专利名称：接线盒、边框组件及太阳能电池模块的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种用于太阳能电池模块的接线盒以及包含这种接线盒的太阳能电池模块。
背景技术：
近年来太阳能电池(光伏电池)得到了迅猛发展，各种太阳能电池在技术和商业两个方面都取得了很大进展。下面简要介绍太阳能电池板的主要种类(1)单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到对％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。(2)多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14. 8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外， 多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。(3)非晶硅太阳能电池非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，目前国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。(4)多元化合物太阳电池多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种a)硫化镉太阳能电池b)砷化镓太阳能电池c)铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In，Ga) Se2薄膜太阳能电池)Cu(In, Ga) Se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%，而且，此类薄膜太阳能电池到目前为止，未发现有光辐射引致性能衰退效应(SWE)，其光电转化效率比目前商用的薄膜太阳能电池板提高约50 75%，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。从电池片的结构来讲，太阳能电池可分为块状太阳能电池和薄膜太阳能电池。下面介绍一种常用的块状(通常为晶体硅)太阳能电池的结构。图Ia中示意性地展示了一种典型的块状太阳能电池模块100，其主要包括电池板 10、边框组件30和接线盒50。电池板10通常为层合板的形式，其内布置着太阳能电池片(solarcelDl的阵列。 通常，需要将多个太阳能电池片串联起来形成太阳能电池片组(string) 2，再将多个这样的太阳能电池片组2通过汇流条串联起来，以提供所需的电池输出电压。这些太阳能电池片组2的引出线连接到接线盒50中。接线盒50通常安装在电池板10背面，例如通过硅胶粘接。可以理解，图Ia中为了表现接线盒50，在其所在区域没有显示分布太阳能电池片1，但实际上太阳能电池片1几乎分布在电池板10的整个区域中。接线盒50具有正负极端子，输出缆线70连接着正负极端子。正负极端子之间设有连接线路，该连接线路中以串联的方式设有开关型二极管，以防止连接线路中出现反向电流。二极管的数量对应于太阳能电池片组2的数量。每个太阳能电池片组2的引出线分别连接至相应二极管的两端。对于图Ib所示的薄膜太阳能电池，通常使用含有一个二极管的接线盒，电池板的两根引出线连接到接线盒内该二极管的两侧。边框组件30包围着电池板10的外周，以便保护电池板。考虑到阳光照射、风雨等气候条件的影响，边框组件通常由铝合金制成。例如，如图Ia所示，边框组件由铝合金挤出型材段和角接头组装而成。图Ib中示意性地展示了一种典型的薄膜太阳能电池模块200，其也主要包括电池板10、边框组件30和接线盒50。该电池板主要由单一的薄膜太阳能电池片构成，该电池片通过汇流条6连接着接线盒50。接线盒50安装在电池板背面。输出缆线70由接线盒50 引出。上面描述的现有技术中，有关接线盒方面存在的问题是，太阳能电池模块的发电效率随温度的升高而降低。接线盒工作时温度很高，同时由于附着在组件背板影响附着部的散热，会带来组件局部的温度升高，从而影响组件的整体输出效率，同时降低组件的长期使用寿命。此外，在实际应用中，通常有多个太阳能电池模块100被排布在阳光采集表面例如屋顶上以形成太阳能电池系统，多个太阳能电池模块100之间通过接线盒之间缆线而被串联和/或并联。