TWI656649B - 光伏模組 - Google Patents

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Abstract

揭露一種光伏模組，其具有負端子(5)與正端子(6)以及連接至光伏模組(1)的負端子(5)與正端子(6)的m個子模組(2)的並聯連接件(3、4)。m個子模組(2)的每一者具有n個串聯連接的背接觸電池(9)的串，其中子模組(2)的每一者的n個電池(9)配置為陣列。用於每個n個串聯連接的背接觸電池(9)的串的連接件(8)以及並聯連接件(3、4)設置於背導電片中，且所述背導電片包括針對並聯連接件(3、4)的指定區域(7)，其對應於每個對應的子模組(2)的邊緣部。

Description

光伏模組
本發明是關於包括負端子(negative terminal)以及正端子的光伏模組。
國際專利公開案WO2009/134939揭露一種使用整體式(monolithic)模組組裝技術製作的光伏模組。一實施例揭露光伏模組的電池以6×10陣列配置，且藉由非線性電路路徑互相連接。
國際專利公開案WO2010/135801揭露實施有遮蓋保護(shading protection)配置的光伏模組串。導體以及旁通二極體設置在光伏模組的周緣上且連接至電池串。
來自轉換太陽能控股有限公司(Transform Solar Pty Ltd)的現有商品名為Sliver的再一已知光伏模組包括多個小矩形電池，在未使用旁通二極體的情況下，許多所述小矩形電池並聯連接以改良遮蓋表現。藉由將位於電池之間的匯流排(bussing) 互相連接獲得電池之間的並聯與串聯連接，因此使用前區表面降低了模組的整體效率。
國際專利公開案WO 89/05521揭露一種光伏模組(例如見圖1、圖3與圖4)，具有銅匯流排或銅條形式的並聯連接件來互相連接子模組，其進而各自包括串聯連接的太陽電池。子模組內的太陽電池使用(例如)銅串或銅帶互相連接。
本發明尋求提供一種改良的(特別是關於(部分)遮蓋表現)光伏模組。
根據本發明，提供根據以上前言定義的光伏模組，其具有連接至光伏模組的負端子與正端子的m個子模組的並聯連接件，其中m個子模組的各者包括n個串聯連接的背接觸電池的串，其中每個子模組的n個電池配置為陣列，並聯連接件以及用於每個n個串聯連接的背接觸電池的串的連接件設置於背導電片(例如導電箔)中，且所述背導電片包括用於並聯連接件的指定區域，其(至少)對應至每個對應的子模組的邊緣部。背接觸電池可以是各種類型的電池(其中在電池的背側處的連接件都是可用的)，其包括但不限於：金屬穿透式(metal wrap through；MWT)、射極穿透式(emitter wrap through；EWT)、指叉式背接觸(interdigitated back contact；IBC)電池以及下述電池：電池的側邊緣用於將前側導體連接至電池的背側的水平(level)。本發明的實施例允許在光 伏模組的背導電片上的電池之間(部分地)設置互相連接件，其提高操作中及製作期間的效率。
1’、2’、3’、4’、5’、6’、7’、8’、9’、10’、11’、12’、13’、14’、15’‧‧‧串
1‧‧‧模組
2‧‧‧子模組
3、4‧‧‧並聯連接件
5、6‧‧‧端子
7‧‧‧區域
8、8’‧‧‧連接件
8a‧‧‧島
9‧‧‧電池
9a、9b‧‧‧端子
11‧‧‧背導電片
11”‧‧‧子串
12‧‧‧線
13‧‧‧旁通二極體
以下將使用許多例示性實施例參照隨附圖式更詳細地論述本發明，其中圖1繪示根據本發明一實施例的光伏模組的(背側的)實施例。
圖2繪示具有指定並聯連接件區域的圖1的光伏模組的背側圖。
圖3繪示根據本發明再一實施例的子模組示意圖。
