CN103490718A - 带有插件装置的太阳能模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能模块(10)，带有前侧表面和后侧表面，其带有前侧封装元件(11)，其形成该太阳能模块的前侧表面，多个太阳能电池(16)，其彼此电连接，后侧封装元件(26)，其形成该太阳能模块的后侧表面，带有后侧表面平面和带有聚合物塑料膜，以及至少一个插件装置(22)，用于连接至互补的结构，其中该插件装置(22)至少被部分地层压到该后侧封装元件(26)的重叠部分(25)的区域中，其中该后侧封装元件(26)带有开口，而该插件装置(22)至少部分地布置在该开口中。该太阳能模块的特征在于该插件装置(22)从该太阳能模块(10)的后侧表面平面伸出最多15mm，优选为最多6mm，更优选为最多4mm。
Description
技术领域
本发明涉及带有插件装置的太阳能模块。本发明特别涉及带有多功能插件装置的太阳能模块。该多功能插件装置容许多个物件附接至该太阳能模块。
背景技术
将太阳能模块附接至屋顶和/或建筑物前方，以及将电模块终端附接至太阳能模块和/或二极管的功能耦合器，特别是作为旁路二极管，附接至太阳能模块，一般需有须被紧固至太阳能模块的多个组件。除了有可能安装不正确之外，还有已紧固的组件需要空间的问题，因此，举例来说，由于其堆叠能力差，故此安装仅须安装到屋顶和/或建筑物前方的现成太阳能模块须承担较高的储存和运输成本。
电模块终端有严格的规定。为了符合成本效益，插座应由尽可能少的组件和尽可能少的材料组成。插座和太阳能模块之间的连接技术须在机械上为灵活的、防水防尘和长期稳定。因此，附接电模块终端会引起许多问题并带来庞大开支。
举例来说，如在US20020193001A1中所述，模块终端可被配置成在内部有两个二极管和有粘合到太阳能模块后侧的缆线的插座。该插座为已经粘合好，然后从该太阳能模块伸出的交叉连接器被连接到该插座中，然后以盖子封闭该插座。在此，使用了层压在内的铸模插头元件，其中术语“铸模”指在硫化插头的情况下，不破坏该插头就无法接触到内部组件。
EP1496577B1描述了用于太阳能模块的壳体，其中插入了旁路二极管。因此，该旁路二极管可被替换。该壳体可被附接至太阳能电池模块。
太阳能模块除了带有称为“中央终端”（即包含所有布置在中央的旁路二极管的插座）之外，太阳能模块亦可带有称为分散式插座，其并非布置在该太阳能模块的中央，而是以分散的方式布置。
举例来说，DE202009007523U1描述了带有在其上粘合有各自包含二极管的分散式插座的太阳能模块。
在分散式电模块终端的情况下，旁路二极管可位于例如该些插座中，或者在太阳能模块的情况下，可被层压在该太阳能模块的层压板中。在这两种情况下，该二极管均无法被替换。不破开该层压板，就无法接触到在该层压板中的二极管。由于如上文所述，模块终端须被封闭，故此在该插座中，该二极管通常以硅酮铸造，以确保对该太阳能模块相对密封。因此，不进行破坏就无法打开该些插座。该些二极管顶多可由专业人员替换。当发生了这种破损，就失去了来自插座生产商的保修。因此，有问题的二极管或使太阳能模块须被替换，从而导致高昂成本。
或者，太阳能模块可带有层压在内的插座。除了上述插座问题之外，在此的问题还有要把用于将所述插座层压到其中的层压器适于层压至该插座的外部轮廓，会费用昂贵。太阳能模块通常以夹具的方式被机械地附接。由于在该太阳能模块的边缘的夹紧式附接，结果在压力测试期间以及在分布载荷（例如风雪）和动力载荷（例如风暴）下的操作期间，该太阳能模块会有较大的弯曲。由于该太阳能模块在机械上的中性相位并非在该电池平面中，故此在该电池平面中出现的破坏性剪切力和/或在在电池连接器出现的拉伸应力，可引致电池破裂和接触问题。太阳能模块可以分布式的方式支承，带有粘合在其上的导轨。因此，可靠的永久性连接是很难实现的。因此，有另一种附接可能性是理想的。
发明内容
本发明的目的为提供一太阳能模块，其可提供用于多种组件的简易、稳定和不受天气影响的接附选择，其亦容许该些多种组件可被轻易和简单地替换。
如本发明所述，该目的以如权利要求1所要求的太阳能模块的方式实现。
本案的从属权利要求指出了本发明的有利改进方案。
如本发明所述，提供了带有前侧表面和后侧表面的太阳能模块。该太阳能模块带有：
-前侧封装元件，其形成该太阳能模块的前侧表面，
-多个太阳能电池，其彼此电连接，
-后侧封装元件，其形成该太阳能模块的后侧表面，带有后侧表面平面和带有聚合物塑料膜，以及