由于接线盒布置在电池板的背面，因此它们之间的连接、线缆的保护和固定、乃至整个太阳能电池系统的安装过程非常麻烦和耗时。同时，利用缆线进行连接以及线缆的保护和固定还会增加太阳能电池系统的成本。因此，希望对太阳能电池模块、尤其是其接线盒进行改进，以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本申请旨在提供一种改进的太阳能电池模块用接线盒，以避免接线盒带来组件局部温升影响组件的输出效率并降低组件的长期使用寿命；此外，接线盒容易组装到电池板上，并且多个太阳能电池模块的接线盒之间能够以容易且低成本的方式实现电连接。根据本申请的一个方面，提供了一种用于太阳能电池模块的接线盒，所述太阳能电池模块具有电池板和包围电池板外周的边框组件，所述接线盒被构造成适于形成所述边框组件中的边框段的至少一部分并且沿纵向延伸，所述接线盒在所述纵向上具有第一端部和第二端部并且包括本体，其由绝缘材料制成，并且包括夹持部和容置部，所述夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘；接线电路板，其安置在所述容置部中，所述接线电路板具有连接线路，所述连接线路中设有至少一个开关型二极管；公连接缆线，其内端电连接着所述连接线路的一端，外端带有位于所述第一端部处或外面的插头；以及母连接缆线，其内端电连接着所述连接线路的另一端，外端带有位于所述第二端部处或外面的插座。根据本申请的一个优选实施方式，所述二极管为串联安置在所述连接线路中的多个二极管，所述连接线路具有设置在相邻二极管之间的插接式接线部，所述插接式接线部被构造成适于被电池板的引出线插入并将插入的引出线夹紧。根据本申请的一个优选实施方式，所述连接线路的两端中的至少一个设有插接式接线部，所述插接式接线部被构造成适于被相应的公连接缆线或母连接缆线的内端或内端连接导线插入并将插入的内端或内端连接导线夹紧。根据本申请的一个优选实施方式，所述接线盒被构造为共用型接线盒，其被组装在两个彼此对接的相邻电池板之间。根据本申请的一个优选实施方式，所述接线盒本身设置在边框段的任何位置处， 或者接线盒被构造为将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头。根据本申请的一个优选实施方式，所述接线盒还包括位于所述本体的至少一个纵向端部上的插接块，所述插接块适于插接到边框型材段中，从而所述接线盒与所述型材段一起构成所述边框段，相应的公连接缆线或母连接缆线的外端延伸到该边框段的相应外端。根据本申请的一个优选实施方式，所述插接块与所述本体由相同的绝缘材料制成；所述插接块与所述本体形成一体，或者所述插接块与所述本体是彼此分开形成、然后组装在一起的。根据本申请的一个优选实施方式，所述绝缘材料为塑料或陶瓷。根据本申请的一个优选实施方式，所述本体沿纵向具有不变的外轮廓形状，所述夹持部与所述容置部形成为一体或组装在所述容置部上。根据本申请的一个优选实施方式，对于适用于单个电池板的接线盒来说，所述容置部具有顶壁、前后侧壁、纵向两端壁和底壁，所述顶壁适于与电池板的边缘抵接；所述顶壁和底壁之间形成有容纳着所述接线电路板的容置空间，所述容置空间具有敞开的操作开口，所述操作开口形成在所述前后侧壁和底壁中的至少一个中；所述接线盒还包括接线盒盖，所述接线盒盖以可拆除的方式封闭所述操作开口。优选地，所述夹持部包括从所述容置部的顶壁向上延伸的直立壁和从所述直立壁的上缘垂直于所述直立壁延伸的横壁，所述横壁与所述容置部的顶壁相面对且平行，所述容置部的顶壁与所述夹持部的横壁之间限定出适于被电池板的边缘插入的电池板插槽。优选地，所述容置部的顶壁开设有适于被电池板的引出线穿过的穿孔。根据本申请的一个优选实施方式，对于适用于单个电池板的共用型接线盒来说， 所述本体沿纵向具有不变的外轮廓形状，所述夹持部与所述容置部形成为一体或组装在所述容置部上。优选地，所述容置部具有顶壁、前后侧壁、纵向两端壁和底壁，所述顶壁适于与电池板的边缘抵接；所述顶壁和底壁之间形成有容纳着所述接线电路板的容置空间，所述容置空间具有敞开的操作开口，所述操作开口形成在所述前后侧壁和底壁中的至少一个中；所述接线盒还包括接线盒盖，所述接线盒盖以可拆除的方式封闭所述操作开口。