圖4a與圖4b繪示子模組的兩個替代連接實施例的示意圖。
圖5a至圖5d繪示具有各種形狀的本發明光伏模組的實施例。
圖6繪示本發明光伏模組的一實施例的雙箔(double foil)實施例。
圖7繪示本發明光伏模組的再一替代實施例的示意電路圖。
圖8a繪示如本發明一實施例中所用的背導電片的示意圖。
圖8b繪示使用圖8a的背導電片的子模組示意圖。
圖9a繪示根據本發明再一實施例的光伏模組的示意平面圖。
圖9b繪示圖9a實施例的光伏模組的子模組的示意平面圖。
圖9c與圖9d繪示圖9a光伏模組的再一替代實施例的示意平 面圖。
圖10繪示根據本發明又再一實施例的光伏模組的示意平面圖。
圖11繪示圖10光伏模組的具有四個子模組的基本方塊(basic block)串聯連接的詳細圖。
圖12繪示子模組串聯連接的替代實施例。
本發明實施例旨在基於導電背片技術提供改良的光伏模組(當使用背接觸電池時利用特定性能以及特徵)或更通用的光伏模組。圖1繪示根據本發明一實施例的光伏模組1的(背側的)實施例，包括3×5陣列的15個子模組2(編號從1到15)的陣列。 以更通用的術語來說，提供m個子模組2的並聯連接件3、並聯連接件4(例如實施為匯流排導線(bussing lead))，其中所述並聯連接件連接至負端子5與正端子6。負端子(或轉接器)5設置為與並聯連接件3接觸，且正端子(或轉接器)6設置為與並聯連接件4接觸。注意到，本發明光伏模組1的此3×5陣列可以與通常具有6×10光伏電池的組合的一般光伏面板大小相似。
在本發明實施例中，子模組2包括一串串聯連接的背接觸電池9(也見以下圖3)。每個子模組2的n個電池9配置為陣列，且用於每個n個串聯連接的背接觸電池9的串的連接件8以及並聯連接件3、並聯連接件4設置在背導電片中，且所述背導電 片包括用於並聯連接件3、並聯連接件4的指定區域7，其至少對應至每個對應的子模組2的邊緣部。圖2的示意圖中指示指定區域7的可能的實施例。背導電片中指定區域7的使用允許(部分地)設置光伏模組1的背導電片上的電池9之間的互相連接件，其提高操作中以及製作期間的效率。當隔離層(例如藉由封裝物提供)存在電池9的背側以及背導電片之間(除了所需正連接件與負連接件之外)時，可實施此。此外，隔離層以及保護層可(例如)以有機表面保護層(organic surface protection layer；OSP)、鉻酸鋅層等的形式存在於背導電片的頂部上。
在再一實施例中，每個子模組2具有實質上方形的覆蓋區(footprint)(或總表面區域)，或甚至是準確的方形覆蓋區。子模組2的區域愈方形，則光伏模組1對於細長的陰影的陰影耐受度更佳，所述陰影的延伸方向隨機地分布在360度的範圍內。
以上特徵的組合允許提供不需要旁通二極體(如在先前技術的光伏模組中)的光伏模組1，而所述光伏模組在(部分)遮蔽條件下提供優異表現。估計子模組2的區域愈方形，則光伏模組1的陰影耐受度更佳。
根據本發明實施例，基於導電箔技術，光伏模組1設置有背接觸電池(或迷你電池)9，其中所述迷你電池9串聯連接成串，且其中所述串並聯連接。這使得耐受陰影的光伏模組1具有好的外觀與感知，所述光伏模組非常適合用於“建造積體光伏/建造應用光伏”市場。所提及的這些模組1不需要旁通二極體，其節省 成本且免除對於旁通二極體盒的需求，且因此對屋頂中應用(in-roof application)帶來更多自由。此外，面板架構為模組化(modular)允許大量不同模組形狀(L形、U形、O形)同時可標準化輸出電壓(例如32V)，允許對於此電壓最佳化的DC-DC轉換器/微逆變器發展。另，由於在本發明實施例中的串具有彎曲的形狀佔據方形的區域，因此光伏模組一般而言對於細長的陰影圖案(其具有任意的延伸方向)較不脆弱。
