CN102709364A - 太阳能电池组件及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可批量化生产的太阳能电池组件及其封装方法。该组件的载体是一个从一块较大的载体阵列件上分立出来的标准化承载单元，每一个承载单元具有上部敞开的电池容置槽，该电池容置槽的内表面上设有第一导电端子和第二导电端子，所述第一导电端子和第二导电端子分别与设置在载体上的第一极性引脚和第二极性引脚电连接；所述太阳能电池单元的底面通过导电胶贴装在该电池容置槽底部且其底面电极直接与所述第一导电端子接触，所述太阳能电池单元的顶面电极与所述第二导电端子之间通过导线电连接，该导线的两端分别与顶面电极和第二导电端子焊接；所述电池容置槽内填充有覆盖太阳能电池单元以及导线的透明保护材料。

Description

太阳能电池组件及其封装方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件及其封装方法。
背景技术
砷化镓太阳能电池组件一般采用MOB封装模式，即将太阳能电池单元粘接在陶瓷电路板或铝基电路板上，再对其焊线和点胶，然后对金线点封装胶以保护。此封装结构较为简单，但工艺上还不能完全实现自动化生产，生产效率较低，产品质量参差不齐，以至影响产品性能。并且，太阳能电池单元的载体是陶瓷基板或铝基板，成本相应较高，特别是陶瓷基电路板目前因技术局限，其尺寸并不很大且价格昂贵。鉴于以上诸多原因，采用上述封装方式的砷化镓太阳能电池组件难以实现产品的产业化和市场化。
发明内容
本发明旨在提供一种可批量化生产的太阳能电池组件及其封装方法。
为此，本发明的太阳能电池组件包括安装在一载体上的太阳能电池单元，所述太阳能电池单元具有顶面电极和底面电极；所述载体是一个从一块较大的载体阵列件上分立出来的标准化承载单元，每一个承载单元具有上部敞开的电池容置槽，该电池容置槽的内表面上设有第一导电端子和第二导电端子，所述第一导电端子和第二导电端子分别与设置在载体上的第一极性引脚和第二极性引脚电连接；所述太阳能电池单元的底面通过导电胶贴装在该电池容置槽底部且其底面电极通过导电胶与所述第一导电端子接触，所述太阳能电池单元的顶面电极与所述第二导电端子之间通过导线电连接，该导线的两端分别与顶面电极和第二导电端子焊接；所述电池容置槽内填充有覆盖太阳能电池单元以及导线的透明保护材料。
由于将载体设计为标准化承载单元，且每一个承载单元都有电池容置槽、第一导电端子、第二导电端子等功能模块，生产时可以相同的方式将各个太阳能电池单元分别封装到载体阵列件中对应的各个承载单元上，由此实现太阳能电池组件的批量化生产，提高生产效率。在此基础上，还可以将本发明的载体设计成符合现有LED封装载体结构要求的形式，以使本发明的载体满足现有LED封装线的使用要求，实现太阳能电池组件封装与现有LED封装在现有LED封装线上的兼容运行。
鉴于太阳能电池与LED器件在功能上的显著差异，本发明还对上述太阳能电池组件的构造进行了专门的优化设计，即所述透明保护材料的上表面为一个使光线朝太阳能电池单元方向聚集的聚光面。由此，就使得该透明保护材料成为一个光学聚光体，提高太阳能电池的发电效能。所述的聚光面最好设计为光滑的凸面，比如球面或近似于抛物面的曲面。当然，也可以借鉴菲涅尔透镜的原理，将聚光面涉及为与菲涅尔透镜功能一致的齿面。
基于各种太阳能电池结构原理上的相识性，本发明的太阳能电池单元可以选择硅太阳能电池，也可以是砷化镓太阳能电池等其他类型的太阳能电池。本发明优选砷化镓太阳能电池。
所述透明保护材料最好选择由硅胶固化形成，但也可以采用如透明塑胶等其他黏性物质固化形成。
考虑到太阳能电池片工作时产生的电流较大，可能因电流过大造成热量积压而对导线带来影响，因此所述导线最好为至少两根，所述至少两根导线并联于顶面电极与第二导电端子之间，从而通过至少两根导线进行分流，减少因电流过大而造成热量积压的所带来的影响。
上述太阳能电池组件的封装方法，包括的步骤为：1）固晶：通过固晶机将多个太阳能电池单元经导电胶分别贴装在载体阵列件上相应载体的电池容置槽的底部，并使各太阳能电池单元的底面电极通过导电胶与相应载体的第一导电端子接触；2）焊线：待导电胶固化后，通过焊线机将多根导线的两端分别与各太阳能电池单元的顶面电极与相应载体上的第二导电端子焊接；3）点胶：通过点胶机将黏性物质注入各电池容置槽内并覆盖其中的太阳能电池单元及导线；4）分立：待黏性物质固化形成透明保护材料后，将各载体从载体阵列件上分立出来成为单个太阳能电池组件。其中，固晶机、焊线机和点胶机均为现有设备，广泛应用于LED等电子元器件的封装领域。
