CN104952959A - 太阳能电池连接器 - Google Patents

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金孝年
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Abstract

一种太阳能电池连接器包括：带，在一侧上包括施加有反射层的反射部和未施加有反射层的非反射部；以及施加在反射部上的反射层，其中，反射部和非反射部沿着带的长度交替布置，带的垂直于带的纵向方向的截面具有梯形形状。

Description

太阳能电池连接器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年3月31日提交给韩国知识产权局的第10-2014-0038207号韩国专利申请的优先权和权益，该专利申请的全部公开通过合并并入本文。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种用于连接适于将太阳能转换为电能的太阳能电池组件的太阳能电池的太阳能电池连接器，并且尤其涉及一种高效的太阳能电池连接器。
背景技术
当前，由于已经出现诸如能量耗竭和环境污染的严重的问题，故对替代能源的开发的兴趣已经增加。特别地，通过光电转换将太阳能转换为电能的光伏发电引起广泛关注，因为其具有环保性和永久性供能的优点。
与光伏发电有关的一种代表性技术是太阳能电池组件。被配置为从太阳能直接地生成电力的太阳能电池组件包括用于将太阳能转换为电能的多个太阳能电池、以及用于使这些太阳能电池彼此电连接的太阳能电池连接器。
当太阳光束入射在太阳能电池上时，由于由太阳光束生成的电子和空穴的转移，光伏电力被生成。因为适于使太阳能电池彼此连接的太阳能电池连接器被设置在太阳能电池的入射有太阳光束的一侧，所以光伏发电的效率可能被减少。
因此，已经付出许多努力以通过对太阳能电池连接器的形状和材料进行修改以对入射在太阳能电池连接器上的太阳光束进行反射和重复使用来改善太阳能电池组件的效率。
此外，由于太阳能电池连接器暴露在户外较长时间，故已经付出许多努力来改善太阳能电池连接器的持久性和可靠性。
发明内容
本发明的实施方式的多个方面针对被配置为改善太阳能电池组件的效率的太阳能电池连接器。
本发明的实施方式的其他方面针对具有改善的耐久性和可靠性的太阳能电池连接器。
根据本发明的一个实施方式，太阳能电池连接器，包括：带，在一侧上包括施加有反射层的反射部和未施加有反射层的非反射部；以及施加在反射部上的反射层，其中，反射部和非反射部沿着带的长度交替布置，带的垂直于带的纵向方向的截面具有梯形形状。
反射层可由白墨水制成。
白墨水可包括白色颜料、溶于水的粘合剂以及无机氧化物填料。
被施加的白墨水可具有5μm至50μm的厚度。
白墨水的粘度的值可处于2000cps与4000cps之间。
反射层可具有80％或更高的光学反射率。
带的施加有反射层的一侧的宽度可比带的另一侧的宽度小。
将带的一侧与带的另一侧连接在一起的侧向倾斜面可具有20°至45°的倾斜角度。
反射部中的每一个均可具有140mm至160mm的长度。
非反射部中的每一个均可具有150mm至170mm的长度。
太阳能电池还可包括合金层，合金层形成在带的未施加有白墨水的非反射部上以及带的另一侧上。
带可被纹理化以在其至少一侧上具有多个脊。
多个脊可沿着带的长度延伸，并且脊的截面可具有三角形形状、矩形形状、半圆形形状、半椭圆形形状和梯形形状中的至少一种。
脊的接触角度的值可处于20°与45°之间。
附图说明
在结合附图阅读了以下详细说明之后，本发明的上述及其他特色和方面将变得更加显而易见，在附图中：
图1是示出传统太阳能电池组件的立体图；
图2是示出传统太阳能电池与传统太阳能电池连接器之间的连接关系的立体图；
图3和4是根据本发明的一个实施方式的太阳能电池连接器的立体图；
图5是沿图3的线I-I和II-II截取的剖面图；
图6和7是示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池连接器的立体图；
图8和9是沿图6的线I-I和II-II截取的剖面图；
