太阳能电池组件
本发明涉及太阳能电池组件。
太阳能电池组件典型地包括串联连接的多个太阳能电池,因为每个电池仅产生有限的电压,该电压低于作为来自所述组件的输出电压所要求的电压。在第一个与最后一个太阳能电池之间所产生的输出电压典型地借助于导线而被提取,诸如以金属丝的形式,所述导线也被称作汇流条。所述导线被布置在底板(诸如玻璃板)的一侧上,并且需要将电流从所述导线向一个或者多个连接盒(connection box)引导,所述连接盒也被称作接线盒(junction box),电负载可以被连接到所述连接盒。
背景资料“壳牌PowerMax Eclipse 80-C产品信息(Shell PowerMax Eclipse 80-C Produktinformation)”,V1/PowerMaxEclipse/80-C-Grid-Power/D/11/05 SAP Ref.:400829公开了常规的太阳能电池组件,其包括一连串铜铟联硒化物型(copper-indium-diselenide)薄膜太阳能电池。该已知组件的太阳能电池被布置在矩形的玻璃板上,其中导线平行于所述玻璃板的长边延伸,并且在所述导线之间串联地布置所述太阳能电池。在这个组件中,两个串联连接被布置,以便总计存在两个导线对。前面玻璃(front class)被层叠在该太阳能电池结构上,并且经由在所述组件的短边处的电路板将导线从该组件中横向地引出到公共的连接器盒。所述电路板提供所述两个串联连接的并联连接,导线需要为此而被横跨,这在所述层叠的厚度内是不可能的。另一方面,电路板耗费不能被用作该组件的有效面积的空间。该已知组件是衬底类型或者设计,由此太阳能电池在制造期间被布置于其上的所述衬底处于与最终的组件的光接收侧相对的一侧。
即使在每个组件具有单个串联连接的设计中,横向地将引线从叠层结构中引导出来(诸如举例来说通过所谓的边缘连接器)不是理想的,因为其可能损害所述组件的电性能以及长期的稳定性。
美国专利公布No.5578502公开了上覆层型(superstrate type)的太阳能电池组件。电池被串联连接,其中的第一个和最后一个各自装有汇流条。在该上覆层设计中,衬底形成所述太阳能电池组件的光接收侧。后盖(back cover)被提供,并且接线盒被布置在所述后盖中的孔上,来自两个汇流条的引线可以延伸通过该孔,这些引线可以被连接到所述接线盒的接触部。
其他上覆层设计的太阳能电池组件在EP 1 041 647以及EP 1 220329 A2中被公开。
在将所述连接器盒连接到所述导线时,若干技术要求必须被满足并且被考虑在内。一个这样的要求是在干和湿两种条件下所述组件的导电部分与它的框架或者周围环境之间足够的绝缘,举例来说如在IEC 61646标准中所记录的那样。满足这个要求的一个问题是在所述组件的边缘处湿气的进入,这可能潜在地导致增加的导电率、漏电流以及火花放电。另一个要求是就所述太阳能电池的二极管特性而言的足够高的最大反向电流,可以用其操作所述组件而在前向上没有损害。这是例如DIN EN 50380以及IEC 61730标准的目标。最大反向电流可以在那里最高,即在所述导线被引向所述底板的后侧的地方。另一方面,所期望的是:保持导线的截面最小,因为厚的导线导致更困难且昂贵的封装,并且宽的导线导致组件的有效的光生伏打面积的减小。在衬底型的组件中满足这些要求是特别关心的。在上覆层型组件中,在布置所述太阳能电池之后在背侧处布置电连接一般有更大的灵活性。
本发明的目的是提供改进的太阳能电池组件,特别是衬底型的太阳能电池组件。
根据本发明,提供了太阳能电池组件,其包括:
-衬底,所述衬底形成底板或者是底板的一部分;
-在第一与第二导线之间串联地电连接并且被布置在所述底板的第一侧上的多个太阳能电池,其中所述第一和第二导线各自沿长度在所述底板上延伸;
-与所述第一导线电连接的第一导电引线以及与所述第二导线电连接的第二导电引线;以及
-所述底板中的通孔,所述第一导电引线通过该通孔延伸到所述底板的第二侧,以及所述底板中另外的通孔,所述第二导电引线通过该另外的通孔延伸到所述底板的第二侧。
