帶有插件裝置的太陽能模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及太陽能模塊(10)，帶有前側(cè)表面和后側(cè)表面，其帶有前側(cè)封裝元件(11)，其形成該太陽能模塊的前側(cè)表面，多個太陽能電池(16)，其彼此電連接，后側(cè)封裝元件(26)，其形成該太陽能模塊的后側(cè)表面，帶有后側(cè)表面平面和帶有聚合物塑料膜，以及至少一個插件裝置(22)，用于連接至互補的結(jié)構(gòu)，其中該插件裝置(22)至少被部分地層壓到該后側(cè)封裝元件(26)的重疊部分(25)的區(qū)域中，其中該后側(cè)封裝元件(26)帶有開口，而該插件裝置(22)至少部分地布置在該開口中。該太陽能模塊的特征在于該插件裝置(22)從該太陽能模塊(10)的后側(cè)表面平面伸出最多15mm，優(yōu)選為最多6mm，更優(yōu)選為最多4mm。
【專利說明】帶有插件裝置的太陽能模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶有插件裝置的太陽能模塊。本發(fā)明特別涉及帶有多功能插件裝置的太陽能模塊。該多功能插件裝置容許多個物件附接至該太陽能模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]將太陽能模塊附接至屋頂和/或建筑物前方，以及將電模塊終端附接至太陽能模塊和/或二極管的功能耦合器，特別是作為旁路二極管，附接至太陽能模塊，一般需有須被緊固至太陽能模塊的多個組件。除了有可能安裝不正確之外，還有已緊固的組件需要空間的問題，因此，舉例來說，由于其堆疊能力差，故此安裝僅須安裝到屋頂和/或建筑物前方的現(xiàn)成太陽能模塊須承擔較高的儲存和運輸成本。
[0003]電模塊終端有嚴格的規(guī)定。為了符合成本效益，插座應由盡可能少的組件和盡可能少的材料組成。插座和太陽能模塊之間的連接技術(shù)須在機械上為靈活的、防水防塵和長期穩(wěn)定。因此，附接電模塊終端會引起許多問題并帶來龐大開支。
[0004]舉例來說，如在US20020193001A1中所述，模塊終端可被配置成在內(nèi)部有兩個二極管和有粘合到太陽能模塊后側(cè)的纜線的插座。該插座為已經(jīng)粘合好，然后從該太陽能模塊伸出的交叉連接器被連接到該插座中，然后以蓋子封閉該插座。在此，使用了層壓在內(nèi)的鑄模插頭元件，其中術(shù)語“鑄?！敝冈诹蚧孱^的情況下，不破壞該插頭就無法接觸到內(nèi)部組件。
[0005]EP1496577B1描述了用于太陽能模塊的殼體，其中插入了旁路二極管。因此，該旁路二極管可被替換。該殼體可被附接至太陽能電池模塊。
[0006]太陽能模塊除了帶有稱為“中央終端”(即包含所有布置在中央的旁路二極管的插座)之外，太陽能模塊亦可帶有稱為分散式插座，其并非布置在該太陽能模塊的中央，而是以分散的方式布置。
[0007]舉例來說，DE202009007523U1描述了帶有在其上粘合有各自包含二極管的分散式插座的太陽能模塊。
[0008]在分散式電模塊終端的情況下，旁路二極管可位于例如該些插座中，或者在太陽能模塊的情況下，可被層壓在該太陽能模塊的層壓板中。在這兩種情況下，該二極管均無法被替換。不破開該層壓板，就無法接觸到在該層壓板中的二極管。由于如上文所述，模塊終端須被封閉，故此在該插座中，該二極管通常以硅酮鑄造，以確保對該太陽能模塊相對密封。因此，不進行破壞就無法打開該些插座。該些二極管頂多可由專業(yè)人員替換。當發(fā)生了這種破損，就失去了來自插座生產(chǎn)商的保修。因此，有問題的二極管或使太陽能模塊須被替換，從而導致高昂成本。
[0009]或者，太陽能模塊可帶有層壓在內(nèi)的插座。除了上述插座問題之外，在此的問題還有要把用于將所述插座層壓到其中的層壓器適于層壓至該插座的外部輪廓，會費用昂貴。太陽能模塊通常以夾具的方式被機械地附接。由于在該太陽能模塊的邊緣的夾緊式附接，結(jié)果在壓力測試期間以及在分布載荷(例如風雪)和動力載荷(例如風暴)下的操作期間，該太陽能模塊會有較大的彎曲。由于該太陽能模塊在機械上的中性相位并非在該電池平面中，故此在該電池平面中出現(xiàn)的破壞性剪切力和/或在在電池連接器出現(xiàn)的拉伸應力，可引致電池破裂和接觸問題。太陽能模塊可以分布式的方式支承，帶有粘合在其上的導軌。因此，可靠的永久性連接是很難實現(xiàn)的。因此，有另一種附接可能性是理想的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的為提供一太陽能模塊，其可提供用于多種組件的簡易、穩(wěn)定和不受天氣影響的接附選擇，其亦容許該些多種組件可被輕易和簡單地替換。
[0011]如本發(fā)明所述，該目的以如權(quán)利要求1所要求的太陽能模塊的方式實現(xiàn)。
[0012]本案的從屬權(quán)利要求指出了本發(fā)明的有利改進方案。
[0013]如本發(fā)明所述，提供了帶有前側(cè)表面和后側(cè)表面的太陽能模塊。該太陽能模塊帶有:
[0014]-前側(cè)封裝元件，其形成該太陽能模塊的前側(cè)表面，
[0015]-多個太陽能電池，其彼此電連接，
[0016]-后側(cè)封裝元件，其形成該太陽能模塊的后側(cè)表面，帶有后側(cè)表面平面和帶有聚合物塑料膜，以及
[0017]-至少一個插件裝置，用于連接至互補的結(jié)構(gòu)。
[0018]該插件裝置至少被部分地層壓到該后側(cè)封裝元件的重疊部分的區(qū)域中。該后側(cè)封裝元件并帶有開口。該插件裝置至少部分地布置在該開口中。該插件裝置從該太陽能模塊的后側(cè)表面平面伸出最多15mm。
