CN110364576A - 具有绝缘互连件的太阳能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能装置以及一种制备所述太阳能装置的方法。所述太阳能装置可包括太阳能电池和绝缘互连件，其中所述太阳能电池配置为形成具有至少一个串端子的太阳能电池串，所述绝缘互连件包括两个导电端并且配置为将所述串端子连接至所述太阳能装置的外围电路。所述方法可包括设置所述太阳能电池以形成具有至少一个串端子的太阳能电池串，以及设置具有两个导电端的绝缘互连件以将所述串端子连接至所述太阳能装置的外围电路。

Description

具有绝缘互连件的太阳能装置
背景技术
本文提供的背景技术描述是为了总体呈现本公开的语境。本发明人的工作在本背景技术部分所述的范围内以及在提交时可能不以其它方式被视为现有技术的描述方面，既不明确地也不暗示地当作本公开的现有技术。
人类需要替代能源来满足全球日益增长的能源需求。许多地理区域太阳能资源充足，所以可以部分地通过提供由太阳能电池产生的电力，满足此类需求。
发明内容
本公开的方面提供了一种太阳能装置。该太阳能装置可包括太阳能电池和绝缘互连件，其中太阳能电池配置为形成具有至少一个太阳能电池串端子的太阳能电池串，绝缘互连件包括两个导电端并且配置为将串端子连接至太阳能装置的外围电路。
在一些实施方案中，绝缘互连件包括绝缘层所覆盖的导线。绝缘互连件可布置在太阳能电池串和另一太阳能电池串之间的间隙中。绝缘互连件可布置在太阳能电池串与太阳能装置的边缘之间的间隙中。绝缘互连件可堆叠在太阳能电池串之上。此外，绝缘互连件可堆叠在另一绝缘互连件上。
在一些实施方案中，太阳能装置可进一步包括封装包，该封装包配置为封装太阳能电池串。封装包可进一步包括透明前板和背板。绝缘互连件可布线在封装包的外面以连接处于封装包外部的外围电路。在某个实例中，绝缘互连件可经由封装包中的开口布线在封装包的外面。绝缘互连件还可连接至处于封装包内部的外围电路。
在某个实例中，绝缘互连件具有光定向特性，以将入射到绝缘互连件上的光导向太阳能电池串。
在某个实例中，外围电路包括旁路二极管。
本公开的方面提供了一种制备太阳能装置的方法。该方法可包括设置太阳能电池以形成具有至少一个串端子的太阳能电池串以及设置具有两个导电端的绝缘互连件以将串端子连接至太阳能装置的外围电路。
在一些实施方案中，该方法可进一步包括将太阳能电池串和绝缘互连件封装到封装包中。该方法可进一步包括在封装包上形成开口，以将绝缘互连件布线在封装包的外部。
在某个实例中，设置具有两个导电端的绝缘互连件以将串端子连接至太阳能装置的外围电路进一步包括：在导线上涂覆绝缘漆层以形成绝缘互连件；以及形成绝缘互连件的两个导电端。
在某个实例中，设置具有两个导电端的绝缘互连件以将串端子连接至太阳能装置的外围电路进一步包括：将绝缘互连件设置在太阳能电池串和另一太阳能电池串之间的间隙中。
在某个实例中，设置具有两个导电端的绝缘互连件以将串端子连接至太阳能装置的外围电路进一步包括：将绝缘互连件设置在太阳能电池串与封装太阳能电池串和绝缘互连件的封装件的边缘之间的间隙中。
在某个实例中，设置具有两个导电端的绝缘互连件以将串端子连接至太阳能装置的所述外围电路进一步包括：将绝缘互连件堆叠在太阳能电池串上或另一绝缘互连件的顶部。
附图说明
将参考以下附图详细描述作为实例提出的本公开的各种实施方案，其中类似的参考标号指代类似的元件，并且其中：
图1A示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能装置100；
图1B示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能电池串120(4)的剖视图；
图1C示出根据本公开的实施方案的示例性绝缘互连件144的剖视图；
图2A示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能装置200；
图2B示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能装置200的剖视图；
图2C示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能装置290；并且
图3示出概述根据本公开的实施方案的示例性工艺300的流程图。
具体实施方式
光伏电池(即，太阳能电池)可利用辐射能(例如，光)并将其转换为电能。一般来讲，太阳能电池封装在太阳能装置中，并且该太阳能装置包括太阳能电池和外围电路，该外围电路包括例如旁路二极管、电流传感器、控制电路等适于与太阳能电池连接的电路。根据本公开的方面，在太阳能装置中利用绝缘互连件将太阳能电池与外围电路连接。在一些实施例中，绝缘互连件由导线形成，该导线由绝缘层覆盖。
