CN201233893Y - 太阳能电池模块的连接器及应用此连接器的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于太阳能电池模块的连接器及应用此连接器的系统，该连接器主要包含一正极连接单元以及一负极连接单元。该连接器可用于多个数组式光电转换组件的相互迭接，达到简化模块工艺、节省模块时间以及增加模块端产能的功效。

Description

太阳能电池模块的连接器及应用此连接器的系统

技术领域

本实用新型是关于一种用于太阳能电池模块的连接器，其特别有关于连接于该太阳能电池模块侧边的连接器，其可用于简化模块工艺、节省模块时间以及增加模块端的产能。

背景技术

目前由于国际能源短缺，而世界各国一直持续研发各种可行的替代能源，而其中又以太阳能发电的太阳电池最受到瞩目，太阳电池具有使用方便、取之不尽、用之不竭、无废弃物、无污染、无转动部份、无噪音、可阻隔辐射热、使用寿命长、尺寸可随意变化、并与建筑物作结合及普及化等优点，故利用太阳电池作为能源的取得。

近来太阳能电池模块的设计开发多以提高光能转换效率、增加耐久性及操作稳定性为目标，而太阳能电池在使用上为增加电压、电流或有效的吸收光能，常将太阳能电池单元以串联或并联方式连接并制作于单一基板上。

在产业上，在大面积的基板上制作多个单元的方法多以单片法(monolithic)或集成模块法(integrated Module)为主。如中国台湾公告第302553号专利所述，其使用单片法用以制造大面积的积体化太阳能电池模块，该专利是在单一基板上配置多个第一电极层、半导体层与第二电极层用以形成太阳能电池单元，再以导电体层串联各太阳电池单元，直接做出集成化的太阳能电池模块。最后，再一起进行封装。此工艺可接近全自动化有利量产，但其所需的设备精密且昂贵。

在集成模块法的串接结构与工艺中，每一太阳能电池单元包括两电极、一绝缘区和一光电转换区，此方法需先于两基板上分别制作多个单电极，且该两基板分别做为阳极基板与阴极基板，再于其中之一基板上先行制作多个隔绝区、导线区与光电转换区，再将两基板间隔前述隔绝区、导线区与光电转换区进行对准接合，用以组合成集成化太阳能电池模块。然而，此方法需要较多人力资源，虽工艺设备便宜但对于实际量产十分不利。

不论采用单片法或集成模块法来制作大面积或集成化的太阳能电池，都需在单一基板上作出多个单电池或多个单电极，而在进行封装前更必须针对个别组件制作外接导线。另外，在太阳能电池镀膜工艺中，必须考虑整体电压、电流甚至形状等设计，制作多个单电池或多个单电极的光罩或网版，故需针对每一种设计与尺寸的太阳能电池制作不同的光罩或网版，进而增加制作成本，也因此降低了太阳能电池设计的自由度。过去并无快速连接器于大面积组配的太阳能电池模块。

因此，有必要提出一种用于太阳能电池模块的连接器，利用连接器制作出大面积、方便串联与并联的太阳能电池模块。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于太阳能电池模块的连接器，此连接器除了可以简化模块工艺、节省模块时间以及增加模块端产能之外。更可于太阳能板装配时，达到大面积组配的串联与并联，有利于现场装配施工。

本实用新型的另一目的在提供一种太阳能电池系统，藉由太阳能电池模块化之简易结构，以节省模块化时间并有利于现场装配施工，进而节省时间成本。

为达上述目的，本实用新型的一种用于太阳能电池模块的连接器包含正极连接单元及负极连接单元。正极连接单元配置于太阳能电池模块的数组式光电转换组件的正极导通单元的一边，用以取出正电能。负极连接单元配置于数组式光电转换组件的负极导通单元的一边，用以取出负电能。

根据本实用新型的一种用于太阳能电池模块的连接器的一特征，其中每一正极连接单元和负极连接单元是由转接层上同时配置连接端口与输出端口所组成。而连接端口电性连接于数组式光电转换组件的正极导通单元或负极导通单元之一边。输出端口则为一连接模块，用来与另一太阳能电池模块的连接器的输出端口电性相连。至于转接层则固接在数组式光电转换组件上，且电性连接连接端口与输出端口。

根据本实用新型的一种用于太阳能电池模块的连接器的一特征，其中输出端口可与多个太阳能电池模块的多个输出端口电性相连而相互迭接。

根据本实用新型的一种用于太阳能电池模块的连接器的一特征，其中数组式光电转换组件系为30至300个太阳能电池排列形成。

根据本实用新型的一种用于太阳能电池模块的连接器的一特征，其中数组式光电转换组件系可置一被覆物于上方。

根据本实用新型的一种用于太阳能电池模块的连接器的一特征，其中被覆物是选自聚烯烃系、热可塑橡胶系、聚乙烯缩丁醛、聚酰胺系、聚酯系及其混和物所组成族群中的任何一种材料。

