CN108701732A - 用于柔性太阳能电池的多功能柔性电路互连 - Google Patents

用于柔性太阳能电池的多功能柔性电路互连 Download PDF

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C·E·弗朗斯
杨琳琳
L·蓝
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Abstract

一种柔性电路，其允许将标准化的连接接口连接到柔性太阳能电池，以方便集成到电子设备中。这种互连方案不限制固有的太阳能电池柔性，并且可以符合电子设备制造中的标准设计实践。在一个方面，描述了一种太阳能模块，其包括一个或多个太阳能面板以及在绝缘材料内部具有导线的柔性迹线或互连。在另一个方面，描述了一种电子设备，其包括电路板、一个或多个太阳能面板以及在绝缘材料内部具有导线的柔性迹线或互连。例如，该电子设备可以是物联网(IoT)设备或无人驾驶飞行器(UAV)。在又一方面，描述了一种照明模块，其包括一个或多个照明面板和在绝缘材料内部具有导线的柔性迹线或互连。

Description

用于柔性太阳能电池的多功能柔性电路互连
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月7日提交的标题为“A VERSATILE FLEXIBLE CIRCUITINTERCONNECTION FOR FLEXIBLE SOLAR CELLS”的美国申请第15/372,085号以及于2015年12月8日提交的标题为“A VERSATILE FLEXIBLE CIRCUIT INTERCONNECTION FOR FLEXIBLESOLAR CELLS TO SIMPLIFY INTEGRATION INTO LOW-VOLTAGE ELECTRONIC DEVICE”的美国临时申请第62/264,751号的优先权。这些在先申请的每一个的公开内容在此全部引入作为参考。
技术领域
本公开的各方面总体涉及用于柔性太阳能电池的互连，并且更具体地涉及用于简化柔性太阳能电池与电子设备的集成的柔性互连。
背景技术
通常被称为太阳能电池的光伏电池是将光能转换成电能的固态电子设备。由于太阳能电池提供干净便利的电力，所以将具有这种太阳能电池的太阳能模块集成到便携式电子设备、可穿戴设备、传感器、电器和其他连接设备的需求日益增加。为了给这些电气设备(例如，最终产品)供电，需要一种集成柔性太阳能电池的机制。柔性太阳能电池可以指例如置于柔性衬底上的薄膜光伏电池。柔性衬底可以由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚酰亚胺(例如DupontTM )制成。考虑到这些电气设备的性质，该机制需要是方便、可靠并且具有小形状因数。该集成机制还需要与电子设备行业所使用的技术一致，并且需要允许低成本集成到现有的电子产品制造中，同时不限制柔性太阳能电池的电特性或机械特性。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以便提供对这些方面的基本理解。该概述不是对所有预期方面的广泛概述，并且既不旨在确定所有方面的关键或重要要素，也不描绘任何或所有方面的范围。其目的是以简化形式给出一个或多个方面的一些概念，作为稍后给出的更详细描述的序言。
在一个方面，描述了一种太阳能模块，其包括：一个或多个太阳能面板，其中每个太阳能面板包括触点(例如，负极触点和正极触点)；以及具有绝缘材料和导线的柔性迹线或互连。例如，所述触点可以由金属或诸如透明导电氧化物(TCO)的一些其他触点材料制成。所述导线可以被封闭在所述绝缘材料中并且配置为通过终端触点将所述一个或多个太阳能面板电连接到所述太阳能模块外部的设备。所述绝缘材料包括具有导电粘合剂的开口，所述开口在所述触点和所述导线之间提供导电性。
在另一个方面，描述了一种电子设备，其包括：电路板；一个或多个太阳能面板，其中每个太阳能面板包括触点(例如，负极触点和正极触点)；以及具有绝缘材料和导线的柔性迹线或互连。例如，所述触点可以由金属或诸如透明导电氧化物(TCO)的一些其他触点材料制成。所述导线可以被封闭在所述绝缘材料中并且配置为通过终端触点将所述一个或多个太阳能面板电连接到所述电路板。所述绝缘材料包括具有导电粘合剂的开口，所述开口在所述触点和所述导线之间提供导电性。
