本申請要求于2015年12月30日提交的美國非臨時申請No.14/985,376的權(quán)益，該非臨時申請要求于2015年12月14日提交的美國臨時申請No.62/267,281的優(yōu)先權(quán)，其通過引用被全部并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種用于太陽能模塊的應(yīng)力釋放裝置。

背景技術(shù)：

定義

“太陽能電池”或“電池”是一種能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)化成電的光伏結(jié)構(gòu)。電池可具有任何尺寸和任何形狀，并且可以由各種材料造出。例如，太陽能電池可以是在基底材料(例如，玻璃、塑料或其它任何能夠支撐光伏結(jié)構(gòu)的材料)上的硅晶片或一個或多個薄膜上制造的光伏結(jié)構(gòu)，或它們的組合。

“太陽能電池條帶”、“光伏條帶”或“條帶”是指諸如太陽能電池的光伏結(jié)構(gòu)的一部分或片段。太陽能電池可被劃分成多個條帶。條帶可具有任何形狀和任何尺寸。條帶的寬度和長度可彼此相同或不同?？赏ㄟ^對以前劃分過的條帶進一步進行劃分而形成多個條帶。

“級聯(lián)”是指太陽能電池或條帶經(jīng)由在其邊緣上或在其邊緣附近的電極而電耦接的物理布置。相鄰光伏結(jié)構(gòu)的物理連接的方式很多。一種方式是在相鄰結(jié)構(gòu)的邊緣處或附近將它們進行物理重疊(例如，陽極側(cè)的一個邊緣和陰極側(cè)的另一邊緣)。這一重疊過程有時被稱為“搭接”。兩個或更多個級聯(lián)的光伏結(jié)構(gòu)或條帶可被稱為“級聯(lián)串”，或更簡單地稱為串。

“指狀線”、“指狀電極”和“指狀物”是指光伏結(jié)構(gòu)中用于收集載流子的細長的、導(dǎo)電的(例如，金屬的)電極。

“母線”、“總線”或“總線電極”是指光伏結(jié)構(gòu)中用于聚集由兩個或更多個指狀線所收集的電流的細長的、導(dǎo)電的(例如，金屬的)電極。母線通常比指狀線更寬，并可被沉積或以其它方式被置于光伏結(jié)構(gòu)上或其內(nèi)的任何位置。單個光伏結(jié)構(gòu)可具有一個或多個母線。

“光伏結(jié)構(gòu)”可以指太陽能電池、片段或太陽能電池條帶。光伏結(jié)構(gòu)并不限于通過特定方法制作的器件。例如，光伏結(jié)構(gòu)可以是基于晶體硅的太陽能電池、薄膜太陽能電池、基于非晶硅的太陽能電池、基于多晶硅的太陽能電池，或它們的條帶。

近幾年來，光伏(PV)技術(shù)通過PV模塊的效率上的突破已取得了長足的進步。這種改進與光伏模塊生產(chǎn)成本的減小相結(jié)合，使太陽能成為了更為可行的能源。每瓦成本可能是在決定實施太陽能發(fā)電裝置時的最決定性的因素。

太陽能電池可由硅的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)建，并被組裝成具有基本層疊結(jié)構(gòu)的PV模塊。為減少成本及為了其它的優(yōu)點，最近，通過使用諸如銅的連接材料來形成太陽能電池的連接網(wǎng)格的改進，提高了效率并降低了每瓦的整體成本，從而提高了太陽能的可行性。

但是，由于相對于基于硅的太陽能電池存在不同的膨脹系數(shù)，諸如銅的材料的使用會呈現(xiàn)問題。一般來說，對于給定的溫度的增加，銅比硅膨脹的更多。當PV模塊的部分被遮蔽時，由于膨脹所引起的不利影響加劇，從而增加了PV模塊的各部分之間的溫度差。隨著時間的推移，熱循環(huán)負載會導(dǎo)致PV模塊的各部分斷裂。因此，需要克服這些問題，但不用回到奇異且昂貴的連接材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

如上所指出，由于相對于硅的膨脹系數(shù)不同，在PV模塊中使用諸如銅的材料可能會導(dǎo)致問題。對于出于電流傳輸?shù)囊蠖^大塊、但因此對PV模塊整體帶來大的熱膨脹效應(yīng)的連接件而言更是如此。取決于特定PV模塊的電氣結(jié)構(gòu)，這種連接件被用于對串進行串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。往往這些連接件的熱膨脹的結(jié)果是構(gòu)成串的重疊條帶之間的環(huán)氧樹脂連接破裂。為克服這些問題，可使用相對小塊的應(yīng)力釋放連接件連接大塊的連接件部分。

