CN102214718A

CN102214718A - 太阳能电池装置

Info

Publication number: CN102214718A
Application number: CN2010101385874A
Authority: CN
Inventors: 赖志铭; 颜荣毅
Original assignee: Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc; Foxsemicon Integrated Technology Inc
Current assignee: Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc; Foxsemicon Integrated Technology Inc
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2011-10-12

Abstract

一种太阳能电池装置，包括若干独立的电池模块，每一电池模块包括一基座及与该基座结合的一芯片单元，该芯片单元包括一第一电极及一第二电极，该基座上设有至少一第一电结点及至少一第二电结点，该第一电结点及第二电结点分别与所述电池模块的第一电极及第二电极电性连接，所述若干电池模块通过第一电结点及第二电结点形成串联/并联电路。由于该太阳能电池装置由若干独立的电池模块互相连接而成，制造过程非常方便；且当电路中的某一电池模块损坏后，仅需更换该损坏的电池模块，其他的电池模块还可继续使用，可大大降低维护成本。

Description

太阳能电池装置

技术领域

本发明是关于一种太阳能电池装置。

背景技术

太阳能电池具备环保与可再生的优点而被逐步应用到多个领域。然而，由于单个太阳能电池所提供的电能有限，因而业界将多个太阳能电池的芯片用导电线材串联或并联起来形成芯片组，然后利用封装材料将芯片组进行一体封装，得到太阳能电池面板。但是由于太阳能电池面板整合了大量的芯片，因此可以提供较大的电压或电流。

然而，由于太阳能电池芯片的两电极通常分别位于上下表面，当需要将多个芯片串联时，必须使用上下搭接的方式，即利用导电线材将一芯片的上表面的第一电极与相邻芯片的下表面的第二电极进行连接，操作麻烦。而且，在制造过程中可能存在焊接不良的风险。而对于一串联电路，如果在使用过种中某处的导电线材因焊接不良而脱落，便会影响整个串联电路的正常工作。此时，由于这些太阳能电池芯片是被一体封装的，不便对某一芯片进行修复或更换。因此，太阳能电池面板中的一个芯片损坏便可能导致整个太阳能电池面板废弃。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种制造方便、可维护性强的太阳能电池装置。

一种太阳能电池装置，包括若干独立的电池模块，每一电池模块包括一基座及与该基座结合的一芯片单元，该芯片单元包括一第一电极及一第二电极，该基座上设有至少一第一电结点及至少一第二电结点，该第一电结点及第二电结点分别与所述电池模块的第一电极及第二电极电性连接，所述若干电池模块通过第一电结点及第二电结点形成串联/并联电路。

由于上述太阳能电池装置由若干独立的电池模块互相连接而成，制造过程非常方便；且当电路中的某一电池模块损坏后，仅需更换该损坏的电池模块，其他的电池模块还可继续使用，可大大降低维护成本。

附图说明

图1是本发明太阳能电池装置较佳实施例中的电池模块的立体分解图。

图2是本发明太阳能电池装置第一实施例的立体分解图。

图3是图2的立体组合图

图4是本发明太阳能电池装置第二实施例的立体图。

图5是本发明太阳能电池装置第三实施例的立体图。

图6是图5的等效电路图。

图7是本发明太阳能电池装置第四实施例的立体图。

图8是图7的等效电路图。

图9是图1所示电池模块的另一实施例的立体图。

主要元件符号说明

电池模块 10、90

太阳能电池装置 200、400、500、700

基座 12、92

凹陷 120

第一串联接口 121

第一并联接口 122

第二串联接口 123

第二并联接口 124

第一电结点 121a、122a、123a、124a、921a、923a

第二电结点 121b、122b、123b、124b、921b、923b

芯片单元 14、94

第一电极 142

第二电极 144

封装层 16

串联连接器 20

本体 22

插接部 24

导通连接器 30

输出接头 32

第一并联连接器 34

第二并联连接器 36

机械连接器 38

封盖 39

插头 921

插槽 923

具体实施方式

请参阅图1，所示为本发明太阳能电池装置一实施例中的电池模块10。其为一独立封装的电池模块10。该电池模块10包括一基座12、收容于基座12内的一芯片单元14及设于基座12上方用于保护芯片单元14的一封装层16。

该基座12由绝缘材料制成，其在本实施例中大致呈方形，可以理解地，基座12也可以根据需要呈六方形、三角形、圆形、环形、弧形及菱形等形状。基座12的顶部形成一方形凹陷120。