在又一个方面，描述了一种照明模块，其包括：一个或多个照明面板，每个照明面板包括金属(例如，负极触点和正极触点)；以及包括绝缘材料和导线的柔性迹线或互连。例如，所述触点可以由金属或诸如透明导电氧化物(TCO)的一些其他触点材料制成。所述导线可以被封闭在所述绝缘材料中并且配置为通过终端触点将所述一个或多个照明面板电连接到所述照明模块外部的设备。所述绝缘材料包括具有导电粘合剂的开口，所述开口在所述触点和所述导线之间提供导电性。
附图说明
附图仅示出了一些实施方式，因此不被认为是对范围的限制。
图1是示出根据本公开的各方面的一般处理流程的示例的流程图。
图2是示出根据本公开的各方面的具有单个太阳能面板柔性迹线的太阳能模块的示例的图。
图3是示出根据本公开的各方面的太阳能面板串联连接的具有柔性迹线的太阳能模块的另一示例的图。
图4是示出根据本公开的各方面的具有柔性迹线和多个太阳能面板的太阳能模块的另一示例的图。
图5是示出根据本公开的各方面的具有太阳能模块的电子设备的示例的图。
具体实施方式
下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对各种配置的描述，而不旨在表示可以实践本文所描述的概念的唯一配置。该详细描述包括具体细节，目的是提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在某些情况下，众所周知的部件以框图形式示出，以避免模糊这些概念。
本公开提供了一种通过使用柔性电路将太阳能电池连接到矩阵(例如，至少一个太阳能电池的几何布置)中的机制。在本公开中，术语柔性电路、柔性迹线和柔性互连可以互换使用，以指代本文描述的用于将柔性太阳能电池与电子设备电连接和机械集成的柔性机制。此外，在本公开中，太阳能面板可以指代单个太阳能电池或连接在一起并且配置为作为单个太阳能电池操作的多个太阳能电池。然而，可以理解的是，术语太阳能面板和太阳能电池也可以根据上下文互换使用。
在一个实施方式中，柔性电路可以包括一个或多个层，其中一个或多个层可以包括绝缘材料。柔性电路中的至少一个层可以包括粘合剂、树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酯-环氧树脂共混物和/或胶层。柔性电路可以包括载体层，其具有塑料、蜡、橡胶或其他聚合物，如聚乙烯、聚酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和/或聚酰亚胺层、其衍生物或它们的组合。
传统太阳能电池互连使用固体扁平线，其易于组装并且可处理高电流。然而，这些固体扁平线往往是刚性的、厚的并且不容易集成以用于小型电子设备。对于薄膜柔性太阳能电池，传统金属带可能是整个产品高度和重量的重要组成部分。因此，传统金属带的使用往往将最终产品弯曲(例如曲率)半径限制为大于固有太阳能电池弯曲半径的值。也就是说，由于互连的限制，太阳能电池的柔性不能完全实现。在本公开中提出的解决方案提供了一系列优于传统太阳能电池布线的益处和优点，下面提供更多细节。
尽管所提出的解决方案一般用于小型太阳能面板/电池组件(例如，小于50W的最大功率，具有当前可用的柔性电路技术)，其适合于低功率直流(DC)电子设备，如便携式电子设备、传感器和可穿戴电子设备，但是通过适当的配置，所提出的解决方案可扩展到其中柔性形状因数重要的很多领域，包括将柔性太阳能电池集成到汽车、飞机和建筑结构中。
另外，尽管本公开提出了适用于电子最终产品中的太阳能电池的解决方案，但是可以将相同或类似的方法用于用作光源的电子最终产品或设备。例如，柔性互连可用于将一个或多个照明面板(例如，一个或多个基于薄膜的发光二极管(LED)面板或部分)连接和集成到电子设备。在一个方面，当使用多个照明面板时，照明面板的第一子集可以产生由第一波长表征的光(例如，第一光颜色)，并且照明面板的第二子集可以产生由第二波长表征的光(例如，第二光颜色)。