這種應(yīng)力釋放連接件可具有用于連接兩個點的非線性的/曲線的幾何形狀。該幾何形狀可包括一個或多個非線性形狀，諸如曲線，從而使連接件的熱膨脹和收縮對串的影響有限。換言之，應(yīng)力釋放元件的柔韌性減輕了串連接本該經(jīng)受的應(yīng)力。

根據(jù)本實用新型的一個實施例涉及一種光伏PV模塊，其特征在于，所述光伏PV模塊包括：包括多個級聯(lián)的太陽能電池的至少一個串；連接到所述至少一個串的拉長的連接件，所述拉長的連接件包括用于連接到所述至少一個串的多個應(yīng)力釋放連接件，其中，所述多個應(yīng)力釋放連接件被成形為優(yōu)先變形，從而為所述至少一個串提供應(yīng)力釋放。

根據(jù)本實用新型的另一個實施例涉及一種光伏PV模塊，其特征在于，所述光伏PV模塊包括：多個串，所述多個串中的每一個均包括總線部分和多個級聯(lián)的太陽能電池；用于連接所述多個串的平面連接件，所述平面連接件包括拉長的平面連接總線和多個平面應(yīng)力釋放連接件，其中，所述多個平面應(yīng)力釋放連接件將所述多個串中的每一個的所述總線部分與所述拉長的平面連接總線在空間上分離，其中，所述平面應(yīng)力釋放連接件中的每一個均包括具有非線性幾何形狀并且在所述拉長的平面連接總線和所述總線部分中的一個之間延伸的一個或多個特征部，所述非線性幾何形狀偏離直接連接在所述拉長的平面連接總線和所述總線部分中的一個之間的第一軸。

根據(jù)本實用新型的又一個實施例涉及一種用于光伏模塊的連接件，其特征在于，所述連接件包括：拉長的連接件總線；和沿著所述拉長的連接件總線和應(yīng)力釋放連接件的端部之間的非線性路徑延伸的多個應(yīng)力釋放連接件，所述應(yīng)力釋放連接件的端部用于將所述拉長的連接件總線連接到包括多個級聯(lián)的太陽能電池的至少一個串。

附圖說明

圖1A示出了根據(jù)本實用新型一些實施例的太陽能電池的俯視圖。

圖1B示出了根據(jù)本實用新型一些實施例的由條帶構(gòu)造的串的側(cè)視圖。

圖2示出了根據(jù)本實用新型一些實施例的PV模塊的俯視圖。

圖3A-3F示出了根據(jù)本實用新型一些實施例的連接構(gòu)件的俯視圖。

圖4A-4C示出了根據(jù)本實用新型一些實施例的被連接到串的連接構(gòu)件的俯視圖。

圖5A-5C示出了根據(jù)本實用新型一些實施例的模擬使用中的連接件的俯視圖。

具體實施方式

以下描述被呈現(xiàn)以使所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠做出和使用實施例，并且是在特定應(yīng)用及其要求的背景下被提供。對所公開的實施例的各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是清楚的，并且在不脫離本公開的精神和范圍的前提下，本文所定義的一般性原理可以應(yīng)用于其它實施例和應(yīng)用。因此，本實用新型并不限于所示出的實施例，而是依據(jù)符合本文公開的原理和特征的最廣的范圍。

圖1A示出了示例性太陽能電池10，可包括三個光伏條帶30、32和34，并且可具有由電鍍銅形成的電極。由于電鍍銅電極表現(xiàn)出低的接觸電阻，因此，與許多其它材料相比，太陽能電池10會被劃分成更少的條帶。光伏條帶30、32和34中的每個可包括被布置在X方向或其它任何方向的多個(例如大致平行的)指狀線，諸如指狀線36。這些指狀線可收集光伏結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的電荷，并允許它們朝向母線移動。母線可以是被布置在Y方向上、往往比指狀線更寬的任何導(dǎo)電元件，諸如金屬帶。則母線可聚集由指狀線所收集的電流。每個條帶可包括被置于相對的邊緣的兩個母線(每個表面上一個)。例如，條帶30可具有位于頂面上的母線38和位于底面上的母線40。類似地，條帶32可具有分別位于頂面和底面上的母線42和44，條帶34可具有分別位于頂面和底面上的母線46和48。

一些傳統(tǒng)的太陽能面板包括串聯(lián)連接的未切割的光伏結(jié)構(gòu)的單個串。如在此通過引用被并入的美國專利申請No.14/563,867中所描述的，更期望的是具有多個(諸如3個)串，每串包括級聯(lián)的條帶，并將這些串并聯(lián)連接。這種多個并聯(lián)串的面板構(gòu)造提供相同的輸出電壓，而具有減少的內(nèi)阻。