[0019]該插件裝置幾乎不會從該太陽能模塊的后側(cè)表面平面突出，反而，當相對于該表面橫向來看時，其設計相對平坦。其結(jié)果是，在該后側(cè)封裝元件被層壓到該插件裝置或該些太陽能電池上的層壓步驟之前，該插件裝置已可被層壓到該太陽能模塊中，至少部分地被層壓到重疊部分的區(qū)域中，而無須改裝市售層壓系統(tǒng)。若所述插件裝置帶有電終端，則在適當情況下，該插件裝置可在該層壓處理前被置成與交叉連接器(cross connector)接觸。
[0020]該插件裝置被層壓到在重疊部分的區(qū)域中的后側(cè)封裝元件中。若該插件裝置帶有電終端，該電終端不會暴露在外。那就是說，該電終端以不受天氣影響的方式被安裝到該太陽能模塊中。以“不受天氣影響的方式”的表述特別是指如本發(fā)明所述，該電終端受到保護，免受如濕度(例如灑水或滲透性潮濕)和灰塵(例如在從+10° C到至少+60° C操作溫度范圍中的塵埃)的環(huán)境影響。將該插件裝置層壓到在重疊部分的區(qū)域中的后側(cè)封裝元件中，其結(jié)果是一方面節(jié)省了如膠黏墊和膠黏劑的物料，而在另一方面，將該插件裝置集成到該后側(cè)封裝元件中，容許由該插件裝置和該后側(cè)封裝元件組成的組裝件的強度增加。將該插件裝置至少部分地層壓到該后側(cè)封裝元件中會使其受到保護，不會在長期使用后松動或脫落。
[0021]如本發(fā)明所述，“插件裝置”的表述應被理解為其實施方式為可采用互補的結(jié)構(gòu)的裝置，而其采用方式為其被連接至該互補的結(jié)構(gòu)。該插件裝置和/或該互補的結(jié)構(gòu)可帶有陰性和/或陽性元件。
[0022]如本發(fā)明所述，“重疊部分”的表述應被理解為該插件裝置在其中被層壓到該后側(cè)封裝元件中的部分，而結(jié)果為該插件裝置的一些部分與該后側(cè)封裝元件的一些部分重疊。[0023]事實上，該后側(cè)封裝元件的開口帶有底部區(qū)域，其較該插件裝置的底部區(qū)域小，而該重疊部分特別是憑借著這點而實現(xiàn)的。該開口的底部區(qū)域和該插件裝置的底部區(qū)域優(yōu)選為形狀相同但大小不同。與終端殼體的底部區(qū)域相比，該開口的底部區(qū)域相對較小確保了該插件裝置被牢固地層壓到至少在該后側(cè)封裝元件中的該重疊部分中.該重疊部分的寬度優(yōu)選為恒定的。該重疊部分的寬度恒定，好處是該終端殼體和該后側(cè)封裝元件之間的機械應力會以空間上均勻的方式作用在該太陽能模塊上，因此上述恒定寬度對該太陽能模塊的長遠穩(wěn)定性而言是有利的。
[0024]該后側(cè)封裝元件帶有聚合物塑料膜。該后側(cè)封裝元件優(yōu)選帶有內(nèi)嵌聚合物和后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)。該內(nèi)嵌聚合物優(yōu)選被布置在該插件裝置或該些多個半導體晶片太陽能電池上，而該后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)則優(yōu)選被布置在該內(nèi)嵌聚合物上。該插件裝置優(yōu)選被層壓到該內(nèi)嵌聚合物中。具體而言，乙烯醋酸乙烯酯可作為該內(nèi)嵌聚合物。該內(nèi)嵌聚合物的進一步例子為硅橡膠、聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯或聚丙烯酸酯。該后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)的例子為例如以TLOLARt(美國威爾明頓市的杜邦公司注冊商標)制成的后側(cè)膜。該前側(cè)封裝元件可帶有內(nèi)嵌聚合物和前側(cè)封裝結(jié)構(gòu)。該內(nèi)嵌聚合物可選自上文所列之該后側(cè)封裝元件的內(nèi)嵌聚合物的例子。該前側(cè)封裝結(jié)構(gòu)通常由玻璃構(gòu)成，但其亦可主要含透明塑料。
[0025]該內(nèi)嵌聚合物優(yōu)選亦被布置在該插件裝置和該些太陽能電池之間。那就是說，內(nèi)嵌層壓聚合物層位于該插件裝置和該些太陽能電池之間。該上述內(nèi)嵌聚合物可選自上文所列之該后側(cè)封裝元件的內(nèi)嵌聚合物的例子，而選擇方式優(yōu)選使其與該后側(cè)封裝元件的內(nèi)嵌聚合物所用的物料相同。
[0026]該些太陽能電池優(yōu)選為半導體晶片太陽能電池，例如硅太陽能電池。
[0027]該插件裝置優(yōu)選從該太陽能模塊的后側(cè)表面平面伸出最多6_。而更優(yōu)選地，該插件裝置從該太陽能模塊的后側(cè)表面平面伸出最多4_。該插件裝置從該后側(cè)表面平面伸出的程度越小，該插件裝置就可被層壓到該后側(cè)封裝元件中得越好。該插件裝置優(yōu)選從該后側(cè)表面平面伸出至少1_。
[0028]在優(yōu)選實施例中，該插件裝置在垂直于該后側(cè)表面的方向的最大高度較平均直徑值小10%，該平均直徑值由該插件裝置的最大直徑和最小直徑得出，而該些最大最小直徑均在該后側(cè)表面平面的平面圖中表示。更優(yōu)選地，該插件裝置在垂直于該后側(cè)表面的方向的最大高度較平均直徑值小8%，該平均直徑值由該插件裝置的最大直徑和最小直徑得出。甚至更為優(yōu)選的是，該插件裝置在垂直于該后側(cè)表面的方向的最大高度較平均直徑值小5%，該平均直徑值由該插件裝置的最大直徑和最小直徑得出，而該些最大最小直徑均在該后側(cè)表面平面的平面圖中表示。那就是說，與該插件裝置在該后側(cè)表面平面的方向的幾何幅度相比，該插件裝置的設計相當平坦。