在本公开的另一方面，一种电子设备可以具有通过第一柔性互连连接的一个或多个太阳能面板和通过第二柔性互连连接的一个或多个照明面板，其中第一柔性互连和第二柔性互连基于本文给出的描述。
如上所述，本公开提供了相对于现有解决方案的益处和优点。例如，本文描述的柔性电路、迹线或互连允许最终产品保持包括柔性薄膜太阳能面板的组件、封装或模块的固有柔性。这使得最终的太阳能电池封装可以可靠地集成到更广泛的最终产品中。
在本公开的另一方面，柔性电路的正电极(p电极)引线和负电极(n电极)引线可以基于最终产品要求放置在任意位置，而不依赖于太阳能面板上电极或触点(例如金属或TCO触点)的位置。因此，在有多个互连的太阳能面板的情况下，可以跳过传统的带状布线。
在本公开的又一方面，n电极和p电极的焊盘即使当在太阳能面板上分离时，也可以彼此靠近放置。终端电极可以是可以集成到柔性电路中的任何标准半导体连接器。这种半导体连接器的例子是公(male)零插入力(zero insertion force,ZIF)连接器。应该理解，也可以使用其他类型的半导体连接器。
本公开中描述的柔性电路、迹线或互连技术可以用于其他电子部件，如有源矩阵显示器、触摸板、键盘，它们允许更容易地集成到各种各样的最终产品电子设备中。此外，该技术通过在柔性电路焊盘布局和太阳能面板金属触点正确对准时消除对绝缘的需要来简化集成并降低成本。
在本公开的又一方面，具有不同性质的太阳能面板/电池可在给定的最终产品中以正确的柔性电路设计互换使用，这些性质包括太阳能面板/电池的形状、电子结构、柔性衬底的类型、材料组成以及电触点的位置。此外，多个太阳能面板/电池可以使用提供用于集成的电触点的相同柔性电路串联和/或并联连接。
如上所述，本解决方案提供一种用于柔性太阳能互连的太阳能模块。该太阳能模块包括一个或多个太阳能面板(例如，一个或多个太阳能电池)，其中每个太阳能面板包括触点(例如，负极触点和正极触点)。例如，触点可以由金属或诸如透明导电氧化物(TCO)的一些其他触点材料制成。因此，在本公开中，对金属触点的引用可以被解释为对任何类型的导电触点的引用，如导电氧化物，包括TCO。该太阳能模块还包括具有绝缘材料和导线的柔性电路、迹线或互连。导线可以被封闭在绝缘材料中并且配置为通过终端触点将一个或多个太阳能面板电连接到太阳能模块外部的设备(例如，最终产品设备)。绝缘材料包括具有导电粘合剂的开口，该开口在金属触点和导线之间提供导电性。
本解决方案还提供一种使用柔性太阳能互连的电子设备。该电子设备包括电路板和一个或多个太阳能面板(例如，一个或多个太阳能电池)，其中每个太阳能面板包括金属触点(例如，负金属触点和正金属触点)。该电子设备还包括具有绝缘材料和导线的柔性电路、迹线或互连。导线可以被封闭在绝缘材料中并且配置为通过终端触点将一个或多个太阳能面板电连接到电路板。绝缘材料包括具有导电粘合剂的开口，该开口在金属触点和导线之间提供导电性。电路板可以包括用于处理太阳能面板的输出的电路。例如，电路板可以包括用于将太阳能面板的输出转换成用于对存储装置(例如电池)充电或用于操作电子设备的其他方面的DC电压/电流的电路。
本解决方案还提供一种用于柔性光源互连的照明模块。该照明模块可以包括一个或多个照明面板(例如，一个或多个LED面板)，其中每个照明面板包括金属触点。该照明模块还可以包括柔性电路、迹线或互连，其具有绝缘材料和导线，该导线被封闭在绝缘材料中并且配置为通过终端触点将一个或多个照明面板电连接到照明模块外部的设备。绝缘材料可以包括具有导电粘合剂的开口，该开口在金属触点和导线之间提供导电性。
所提出的太阳能模块、电子设备和照明模块与现有解决方案的不同之处在于，导线被封闭在绝缘材料中而不在电池封装层中。此外，太阳能模块和电子设备中的柔性电路、迹线或互连在组装之前被分开制造。相反，现有解决方案在组装过程中将互连放置在太阳能模块上。
所提出的太阳能模块、电子设备和照明模块不同于现有解决方案，因为要求采用柔性互连用于电池间连接或电池与外部电路连接。然而，这些类型的柔性互连类似于传统的铜(Cu)带和其他固体扁平线，这限制了使用薄膜柔性太阳能电池的柔性。
所提出的太阳能模块和电子设备的各种实施方式和实施例包括一个或多个柔性薄膜光伏面板、柔性电路、导电粘合剂和终端触点。下面提供了每个的更多细节。所提出的照明模块的实施方式和实施例可以使用具有柔性光源的类似元件来代替柔性太阳能面板。