-至少一个插件装置，用于连接至互补的结构。
该插件装置至少被部分地层压到该后侧封装元件的重叠部分的区域中。该后侧封装元件并带有开口。该插件装置至少部分地布置在该开口中。该插件装置从该太阳能模块的后侧表面平面伸出最多15mm。
该插件装置几乎不会从该太阳能模块的后侧表面平面突出，反而，当相对于该表面横向来看时，其设计相对平坦。其结果是，在该后侧封装元件被层压到该插件装置或该些太阳能电池上的层压步骤之前，该插件装置已可被层压到该太阳能模块中，至少部分地被层压到重叠部分的区域中，而无须改装市售层压系统。若所述插件装置带有电终端，则在适当情况下，该插件装置可在该层压处理前被置成与交叉连接器（crossconnector）接触。
该插件装置被层压到在重叠部分的区域中的后侧封装元件中。若该插件装置带有电终端，该电终端不会暴露在外。那就是说，该电终端以不受天气影响的方式被安装到该太阳能模块中。以“不受天气影响的方式”的表述特别是指如本发明所述，该电终端受到保护，免受如湿度（例如洒水或渗透性潮湿）和灰尘（例如在从+10°C到至少+60°C操作温度范围中的尘埃）的环境影响。将该插件装置层压到在重叠部分的区域中的后侧封装元件中，其结果是一方面节省了如胶黏垫和胶黏剂的物料，而在另一方面，将该插件装置集成到该后侧封装元件中，容许由该插件装置和该后侧封装元件组成的组装件的强度增加。将该插件装置至少部分地层压到该后侧封装元件中会使其受到保护，不会在长期使用后松动或脱落。
如本发明所述，“插件装置”的表述应被理解为其实施方式为可采用互补的结构的装置，而其采用方式为其被连接至该互补的结构。该插件装置和/或该互补的结构可带有阴性和/或阳性元件。
如本发明所述，“重叠部分”的表述应被理解为该插件装置在其中被层压到该后侧封装元件中的部分，而结果为该插件装置的一些部分与该后侧封装元件的一些部分重叠。
事实上，该后侧封装元件的开口带有底部区域，其较该插件装置的底部区域小，而该重叠部分特别是凭借着这点而实现的。该开口的底部区域和该插件装置的底部区域优选为形状相同但大小不同。与终端壳体的底部区域相比，该开口的底部区域相对较小确保了该插件装置被牢固地层压到至少在该后侧封装元件中的该重叠部分中.该重叠部分的宽度优选为恒定的。该重叠部分的宽度恒定，好处是该终端壳体和该后侧封装元件之间的机械应力会以空间上均匀的方式作用在该太阳能模块上，因此上述恒定宽度对该太阳能模块的长远稳定性而言是有利的。
该后侧封装元件带有聚合物塑料膜。该后侧封装元件优选带有内嵌聚合物和后侧封装结构。该内嵌聚合物优选被布置在该插件装置或该些多个半导体晶片太阳能电池上，而该后侧封装结构则优选被布置在该内嵌聚合物上。该插件装置优选被层压到该内嵌聚合物中。具体而言，乙烯醋酸乙烯酯可作为该内嵌聚合物。该内嵌聚合物的进一步例子为硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯或聚丙烯酸酯。该后侧封装结构的例子为例如以
（美国威尔明顿市的杜邦公司注册商标）制成的后侧膜。该前侧封装元件可带有内嵌聚合物和前侧封装结构。该内嵌聚合物可选自上文所列之该后侧封装元件的内嵌聚合物的例子。该前侧封装结构通常由玻璃构成，但其亦可主要含透明塑料。
该内嵌聚合物优选亦被布置在该插件装置和该些太阳能电池之间。那就是说，内嵌层压聚合物层位于该插件装置和该些太阳能电池之间。该上述内嵌聚合物可选自上文所列之该后侧封装元件的内嵌聚合物的例子，而选择方式优选使其与该后侧封装元件的内嵌聚合物所用的物料相同。
该些太阳能电池优选为半导体晶片太阳能电池，例如硅太阳能电池。
该插件装置优选从该太阳能模块的后侧表面平面伸出最多6mm。而更优选地，该插件装置从该太阳能模块的后侧表面平面伸出最多4mm。该插件装置从该后侧表面平面伸出的程度越小，该插件装置就可被层压到该后侧封装元件中得越好。该插件装置优选从该后侧表面平面伸出至少1mm。
在优选实施例中，该插件装置在垂直于该后侧表面的方向的最大高度较平均直径值小10%，该平均直径值由该插件装置的最大直径和最小直径得出，而该些最大最小直径均在该后侧表面平面的平面图中表示。更优选地，该插件装置在垂直于该后侧表面的方向的最大高度较平均直径值小8%，该平均直径值由该插件装置的最大直径和最小直径得出。甚至更为优选的是，该插件装置在垂直于该后侧表面的方向的最大高度较平均直径值小5%，该平均直径值由该插件装置的最大直径和最小直径得出，而该些最大最小直径均在该后侧表面平面的平面图中表示。那就是说，与该插件装置在该后侧表面平面的方向的几何幅度相比，该插件装置的设计相当平坦。