优选地，所述夹持部包括从所述容置部的顶壁的纵向中心线向上延伸的直立壁和从所述直立壁的上缘垂直于所述直立壁朝向所述直立壁的相反两侧延伸的横壁，这两个横壁与所述容置部的顶壁相面对且平行，所述容置部的顶壁与所述夹持部的两个横壁之间限定出两个适于分别被所述两个彼此对接的相邻电池板的边缘插入的电池板插槽。优选地，所述容置部的顶壁开设有适于分别被两个彼此对接的相邻电池板的引出线穿过的穿孔。根据本申请的一个优选实施方式，接线盒还包括附加的连接缆线，该连接缆线的一端带有与所述插座相邻且匹配的插头，另一端带有与所述插头相邻且匹配的插座。根据本申请的另一个方面，提供了一种用于太阳能电池模块的边框组件，其中，所述边框组件中的边框段或角接头的至少一部分由前面描述的接线盒形成。根据本申请的另一个方面，提供了一种太阳能电池模块，其包括电池板，其具有至少一个太阳能电池片；边框组件，其包围所述电池板的外周；以及前面描述的接线盒，其形成所述边框组件中的边框段或角接头的至少一部分；所述电池板的引出线连接到所述接线盒中。根据本申请的一个优选实施方式，所述电池板为多边形或圆形的。根据本申请的一个优选实施方式，所述边框组件由铝合金或塑料制成。根据本申请的一个优选实施方式，所述边框组件是由多个型材形式的边框段、将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头以及所述接线盒插接组装而成。或者，整个边框组件是一体注塑成型的。根据本申请的一个优选实施方式，所述太阳能电池片为晶体硅太阳能电池片或薄膜太阳能电池片。根据本申请的一个优选实施方式，在所述电池板中布置着多个太阳能电池片，并且这些太阳能电池片在电池板中形成通过汇流条彼此串联的多个太阳能电池片组，每个太阳能电池片组包括串联的若干太阳能电池片。在所述电池板为矩形的时，所述接线盒可以形成该矩形电池板的短边或长边边框段的至少一部分。根据本申请的创新的太阳能电池模块用接线盒以及相应的太阳能电池模块，接线盒通过诸如塑料注射成型等方法集成于一边框段中，而不是在电池板背面直接位于太阳能电池片下面，因此，接线盒不会带来组件局部温升，从而不会因此而影响组件的输出效率并降低组件的长期使用寿命。
此外，在太阳能电池系统的安装过程中，各个太阳能电池模块之间可以通过连接器之间的简单插接而实现电连接，而不需要使用任何额外的缆线及缆线的固定和保护。这使得安装过程能够以简便、快速、低成本的方式完成。
下面将参照附图描述本申请的优选实施方式，在附图中图Ia是一种根据现有技术的太阳能电池模块的示意图。图Ib是另一种根据现有技术的太阳能电池模块的示意图。图加是根据本申请优选实施方式的一种太阳能电池模块的示意图，其中接线盒构成一整段边框。图2b是根据本申请优选实施方式的一种太阳能电池模块的示意图，其中接线盒构成一段边框中的一部分。图2c是根据本申请优选实施方式的另一种太阳能电池模块的示意图，其中接线盒构成一整段边框。图3a是根据本申请优选实施方式的一种边框型材段的示意性透视图。图;3b、3c是根据本申请优选实施方式的一种边框角接头的从两个方向所作的示意性透视图。图如是根据本申请优选实施方式的一种接线盒的示意性透视图。图4b是解释根据本申请优选实施方式的接线盒与相应边框型材段之间组合方式的示意性分解透视图。图如是根据本申请优选实施方式的一种角接头形式的接线盒的的示意性透视图。图4d是图如中所示的角接头形式的接线盒与其它边框部件组合形成边框组件时的示意图。图5是解释根据本申请优选实施方式的接线盒中的连接缆线的连接方式的示意性透视图。图6是根据本申请优选实施方式的接线盒的示意性剖视图。图7是根据本申请优选实施方式的接线盒中的接线电路板的示意性俯视图；图8是根据本申请优选实施方式的接线盒中的接线电路板的示意性主视图；图和8b分别是图8中以虚线表示的部位“a”、“b”处的局部放大透视图。图9是根据本申请优选实施方式的接线盒中的连接缆线的示意图。图9a和9b分别是图9中的连接缆线的可选形式的细节图。图10-12分别是根据本申请优选实施方式的接线盒的本体的示意性透视图、侧视图和主视图。图13是根据本申请优选实施方式的接线盒的盒盖的示意性俯视图。图14是根据本申请优选实施方式的接线盒的盒盖的示意性透视图。图15是根据本申请另一优选实施方式的具有共用型接线盒的一对太阳能电池板的示意图。图16是根据本申请优选实施方式的共用型接线盒的本体的示意性侧视图。