所述底板在下文中也将被称作连接底板。
所述第一和第二导线在所述底板上延伸并且彼此隔开。所述第一和第二导线之间的间距是可以沿它们的长度在它们之间被测量的最小间距。本发明允许最大化组件上的有效光生伏打面积,而不需要在其他技术要求上折衷,诸如足够的绝缘以及最大反向电流。
在一个实施例中,所述第一和第二导线彼此隔开一间距;并且所述太阳能电池组件还包括:
-具有与所述第一导线电连接的第一连接器以及与所述第二导线电连接的第二连接器的连接盒,
其中所述第一和第二连接器中的至少一个通过延伸通过所述底板的相应的导电引线与相应的导线电连接,并且该导电引线沿所述底板的第二侧延伸所述间距的至少25%的距离。
在这个实施例的一方面,本发明在所述导线与单个连接盒之间提供了改进的互连。通过沿所述连接底板的第二侧引导所述导电引线(或者两根导电引线),所述组件的有效面积被最大化,同时便利的单个连接盒被提供,其中所述第二侧典型地将是所述太阳能电池组件的与其面光侧相对的后侧。
在特定的一类实施例中,所述导电引线中的至少一根与相应的导线之间的接触点被设置在所述相应的导线的长度的从20%到50%的距离处,从该相应的导线的末端起计算。通过远离所述导线的末端部分布置所述接触点,所述导线中的欧姆损失被最小化,因为电流沿所述导线传播的平均长度被缩短。这允许降低所述导线的截面面积,诸如减小厚度和/或宽度,对封装和/或有效表面有利。特别地,所述第一导线与所述第一导电引线,以及所述第二导线与所述第二导电引线之间的接触点可以均被设置在相应的导线的长度的从20%到50%的距离处,从该相应的导线的末端起计算。
因此,本发明的这个方面实际上也在包括下列各项的任何太阳能电池组件中被实现:
-底板;
-在第一与第二导线之间串联地电连接并且被布置在所述底板的第一侧上的多个太阳能电池,其中所述第一和第二导线各自沿长度在所述连接底板上延伸并且彼此隔开最小间距;以及
-具有与所述第一导线电连接的第一连接器以及与所述第二导线电连接的第二连接器的连接盒,用于将电负载连接到所述第一和第二导线,
其中所述第一和第二连接器中的至少一个通过导电引线与相应的导线电连接,并且其中所述导电引线与相应的导线之间的接触点被设置在所述相应的导线的长度的从20%到50%的距离处,从该相应的导线的末端起计算。
太阳能电池组件包括:
-底板;
-在第一与第二导线之间串联地电连接并且被布置在所述底板的第一侧上的多个太阳能电池,其中所述第一和第二导线各自沿长度在所述底板上延伸;以及
-具有与所述第一和第二导线中的一个电连接的连接器的连接盒,
其中所述连接器通过导电引线与相应的导线电连接,并且其中所述导电引线与相应的导线之间的接触点被设置在所述相应的导线的长度的从20%到50%的距离处,从该相应的导线的末端起计算。
合适地,所述连接盒被布置在与连接线被布置在其处的所述第一侧相对的所述底板的第二侧,所述第二侧典型地将是所述太阳能电池组件的与其面光侧相对的后侧。
具有与所述第一和第二导线中的一个电连接的连接器的连接盒用于将电负载连接到所述相应的导线。特别地,所述第一和第二接触部用于将电负载连接到所述第一和第二导线。若干太阳能电池组件常常通过它们的接触部被串联连接以形成组件阵列,并且在那种情况下,所述负载是所述组件阵列的负载。
在一个实施例中,单个连接盒被提供。代替单个连接盒,两个连接盒也可以被采用而不背离本发明。因而,所述两个连接盒合适地是具有与所述第一导线电连接的第一连接器的第一连接盒以及具有与所述第二导线电连接的第二连接器的第二连接盒,用于将电负载连接到所述第一和第二导线。所述电负载可以被连接到两个连接盒的两个接触部。
在一个实施例中,所述连接盒具有两个连接器,与所述第一导线电连接的第一连接器以及与所述第二导线电连接的第二连接器。电负载可以被连接到所述第一和第二导线。此外,在这个实施例中,所述连接器中的每一个通过导电引线与相应的导线电连接,并且其中所述导电引线与相应的导线之间的接触点被设置在所述相应的导线的长度的从20%到50%的距离处,从该相应的导线的末端起计算。