该插件装置优选带有壳体。或者，该插件装置本身可形成壳体。若该插件装置仅形成一个壳体，即不会包含任何其他（特别是电子）组件，则其特别适合作为安装点用于太阳能模块的机械接附。与该后侧表面平面成平行面而形成接触面，其有利地带有至少一个开口，该开口适合用于接收互补的结构，即带有至少一个突出部的结构，这样的方式使得该互补的结构被牢固地锚定，但可在有需要时（例如当该太阳能模块故障时）再次解开。该插件装置可替代地或额外地带有至少一个突出部。在此情况下，该互补的结构适宜以替代或额外的方式带有至少一个开口。替代地或额外地，该插件装置和该互补的结构可带有锁扣元件。
在一个优选实施例中，该插件装置带有至少第一触点，其电连接至该些太阳能电池，和至少第二触点，其适用于被该互补的结构接触。然后，该互补的结构优选以插头实施，其经由该第二触点而产生与该太阳能模块的该些太阳能电池的电接触形成。该些第一和第二触点可以一个整体实施。在这实施例中，该插件装置适于被连接至在插头、芯片卡或类似者中的二极管。该二极管优选经由该插头或芯片卡而可拆卸地连接至该插件装置。在此情况下，由于该二极管并非被层压到该太阳能模块中，而是以该插头或该芯片卡插到该插件装置中，故此可轻易替换该二极管。
该插件装置优选带有至少一个电终端、至少一个二极管和/或至少一个旁路二极管。
具体地，由于该插件装置被部分地层压到在重叠部分的区域中的后侧封装元件中，其不会脱落。在此情况下，该插件装置的实施方式为其被连接至该太阳能模块的至少两个交叉连接器。在此情况下，该互补的结构可为在一端带有插接结构的缆线，其与该插件装置是互补的，其中该缆线须优选为不可拆卸地连接至该插件装置。
在一个优选实施例中，该插件装置带有用于连接至该互补的结构的接触面，该互补的结构的接触面被布置成与该后侧表面平面成平行面，或在该后侧表面平面中成平行面。
在一个优选实施例中，该插件装置带有用于连接至该互补的结构的接触面，该互补的结构的接触面被布置成与该后侧表面平面成平行面，或在该后侧表面平面中成平行面。若该插件装置是以壳体实现的、带有至少一个开口和/或至少一个锁扣元件并作为安装点用于附接该太阳能模块，则这个实施例是有利的。在此情况下，该互补的结构可以某角度，优选为垂直地，被插入到该至少一个开口或该至少一个锁扣元件中。此外，在这实施例中，该插件装置亦可带有电终端、二极管和/或旁路二极管、电子电路或其他电触点。
该些电触点、该电终端、该二极管和/或该旁路二极管的朝向方向可使得其可以与该后侧表面平面成平行面的方式被电连接，但其亦可朝向不同方向。举例来说，就该接触面而言其以与该后侧表面平面成平行面实现、并带有至少一个开口和/或至少一个锁扣元件，也是有可能的，但就该电触点、该电终端、该二极管和/或该旁路二极管而言，其不会被布置在该接触面中。
该壳体优选带有至少两个部分。至少一个部分的至少一个夹层区域带有至少一个开口，其容许在该壳体的该些部分之间有摩擦锁紧连接。若该插件装置不仅带有该壳体，还带有如电触点、电终端、二极管和/或旁路二极管等其他组件，则这个实施例是有利的。这些组件可位于该壳体的该至少两个部分之间，并可以防尘防水的方式被封闭在该壳体中。
在另一优选实施例中，在夹层区域中，该插件装置在其中被层压到该后侧封装元件中，该插件装置带有一些凹陷处，其适合用于容纳后侧封装元件物料。在将该插件装置层压到该后侧封装元件中的期间，视乎对用于该后侧封装元件的一种或多种物料的选择，该后侧封装元件有可能在该层压过程期间鼓起来，并相对于该后侧表面平面垂直地突出，即在该太阳能模块的侧面鼓出。举例来说，若该后侧封装物料带有例如乙烯醋酸乙烯酯的内嵌聚合物和例如玻璃板或塑料膜的后侧封装结构，就可能出现这种情况。在该层压过程期间，被布置在该插件装置或该些太阳能电池和该后侧封装结构之间的该内嵌聚合物或会在该后侧封装结构的开口区域中，从该太阳能模块鼓出。为了防止这种情况，在该插件装置在其中被层压到该后侧封装元件中的该夹层区域中，该插件装置优选带有一些凹陷处，如有需要，其适于容纳该内嵌聚合物。如本发明所述，“夹层区域”的表述应被理解为该插件装置被层压到该后侧封装元件中终止的区域、并在该插件装置未被该后侧封装元件覆盖（换言之未被层压于内）的区域开始的区域。在这里，夹层区域包含重叠部分的端部区域，其与交界区域邻接。如本发明所述，交界区域为该插件装置层压在内的部分和该插件装置未被覆盖部分之间的交界的区域。