在一替代的配置中，光伏面板(或光伏模組1)設置為包括安裝在圖案化的導電箔上的背接觸電池9，其中箔的圖案使得太陽電池9的組藉由導電箔子圖案(連接件8，見以下圖3描述)串聯互相連接成串(形成子模組2)，且其中這些串(或子模組2)藉由導電箔主圖案並聯連接。所述串(或串聯連接的電池9)具有彎曲的形狀，且每個串(形成子模組2)佔據方形區域。主導電箔圖案具有互相交叉(interdigitate)的形狀，亦即並聯連接件3、並聯連接件4的導電路徑部分地平行。
在再一替代配置中，光伏面板(或光伏模組1)設置為包括安裝在導電箔上的背接觸電池9，其具有模組化的構造，其中每個模組化的組件(或子模組2)包括串聯互相連接的多個電池(亦即一串電池9)，其中所述串的端子連接至至少兩個導電箔導線(做為部分的並聯連接件3、並聯連接件4)中的兩個。所述串具有彎曲的形狀，且所述串佔據方形區域。每個模組化的組件可連接至至少一鄰近的模組化組件，藉此形成並聯連接件3、並聯連接件4； 其中並聯導體(並聯連接件3、並聯連接件4)併入箔中且位於光伏電池9的子組下方。
在一組實施例中(其實例繪示於圖2的示意圖中)，用於每個n個串聯連接的背接觸電池9的串的並聯連接件3、並聯連接件4以及連接件8設置於單一背導電片中。使用單一背片(或甚至雙箔背片，參見以下圖7)以及背接觸電池9，使盡可能多的光伏模組2的前區以具有成效是可能的，而沒有因在電池9的前側處的互相連接件導致的遮蔽。
再次在圖2中，並聯連接件3、並聯連接件4繪示為互相交叉的導體。在再一實施例中，背導電片是單一背導電片11。使用恰當的布局，子模組2之間的並聯連接件3、並聯連接件4不會干擾形成子模組2的電池9的(串聯)連接件8。這種單一背導電片11更詳細地繪示於圖8a的示意圖中。所述單一背導電片11包括使用隔離線12的連接件8，隔離線12為(例如)使用蝕刻或其他切割線(scribe line)技術形成於單一背導電片11中。在圖8b中繪示整個子模組2，其包括方形形狀的電池9，其各自具有正背接觸件與負背接觸件(正端子9a與負端子9b)。在圖8a中，清楚的是，大多數連接件8也是方形，相似於電池9。然而，在此實施例中，指定區域7再次設置於子模組2的邊緣處，以允許用於並聯連接件3、並聯連接件4的空間。簡單地藉由將一些連接件8做小一些(指示為連接件8’)(這是可能的)，確保至正背接觸件與負背接觸件(正端子9a與負端子9b)的連接仍是可能的。
本發明的光伏模組1的另外數個替代實施例示意性地繪示於圖9a至圖9d中，其中電池的串聯連接件8設置於單一背導電片11的島狀部中。
圖9a繪示整個光伏模組1的平面圖，其具有3×5的構造的子模組2。設置單一背導電片11，其分割為形成相應的並聯連接件3、並聯連接件4的正區塊以及負區塊，所述並聯連接件3、並聯連接件4藉由隔離線12分隔且隔離。所述分割使得每個子模組2可連接至正區塊(並聯連接件3)以及負區塊(並聯連接件4)。
圖9b繪示背導電片的左上方的子模組部的平面圖，繪示形成子模組2的8×8的電池9及其相應的串聯連接件8。另外繪示重疊此具體子模組2的部分的正區塊(並聯連接件3)以及負區塊(並聯連接件4)。絕緣的導線島8a設置於單一背導電片11中，允許串聯連接件8亦形成於單一導電背片11中。如圖9a中繪示，可設置此來用於光伏模組1的每個子模組2。
在此組實施例中，因此可能於單一背導電片11中設置充足的絕緣導線島8a，以使用串聯連接件8形成局部串導線鏈。單一背導電片11的導線島8a之外的剩餘部分能夠設置並聯連接件3、並聯連接件4。如圖9b中繪示，子模組2可接著使用分別在子模組的串的第一個電池9與最後的電池9處的電池端子9a、電池端子9b連接至並聯連接件3、並聯連接件4。