在一个实施例中,所述第一和第二导线实质上是平行的,诸如沿矩形组件的长边。合适地,另外的至少一个连接盒或者所述连接盒被布置为实质上处于沿所述第一和第二导线之间的虚拟的中线的位置。
同样地,所述第一和第二导电引线可以在大体上位于横跨所述第一和第二导线的虚拟的垂直线上的位置处延伸通过所述连接底板,并且其中所述连接盒实质上沿那条虚拟的垂直线被布置。在这种情况下,所述导电引线沿所述后侧到单个连接盒的长度可以被最小化。
在一个实施例中,所述连接盒可以被布置在所述第一和第二导线中的至少一根的末端部分附近。
在一个实施例中,所述导电引线中的至少一根与所述导线中的至少一根整体地被形成,即被一体化,而不是被互连,因此它们两者都可以形成相同引线的一部分。所述导线(诸如以金属丝的形式)可以被提供以足够的长度以便其作为导电引线延伸通过所述连接底板到所述连接盒。这消除了对于将所述导线与所述导电引线互连的需要,特别地在所述连接底板中的通孔的区域内。
在一个实施例中,一个或者两个连接器是所述连接盒的终端。
在另一个实施例中,一个或者两个连接器包括从所述连接盒延伸的连接引线。所述连接引线以及相应的导电引线可以整体地被形成,即它们两者都可以形成相同引线的一部分。
特定的实施例如下。
太阳能电池组件包括:
-连接底板;
-在第一与第二导线之间串联地电连接并且被布置在所述连接底板的第一侧上的多个太阳能电池,其中所述第一和第二导线各自沿长度在所述连接底板上延伸并且彼此隔开最小间距;以及
-具有与所述第一导线电连接的第一连接器以及与所述第二导线电连接的第二连接器的连接盒,用于将电负载连接到所述第一和第二导线,
其中所述第一和第二连接器中的至少一个通过延伸通过所述连接底板的导电引线与相应的导线电连接,并且所述导电引线沿所述连接底板的第二侧延伸所述最小间距的至少25%的距离。
所述连接底板可以形成所述太阳能电池组件的封装的一部分。
现在将参考附图进一步论述本发明的元件,其中
图1是贯穿根据本发明的组件的示意性实施例的截面;
图2在所述连接底板的与光接收侧相反的侧之上以俯视图示意性地示出具有图1的截面的组件的实施例;
图3a,b,c,d,e,f,g,h以与图2相同的视图示意性地示出本发明的另外的实施例;
图4在所述连接底板的与光接收侧相反的侧之上以俯视图示意性地示出具有如图1中那样的截面的组件的另一个实施例;以及
图5a,b以与图2相同的视图示意性地示出本发明的另外的实施例;以及
图6示意性地示出太阳能电池组件的常规设计。
类似的参考标号被用于在不同的图中表示相同或者相似的对象。
参考图1,其示意性地示出根据本发明的太阳能电池组件1的实施例。
所述太阳能电池组件1在截面中被示出,其是衬底型的,这意味着连接底板5形成所述衬底,太阳能电池7、8在它们被叠层箔10(诸如聚乙烯醇缩丁醛箔或者乙烯醋酸乙烯酯箔)以及前盖11(诸如前面玻璃)封装之前被布置在该衬底上。所述连接底板5特别地可以是玻璃衬底,诸如浮化玻璃的玻璃衬底。为提供例如在太阳能电池的布置期间对于所述衬底所希望的一定的机械稳定性,所述底板可以具有0.5毫米或者更大的厚度,举例来说从0.5毫米到20毫米,诸如从1到6毫米,特别地所述底板(例如浮化玻璃的底板)可以具有1-4毫米的厚度。所述前盖11形成所述组件的光接收侧。
为了简化起见,在这个示意性实施例中,只有串联连接的两个太阳能电池7、8被示出。串联连接的太阳能电池的数量典型地可以在2和500之间,优选地在50和200之间,诸如大约100。
本发明适用于所有类型的太阳能电池,包括常规的晶体硅太阳能电池以及薄膜太阳能电池,包括基于下面的对基于硅的薄膜的非穷尽的列举的那些太阳能电池,即黄铜矿化合物、II-VI化合物及类似物、III-V化合物及类似物、有机材料,以及染料敏化太阳能电池。薄膜太阳能电池是优选的,特别是基于黄铜矿的太阳能电池。