该插件装置优选带有至少一个间隔元件，其在太阳能电池之间延伸，并支承在该前侧封装元件上。结果，该插件装置该层压组装件上的布置在机械上是稳定的，并将力以该前侧封装元件的方向传导出去。
在优选实施例中，该太阳能模块亦包含该互补的结构。该互补的结构被连接至该插件装置。该互补的结构以作为该插件装置的功能而实现。若该插件装置或其接触面带有至少一个开口，则该互补的结构带有至少一个相应的互补的突出部，而反之亦然。
举例而言，该互补的结构可以底架实现，其适合用于紧固至支承结构、屋顶和/或建筑物前方。在此情况下，该底架优选带有预定数量的突出部，其适于优选以摩擦锁紧的方式，连接至该些预定数量的插件装置。该些突出部的预定数量优选与该些插件装置的预定数量相同。
或者，该互补的结构可以带有电触点和/或可替换的二极管的插头实施。该插头可被连接至缆线。该插头的维度可容许其可至少部分地插入在该插件装置中的开口中，并可被转动，以连接至该插件装置使得其被布置成至少部分地处于在该插件装置中邻近该开口的区域下方，且可通过将其转动至该开口的维度和取出，而再次从该插件装置移除。
此外，该互补的结构可替代地以芯片卡实施。在此情况下，电触点和/或该互补的结构和/或旁路二极管位于非常平坦的壳体中，即卡形壳体。该芯片卡的实施方式使得其可被插入到该插件装置中并在其中锚定。
如本发明所述，该互补的结构可带有电触点和/或旁路二极管，和/或该插件装置含有电终端和/或旁路二极管。
在一个有利实施例中，该互补的结构带有可替换的二极管，而该插件装置带有两个触点，其被置成与在该互补的结构中的二极管接触。该互补的结构可为插头或芯片卡。该插件装置的电触点被连接至至少两个交叉连接器。
在一个替代实施例中，该插件装置带有二极管，而该互补的结构带有电触点。若该插件装置被配置成使得其可被打开，则该插件装置中的二极管可被替换。
可通过转动或按压，产生该插件装置和该互补的结构之间的连接。该连接优选为刚性锁紧（positive locking）和/或摩擦锁紧的。
若该连接是通过按压而成的，则该插件装置和该互补的结构可优选亦带有扣入元件，其可防止该连接得以断开。
在一个优选实施例中，该互补的结构和该插件装置以卡口式闭合（bayonet closure）的方式彼此连接。该卡口式闭合确保在该插件装置和该互补的结构之间的机械连接可快速产生和断开。通过将一个插接到另一个并以相反方向转动，而将该插件装置与该互补的结构连接，并以这方法再次断开。举例来说，该互补的结构带有纵槽，在其端部有短横槽以直角作开端，而该插件装置带有把手，其被插进该纵槽中，或者反之。该类卡口式闭合式的连接是通过插入和转动运动而产生的。在该连接点，该插件装置和该互补的结构被置于彼此之中；在该插件装置和该互补的结构的连接点中形成了长形隆起物，其相对于该插入方向大约垂直。然而，所述隆起物并非整个一直延伸，而是会中断的。由于该些隆起物然后会稍微倾斜地位于垂直于该插入方向的平面中，故此转动运动致使该插件装置和该互补的结构就如同其以螺纹的方式彼此抵压。作为在该插件装置和该互补的结构上的隆起物的代替，该插件装置亦可带有至少一个凹陷处，而该互补的结构可带有至少一个互补的突出部，或者反之。如有需要，亦可通过布置在该插件装置和该互补的结构上的扣入元件的方式使该连接变得牢固。该插件装置和/或该互补的结构优选带有密封件，其被配置成使得该互补的结构可在其中连接至该插件装置的连接区域是密封的。这实施例确保灰尘和水分均不会渗入到该插件装置和该互补的结构之间。若该插件装置和/或该互补的结构带有至少一个电触点、电终端、二极管和/或旁路二极管，则这尤其重要。
在一个优选实施例中，该插件装置和/或该互补的结构带有密封元件，其被布置成使得其覆盖交界区域，而该交界区域构成该插件装置层压在内的部分和该插件装置未被覆盖部分之间的交界。该密封元件防止水分和/或灰尘渗入。灰尘或水分的渗入可导致该些层压层慢慢分离。
该互补的结构优选包含带有至少一个电终端、至少一个二极管和/或至少一个旁路二极管。该二极管和/或旁路二极管可被牢固地集成到该互补的结构中，或被配置成可替换的组件。在后者的情况下，该互补的结构可带有多个部分。
该插件装置和/或该互补的结构优选不可拆卸地连接至至少一条缆线。具体来说，若所述插件装置带有电终端、二极管和/或旁路二极管，则该插件装置被连接至至少一条缆线。然后，该缆线在一端带有该互补的结构，其被连接至该插件装置。替代地或额外地，若所述互补的结构亦带有电终端、二极管和/或旁路二极管，则该互补的结构可不可拆卸地连接至缆线。
附图说明