图1A示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能装置100。太阳能装置100包括太阳能电池10(n)的太阳能电池串120(1)-(4)以及外围电路诸如电子设备181-183。此外，太阳能装置100包括电互连件诸如串连接器131-134、绝缘互连件141-146等，这些电互连件导电耦接太阳能电池串120(1)-(4)和外围电路。太阳能装置100可具有任何合适的形状和构造。在图1A所示的实例中，太阳能装置100具有矩形形状。太阳能电池串120(1)-(4)沿第一方向190布置在四个平行的行中，其中相邻行之间具有间隙171-173。间隙171-173可与相邻太阳能电池串间隔开，以防止例如相邻太阳能电池串中的太阳能电池发生短路。
在某个实例中，太阳能装置100可包括封装包(未示出)。例如，以期望的构造布置并且导电耦接的太阳能电池串120(1)-(4)可封装在封装包中。此外，封装包可包括透明前板和背板。在某个实例中，可在加热和压力条件下，利用层压工艺使太阳能装置100形成层压结构。在某个实例中，电子设备181-183位于封装包内部，例如，位于如图1A所示的间隙172中。太阳能装置100在操作过程中可向外部负载提供电力。
根据本公开的方面，绝缘互连件141-146可置于太阳能电池、太阳能电池串等之间任何合适的间隙中。在图1A所示的实例中，绝缘互连件141-146置于太阳能电池串120(2)和120(3)之间的间隙172中。在某个实施例中，绝缘互连件141-146中的每个配置为具有导电端以及与周围环境绝缘的一个或多个中间部分。在某个实例中，绝缘互连件的导电端可配置为导电耦接端子，诸如电子设备的端子、太阳能电池的端子、太阳能电池串的端子等等。在另一实施方案中，绝缘互连件可配置为通过电互连件诸如串连接器将电子设备的端子与太阳能电池、太阳能电池串等的端子导电耦接。例如，绝缘互连件141配置为将电子设备181的端子与串连接器131导电耦接，其中串连接器131导电耦接太阳能电池串120(1)-(4)的端子。
使用绝缘互连件而不是裸露导线诸如金属带可能更有利。在某个实例中，当使用绝缘互连件并将其定位在间隙172中时，可减小间隙172的宽度。具体地，当使用金属带并将其定位在间隙172中时，为防止金属带导致相邻太阳能电池串中太阳能电池发生短路，需要相对较宽的间隙172以保持金属带与相邻太阳能电池串之间的安全距离。相反，使用绝缘互连件可由于绝缘互连件所提供的绝缘而得到相对较小的距离，从而减小太阳能装置100的面积和/或最大程度增加太阳能装置用于太阳能捕获和转换的面积。此外，由于绝缘，绝缘互连件可定位在太阳能装置的任何合适的位置，诸如定位在太阳能电池串或太阳能电池之间的间隙中、定位在太阳能电池或太阳能电池串与太阳能装置的边缘之间的间隙中等等。在某个实例中，绝缘体互连件的一部分也可定位在封装包的外面。
应当指出，任何合适的电路构造诸如串联电路、并联电路、串联和并联组合电路等都可用于太阳能装置100中，以优化太阳能装置100的性能。
图1B示出根据本公开的实施方案的太阳能电池串120(4)的剖视图。太阳能电池串120(4)的剖视图沿图1A中的BB’截取得到。太阳能电池串120(4)包括以叠盖方式布置的太阳能电池10(1)-(12)，其中相邻的太阳能电池部分重叠。太阳能电池10(1)-(12)中的每个可具有任何合适的结构、形状、材料、物理尺寸等，并且配置为将光能转换为电能。在某个实例中，太阳能电池10(n)(n为1-12中的一个)包括形成于硅基板上的半导体二极管结构。在某个实例中，硅基板形成太阳能电池10(n)的后表面。在某个实例中，前表面为透明的并且配置为在操作过程中面向光入射方向以接收光能，并且后表面与前表面相对。在某个实例中，后表面不透明。在另一实例中，后表面为透明的并且配置为在操作过程中面向光入射方向以接收光能，因此太阳能电池10(n)可为双面太阳能电池，其中前表面和后表面均可接收光。需注意，当太阳能装置包括双面太阳能电池时，封装包的前板和背板均可为透明的。
在某个实例中，前表面具有由一种或多种导电材料诸如银和铜制成的前电触点。前电触点可具有任何合适的图案，诸如连接到金属指状结构等的汇流条。后表面具有由一种或多种导电材料诸如铝和铜制成的后电触点。后电触点可具有任何合适的图案，诸如分立的接触垫、基本上覆盖后表面的金属触点等等。