为成型上述聚光面，在执行步骤3）时，首先将透明保护材料上表面成型模具安装在电池容置槽上，该成型模具上设有注料孔，点胶时黏性物质通过该注料孔注入由成型模具与电池容置槽所构成的型腔中，当黏性物质固化形成透明保护材料后，该透明保护材料的上表面即形成一个可使光线朝太阳能电池单元方向聚集的聚光面，最后再拆掉成型模具。其中，所述聚光面最好为一光滑的凸面。所述黏性物质最好为硅胶，但也可以采用如透明塑胶等。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
图1为本发明太阳能电池组件实施例1的工作状态图。
图2为图1所示的太阳能电池组件的封装方法中步骤3）的工作状态图。
图3为本发明太阳能电池组件实施例2的工作状态图。
具体实施方式
如图1所示，载体6是一个从一块较大的载体阵列件上分立出来的标准化承载单元，每一个承载单元具有上部敞开的电池容置槽601，该电池容置槽601的内表面上设有第一导电端子7和第二导电端子8，所述第一导电端子7和第二导电端子8分别与设置在载体6上的第一极性引脚9和第二极性引脚10电连接；砷化镓太阳能电池单元的底面通过导电胶5贴装在该电池容置槽601底部且其底面电极通过导电胶5与所述第一导电端子7接触，砷化镓太阳能电池单元的顶面电极与所述第二导电端子8之间通过导线4电连接，该导线4的两端分别与顶面电极和第二导电端子8焊接,所述第一导电端子7与第一极性引脚9之间同样通过通过导线4电连接；电池容置槽601内填充有覆盖砷化镓太阳能电池单元以及导线4的透明保护材料2，透明保护材料2的聚光面201为使光线1朝砷化镓太阳能电池单元方向聚集的球面；更具体的，载体6包括位于太阳能电池单元3下方作第一导电端子7的金属导电底板14以及位于该金属导电底板14两侧的第一极性引脚9和第二极性引脚10；所述第一极性引脚9通过导线4与金属导电底板14电连接，所述第二极性引脚10通过独立的导线4与太阳能电池单元3的顶面电极电连接，所述金属导电底板14延伸至载体6外表面以兼作电池散热装置。工作时，光线1在球面上发生折射从而朝砷化镓太阳能电池单元方向聚集，当光线1照射到砷化镓太阳能电池单元上时，砷化镓太阳能电池单元的底面电极与顶面电极之间产生正负电压，由此使第一极性引脚9和第二极性引脚10之间产生正负电压（图1中已示出第一极性引脚9和第二极性引脚10的正负极）。需指出的是，术语“载体阵列件”并非本发明的独创设计。在LED等电子元器件的制作领域，为提高生产效率，将多个零件以某种阵列形式连接起来从而在一个工序同时对这些阵列的零件进行加工是本领域的常规手段。
上述太阳能电池组件的封装方法为：通过固晶机将多个砷化镓太阳能电池单元经导电胶5分别贴装在载体阵列件上相应载体6的电池容置槽601的底部，并使各太阳能电池单元3的底面电极通过导电胶5与相应载体6的第一导电端子7接触；待导电胶5固化后，通过焊线机将多根导线4的两端分别与各太阳能电池单元3的顶面电极与相应载体6上的第二导电端子8焊接，并将多根导线4的两端分别与载体6的第一导电端子7与第一极性引脚9焊接；然后，将透明保护材料上表面成型模具11安装在电池容置槽601上，该成型模具11上设有注料孔12，该注料孔12具体位于成型模具11的底部凸缘上，电池容置槽601中相应的设有一用于承载所述底部凸缘的环形台阶，安放好成型模具11后注料孔12刚好位于环形台阶的内侧，从而不影响注料；此后，通过点胶机将硅胶经注料孔12注入由成型模具11与电池容置槽601所构成的型腔中，当硅胶固化形成透明保护材料2后，再拆掉成型模具11；最后将各载体6从载体阵列件上切下成为单个太阳能电池组件。
如图3所示，作为对上述太阳能电池组件结构的改进，对其中局部导线连接方式进行了改进，具体的讲，是将原先连接在第一极性引脚9与金属导电底板14之间的导线改为连接第一极性引脚9与太阳能电池单元3的顶面电极，这样，所述载体6即包括位于太阳能电池单元3下方作为所述第一输出端子的金属导电底板14，以及位于该金属导电底板14两侧作为所述第二输出端子的第一极性引脚9和第二极性引脚10；所述第一极性引脚9和第二极性引脚10分别通过单独的导线4与太阳能电池单元3的顶面电极电连接，所述金属导电底板14延伸至载体6外表面以兼作电池散热装置。上述改进相当于将至少两根导线4并联于太阳能电池单元3的顶面电极与载体6的第二导电端子8之间，从而通过至少两根导线进行分流，减少因电流过大而造成热量积压的所带来的影响。