为达上述另一目的，本实用新型的一种太阳能电池系统至少包括第一太阳能电池模块以及第二太阳能电池模块。第一太阳能电池模块包括第一数组式光电转换组件以及第一连接器，其中第一数组式光电转换组件在相对的二边分别设有第一正极导通单元及第一负极导通单元，第一连接器至少包括第一正极连接单元以及第一负极连接单元。第一正极连接单元及第一负极连接单元分别配置在第一数组式光电转换组件的第一正极导通单元的一边以及第一负极导通单元的一边。第二太阳能电池模块包括第二数组式光电转换组件以及第二连接器，其中第二数组式光电转换组件在相对的二边分别设有第二正极导通单元及第二负极导通单元，第二连接器至少包括第二正极连接单元以及第二负极连接单元。第二正极连接单元及第二负极连接单元分别配置在第二数组式光电转换组件的第二正极导通单元的一边以及第二负极导通单元的一边。而第一太阳能电池模块与第二太阳能电池模块是以第一连接器与第二连接器电性相连。

根据本实用新型的一种用于太阳能电池系统的一特征，其中第一连接器以第一正极连接单元及第一负极连接单元，分别与第二连接器的第二正极连接单元及第二负极连接单元电性相连而形成并联结构。

根据本实用新型的一种用于太阳能电池系统的一特征，其中第一连接器以第一正极连接单元与第二连接器的第二负极连接单元电性相连，或以第一连接器的第一负极连接单元与第二连接器的第二正极连接单元电性相连而形成串联结构。

根据本实用新型的一种用于太阳能电池系统的一特征，其中第一正极连接单元、第一负极连接单元、第二正极连接单元、及第二负极连接单元均至少包括连接端口、输出端口及转接层。连接端口依序电性连接于第一正极导通单元、第一负极导通单元、第二正极导通单元、及第二负极导通单元的一边。输出端口为连接模块，用以电性相连第一连接器与第二连接器。转接层固接在第一数组式光电转换组件或第二数组式光电转换组件上，且电性连接连接端口与输出端口。

为让本实用新型的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型的一种具有连接器的太阳能电池模块示意图；

图2为本实用新型的连接器立体示意图；

图3为本实用新型的数组式光电转换组件内每一太阳能电池的剖面结构示意图；

图4为本实用新型的一实施例的太阳能电池系统的串联示意图；

图5为本实用新型的另一实施例的太阳能电池系统的并联示意图。其中，附图标记为：

100 太阳能电池模块

100a 太阳能电池模块

100b 太阳能电池模块

110 正极连接单元

110a 正极连接单元

110b 正极连接单元

120 数组式光电转换组件

130 正极导通单元

140 负极导通单元

150 负极连接单元

150a 负极连接单元

150b 负极连接单元

121 基板

122 多个导电薄膜

123 多个光电半导体薄膜

124 多个电极

200 连接单元

210 连接端口

220 转接层

230 输出端口

300 太阳能电池系统

400 太阳能电池系统

具体实施方式

虽然本实用新型可表现为不同形式的实施例，但附图所示者及于下文中说明者为本实用新型之较佳实施例，并请了解本文所揭示的内容仅考虑为本实用新型的一范例，且并非意图用以将本实用新型限制于图式及/或所描述的特定实施例中。

请参照图1，其绘示本实用新型的一种具有连接器的太阳能电池模块示意图。太阳能电池模块100的连接器至少包含正极连接单元110以及负极连接单元150。而太阳能电池模块100至少包括数组式光电转换组件120，且数组式光电转换组件120包含有正极导通单元130及负极导通单元140。正极连接单元110配置于太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120的正极导通单元130的一边，用以取出正电能。负极连接单元150配置于太阳能电池模块100的该数组式光电转换组件120的负极导通单元140的一边，用以取出负电能。正极连接单元110以及负极连接单元150主要功能是用来与另一数组式光电转换组件120作相互迭接。