术语黄铜矿化合物在本文中被用作类属术语(genus term),其包含由族I-III-VI2半导体或者族II-IV-V2半导体构成的材料,包括铜铟联硒化物(″CIS″)型的p型半导体。特殊的情况有时也被表示为CIGS或者CIGSS。其至少包含下列物质:CuInSe2;CuInxGa(1-x)Se2;CuInxGa(1-x)SeyS(2-y);CuInxGazAl(1-x-z)SeyS(2-y)以及其组合物;其中0≤x≤1;0≤x+z≤1;并且0≤y≤2。所述黄铜矿化合物还可以包括低浓度、微量或者掺杂浓度的一个或者多个其他元素或者化合物,特别是碱金属,诸如钠、钾、铷、铯和/或钫,或者碱金属化合物。这样的另外的组分的浓度典型地为5wt%或者更小,优选地为3wt%或者更小。
术语II-VI化合物在本文中被用作作类属术语,其包含其中存在任何数量的来自周期系统的第II族元素以及任何数量的来自周期系统的第VI族元素的化合物。其中的例子是ZnSe、ZnS、ZnSxSe1-x、ZnSx(OH)1-x、CdS、CdSe、CdTe。其他元素可以存在于这样的化合物中,诸如举例来说掺杂元素以及微量元素。
术语III-V化合物在本文中被用作作类属术语,其包含其中存在任何数量的来自周期系统的第III族元素以及任何数量的来自周期系统的第V族元素的化合物。其中的例子是GaAs、AlxGa1-xAs、InxGa1-xAs、GaP、InxGa1-xP、InxGa1-xAszP1-z(其中0≤z≤1)。其他元素可以存在,诸如举例来说掺杂元素以及微量元素。
术语吸收层(absorber layer)旨在包含多个层,特别是多个薄膜层,并且此外,除所述吸收层以外,其他层可以被设置在背面电极层与正面电极层之间。作为例子,在黄铜矿吸收层的情况中,可以存在窗口层或者缓冲层。诸如举例来说CdS的II-VI化合物的层是一例子,诸如处于与包括例如氧化锌的正面电极层的交界处。
图1的实施例将通过具有黄铜矿型吸收层的太阳能电池7、8来论述。
背面接触部包括被沉积在衬底5上的金属层14。在优选的实施例中,层14典型地包括或者由高度导电的金属构成。被认为具有特别的重要性的是铜、铝、钼、钨以及银。经常被涂敷的是钼层,其通过溅射被沉积为大约0.2到2微米的厚度。
在所述背面电极14之上,黄铜矿型半导体层16(也被称作CIS型层)被布置,其具有大约0.2到2微米的厚度,并且举例来说是p型的。
所述CIS型层16可以通过在本领域中可用的任何方法来形成。优选的方法包括包括CIS型层的金属组分的一系列层的溅射沉积,可选地通过汽相沉积来沉积Se层,随后是迅速的热处理。优选的工艺在J.Palm、V.Probst和F.H.Karg,“第二代CIS太阳能电池组件”,太阳能,2004年,卷77,757-765页(J.Palm,V.Probst and F.H.Karg,″Second generation CIS solar modules″,Solar Energy,vol.77,p.757-765,2004)中被描述,通过引用将其并入。
扩散势垒层(未示出)可以被布置在所述衬底5与背面电极层14之间,其用于抑制碱金属从所述玻璃衬底到所述CIS层16中的扩散。如果这样的层被布置,则其在太阳能电池被布置之前明显地形成所述衬底的部分。另外,所述CIS型层优选地包含受控的量的Na,如在美国专利No.5,626,688中所公开的那样,通过引用将其包括。
在所述CIS层之上,缓冲层和/或窗口层可以被沉积,诸如Cds或者无Cd材料的缓冲层和/或窗口层。
所述太阳能电池还包括正面电极层20。所述层20特别地可以是透明导电氧化物(TCO),诸如氧化锌(ZnO)或者氧化铟锡(ITO),优选地为ZnO。所述TCO层可以例如借助于溅射被沉积。该层与所述吸收层的半导体类型相反地被掺杂,诸如当所述吸收层为p型时为n型掺杂。举例来说,可以通过来自ZnO:Al靶的DC溅射或者通过来自金属靶的反应溅射来进行溅射。该层恰当地被掺杂以提供相对低的电阻率,例如好于大约2.0×10-3Ω/cm,并且优选地好于大约1.0×10-3Ω/cm。所述层20的厚度合适地为0.5到2微米。
