TWM519356U - 太陽能電池模組 - Google Patents

Description

太陽能電池模組

本新型創作是有關於一種光電模組，且特別是有關於一種太陽能電池模組。

隨著環保意識的高漲，為了因應石化能源的短缺與減低使用石化能源對環境帶來的衝擊，替代能源與再生能源的研發成了熱門的議題，其中又以太陽能電池最受矚目。太陽能電池可將太陽能直接轉換成電能，且在光電轉換的過程中不會產生二氧化碳或氮化物等對環境有害的物質。

相對於單一個太陽能電池，太陽能電池模組利用連接線將多個太陽能電池串聯成多條電池串，且利用匯流線串聯這些電池串，而可提供較大的輸出功率。因匯流線連接於電池串末端的連接線，因此電池串的上下方需預留空間，以配置匯流線。隨著電池串數量的增加，配置匯流線的空間亦隨之增加。因此，大尺寸太陽能電池模組的周邊面積難以有效減縮。

本新型創作提供一種太陽能電池模組，其可有效減周邊面積。

本新型創作的一種太陽能電池模組，其在第一方向上具有電池區以及至少一接合區。太陽能電池模組包括多個太陽能電池、多條連接線以及至少一匯流線。太陽能電池位於電池區中且分別具有受光面與背光面。連接線沿第一方向串聯太陽能電池，而形成多條電池串。每一電池串的端部處之連接線分別具有位於所述至少一接合區中的連接段。所述至少一匯流線設置於太陽能電池之背光面且具有連結部。連結部延伸至所述至少一接合區中，以與對應的連接段連接。

基於上述，本新型創作的實施例使匯流線在接合區(或連結部)以外的部分延伸至太陽能電池的背面，以縮減用以配置匯流線的周邊區域在第一方向上的寬度。因此，本新型創作實施例的太陽能電池模組可有效地縮減周邊面積、節省材料的使用與減輕太陽能電池模組的重量。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、100A、100B、200、300‧‧‧太陽能電池模組

110‧‧‧太陽能電池

120、122、124‧‧‧連接線

130、130A、130B‧‧‧匯流線

310‧‧‧旁路二極體

A1‧‧‧電池區

A2‧‧‧接合區

C1‧‧‧連接段

C2‧‧‧連結部

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

E1‧‧‧第一末端

E2‧‧‧第二末端

G‧‧‧群組

IN1‧‧‧第一絕緣片

IN2‧‧‧第二絕緣片

L‧‧‧太陽光

PO‧‧‧匯流線在連結部以外的部分

PP‧‧‧凸出部

R‧‧‧電池串

R1‧‧‧第一區

R2‧‧‧第二區

RR‧‧‧區域

S1‧‧‧受光面

S2‧‧‧背光面

S3‧‧‧背面

S4‧‧‧正面

W1‧‧‧第一寬度

W2‧‧‧第二寬度

W130、W130A、W130B‧‧‧延伸寬度

WA2‧‧‧寬度

WMAX‧‧‧最大寬度

X‧‧‧接點

A-A’、B-B’、C-C’、D-D’‧‧‧剖線

圖1A是依照本新型創作的第一實施例的一種太陽能電池模組的背視示意圖。

圖1B及圖1C分別是沿圖1A中剖線A-A’及B-B’的剖面示意圖。

圖2A是依照本新型創作的第一實施例的另一種太陽能電池模組的局部背視示意圖。

圖2B及圖2C分別是沿圖2A中剖線C-C’及D-D’的剖面示意圖。

圖3是依照本新型創作的第一實施例的又一種太陽能電池模組的背視示意圖。

圖4A是依照本新型創作的第二實施例的一種太陽能電池模組的背視示意圖。

圖4B是圖4A中匯流線的局部背視示意圖。

圖5是依照本新型創作的第三實施例的一種太陽能電池模組的背視示意圖。

圖1A是依照本新型創作的第一實施例的一種太陽能電池模組的背視示意圖。圖1B及圖1C分別是沿圖1A中剖線A-A’及B-B’的剖面示意圖。請參照圖1A至圖1C，太陽能電池模組100在第一方向D1上具有電池區A1以及至少一接合區A2。在本實施例中，接合區A2的數量為二。兩個接合區A2分別位於電池區A1的相對兩側，且兩個接合區A2分別沿第二方向D2延伸。第二方向D2與第一方向D1彼此相交，且例如是彼此垂直。