根据太阳能电池10(n)的特性诸如结构和材料不同，可在前表面或后表面上形成正端子。在某个实例中，通过前电触点在前表面上形成正端子，并且通过后电触点在后表面上形成负端子。需注意，当太阳能电池在操作过程中连接到外部负载时，电流从太阳能电池的正端子流到外部负载。在另一实例中，通过后电触点在后表面上形成正端子，并且通过前电触点在前表面上形成负端子。在本公开中，采用在前表面上形成正端子并且在后表面上形成负端子的太阳能电池作为示例，本公开可经过适当修改以适用于在前表面形成负端子并且在后表面上形成正端子的太阳能电池。
太阳能电池串120(4)包括布置成一行的太阳能电池10(1)-(12)，其中两端太阳能电池10(1)和10(12)位于太阳能电池串120(4)的两个相对端。在图1B中，太阳能电池10(n)的正端子位于面向光的前表面上，并且太阳能电池10(n)的负端子位于后表面上。两个相邻的太阳能电池通过例如导电垫12(1)-(11)诸如导电粘合剂(ECA)在重叠区域中部分重叠并且电耦接。例如，第一太阳能电池10(n)的负端子(即后电触点)经由导电垫12(n)导电耦接到第二太阳能电池10(n+1)的正端子(即前电触点)，其中n为1至11的整数。因此，太阳能电池串120(4)的正端子和负端子位于太阳能电池串120(4)中相应的末端电池中，即，太阳能电池串120(4)的正端子为太阳能电池10(1)的正端子，并且太阳能电池串120(4)的负端子为太阳能电池10(12)的负端子。
应当指出，多个太阳能电池串可使用任何合适的构造诸如串联构造、并联构造或串联和并联构造的组合连接，以优化太阳能装置的性能。参考图1A，通过使用串连接器131-134导电耦接太阳能电池串120(1)-(4)来使用串联和并联构造的组合。例如，太阳能电池串120(1)-(4)的正端子，即太阳能电池10(1)、10(21)、10(41)和10(61)前表面上的正端子，使用串连接器132导电耦接。类似地，太阳能电池串120(1)-(4)的负端子，即太阳能电池10(12)、10(32)、10(52)和10(72)后表面上的负端子，使用串连接器131导电耦接。此外，太阳能电池10(4)、10(24)、10(44)和10(64)后表面上的负端子使用串连接器134导电耦接，并且太阳能电池10(8)、10(28)、10(48)和10(68)后表面上的负端子使用串连接器133导电耦接。串连接器133-134将每个太阳能电池串120(1)-(4)分成三段，每段具有以串联构造连接的四个太阳能电池。因此，由串连接器131-134连接的太阳能电池串120(1)-(4)的特征在于：第一段121A-124A形成第一平行段，第二段121B-124B形成第二平行段，并且第三段121C-124C形成第三平行段；此外，第一平行段、第二平行段和第三平行段以串联构造连接。需注意，串连接器131也是太阳能装置的负端子，并且串连接器132也是太阳能装置的正端子。太阳能装置的端子连接器，即图1A中的串连接器131-132，可在操作过程中连接到外部负载。
太阳能装置100可在操作过程中供电，例如，当外部负载诸如水加热系统连接到太阳能装置100的正端子和负端子(未示出)之间时。在某个实例中，某些太阳能电池，诸如一列太阳能电池10(4)、10(24)、10(44)和10(64)，可能发生故障，例如由于阴影阻挡某些太阳能电池接收光，因此某些太阳能电池称为故障太阳能电池。因此，当来自正常运行的太阳能电池的电流流过故障太阳能电池时，故障太阳能电池的电阻可急剧增加，导致例如在太阳能装置100中形成热点并且性能下降。因此，与故障太阳能电池并联连接的一个或多个旁路二极管可配置为使电流远离(即绕过)故障太阳能电池。在图1A中，电子设备181-183可为三个旁路二极管181-183。例如，当太阳能电池10(1)-(72)正常运行时，除漏电流之外，无电流流过旁路二极管181-183。当太阳能电池10(4)、10(24)、10(44)和10(64)列发生故障时，电流流过旁路二极管183而不是由第一段121A-124A形成的第一并联电路，以确保太阳能装置100正常运行。
绝缘互连件141-146可具有任何合适的结构、材料、形状、尺寸等，以导电耦接太阳能装置的不同部件诸如电子设备和太阳能电池，或者将一个太阳能电池导电耦接到另一太阳能电池。图1C示出根据本公开的实施方案的示例性绝缘互连件144的剖视图。绝缘互连件144的剖视图沿图1A中的CC’截取得到。绝缘互连件144包括电绝缘层或绝缘层144B所覆盖的导电线144A。在某个实例中，绝缘互连件144可为绝缘导电带，其包括涂有一层或多层绝缘材料的柔性金属带。在另一实例中，绝缘互连件144可包括捆绑在一起的多条绝缘金属线。