圖9c與圖9d繪示光伏模組1的3×3子模組(圖9c)以及2×5子模組(圖9d)的構造的單一背導電片11的正區塊(並聯 連接件3)以及負區塊(並聯連接件4)的再一替代配置。
在圖9a至圖9d的實施例中，每個子模組2的正端子9a與負端子9b已設置在子模組的相對角落的末端處(如圖9a、圖9c與圖9d繪示的實施例中子模組2角落中的“點”(正端子9a、負端子9b))。在再一實施例中，子模組2可設計為藉由恰當地選擇以及定向n個串聯連接的背接觸電池9的串，以使得其相應的正端子9a與負端子9b以對於彼此相對短的距離(例如子模組2的長度大小的一半以內)來形成群組。經形成群組的正端子9a與負端子9b可接著位於(例如)每個子模組2的中間部分中或在每個子模組2的角落處。
在一實施例中，將晶圓切割成十六個(迷你)電池9，其串聯連接以形成子模組2。當經形成群組的正端子9a與負端子9b在子模組2的角落中時，可能使用特定的箔串路徑2A、路徑2B、路徑2C以及路徑2D，當其恰當地結合時可形成群組為用於背導電片11的有效布局的四個單元模組基本方塊，其中基本方塊的正端子9a與負端子9b可連接至左側或右側，且每一者具有正端子9a與負端子9b的兩個可能的定向。這示意性地繪示於圖10中繪示的實施例中，其再次繪示指定區域7中並聯連接件3、並聯連接件4的分區，指定區域7至少覆蓋每個對應的子模組2的邊緣部，其中並聯連接件3、並聯連接件4藉由切割線(scribe line)12分隔。光伏模組1的六乘十個子模組2的構造具有三乘四個基本方塊(A-B-A-B以及C-D-C-D)(藉由虛線指示)，每一者具有特定 構造的負端子9a與正端子9b。
圖11詳細繪示四個子模組2(藉由虛線指示)的結構，其每一者具有特定的串路徑(在此情況下，兩倍串路徑2C以及兩倍串路徑2D)，其為繪示於圖10實施例中第二列、第一行的基本方塊。再次藉由在背導電片11中設置為島的連接件8提供電池9的串聯連接。在繪示的構造中，給定四個串圖案(C-D-C-D)，留下分別連接至並聯連接件3、並聯連接件4的一個正端子9a與一個負端子9b。在此情況下，連接件8是簡單筆直連接條，其做為部分的背導電片11、在相鄰的正電池9與負電池9之間。
在圖11的更詳細的圖中，繪示出每個電池9設置有三個斜線圖案的端子9a、端子9b，中間者的極性與外面者的極性相反。 這允許提供每個子模組2非常有效率的串路徑，(例如)如繪示於圖11的實施例中。另，其允許在將晶圓切割為電池9之前與之後，保持整個光伏模組1各處的覆蓋區(footprint)或金屬化圖案相等。另，每個經切割的晶圓(十六個電池9)可以相同定向置於背導電片11上(且緊鄰另一組十六個電池9)。
在圖12中，再一可能的實施例繪示子模組2具有四乘四的電池9，其中串聯連接件8、串聯連接件8’以兩種不同變體設置為凹狀連接件8、凹狀連接件8’(彎曲條連接件8或叉狀連接件8’)。這導致非常有效率的串連接，其以正端子9a、負端子9b為末端，所述正端子9a、負端子9b能夠在串路徑2A這種類型的右下角處。一般而言，凸狀用於串聯連接件8(例如見圖11的實施 例)，其中連接的端子之間的整個區域形成在導電背片11中，而凹狀連接件8包括導電背片11的部分，所述部分並非連接的端子之間的電性導電路徑的部分。
形成基本方塊的四個子模組2的特定結構亦非常有效且有效率地用於連接旁通二極體(需要時，其並聯於電池9的串聯連接件)。其甚至使得十六個電池9的每一串能夠包括一個旁通二極體(使用各別的正端子9a與負端子9b)。這具有再一優點為：使得至旁通二極體的軌跡保持盡可能的短。另，其允許使用不同類型的旁通二極體，諸如盒狀類型二極體(case type diode)、具有背接觸的晶圓類型或具有前與後接觸的晶圓類型。