需注意的是太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120是由如30至300个太阳能电池排列形成。其中，配置于太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120侧边的正极连接单元110和负极连接单元150，可用于多个太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120的相互叠接，且该相互迭接指多个太阳能电池模块100之间的串联与并联的叠接方式。请参照图1和图2。图2为连接单元的立体示意图。其中正极连接单元110及负极连接单元150的结构等同于连接单元200的结构。正极连接单元110与负极连接单元150其特征在于一转接层220上同时配置连接端口210与输出端口230。其中正极连接单元110与负极连接单元150是以连接端口210分别电性连接于太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120的正极导通单元130与负极导通单元140的一边，如图1所示。转接层220则固接在太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120上，同时转接层220亦电性连接连接端口210与输出端口230。而输出端口230为一连接模块，用以与另一太阳能电池模块100的输出端口230电性相连。在另一实施例中，输出端口230可与多个太阳能电池模块100的多个输出端口230电性相连。其中正极连接单元110与负极连接单元150具有抗腐蚀能力强、施工快速简易、耐冲击、耐负重、使用寿命长以及取得容易等优点。而正极连接单元110与负极连接单元150的材料是选自于镍、铁、金、银、钛、铜、钯、及铝所组成族群中的任何一种材料。本实用新型所提出的用于太阳能电池模块的连接器可简化模块工艺、节省组装时间以及增加模块端产能，且其最大优点在于更换方便。正极连接单元110与负极连接单元150于太阳能板装配时可大面积组配，方便串联、并联且同时兼顾美观性。

请先参照图4。在一实施例中，太阳能电池系统300至少包括第一太阳能电池模块100a与第二太阳能电池模块100b。其中第一太阳能电池模块100a与第二太阳能电池模块100b的结构等同于前述的太阳能电池模块100的结构，故其结构与配置方式不在此再加以详述。在本实施例中，第一太阳能电池模块100a和第二太阳能电池模块100b之间是以如图4所示的结构作电性连接，其中的第一太阳能电池模块100a的第一负极连接单元150a与第二太阳能电池模块100b的第二正极连接单元110b电性连接形成串联结构。

请再先参照图5。在此实施例中，太阳能电池系统400亦至少包括第一太阳能电池模块100a和第二太阳能电池模块100b。第一太阳能电池模块100a和第二太阳能电池模块100b相同于前述太阳能电池系统300的第一太阳能电池模块100a和第二太阳能电池模块100b。在太阳能电池系统400中，如图5所示，第一太阳能电池模块100a的第一正极连接单元110a与第一负极连接单元150a，分别与第二太阳能电池模块100b的第二正极连接单元110b与第二负极连接单元150b电性连接，以形成并联结构。要特别说明的是，在太阳能电池系统300和太阳能电池系统400中，当第一正极连接单元110a、第一负极连接单元150a、第二正极连接单元110b、和第二负极连接单元150b均具有前述的转接层220上同时配置连接端口210与输出端口230的结构时，第一太阳能电池模块100a和第二太阳能电池模块100b的连接器的电性相连主要是通过输出端口230的结构来达成的。

请参照图3，其为太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120内每一太阳能电池的剖面结构示意图。数组式光电转换组件120更包含：一基板121；多个导电薄膜122；多个光电半导体薄膜123以及多个电极124。多个导电薄膜122配置于基板121的上方且电性连接至正极导通单元130，用以取出电能与提升光电转换的效率。多个光电半导体薄膜123配置于多个导电薄膜122的上方，用以产生电子空穴对。以及多个电极124系配置于多个光电半导体薄膜123的上方且电性连接至负极导通单元140，用以取出电能与提升光电转换的效率。

由于硅(Silicon)为目前通用的太阳能电池的原料代表，而在市场上又区分为：1.单结晶硅；2.多结晶硅；3.非结晶硅。目前最成熟的工业生产制造技术和最大的市场占有率乃以单晶硅和非晶硅为主的光电板。原因是：一、单晶效率最高；二、非晶价格最便宜，且无需封装，生产也最快；三、多晶的切割及下游再加工较不易，而前述两种都较易于再切割及加工。有鉴于此，太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120内的基板121是选自于硅、玻璃、可挠性基板或不锈钢板之一。为了得到较佳的透光特性与较低的制造成本，可采用玻璃及不锈钢板作为基板121。

多个导电薄膜122的材料系选自铟锡氧化物(Indium tin oxide，ITO)、二氧化锡(Stannum dioxide，SnO₂)、氧化锌(Zinc oxide，ZnO)、含杂质的氧化锡与含杂质的氧化锌等；而多个电极124的材料可选用铟锡氧化层(Indium tinoxide，ITO)、二氧化锡(Stannum dioxide，SnO₂)、氧化锌(Zinc oxide，ZnO)、镍、金、银、钛、铜、钯、及铝等。其中，多个导电薄膜122与多个电极124可选用常见的蒸镀法(Evaporation)、溅镀法(Sputter)、电镀法、印刷法等工艺作为其主要之工艺方式。多个导电薄膜122系配置于基板121的上方，而多个电极124配置于多个光电半导体薄膜123的上方。