对于本公开中提出的解决方案，可以使用一个或多个柔性薄膜光伏面板(例如太阳能面板)。如上所述，单个太阳能面板可以包括一个或多个光伏电池(例如太阳能电池)；然而，在某些情况下，术语太阳能面板和太阳能电池可以互换使用。每个太阳能面板的负极触点(n触点)和正极触点(p触点)可能位于太阳能面板的正面或背面。n触点和p触点在太阳能面板上的位置不会影响最终产品。相反，柔性电路的形状和构造可能更多地是关于可为最终产品提供的总体曲率的考虑因素。
太阳能面板的正面可以是太阳能面板被照射以产生电力的一面。在双面太阳能面板的情况下(例如，使用两面来产生电力)，太阳能面板的正面可以被认为是以法线入射直接照射时产生最大功率的面。
对于本公开中提出的解决方案，可以实现适合特定的最终产品以及所用太阳能面板的具体类型(例如，形状、尺寸、光谱特性)的柔性电路，也被称为柔性迹线、柔性迹线互连、柔性互连或者简称为柔性电路。柔性电路可以包括绝缘材料，在该绝缘材料内可以布置导线(例如，电迹线)。
柔性电路配置为连接到最终产品的必要太阳能面板并且提供用于集成到最终产品中的标准化连接焊盘。如果太阳能面板串联连接，则柔性电路内可能需要多个电迹线。例如，对于串联连接的每(N)个太阳能面板，柔性电路中可能需要(N+1)个离散的电迹线。
对于柔性电路，在设计和选择电迹线、焊盘和导电粘合剂时应考虑确保太阳能面板的串联电阻限制不被超过。
对于柔性电路，可以在柔性电路中制造焊盘开口以与太阳能面板及其金属触点互连。此外，可以在柔性电路中制造焊盘开口以连接到最终产品或附接一个或多个标准化的连接器。
结合本解决方案使用的导电粘合剂(或简称为粘合剂)可以是导电膏、焊膏、油墨、焊料预制体、导电粘合剂预制体，这取决于太阳能面板材料的特性以及最终产品的操作参数的电阻要求。
如上所述，终端触点可以用于将太阳能模块中的太阳能面板连接至最终产品或者将电子设备中的太阳能面板连接至电子设备的电路板，在这种情况下电子设备是最终产品。终端触点可以是柔性电路的一部分(例如，公ZIF连接器)或者可以附接到柔性电路。在一些实施方式中，终端触点可以包括用于连接到外部设备或电路板的焊盘。对于低电压应用，终端触点可能包括一个n触点和一个p触点，与整体解决方案中太阳能面板的数量无关。
图1是示出根据本公开的各方面的一般处理流程的示例的流程图100。流程图100的各方面可以在一起或分开。例如，流程图100的一些方面可能涉及某些配置或设计考虑的实施，而流程图100的其他方面可能涉及组装和制造考虑的实施。至少由于本文提供的原因，由配置考虑、组装和制造考虑或两者提供的解决方案不同于类似情况的其他现有解决方案。
在框102，确定太阳能模块或电子设备中的太阳能面板的电阻限制、焊盘开口尺寸以及柔性电路中的一个或多个焊盘开口的位置。在配置最终产品的柔性电路、迹线或互连的电和物理属性(例如，太阳能面板的长度、数量)以及工作条件(例如，温度、入射光谱(波长)、入射光强度)时考虑该确定。
在框104，对于特定类型的太阳能面板和特定的最终产品，可以至少基于框102中的确定，配置柔性电路。与太阳能面板相关联的类型可以基于太阳能面板的材料(例如，III-V族半导体材料)、太阳能面板的尺寸、太阳能面板的形状或它们的组合。柔性电路的配置可以包括从柔性电路的细长部分延伸的一个或多个接片的位置，其中一个或多个接片包括用于将太阳能面板的金属触点连接到柔性电路中的导线的焊盘开口。
在框106，可以根据框104中采用的配置或设计实现(例如，制造，制作，组装)柔性电路。
在框108，基于柔性电路的配置，根据需要在柔性电路中切割或制造焊盘开口(例如，在柔性电路的绝缘材料上切割)。
在框110，可以将导电粘合剂施加到太阳能面板触点(例如，金属触点)和/或柔性电路焊盘。
在框112，将待连接的太阳能面板与柔性电路对准并保持在位。在一些实施方式中，当将多个太阳能面板包括在太阳能模块或电子设备中时，并且当多个太阳能面板被定位到柔性电路的细长部分的任一侧时，一侧的太阳能面板可以与另一侧的太阳能面板对准或者一侧的太阳能面板可能相对于另一侧的太阳能面板不对准(例如交错)。
在框114，可以根据导电粘合剂的要求来固化太阳能面板和柔性电路的组合，以在太阳能面板和柔性电路之间提供适当的电连接和机械连接。