图10至13是根据本发明的其他实施方式的太阳能电池连接器的剖面图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明。
本发明可具有多种修改，并且可被体现为许多不同的形式。仅在图中示出了本发明的具体实施方式，并且下面的详细描述将参考该实施方式描述。然而，本发明的范围将不会被认为是受限于具体实施方式，并且多种可能的修改、添加和替换应被认为落入本发明的精神和范围内。
在本说明书中，术语“一个部分连接至另一个部分“指的是这两个部分经由额外的元件彼此电连接的状况以及这两个部分直接彼此连接的状况。此外，当短语“一部分包括一个部件”被表述时，意味着该部分可进一步包括其他部件而不是排除另一个部件，除非另有明确指示。
为了对本发明进行清楚地描述，与本发明的描述无关的描述性短语将被省略，并且在整个说明书中，相同的参考标号指代相同或相似的元件。在附图中，为了清楚地示出层或区域，具体层的厚度或具体区域的尺寸可以被放大。
图1是示出传统太阳能电池组件的立体图。
参照图1，传统太阳能电池组件包括：多个太阳能电池连接器10；多个的太阳能电池20，经由太阳能电池连接器10彼此连接；第一和第二保护膜30a、30b，用于保护该太阳能电池20免受杂质、湿气等影响；透明板40，设置在第二保护膜30b上且太阳光束入射在所述透明片40上；后板50，设置在第二保护膜30b上；框架(未示出)，用于容纳通过层压工艺形成整体的上述部件；以及接线箱60，用于最后收集由太阳能电池20产生的电流和电压。
太阳能电池20可以是各自由通过p-n结联接的p型半导体和n型半导体构成的二极管。当太阳光束入射到太阳能电池20上时，在太阳能电池中生成电子和空穴。当所生成的电子和空穴通过光电效应朝着n型半导体和p型半导体移动时，出现电势差，该电势差导致光伏电力的生成。
太阳能电池20中的每一个均是导致光伏电力的最小单元，并且由经由太阳能电池连接器10连接的多个太阳能电池20组成的组件被称为太阳能电池组件。
设置在太阳能电池20上的第一和第二保护膜30a、30b具有防潮性质和耐久性，并且可由具有透光性的材料诸如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)制成。
设置在第一保护膜30a上的透明板40可由具有高透光性和耐久性的玻璃、钢化玻璃、透明塑料等制成。
设置在第二保护膜30b上的后板50可包括各种板，例如，用于保护太阳能电池免受外部环境元素诸如水分和氧气影响的板、用于防止化学腐蚀的板、以及绝缘板。
接线箱60用于最后收集由多个太阳能电池20生成的电力并将该电力转移至外部。
图2是示出传统太阳能电池与传统太阳能电池连接器之间的连接关系的立体图。
参照图2，传统太阳能电池20包括供太阳光束入射的用作正(+)电极的一侧以及用作负(-)电极的另一侧。太阳能电池连接器10适于将形成在一个太阳能电池20的一侧上的正(+)电极与形成在相邻太阳能电池20的另一侧上的负(-)电极电连接。换言之，太阳能电池组件包括多个太阳能电池20经由太阳能电池连接器10彼此连接的板型结构。
与此同时，通过热粘合将太阳能电池连接器10连接至太阳能电池20的工艺被称为贴片(tabbing)工艺。贴片工艺可被分类为使用烙铁将太阳能电池连接器直接连接至太阳能电池的直接型贴片以及使用红外灯、卤素灯或热空气将太阳能电池连接器间接地连接至太阳能电池的间接型贴片。
图3和4是根据本发明的一个实施方式的太阳能电池连接器的立体图，图5是沿线I-I和II-II截取的剖面图。
参照图3，根据本发明的该实施方式的太阳能电池连接器10包括在一侧上具有施加有反射层120的反射部101和未施加有反射层120的非反射部102的带110、施加在反射部101上的反射层120、以及施加在非反射部102上的合金层130。
带110的一侧上设置有施加有反射层120的反射部101和未施加有反射层120的非反射部102。反射部101和非反射部102可沿着带110的长度交替布置。
施加有反射层120的反射部101可具有140mm至160mm的长度L1，未施加有反射层120的非反射部102可具有150mm至170mm的长度L2。参照图4，根据本发明的一个实施方式的太阳能电池连接器100可可选地仅包括施加在带110上的合金层130。