圖1B示出了串聯(lián)連接的并且組裝成串20的三個條帶的示例性級聯(lián)布置。在本示例中，三個條帶30、32和34可由圖1A中的太陽能電池10切割得到，并被布置成級聯(lián)的方式，使得一個條帶的陽極側(cè)母線與鄰近的條帶的陰極側(cè)母線重疊并電耦接。雖然對于串20繪制了三個條帶，但是串可由更多或更少的條帶構(gòu)成。此外，串20可與另外的串(例如11個串20)耦接生成更長的串，6個這種長串可被連接形成光伏模塊。

往往通過使用導(dǎo)電性粘接劑粘結(jié)各個母線來對串進行組裝，這是一種組裝高效率PV模塊的有效的方法。然而，在某些環(huán)境中，由于加熱的影響，特別是對諸如銅母線的相比于其它部件具有不同膨脹系數(shù)的元件加熱的影響，PV模塊表現(xiàn)出極大的應(yīng)力。往往由PV模塊的局部遮陽而導(dǎo)致的PV模塊的不均勻發(fā)熱會加劇該現(xiàn)象。這些加熱影響可對母線之間的接點J造成循環(huán)負載，造成接點開裂以及最終的故障。本文所公開的連接件可有助于減輕這些影響。

圖2示出了PV模塊100的俯視圖。PV模塊100可具有層疊結(jié)構(gòu)，其包括一個或多個基板102，諸如玻璃板和/或背板、以及一個或多個封裝層。PV模塊可包括串104a-f，例如，串104a-f的每個均由11個圖1B中的串20組裝而成。

連接構(gòu)件106可以應(yīng)力釋放連接件的方式與串104a-f的總線部分連接，這將在以下進一步詳細地描述。與串104a-f的總線部分的連接可通過任何合適的電連接實現(xiàn)，諸如通過將應(yīng)力釋放連接件106焊接、熔接或粘接到串104的母線。例如，連接構(gòu)件106可主要由銅形成，而串104a-f可主要通過將主要由硅形成的被粘接的太陽能電池重疊而形成。銅具有線性膨脹系數(shù)，其大約是硅的線性膨脹系數(shù)的5.4倍。因此，當PV模塊100的所有或一部分被加熱或冷卻時，連接構(gòu)件106趨向于比串104a-f更大程度地拉長或收縮。這種運動可在串104a-f的太陽能電池之間的粘接接點處發(fā)起剪切力。位于連接構(gòu)件106和串104a-f之間的應(yīng)力釋放連接件可有助于減輕PV模塊100中的破壞性熱膨脹和收縮效應(yīng)。

圖3A示出了可用于例如圖2中的PV模塊100的連接構(gòu)件108的俯視圖。本文所公開的任何連接構(gòu)件均可由導(dǎo)電性材料(諸如銅)，通過沖壓、切割或以其它方式形成。銅是高導(dǎo)電性和相對低成本的連接件材料。但是，可使用其它導(dǎo)電材料，諸如銀、金或鋁。特別地，銀或金可用作涂層材料，防止銅或鋁的氧化。在一些實施例中，可使用已經(jīng)經(jīng)過熱處理從而具有超彈特性的合金作為連接件的所有或一部分。合適的合金可包括，例如，銅-鋅-鋁(CuZnAl)、銅-鋁-鎳(CuAlNi)、或銅-鋁-鈹(CuAlBe)。

此外，本文所公開的連接構(gòu)件的材料可整體或部分地被進行操縱以改變機械性能。例如，連接件108的所有或一部分可被鍛造(例如，以增加強度)、退火(例如，以提高延展性)和/或回火(例如，以增加表面硬度)。連接構(gòu)件可在一部分位置涂覆絕緣材料從而防止短路。連接構(gòu)件也可在一部分位置涂覆焊料從而回流焊接到其它導(dǎo)體。

連接構(gòu)件108可包括連接總線110，其被拉長以用于連接一個或多個串。這里，連接構(gòu)件108被配置成并聯(lián)連接三個串。連接總線110的最小截面積的大小被設(shè)計成足以承載預(yù)定的電流負載。

應(yīng)力釋放連接件112可從連接總線110橫向延伸。應(yīng)力釋放連接件112和連接總線110可由單片材料形成，例如通過沖切或激光切割鋁箔片形成。然而，在一些情況下，一個或多個應(yīng)力釋放連接件112可通過任何合適的電連接(諸如通過焊接、熔接或粘接而形成的連接)被附連到連接總線110。一般來說，一個組合串的應(yīng)力釋放連接件112的總截面積應(yīng)至少等于連接總線110的截面積。然而，在某些情況下，考慮到耐用性，應(yīng)力釋放連接件112的總截面積可明顯更大。例如，在預(yù)計最壞的情況下，在20年的時間段中，應(yīng)力釋放連接件112的三分之二由于循環(huán)負載而故障，應(yīng)力釋放連接件112的總截面積可為連接總線110的截面積的三倍左右。因此，即便是發(fā)生了這種故障，任何剩余的應(yīng)力釋放連接件112也足以提供所需的電流容量。