太陽能電池模組包括多個太陽能電池110、多條連接線120以及至少一匯流線130。太陽能電池110位於電池區A1中且可呈陣列排列。各太陽能電池110可以是單晶矽太陽能電池、多晶矽太陽能電池、非晶矽太陽能電池、薄膜太陽能電池、染料太陽能電池或其他種類的太陽能電池。

各太陽能電池110具有受光面S1以及相對於受光面S1的背光面S2。受光面S1為太陽能電池110朝向蓋板(未繪示)的表面，而背光面S2為太陽能電池110朝向背板(未繪示)的表面。亦即，太陽光L(參見圖1B及圖1C)由受光面S1入射進太陽能電池110中。

各太陽能電池110的受光面S1以及背光面S2分別配置有至少一條連接線120，連接線120用以沿第一方向D1串聯太陽能電池110，而形成多條沿第二方向D2排列的電池串R。

連接線120包括連接於電池串R末端(包括第一末端E1以及第二末端E2)的連接線122以及連接於兩相鄰太陽能電池110之間的連接線124。在本實施例中，各連接線122的一端與位於電池串R末端的太陽能電池110連接，而另一端延伸至接合區A2中以形成連接段C1。另一方面，各連接線124的一端與其中一太陽能電池110的受光面S1連接，而另一端與相鄰的太陽能電池110的背光面S2連接。各連接線122、124例如是焊接在太陽能電池110的受光面S1或背光面S2上，且各連接線122、124可採用一般銲條的材質。舉例而言，各連接線122、124可由單層或多層導 電層所構成。

匯流線130與電池串R末端的連接線122連接，用以串聯沿第二方向D2排列的電池串R，使陣列排列的太陽能電池110構成一迴路。在實際製程中，可透過將匯流線130配置在太陽能電池110的背光面S2，並使匯流線130部分延伸至接合區A2中，以形成連結部C2。亦即，連結部C2未被太陽能電池110遮蔽。如此，即可由太陽能電池110的受光面S1將連結部C2與連接段C1焊接在一起。在此架構下，連接段C1的背面S3與對應的連結部C2連接。也就是說，連接段C1與連結部C2之間的接點X(即匯流線130與連接線122相互連接處)位於連接段C1的背面S3與連結部C2之間。所述連接段C1的背面S3為連接段C1朝向背板(未繪示)的表面，或為連接段C1的背光面。反之，連接段C1的正面S4為連接段C1朝向蓋板(未繪示)的表面，或為連接段C1的受光面。

如圖1B及圖1C所示，藉由使匯流線130於連結部C2以外的部分設置於太陽能電池110的背光面S2。太陽能電池模組100用以配置匯流線130的周邊區域在第一方向D1上的寬度可以不用大於匯流線130在第一方向D1上的最大寬度WMAX，而只需稍微大於接合區A2在第一方向D1上的寬度WA2。換言之，上述設計有助於縮減用以配置匯流線130的周邊區域在第一方向D1上的寬度。因此，太陽能電池模組100的周邊面積可有效地縮減，而符合窄邊框的需求。

此外，匯流線130在連結部C2以外的部分是配置在太陽能電池110的背光面S2，也就是說，匯流線130在連結部C2外的部分不會遮蔽到太陽能電池110的受光面S1，而影響太陽能電池模組100的汲光效果。據此，本實施例可增加匯流線130在第一方向D1上的延伸寬度W130，以縮減匯流線130本身電阻。延伸寬度W130是各匯流線130在所連接的電池串R上於第一方向D1上的最大寬度，其可小於或等於匯流線130的最大寬度WMAX。圖1A僅標示出最左側兩條匯流線130的延伸寬度W130，但每一條匯流線130的延伸寬度W130可視實際需求而有所不同。在一實施例中，匯流線130在第一方向D1上的延伸寬度W130可大於或等於5公釐(mm)。另外，在固電阻的條件下，可藉由增加匯流線130在第一方向D1上的延伸寬度W130，來薄化匯流線130的厚度，從而降低太陽能電池模組100的整體厚度。