参照图3至5，带110具有厚度为0.15mm至0.3mm的轻薄结构，并且带110的垂直于带110的纵向方向的截面具有梯形形状。更具体地，带110的施加有反射层120的一侧的宽度可以小于带110的与该侧相对的另一侧。
例如，带110的施加有反射层102的一侧可具有0.1mm至1.5mm的宽度W1，并且带110的与该侧相反的另一侧具有1.0mm至2.0mm的宽度W2。
连接带的一侧与带的另一侧的侧向倾斜面可具有20°至45°的倾斜角θ1，并且该倾斜面可具有0.1mm至0.45mm的宽度。由于带110的倾斜面具有预定倾斜角，故入射在太阳能电池连接器100上的太阳光束可朝着太阳能电池被反射。更具体地，入射的太阳光束被反射并再次被利用，因此改善了电力生成效率。
带110可由导电材料诸如金(Au)、铝(Al)和铜(Cu)制成。具体地，带110以如下方式制造，其中铜(Cu)首先通过板金加工被加工为具有倾斜面的中间导线并通过使用轧辊滚轧被加工为上述成品带。
反射层120可施加在带110的反射部101上。反射层120可由白墨水制成。白墨水可包括白色颜料、可溶于水的粘合剂以及无机氧化物填料。
带110的施加有白墨水的反射部101设置在太阳能电池的供太阳光束入射的一侧上，以改善入射在太阳能电池连接器100上的太阳光束的反射效率。换言之，反射部101用于增加朝着太阳能电池反射的太阳光束的量，从而改善太阳能电池的电力生成效率。
白色颜料可包括无机白色颜料和有机白色颜料。无机白色颜料可包括钛氧化物、钡硫化物、硅氧化物、铝氧化物、镁氧化物、钙碳化物、高岭土、滑石、普鲁士蓝和碳黑中的至少一种。无机白色颜料可包括酞青蓝和酞青绿中的至少一种。此外，可使用本领域常用的其他白色颜料中的任何一种，而不受限制。除了白色颜料之外，还可以使用白色着色剂或白色染料。此外，除了白色颜料之外，只要不损害白墨水的反射率，还可进一步包含其他着色剂或染料。
溶于水的粘合剂可包括聚烯烃、聚氨酯、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(丙烯酸树脂)和聚酯中的至少一种。这些可单独使用或者结合使用。此外，可使用本领域常用的任何溶于水的粘合剂，而不受限制。
无机氧化物填料可包括硅石、镁氧化物和锡氧化物中的至少一种。
此外，白墨水可包括交联剂，交联剂具有预定粘合度和强度并且可与溶于水的粘合剂交联。交联剂包括环氧型剂、异氰酸酯型剂、三聚氰胺型剂、碳化亚胺型剂和恶唑啉型剂。
此外，白墨水还可包括用于防止白色染料氧化的抗氧化剂、和用于使白色颜料分散的分散剂。
白墨水的粘度可以根据交联剂相对于白墨水的总质量的含量确定。换言之，交联剂的含量越高，粘度就越高，而交联剂的含量越低，粘度就越低。当施加在带110的反射部101上的白墨水的粘度高时，这给出了与由铜制成的带110的高粘合力。在这种情况下，当白墨水被印刷至带110的一侧上并随后对带110进行滚轧时，白墨水可能粘接至带110的相对的另一侧。此外，当白墨水的粘度低时，施加在带110上的墨水层可能从带110上被剥离并导致带110被暴露。因此，白墨水应相对于带110具有预定水平或更高的粘合力并应具有合适的粘度，使得白墨水不粘合至带110的相对的另一侧。白墨水的粘度可具有范围从2000cps至4000cps的值。
如上所述，施加在带110的反射部101上的白墨水用于朝着太阳能电池反射入射在太阳能电池连接器100上的太阳光束，从而改善太阳能电池的电力生成效率。为了使上述反射功能最大化，白墨水优选具有80％或更高的光学反射率。当光学反射率为80％或更高时，其能够有效地朝着太阳能电池反射入射在太阳能电池连接器100上的一部分太阳光束，从而改善电力生成效率。
为了允许白墨水具有至少80％的反射率，施加的白墨水优选具有5μm至50μm的厚度。
白墨水可通过喷墨工艺、分配器工艺和筛网印刷工艺施加在带110的反射部101上。此外，可使用本领域常用的任何印刷技术，而不受限制。
合金层130可形成在带110的未施加有白墨水的非反射部102上以及带110的另一侧上。
合金层130能够改善太阳能电池连接器100与太阳能电池之间的粘合力。换言之，形成在带110的另一侧上的合金层130可连接至太阳能电池的供太阳光束入射的一侧，而形成在带110的非反射部102上的合金层130可连接至太阳能电池的另一侧。