图17是解释根据本申请优选实施方式的共用型接线盒与相应边框型材段之间组合方式的示意性分解透视图。图18是解释根据本申请优选实施方式的接线盒向电池板上安装的过程的示意图。
具体实施例方式下面参照附图来描述本申请的各种优选实施方式。首先需要指出，本申请既适用于块状太阳能电池(如晶体硅太阳能电池)，也适用于薄膜太阳能电池。但为了方便解释本申请的基本原理，附图中显示的实施例主要为晶体硅太阳能电池。但显然，本申请中的与晶体硅太阳能电池相关的各种特征，同样适用于其它块状太阳能电池或薄膜太阳能电池。如图2a、2b所示，根据本申请的一个优选实施方式，一种太阳能电池模块100(如晶体硅太阳能电池模块)主要包括电池板10、边框组件30和接线盒50。电池板10为层合板的形式，其内布置着太阳能电池片1(如晶硅电池片)。所述太阳能电池片可以由任何具有光电转换性的材料制成，例如，在本申请的一个实例中，所述太阳能电池片是由晶硅片(包括单晶硅和多晶硅片)制成。其中，多个太阳能电池片通过导电条4串联起来形成太阳能电池片组2，再通过汇流条6将多个这样的太阳能电池片组2串联起来，以提供所需的电池输出电压。具体而言，前一个太阳能电池片组2的末端与相邻的后一个太阳能电池片组2的起始端连接在一个汇流条6上。这样，全部太阳能电池片都在电池板10内串联起来形成完整的太阳能电池片阵列，电池板的引出线连接到接线盒50中。 这些引出线包括第一个太阳能电池片组2的起始端引出线8a、各汇流条6的引出线Sb、最后一个太阳能电池片组2的末端引出线Sc。如图2c所示，根据本申请的另一个优选实施方式，一种太阳能电池模块200 (如薄膜太阳能电池模块)主要包括电池板10、边框组件30和接线盒50。电池板10主要由薄膜太阳能电池片10构成，电池片10通过两根汇流条6 (引出线)连接到接线盒50，接点位于
单一开关型二极管讨的两侧。边框组件30包围着电池板10的外周，以便保护电池板。边框组件可以是分段式 (拼接式)的，也可以是一体式的。根据本申请的优选实施方式，边框组件30可由铝合金制成。例如，如图h、2b、2c 中所示，边框组件30由铝合金挤出型材段32和插装到型材段32的空心部分上的角接头34 组装而成。根据本申请的优选实施方式，边框组件30也可由塑料制成。例如，边框组件包括类似于图h、2b、2c中所示的塑料挤出型材段32和角接头34。或者，边框组件30是由塑料注射成型制成的一体式部件。根据本申请的一种优选实施方式的型材段32的示意图见于图3a。根据本申请的一种优选实施方式的角接头；34的示意图见于图:3b、3c。根据本申请的优选实施方式，接线盒50构成边框的一段。根据电池板的不同形状，不同形状的接线盒可以构成边框组件中的不同部分。例如，对于圆形的电池板，接线盒可以构成圆形边框中的一个弧形边框段。对于多边形的电池板，接线盒可以构成一段直线边框段。例如，在矩形电池板的情况下，如图加、2(所示，接线盒50可以沿着电池板的一条短边或长边构成为这条边处的完整边框段。或者，如图2b所示，接线盒50沿着电池板的一条短边或长边构成为这条边处的边框段的一部分，并且与边框型材段32’相组合而形成完整边框段。可以理解，图2c中所示的接线盒50也能采用图2b中所示的结构，即接线盒50沿着电池板的一条短边或长边构成为这条边处的边框段的一部分，并且与边框型材段相组合而形成完整边框段。接线盒50被构造成沿纵向(平行于电池板的相邻边缘)延伸，这样，接线盒在纵向上具有第一端部和第二端部。如图如所示，并且参看图10，接线盒50包括由绝缘材料制成的本体12，该本体包括彼此组装在一起或形成为一体的夹持部14和容置部16。夹持部14被构造成适于夹持电池板的边缘。容置部16被构造成具有容置空间18。接线盒50还包括接线电路板20，其安置在所述容置空间18中，接线电路板20具有连接线路。接线电路板20的其它结构细节将在后文中描述。接线盒50还包括公连接缆线22和母连接缆线24。公连接缆线22的内端电连接着所述连接线路的一端，外端带有位于所述第一端部处的插头22a。母连接缆线M的内端电连接着所述连接线路的另一端，外端带有位于所述第二端部处的插座Ma。优选地，所述插头2 和插座2 是彼此匹配类型的。这样，当两个同样的太阳能电池模块100彼此相邻着排布时，一个太阳能电池模块100的插头22a(或插座Ma)能与另一个太阳能电池模块100的插座Ma(或插头22a)通过简单的插接而连接在一起，从而可以方便快捷地排布多个太阳能电池模块100，以形成太阳能电池系统。