在框116，可以将终端触点附接到柔性电路。在一些实施方式中，终端触点可以是诸如ZIF连接器的连接器形式。在其他实施方式中，终端触点可以是电焊盘的形式。
在框118，可以提供该柔性电路用于连接到最终产品。例如，在太阳能模块中，柔性电路可以被提供用于连接到外部电子设备。在另一个示例中，对于电子设备，柔性电路可以被提供用于连接到电子设备的电路板。
图2是示出根据本公开的各方面的具有单个太阳能面板柔性迹线的太阳能模块200的示例的图。太阳能模块200包括柔性电路或柔性迹线210，其具有细长部分212和从细长部分212的一侧(例如，沿着细长部分212的长度的一侧)延伸的两个接片214、216。太阳能模块200还包括太阳能面板230。太阳能面板230也可以被称为太阳能电池230。太阳能面板230可以包括单个太阳能电池，或者可以包括连接在一起以有效地作为单个太阳能电池操作的多个太阳能电池。
太阳能面板230包括由字母“n”标识并与柔性电路210中的焊盘开口232对准/搭配的负极触点(n触点)。太阳能面板230还包括由字母“p”标识并且与柔性电路210中的焊盘开口236对准/搭配的正极触点(p触点)。
n触点经由位于连接到电迹线220的焊盘234和n触点之间的导电粘合剂电连接到柔性电路210中的电迹线220。电迹线220可以是布置在柔性电路210的绝缘材料内的导线。导电粘合剂还可以在n触点周围的太阳能面板230的区域与接片214之间提供结构或机械连接。
p触点经由位于连接到电迹线218的焊盘238和p触点之间的导电粘合剂电连接到柔性电路210中的电迹线218。电迹线218可以是布置在柔性电路210的绝缘材料内的导线。导电粘合剂还可以在p触点周围的太阳能面板230的区域与接片216之间提供结构或机械连接。
太阳能模块200还可以包括终端触点240。终端触点240可以电连接到柔性电路210中的电迹线218、220。在一些实施方式中，终端触点240可以是公ZIF连接器。
在一个实施方式中，太阳能模块200可以被表征为具有单个太阳能面板或电池(例如，太阳能面板230)，具有在太阳能面板的正面的接触位置以及公ZIF连接器。前接触可以指的是具有如图2所示，该实施方式使用单个太阳能面板和具有两(2)个电迹线(218、220)的单个柔性电路。柔性电路210配置为使得电迹线不交叉或重叠。如上所述，柔性电路210包括在柔性电路210的背面制作或切割并且与太阳能面板230的正面金属触点对准或搭配的焊盘开口232和236。柔性电路210的终端触点240提供彼此相邻的负终端触点和正终端触点，以满足例如2触点公ZIF连接器的规格。
图3是示出根据本公开的各方面的太阳能面板串联连接的具有柔性迹线的太阳能模块300的示例的图。太阳能模块300包括柔性电路或柔性迹线310，其具有细长部分312和从细长部分312的第一侧(例如，沿着细长部分312的长度的第一侧)延伸的两个接片314、316以及从细长部分312的第二侧(例如，沿着细长部分212的长度的第二侧)延伸的另两个接片318、320。
太阳能模块300还包括位于细长部分312的第一侧的太阳能面板330和位于细长部分312的第二侧的太阳能面板340。太阳能面板330、340也可被称为太阳能电池330、340。每个太阳能面板330、340可以包括单个太阳能电池，或者可以包括连接在一起以有效地作为单个太阳能电池操作的多个太阳能电池。
太阳能面板330包括由字母“n”标识并且与柔性电路310中的焊盘开口332对准/搭配的负极触点(n触点)。太阳能面板330还包括由字母“p”标识并且与柔性电路310中的焊盘开口336对准/搭配的正极触点(p触点)。
n触点经由位于连接到电迹线326的焊盘334和n触点之间的导电粘合剂电连接到柔性电路310中的电迹线326。电迹线326可以是设置在柔性电路310的绝缘材料内的导线。导电粘合剂还可以在n触点周围的太阳能面板330的区域与接片314之间提供结构或机械连接。
p触点经由导电粘合剂电连接到柔性电路310中的电迹线322。电迹线322可以是设置在柔性电路310的绝缘材料内的导线。导电粘合剂还可以在p触点周围的太阳能面板330的区域与接片316之间提供结构或机械连接。