太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120内的多个光电半导体薄膜123是藉由硅烷气体(Silane，SiH₄)混和氢气(Hydrogen，H)以及掺杂气体形成具有p-i-n(p型半导体层-本质型(i型)半导体层-n型半导体层)半导体型态的太阳能电池。此太阳能电池于照光后，可产生电子空穴对形成电能。太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120内的多个光电半导体薄膜123可选用电浆增强型化学式气相沉积工艺(Plasma-enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、热丝化学气相沉积法(Hot-wire chemical vapor deposition，HW-CVD)或特高频电浆增强型化学式气相沉积(Very high frequency-plasma enhancechemical vapor deposition，VHF-PECVD)等工艺作为主要工艺方式。

其中，太阳能电池模块100的数组式光电转换组件120可置一被覆物于上方。此被覆物具有适当程度的弹性与柔软性、黏着力、高电气绝缘性、热传导性及透光性，在热应力与机械应力下，不会产生裂痕。此被覆物是选自聚烯烃系、热可塑橡胶系、聚乙烯缩丁醛、聚酰胺系、聚酯系及其混和物所组成的族群其中之一。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于太阳能电池模块的连接器，其中该太阳能电池模块包含一数组式光电转换组件，其特征在于，该连接器至少包含：

一正极连接单元，配置于该数组式光电转换组件的一正极导通单元的一边，用以取出正电能；以及

一负极连接单元，配置于该数组式光电转换组件的一负极导通单元的一边，用以取出负电能；

其中该正极连接单元与该负极连接单元是用以与另一个数组式光电转换组件相互迭接。

2.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的连接器，其特征在于，该数组式光电转换组件，进一步包含：

一基板；

多个导电薄膜，配置于该基板的上方且电性连接至该正极导通单元，用以取出电能与提升光电转换的效率；

多个光电半导体薄膜，配置于该些导电薄膜的上方，用以产生电子空穴对；以及

多个电极，配置于该些个光电半导体薄膜的上方且电性连接至该负极导通单元，用以取出电能与提升光电转换的效率。

3.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的连接器，其特征在于，每一该正极连接单元和该负极连接单元至少包括：

一连接端口，电性连接于该数组式光电转换组件的该正极导通单元或该负极导通单元的一边；

一输出端口，该输出端口为一连接模块，用以与另一太阳能电池模块的一连接器的一输出端口电性相连；以及

一转接层，固接在该数组式光电转换组件上，且电性连接该连接端口与该输出端口。

4.如权利要求3所述的用于太阳能电池模块的连接器，其特征在于，该输出端口与多个太阳能电池模块的多个输出端口电性相连而相互迭接。

5.如权利要求3所述的用于太阳能电池模块的连接器，其特征在于，该连接端口的材质是选自于镍、铁、金、银、钛、铜、钯、及铝所组成族群中的任何一种材料。

6.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的连接器，其特征在于，该数组式光电转换组件上方置一被覆物。

7.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的连接器，其特征在于，该数组式光电转换组件为30至300个太阳能电池排列形成。

8.一种太阳能电池系统，其特征在于，至少包括：

一第一太阳能电池模块，至少包括：

一第一数组式光电转换组件，在相对的二边分别设有一第一正极导通单元及一第一负极导通单元；以及

一第一连接器，至少包括：

一第一正极连接单元，配置在该第一数组式光电转换组件的该第一正极导通单元的一边；以及

一第一负极连接单元，配置于该第一数组式光电转换组件的该第一负极导通单元的一边；以及

一第二太阳能电池模块，至少包括：

一第二数组式光电转换组件，于相对的二边分别设有一第二正极导通单元及一第二负极导通单元；以及

一第二连接器，至少包括：

一第二正极连接单元，配置在该第二数组式光电转换组件的该第二正极导通单元的一边；以及

一第二负极连接单元，配置于该第二数组式光电转换组件的该第二负极导通单元的一边；

其中该第一太阳能电池模块与该第二太阳能电池模块是以该第一连接器与该第二连接器电性相连。

9.如权利要求8所述的太阳能电池系统，其特征在于，该第一连接器是以该第一正极连接单元及该第一负极连接单元，分别与该第二连接器的该第二正极连接单元及该第二负极连接单元电性相连而形成并联结构。

10.如权利要求8所述的太阳能电池系统，其特征在于，该第一连接器是以该第一正极连接单元与该第二连接器的该第二负极连接单元电性相连，或以该第一连接器的该第一负极连接单元与该第二连接器的该第二正极连接单元电性相连而形成串联结构。

11.如权利要求8所述的太阳能电池系统，其特征在于，该第一正极连接单元、该第一负极连接单元、该第二正极连接单元、及该第二负极连接单元均至少包括：

一连接端口，依序电性连接于该第一正极导通单元、该第一负极导通单元、该第二正极导通单元、及该第二负极导通单元的一边；

一输出端口，该输出端口为一连接模块，用以电性相连该第一连接器与该第二连接器；以及

一转接层，固接在该第一数组式光电转换组件或该第二数组式光电转换组件上，且电性连接该连接端口与该输出端口。

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