该芯片单元14收容于该基座12的凹陷120内。该芯片单元14可以由单个芯片构成，也可由一个以上的芯片通过并联或串联而成。在本实施例中，该芯片单元14由单个芯片构成。该芯片单元14于其下表面形成一第一电极142，并于其上表面形成一第二电极144。

该基座12的***的侧面设有多个接口，每一接口内设有一第一电结点和一第二电结点。在本实施例中，该基座12***设有四个接口，包括：一第一串联接口121、一第二串联接口123、一第一并联接口122及一第二并联接口124。该两串联接口121、123分别位于该基座12的一相对两侧，该两并联接口122、124分别位于基座12的另一相对两侧。

该第一串联接口121的第一电结点121a与芯片单元14的第一电极142电性相连，第二串联接口123的第一电结点123a与芯片单元14的第二电极144电性相连。该两串联接口121、123的第二电结点121b、123b电性相连。

该第一并联接口122的第一、第二电结点122a、122b分别与该第二并联接口124的第一、第二电结点124a、124b正对，且该第一并联接口122的第一、第二电结点122a、122b分别与芯片单元14的第一、第二电极142、144电性相连。该第二并联接口124的第一、第二电结点124a、124b也分别与芯片单元14的第一、第二电极142、144电性相连。

请参阅图2及图3，所示为本发明太阳能电池装置的第一实施例。该太阳能电池装置200包括二电池模块10、连接于该二电池模块10之间的一串联连接器20及一导通连接器30。该电池模块10为图1中提供的电池模块，该二电池模块10通过该串联连接器20和导通连接器30构成一串联电池模块组。

该串联连接器20包括一本体22及分别位于该本体22两端的两插接部24。该插接部24的长度和宽度均小于该本体22。该两插接部24分别用于与一电池模块10电性连接。该串联连接器20与相邻的两电池模块10相对的两串联接口的形状和尺寸相匹配。该串联连接器20内设有两个电导体(未标号)。

当然，串联连接器20的结构也不限于本实施例所提供的形态，当需要将两个距离比较远或接口不在同一直线或平面上的两电池模块10相连时，串联连接器20的本体22可选用可伸缩材料或可挠性材料制成，这样便可灵活地弯曲串联连接器20，使连接更为灵活方便。

该导通连接器30的形状和尺寸与电池模块10的第二串联接口123的形状和尺寸相匹配。该导通连接器30内设有一电导体。当导通连接器30插设于该电池模块10的第二串联接口123内时，可将该第二串联接口123内的第一电结点123a和第二电结点123b导通。

组装时，该串联连接器20位于该两电池模块10之间。该串联连接器20的一插接部24及与该插接部24连接的一部分本体22插设于前一电池模块10的第二串联接口123内，而该串联连接器20的另一插接部24及与该另一插接部24连接的另一部分本体22则插设于后一电池模块10的第一串联接口121内，从而将两电池模块10紧密地连接在一起，并使前一电池模块10的第二串联接口123的第一、第二电结点123a、123b分别与后一电池模块10的第一串联接口121的第一、第二电结点121a、121b导通。该导通连接器30插设于该后一电池模块10的第二串联接口123处，将该电池模块10的第二串联接口123的第一、第二电结点123a、123b导通。

由于电池模块10的第一串联接口121的第一电结点121a与芯片单元14的第一电极142电性连接，第二串联接口123的第一电结点123a与芯片单元14的第二电极144电性连接，因此，前一电池模块10的第一串联接口121的第一电结点121a输出芯片单元14的第一电极142，而前一电池模块10的芯片单元14的第二电极144则通过串联连接器20与后一电池模块10的芯片单元14的第一电极142电性相连。

同时，后一电池模块10的芯片单元第二电极144与该电池模块10的第二串联接口123的第一电结点123a相连，并通过导通连接器30与该第二串联接口123的第二电结点123b电性相连，再依次与第一串联接口121的第一电结点121a、串联连接器20、前一电池模块10的第二串联接口123的第二电结点123b、前一电池模块10的第一串联接口121的第二电结点121b电性相连。从而于该两电池模块10间构成一串联电路，并且该前一电池模块10的第一串联接口121的第一、第二电结点121a、121b分别与该串联电路的两极相连。

使用时，可通过在该前一电池模块10的第一串联接口121内设置一输出接头32而对外供电。本实施例中，该输出接头32的形状与串联连接器20相同。当然，所述输出接头32的形状并不在本实施例所限。