太阳能面板340包括由字母“n”标识并且与柔性电路310中的焊盘开口344对准/搭配的负极触点(n触点)。太阳能面板340还包括由字母“p”标识并且与柔性电路310中的焊盘开口342对准/搭配的正极触点(p触点)。
n触点经由导电粘合剂电连接到柔性电路310中的电迹线322。如上所述，电迹线322还连接到太阳能面板330的p触点。导电粘合剂还可以在n触点周围的太阳能面板340的区域与接片320之间提供结构或机械连接。
p触点经由导电粘合剂电连接到柔性电路310中的电迹线324。电迹线324可以是布置在柔性电路310的绝缘材料内的导线。导电粘合剂还可以在p触点周围的太阳能面板340的区域与接片318之间提供结构或机械连接。
太阳能模块300还可以包括终端触点350。终端触点350可以电连接到柔性电路310中的电迹线324、326。在一些实施方式中，终端触点350可以包括两个终端焊盘352、354，其分别连接到电迹线326、324。在一个示例中，终端焊盘352、354可以是焊接焊盘。
在一个实施方式中，太阳能模块300可以被表征为具有多个串联连接的太阳能面板或电池(例如，太阳能面板330、340)、用于连接到太阳能面板的前n触点和后p触点配置以及连接器的焊接焊盘。前接触可以指的是与太阳能面板的正面接触，并且后接触可以指的是与太阳能面板的背面接触。对于太阳能面板的前接触，在柔性电路的背面切割或制作焊盘开口，而对于太阳能面板的后触点，在柔性电路的正面切割或制造焊盘开口。
如图3所示，该实施方式使用多个太阳能面板连接到单个最终产品。柔性电路310可以根据需要包括尽可能多的层以将所有太阳能面板与最终产品互连。当不需要柔性电路310内的电迹线(例如，电迹线322、324和326)彼此交叉时，可以使用单层柔性电路310。如图3所示，柔性电路310在背面具有用于n触点的焊盘开口(例如，焊盘开口332和344)并且在正面具有用于p触点的焊盘开口(例如，焊盘开口336和342)。在这方面，也如图3所示，接片314和320定位在太阳能面板上方，而接片316和318定位(或折叠)在太阳能面板下方。柔性电路310还可以包括与焊接焊盘352、354对准或搭配的焊盘开口，以为最终产品提供负和正终端触点。
图4是示出根据本公开的各方面的具有柔性迹线和多个太阳能面板的太阳能模块400的示例的图。太阳能模块400包括柔性电路或柔性迹线410，其具有第一细长部分412和从第一细长部分412的一侧延伸的第二细长部分414。第一细长部分412沿其长度具有变化的宽度以适应连接到多个太阳能面板。第一细长部分412的较宽部分对应于柔性电路410与太阳能面板之间具有较大数量连接的部分。
太阳能模块400包括多个太阳能面板420、430、440、450和460。如图4所示，太阳能面板可以具有不同的尺寸和/或形状。太阳能面板也可以被称为太阳能电池。每个太阳能面板可以包括单个太阳能电池，或者可以包括连接在一起以有效地作为单个太阳能电池操作的多个太阳能电池。
图4中的每个太阳能面板包括由字母“n”标识的负极触点(n触点)和由字母“p”标识的正极触点(p触点)。对于太阳能面板420，n触点与柔性电路410中的焊盘开口422对准/搭配，并且p触点与焊盘开口424对准/搭配。对于太阳能面板430，n触点与柔性电路410中的焊盘开口432对准/搭配，并且p触点与焊盘开口434对准/搭配。对于太阳能面板440，n触点与柔性电路410中的焊盘开口442对准/搭配，p触点与焊盘开口444对准/搭配。对于太阳能面板450，n触点与柔性电路410中的焊盘开口452对准/搭配，并且p触点与焊盘开口454对准/搭配。对于太阳能面板460，n触点与柔性电路410中的焊盘开口462对准/搭配，p触点与焊盘开口464对准/搭配。
如图4所示，太阳能模块400中的各太阳能面板通过若干电迹线连接。这些电迹线以太阳能模块400的输出是连接到终端触点470的两(2)个电迹线416、418的方式连接。终端触点470例如可以是ZIF连接器。