由於匯流線130延伸至太陽能電池110的背光面S2，因此，太陽能電池模組100可進一步包括多個第一絕緣片IN1，以避免因匯流線130接觸到其他線路而造成短路的情形發生。第一絕緣片IN1分別位於相鄰電池串R末端的太陽能電池110的背光面S2且與太陽能電池110重疊。並且，各第一絕緣片IN1分別位於其中一匯流線130與位於太陽能電池110的背光面S2的連接線122或連接線124之間。

如圖1A所示，位於第一末端E1的匯流線130的端部可集中延伸至一區域RR，以利一未繪示的接線盒與集中配置於區域 RR的這些匯流線130連接。在這樣的設計下，部分第一絕緣片IN1的寬度須適應性地調整。具體地，請參見太陽能電池模組100的上半部，太陽能電池模組100在第二方向D2上可劃分出第一區R1與兩個第二區R2。第二區R2分別位於第一區R1的相對兩側，且第一區R1以及各第二區R2可分別配置有至少一第一絕緣片IN1。當上述區域RR位於第一區R1中，且匯流線130分別由第二區R2延伸至第一區R1時，可適應性地增加位於第一區R1的第一絕緣片IN1在第一方向D1上的延伸寬度(第一寬度W1)。如此，第一寬度W1可大於位於第二區R2的第一絕緣片IN1在第一方向D1上的延伸寬度(第二寬度W2)。然而，位於第一區R1以及第二區R2的第一絕緣片IN1的形狀及其寬度上的設計可視實際的需求改變，而不限於圖1A所繪示者。

此外，當由第二區R2延伸至第一區R1的匯流線130與位於第一區R1的匯流線130相互重疊時，太陽能電池模組100可進一步包括至少一第二絕緣片IN2，其位於第一區R1的第一絕緣片IN1上且位於相互重疊的匯流線130之間，以避免相互重疊的匯流線130因接觸而短路。換句話說，由第二區R2延伸至第一區R1的匯流線130可分別藉由第二絕緣片IN2而電性絕緣於位於第一區R1的匯流線130。

在圖1A的實施例中，位於太陽能電池模組100的第一末端E1以及第二末端E2的匯流線130在連結部C2(或接合區A1)以外的部分皆配置在太陽能電池110的背光面S2，以縮減太陽能 電池模組100上下兩側用以配置匯流線130的周邊區域在第一方向D1上的寬度，但本發明不限於此。圖2A是依照本新型創作的第一實施例的另一種太陽能電池模組的局部背視示意圖。圖2B及圖2C分別是沿圖2A中剖線C-C’及D-D’的剖面示意圖。如圖2A至圖2C所示，亦可僅使其中一末端(如第一末端E1)的匯流線130在連結部C2以外的部分配置在太陽能電池110的背光面S2，以縮減太陽能電池模組100A其中一側(如上側)用以配置匯流線130的周邊區域在第一方向D1上的寬度。另一方面，位於另一末端(如第二末端E2)的匯流線130可設置於接合區A1中且與連接段C1的正面S4連接。在此架構下，可省略圖1A中配置於第二末端E2的第一絕緣片IN1。於另一變化實施例中，位於各電池串R的第二末端E2的連接線122也可與位於相鄰的電池串R的第二末端E2的連接線122相連接，如此，第二末端E2可省略匯流線130。