圖3更詳細地繪示根據本發明的例示性子模組2的構造。再次，繪示並聯連接件3、並聯連接件4以及針對這些並聯連接件的指定區域7。在此實施例中，子模組2包括具有背接觸的8×8陣列的電池9。使用做為部分的單一背導電片的串聯導線設置電池9的串聯連接件。圖4a繪示在此實施例中電池9的彎曲圖案(一列接著一列)，其具有用於每個n個串聯連接的電池9的串的負端子9a以及正端子9b。圖4b繪示串聯連接的電池9的串的替代配置，其具有較小且不同定向彎曲的圖案。甚至可提供再一替代實施例，特別記住，當使用用於子模組2的並聯連接件3、並聯連接件4時，正串端子與負串端子的準確附接位置可不同。例如當使用圖2的實施例時，連接件可在串聯連接的電池9的頂部列與底部列的任意處。
如圖1與圖2中繪示，在本發明一例示性實施例中，光伏模組包括15個串(子模組2)，每個串佔據方形區域。所述串(例如)包括呈8×8陣列的64個電池9，其中16個電池切割自15.6×15.6cm2的方形或半方形晶圓。每一方形區域的串代表光伏模組1的模組化組件。
在再一實施例中，m個子模組2配置為具有非矩形形狀的陣列。光伏模組的多種形狀是可能的，其中存在或不存在每個方形區域的串(子模組2)。這意味光伏模組的多種形狀(達到2的15次方的數目)是可能的。考慮到旋轉與鏡像對稱，此數目降低至2的13次方(等於8192)個可能的光伏模組形狀。當必要時，其許多實例(包括修改的並聯連接件3、並聯連接件4的路徑)示意性地繪示於圖5a至圖5d中。圖5a繪示變體，其中左上方兩個子模組2已刪除，導致光伏模組1的角落凹入。圖5b繪示變體，其中已省略多個子模組2，導致在光伏面板左上方角落處的階梯狀。圖5c繪示一實施例，其中省略兩個在光伏模組1左邊緣處的子模組2，允許(例如)其置於建築元件(諸如煙囪)周圍。圖5d甚至繪示再一實施例，其中省略中間的一個子模組2，導致光伏模組1其中具有孔隙。如之前指示的甚至再一修改是可能的，且不限於如繪示的形狀與實施例。注意到，當使用其他類型的子模組的陣列時，甚至可獲得其他形狀與大小的光伏模組1。
以更一般的術語來說，光伏模組1可設置為具有一個或更多個n個串聯連接的電池9的串，其中n至少為16，例如64。 這意味著足夠小的電池(每個串包括16個或64個電池)的使用允許免除對旁通二極體的需求來使用本發明的並聯與串聯構造。 為此，在再一實施例中，光伏模組設置有m個子模組2，其中m至少為4，例如是15。
注意到，在再一實施例中如光伏模組中使用的獨立的電池9可以是矩形，藉由串形成的子模組2實質上維持方形。可提供子模組2佔據方形區域但子模組2包括矩形電池9的實施例，旨在達到每串的更高電壓，且因此亦達到更高的模組電壓。可提供子模組2佔據實質上方形(亦即某種程度上矩形的區域)的實施例，其再次包括矩形或方形的電池9。這樣的實施例將實現沿著子模組2的長側的相對更多的匯流。
在再一組的實施例中，背導電片包括第一背導電片以及第二背導電片，且藉由第一背導電片提供並聯連接件3、並聯連接件4，且在第二背導電片中提供用於每個n個串聯連接背接觸電池9的串的連接件8。這繪示於圖6的部分光伏模組圖中。細的彎曲圖案狀的連接件8繪示為形成第二背導電片且將64個電池9互相連接。與此第二背導電片重疊的是第一背導電片，其與第二背導電片隔離(除了每個n個串聯連接的電池9的串的端子末端(正端子9a與負端子9b)之外)。第一背導電片因此設置為一種互相交叉的連接層，且第二背導電片為彎曲圖案的連接件。當然第一背導電片與第二背導電片的定向與路徑的多種變化是可能的，例如互相交叉的連接層(第一背導電片)可具有錐狀導電導線。換 句話說，主要的箔(第二背導電片)負責串聯互相連接，而與主要的箔隔離的次要的箔(第一背導電片)負責所有子模組2的電流傳輸。