图3的太阳能电池装置200为最基本的串联电路模块。若需在该串联电路中整合更多的电池模块10时，则只需利用串联连接器20将电池模块10***至该两个电池模块10之间。并使前一电池模块10的第二串联接口123与后一电池模块10的第一串联接口121电性连接便可。

图4所示为本发明太阳能电池装置的第二实施例。与上述实施例不同的是，该太阳能电池装置400构成一基础并联电路。该太阳能电池装置400包括两电池模块10及一第一并联连接器34。该第一并联连接器34与串联连接器20的形状和结构一样，其用于连接两电池模块10的并联接口，将前一电池模块10的第二并联接口124与后一电池模块10的第一并联接口122连接起来，从而将前一电池模块10的第二并联接口124的第一、第二电结点124a、124b分别与后一电池模块10的第一并联接口122的第一、第二电结点122a、122b电性连接。

由于电池模块10的第一、第二并联接口122、124的第一电结点122a、124a都与芯片单元14的第一电极142电性相连，第二电结点122b、124b都与芯片单元14的第二电极144电性相连。因此，当第一并联连接器34将两电池模块10的相邻并联接口122、124连接起来后，前一电池模块10的第一、第二电极142、144分别与后一电池模块10的第一、第二电极142、144电性相连，从而构成一并联电路。且前一电池模块10的第一并联接口122和后一电池模块10的第二并联接口124均可通过连接一输出接头而输出该电路的正负极，从而对外供电。

同串联电路的整合方式一样，当需要在该并联电路中整合更多的电池模块10时，仅需利用第一并联连接器34将多个电池模块10依次整合于该太阳能电池装置400上，且使前一电池模块10的第二并联接口124与后一电池模块10的第一并联接口122电性连接。

图5为本发明太阳能电池装置的第三实施方式，该太阳能电池装置500构成一串/并混合电路。该太阳能电池装置500由两个图3所示的太阳能电池装置200并排连接而成。该两太阳能电池装置200由两个第二并联连接器36实现并联。

该两并联连接器36与串联连接器20的形状相同，但该两并联连接器36内只含有一个电导体，用于将前一电池模块10的第二并联接口124和后一电池模块10的第一并联接口122连接，并将该两并联接口122、124的第一电结点122a、124a或第二电结点122b、124b导通，从而将该两电池模块10的第一电极142或第二电极144电性连接。

该第二并联连接器36将两列形成串联电池模块组的太阳能电池装置200的前一电池模块10的第一电极142电性连接，并将该两列太阳能电池装置200的后一电池模块10的第二电极144电性连接。从而使该两列太阳能电池装置200并联起来，形成如图6所示的串/并混合电路。

图7为本发明太阳能电池装置的第四实施例，该太阳能电池装置700包括形成串联电路的三列串联电池模块组，及将该三列串联电池模块并排连接的第二并联连接器36及机械连接器38。

该机械连接器38的外形跟串联连接器20相同，不同的是：机械连接器38内未设置电导体。当两电池模块10经机械连接器38互连后，该两电池模块10间仅形成机械连接而不形成电路连接。

每列串联电池模块组由三个电池模块10组成，该三个电池模块10按图2所示的连接方式组成一串联电路。该三列串联电池模块组之间形成并联电路。该三列串联电池模块组位于前侧的第一电池模块10采用第二并联连接器36依次连接起来，使该三个电池模块10的第一电极142连通。该三列串联电池模块组位于后侧的第三电池模块10也用第二并联连接器36互连，使该三个电池模块10的第二电极144电性连接。同时，三列串联电池模块组位于中间的第二电池模块10则依次采用机械连接器38连接起来。这样便构成了如图8所示的电路，且该电路可通过任意一列串联电路模块组的第一电池模块10的第一串联接口121输出。

另外，当位于外侧的电池模块10存在多余的接口时，可利用封盖39将该多余的接口封闭起来，保护芯片单元14受外部侵蚀，并保证电池模块10外观的完整性。封盖39的形状和导通连接器30相同，不同的是封盖39内不含电导体，这样就不会将接口内的第一电结点和第二电结点导通。

上述太阳能电池装置500、700由多个结构相同的电池模块10经连接器整合而成，制程简单，组装方便，且各电池模块10是通过连接器进行电性连接，当电路中的某一电池模块10出现故障时，仅需要更换损坏了的电池模块10，其他电池模块10仍可继续便用，太阳能电池装置500、700维护方便，且有利于降低成本。

