旁路二极管的负端与两串回路太阳能光伏组件的正极连接。
所述的两串回路太阳能光伏组件是指两串太阳能光伏组件另一端正负端通过导体连接带的连接体。
所述的PCB板的底层分隔成两部分导体,一部分导体通过导流孔与太阳能光伏组件正极公共输出端连接;另一部分导体通过导流孔与太阳能光伏组件负极公共输出端连接。
所述的汇流带的长度与太阳能光伏组串数成正比,汇流带左端位置到最左端的太阳能光伏组串的位置;汇流带右端位置到最右端的太阳能光伏组串的位置。
所述的汇流带的厚度在0.5mm-1.3mm之间;汇流带上下层的金属层厚度在0.06mm-0.13mm之间。
所述的旁路二极管通过PCB板腐蚀的金属带连接到连接端子和连接端子附近50mm以内的位置。
所述的连接端子和连接端子在汇流带中间布置;旁路二极管通过PCB板腐蚀的金属带连接到连接端子和连接端子附近50mm以内的位置。
本发明的有益效果是:由于在组件生产的叠层工艺过程中,操作者在层叠敷设钢花玻璃、EVA、太阳能电池串、EVA、背板后,仅需将每串太阳能电池串的焊带焊接到集成汇流带上,无需考虑每一个汇流带如何切割、定位以及如何从EVA和背板中向外可靠的引出,仅需在焊接完太阳能电池串后,敷设上EVA、背板,两步完成叠层工序,由于减少操作工序,无需从EVA、背板中穿过汇流带等操作,同时集成汇流带的刚性骨架性能好,从而确保电池串不会发生移位,也不需要粘贴胶带来固定电池片,减少了层叠时的工序从而提高劳动效率;可以在太阳能电池封装叠层时,提高劳动效率,解决叠层时工艺难于保证,产品一致性差等缺点;同时旁路二极管的热量可以通过集成汇流的铜箔向周围扩散,有效解决了目前接线盒内接插件接触电阻产生的热量及二极管工作时的热量都无法从接线盒中有效散出的问题。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明。
图1是太阳能光伏组件连接原理图;
图2是本发明印刷线路板集成汇流带实施例的设计图;
图3是印刷线路板集成汇流带实施例的排版(叠层)图;
图4是太阳能光伏电池与汇流带连接示意图;
图5是利用汇流带组装太阳能板的部分说明图。
图中:1、汇流带;2、PCB板底层;3、焊盘;4、连接端子;5、连接端子;6、太阳能光伏组件;7、正极;8、负极;9、二极管;10、PCB板顶层:11、导体;12、导体;13、导流孔;14、导体连接带;15、金属带;16、焊接条。
具体实施方式
本发明实施例中的汇流带是用PCB板集成为一体的,这样能提高组件生产过程中的劳动生产率、组件可靠性、安全性和组件中电池片的寿命得以提高的部件。
实施例的汇流带组装太阳能板的制作步骤是:
1)根据需要将太阳能电池片串联连接成太阳能电池组件;
2)在封装玻璃上放置封装膜;
3)确定太阳能电池组件的极性,将相同片数的太阳能电池组件以正负相间的方式构成方阵;
4)将方阵布置在封装玻璃的封装膜上;
5)将方阵布置的太阳能电池组件下端从左至右或从右至左两个两个用导体连接带连接;
6)将方阵布置的太阳能电池组件上端的太阳能电池片焊接条16与汇流带上相对应的焊盘焊接;
7)在方阵布置的太阳能电池组件表面放置封装膜;
8)在太阳能电池组件表面的封装膜上放置背板;
9)抽真空、加热、加压固化处理;
10)对层压完成合格的太阳能电池组件修边处理;
11)用开孔工具对连接端子4和5处进行开孔;
12)在连接端子4和5焊接负载引线;
13)将负载引线及汇流带(1)上的连接端子(4)、连接端子(5)和连接端子(4)、连接端子(5)两端的旁路二极管(9)固定在引线盒上;
14)对引线盒内腔硅胶;
15)对引线盒合盖;
16)对方阵布置的太阳能电池组件四边加装铝合金边框。
实施例中的连接端子4和连接端子5在汇流带1中间布置旁路二极管9通过PCB板腐蚀的金属带15连接到连接端子4和连接端子5附近50mm以内的位置。这样使层压完成的太阳能光伏组件的背板不会因为贴片二极管的厚度造成鼓包。此鼓包可能存在应力破坏,损坏组件;这样的结果可达到提高组件的寿命和可靠性的效果。