现将参照附图，对本发明作更详细的说明，而不会对本发明有所限制。所有附图均为示意性的，且并非按比例绘制。在附图中所用的相同组件带有相同的附图标记。
在该些附图中：
图1显示了如本发明所述的太阳能模块的后侧的局部平面图；
图2显示了图1所示的太阳能模块的局部截面图；
图3显示了如本发明所述的另一太阳能模块的后侧的局部平面图；
图4显示了图3所示的太阳能模块的后侧的局部放大平面图；
图5显示了图3所示的太阳能模块的局部截面图；
图6显示了如本发明所述的另一太阳能模块的局部截面图；
图7显示了如本发明所述的另一太阳能模块的局部截面图；
图8显示了如本发明所述的另一太阳能模块的局部截面图；
图9显示了如本发明所述的另一太阳能模块的平面图；以及
图10显示了如本发明所述的另一太阳能模块的局部截面图。
具体实施方式
图1显示了如本发明所述的太阳能模块10的后侧的局部平面图。该后侧封装元件并未在该太阳能模块10的局部平面图中显示。多个太阳能电池16（显示了六个以作例子）被布置在前侧封装元件11上，并通过一些交叉连接器18彼此电连接。该些交叉连接器18被电连接至母线15，其在该些太阳能电池16上延伸。插件装置22被布置在太阳能电池16上。所实施的该插件装置22在该后侧表面平面中以平面的方式带有底板区域，而该太阳能模块的大致上二维的幅度限定了该后侧表面平面。该插件装置22被部分地层压到后侧封装元件中，而为求清晰，后侧封装元件在图1中以透明，亦即隐形，的方式示出。该插件装置22非层压在内的部分形成接触面21，其与该后侧表面平面成平行面而形成。该接触面21适合用于在该接收区域19中接收互补的结构。该插件装置22可包含电触点、电终端、二极管和/或旁路二极管。此外，如有需要，该太阳能模块10可带有更多插件装置22。
图2示意性地示出了图1所示的如本发明所述的太阳能模块10的局部截面图（非按比例）。图2为沿图1所示的线A-A切断的截面图。该太阳能模块10带有该前侧封装元件11，其包含玻璃板12和内嵌聚合物层14，该内嵌聚合物层带有例如乙烯醋酸乙烯酯。该太阳能电池16通过电池连接器（未显示）被连接至更多太阳能电池以形成电池串，其被布置在该内嵌聚合物层14上。处于并联位置的电池串通过交叉连接器18的方式被电连接。例如以乙烯醋酸乙烯酯的内嵌聚合物组成的层20，被可选地布置在该插件装置22下方。该插件装置22被布置在该可选层20上或直接在太阳能电池16上。后侧封装元件26部分地，特别是在重叠部分25的区域中，覆盖该插件装置22，并带有例如乙烯醋酸乙烯酯的内嵌聚合物28和例如
膜的后侧封装结构30。
该插件装置22带有接触面21，其与后侧表面平面成平行面而形成，并适合用于接收互补的结构。该接收区域19以切口形式，用于接收互补的结构，位于该接触面中。此外，该插件装置22带有两个侧面23，其各自带有开口32。如有需要，该开口32适合用于接收内嵌聚合物28，其在该层压过程期间流动。举例来说，图2显示的是，在图2的平面图中，该开口32在左边并未被内嵌聚合物28填充，而在图2的平面图中，该开口32在右边被内嵌聚合物28填充。无论该开口32是否被该内嵌聚合物填充，要视乎在制造该太阳能模块期间，该内嵌聚合物28有否膨胀得填充了该开口32而定。该插件装置22被部分地，特别是在重叠部分25的区域中，层压到该后侧封装元件26中。具体而言，该插件装置22的侧面23被部分地，特别是在重叠部分25的区域中，层压到该后侧封装元件26中，结果是如有需要，该些开口32可接收该内嵌聚合物28。
图3显示了如本发明所述的太阳能模块310的后侧的局部平面图。该后侧封装元件并未在该太阳能模块310的局部平面图中显示。多个太阳能电池16（显示了六个以作例子）被布置在前侧封装元件11上，并通过交叉连接器18彼此电连接。该些交叉连接器18被电连接至母线15，其在该些太阳能电池16上延伸。插件装置322（显示了三个）被布置在该些太阳能电池16上。该插件装置322被部分地层压到后侧封装元件中，而为求清晰，后侧封装元件在图3中以透明，亦即隐形，的方式示出。该插件装置322非层压在内的部分形成接触面321，其与该后侧表面平面成平行面而形成。该接触面321适合用于在该接收区域319中接收互补的结构。该插件装置322包含电触点324，其被置成与该交叉连接器18接触。