應(yīng)力釋放連接件112中的每一個均從連接總線110沿X和Y方向以非線性的方式延伸(即，具有非線性幾何形狀)。這里所使用的非線性幾何形狀描述了電連接件的所有或一部分的形狀被成型為當被加負載時優(yōu)先變形。相反，具有線性幾何形狀的連接件一般遵循主要為了有效地傳輸電流可能的最短/直的路徑。線性幾何形狀所做出的任何偏離通常是繞過諸如電路的障礙物，但是，具有線性幾何形狀的連接件的任何這種附帶的路徑改變并不必定提供應(yīng)力釋放，并且不應(yīng)被混淆為如本文所公開的具有非線性幾何形狀的連接件。換言之，具有非線性幾何形狀的應(yīng)力釋放連接件可以否則利用更線性的幾何形狀(例如，可能沿著最直的路徑延伸)，但特意不這樣做。例如，為了吸收否則會傳送到PV模塊的更脆弱的部分(諸如太陽能電池之間的接點)的運動，以及特別是為了吸收在跨越PV模塊的壽命的延長的時間段(例如，數(shù)十年)內(nèi)以循環(huán)方式的運動，應(yīng)力釋放連接特意不使用線性幾何形狀。例如，圖3A中的連接總線110獨自具有線性幾何形狀，具有在X和Y方向上均勻的寬度、以及在Z方向上的均勻的厚度，但是，以下所公開的不同的連接總線具有非線性幾何形狀，本文所公開的非線性幾何形狀的任何示例均可被應(yīng)用于本文所公開的任何連接總線。

非線性幾何形狀可包括中心地跟隨連接件的路徑(例如，沿位于最外邊緣之間的一系列的最中心的點延伸的路徑)或沿連接件的任何面或邊緣的路徑。具有非線性幾何形狀的連接件可以但不要求沿被拉長的路徑對稱。例如，連接件的一個邊緣、或邊緣的一部分可以是直的，而相對的邊緣可包括一個或多個曲線、切口或延伸部。具有非線性幾何形狀的連接件可包括在非線性部分的之前、之后和/或之間的直線部分。例如，非線性幾何形狀可包括沿第一軸(例如，X軸)橫向延伸，同時在與第一軸垂直的一個或多個其它軸(例如，Y軸和/或Z軸)的負和正方向上以重復(fù)的方式(諸如正弦波或螺旋)變換方向的傳播路徑。。雖然本文所公開的多種連接件利用曲線輪廓，但可以從一系列的直線構(gòu)造非線性幾何形狀，例如，諸如方形或鋸齒波的傳播形狀可形成非線性幾何形狀。

由于相關(guān)PV模塊的層疊設(shè)計，本文所公開的使用非線性幾何形狀的多種應(yīng)力釋放連接件是平面的(例如，僅在X和Y維度變化，而在Z方向具有均勻的厚度)，從而與相關(guān)PV模塊的串共面。然而，非線性幾何形狀也可延伸到三維中的任何平面或邊緣。例如，具有非線性幾何形狀的連接件可包括折疊(例如風(fēng)琴式折疊)、重疊或卷繞的部分，以提供應(yīng)力釋放。

非線性幾何形狀可在附接線性連接件之前或之后形成。例如，可以某種方式對線性連接件進行操縱(例如，打孔、彎折、卷曲、做出凹痕、扭曲和/或折疊)，得到具有非線性幾何形狀的連接件。換言之，線性連接件的一個或多個直的方面可被操縱成非直的。例如，這種操縱可以得到從某個視圖看具有弓形、波紋形、風(fēng)琴狀或波形的外觀的連接件，而在被操縱之前，相同的視圖可能示出線性或矩形形狀。在一個示例中，非線性幾何形狀可由附接的線性連接件而后形成，該附接的線性連接件從連接總線延伸到焊接接點(例如，在串總線處)，并具有在示出連接件側(cè)面的第一正交視圖(例如，X-Z平面的Y軸視圖)為線狀、在示出連接件端部的第二正交視圖(例如，Y-Z平面的X軸視圖)為線狀、在示出連接件俯視圖的第三正交視圖(例如，X-Y平面的Z軸視圖)為矩形的預(yù)操縱的形狀。強行將連接總線移動至更接近焊接接點會導(dǎo)致線性連接件變形，從而得到上述線性連接件的非線性幾何形狀。例如，經(jīng)操縱的連接件可具有弓形輪廓的操縱后形狀，即，在示出連接件側(cè)面的第一正交視圖中具有曲線；在示出被彎折出X-Y平面的連接件端部的第二正交視圖中具有矩形；在示出連接件頂部的第三正交視圖具有變短的矩形。