應說明的是，太陽能電池模組100中電池串R的數量、各電池串R中太陽能電池110的數量以及各太陽能電池110上的連接線120(包括連接線122、124)的數量可視實際的設計需求改變，而不限於圖1A所繪示者。此外，匯流線130之間的相互配置關係也不限於圖1A所繪示者。圖3是依照本新型創作的第一實施例的又一種太陽能電池模組的背視示意圖。如圖3的太陽能電池模組100B所示，由第二區R2延伸至第一區R1的匯流線130也可不與位於第一區R1的匯流線130重疊。如此，可省略圖1A中的第二絕緣片IN2。

圖4A是依照本新型創作的第二實施例的一種太陽能電池模組的背視示意圖。圖4B是圖4A中匯流線的局部背視示意圖。請參照圖4A及圖4B，本實施例的太陽能電池模組200大致相同於圖1A及圖3的太陽能電池模組100、100B，且相同的元件以相同的標號表示，於此不再贅述。太陽能電池模組200與太陽能電池模組100、100B的主要差異在於匯流線的圖案設計以及匯流線與連接線之間的配置關係。具體地，各匯流線130A的連結部C2包括位於接合區A2的多個彼此不連接的凸出部PP，且位於電池串R末端的各連接線122分別與其中一凸出部PP連接。

在實際製程中，各匯流線130A在連結部C2以外的部分PO可配置在太陽能電池110的背光面S2，而連結部C2凸出於太陽能電池110(即連結部C2未與太陽能電池110重疊)。此外，使連接段C1的正面朝向連結部C2的凸出部PP。由太陽能電池模組200的背面觀之，各連接線122位於接合區A2的部分(指連接段C1)位於凸出部PP之上。如此，即可由太陽能電池200的背光面S2將凸出部PP與連接段C1焊接在一起。在此架構下，凸出部PP與連接段C1之間的接點(未繪示)位於連接段C1的正面與凸出部PP之間。

由於匯流線130A在連結部C2以外的部分PO配置在太陽能電池110的背光面S2，因此，上述設計亦有助於縮減用以配置匯流線130A的周邊區域在第一方向D1上的寬度，進而太陽能電池模組200的周邊面積亦可有效地縮減，使太陽能電池模組200 符合窄邊框的需求，並可提高單位面積所產生的功率。此外，由於配置在太陽能電池110背光面S2的匯流線130A不會遮蔽到太陽能電池110的受光面S1，而影響太陽能電池模組200的汲光效果，因此本實施例可藉由增加匯流線130A在第一方向D1上的延伸寬度W130A，以縮減匯流線130A本身電阻。另外，在固定電阻的條件下，可藉由增加匯流線130A在第一方向D1上的延伸寬度W130A，來薄化匯流線130A的厚度，從而降低太陽能電池模組200的整體厚度。

圖5是依照本新型創作的第三實施例的一種太陽能電池模組的背視示意圖。請參照圖5，本實施例的太陽能電池模組300大致相同於圖1A及圖3的太陽能電池模組100、100B，且相同的元件以相同的標號表示，於此不再贅述。太陽能電池模組300與太陽能電池模組100、100B的主要差異在於，太陽能電池模組300進一步包括多個旁路二極體310。旁路二極體310分別連接於兩相鄰的匯流線130B之間，且將太陽能電池模組300劃分成多個群組G。當單一太陽能電池110故障，而阻斷電流原本的流通路徑時，電流可藉由固障群組(故障太陽能電池110所在的群組G)的旁路二極體310流至下一個群組G。在另一實施例中，各旁路二極體310的所在位置也可分別以一接線盒替換之。在本實施例的架構下，各匯流線130B也可採用圖4B中凸出部PP的設計，相關的內容請參照前述，於此便不再贅述。

由於匯流線130B在接合區A1以外的部分(即匯流線 130B在未標示的連結部以外的部分)配置在太陽能電池110的背光面S2，因此，用以配置匯流線130A的周邊區域在第一方向D1上的寬度得以有效地縮減，進而太陽能電池模組200的周邊面積可有效地縮減，使太陽能電池模組300符合窄邊框的需求。此外，由於配置在太陽能電池110背光面S2的匯流線130B不會遮蔽到太陽能電池110的受光面S1(即太陽能電池110的受光面)，而影響太陽能電池模組300的汲光效果，因此本實施例可藉由增加匯流線130B在第一方向D1上的延伸寬度W130B，以縮減匯流線130B本身電阻。另外，在固定電阻的條件下，可藉由增加匯流線130B在第一方向D1上的延伸寬度W130B，來薄化匯流線130B的厚度，從而降低太陽能電池模組300的整體厚度。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧太陽能電池