所述背面电极层14、吸收层16以及正面电极层20被图形化以使独立的太阳能电池7、8被形成,它们被串联连接。特别地,太阳能电池7的正面电极层20与太阳能电池8的背面电极层14电连接。所述串联的最后一个太阳能电池8的正面电极层20在与太阳能电池8相邻的区域中与背面电极层14电连接。所述串联的第一个电池,即太阳能电池7的背面电极层也延伸到与所述第一个电池相邻的区域27中。合适地,所述背面电极层14避开沿所述组件1的边缘的边缘区域28。导线31和32被布置在所述区域26与27上并且在其电接触,所述导线31和32在下文中将分别被称作第一和第二导线。所述导线可以例如是金属丝,诸如是铜、铝、钼的金属丝,可选地被涂布以例如镍、钯、锡或者银。所述第一和第二导线在这个例子中是平行的并且因此也是直线的,并且具有间距L。
连接盒36被布置在所述连接底板5的后侧上。所述连接盒36被提供以两个连接器41和42,在下文中将分别被称作第一和第二连接器。电负载(未示出)可以被连接到所述连接器41、42。
所述第一连接器41通过导电引线46与所述第一导线31电连接。所述导电引线46延伸通过所述连接底板5中的孔48,并且沿所述连接底板5的第二侧50继续延伸。
在这个实施例中,所述第二连接器42通过经由孔52延伸通过所述连接底板5的第二导电引线51以类似的并且对称的方式被连接到所述第二导线32。在这个实施例中,所述孔48与所述连接器41之间的距离至少是所述间距L的25%,并且因而同样地所述孔48与52之间的距离至少是所述间距L的25%。
根据本发明的一方面,所述第一连接器41通过所述导电引线46与所述第一导线31电连接,并且在所述导电引线46与相应的导线31之间的孔48处的接触点可以被设置在所述相应的导线31的长度的从20%到50%的距离处,从该相应的导线的末端起计算,即沿所述相应的导线。合适地,在所述第二导电引线51与相应的导线32之间的孔52处的接触点因而也被设置在所述第二导线32的长度的从20%到50%的距离处,从该第二导线的末端起计算。这样的实施例在图3d-3h、4、5a中被示出,并且将参考这些图来论述进一步的细节。
应当清楚的是在说明书中以及在权利要求中的表述,即诸如太阳能电池、导线、连接盒等等被布置在所述连接底板和/或衬底的特定侧上,其不一定意味着这样的部件直接在该特定侧上。但是,有可能该部件直接被布置在那侧上。
所述连接盒36可以各种布置被提供,如在图2-5中所示出的那样。
在图2中,所述组件1的实施例以在所述连接底板5上(即在图1中从下面)的视图示意性地被示出。图1代表沿I-I线的截面。为了清楚起见,只有汇流条31、32被指示,而它们之间的太阳能电池没有被指示。在这个视图中,变得清楚的是导电引线46、51的部分沿所述孔48、52之间的组件的后表面延伸并且所述连接器41、42不覆盖所述光接收侧上的任何表面。因此,在这个实施例中,没有有效表面被导线31、32与所述连接盒36之间的互连耗费。
通常优选的是在所示出的导线31、32之间对称地布置所述接线盒,即在沿所述第一和第二导线31、32之间的虚拟的中线55的位置处。
所述连接器盒的宽度垂直于中线55被测量,其通常小于所述最小间距L的25%。典型的最小间距举例来说在从10到100厘米的范围中,特别是40-80厘米。
在图2所示的实施例中,所述第一和第二导电引线通过其延伸通过所述连接底板的孔48、52在虚拟的垂直线60上,以直角横跨所述第一和第二导线31、32和虚的线55。而且,在这个实施例中,所述导电引线46、51沿那根线60延伸,并且所述连接盒36也沿那根线60被布置。
此处,所述连接器箱被示出为在所述导线31、32的末端部分61处,此处所述末端部分61接近所述矩形组件1的短边,但是也可以被布置为离边缘更远,或者甚至在所述组件的中心处。
优选地,用于导电引线的通孔与所述组件的边缘之间的距离被选择以使足够的绝缘被实现。此处,所述组件的最大电压是有影响的。举例来说,当图1中的边缘区域28没有薄膜并且与具有1.10-12(Ω/cm)-1的导电率的聚乙烯醇缩丁醛叠层箔10一起形成绝缘区域时,良好的绝缘被实现。所述边缘区域的宽可以例如是在5和10毫米之间,优选地在10和20毫米之间,诸如15毫米。高达1000伏的最大系统电压可以被实现,或者甚至更高。