[0029]該插件裝置優(yōu)選帶有殼體?；蛘?，該插件裝置本身可形成殼體。若該插件裝置僅形成一個殼體，即不會包含任何其他(特別是電子)組件，則其特別適合作為安裝點用于太陽能模塊的機械接附。與該后側(cè)表面平面成平行面而形成接觸面，其有利地帶有至少一個開口，該開口適合用于接收互補的結(jié)構(gòu)，即帶有至少一個突出部的結(jié)構(gòu)，這樣的方式使得該互補的結(jié)構(gòu)被牢固地錨定，但可在有需要時(例如當該太陽能模塊故障時)再次解開。該插件裝置可替代地或額外地帶有至少一個突出部。在此情況下，該互補的結(jié)構(gòu)適宜以替代或額外的方式帶有至少一個開口。替代地或額外地，該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)可帶有鎖扣元件。
[0030]在一個優(yōu)選實施例中，該插件裝置帶有至少第一觸點，其電連接至該些太陽能電池，和至少第二觸點，其適用于被該互補的結(jié)構(gòu)接觸。然后，該互補的結(jié)構(gòu)優(yōu)選以插頭實施，其經(jīng)由該第二觸點而產(chǎn)生與該太陽能模塊的該些太陽能電池的電接觸形成。該些第一和第二觸點可以一個整體實施。在這實施例中，該插件裝置適于被連接至在插頭、芯片卡或類似者中的二極管。該二極管優(yōu)選經(jīng)由該插頭或芯片卡而可拆卸地連接至該插件裝置。在此情況下，由于該二極管并非被層壓到該太陽能模塊中，而是以該插頭或該芯片卡插到該插件裝置中，故此可輕易替換該二極管。
[0031]該插件裝置優(yōu)選帶有至少一個電終端、至少一個二極管和/或至少一個旁路二極管。
[0032]具體地，由于該插件裝置被部分地層壓到在重疊部分的區(qū)域中的后側(cè)封裝元件中，其不會脫落。在此情況下，該插件裝置的實施方式為其被連接至該太陽能模塊的至少兩個交叉連接器。在此情況下，該互補的結(jié)構(gòu)可為在一端帶有插接結(jié)構(gòu)的纜線，其與該插件裝置是互補的，其中該纜線須優(yōu)選為不可拆卸地連接至該插件裝置。
[0033]在一個優(yōu)選實施例中，該插件裝置帶有用于連接至該互補的結(jié)構(gòu)的接觸面，該互補的結(jié)構(gòu)的接觸面被布置成與該后側(cè)表面平面成平行面，或在該后側(cè)表面平面中成平行面。
[0034]在一個優(yōu)選實施例中，該插件裝置帶有用于連接至該互補的結(jié)構(gòu)的接觸面，該互補的結(jié)構(gòu)的接觸面被布置成與該后側(cè)表面平面成平行面，或在該后側(cè)表面平面中成平行面。若該插件裝置是以殼體實現(xiàn)的、帶有至少一個開口和/或至少一個鎖扣元件并作為安裝點用于附接該太陽能模塊，則這個實施例是有利的。在此情況下，該互補的結(jié)構(gòu)可以某角度，優(yōu)選為垂直地，被插入到該至少一個開口或該至少一個鎖扣元件中。此外，在這實施例中，該插件裝置亦可帶有電終端、二極管和/或旁路二極管、電子電路或其他電觸點。
[0035]該些電觸點、該電終端、該二極管和/或該旁路二極管的朝向方向可使得其可以與該后側(cè)表面平面成平行面的方式被電連接，但其亦可朝向不同方向。舉例來說，就該接觸面而言其以與該后側(cè)表面平面成平行面實現(xiàn)、并帶有至少一個開口和/或至少一個鎖扣元件，也是有可能的，但就該電觸點、該電終端、該二極管和/或該旁路二極管而言，其不會被布置在該接觸面中。
[0036]該殼體優(yōu)選帶有至少兩個部分。至少一個部分的至少一個夾層區(qū)域帶有至少一個開口，其容許在該殼體的該些部分之間有摩擦鎖緊連接。若該插件裝置不僅帶有該殼體，還帶有如電觸點、電終端、二極管和/或旁路二極管等其他組件，則這個實施例是有利的。這些組件可位于該殼體的該至少兩個部分之間，并可以防塵防水的方式被封閉在該殼體中。
[0037]在另一優(yōu)選實施例中，在夾層區(qū)域中，該插件裝置在其中被層壓到該后側(cè)封裝元件中，該插件裝置帶有一些凹陷處，其適合用于容納后側(cè)封裝元件物料。在將該插件裝置層壓到該后側(cè)封裝元件中的期間，視乎對用于該后側(cè)封裝元件的一種或多種物料的選擇，該后側(cè)封裝元件有可能在該層壓過程期間鼓起來，并相對于該后側(cè)表面平面垂直地突出，即在該太陽能模塊的側(cè)面鼓出。舉例來說，若該后側(cè)封裝物料帶有例如乙烯醋酸乙烯酯的內(nèi)嵌聚合物和例如玻璃板或塑料膜的后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)，就可能出現(xiàn)這種情況。在該層壓過程期間，被布置在該插件裝置或該些太陽能電池和該后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)之間的該內(nèi)嵌聚合物或會在該后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)的開口區(qū)域中，從該太陽能模塊鼓出。為了防止這種情況，在該插件裝置在其中被層壓到該后側(cè)封裝元件中的該夾層區(qū)域中，該插件裝置優(yōu)選帶有一些凹陷處，如有需要，其適于容納該內(nèi)嵌聚合物。如本發(fā)明所述，“夾層區(qū)域”的表述應被理解為該插件裝置被層壓到該后側(cè)封裝元件中終止的區(qū)域、并在該插件裝置未被該后側(cè)封裝元件覆蓋(換言之未被層壓于內(nèi))的區(qū)域開始的區(qū)域。在這里，夾層區(qū)域包含重疊部分的端部區(qū)域，其與交界區(qū)域鄰接。如本發(fā)明所述，交界區(qū)域為該插件裝置層壓在內(nèi)的部分和該插件裝置未被覆蓋部分之間的交界的區(qū)域。
[0038]該插件裝置優(yōu)選帶有至少一個間隔元件，其在太陽能電池之間延伸，并支承在該前側(cè)封裝元件上。結(jié)果，該插件裝置該層壓組裝件上的布置在機械上是穩(wěn)定的，并將力以該前側(cè)封裝元件的方向傳導出去。