120、122、124‧‧‧連接線

130‧‧‧匯流線

A1‧‧‧電池區

A2‧‧‧接合區

C1‧‧‧連接段

C2‧‧‧連結部

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

E1‧‧‧第一末端

E2‧‧‧第二末端

IN1‧‧‧第一絕緣片

IN2‧‧‧第二絕緣片

L‧‧‧太陽光

S1‧‧‧受光面

S2‧‧‧背光面

S3‧‧‧背面

S4‧‧‧正面

W130‧‧‧延伸寬度

WA2‧‧‧寬度

X‧‧‧接點

Claims (10)

1. 一種太陽能電池模組，在一第一方向上具有一電池區以及至少一接合區，該太陽能電池模組包括：多個太陽能電池，位於該電池區中且分別具有一受光面與一背光面；多條連接線，沿該第一方向串聯該些太陽能電池，而形成多條電池串，且每一該電池串的端部處之該些連接線分別具有一連接段位於該至少一接合區中；以及至少一匯流線，設置於該些太陽能電池之該些背光面，且該至少一滙流線具有一連結部，該連結部延伸至該至少一接合區中，以與對應的連接段連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該匯流線在該第一方向上的延伸寬度大於或等於5公釐。
3. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該連接段的背面與對應的該連結部連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該連結部包括多個凸出部，各該凸出部彼此不連接，且該連接段的正面與對應的各該凸出部連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，該太陽能電池模組更包括多個第一絕緣片，分別位於相鄰電池串末端的該些背光面且與該些太陽能電池重疊，並且各該第一絕緣片分別位於該至少一匯流線之該連結部與該些連接線之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述的太陽能電池模組，其中該太陽能電池模組在一第二方向上具有一第一區與兩個第二區，該些第二區分別位於該第一區的相對兩側，該第一區以及各該第二區分別配置有至少一第一絕緣片，其中位於該第一區的該至少一第一絕緣片在該第一方向上的延伸寬度為一第一寬度，且位於該第二區的該至少一第一絕緣片在該第一方向上的延伸寬度為一第二寬度，該第一寬度大於該第二寬度，且該第一方向垂直該第二方向。
7. 如申請專利範圍第6項所述的太陽能電池模組，其中該至少一匯流線的數量為多條，至少一匯流線位於該第一區，且多條匯流線分別由該些第二區延伸至該第一區並與位於該第一區的該至少一匯流線重疊，該太陽能電池模組更包括：至少一第二絕緣片，位於該第一區的該至少一第一絕緣片上，且由該些第二區分別延伸至該第一區的該些匯流線藉由該至少一第二絕緣片而電性絕緣於位於該第一區的該至少一匯流線。
8. 如申請專利範圍第7項所述的太陽能電池模組，更包括：一接線盒，與部分該些匯流線連接。
9. 一種太陽能電池模組，包括：多個電池串，各該電池串包括多個太陽能電池與多條連接線，而該些太陽能電池係沿一第一方向延伸排列且分別具有一受光面與一背光面，且該些連接線沿該第一方向串聯該些太陽能電 池，此外，該些連接線係延伸外露於各該電池串的端部處，並分別形成一連接段；以及至少一匯流線，設置於各該電池串的端部處並位於該背光面上，其中該至少一滙流線係具有一連結部，且該連結部延伸連接至該連接段。
10. 如申請專利範圍第9項所述的太陽能電池模組，該太陽能電池模組更包括多個第一絕緣片，分別位於相鄰電池串末端的該些背光面且與該些太陽能電池重疊，並且各該第一絕緣片分別位於該至少一匯流線之該連結部與該些連接線之間。