在另一示例中，具有非線性幾何形狀的連接件可包括在厚度上的變化(Z方向)，從而有助于提供應(yīng)力釋放。本文所公開的應(yīng)力釋放連接件還可包括享有不同或一致的非線性幾何形狀的材料層。這種層狀的應(yīng)力釋放連接件的每一層在連接總線和串之間可享有共同的起始和結(jié)束位置，或者利用不同的起始和/或結(jié)束位置。非線性幾何形狀還可以利用可以位于直的或變化的邊緣之間的通道，諸如正方形、三角形、橢圓形或圓形的開口。這種連接件，例如，可具有格子狀或鳥籠式布置的這種通道。

在圖3A中所示的示例中，應(yīng)力釋放連接件112中的每個可具有可以大體上類似于正弦波的方式橫向延伸的非線性的或者更具體地“曲線的”(即，包括一條或多條曲線的)幾何形狀。這里所用的“曲線”可包括在兩個接合點之間的連接件的非直的任何物理邊緣或平面表面，或限定出一個或多個邊緣的路徑。曲線的發(fā)起和終止可在接合到連接件的直線部分的接合點處，或者在與曲線方向發(fā)生改變的其它曲線接合的接合點處?！扒€部分”可以是曲線的任何部分?！癠形”曲線可以是具有包括可識別的對稱軸的拋物線形狀的對稱曲線或曲線部分，其不必定類似完整的字母“U”。

這里，應(yīng)力釋放連接件112中的每個，在正X方向上橫向延伸的同時，也可以在點112a處從連接總線110朝向負Y方向彎曲至直線部分112b，直線部分112b發(fā)起在對稱軸A-A處朝向正Y方向改變方向至直線部分112d的U形曲線112c，直線部分112d發(fā)起在正X方向和Y方向的曲線112e。在一些實施例中，應(yīng)力釋放連接件112中的每個還可以在任意點處朝向負X方向彎曲。終止可出現(xiàn)于點112f處，在這里應(yīng)力釋放連接件112中的每個可連接到串的母線。但是，也可沿著應(yīng)力釋放連接件112中的每個在任意點處做焊接連接。

具有一條U形曲線112c的應(yīng)力釋放連接件112的非對稱性質(zhì)，相對于在點112f處所施加的力，可得到不同的反應(yīng)。在點112f處朝向正Y方向或負X方向施加的力將趨向于閉合或擠壓U形曲線112c，而在點112f處朝向負Y方向或正X方向施加的力將趨向于打開U形曲線112c。在一種情況下的U形曲線112c的反作用相對于其他情況下的U形曲線112c的反作用可能更有彈性。因此，當要求不同水平的定向彈性時，應(yīng)力釋放連接件112的取向會有所幫助。

應(yīng)力釋放連接件112中的每個的曲線的圖案和數(shù)目可以是變化的。這里示出了15個應(yīng)力釋放連接件112，每串分配有5個應(yīng)力釋放連接件112。但是，可以使用更多或更少的應(yīng)力釋放連接件112。

應(yīng)力釋放連接件112還可被配置成吸收連接總線110的運動，使得傳遞到所連接的串的動作被減弱。相比于應(yīng)力釋放連接件112中的一個，考慮到電流容量，連接總線110具有相對大的質(zhì)量。然而，當連接總線110由于熱膨脹和收縮而折曲時，這一質(zhì)量會是不利的。串可通過環(huán)氧接點被互連，這些接點的容量不足以容忍由連接總線的運動所導(dǎo)致的應(yīng)力。應(yīng)力釋放連接件112可吸收由連接總線運動所導(dǎo)致的應(yīng)力，從而為串接點提供應(yīng)力釋放。

在圖3A所示的示例中，應(yīng)力釋放連接件112中的每個可被一致地形成和布置，但是這并不被要求。例如，如圖3B所示，連接構(gòu)件114可根據(jù)組118a和118b被布置。組118a可具有如圖3A中所示被設(shè)置的應(yīng)力釋放連接件112，而組118b中的應(yīng)力釋放連接件113可作為組118a中的應(yīng)力釋放連接件112的相對于X方向的鏡像被布置在連接總線110上。因此，通過使用組118a和118b能夠改變或“調(diào)整”定向彈性的不同水平。每組118a包括兩個連接構(gòu)件112，而每組118b包括三個連接構(gòu)件113，因此，彈性可相對于組118b沿Y方向發(fā)生偏斜，但是，組118a可包括相比于組118b更大或相同數(shù)量的連接構(gòu)件112以改變該偏斜。