图4示意性地显示了图3所示的太阳能模块310的局部平面图（非按比例）。图4显示了该些电触点324，其与该些交叉连接器18进行电接触。由于该些电触点324位与该插件装置322中并因而会在该平面图中被遮盖，其以虚线显示。然而，该些电触点324有部分位于该插件装置322的接收区域319中，可在该平面图中看到，这是由于该接收区域319是以在该插件装置322中的切口来表现的。该接收区域319和该些电触点324被配置成使得互补的结构（其带有例如二极管）可被置成与彼等接触，即举例来说，该插件装置322和该互补的结构的电气组件彼此连接，而该接收区域319和该互补的结构则通过插接而彼此连接。
图5示意性地显示了该太阳能模块310（图3所示）沿线B-B切断的局部截面图（非按比例）。
该太阳能模块310带有该前侧封装元件11，其包含玻璃板12和内嵌聚合物层14，该内嵌聚合物层带有例如乙烯醋酸乙烯酯。该太阳能电池16通过电池连接器18被连接至更多太阳能电池以形成电池串（未显示），其被布置在该内嵌聚合物层14上。例如以乙烯醋酸乙烯酯的内嵌聚合物组成的层20，被可选地布置在该插件装置322下方。该插件装置322被布置在该可选层20上或直接在太阳能电池16上。后侧封装元件26部分地，特别是在重叠部分25的区域中，覆盖该插件装置322，并带有例如乙烯醋酸乙烯酯的内嵌聚合物28和例如
膜的后侧封装结构30。
该插件装置322包含带有侧面区域323的壳体，其被部分地，特别是在该些重叠部分25的区域中，层压到该后侧封装元件26中。此外，该插件装置322带有接触面321，其与后侧表面平面成平行面而形成，并带有接收区域319，以切口的形式，适合用于接收互补的结构，并可以摩擦锁紧的方式被连接至该互补的结构。该插件装置322带有开口329，而该插件装置322的电触点324在其中从该壳体被印导到该太阳能模块310内部中，并被电连接至交叉连接器18。被引导通过该开口329的电触点324通常与该太阳能电池16绝缘。然而，倘若朝向该插件装置322的太阳能电池16的该侧面被连接至该交叉连接器18，也就是说带有相同电势，则该处也有可能有电接触。在该接收区域319中，那里亦有开口（未显示），其适合用于将该电终端324连接至如插件装置的外置装置，其中这开口的设计是防水防尘的。
图6显示了如本发明所述的另一太阳能模块410的局部截面图。为了便于说明，仅显示了该插件装置422，该插件装置被层压到后侧封装元件26中，其带有内嵌聚合物28和后侧封装结构30。该插件装置422带有壳体，该壳体具有侧面423，其被部分地，特别是在重叠部分25的区域中，层压到该后侧封装元件26中。此外，该插件装置422带有两个电触点424，其被连接至插头中的二极管，下称二极管444。为了保护该二极管444，亦布置了触点保护446。此外，在重叠部分25的夹层区域426处，将该插件装置422层压到该后侧封装元件26中的层压终止，而该插件装置422未被覆盖的区域开始，即该些重叠部分25的侧面423的端部部分和该后侧封装元件26的端部部分与交界部分425邻接，而该些交界区域为该插件装置422层压在内的部分和该插件装置422未被覆盖部分之间的交界。该些交界区域425受到如胶黏剂的密封构件454保护。该密封构件454亦带有嵌板区域448的功用，其将被粘合至该些侧面423。该些嵌板区域448被布置在壳体456的侧面区域上，而该壳体部分地包围了该二极管444、触点保护446、触点442和缆线440，并（如适用）搁在该插件装置422的接触面421上，结果是该二极管444和该触点保护446被插入到该插件装置422的接收区域（未显示）中，以连接至互补的结构，并与该插件装置422的至少一个电触点424接触。密封构件452的形式优选为胶黏剂，其被布置在该壳体456和该插件装置422之间的交界区域。该二极管444被连接至缆线440的触点442。该二极管444、该触点保护446、该缆线440、该触点442和该壳体456为该互补的结构的部分，而其被连接至该插件装置442。该互补的结构和该插件装置422的连接方式为卡口式闭合，结果是其以稳定但可拆卸的方式彼此连接。
图7显示了如本发明所述的另一太阳能模块510的局部截面图。该太阳能模块510带有该前侧封装元件11，其包含玻璃板12和内嵌聚合物层14，该内嵌聚合物层带有例如乙烯醋酸乙烯酯。该太阳能电池16通过电池连接器（未显示）被连接至更多太阳能电池以形成电池串，其被布置在该内嵌聚合物层14上。处于并联位置的电池串通过交叉连接器18的方式被电连接。该太阳能模块510亦带有插件装置522，其被布置在可选层20上或直接在太阳能电池16上，而该可选层以例如内嵌聚合物（如乙烯醋酸乙烯酯）组成。该后侧封装元件26部分地，特别是在重叠部分25的区域中，覆盖该插件装置522，并带有例如乙烯醋酸乙烯酯的内嵌聚合物28和例如