所述导电引线46、51中的每一个可能分别是所述导线31或者32的整体延伸。所述导电引线可以延伸到所述连接盒中以终端66、67形式的连接器。所述连接器也可以作为从所述连接盒36延伸的连接引线而延伸,在图中被指示为71、72。
连接引线71、72以及相应的导电引线46和/或51可以整体地被形成。
当导电引线不是导线的整体延伸时,其可以通过已知手段被电连接到所述导线,诸如通过焊接、熔接,或者通过诸如弹簧接触的机械手段。所述电连接可以特别地在所述孔和/或周围面积中被提供。所述孔48、52合适地被密封防备湿气的进入,诸如通过丁基合成橡胶或者环氧化物。应当清楚的是所述电连接形成所述导电引线的部分。
举例来说,所述连接盒可能被胶合于所述连接底板5的后侧。在所述连接盒中,其他的电或者电子部件可以被布置,诸如一个或者多个旁路二极管。所述连接盒可以具有可以被打开的盖子,诸如用于负载的安装和/或连接。其也可以被密封,同时具有外部的连接器和/或连接引线(所谓的单体接线帽)。
对图3进行参考,其示意性地并且通过举例的方式示出本发明的各种实施例。图3a-3c涉及其中通孔48和52在所述组件的末端部分61处被提供的实施例,并且图3d-3h涉及其中所述通孔在所述组件的中心部分75被提供的实施例。
图3a是图2的实施例的进一步简化的形式。在其他图中,只有对于论述相应的改动有关的部分将由参考标号指示,所指示的所有其他部分与图2及3a中的相同或者相似。
在图3b中,在所述连接盒36处的终端66、67代替连接引线71、72被提供。
在图3c中,所述连接盒36被布置为远离所述中线55。导线46比所述间距L的25%长,事实上比所述间距L的40%长,更特别地比所述间距L的50%长。导线51可以比导线46短。
在图3d中,通孔48和52在所述组件的中心部分75中被提供,大体上在每个导线31、32的正中。所述导电引线46、51从所述通孔处的接触点偏斜地延伸到在所述组件的末端部分61处的连接盒36。相对于组件的长度或者宽度的末端部分可以是那个长度或者宽度的最初或者最后20%内的面积。偏斜的引线提供最短的连接,但是应当清楚的是所述导电引线也可以沿其他路径被布置。
图3e示出其中所述导线31、32也经由所述连接底板5的中心部分中的孔48、52被接触,但是所述孔48、52不是恰好在所述汇流条的正中。相对于组件的长度或者宽度的中心部分可以是那个长度或者宽度的中心20%内的面积。同样地,所述连接盒36在所述末端部分以外,并且所述导电引线46、51偏斜地延伸。
图3f的实施例结合来自图3a和3d的特征。所述通孔和接触点48、52以及所述连接盒36全部在所述中心部分75中被提供。所述导电引线垂直于平行的导线31、32延伸。
图3g中的实施例与图3f中的实施例不同在于所述连接盒36被布置在所述中心部分75中,并且接近所述导线中的一根。事实上,所述连接器42被布置为非常接近所述通孔52,该通孔52被所述接线盒36覆盖。
在图h中,所述接线盒36被布置在中心,并且所述孔48、52被布置在纵向上的任意一侧,稍微远离所述导线31、32的正中,但是在所述长度K的20%-50%内,从所述导线31、32的末端78、79起计算。也将可能的是所述孔46、51中的一个被布置在末端部分,离开末端78或者79小于长度K的20%。
图4以图2的细节示出图3f的实施例。所述通孔48和52被布置在所述导线31、32的正中,或者大体上正中,即所述第一和第二导电引线与相应的导线之间的接触点都被设置在所述相应的导线的长度的从20%到50%的距离处,从该相应的导线的末端起计算。此处,所述连接器箱被示出为在所述组件的中心部分75中,但是其也可以被布置为离开所述中心更远。图1再次是沿I-I线的截面。