圖3C示出例如可用于圖2的PV模塊100的連接構(gòu)件120的俯視圖。連接構(gòu)件120可包括如參考圖3A所描述的連接總線110，并且可包括參照本文所公開的連接構(gòu)件所討論的任意方面。這里，連接構(gòu)件120可被配置成并聯(lián)連接三個串。

應(yīng)力釋放連接件122可從連接總線110橫向延伸。應(yīng)力釋放連接件122中的每個可以與圖3A的應(yīng)力釋放連接件112類似的方式以非線性幾何形狀延伸。這里，應(yīng)力釋放連接件122中的每個在正X方向上橫向延伸的同時，在點122a處從連接總線110朝向正Y方向向上彎曲以發(fā)起U形曲線122b，U形曲線122b在對稱軸a-a處朝著負Y方向改變方向至直線部分122c。直線部分122c可朝向著負Y方向延伸以發(fā)起U形曲線122d，U形曲線122d在對稱點b-b處改變方向，然后朝向正Y方向延伸至直線部分122e，直線部分122e終止于點122f處。雖然U形曲線122b不如U形曲線122d類似于一個完整的“U”，但是如以上所指出的，U形曲線可以是具有包括可識別的對稱軸(這里是軸a-a)的拋物線形狀的對稱曲線或曲線部分，并不必定類似完整的字母“U”。

在一些實施例中，區(qū)域122p所包圍的范圍可被用作焊盤，在區(qū)域122p和點122a之間截斷應(yīng)力釋放連接件122的有效非線性幾何形狀。因此，應(yīng)力釋放連接件122的有效非線性幾何形狀變?yōu)殛P(guān)于軸c-c非對稱，以具有例如比圖3A 中的應(yīng)力釋放連接件112的非線性幾何形狀曲線部分的總長度和數(shù)目少的曲線部分。例如，由于點122a和區(qū)域122p之間的路徑比圖3A中的點112a和112f之間的路徑更類似于直線，這會得到比圖3A中的應(yīng)力釋放連接件112相對更生硬的應(yīng)力釋放連接件122。因為具有更生硬的非線性幾何形狀的連接件在某些情形下更強壯，這會是對例如在高振動環(huán)境中使用的PV模塊提供要求耐用性的連接件所期望的。

應(yīng)力釋放連接件122中的每個的曲線的圖案和數(shù)目可以是變化的。這里示出了15個應(yīng)力釋放連接件122，每串分配有5個應(yīng)力釋放連接件126。但是，可使用更多或更少的應(yīng)力釋放連接件126。這在圖3D中進行了展示，其示出了可用于圖2中的PV模塊100的連接構(gòu)件124的俯視圖。連接構(gòu)件124可包括參考圖3A所描述的連接總線110，并且可包括參照本文所公開的連接構(gòu)件所討論的任意方面。

這里，圖3A中的應(yīng)力釋放連接件122的非線性幾何形狀被圖3B中的連接構(gòu)件124的應(yīng)力釋放連接件126共享。因此，應(yīng)力釋放連接件126中的每個以與應(yīng)力釋放連接件122相同的方式被成形。但是，應(yīng)力釋放連接件126中的每個可被構(gòu)造為比應(yīng)力釋放連接件122中的每個具有更小的質(zhì)量。例如，通過在任何維度上使用更少的材料，應(yīng)力釋放連接件126中的每個可具有應(yīng)力釋放連接件122中的每個的一半的質(zhì)量。因此，應(yīng)力釋放連接件126中的一個比應(yīng)力釋放連接件122中的一個更為柔韌。利用具有相對更大柔韌性的應(yīng)力釋放連接件對那些預(yù)期會遭遇寬的溫度變化(例如，高達200℃的溫度波動)的PV模塊會是有利的。

應(yīng)力釋放連接件126中的每個的曲線的圖案和數(shù)目可以是變化的。這里示出了39個應(yīng)力釋放連接件126，每串分配有13個應(yīng)力釋放連接件126。但是，可使用更多或更少的應(yīng)力釋放連接件126來調(diào)整所期望的連接構(gòu)件124的彈性。

圖3E示出了例如可用于圖2中的PV模塊100的連接構(gòu)件128的俯視圖。連接構(gòu)件128可包括如參考圖3A所描述的連接總線110，并且可包括參照本文所公開的連接構(gòu)件所討論的任意方面。

應(yīng)力釋放連接件130中的每個以非線性的方式從連接總線110橫向延伸。應(yīng)力釋放連接件130中的每個的非線性幾何形狀可類似于具有兩個完整波形的正弦波圖案。這里，應(yīng)力釋放連接件130中的每個在點130a處從連接總線134 在正X方向上、沿正Y方向向上地延伸，形成U形曲線130b，U形曲線130b在對稱軸a-a處改變方向至過渡形成U形曲線130c的直線部分。U形曲線130c在對稱軸b-b處改變方向，以彎曲至過渡形成U形曲線130d的直線部分。U形曲線130d在對稱軸c-c處改變方向，以彎曲至過渡形成U形曲線130e的直線部分。U形曲線130e在對稱軸d-d處改變方向以彎曲至終止于點130f處的直線部分。為了進行比較，應(yīng)力釋放連接件130中的每個一般比例如圖3A中的應(yīng)力釋放連接件110中的每個的單個U形曲線112b具有更多的U形曲線130b-e。