[0039]在優(yōu)選實施例中，該太陽能模塊亦包含該互補的結(jié)構(gòu)。該互補的結(jié)構(gòu)被連接至該插件裝置。該互補的結(jié)構(gòu)以作為該插件裝置的功能而實現(xiàn)。若該插件裝置或其接觸面帶有至少一個開口，則該互補的結(jié)構(gòu)帶有至少一個相應的互補的突出部，而反之亦然。
[0040]舉例而言，該互補的結(jié)構(gòu)可以底架實現(xiàn)，其適合用于緊固至支承結(jié)構(gòu)、屋頂和/或建筑物前方。在此情況下，該底架優(yōu)選帶有預定數(shù)量的突出部，其適于優(yōu)選以摩擦鎖緊的方式，連接至該些預定數(shù)量的插件裝置。該些突出部的預定數(shù)量優(yōu)選與該些插件裝置的預定數(shù)量相同。
[0041]或者，該互補的結(jié)構(gòu)可以帶有電觸點和/或可替換的二極管的插頭實施。該插頭可被連接至纜線。該插頭的維度可容許其可至少部分地插入在該插件裝置中的開口中，并可被轉(zhuǎn)動，以連接至該插件裝置使得其被布置成至少部分地處于在該插件裝置中鄰近該開口的區(qū)域下方，且可通過將其轉(zhuǎn)動至該開口的維度和取出，而再次從該插件裝置移除。
[0042]此外，該互補的結(jié)構(gòu)可替代地以芯片卡實施。在此情況下，電觸點和/或該互補的結(jié)構(gòu)和/或旁路二極管位于非常平坦的殼體中，即卡形殼體。該芯片卡的實施方式使得其可被插入到該插件裝置中并在其中錨定。
[0043]如本發(fā)明所述，該互補的結(jié)構(gòu)可帶有電觸點和/或旁路二極管，和/或該插件裝置含有電終端和/或旁路二極管。
[0044]在一個有利實施例中，該互補的結(jié)構(gòu)帶有可替換的二極管，而該插件裝置帶有兩個觸點，其被置成與在該互補的結(jié)構(gòu)中的二極管接觸。該互補的結(jié)構(gòu)可為插頭或芯片卡。該插件裝置的電觸點被連接至至少兩個交叉連接器。
[0045]在一個替代實施例中，該插件裝置帶有二極管，而該互補的結(jié)構(gòu)帶有電觸點。若該插件裝置被配置成使得其可被打開，則該插件裝置中的二極管可被替換。
[0046]可通過轉(zhuǎn)動或按壓，產(chǎn)生該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)之間的連接。該連接優(yōu)選為剛性鎖緊(positive locking)和/或摩擦鎖緊的。
[0047]若該連接是通過按壓而成的，則該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)可優(yōu)選亦帶有扣入元件，其可防止該連接得以斷開。
[0048]在一個優(yōu)選實施例中，該互補的結(jié)構(gòu)和該插件裝置以卡口式閉合(bayonetclosure)的方式彼此連接。該卡口式閉合確保在該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)之間的機械連接可快速產(chǎn)生和斷開。通過將一個插接到另一個并以相反方向轉(zhuǎn)動，而將該插件裝置與該互補的結(jié)構(gòu)連接，并以這方法再次斷開。舉例來說，該互補的結(jié)構(gòu)帶有縱槽，在其端部有短橫槽以直角作開端，而該插件裝置帶有把手，其被插進該縱槽中，或者反之。該類卡口式閉合式的連接是通過插入和轉(zhuǎn)動運動而產(chǎn)生的。在該連接點，該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)被置于彼此之中；在該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)的連接點中形成了長形隆起物，其相對于該插入方向大約垂直。然而，所述隆起物并非整個一直延伸，而是會中斷的。由于該些隆起物然后會稍微傾斜地位于垂直于該插入方向的平面中，故此轉(zhuǎn)動運動致使該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)就如同其以螺紋的方式彼此抵壓。作為在該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)上的隆起物的代替，該插件裝置亦可帶有至少一個凹陷處，而該互補的結(jié)構(gòu)可帶有至少一個互補的突出部，或者反之。如有需要，亦可通過布置在該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)上的扣入元件的方式使該連接變得牢固。該插件裝置和/或該互補的結(jié)構(gòu)優(yōu)選帶有密封件，其被配置成使得該互補的結(jié)構(gòu)可在其中連接至該插件裝置的連接區(qū)域是密封的。這實施例確?；覊m和水分均不會滲入到該插件裝置和該互補的結(jié)構(gòu)之間。若該插件裝置和/或該互補的結(jié)構(gòu)帶有至少一個電觸點、電終端、二極管和/或旁路二極管，則這尤其重要。
[0049]在一個優(yōu)選實施例中，該插件裝置和/或該互補的結(jié)構(gòu)帶有密封元件，其被布置成使得其覆蓋交界區(qū)域，而該交界區(qū)域構(gòu)成該插件裝置層壓在內(nèi)的部分和該插件裝置未被覆蓋部分之間的交界。該密封元件防止水分和/或灰塵滲入。灰塵或水分的滲入可導致該些層壓層慢慢分離。
[0050]該互補的結(jié)構(gòu)優(yōu)選包含帶有至少一個電終端、至少一個二極管和/或至少一個旁路二極管。該二極管和/或旁路二極管可被牢固地集成到該互補的結(jié)構(gòu)中，或被配置成可替換的組件。在后者的情況下，該互補的結(jié)構(gòu)可帶有多個部分。