代替单个连接盒,两个连接盒也可以被采用而不背离本发明。本发明因此还给予在选择用于所述连接盒的位置方面的灵活度而不用牺牲所述组件的有效面积。现在参考图5a,其示意性地并且通过举例的方式示出本发明的另外的实施例,其中两个连接盒36a、36b被应用。与在图1-4中相同的参考标号被用于表示相同或者相似的部分。这个实施例中的每个连接盒36a、36b分别被布置在通孔48、52上。两个通孔都在所述中心面积75中被提供,诸如在所述汇流条的正中。
在一个实施例中,旁路二极管可以被布置在所述接触部41、42之间,以在所述组件的部分遮蔽的情况下运走电流。由较大数量的串联连接的太阳能电池构成的组件中的一个或者若干个单独的太阳能电池的遮蔽可能导致(一个或者多个)所述被遮蔽的电池的反向偏置。在图4的实施例中,所述旁路二极管可以被布置在所述连接盒36a、b中的一个中。所述接线盒之间的连接布线80沿所述组件的背侧延伸。在特别有利的实施例中,所述连接布线被用于提高所述组件的机械稳定性的边框元件覆盖。在图5所示意性地示出的实施例中,所述边框可能由围绕所述组件的四条边(side)的边框以及沿所述布线80延伸的连接条制成。所述连接条可以是空心的和/或诸如在所述组件侧具有凹进处以覆盖所述布线80。
在图5b中的另外的实施例中,所述两个通孔以及连接盒36a、b被布置在所述末端部分61,处于所述汇流条31、32的末端。可选地,如图5a中那样的旁路二极管和布线80可以在所述连接盒之间被提供。
图6示意性地示出了具有汇流条31、32以及导电引线91、92的组件的常规布局。这些导电引线具有与在所述底板的面光侧上延伸的汇流条(特别地在衬底设计中为在所述太阳能电池侧的汇流条)大体上相同的形状。所述连接器66、67经由公共的通孔94被连接到所述导电引线91、92。在91、92下面的面积不能做为有效面积可用。
对于使用0.2毫米厚以及2毫米宽的铝制汇流条的165厘米×65厘米大小的矩形组件,组件的各种配置中的欧姆损失的计算被进行。对于图6所示的常规布局,0.83%的欧姆损失被确定,其中所述导电引线91、92具有与所述汇流条一致的厚度和宽度。
对于图5b的布局,所述欧姆损失为0.53%。通过独立地将所述导电引线引导通过所述底板,沿所述引线91、92的欧姆损失被累积。那可能也是当像图3a-3c中那样的单个接线箱被采用时的情况,因为在所述后侧厚得多的导电引线可以被使用。
对于图5a的布置,0.14%的欧姆损失被计算。在所述接触点以及通孔处于所述导线的正中这种情况下,电流仅在汇流条的一半长度上被传输。应当清楚的是本发明的这个好处也可以通过将所述汇流条的尺寸调整为比例如对于图6的常规布置所需要的更小来发挥,而不比常规的欧姆损失高。
本发明也适用于包括多个太阳能电池的串联连接的组件。在那种情况下,至少第三和第四,并且优选地另外的导线对存在于所述连接底板的第一侧上,在每个对之间有太阳能电池的串联连接。每个导线对具有相应的最小间距。每个导线可以被连接到处于所述导电引线延伸通过所述连接底板的第二侧的连接盒。在特定的实施例中,所述导线中的至少一根沿所述第二侧延伸那根导线的相应的最小间距的至少25%的距离。特别地,所述距离可以至少是所述组件的宽度的25%(对于矩形组件,宽度小于或者等于长度)。在根据本发明的这样的设计中,当不同的串联的并联连接在所述连接盒中被提供从而不需要独立的电路板时额外的优点可以被实现。
所述连接底板中的通孔合适地在所述导线(汇流条)的下面被提供,以得到容易的接触,并且也没有在所述汇流条以外的大量面积被耗费用于所述连接引线。然而,应当清楚的是导电引线也可以距所述导线一些距离被引导通过所述连接底板,在这种情况下,所述导线可能耗费有限量的有效面积。合适地,所述通孔被布置在距所述导线5厘米的范围内,和/或在距所述导线之间的间距的5%以内。
已通过使用所谓的衬底设计的例子论述了本发明,其中太阳能电池在制造期间被布置在其上的衬底形成连接底板或者是连接底板的部分。本发明与衬底设计结合具有特定的优点;因为在上覆层设计中,通常更容易在汇流条之间布置布线以及连接,而不用大量牺牲组件的有效面积。