膜的后侧封装结构30。在夹层区域526处，该插件装置522被层压到该后侧封装元件26中的层压终止，该夹层区域与交界区域525邻接，而该些交界区域形成了该插件装置522被该后侧封装元件26覆盖的区域和该插件装置522未被覆盖部分区域之间的交界。在每种情况下，在该些交界区域525和夹层区域526布置密封构件552和嵌板区域548，以保护该些交界区域525和该些夹层区域526，特别是免遭水分和灰尘渗入。该插件装置522通过电终端524被电连接至该交叉连接器18，该电终端经由指向该交叉连接器18的方向的开口而离开该插件装置522。该电终端524亦被连接至该触点560，其被布置在该插件装置522的壳体（以黑色显示）中，并被布置成使得其受到保护，免受环境影响。其适合用于连接至互补的结构。此外，该插件装置522带有用于连接至该互补的结构的扣入元件562，其用于将该插件装置522连接至该互补的结构，连接成使得其无法自动彼此分离。
图8显示了如本发明所述的另一太阳能模块610的局部截面图。该太阳能模块610与图7所示的太阳能模块510相对应，并在此作出引用，惟该太阳能模块610带有互补的结构。该互补的结构带有二极管644，其被布置在芯片卡666中。该芯片卡666包含壳体，其设计是平坦的。该二极管644和该芯片卡666的设计为与该插件装置522是互补的，结果是该芯片卡666以摩擦锁紧和刚性锁紧的方式被连接至该插件装置522，而该二极管644与该插件装置522的电触点560接触。该芯片卡666和该二极管644为该互补的结构的一部分。该二极管644和该芯片卡666亦被连接至插头656，其亦带有被布置在壳体中的电触点元件668。带有电触点642的缆线640亦被连接至该插头656，其中该电触点642与该些电触点元件668接触。在该芯片卡666和该二极管644中布置电气线路670，结果是在该插头656的电触点元件668和该插件装置522的的电触点560之间有电接触。该插头656带有锁扣元件672，其设计为与该插件装置622的扣入元件562是互补的，结果是其彼此啮合，但如有需要仍可拆卸。此外，在每个情况下，该插件装置522和该芯片卡666和该插头656均会各自通过胶粘剂674而彼此粘合。
图9显示了如本发明所述的另一太阳能模块710的示意性平面图。该平面图指向该太阳能模块710的后侧，然而，其中该太阳能模块710的后侧封装元件、交叉连接器和母线并未显示。该太阳能模块710带有前侧封装元件711，而太阳能电池716布置在其上。该太阳能模块710亦带有插件装置722，其被布置在该些太阳能电池716和/或该前侧封装元件711上。该些插件装置722各自带有接收区域719，用于连接至互补的结构。该接收区域719以切口实施，其适合用于与互补的结构进行类卡口式闭合式的连接。如上文已作出的全面描述，视乎该些插件装置722的设计而定，其可为该太阳能模块710增加机械上和/或电气上的功能。亦可设想到的是，八个插件装置722全部均履行纯机械功能，并用于以无框的方式将该太阳能模块安装并机械地固定在八个点上。
图10显示了如本发明所述的另一太阳能模块810的局部截面图。该太阳能模块810带有前侧封装元件711、太阳能电池716、后侧封装元件726和插件装置722。该些插件装置722被层压到该后侧封装元件26中，结果是在每个情况下均会形成重叠区域725，其中后侧封装元件726的重叠区域725部分在每个情况下均会与该些插件装置722的某部分重叠。该些插件装置722带有接收区域719，其被配置成切口。各接收区域719被连接至互补的结构。该互补的结构带有底架782，在其上布置有锁扣元件780。该些锁扣元件780被布置在相应的接收区域719中，并被布置成使得其形成卡口式闭合。该底架782适于被安装在屋顶、建筑物前方和/或支架。
Claims (15)
1.太阳能模块(10、310、410、510、610、710、810)，带有前侧表面和后侧表面，其带有：
-前侧封装元件(11)，其形成该太阳能模块的前侧表面，
-多个太阳能电池(16、716)，其彼此电连接，
-后侧封装元件(26、726)，其形成该太阳能模块(10、310、410、510、610、710、810)的后侧表面，带有后侧表面平面和带有聚合物塑料膜，以及