由于該曲線數(shù)目的增加，應(yīng)力釋放連接件130中的每個比圖3A中的應(yīng)力釋放連接件112中的每個比較地更為柔韌。假設(shè)所有其它因素保持相同，增加應(yīng)力釋放連接件的曲線數(shù)目可增加柔韌性，而不借助于會減少耐用性的質(zhì)量減少。因此，如果應(yīng)力釋放連接件要求更大的柔韌性，則在這方面增加一條或多條曲線或曲線部分很有幫助。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有在圖3E所描述的圖案中的四條曲線提供了柔韌性和耐用性的良好平衡。

應(yīng)力釋放連接件130中的每個的曲線的圖案和數(shù)目可以是變化的。這里顯示了45個應(yīng)力釋放連接件130，每串分配有15個應(yīng)力釋放連接件130。但是，可以使用更多或更少的應(yīng)力釋放連接件130。

圖3F示出了連接構(gòu)件132的俯視圖，其可用于(例如)圖2中的PV模塊100，并且可包括參照本文所公開的連接構(gòu)件所討論的任意方面。連接構(gòu)件132可包括連接總線134，其被拉長以連接到一個或多個串。這里，連接構(gòu)件132被配置成并聯(lián)連接三個串。連接構(gòu)件132包括并以類似的方式布置圖3E中的每個連接構(gòu)件128的應(yīng)力釋放連接件130。連接構(gòu)件132與連接構(gòu)件128不同在于連接件132可包括可位于串之間的柔性總線構(gòu)件136。

柔性總線構(gòu)件136可有助于釋放串之間的應(yīng)力。特別地，最外側(cè)的應(yīng)力釋放連接件130a/130b可承受由于串的運動而產(chǎn)生的更多的壓力，其使得最外側(cè)的應(yīng)力釋放連接件130a/130b比它們之間的應(yīng)力釋放連接件130被壓縮或擴展的更多。柔性總線構(gòu)件136可有助于連接總線134在熱膨脹或收縮過程中優(yōu)先發(fā)生折曲，通過幫助保持被附接到共享的串的所有應(yīng)力釋放連接件130上的應(yīng)力均勻性，可有助于減少在最外側(cè)的應(yīng)力釋放連接件130a/130b處的壓力。

圖4A示出了連接到串104的連接構(gòu)件138的一部分的俯視圖，連接構(gòu)件138可用于例如圖2中的PV模塊100。連接構(gòu)件138可包括如參考圖3F所描述的連接總線134，并且可包括參照本文所公開的連接構(gòu)件所討論的任意方面。

應(yīng)力釋放連接件140從連接總線134以類似于圖3E中的應(yīng)力釋放連接件130的非線性幾何形狀來橫向延伸。但是，除了以上參考應(yīng)力釋放連接件130所描述的以外，應(yīng)力釋放連接件140中的每個會終止于焊盤142處，以有助于形成與串104的電連接。焊盤142可具有矩形形狀，并保持有預(yù)定量的焊料，用于回流焊接到串104。

應(yīng)力釋放連接件140中的每個的曲線的圖案和數(shù)目可以是變化的。示出了10個應(yīng)力釋放連接件140被連接到串104。但是，可以使用更多個或更少個。例如，圖4B示出了連接構(gòu)件144的俯視圖，其享有與圖4A中的連接構(gòu)件138幾乎相同的構(gòu)造。但是，在這里，與用于連接構(gòu)件138的10個應(yīng)力釋放連接件140相比，連接構(gòu)件144包括8個應(yīng)力釋放連接件140。

與圖4A中使用更多個應(yīng)力釋放連接件140的連接構(gòu)件138相比，圖4B中的連接構(gòu)件144能夠在連接總線134和串104之間提供更為柔韌的連接。這對于給定PV模塊例如在環(huán)境因素要求更大的柔韌性時調(diào)整柔韌性是有用的。此外，每串所分配的應(yīng)力釋放連接件的數(shù)目可沿單個連接總線變化，一個串部分與另一個串部分相比，可使用更多或更少的應(yīng)力釋放連接件。這在一個串位置預(yù)計比另一個串位置表現(xiàn)出更多或更少的應(yīng)力狀況下，對調(diào)整PV模塊的柔韌性是有用的。