此外，隔離片可設置在第一背導電片與第二背導電片之間，以確保恰當的電性隔離。在再一實施例中，第一背導電片可設置有孔隙，其(例如)將允許使用導電黏合劑等製做第一背導電片與第二背導電片之間的電性連接件。第一背導電片中的孔隙亦可用於允許電池9具有三個接點以製做相關的電性連接件。(例如)電池9的第一極性的兩個接點接觸第一背導電片與第二背導電片，且具有相反極性的第三接點接觸恰當的連接件(例如圖6實施例的彎曲導體(連接件8))。
為了進一步改良光伏電池的(部分)遮蓋表現，提供再一組實施例，其中電池9是具有低崩潰電壓Vbd(例如Vbd大於-8V(Vbd-8V，亦即在絕對意義上為小於8V))的類型。在特定類型的光伏電池9中，可使用本質上存在於電池設計中的效果或特徵(例如在使用穿過電池9於金屬包(metal wrap)的金屬導孔中形成肖特基類型的寄生二極體的情況下)。可使用包括具有非常低的崩潰電壓(Vbd)的電池的光伏模組1而免除對旁通二極體的需求。由於功率是藉由Vbd×Isc來限制(其中Isc是短路電流)，因此低Vbd(在絕對意義上來說)限制被遮蓋的電池9中的功率消耗。低功率消耗明顯地表示降低的溫度增加量，且因此模組損壞及火災的風險較低。
當模組短路且電池9的一個電池被遮蓋且此電池9是64個電池9的子模組的部分時，63個未被遮蓋的電池9一般將提供63×0.6V38V的電壓，而被遮蓋的電池9將在相同電壓下操作，但卻是負的(亦即-38V)，因此得到總共0V。在那樣的情況下，在被遮蓋的電池9中，功率消耗最大將為19W(38V乘上一般短路電流(0.5A的Isc))。若這發生在所謂的熱點(hot spot)中，這將造成高的局部溫度增加量，且可能導致對於電池9的不可逆的損壞。為了避免此情況，在電池9的子組(其包括被遮蓋的電池9)上面的旁通二極體13將避免此情況。為了避免在這些情形下損壞，旁通二極體13仍可以是有用的。這在以下情況下成立：(被遮蓋的)電池9具有在絕對意義上非常高的崩潰電壓(Vbd<-38V)。若被遮蓋的電池9具有在絕對意義上較低的崩潰(亦即Vbd>-38V)，則功率消耗藉由Vbd×Isc=Vbd×0.5來限制。 若Vbd的絕對值足夠小(且因此Vbd×Isc的乘積足夠小)，則可省略旁通二極體13。
在再一組的實施例中，旁通二極體是用於關於部分的遮蓋來提供甚至更佳的表現。在此組實施例中，每個串包括兩個或更多個子串11”，且旁通二極體13並聯連接於兩個或更多個子串11”中的每一者。這繪示於圖7的示意圖中，其中繪示15個子模組2(串1’...串15’)中的每一者的電子等效物。每個串包括四個子串11”，且每個子串11”藉由旁通二極體13並聯分流。每個子串11”(例如)包括串聯連接的16個(小)電池9，且因此包括 四個子串11”的每個串具有總共64個電池9。在部分遮蓋的情況下，因為四個旁通二極體13所以效果減弱。旁通二極體13可體現為表面安裝裝置(surface mount device；SMD)類型，其甚至將允許使旁通二極體13置於背導電片(或導電背片)上，甚至(例如)在電池9之間。在此實施例中的旁通二極體13只需要具有小的電容(因為只有橋接16個小電池9)，且因此允許易於併入疊層中。做為替代，可利用平板晶圓類旁通二極體(flat wafer based bypass diode)12，其也易於整合在光伏模組1的設計中。
以上，已描述本發明的光伏模組的多個實施例，其相較於習知類型光伏模組皆展現改良。
習知模組具有串聯連接的三個串，其中每個串具有旁通二極體。這些模組具有非最佳的遮蓋表現。遮蓋一個電池將取下(take down)一整個串，亦即三分之一的光伏面板。將分布於三個串上面的一個列中的6個電池進行水平遮蓋將取下幾乎整個模組。此外，串佔據的區域為狹長，其導致模組對遮蓋為脆弱的，所述遮蓋具有垂直於狹長的串區域的延伸部。另，旁通二極體增加模組的成本。此外，旁通二極體需要容納於旁通二極體盒(接線盒)中。此盒在常見的做法中是置於模組的後側上，其帶來模組應用的限制，例如因為旁通二極體盒的大小而阻礙平坦的屋頂中安裝(in-roof mounting)。