[0051]該插件裝置和/或該互補的結(jié)構(gòu)優(yōu)選不可拆卸地連接至至少一條纜線。具體來說，若所述插件裝置帶有電終端、二極管和/或旁路二極管，則該插件裝置被連接至至少一條纜線。然后，該纜線在一端帶有該互補的結(jié)構(gòu)，其被連接至該插件裝置。替代地或額外地，若所述互補的結(jié)構(gòu)亦帶有電終端、二極管和/或旁路二極管，則該互補的結(jié)構(gòu)可不可拆卸地連接至纜線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]現(xiàn)將參照附圖，對本發(fā)明作更詳細的說明，而不會對本發(fā)明有所限制。所有附圖均為示意性的，且并非按比例繪制。在附圖中所用的相同組件帶有相同的附圖標記。
[0053]在該些附圖中:
[0054]圖1顯示了如本發(fā)明所述的太陽能模塊的后側(cè)的局部平面圖；
[0055]圖2顯示了圖1所示的太陽能模塊的局部截面圖；
[0056]圖3顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊的后側(cè)的局部平面圖；
[0057]圖4顯示了圖3所示的太陽能模塊的后側(cè)的局部放大平面圖；
[0058]圖5顯示了圖3所示的太陽能模塊的局部截面圖；
[0059]圖6顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊的局部截面圖；
[0060]圖7顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊的局部截面圖；
[0061]圖8顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊的局部截面圖；
[0062]圖9顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊的平面圖；以及
[0063]圖10顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊的局部截面圖?！揪唧w實施方式】
[0064]圖1顯示了如本發(fā)明所述的太陽能模塊10的后側(cè)的局部平面圖。該后側(cè)封裝元件并未在該太陽能模塊10的局部平面圖中顯示。多個太陽能電池16 (顯示了六個以作例子)被布置在前側(cè)封裝元件11上，并通過一些交叉連接器18彼此電連接。該些交叉連接器18被電連接至母線15，其在該些太陽能電池16上延伸。插件裝置22被布置在太陽能電池16上。所實施的該插件裝置22在該后側(cè)表面平面中以平面的方式帶有底板區(qū)域，而該太陽能模塊的大致上二維的幅度限定了該后側(cè)表面平面。該插件裝置22被部分地層壓到后側(cè)封裝元件中，而為求清晰，后側(cè)封裝元件在圖1中以透明，亦即隱形，的方式示出。該插件裝置22非層壓在內(nèi)的部分形成接觸面21，其與該后側(cè)表面平面成平行面而形成。該接觸面21適合用于在該接收區(qū)域19中接收互補的結(jié)構(gòu)。該插件裝置22可包含電觸點、電終端、二極管和/或旁路二極管。此外，如有需要，該太陽能模塊10可帶有更多插件裝置22。
[0065]圖2示意性地示出了圖1所示的如本發(fā)明所述的太陽能模塊10的局部截面圖(非按比例)。圖2為沿圖1所示的線A-A切斷的截面圖。該太陽能模塊10帶有該前側(cè)封裝元件11，其包含玻璃板12和內(nèi)嵌聚合物層14，該內(nèi)嵌聚合物層帶有例如乙烯醋酸乙烯酯。該太陽能電池16通過電池連接器(未顯示)被連接至更多太陽能電池以形成電池串，其被布置在該內(nèi)嵌聚合物層14上。處于并聯(lián)位置的電池串通過交叉連接器18的方式被電連接。例如以乙烯醋酸乙烯酯的內(nèi)嵌聚合物組成的層20，被可選地布置在該插件裝置22下方。該插件裝置22被布置在該可選層20上或直接在太陽能電池16上。后側(cè)封裝元件26部分地，特別是在重疊部分25的區(qū)域中，覆蓋該插件裝置22，并帶有例如乙烯醋酸乙烯酯的內(nèi)嵌聚合物28和例如TEDLAR?膜的后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)30。
[0066]該插件裝置22帶有接觸面21，其與后側(cè)表面平面成平行面而形成，并適合用于接收互補的結(jié)構(gòu)。該接收區(qū)域19以切口形式，用于接收互補的結(jié)構(gòu)，位于該接觸面中。此外，該插件裝置22帶有兩個側(cè)面23，其各自帶有開口 32。如有需要，該開口 32適合用于接收內(nèi)嵌聚合物28，其在該層壓過程期間流動。舉例來說，圖2顯示的是，在圖2的平面圖中，該開口 32在左邊并未被內(nèi)嵌聚合物28填充，而在圖2的平面圖中，該開口 32在右邊被內(nèi)嵌聚合物28填充。無論該開口 32是否被該內(nèi)嵌聚合物填充，要視乎在制造該太陽能模塊期間，該內(nèi)嵌聚合物28有否膨脹得填充了該開口 32而定。該插件裝置22被部分地，特別是在重疊部分25的區(qū)域中，層壓到該后側(cè)封裝元件26中。具體而言，該插件裝置22的側(cè)面23被部分地，特別是在重疊部分25的區(qū)域中，層壓到該后側(cè)封裝元件26中，結(jié)果是如有需要，該些開口 32可接收該內(nèi)嵌聚合物28。