如果仅有一块太阳能电池模块100被使用，则可利用插头2 和插座2 将该太阳能电池模块与用电设备相连。可以理解，在与带有接线盒的边框段相连的角接头中，需要设置用于将接线盒的公连接缆线22或母连接缆线M引出的孔道。在图如所示的实施方式中，所述容置部16具有顶壁16a和底壁16b。所述顶壁 16a适于与电池板10的边缘抵接。所述容置部16还具有位于顶壁和底壁之间的前后侧壁及纵向两端壁。所述容置空间18形成在顶壁、前后侧壁、纵向两端壁和底壁之间。所述容置空间具有敞开的操作开口，操作者可通过该操作开口实施安装接线电路板20、向接线电路板上接线以及维护等操作。所述操作开口形成在所述前后侧壁和底壁中的至少一个中。所述接线盒50还包括接线盒盖沈，所述接线盒盖以可拆除的方式封闭所述操作开口。如图13和14所示，接线盒盖沈具有大致板状主体。在与接线盒的本体12相面对的表面上，该板状主体上附设有密封条(例如硅胶)和多个(图14中所示为四个，但并不局限于此)垂直于该表面延伸的锁定插脚^b。所述锁定插脚26b适于插入并锁定在接线盒的本体12中的配合插槽38 (见图12)中，由此将接线盒盖沈固定在本体12上，并且密封条26a在接线盒盖沈与本体12之间形成密封。当然，接线盒盖沈在本体12上的固定和密封方式并不局限于此。本领域中公知的任何固定和密封方式可以采用
例如，可以不采用锁定插脚^b，而是采用本领域公知的其它卡扣机构、螺纹式紧固件等等。进一步优选地，可以在接线盒安装完毕在扣上盒盖之前，用灌封胶填充接线盒的整个容置空间，然后扣上盒盖。灌封胶通常是导热率较高的硅胶，起到密封保护电器元件的作用，同时兼顾散热。在图如所示的实施方式中，所述夹持部14与容置部16形成一体。然而，夹持部 14可以与容置部16分开形成、再组装到容置部16上。在图如所示的实施方式中，夹持部14包括从所述容置部16的顶壁16a向上延伸的直立壁Ha和从所述直立壁的上缘大体垂直于所述直立壁延伸的横壁14b，所述横壁14b 与所述容置部的顶壁16a相面对且平行，所述顶壁16a与所述横壁14b之间限定出适于被电池板的边缘插入的电池板插槽。可以理解，夹持部14的形状并不局限于图如中所示的，只要其能够形成电池板插槽即可。在接线盒50形成边框段的至少一部分的情况下，接线盒50还包括位于本体12的至少一个纵向端部上的插接块观。具体地讲，在图如的实施方式中，所述本体12每个纵向端部上都带有一个插接块观；然而，可以只在本体12的一个纵向端部上带有插接块观。 在接线盒50形成一整段边框段的情况下，本体12上没有任何插接块观。插接块观和容置部16的端壁中设有沿纵向从插接块外端延伸到所述容置空间的一或多个缆线通孔^a，这样，每个所述公或母连接缆线可以延伸穿过插接块观和容置部 16的端壁而在内端与接线电路板20连接。如图4b所示，所述插接块观适于插接到边框型材段32’中，从而所述接线盒与所述型材段一起构成一个边框段。这里，型材段32’可以与前面描述的型材段32具有相同或不同的结构。相应的公连接缆线22的插头2 或母连接缆线M的插座2 延伸到该边框段的相应外端，优选延伸到该边框段的相应外端外面一段适于外部插接操作的距离。通过在本体12的每端设置或不设置插接块观，以及选择插接块观的纵向长度，实际上可以将接线盒50设置在边框段的任何位置。本领域人员可以理解，作为进一步的实施方式，参看图4c，接线盒甚至可以构造为将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头的形式。如图4d所示，这种角接头形式的接线盒可与其它边框部件组合形成边框组件。优选地，所述插接块与所述本体由相同的绝缘材料制成。例如，所述本体和/或所述插接块由塑料或陶瓷等绝缘材料制成。进一步优选地，所述插接块与所述本体形成一体。 当然，所述插接块也可以与所述本体分开形成、然后组装在一起。在前面描述的实施方式中，接线盒的输出端即插头2 和插座2 位于接线盒所在边框段的两端。在进一步的实施方式中，参看图h、2b，可以在接线盒50中设置附加的连接缆线3。该连接缆线3沿纵向延伸穿过接线盒50 (以及可能有的位于接线盒一端或两端的型材段32’)并且两端露出。连接缆线3的一端带有与所述插座2 相邻且匹配的插头 3a,另一端带有与所述插头2 相邻且匹配的插座3b。