如以上解釋，此發明是用於無旁通二極體模組的解決方案，其相較於習知光伏面板具有再更佳的遮蓋回應。這可歸功於 多個串的並聯連接。相較於習知模組，對於照明部分的光伏面板回應更成比例。
併入多於習知的三個旁通二極體是替代的解決方案。然而，困難在於將所有這些旁通二極體容納於旁通二極體盒中是越來越困難的。這將需要安裝大量導電導線(匯流排)到旁通二極體盒。此外，由於匯流排的布局(匯流排與焊片(tabbing)的彼此交越(cross-over)是繁瑣的，且將需要匯流排-焊片隔離以及更大電池空間)，因此旁通二極體的數目是限制的。
如以上解釋，在本發明實施例的特定群組中，旁通二極體可與光伏電池一起層壓。在習知的光伏模組中，由於習知旁通二極體的大小(其能夠攜帶9安培)，這帶來層壓困難(應力/張力)且增加光伏模組的成本。在本發明實施例的特定群組中可避免此，因為可使用大量的電容較小(其也具有較小的大小)的旁通二極體13。
一般而言，本發明實施例的特徵可在於具有(小)背接觸太陽電池9的串的並聯連接件，其中並聯導體(並聯連接件3、並聯連接件4)以及串聯連接件8整合在導電箔中，且其中並聯導體(並聯連接件3、並聯連接件4)在太陽電池9的後面，且其中光伏面板的結構是模組化的。
優點為由於不存在旁通二極體而成本較低，藉由並聯互相連接件以及更佳遮蓋表現而使其變為可能。此外，光伏模組1的模組化設計允許各種模組形狀。這使得屋頂能夠覆蓋有不同形 狀(L形、U形、O形等)的面板，且允許放置接近於障礙物/在障礙物周圍(所述障礙物像是煙囪)。明顯地，這大為增加屋頂覆蓋的自由度，且使得建造美感改良。現今，為了美感的目的，通常使用虛擬模組來填滿屋頂(或其他區域)，然而，這些虛擬模組不產生功率。本發明允許來自這種屋頂的愈來愈有效率的功率生產。本發明光伏模組1的架構可為了標準化電壓(例如32V)來微調，不管模組1的形狀或大小，允許DC-DC轉換器或微逆變器針對此特定電壓的最佳化。
注意到，電池9可以已知方法安裝在背導電片上，所述方法(例如)使用導電材料(像是焊料、導電黏合劑等)(也見本申請人的專利申請案PCT/NL2013/050819(尚未公開))。將可能使用挑揀件(pick)且將機器人放置有視覺系統，且將電池9定位且放置於背導電片上面。光伏模組可接著藉由從背片(例如PET)開始組裝，可能提供有PVF的外層。背導電片可形成為箔(例如使用Cu、Al或具有冷噴塗的Cu點的Al)，其可能具有隔離塗層(例如有機表面保護層或鉻酸鋅層)，其具有開放的(裸金屬)點，在其上塗覆有導電材料點(像是導電黏合劑或焊料)，接著藉由孔道塗覆封裝物材料(例如多孔的EVA)。電池9可接著置於導電材料點上，然後塗覆額外的封裝物材料(例如EVA)，接著是透明覆蓋板(例如玻璃)。
應用領域將是建造應用光伏(Building Applied PV；BAPV)以及建造積體光伏(Building Integrated PV；BIPV)的市 場。本發明得到遮蓋耐受的光伏應用以及用於屋頂上的光伏系統的設計自由度。
以上已參照繪示於圖式中的許多例示性實施例來描述本發明實施例。一些部分或元件的修改以及替代實施方案是可能的，且包括於隨附申請專利範圍中定義的保護範疇。

Claims (17)