Claims (10)

1.太阳能电池组件，包括安装在一载体（6）上的太阳能电池单元（3），所述太阳能电池单元（3）具有顶面电极和底面电极，其特征在于：
所述载体（6）是从一块较大的载体阵列件上分立出来的标准化承载单元，每一个承载单元具有上部敞开的电池容置槽（601），该电池容置槽（601）的内表面上设有第一导电端子（7）和第二导电端子（8），所述第一导电端子（7）和第二导电端子（8）分别与设置在载体（6）上的第一输出端子和第二输出端子电连接；
所述太阳能电池单元（3）的底面通过导电胶（5）贴装在该电池容置槽（601）底部且其底面电极通过导电胶（5）所述第一导电端子（7）接触，所述太阳能电池单元（3）的顶面电极与所述第二导电端子（8）之间通过导线（4）电连接，该导线（4）的两端分别与顶面电极和第二导电端子（8）焊接；
所述电池容置槽（601）内填充有覆盖太阳能电池单元（3）以及导线（4）的透明保护材料（2）。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述透明保护材料（2）的上表面为一个使光线（1）朝太阳能电池单元（3）方向聚集的聚光面（201）。
3.如权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于：该聚光面（201）为光滑的凸面。
4.如权利要求1、2或3所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述太阳能电池单元（3）为砷化镓太阳能电池。
5.如权利要求1、2或3所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述透明保护材料（2）由硅胶固化形成。
6.如权利要求1、2或3所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述导线（4）为至少两根，所述至少两根导线（4）并联于顶面电极与第二导电端子（8）之间。
7.如权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述载体（6）包括位于太阳能电池单元（3）下方作为所述第一输出端子的金属导电底板（14），以及位于该金属导电底板（14）两侧作为所述第二输出端子的第一极性引脚（9）和第二极性引脚（10）；所述第一极性引脚（9）和第二极性引脚（10）分别通过单独的导线（4）与太阳能电池单元（3）的顶面电极电连接，所述金属导电底板（14）延伸至载体（6）外表面以兼作电池散热装置。
8.如权利要求1所述的太阳能电池组件的封装方法，包括的步骤为：
1）固晶：通过固晶机将多个太阳能电池单元（3）经导电胶（5）分别贴装到载体阵列件上相应载体（6）的电池容置槽（601）的底部，并使各太阳能电池单元（3）的底面电极通过导电胶（5）与相应载体（6）的第一导电端子（7）接触；
2）焊线：待导电胶（5）固化后，通过焊线机将多根导线（4）的两端分别与各太阳能电池单元（3）的顶面电极与相应载体（6）上的第二导电端子（8）焊接；
3）点胶：通过点胶机将黏性物质注入各电池容置槽（601）内并覆盖其中的太阳能电池单元（3）及导线（4）；
4）分立：待黏性物质固化形成透明保护材料（2）后，将各载体（6）从载体阵列件上分立出来成为单个太阳能电池组件。
9.如权利要求7所述的封装方法，其特征在于：执行步骤3）时，首先将透明保护材料上表面成型模具（11）安装在电池容置槽（601）上，该成型模具（11）上设有注料孔（12），点胶时黏性物质通过该注料孔（12）注入由成型模具（11）与电池容置槽（601）所构成的型腔中，当黏性物质固化形成透明保护材料（2）后，该透明保护材料（2）的上表面即形成一个可使光线（1）朝太阳能电池单元（3）方向聚集的聚光面（201），最后再拆掉成型模具（11）。
10.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于：所述聚光面（201）为一光滑的凸面。
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