[0067]圖3顯示了如本發(fā)明所述的太陽能模塊310的后側(cè)的局部平面圖。該后側(cè)封裝元件并未在該太陽能模塊310的局部平面圖中顯示。多個太陽能電池16(顯示了六個以作例子)被布置在前側(cè)封裝元件11上，并通過交叉連接器18彼此電連接。該些交叉連接器18被電連接至母線15，其在該些太陽能電池16上延伸。插件裝置322 (顯示了三個)被布置在該些太陽能電池16上。該插件裝置322被部分地層壓到后側(cè)封裝元件中，而為求清晰，后側(cè)封裝元件在圖3中以透明，亦即隱形，的方式示出。該插件裝置322非層壓在內(nèi)的部分形成接觸面321，其與該后側(cè)表面平面成平行面而形成。該接觸面321適合用于在該接收區(qū)域319中接收互補的結(jié)構(gòu)。該插件裝置322包含電觸點324，其被置成與該交叉連接器18接觸。
[0068]圖4示意性地顯示了圖3所示的太陽能模塊310的局部平面圖(非按比例)。圖4顯示了該些電觸點324，其與該些交叉連接器18進行電接觸。由于該些電觸點324位與該插件裝置322中并因而會在該平面圖中被遮蓋，其以虛線顯示。然而，該些電觸點324有部分位于該插件裝置322的接收區(qū)域319中，可在該平面圖中看到，這是由于該接收區(qū)域319是以在該插件裝置322中的切口來表現(xiàn)的。該接收區(qū)域319和該些電觸點324被配置成使得互補的結(jié)構(gòu)(其帶有例如二極管)可被置成與彼等接觸，即舉例來說，該插件裝置322和該互補的結(jié)構(gòu)的電氣組件彼此連接，而該接收區(qū)域319和該互補的結(jié)構(gòu)則通過插接而彼此連接。
[0069]圖5示意性地顯示了該太陽能模塊310 (圖3所示)沿線B-B切斷的局部截面圖(非按比例)。
[0070]該太陽能模塊310帶有該前側(cè)封裝元件11，其包含玻璃板12和內(nèi)嵌聚合物層14，該內(nèi)嵌聚合物層帶有例如乙烯醋酸乙烯酯。該太陽能電池16通過電池連接器18被連接至更多太陽能電池以形成電池串(未顯示)，其被布置在該內(nèi)嵌聚合物層14上。例如以乙烯醋酸乙烯酯的內(nèi)嵌聚合物組成的層20，被可選地布置在該插件裝置322下方。該插件裝置322被布置在該可選層20上或直接在太陽能電池16上。后側(cè)封裝元件26部分地，特別是在重疊部分25的區(qū)域中，覆蓋該插件裝置322，并帶有例如乙烯醋酸乙烯酯的內(nèi)嵌聚合物28和例如TEDLAR?膜的后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)30。
[0071 ] 該插件裝置322包含帶有側(cè)面區(qū)域323的殼體，其被部分地，特別是在該些重疊部分25的區(qū)域中，層壓到該后側(cè)封裝元件26中。此外，該插件裝置322帶有接觸面321，其與后側(cè)表面平面成平行面而形成，并帶有接收區(qū)域319，以切口的形式，適合用于接收互補的結(jié)構(gòu)，并可以摩擦鎖緊的方式被連接至該互補的結(jié)構(gòu)。該插件裝置322帶有開口 329，而該插件裝置322的電觸點324在其中從該殼體被印導到該太陽能模塊310內(nèi)部中，并被電連接至交叉連接器18。被引導通過該開口 329的電觸點324通常與該太陽能電池16絕緣。然而，倘若朝向該插件裝置322的太陽能電池16的該側(cè)面被連接至該交叉連接器18，也就是說帶有相同電勢，則該處也有可能有電接觸。在該接收區(qū)域319中，那里亦有開口(未顯示)，其適合用于將該電終端324連接至如插件裝置的外置裝置，其中這開口的設計是防水防塵的。
[0072]圖6顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊410的局部截面圖。為了便于說明，僅顯示了該插件裝置422，該插件裝置被層壓到后側(cè)封裝元件26中，其帶有內(nèi)嵌聚合物28和后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)30。該插件裝置422帶有殼體，該殼體具有側(cè)面423，其被部分地，特別是在重疊部分25的區(qū)域中，層壓到該后側(cè)封裝元件26中。此外，該插件裝置422帶有兩個電觸點424，其被連接至插頭中的二極管，下稱二極管444。為了保護該二極管444，亦布置了觸點保護446。此外，在重疊部分25的夾層區(qū)域426處，將該插件裝置422層壓到該后側(cè)封裝元件26中的層壓終止，而該插件裝置422未被覆蓋的區(qū)域開始，即該些重疊部分25的側(cè)面423的端部部分和該后側(cè)封裝元件26的端部部分與交界部分425鄰接，而該些交界區(qū)域為該插件裝置422層壓在內(nèi)的部分和該插件裝置422未被覆蓋部分之間的交界。該些交界區(qū)域425受到如膠黏劑的密封構(gòu)件454保護。該密封構(gòu)件454亦帶有嵌板區(qū)域448的功用，其將被粘合至該些側(cè)面423。該些嵌板區(qū)域448被布置在殼體456的側(cè)面區(qū)域上，而該殼體部分地包圍了該二極管444、觸點保護446、觸點442和纜線440，并(如適用)擱在該插件裝置422的接觸面421上，結(jié)果是該二極管444和該觸點保護446被插入到該插件裝置422的接收區(qū)域(未顯示)中，以連接至互補的結(jié)構(gòu)，并與該插件裝置422的至少一個電觸點424接觸。密封構(gòu)件452的形式優(yōu)選為膠黏劑，其被布置在該殼體456和該插件裝置422之間的交界區(qū)域。該二極管444被連接至纜線440的觸點442。該二極管444、該觸點保護446、該纜線440、該觸點442和該殼體456為該互補的結(jié)構(gòu)的部分，而其被連接至該插件裝置442。該互補的結(jié)構(gòu)和該插件裝置422的連接方式為卡口式閉合，結(jié)果是其以穩(wěn)定但可拆卸的方式彼此連接。