图1是实施例6串太阳能光伏组件实施例结构示意图,汇流带1为长带状PCB板,在汇流带1中间位置有太阳能公共输出端的连接端子4和5,连接端子5为正端输出,它直接与负载的正端连接。连接端子4为负端输出,它直接与负载的负端连接。汇流带1PCB板顶层10长度方向上有与太阳能光伏组件6正负极连接的焊盘3;焊盘3的位置与太阳能光伏组件6电极引出端相对应。为了适应不同的太阳能光伏组件6,焊盘3可以是一条较大的可焊接面。这样太阳能光伏组件6可大可小,都能使焊接面的位置与太阳能光伏组件6电极引出端相对应。两串回路太阳能光伏组件的正极7或负极8与相邻两串回路太阳能光伏组的负极8或正极7通过PCB板腐蚀的金属带15连接,使连接端子4(太阳能光伏组件负极8公共输出端)、从右到左的每串太阳能光伏组件6至连接端子5(太阳能光伏组件正极7公共输出端)通过PCB板腐蚀金属带15串联连接。
本发明中将两串太阳能光伏组件6另一端正负端通过导体14连接,称为两串回路太阳能光伏组件是为了描述方便。PCB板顶层10两串回路太阳能光伏组件6之间有旁路二极管9,旁路二极管9的正端与两串回路太阳能光伏组件6的负极8连接;旁路二极管9的负端与两串回路太阳能光伏组件6的正极7连接。以便保证发电装置和人身安全。旁路二极管9采用快速导通的肖特基贴片二极管,封装形式可以是TO-252。焊接时使贴片二极管的负极面与PCB板集成汇流带紧密接触,能确保旁路二极管导通时热量的及时散出和确保太阳电池组件电池片不发生热斑效应。二极管的规格型号为:SBM1040或者PDS1040。
如图2所示,图2给出汇流带1的底层结构,为了能确保汇流带1热量的及时散出,汇流带PCB板底层10分隔成两部分导体11、12,导体11通过导流孔13与太阳能光伏组件正极7公共输出端连接;导体12通过导流孔13与太阳能光伏组件负极8公共输出端连接。汇流带1PCB板的厚度在0.5mm-1.3mm之间;汇流带1上下层的金属层厚度在0.06mm-0.13mm之间。汇流带1的长度与太阳能光伏组串数成正比,汇流带1左端位置到最左端的太阳能光伏组串的位置;汇流带1右端位置到最右端的太阳能光伏组串的位置。
如图3所示,图3给出本发明在汇流带1上构成与6串太阳能光伏组件连接的电路原理图,为了描述方便,将一串太阳能电池片定义成太阳能光伏组件,图3中有6串太阳能光伏组件6,从左到右,为第一串太阳能光伏组件6、第二串太阳能光伏组件6、第三串太阳能光伏组件6、第四串太阳能光伏组件6、第五串太阳能光伏组件6、第六串太阳能光伏组件6。第一串太阳能光伏组件6和第二串太阳能光伏组件6另一端通过导体连接带14连接构成两串回路太阳能光伏组件6。同样,第三串太阳能光伏组件6和第四串太阳能光伏组件6另一端通过导体连接带14连接,第五串太阳能光伏组件6和第六串太阳能光伏组件6另一端通过导体连接带14连接构成另两个两串回路太阳能光伏组件6。两串回路太阳能光伏组件6都有旁路二极管9。从第六串太阳能光伏组件负极8开始从右到左PCB板腐蚀金属带15将使第六串太阳能光伏组件6、第五串太阳能光伏组件6、第四串太阳能光伏组件6、第三串太阳能光伏组件6、第二串太阳能光伏组件6、第一串太阳能光伏组件6串联连接成一体。
图4是太阳能光伏电池与汇流带1连接示意图,汇流带1的长度与太阳能光伏组件6串数成正比,汇流带1左端位置到最左端的太阳能光伏组件电池串焊接条16;汇流带1右端位置到最右端的太阳能光伏组件电池串焊接条16。
如图5所示,通过图5可以说明本发明的整体工艺过程。工艺步骤是:1)单体电池片根据需要串联成n片连接的太阳能电池组件,每个太阳能电池组件可以由单数或者偶数串构成,n的数量以符合用户的电压、电流要求为准,最多不超过18。2)在封装玻璃上放置封装膜;3)确定太阳能电池组件的极性,将相同片数的太阳能电池组件以正负相间的方式构成方阵;4)将方阵布置在封装玻璃的封装膜上;5)将方阵布置的太阳能电池组件下端从左至右或从右至左两个两个用导体连接带连接;6)将方阵布置的太阳能电池组件上端的太阳能电池片焊接条16与汇流带上相对应的焊盘焊接;7)在方阵布置的太阳能电池组件表面放置封装膜;8)在太阳能电池组件表面的封装膜上放置背板;9)抽真空、加热、加压固化处理;10)对层压完成合格的太阳能电池组件修边处理;11)用开孔工具对连接端子4和5处进行。正负连接端子4和5在太阳能电池方阵组件布完层压后是被密封在组件之中,为了保证正负连接端子4和5与正负母端子连接正确,设计上配置了一个专用开孔工具,开过孔后,翘起正负连接端子4和5的一头,插入正负母端子,正负母端子与正负连接端子4和5的连接;连接也采用弹性自锁式结构,安全可靠。正负连接端子4和5插接后再进行焊接,保证欧姆接触。12)在连接端子4和5焊接负载引线,连接线与正负母端子头采用压接后焊接的处理方式,为了确保能承受高的系统电压,正负母端子头分别采用耐压处理,实施方式为在压接头处用耐压绝缘套管热固化封装,防止大电流工作时正负极“爬电”打火产生电弧。13)将负载引线固定在引线盒上;14)对引线盒内腔硅胶。盒子的底部制作有内腔,安装时用特殊的硅胶灌入内腔,然后与背板粘接,位置刚好将二极管和正负母端子与连接端子4和5保护起来。15)对引线盒合盖;16)对方阵布置的太阳能电池组件四边加装铝合金边框。