在一个实施方式中，太阳能模块400可以被表征为具有串联和并联连接的不同尺寸和/或形状的太阳能面板或电池(例如，太阳能面板420、430、440、450和460)、用于连接到太阳能面板的后n触点和后p触点配置以及公ZIF连接器。如图4所示，该实施方式是用于将不同尺寸和/或形状的太阳能面板连接到电子最终产品的非限制性示例。该实施方式的一个方面是串联连接的太阳能面板可以配置为具有相同的工作电流。例如，如果第一太阳能面板(A，450)和第二太阳能面板(B，460)并联连接，然后这两个太阳能面板串联连接到第三太阳能面板(C，430)，则流过第三太阳能面板的电流(IC)是流过第一和第二太阳能面板的电流(IA，IB)的总和。
在该实施方式中，柔性电路410根据需要可以包括尽可能多的层以将所有太阳能面板与最终产品互连。当不需要柔性电路410内的电迹线彼此交叉时，可以使用单层柔性电路410。如图4所示，柔性电路410在正面具有用于n触点的焊盘开口(例如，焊盘开口422、432、442、452和462)并且正面具有用于p触点的焊盘开口(例如，焊盘开口424、434、444、454和464)。柔性电路210的终端触点240提供彼此相邻的负终端触点和正终端触点，以满足例如2触点公ZIF连接器的规格。此外，如果特定的最终产品需要，可以使用多个柔性电路410。
图5是示出根据本公开的各方面的具有太阳能模块的电子设备500的示例的图。在该示例中，电子设备500可以是例如便携式电子设备、传感器、可穿戴电子设备等。在一个示例中，电子设备500可以是物联网(internet-of-things，IoT)设备或IoT设备的一部分。在另一个示例中，电子设备500可以是无人驾驶飞行器(UAV)或UAV的一部分。
电子设备500可以包括太阳能模块。出于说明的目的，该示例中的太阳能模块可以是图2的太阳能模块200。然而，也可以使用其他太阳能模块，如分别在图3和4中的太阳能模块300和400。
电子设备500还可以包括具有连接器522的电路板520，连接器522配置为能够在太阳能模块200，更具体而言是太阳能模块200的柔性电路210和电路板520之间进行电连接和机械连接。连接器522可以配置为补全终端触点240。例如，如果终端触点240是公ZIF连接器，则连接器552可以是母(female)ZIF连接器。电路板520可以包括一个或多个电子部件(未示出)，其包括至少一个配置为将太阳能模块200的输出转换成用于给存储装置(例如电池)充电或者用于操作电子设备500的其他方面的DC电压/电流的电子部件。电路板520可以可选地包括至少一个处理器和至少一个存储器或数据存储设备。
虽然结合图2～5描述的示例涉及太阳能模块和包括太阳能模块的电子设备，但是类似的部件、技术或实施方式可以应用于发光(照明)模块和包括照明模块的电子设备。例如，在图2中，太阳能面板230可以是照明面板(例如，发光面板)，其配置为当连接到最终产品时产生或生成一个或多个波长的光。类似地，图3～5中的太阳能面板可以改为是照明面板。在这些实施方式中，可以考虑导线的电阻、焊盘开口尺寸、焊盘开口的位置或其组合，来针对特定的最终产品配置合适的柔性电路、迹线或互连。
虽然已经根据所示的实施方式提供了本公开，但本领域的普通技术人员将容易认识到，可以对实施方式进行改变，并且这些改变将在本公开的范围内。例如，设备的正面和/或背面的金属触点可以用高导电性但透明或半透明层来代替，例如透明导电氧化物，并且这将在本公开的范围内。因此，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本领域的普通技术人员可以做出许多修改。

Claims (20)

1.一种太阳能模块，包括：
一个或多个太阳能面板，每个太阳能面板包括触点；和
柔性迹线，其包括：
绝缘材料；和
导线，其封闭在所述绝缘材料中并且配置为通过终端触点将所述一个或多个太阳能面板电连接到所述太阳能模块外部的设备，其中所述绝缘材料包括具有导电粘合剂的开口，所述开口在所述触点和所述导线之间提供导电性。
2.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中所述柔性迹线配置为在所述一个或多个太阳能面板和所述设备之间提供电连接和机械连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中每个太阳能面板包括一个或多个太阳能电池。
4.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中每个太阳能面板包括正极触点和负极触点。