[0073]圖7顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊510的局部截面圖。該太陽能模塊510帶有該前側(cè)封裝元件11，其包含玻璃板12和內(nèi)嵌聚合物層14，該內(nèi)嵌聚合物層帶有例如乙烯醋酸乙烯酯。該太陽能電池16通過電池連接器(未顯示)被連接至更多太陽能電池以形成電池串，其被布置在該內(nèi)嵌聚合物層14上。處于并聯(lián)位置的電池串通過交叉連接器18的方式被電連接。該太陽能模塊510亦帶有插件裝置522，其被布置在可選層20上或直接在太陽能電池16上，而該可選層以例如內(nèi)嵌聚合物(如乙烯醋酸乙烯酯)組成。該后側(cè)封裝元件26部分地，特別是在重疊部分25的區(qū)域中，覆蓋該插件裝置522，并帶有例如乙烯醋酸乙烯酯的內(nèi)嵌聚合物28和例如TEDLARe膜的后側(cè)封裝結(jié)構(gòu)30。在夾層區(qū)域526處，該插件裝置522被層壓到該后側(cè)封裝元件26中的層壓終止，該夾層區(qū)域與交界區(qū)域525鄰接，而該些交界區(qū)域形成了該插件裝置522被該后側(cè)封裝元件26覆蓋的區(qū)域和該插件裝置522未被覆蓋部分區(qū)域之間的交界。在每種情況下，在該些交界區(qū)域525和夾層區(qū)域526布置密封構(gòu)件552和嵌板區(qū)域548，以保護該些交界區(qū)域525和該些夾層區(qū)域526，特別是免遭水分和灰塵滲入。該插件裝置522通過電終端524被電連接至該交叉連接器18，該電終端經(jīng)由指向該交叉連接器18的方向的開口而離開該插件裝置522。該電終端524亦被連接至該觸點560，其被布置在該插件裝置522的殼體(以黑色顯示)中，并被布置成使得其受到保護，免受環(huán)境影響。其適合用于連接至互補的結(jié)構(gòu)。此外，該插件裝置522帶有用于連接至該互補的結(jié)構(gòu)的扣入元件562，其用于將該插件裝置522連接至該互補的結(jié)構(gòu)，連接成使得其無法自動彼此分離。
[0074]圖8顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊610的局部截面圖。該太陽能模塊610與圖7所示的太陽能模塊510相對應，并在此作出引用，惟該太陽能模塊610帶有互補的結(jié)構(gòu)。該互補的結(jié)構(gòu)帶有二極管644，其被布置在芯片卡666中。該芯片卡666包含殼體，其設計是平坦的。該二極管644和該芯片卡666的設計為與該插件裝置522是互補的，結(jié)果是該芯片卡666以摩擦鎖緊和剛性鎖緊的方式被連接至該插件裝置522，而該二極管644與該插件裝置522的電觸點560接觸。該芯片卡666和該二極管644為該互補的結(jié)構(gòu)的一部分。該二極管644和該芯片卡666亦被連接至插頭656,其亦帶有被布置在殼體中的電觸點元件668。帶有電觸點642的纜線640亦被連接至該插頭656，其中該電觸點642與該些電觸點元件668接觸。在該芯片卡666和該二極管644中布置電氣線路670，結(jié)果是在該插頭656的電觸點元件668和該插件裝置522的的電觸點560之間有電接觸。該插頭656帶有鎖扣元件672，其設計為與該插件裝置622的扣入元件562是互補的，結(jié)果是其彼此嚙合，但如有需要仍可拆卸。此外，在每個情況下，該插件裝置522和該芯片卡666和該插頭656均會各自通過膠粘劑674而彼此粘合。[0075]圖9顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊710的示意性平面圖。該平面圖指向該太陽能模塊710的后側(cè)，然而，其中該太陽能模塊710的后側(cè)封裝元件、交叉連接器和母線并未顯示。該太陽能模塊710帶有前側(cè)封裝元件711，而太陽能電池716布置在其上。該太陽能模塊710亦帶有插件裝置722，其被布置在該些太陽能電池716和/或該前側(cè)封裝元件711上。該些插件裝置722各自帶有接收區(qū)域719，用于連接至互補的結(jié)構(gòu)。該接收區(qū)域719以切口實施，其適合用于與互補的結(jié)構(gòu)進行類卡口式閉合式的連接。如上文已作出的全面描述，視乎該些插件裝置722的設計而定，其可為該太陽能模塊710增加機械上和/或電氣上的功能。亦可設想到的是，八個插件裝置722全部均履行純機械功能，并用于以無框的方式將該太陽能模塊安裝并機械地固定在八個點上。
[0076]圖10顯示了如本發(fā)明所述的另一太陽能模塊810的局部截面圖。該太陽能模塊810帶有前側(cè)封裝元件711、太陽能電池716、后側(cè)封裝元件726和插件裝置722。該些插件裝置722被層壓到該后側(cè)封裝元件26中，結(jié)果是在每個情況下均會形成重疊區(qū)域725，其中后側(cè)封裝元件726的重疊區(qū)域725部分在每個情況下均會與該些插件裝置722的某部分重疊。該些插件裝置722帶有接收區(qū)域719，其被配置成切口。各接收區(qū)域719被連接至互補的結(jié)構(gòu)。該互補的結(jié)構(gòu)帶有底架782，在其上布置有鎖扣元件780。該些鎖扣元件780被布置在相應的接收區(qū)域719中，并被布置成使得其形成卡口式閉合。該底架782適于被安裝在屋頂、建筑物前方和/或支架。
【權(quán)利要求】