合金层130可包括锡(Sn)合金。锡合金可包括锡作为第一元素以及选自铅(Pb)、铟(In)、铋(Bi)、锑(Sb)、银(Ag)、锌(Zn)、镍(Ni)和铜(Cu)中的至少一种作为第二元素。在本发明的一个实施方式中，合金层130从锡铅合金(Sn-Pb)和锡铅银合金(Sn-Pb-Ag)中的至少一种形成。
此外，合金层130还可包括光泽剂，诸如1,3,6-萘三磺酸酯、苯磺酸、对甲苯磺酰胺。光泽剂用于使合金层130的晶体精细，从而使合金层130光泽，进而提供优秀的反射效果。
合金层130可通过热镀锌涂覆工艺、电镀工艺、化学气相沉积工艺和溅射工艺中的至少一种形成。合金层130可被设定尺寸为具有5μm至30μm的厚度。
图6和7是示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池连接器的立体图，图8和9是沿图6的线I-I和II-II截取的剖面图。根据本发明的该实施方式的太阳能电池连接器的细节的与根据上述实施方式的太阳能电池连接器的细节重叠的冗余描述将被省略。
参照图6，根据本发明的该实施方式的太阳能电池连接器200包括在一侧上具有施加有反射层220的反射部201和未施加有反射层220的非反射部202的带210、施加在反射部201上的反射层220、以及施加在非反射部202上的合金层230。
参照图7，根据本发明的该实施方式的太阳能电池连接器200可可选地仅包括施加在带210上的合金层230。
参照图6至9，带210可被纹理化以在其至少一侧上具有多个脊。在根据本发明的该实施方式的太阳能电池连接器200中，带210的顶表面被纹理化以具有多个脊215。
多个脊215沿着带210的长度延伸。脊215的垂直于带210的长度的截面可具有三角形状。在本发明的该实施方式中，虽然脊215被示出为具有三角形截面，但该截面不必要受此限制，并且该截面可具有各种形状，诸如矩形、半圆形、半椭圆形和梯形。
脊215的高度(H)可具有位于10μm与100μm之间的值，脊215之间的间隔S可具有位于10μm与200μm之间的值。脊215的接触角θ2可具有位于20°与45°之间的值。在下文中，脊215的接触角θ2指的是脊215的倾斜面与带210的一侧之间所限定的角度。
反射层220可根据带210的反射部201的脊215的形状施加。反射层220可由白墨水制成。所施加的白墨水具有5μm至50μm的厚度。如图8所示，白墨水可根据带210的脊215的形状施加。在某些情况下，白墨水可被施加为使得其覆盖所有脊，并且所施加的白墨水的顶表面是平坦的。
在图8和图9中，虽然形成于带210的顶表面上的多个脊215被示出为具有相同的高度H、相同的间隔S和相同的接触角度θ2，但这些值不必要受此限制，高度H、间隔S和接触角度θ2可具有上述范围内的不同值。
此外，虽然图8和图9示出了形成于带210的一侧上的五个脊，但脊的数量不必要受此限制，该数量可以在5至10的范围内变化。
与此同时，虽然脊215在图6和图7中被示出为也被形成在非反射部202上，但脊215也可仅形成在反射部201的顶表面上。
由于通过对带210的一侧进行纹理化而获得了具有上述形状和尺寸的脊215，入射在太阳能电池连接器200上的太阳光束朝着太阳能电池被反射，因此改善了太阳能电池的电力生成效率。
图10至13是根据本发明的其他实施方式的太阳能电池连接器的剖面图。根据本发明的这些实施方式的太阳能电池连接器的细节的与根据上述实施方式的太阳能电池连接器的细节重叠的冗余描述将被省略。
参照图10和11，根据本发明的该实施方式的太阳能电池连接器300包括在一侧上具有施加有反射层320的反射部和未施加有反射层320的非反射部的带310、施加在反射部上的反射层320、以及施加在非反射部上的合金层330。
带310可被纹理化以在其至少一侧上具有多个脊315。在根据本发明的该实施方式的太阳能电池连接器300中，带310的底表面被纹理化。
多个脊315沿着带310的长度延伸。脊315的垂直于带310的长度的截面可具有各种形状，诸如三角形、矩形、半圆形、半椭圆形和梯形。
脊315的高度H可具有处于10μm与100μm之间的值，脊315之间的间隔S可具有处于10μm与200μm之间的值。脊315的接触角θ2可具有位于20°与45°之间的值。多个脊315可以以5至10的数量形成在带310的底表面上。同时，虽然脊315在图11中被示出为也被形成在非反射部上，但脊315可以仅形成在反射部的顶表面上。