导线144A可具有任何合适的横截面形状，诸如包括铜片的矩形形状(图1C)、圆形、不规则形状等等。此外，导线144A可包括多个部件，诸如彼此平行延伸的多个导电串。导线144A还可包括多个层。导线144A可由任何合适的导电材料诸如铜和铝、合适材料的组合诸如合金和导电复合材料制成。
绝缘层144B可具有任何合适的横截面形状，诸如矩形(图1C)、圆形、不规则形状等等。绝缘层144B也可包括多个子层。绝缘层144B可完全或部分地覆盖导线144A。绝缘层144B可由任何合适的绝缘材料、任何合适的绝缘材料的组合等制成。
绝缘互连件可具有合适的光定向特性，以将入射到绝缘互连件上的光导向太阳能电池或太阳能电池串。在某个实例中，绝缘互连件可包括合适的光定向材料和结构，诸如微结构，使得入射到绝缘互连件上的光可导向太阳能电池或太阳能电池串，随后转换成电能。此外，可相应地调整绝缘互连件的物理构造诸如位置和方向，使得更多的光从绝缘互连件导向太阳能电池或太阳能电池串。
在一些实施方案中，在太阳能电池的后表面(例如基板)上形成太阳能电池的电端子(正端子和负端子)，并且此类太阳能电池称为背接触太阳能电池。应当指出，在一些实施方案中，在太阳能装置100中使用背接触太阳能电池。在某个实例中，叉指式背接触太阳能电池(IBC)为背接触太阳能电池。在某个实施例中，当太阳能电池10(1)-(72)为背接触太阳能电池时，可在图1A-1B中进行某些修改。在某个实例中，太阳能电池10(1)-(72)可以以非重叠方式并排布置，其不同于图1B中所示的叠盖方式。此外，可在后表面上形成相邻背接触太阳能电池之间的电连接。此外，与图1A中的构造不同，串连接器132可接触太阳能电池10(1)、10(21)、10(41)和10(61)的后表面。根据本公开的方面，太阳能装置中的绝缘互连件也可用于将背接触太阳能电池连接到具有电子设备的外围电路。此外，当太阳能装置包括一个或多个太阳能电池、一个或多个太阳能电池串等时，太阳能装置中的绝缘互连件也可用于将太阳能电池连接到具有电子设备的外围电路。太阳能电池串可为叠盖式太阳能电池串、包括非重叠太阳能电池的太阳能电池串等等。
太阳能装置中的绝缘互连件也可叠加到一个或多个太阳能电池或一个或多个太阳能电池串上。图2A示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能装置200。太阳能装置200包括太阳能电池210(1)-(18)和外围电路诸如电子设备265。太阳能装置200还包括电互连件，诸如导电耦接同一列中的相邻太阳能电池210(1)-(18)的电池连接器220(1)-(12)、导电耦接相邻列的太阳能电池的汇流条233-237、太阳能装置200的端连接器231-232以及导电耦接端子连接器231-232与外围电路诸如电子设备265的绝缘互连件241-242。在某个实例中，太阳能电池210(1)-(18)为背接触太阳能电池。图2A示出太阳能电池210(1)-(18)的后表面。电池连接器220(1)-(12)、汇流条233-237和端子连接器231-232连接到后表面上的太阳能电池。
太阳能装置200可具有任何合适的形状和构造。在图2A所示的实例中，太阳能装置200具有矩形形状。太阳能电池210(1)-(18)布置在沿第一方向285的三个平行的行以及沿第二方向286的六个平行的列中。在某个实例中，第一方向285垂直于第二方向286。太阳能电池210(1)-(18)串联连接，从而形成串联电路。在操作过程中，串联电路经由例如太阳能装置的负端子(即端子连接器231)和太阳能装置的正端子(即端子连接器232)连接到外部负载。因此，电流从负端子流向太阳能电池210(1)，然后从210(n)流向210(n+1)，其中n为1至17的整数，随后从210(18)流向到正端子，并且从正端子流向外部负载。
另选地，可使用电池连接器220(1)-(12)将太阳能电池210(1)-(18)布置成与第二方向286上的六个平行的列对应的六个太阳能电池串。例如，太阳能电池串包括太阳能电池210(1)-(3)。随后，相邻太阳能电池串可通过汇流条233-237适当地连接，以形成图2A所示的串联电路。
图2B示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能装置200的剖视图。太阳能装置200的剖视图沿图2A中第一行的BB'截取得到，该第一行包括太阳能电池210(1)、210(6)、210(7)、210(12)、210(13)和210(18)。在某个实施例中，太阳能装置200包括封装太阳能电池210(1)-(18)的封装包250。此外，封装包可包括透明前板251、封装材料252和背板253。在某个实例中，可在加热和压力条件下，利用层压工艺使太阳能装置200形成层压结构。