  1. 一種光伏模組，包括負端子(5)以及正端子(6)以及m個子模組(2)的並聯連接件(3、4)，所述並聯連接件(3、4)連接至光伏模組(1)的所述負端子(5)以及所述正端子(6)，其中m個所述子模組(2)的每一者包括n個串聯連接的背接觸的電池(9)的串，其中每個所述子模組(2)的n個所述電池(9)配置為陣列，用於每個n個串聯連接的背接觸的所述電池(9)的串的連接件(8)以及所述並聯連接件(3、4)設置於背導電片中，且所述背導電片包括針對所述並聯連接件(3、4)的指定區域(7)，所述指定區域(7)對應於每個對應的所述子模組(2)的邊緣部，其中所述子模組(2)的區域對應於所述子模組(2)中的所述電池(9)的區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述子模組(2)的每一者具有實質上方形的覆蓋區。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的光伏模組，其中n至少是16。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中m至少是4。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述並聯連接件(3、4)包括所述子模組(2)的互相交叉的連接件。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述電池(9)為矩形。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述背導電片是單一背導電片(11)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光伏模組，其中所述單一背導電片(11)包括使用隔離線(12)的所述連接件(8)。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述背導電片包括第一背導電片以及第二背導電片，且所述並聯連接件(3、4)是藉由所述第一背導電片來提供，且用於每個n個串聯連接的背接觸的所述電池(9)的串的所述連接件(8)提供於所述第二背導電片中。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光伏模組，其中所述第一背導電片包括彎曲的圖案，所述第二背導電片包括互相交叉的圖案。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述光伏模組(1)包括3×5陣列的所述子模組(2)。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述子模組(2)的每一者包括8×8陣列的串聯連接的所述電池(9)。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述子模組(2)的每一者包括來自單一晶圓的4×4的所述電池(9)的四個子陣列。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述電池(9)的崩潰電壓Vbd大於或等於-8V。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述串的每一者包括兩個或更多個子串(11”)，且旁通二極體(13)並聯連接至兩個或更多個所述子串(11”)的每一者。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的光伏模組，其中所述旁通二極體(12)是表面安裝裝置的類型。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中m個所述子模組(2)配置為具有非矩形形狀的陣列。
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