圖4C示出了連接到串104的連接構(gòu)件146的一部分的俯視圖，例如，連接構(gòu)件146可用于圖2中的PV模塊100。連接構(gòu)件146可包括如參考圖3F所描述的連接總線134，并且可包括參照本文所公開的連接構(gòu)件所討論的任意方面。

應(yīng)力釋放連接件148從連接總線134以類似于圖3E中的應(yīng)力釋放連接件130的非線性幾何形狀而橫向延伸。但是，除了以上參考應(yīng)力釋放連接件130所描述的，成對的應(yīng)力釋放連接件148還可終止于共用焊盤150處，從而有助于形成與串104的電連接。共享的焊盤150可具有矩形或其它形狀，并保持有預(yù)定量的焊料，用于回流焊接到串104。因為每兩個應(yīng)力釋放連接件148僅要求一個焊接連接，因此，如所示出的將應(yīng)力釋放連接件148組對以共享焊盤150可有益于生產(chǎn)。但是，可將多于兩個的應(yīng)力釋放連接件148加入以共享焊盤。

圖5A-5C示出了在用于確定在熱循環(huán)過程中的應(yīng)力釋放連接件所引起的馮米斯應(yīng)力(Von Mises stress)的模擬使用中的連接構(gòu)件200的一部分。連接構(gòu)件200中的每個包括連接在連接總線204和串206之間的應(yīng)力釋放連接件202。一般來說，期望引起小于所用材料的屈服強度的馮米斯應(yīng)力，使得該材料在預(yù)計的使用過程中不會塑性地或最終屈服。

在涉及到在串的粘接處減小應(yīng)力時，非常柔韌的小質(zhì)量應(yīng)力釋放連接件可能是最有用的，但是，應(yīng)力釋放連接件的柔韌性越大，在使用過程中由于越低的馮米斯屈服點而越有可能損壞。相反，柔韌性越小的應(yīng)力釋放連接件越耐用，但是，如果串由于源自連接總線的運動傳遞而出現(xiàn)損壞，那可能是無關(guān)緊要的。因此，對于應(yīng)力釋放連接件的設(shè)計，必須均衡考慮強度和柔韌性的設(shè)計。使用有限元分析(FEA)可有助于預(yù)測哪些設(shè)計對于給定的一組環(huán)境參數(shù)是成功。

圖5A中，連接總線204在正Y方向被移動，導(dǎo)致在連接總線204和串206之間產(chǎn)生剪切。這導(dǎo)致應(yīng)力釋放連接件202在正Y方向上從焊盤208延伸。所進行的建模例示了由連接總線204在140℃處的熱致運動承受的力。圖5B中，連接總線204在負Y方向上被移動，導(dǎo)致在連接總線204和串206之間在與圖5A所示的相反的方向上產(chǎn)生剪切。這導(dǎo)致應(yīng)力釋放連接件202在負Y方向上從焊盤208延伸。所進行的建模還例示了由連接總線204在150℃處的熱致運動承受的力。

在圖5A和5B二者的示例中，預(yù)測到所示出的應(yīng)力釋放連接件承受約90MPa的馮米斯應(yīng)力，小于銅的大約為260MPa的屈服強度。因此，該模擬測試可有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員考慮到必要的安全因素，而配置(例如，增加或減少每個應(yīng)力釋放連接件202的曲線的數(shù)目，調(diào)整應(yīng)力釋放連接件202在任何方向上的厚度，以及調(diào)整應(yīng)力釋放連接件202的數(shù)量)應(yīng)力釋放連接件202的非線性幾何形狀，從而具有一定的馮米斯屈服點。

圖5C中，所進行的建模例示了由連接總線204、特別是柔性總線構(gòu)件210在-40℃處的熱致運動承受的力。所示出的設(shè)計在柔性總線構(gòu)件210處承受大約201MPa的馮米斯應(yīng)力，小于銅的大約為260MPa的屈服強度。因此，該模擬測試可有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員考慮到必要的安全因素，而配置(例如，增加或減少每個柔性總線構(gòu)件210的曲線的數(shù)目，調(diào)整應(yīng)力柔性總線構(gòu)件210在任何方向上的厚度，以及調(diào)整柔性總線構(gòu)件210的數(shù)量)柔性總線構(gòu)件210的非線性幾何形狀，從而具有一定的馮米斯屈服點。

其它變型均在本公開內(nèi)容的精神以內(nèi)。因此，雖然很容易對所公開的技術(shù)作出各種修改和替代構(gòu)造，但在附圖中展示并在以上詳細描述了其一定的示例性實施例。然而，應(yīng)該理解，其并非意在將本公開限制在所公開的具體的某個或多個形式，而是相反，其意在覆蓋所有落入如所附權(quán)利要求限定的本公開的精神和范圍內(nèi)的修改、替代構(gòu)造和等同物。