这样，当需要从接线盒所在边框段的一端进行外部接线时，可将插座2 与插头3a插接，从而利用相邻且匹配的插头2 和插座北进行外部接线；或将插头2 与插座北插接，从而利用相邻且匹配的插座2 和插头3a进行外部接线。图5中示出了接线盒中的连接缆线的连接方式。在图5所示的实施方式中，公连接缆线22和母连接缆线M分别通过连接导线36连接到接线电路板20。然而，公连接缆线 22和母连接缆线M也可以直接连接到接线电路板20。如图5所示，并参看图6、12，所述容置部16的顶壁16a开设有适于被电池板的引出线穿过的穿孔40。参看图11，所述本体12沿纵向具有不变的外轮廓形状，并且所述插接块观也沿纵向具有不变的外轮廓形状。优选地，如图4b所示，与接线盒配合的型材段32’的外轮廓形状一致，这样，在接线盒与一端或两端的型材段32’组合在一起后，将形成外轮廓一致的边框段。具体而言，型材段32’具有与接线盒本体的夹持部14外轮廓一致的夹持部14’和与接线盒在容置部16 外轮廓一致的筒形部16’。筒形部16’是中空的，插接块观的外形与筒形部16’的中空内部的形状互补，由此插接块洲与筒形部16’的中空内部形成紧密配合。插接块观的外表面和/或筒形部16’的中空内部的内表面上可形成有导向和/或锁定和/或紧固结构，以有助于插接块观向筒形部16’中的插入和固定。需要指出，边框组件中的其它边框段的结构和/或外轮廓可以与带有接线框的边框段相同或不同。图6中示出了接线盒中各个部件的分布方式。其中，通过拧入容置部16中的螺纹孔42(见图12)中的螺钉44或其它紧固方式例如卡扣结构等，接线电路板20被固定在容置部16中。图9中示出了公连接缆线22和母连接缆线M的示意图。图9a和9b中示出了公连接缆线22和母连接缆线M的可行结构。可以理解，公连接缆线22和母连接缆线M的具体结构或类型并不局限于此。图7、8中示出了根据一个优选实施方式的接线电路板20的结构。接线电路板20包括基板46，基板46上形成有至少两个导电区48，每个导电区48 上固定着插接式接线部52，并且开关型二极管M安装在彼此电隔离的相邻导电区48之间。 二极管M的布置方式如图h、2b、2c所示。这样，在基板46上形成了由导电区48串联起来的插接式接线部52和二极管M组成的连接线路。接线电路板20可以是印刷电路板(PCB)，在这种情况下，基板46为PCB基板。然而，接线电路板20也可以有任何其它方式构成，只要能够将连接线路固定在其上即可。例如，基板46可以是绝缘材料例如塑料制成的条形件，其上具有凹槽或类似结构，以将插接式接线部52和二极管M固定于其上。太阳能电池片1或太阳能电池片组2的引出线可穿过容置部16的顶壁16a中的穿孔40而被引入容置部的容置空间中，然后插入到插接式接线部52中。在图示的优选实施方式中，插接式接线部52是簧片型的，即包括固定于导电区48 上的导电底板56和由导电底板56伸出的对置簧片58。簧片58之间没有间隙或仅有很小的间隙。这样，在太阳能电池片1或太阳能电池片组2的引出线插入簧片58之间后，对置簧片58之间被弹性撑开并且因此而夹紧引出线端部。 二极管M的管脚可以通过焊孔68固定在导电区48上，从而实现插接式接线部52
13和二极管M之间的电连接。然而，本领域公知的其它电连接方式也是可行的。位于连接线路两端的插接式接线部52带有与其一体或与其组装在一起的横向插接式接线部62，用于被与公连接缆线22和母连接缆线M分别连接着的连接导线36插入。 该横向插接式接线部62具有与导电底板56垂直连接着的导电底板64和由导电底板64伸出的对置簧片66。对置簧片66的构造和性能类似于对置簧片58。通过采用簧片型的接线部52和62，太阳能电池片1或太阳能电池片组2的引出线以及公母连接缆线的连接导线可以容易地通过插接而电连接到接线部52和62，并且在需要时可以容易地拔除。这极大地简化了接线盒的安装和维护操作。接下来参照图15描述本申请的另一优选实施方式。如图15所示，接线盒可以被构造为共用型接线盒50’，其被组装在两个彼此对接的相邻电池板10之间。在这种共用型接线盒50’中，本体12包括彼此组装在一起或形成为一体的夹持部 14和容置部16。夹持部14被构造成适于在其两侧夹持两块电池板的边缘。所述容置部16具有顶壁16a和底壁16b，所述顶壁16a适于与两块电池板的边缘抵接。