-至少一个插件装置(22、322、422、522、722)，用于连接至互补的结构，其中该插件装置(22、322、422、522、722)至少被部分地层压到该后侧封装元件(26、726)的重叠部分(25、725)的区域中，其中该后侧封装元件(26、726)带有开口，而该插件装置(22、322、422、522、722)至少部分地布置在该开口中，其特征在于该插件装置(22、322、422、522、722)从该太阳能模块(10、310、410、510、610、710、810)的后侧表面平面伸出最多15mm，优选为最多6mm，更优选为最多4mm。
2.如权利要求1所述的太阳能模块(10、310、410、510、610、710、810)，其特征在于该插件装置(22、322、422、522、722)在垂直于该后侧表面的方向的最大高度较平均直径值小10%，优选为小8%，更优选为小5%，该平均直径值由该插件装置(22、322、422、522、722)的最大直径和最小直径得出，并在该后侧表面平面的平面图中表示。
3.如权利要求1或2所述的太阳能模块(10、310、410、510、610、710、810)，其特征在于该插件装置(22、322、422、522、722)带有或形成壳体。
4.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块(310、410、510)，其特征在于该插件装置(322、422)带有至少一个第一触点(324,424,524)，其电连接至该些太阳能电池(16)，和至少一个第二触点(560)，其适合用于被该互补的结构接触。
5.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，其特征在于该插件装置带有至少一个电终端、至少一个二极管和/或至少一个旁路二极管。
6.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块(10、310)，其特征在于该插件装置(22、322)带有用于连接至该互补的结构的接触面(21、321)，该互补的结构的接触面被布置成与该后侧表面平面成平行面，或在该后侧表面平面中成平行面。
7.如前述权利要求3至6所述的太阳能模块，其特征在于该壳体带有至少两个部分，而至少一个部分的至少一个夹层区域带有至少一个开口，其容许在该壳体的该些部分之间有摩擦锁紧连接。
8.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块(10)，其特征在于在夹层区域中，该插件装置(22)在其中被层压到该后侧封装元件(26)中，该插件装置(22)带有一些凹陷处(32)，其适合用于容纳后侧封装元件物料。
9.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，其特征在于该插件装置带有至少一个间隔元件，其在太阳能电池之间延伸，并支承在该前侧封装元件上。
10.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块(410、610、710)，其特征在于其亦包含该互补的结构，而该互补的结构被连接至该插件装置(422、522、722)。
11.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块(710)，其特征在于该互补的结构和该插件装置(722)以卡口式闭合的方式彼此连接。
12.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块(410)，其特征在于该插件装置(422)和/或该互补的结构带有密封件(452)，其被配置成使得该互补的结构可在其中连接至该插件装置(422)的连接区域是密封的。
13.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块(410)，其特征在于该插件装置(422)和/或该互补的结构带有密封元件(454)，其被布置成使得其覆盖交界区域(425)，而该交界区域构成该插件装置(422)层压在内的部分和该插件装置(422)未被覆盖部分之间的交界。
14.如前述权利要求9至12所述的太阳能模块(410、610)，其特征在于该互补的结构包含至少一个电终端(670)、至少一个二极管(444、644)和/或至少一个旁路二极管。
15.如前述权利要求中任一项所述的太阳能模块(410、610)，其特征在于该该插件装置(422、522)和/或该互补的结构不可拆卸地连接至至少一条缆线(440、640)。
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