Claims (10)
1、汇流带组装太阳能板的方法,其方法是:将汇流带用PCB板集成为一体。
2、太阳能光伏组件汇流带,其特征是:汇流带(1)为长带状PCB板,在汇流带(1)上有太阳能光伏组件(6)的正极(7)和负极(8)公共输出端的连接端子(4),汇流带(1)顶层长度方向上有与太阳能光伏组件(6)正负极连接的焊盘(3);焊盘(3)的位置与太阳能光伏组件(6)电极引出端相对应,两串回路太阳能光伏组件(6)的正极(7)或负极(8)与相邻两串回路太阳能光伏组件(6)的负极(8)或正极(7)通过PCB板腐蚀的金属带(15)连接,使太阳能光伏组件负极(8)公共输出端到太阳能光伏组件正极(7)公共输出端由PCB板腐蚀金属带(15)连接成串联结构。
3、根据权利要求1所述的汇流带组装太阳能板的方法,其制作步骤是:
1)根据需要将太阳能电池片串联连接成太阳能电池组件;
2)在封装玻璃上放置封装膜;
3)确定太阳能电池组件的极性,将相同片数的太阳能电池组件以正
负相间的方式构成方阵;
4)将方阵布置在封装玻璃的封装膜上;
5)将方阵布置的太阳能电池组件下端从左至右或从右至左两个两个用导体连接带连接;
6)将方阵布置的太阳能电池组件上端的太阳能电池片焊接条16与汇流带上相对应的焊盘焊接;
7)在方阵布置的太阳能电池组件表面放置封装膜;
8)在太阳能电池组件表面的封装膜上放置背板;
9)抽真空、加热、加压固化处理;
10)对层压完成合格的太阳能电池组件修边处理;
11)用开孔工具对连接端子4和5处进行开孔;
12)在连接端子4和5焊接负载引线;
13)将负载引线及汇流带(1)上的连接端子(4)、连接端子(5)和连接端子(4)、连接端子(5)两端的旁路二极管(9)固定在引线盒上:
14)对引线盒内腔硅胶:
15)对引线盒合盖:
16)对方阵布置的太阳能电池组件四边加装铝合金边框。
4、根据权利要求2所述的太阳能光伏组件汇流带,其特征是:所述的长带状PCB板的顶层(10)两串回路太阳能光伏组件(6)之间有旁路二极管(9),旁路二极管(9)的正端与两串回路太阳能光伏组件(6)的负极(8)连接;旁路二极管(9)的负端与两串回路太阳能光伏组件(6)的正极(7)连接。
5、根据权利要求2所述的太阳能光伏组件汇流带,其特征是:所述的两串回路太阳能光伏组件(6)是指两串太阳能光伏组件另一端正负端通过导体连接带(14)的连接体。
6、根据权利要求2所述的太阳能光伏组件汇流带,其特征是:所述的PCB板的底层(2)分隔成两部分导体,一部分导体通过导流孔(13)与太阳能光伏组件正极(7)公共输出端连接;另一部分导体通过导流孔(13)与太阳能光伏组件负极(8)公共输出端连接。
7、根据权利要求2所述的太阳能光伏组件汇流带,其特征是:所述的汇流带(1)的长度与太阳能光伏组串数成正比,汇流带(1)左端位置到最左端的太阳能光伏组串的位置;汇流带(1)右端位置到最右端的太阳能光伏组串的位置。
8、根据权利要求2所述的太阳能光伏组件汇流带,其特征是:所述的汇流带(1)的厚度在0.5mm-1.3mm之间;汇流带(1)上下层的金属层厚度在0.06mm-0.13mm之间。
9、根据权利要求4所述的太阳能光伏组件汇流带,其特征是:旁路二极管(9)通过PCB板腐蚀的金属带(15)连接到连接端子(4)和连接端子(5)附近50mm以内的位置。
10、根据权利要求9所述的太阳能光伏组件汇流带,其特征是:连接端子(4)和连接端子(5)在汇流带(1)中间布置;旁路二极管(9)通过PCB板腐蚀的金属带(15)连接到连接端子(4)和连接端子(5)附近50mm以内的位置。
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