在图2A-2B所示的实例中，连接在端子连接器231-232之间的电子设备265与串联电路并联。在某个实例中，电子设备265为旁路二极管。在其它实例中，电子设备265可为DC/AC逆变器、DC/DC模块功率优化器、“智能”开关以及它们任何合适的组合。电子设备265可置于封装包250的内部或外部。在图2B所示的实例中，电子设备265置于封装包250之外。为了将置于封装包250外部的电子设备265连接到封装包250内部的端子连接器231-232，绝缘互连件241-242布线在封装包250之外，例如经由封装包250中的开口243-244。在图2B所示的实例中，开口243-244位于背板253上。一般来讲，开口可位于封装包中任何合适的位置，例如位于前板上、背板上、封装包的边缘上等等。
根据本公开的方面，绝缘互连件241-242堆叠在第一行太阳能电池210(1)、210(6)、210(7)、210(12)、210(13)和210(18)上。在某个实例中，绝缘互连件241-242与第一行太阳能电池的后表面之间的间隙281可保持为如图2B所示。在另一实例中，绝缘互连件241-242可与太阳能电池的后表面发生物理接触，由于绝缘互连件241-242的绝缘层提供的绝缘效应，间隙281可设置为零。
在某个实施例中，绝缘互连件诸如绝缘互连件241-242可配置为将电子设备的端子与太阳能电池、太阳能电池串等的端子导电耦接。此外，绝缘互连件诸如绝缘互连件241-242可从封装包的内部布线到外部，并且导电耦接到外围电路，该外围电路包括封装包的外面的电子设备。在某个实例中，绝缘互连件可经由封装包上的一个或多个开口从封装包的内部布线到外部，所述一个或多个开口诸如前板、背板、封装包的边缘等上的一个或多个开口。
在另一实施方案中，绝缘互连件诸如绝缘互连件241-242可配置为通过电互连件诸如端子连接器231-232将电子设备的端子与太阳能电池、太阳能电池串等的端子导电耦接。例如，绝缘互连件241配置为将电子设备265的端子与端子连接器231导电耦接，其中端子连接器231导电耦接到太阳能电池210(1)。
在某个实施例中，绝缘互连件也可堆叠在太阳能装置中的另一绝缘互连件上。图2C示出根据本公开的实施方案的示例性太阳能装置290。太阳能装置290包括使用绝缘互连件291-294电连接的太阳能电池210(1)-(18)和外围电路(未示出)。太阳能电池210(1)-(18)的布置和连接与图2A中所示的太阳能装置200的布置和连接相同，因此为了清楚起见，省略了对太阳能电池210(1)-(18)、电池连接器220(1)-(12)、汇流条233-237、太阳能装置290的端子连接器231-232的描述。在某个实例中，太阳能电池210(1)-(18)为背接触太阳能电池，并且图2C示出太阳能电池210(1)-(18)的后表面。
绝缘互连件291-294可将太阳能电池导电耦接到外围电路。例如，具有第一导电端291(1)和第二导电端291(2)的绝缘互连件291可将端子连接器231导电耦接到外围电路中的端子(未示出)。参考图2C，第一导电端291(1)导电耦接到端子连接器231，并且第二导电端291(2)导电耦接到外围电路中的端子。类似地，绝缘互连件292-294可使用相应的第一导电端292(1)-294(1)和第二导电端292(2)-294(2)将汇流条234、汇流条236和端子连接器232导电耦接到外围电路中相应的端子(未示出)。
根据本公开的方面，绝缘互连件292堆叠在绝缘互连件291上，得到重叠区域295。此外，绝缘互连件293堆叠在绝缘互连件294之上，得到重叠区域296。在某个实例中，将绝缘互连件堆叠在另一绝缘互连件上可减小太阳能装置的面积和/或最大程度增加太阳能装置用于太阳能捕获和转换的面积。第二导电端291(2)-294(2)可电耦接到外围电路中任何合适的电子设备，诸如旁路二极管、DC/AC逆变器、DC/DC模块功率优化器、“智能”开关以及它们任何合适的组合。此外，绝缘互连件291-294中的一个或多个的一部分可位于封装太阳能装置290的封装包的外面。重叠区域295-296的一部分可位于封装包的内部或外部。绝缘互连件291-294可具有任何合适的形状和尺寸，并且可位于太阳能装置290中任何合适的位置。