图9所示为电池模块的第二实施例。该电池模块90与上述实施例的不同之处在于：该电池模块90的第一串联接口为一凸出于基座92边缘的插头921，而第二串联接口则是自基座92边缘内凹的一插槽923。该插头921内设有第一、第二电结点921a、921b。该插槽923内也设有第一、第二电结点923a、923b。该插头921和插槽923通过其内的电结点921a、921b、923a、923b与芯片单元94形成电性连接。

组装时，该电池模块90的插头921插设于另一电池模块90的插槽923内，从而实现两电池模块90的机械连接及电性连接。此外，当将多个该电池模块90模组化时，可根据需要调整插头921和插槽923的位置与数量，并可参照上述实施例中的电路连接方式设置各电结点的连接关系，从而实现串联、并联电路或串并混合电路。该电池模块90利用基座92上外凸的插头921和内凹的插槽923相互配合而实现互相连接，替代了连接器，减少了太阳能电池装置的零部件，使太阳能电池装置的结构更加简单。

Claims

1.一种太阳能电池装置，其特征在于：包括若干独立的电池模块，每一电池模块包括一基座及与该基座结合的一芯片单元，该芯片单元包括一第一电极及一第二电极，该基座上设有至少一第一电结点及至少一第二电结点，该第一电结点及第二电结点分别与所述电池模块的第一电极及第二电极电性连接，所述若干电池模块通过第一电结点及第二电结点形成串联/并联电路。

2.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于：包括至少二电池模块及至少一串联连接器，该至少一串联连接器将所述至少二电池模块的前一电池模块的第二电结点与后一电池模块的第一电结点连接，形成一串联电池模块组。

3.如权利要求2所述的太阳能电池装置，其特征在于：每一电池模块上形成有用于与所述串联连接器配合的二串联接口，该二串联接口内分别设置所述第一、第二电结点。

4.如权利要求3所述的太阳能电池装置，其特征在于：所述二串联接口中分别形成有一第三、第四电结点，该第三、第四电结点相互电性连接，所述至少一串联连接器将所述至少二电池模块中的前一电池模块的第四电结点与后一电池模块的第三电结点电性连接。

5.如权利要求4所述的太阳能电池装置，其特征在于：还包括一导通连接器，该导通连接器与该串联模块组的最后一个电池模块的一闲置串联接口匹配，并将该接口内的二电结点导通。

6.如权利要求5所述的太阳能电池装置，其特征在于：还包括一输出接头，该输出接头内设有二输出端子，该输出接头用于与该串联电池模块组的最前面的电池模块的一闲置串联接口配合，该二输出端子分别与该闲置串联接口内的二电结点连接。

7.如权利要求2所述的太阳能电池装置，其特征在于：包括至少二串联电池模块组及至少二并联连接器，该至少二并联连接器将该至少二串联电池模块组的最前面的电池模块的第一电结点相互连接，并将该至少二串联电池模块组的最后面的电池模块的第二电结点相互连接，形成串/并混合电池模块组。

8.如权利要求7所述的太阳能电池装置，其特征在于：每一电池模块形成用于与所述串联连接器配合的二串联接口及用于与所述并联连接器配合的二并联接口，该二串联接口内分别设置所述第一、第二电结点，每一并联接口内设置一所述第一电结点及一所述第二电结点。

9.如权利要求8所述的太阳能电池装置，其特征在于：还包括至少一机械连接器，以将所述至少二串联电池模块组机械拼接。

10.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于：包括至少二电池模块及至少一并联连接器，该并联连接器将前一电池模块的第一、第二电结点分别与后一电池模块的第一、第二电结点连接，形成一并联电池模块组。

11.如权利要求10所述的太阳能电池装置，其特征在于：每一电池模块上形成有用于与所述并联连接器配合的至少一并联接口，该并联接口内设置一所述第一电结点及一所述第二电结点。

12.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于：该电池模块包括二串联接口及二并联接口，该二串联接口内分别设置所述第一、第二电结点，该二串联接口内还分别设置一第三、第四电结点，该第三、第四电结点相互连接，每一并联接口内设置一所述第一电结点和一所述第二电结点。

13.如权利要求12所述的太阳能电池装置，其特征在于：还包括至少一封盖，该至少一封盖用于封闭所述电池模块的至少一闲置串联或并联接口。

14.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于：该基座上形成一外凸的插头及一内凹的插槽，该插头与插槽内分别设置所述第一、第二电结点，后一电池模块的插头与前一电池模块的插槽配合从而将两电池模块连接在一起。