反射层320可施加在带310的脊315上。反射层320可由白墨水制成。所施加的白墨水具有5μm至50μm的厚度。如图10所示，白墨水可根据带310的脊315的形状施加。在某些情况下，白墨水可被施加为使得其覆盖所有脊315，并且所施加的白墨水的顶表面如图11所示是平坦的。
合金层330形成在带310的脊315上。合金层330被设置尺寸以具有5μm至30μm的厚度。如图10所示，合金层330可根据带310的脊315的形状形成。在某些情况下，合金层330可被施加为使得其覆盖带310的所有脊315，并且合金层330的顶表面如图11所示是平坦的。
参照图12，根据本发明的又一个实施方式的太阳能电池连接器400包括在一侧上具有施加有反射层420的反射部和未施加有反射层的非反射部、施加在反射部上的反射层420、以及施加在非反射部上的合金层430。
带410可被纹理化以在其至少一侧上具有多个脊。根据本发明的该实施方式的太阳能电池连接器400在带410的顶表面和底表面上均被纹理化以具有多个脊。
多个脊沿着带410的长度延伸。脊的垂直于带410的长度的截面可具有各种形状，诸如三角形、矩形、半圆形、半椭圆形和梯形。
反射层420可施加在带410的脊上。反射层420可由白墨水制成。所施加的白墨水具有5μm至50μm的厚度。如图12所示，白墨水可根据带410的脊的形状施加。在某些情况下，白墨水可被施加为使得其覆盖带410的所有脊，并且所施加的白墨水的顶表面如图13所示是平坦的。
此外，合金层430形成在带410的脊上。合金层430被设置尺寸以具有5μm至30μm的厚度。如图12所示，合金层430可根据带410的脊的形状形成。在某些情况下，合金层430可被施加为使得其覆盖带410的所有脊，并且合金层430的顶表面如图13所示是平坦的。
通过前述内容，应理解，在文中已经出于示意性目的而描述了本公开的各种实施方式，在不背离本公开的范围和精神的情况下，可以进行各种修改。相应地，文中公开的各种实施方式不打算限制由所附权利要求及其等同所指出的范围和精神。

Claims (14)

1.一种太阳能电池连接器，包括：
带，在一侧上包括施加有反射层的反射部和未施加有所述反射层的非反射部；以及
施加在所述反射部上的所述反射层，
其中，所述反射部和所述非反射部沿着所述带的长度交替布置，所述带的垂直于所述带的纵向方向的截面具有梯形形状。
2.如权利要求1所述的太阳能电池连接器，其中，所述反射层由白墨水制成。
3.如权利要求2所述的太阳能电池连接器，其中，所述白墨水包括白色颜料、溶于水的粘合剂以及无机氧化物填料。
4.如权利要求2所述的太阳能电池连接器，其中，所述施加的白墨水具有5μm至50μm的厚度。
5.如权利要求2所述的太阳能电池连接器，其中，所述白墨水的粘度的值处于2000cps与4000cps之间。
6.如权利要求1所述的太阳能电池连接器，其中，所述反射层具有80％或更高的光学反射率。
7.如权利要求1所述的太阳能电池连接器，其中，所述带的施加有所述反射层的一侧的宽度比所述带的另一侧的宽度小。
8.如权利要求1所述的太阳能电池连接器，其中，将所述带的一侧与所述带的另一侧连接在一起的侧向倾斜面具有20°至45°的倾斜角度。
9.如权利要求1所述的太阳能电池连接器，其中，所述反射部中的每一个均具有140mm至160mm的长度。
10.如权利要求1所述的太阳能电池连接器，其中，所述非反射部中的每一个均具有150mm至170mm的长度。
11.如权利要求1所述的太阳能电池连接器，还包括：
合金层，所述合金层形成在所述带的未施加有所述白墨水的所述非反射部上以及所述带的另一侧上。
12.如权利要求1所述的太阳能电池连接器，其中，所述带被纹理化以在其至少一侧上具有多个脊。
13.如权利要求12所述的太阳能电池连接器，其中，所述多个脊沿着所述带的长度延伸，并且所述脊的截面具有三角形形状、矩形形状、半圆形形状、半椭圆形形状和梯形形状中的至少一种。
14.如权利要求13所述的太阳能电池连接器，其中，所述脊的接触角度的值处于20°与45°之间。
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