在图2A-2C所示的实例中，太阳能电池为背接触太阳能电池。在另一实例中，太阳能装置200和290中的太阳能电池可为任何合适的太阳能电池，诸如在前表面上具有前电触点并且在后表面上具有后电触点的太阳能电池，包括双面太阳能电池。因此，可相应地修改电池连接器210(1)-(18)、汇流条233-237和端子连接器231-232的位置和连接。例如，电池连接器220(1)可将太阳能电池210(1)前表面上的正端子连接到太阳能电池210(2)后表面上的负端子；汇流条233可将太阳能电池210(3)前表面上的正端子连接到太阳能电池210(4)后表面上的负端子，并且模块电路的正端子(即端子连接器232)可连接到太阳能电池210(18)的前电触点。绝缘互连件241-242也可堆叠在第一行太阳能电池210(1)、210(6)、210(7)、210(12)、210(13)和210(18)之上。然而，绝缘互连件242连接位于太阳能电池210(18)前表面上的端子连接器232。
根据本公开的方面，可采用具有两个导电端的绝缘互连件在太阳能装置中进行任何合适的电连接，诸如将包括电子设备的外围电路连接到太阳能电池(图1A、图2A和图2C)、连接太阳能电池或太阳能电池串、连接外围电路的电子设备等等。绝缘互连件可连接到任何合适的太阳能电池的端子，诸如在前表面上具有前电触点并且在后表面上具有后电触点的太阳能电池(图1A-1B)、背接触太阳能电池(图2A-2C)、双面太阳能电池等等。
根据本公开的方面，在任何合适的太阳能装置中均可采用绝缘互连件。太阳能装置可由太阳能电池(图2A和图2C)、太阳能电池串(图1A)等形成。太阳能装置可包括任何合适数量的太阳能电池、任何合适数量的太阳能电池串以及外围电路，该外围电路包括任何合适的电子设备诸如旁路二极管、电流传感器、控制电路等等。此外，太阳能电池串可包括使用任何合适的方法和材料连接的任何合适数量的太阳能电池。太阳能电池串可以以叠盖方式(图1A)、以非重叠方式形成(诸如太阳能电池串，包括图2B中的太阳能电池210(1)-(3))等等。此外，太阳能装置可包括任何合适的电路构造，诸如串联电路(图2A)、并联电路、串联和并联组合电路(图1A)等等。
根据本公开的方面，绝缘互连件可位于太阳能电池(图1A)之间、太阳能电池串(图1A)之间、太阳能电池或太阳能电池串与太阳能装置或封装包的边缘之间的任何合适的间隙中等等。在另一实施方案中，绝缘互连件可堆叠在太阳能电池(图2A-2B)、太阳能电池串等之上。在某个实例中，间隙可设置在绝缘互连件和太阳能电池或太阳能电池串之间。在另一实施例中，绝缘互连件可彼此堆叠(图2C)。在某个实例中，间隙可设置在堆叠的绝缘互连件之间。此外，绝缘互连件的位置、方向等等也可基于绝缘互连件的光定向特性来确定。例如，可优化绝缘互连件的位置和方向，以便由绝缘互连件将更多入射到绝缘互连件上的光导向太阳能电池和太阳能电池串。
根据本公开的方面，绝缘互连件可从封装包的内部布线到封装包的外部，例如，当绝缘互连件配置为将封装包内部的太阳能电池连接到封装包的外面包括电子设备的外围电路(图2B)。此外，封装包的外面的电子设备可位于封装包的外面的接线盒中。在某个实例中，绝缘互连件可连接到接线盒的端子，并且接线盒的端子可连接到电子设备。绝缘互连件可经由封装包上的开口从封装包的内部布线到外部。开口可位于封装包中任何合适的位置，例如前板、背板、封装包的边缘等等。
在某个实施例中，太阳能电池可为双面太阳能电池，其中前表面和后表面均接收光。在某个实例中，双面太阳能电池的后表面的后电触点可与双面太阳能电池的前表面的前电触点相似或相同。此外，双面太阳能装置可使用双面太阳能电池和具有透明前板和透明背板诸如一块玻璃的封装包形成。根据本公开的方面，在双面太阳能装置中可采用绝缘互连件。在某个实例中，可采用绝缘互连件经由双面太阳能装置的封装包的前板、背板等将双面太阳能装置内部的太阳能电池或太阳能电池串连接到双面太阳能装置之外包括电子设备的外围电路。图3示出概述根据本公开的实施方案的示例性工艺300的流程图。在某个实例中，可以执行工艺300以形成包括绝缘互连件的太阳能装置，诸如图1A中的太阳能装置100、图2A中的太阳能装置200和图2C中的太阳能装置290。
该工艺从S301开始。在S301中，形成太阳能装置的各种部件，诸如多个太阳能电池、电子设备、绝缘互连件等等。在某个实施例中，可形成太阳能电池串。在某个实施例中，还可形成其它部件，诸如用于封装包中的部件，其中包括透明前板、背板等等。透明前板可由玻璃制成。背板可由玻璃、聚合物等制成。在某个实施例中，可在透明前板、背板等上预制一个或多个开口，以将绝缘互连件从封装包的内部布线到外部，该封装包括透明前板、背板等等。例如，可在背板253上预制图2B中的开口243-244。然后，该工艺转到S310。