所述顶壁16a和底壁16b之间形成有公共容置空间，用于容纳公共的接线电路板20、 公连接缆线22和母连接缆线M等。所述夹持部14包括从所述容置部16的顶壁16a的纵向中心线向上延伸的公共直立壁Ha和从所述公共直立壁Ha的上缘垂直于所述直立壁朝向所述直立壁的相反两侧延伸的横壁14b，这两个横壁14b与所述容置部的顶壁16a相面对且平行，所述容置部的顶壁 16a与所述夹持部的两个横壁14b之间限定出两个适于分别被所述两个彼此对接的相邻电池板的边缘插入的电池板插槽。这种共用型接线盒50’的其它结构特征与前面描述的用于单一电池板的接线盒 50类似，因此不再详细描述。如图17所示，与共用型接线盒50’配合的型材段32”的外轮廓形状一致，这样，在共用型接线盒50’与一端或两端的型材段32”组合在一起后，将形成外轮廓一致的边框段。图18中示出了根据本申请的接线盒向电池板上的安装过程的示意图。图18中示出了电池片10的背面。接线盒50首先与型材段32 ’组合在一起而形成电池片的边框段，然后将电池板10 的边缘插入组合好的边框段中，并且完成电池板与接线盒之间的接线。然后，将密封条^a (例如硅胶)围绕着接线盒本体上的操作开口施加到接线盒本体上，再将接线盒盖26组装到接线盒本体上。这样，就完成了接线盒向电池板上的安装。所述边框段、所述角接头、所述接线盒的本体和插接块都可由塑料制成，例如通过注射成型、挤出成型等。它们的材料可以相同或不同，并且可以选择下面一组中的至少一种PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PBT (聚对苯二甲酸丁二酯)，PTT (聚对苯二甲酸丙二醇酯)，PA6 (聚己内酰胺)，PA66 (聚酰胺66)，PA46 (聚酰胺46)，PAR (聚芳酰胺)，PC (聚碳酸酯)，ABS (丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯共聚物)，PU (聚氨酯)，PPO (聚苯醚)，LCP (液晶高分子聚合物)，PEI (聚醚酰亚胺)，PVC (聚氯乙烯)，或其共混物等。根据本申请，太阳能电池模块的接线盒可集成于一段边框中，而不是在电池板背面直接位于太阳能电池片下面，因此，接线盒不会带来组件局部温升，影响组件的输出效率并降低组件的长期使用寿命。此外，在太阳能电池系统的安装过程中，相邻太阳能电池模块之间可以通过它们的公母连接器之间的简单插接而实现电连接，而不需要使用任何额外的缆线。这使得安装过程能够以简便、快速、低成本的方式完成。此外，太阳能电池模块的检测和维护也容易实现。虽然前面针对优选实施方式显示和描述了本申请，但本领域技术人员可以理解， 在不脱离权利要求书中限定的本申请范围的前提下，可以做出各种变化和修改。
权利要求
1.一种用于太阳能电池模块的接线盒，所述太阳能电池模块具有电池板和包围电池板外周的边框组件，所述接线盒被构造成适于形成所述边框组件中的边框段或角接头的至少一部分并且沿纵向延伸；所述接线盒在所述纵向上具有第一端部和第二端部，并且包括本体，其由绝缘材料制成，并且包括夹持部和容置部，所述夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘；接线电路板，其安置在所述容置部中，所述接线电路板具有连接线路，所述连接线路中设有至少一个开关型二极管；公连接缆线，其内端电连接着所述连接线路的一端，外端带有位于所述第一端部处或外面的插头；以及母连接缆线，其内端电连接着所述连接线路的另一端，外端带有位于所述第二端部处或外面的插座。
2.根据权利要求1所述的接线盒，其中，所述二极管为串联安置在所述连接线路中的多个二极管，所述连接线路具有设置在相邻二极管之间的插接式接线部，所述插接式接线部被构造成适于被电池板的引出线插入并将插入的引出线夹紧。
3.根据权利要求2所述的接线盒，其中，所述连接线路的两端中的至少一个设有插接式接线部，所述插接式接线部被构造成适于被相应的公连接缆线或母连接缆线的内端或内端连接导线插入并将插入的内端或内端连接导线夹紧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的接线盒，其中，所述接线盒被构造为共用型接线盒，其被组装在两个彼此对接的相邻电池板之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的接线盒，其中，所述接线盒本身设置在边框段的任何位置处，或者接线盒被构造为将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的接线盒，还包括位于所述本体的至少一个纵向端部上的插接块，所述插接块适于插接到边框型材段中，从而所述接线盒与所述型材段一起构成边框段，相应的公连接缆线或母连接缆线的外端延伸到该边框段的相应外端。