1.太陽能模塊(10、310、410、510、610、710、810)，帶有前側(cè)表面和后側(cè)表面，其帶有: -前側(cè)封裝元件(11)，其形成該太陽能模塊的前側(cè)表面， -多個太陽能電池(16、716)，其彼此電連接， -后側(cè)封裝元件(26、726)，其形成該太陽能模塊(10、310、410、510、610、710、810)的后側(cè)表面，帶有后側(cè)表面平面和帶有聚合物塑料膜，以及 -至少一個插件裝置(22、322、422、522、722)，用于連接至互補的結(jié)構(gòu)，其中該插件裝置(22、322、422、522、722)至少被部分地層壓到該后側(cè)封裝元件(26、726)的重疊部分(25、725)的區(qū)域中，其中該后側(cè)封裝元件(26、726)帶有開口，而該插件裝置(22、322、422、522、722)至少部分地布置在該開口中，其特征在于該插件裝置(22、322、422、522、722)從該太陽能模塊(10、310、410、510、610、710、810)的后側(cè)表面平面伸出最多15mm，優(yōu)選為最多6mm,更優(yōu)選為最多4mm。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能模塊(10、310、410、510、610、710、810)，其特征在于該插件裝置(22、322、422、522、722)在垂直于該后側(cè)表面的方向的最大高度較平均直徑值小10%，優(yōu)選為小8%，更優(yōu)選為小5%，該平均直徑值由該插件裝置(22、322、422、522、722)的最大直徑和最小直徑得出，并在該后側(cè)表面平面的平面圖中表示。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的太陽能模塊(10、310、410、510、610、710、810)，其特征在于該插件裝置(22、322、422、522、722)帶有或形成殼體。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊(310、410、510)，其特征在于該插件裝置(322、422)帶有至少一個第一觸點(324，424，524)，其電連接至該些太陽能電池(16)，和至少一個第二觸點(560)，其適合用于被該互補的結(jié)構(gòu)接觸。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊，其特征在于該插件裝置帶有至少一個電終端、至少一個二極管和/或至少一個旁路二極管。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊(10、310)，其特征在于該插件裝置(22,322)帶有用于連接至該互補的結(jié)構(gòu)的接觸面(21、321)，該互補的結(jié)構(gòu)的接觸面被布置成與該后側(cè)表面平面成平行面，或在該后側(cè)表面平面中成平行面。
7.如前述權(quán)利要求3至6所述的太陽能模塊，其特征在于該殼體帶有至少兩個部分，而至少一個部分的至少一個夾層區(qū)域帶有至少一個開口，其容許在該殼體的該些部分之間有摩擦鎖緊連接。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊(10)，其特征在于在夾層區(qū)域中，該插件裝置(22)在其中被層壓到該后側(cè)封裝元件(26)中，該插件裝置(22)帶有一些凹陷處(32)，其適合用于容納后側(cè)封裝元件物料。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊，其特征在于該插件裝置帶有至少一個間隔元件，其在太陽能電池之間延伸，并支承在該前側(cè)封裝元件上。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊(410、610、710)，其特征在于其亦包含該互補的結(jié)構(gòu)，而該互補的結(jié)構(gòu)被連接至該插件裝置(422、522、722)。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊(710)，其特征在于該互補的結(jié)構(gòu)和該插件裝置(722)以卡口式閉合的方式彼此連接。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊(410)，其特征在于該插件裝置(422)和/或該互補的結(jié)構(gòu)帶有密封件(452)，其被配置成使得該互補的結(jié)構(gòu)可在其中連接至該插件裝置(422)的連接區(qū)域是密封的。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊(410)，其特征在于該插件裝置(422)和/或該互補的結(jié)構(gòu)帶有密封元件(454)，其被布置成使得其覆蓋交界區(qū)域(425)，而該交界區(qū)域構(gòu)成該插件裝置(422)層壓在內(nèi)的部分和該插件裝置(422)未被覆蓋部分之間的交界。
14.如前述權(quán)利要求9至12所述的太陽能模塊(410、610)，其特征在于該互補的結(jié)構(gòu)包含至少一個電終端(670)、至少一個二極管(444、644)和/或至少一個旁路二極管。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的太陽能模塊(410、610)，其特征在于該該插件裝置(422、522)和/或該互補`的結(jié)構(gòu)不可拆卸地連接至至少一條纜線(440、640)。
【文檔編號】H01R13/66GK103490718SQ201310223474
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
【發(fā)明者】安德烈亞斯·芬尼, 馬克西米利安·舍夫 申請人:漢華Q·電池有限公司