在S310中，布置并且导电耦接多个太阳能电池。在某个实施例中，使用多个太阳能电池的子集，诸如图1A所示的太阳能电池串120(1)-(4)，以期望的构造预先形成一个或多个太阳能电池串。然后，布置并且导电耦接太阳能电池串。例如，太阳能电池串120(1)-(4)使用串连接器131-134导电耦接以形成串联和并联组合电路。太阳能电池串诸如串连接器131-134可使用柔性金属带诸如具有合适图案的薄铜片导电耦接，并且可粘结到施加于太阳能电池上的ECA。
在另一实例中，多个太阳能电池诸如太阳能电池210(1)-(18)可以以期望的构造布置并且导电耦接，诸如图2A和图2C所示的串联电路。
此外，多个太阳能电池可以以期望的构造布置并且导电耦接到太阳能装置的透明前板诸如一块玻璃、背板诸如聚合物板等上。在某个实例中，双面太阳能电池可用于太阳能装置中，背板可为透明玻璃板。在图2A所示的实例中，太阳能电池210(n)布置并且导电耦接在太阳能装置200的背板253上。
在S320中，将一个或多个绝缘互连件相对于多个太阳能电池进行布置。在某个实施例中，每个绝缘互连件可包括中间部分，该中间部分与周围环境绝缘并且夹在第一导电端和第二导电端之间。在某个实施例中，绝缘互连件可预制成具有期望的尺寸，诸如厚度范围为50微米至250微米、宽度范围为2毫米(mm)至10毫米，并且具有期望的电导率，例如铜的电导率为58.5西门子/米(m)，铝的电导率为36.9西门子/米。在某个实例中，通过在导线上涂覆绝缘漆层来形成绝缘互连件。此外，可暴露并且处理绝缘互连件的两个导电端，以便导电耦接到电池连接器、串连接器、汇流条、端子连接器、太阳能电池或太阳能电池串的端子、外围电路中电子设备的端子等等。
一个或多个绝缘互连件可相对于由多个太阳能电池形成的太阳能电池串或多个太阳能电池进行布置。一般来讲，绝缘互连件可布置在太阳能装置的任何合适的位置，诸如布置在相邻太阳能电池或太阳能电池串之间的间隙中、布置在太阳能电池或太阳能电池串与太阳能装置的边缘之间的间隙中、布置在太阳能电池或太阳能电池串上等等。在图1A所示的实例中，绝缘互连件141-146布置在太阳能电池串120(2)-(3)之间的间隙172中。参考图1A，绝缘互连件141-146中的每个的第一导电端经由串连接器131-134中的一个连接到太阳能电池的端子。在某个实例中，绝缘互连件141-146中的每个的第一导电端可分别焊接或使用压力和加热粘结到串连接器131-134的位置175-178处。此外，可利用例如胶带设置并且保持绝缘互连件诸如绝缘互连件141-146、太阳能电池或太阳能电池串诸如太阳能电池串120(2)-(3)。
在图2A所示的另一实例中，绝缘互连件241-242相对于太阳能电池210(1)-(18)布置并且堆叠在第一行太阳能电池210(1)、210(6)、210(7)、210(12)、210(13)和210(18)之上。参考图2A，绝缘互连件241-242中的每个的第一导电端经由端子连接器231-232中的一个连接到太阳能电池的端子。在某个实例中，绝缘互连件241-242中的每个的第一导电端可分别焊接或使用压力和加热粘结到端子连接器231-232的位置245-246处。此外，可利用例如插入封装材料在绝缘互连件231-232和太阳能电池210(1)、210(6)、210(7)、210(12)、210(13)和210(18)中设置并且保持间隙281。
在S330中，将一个或多个绝缘互连件的至少一个导电端与太阳能装置外围电路中电子设备的端子导电耦接。参考图1A，绝缘互连件141-146中的每个的第二导电端连接至电子设备181-183中的一个的端子。参考图2A-2B，绝缘互连件241-242中的每个的第二导电端连接至电子设备265的相应端子。
在某个实施例中，包括透明前板和后板的封装包可配置为封装多个太阳能电池以及一个或多个绝缘互连件中的至少一部分。随后，可在加热和压力条件下，利用层压工艺以形成固化的层压结构。
当具有例如电子设备的外围电路处于封装包内部时，绝缘互连件的导电端和电子设备的端子可通过例如焊接绝缘互连件的导电端和电子设备的端子导电耦接。在另一实例中，也可通过施加压力和加热使绝缘互连件的导电端和电子设备的端子电接合。
当外围电路的至少一个电子设备处于封装包的外面时，至少一个绝缘互连件可经由封装包上的至少一个开口布线在封装包的外面，该开口诸如上文所述的封装包的前板、背板或边缘上的开口。因此，如S301中所述，在封装包中形成一个或多个开口。在图2A所示的实例中，绝缘互连件241和242经由开口243-244布线在封装包的外面。此外，可在S320中，绝缘互连件之间相对于至少一个开口对准。