5.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中所述一个或多个太阳能面板包括不同形状的太阳能面板、不同尺寸的太阳能面板、具有不同数量的太阳能电池的太阳能面板或者它们的组合。
6.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中所述终端触点包括电连接到所述导线的零插入力ZIF连接器，所述ZIF连接器配置为在所述太阳能模块和所述设备之间提供电连接和机械连接。
7.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中所述柔性迹线包括：
柔性的细长部分；和
从所述细长部分延伸的多个接片，其中所述多个接片沿着所述细长部分定位以重叠所述一个或多个太阳能面板的所述触点，并且其中所述绝缘材料中的所述开口位于所述多个接片中。
8.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中所述柔性迹线中的所述导线配置为以串联配置连接所述一个或多个太阳能面板。
9.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中所述一个或多个太阳能面板是薄膜柔性太阳能面板。
10.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中所述一个或多个太阳能面板是由III-V族半导体材料制成的薄膜柔性太阳能面板。
11.一种电子设备，包括：
电路板；
一个或多个太阳能面板，每个太阳能面板包括触点；和
柔性迹线，其包括：
绝缘材料；和
导线，其封闭在所述绝缘材料中并且配置为通过终端触点将所述一个或多个太阳能面板电连接到所述电路板，其中所述绝缘材料包括具有导电粘合剂的开口，所述开口在所述触点和所述导线之间提供导电性。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述柔性迹线配置为在所述一个或多个太阳能面板和所述电路板之间提供电连接和机械连接。
13.如权利要求11所述的电子设备，其中每个太阳能面板包括一个或多个太阳能电池。
14.根据权利要求11所述的电子设备，其中每个太阳能面板包括正极触点和负极触点。
15.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述一个或多个太阳能面板包括不同形状的太阳能面板、不同尺寸的太阳能面板、具有不同数量的太阳能电池的太阳能面板或者它们的组合。
16.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述终端触点包括电连接到所述导线的零插入力ZIF连接器，所述ZIF连接器配置为在所述太阳能模块和所述电路板之间提供电连接和机械连接。
17.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述柔性迹线包括：
柔性的细长部分；和
从所述细长部分延伸的多个接片，其中所述多个接片沿着所述细长部分定位以重叠所述一个或多个太阳能面板的所述触点，并且其中所述绝缘材料中的所述开口位于所述多个接片中。
18.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述一个或多个太阳能面板是由III-V族半导体材料制成的薄膜柔性太阳能面板。
19.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述电子设备是：
物联网IoT设备，或者
无人驾驶飞行器UAV。
20.一种照明模块，包括：
一个或多个照明面板，每个照明面板包括触点；和
柔性迹线，其包括：
绝缘材料；和
导线，其封闭在所述绝缘材料中并且配置为通过终端触点将所述一个或多个照明面板电连接到所述照明模块外部的设备，其中所述绝缘材料包括具有导电粘合剂的开口，所述开口在所述触点和所述导线之间提供导电性。
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