在某个实例中，绝缘互连件的导电端可经由外部电缆诸如图2B中的外部电缆263和264连接到电子设备的端子。在某个实施例中，包括电子设备的外围电路可置于具有接线端子连接器的接线盒中，该接线端子连接器可连接外部电缆和电子设备。随后，太阳能装置可在操作过程中连接到外部负载并且为其供电。然后，工艺300进行到S399并且终止。
虽然已结合作为实例提出的本发明的特定实施方案描述了本公开的方面，但是可以对这些实例进行替换、修改和变型。因此，本文所述的实施方案旨在作为例示性的而非限制性的。在不脱离下文所述的权利要求的范围的情况下，可以进行更改。

Claims (20)

1.一种太阳能装置，包括：
太阳能电池，所述太阳能电池配置为形成具有至少一个串端子的太阳能电池串；和
绝缘互连件，所述绝缘互连件包括两个导电端并且配置为将所述串端子连接至所述太阳能装置的外围电路。
2.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件包括绝缘层所覆盖的导线。
3.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件布置在所述太阳能电池串和另一太阳能电池串之间的间隙中。
4.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件布置在所述太阳能电池串和所述太阳能装置的边缘之间的间隙中。
5.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件堆叠在所述太阳能电池串之上。
6.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件堆叠在另一绝缘互连件上。
7.根据权利要求1所述的太阳能装置，进一步包括：
封装包，所述封装包配置为封装所述太阳能电池串。
8.根据权利要求7所述的太阳能装置，其中所述封装包进一步包括：
透明前板；和
背板。
9.根据权利要求7所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件布线在所述封装包的外面，以连接处于所述封装包外部的所述外围电路。
10.根据权利要求7所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件连接至处于所述封装包内部的所述外围电路。
11.根据权利要求9所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件经由所述封装包中的开口布线在所述封装包的外面。
12.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述绝缘互连件具有光定向特性，以将入射到所述绝缘互连件上的光导向所述太阳能电池串。
13.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述外围电路包括旁路二极管。
14.一种制备太阳能装置的方法，包括：
设置太阳能电池，以形成具有至少一个串端子的太阳能电池串；以及
设置具有两个导电端的绝缘互连件，以将所述串端子连接至所述太阳能装置的外围电路。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
将所述太阳能电池串和所述绝缘互连件封装到封装包中。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
在所述封装包上形成开口，以将所述绝缘互连件布线在所述封装包的外部。
17.根据权利要求14所述的方法，其中设置具有两个导电端的绝缘互连件以将所述串端子连接至所述太阳能装置的外围电路进一步包括：
在导线上涂覆绝缘漆层以形成绝缘互连件；以及
形成所述绝缘互连件的两个导电端。
18.根据权利要求14所述的方法，其中设置具有两个导电端的绝缘互连件以将所述串端子连接至所述太阳能装置的外围电路进一步包括：
将所述绝缘互连件设置在所述太阳能电池串和另一太阳能电池串之间的间隙中。
19.根据权利要求14所述的方法，其中设置具有两个导电端的绝缘互连件以将所述串端子连接至所述太阳能装置的外围电路进一步包括：
将所述绝缘互连件设置在所述太阳能电池串与封装所述太阳能电池串和所述绝缘互连件的封装件的边缘之间的间隙中。
20.根据权利要求14所述的方法，其中设置具有两个导电端的绝缘互连件以将所述串端子连接至所述太阳能装置的外围电路进一步包括：
将所述绝缘互连件堆叠在所述太阳能电池串之上。
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