7.根据权利要求6所述的接线盒，其中，所述插接块与所述本体由相同的绝缘材料制成；所述插接块与所述本体形成一体，或者所述插接块与所述本体是彼此分开形成、然后组装在一起的。
8.根据权利要求7所述的接线盒，其中，所述绝缘材料为塑料或陶瓷。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的接线盒，其中，所述本体沿纵向具有不变的外轮廓形状，所述夹持部与所述容置部形成为一体或组装在所述容置部上。
10.根据权利要求9所述的接线盒，其中，所述容置部具有顶壁、前后侧壁、纵向两端壁和底壁，所述顶壁适于与电池板的边缘抵接；所述顶壁和底壁之间形成有容纳着所述接线电路板的容置空间，所述容置空间具有敞开的操作开口，所述操作开口形成在所述前后侧壁和底壁中的至少一个中；所述接线盒还包括接线盒盖，所述接线盒盖以可拆除的方式封闭所述操作开口。
11.根据权利要求10所述的接线盒，其中，所述夹持部包括从所述容置部的顶壁向上延伸的直立壁和从所述直立壁的上缘垂直于所述直立壁延伸的横壁，所述横壁与所述容置部的顶壁相面对且平行，所述容置部的顶壁与所述夹持部的横壁之间限定出适于被电池板的边缘插入的电池板插槽。
12.根据权利要求10所述的接线盒，其中，所述容置部的顶壁开设有适于被电池板的引出线穿过的穿孔。
13.根据权利要求4所述的接线盒，其中，所述本体沿纵向具有不变的外轮廓形状，所述夹持部与所述容置部形成为一体或组装在所述容置部上。
14.根据权利要求13所述的接线盒，其中，所述容置部具有顶壁、前后侧壁、纵向两端壁和底壁，所述顶壁适于与电池板的边缘抵接；所述顶壁和底壁之间形成有容纳着所述接线电路板的容置空间，所述容置空间具有敞开的操作开口，所述操作开口形成在所述前后侧壁和底壁中的至少一个中；所述接线盒还包括接线盒盖，所述接线盒盖以可拆除的方式封闭所述操作开口。
15.根据权利要求14所述的接线盒，其中，所述夹持部包括从所述容置部的顶壁的纵向中心线向上延伸的直立壁和从所述直立壁的上缘垂直于所述直立壁朝向所述直立壁的相反两侧延伸的横壁，这两个横壁与所述容置部的顶壁相面对且平行，所述容置部的顶壁与所述夹持部的两个横壁之间限定出两个适于分别被所述两个彼此对接的相邻电池板的边缘插入的电池板插槽。
16.根据权利要求13所述的接线盒，其中，所述容置部的顶壁开设有适于分别被两个彼此对接的相邻电池板的引出线穿过的穿孔。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的接线盒，还包括附加的连接缆线，该连接缆线的一端带有与所述插座相邻且匹配的插头，另一端带有与所述插头相邻且匹配的插座。
18.一种用于太阳能电池模块的边框组件，其中，所述边框组件中的边框段或角接头的至少一部分由根据权利要求1至17中任一项所述的接线盒形成。
19.一种太阳能电池模块，包括电池板，其具有至少一个太阳能电池片；边框组件，其包围所述电池板的外周；以及根据权利要求1至17中任一项所述的接线盒，其形成所述边框组件中的边框段或角接头的至少一部分；所述电池板的引出线连接到所述接线盒中。
20.根据权利要求19所述的太阳能电池模块，其中，所述电池板为多边形或圆形的。
21.根据权利要求19或20所述的太阳能电池模块，其中，所述边框组件由铝合金或塑料制成。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的太阳能电池模块，其中，所述边框组件是由多个型材形式的边框段、将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头以及所述接线盒插接组装而成；或者整个边框组件是一体注塑成型的。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池片为晶体硅太阳能电池片。
24.根据权利要求23所述的太阳能电池模块，其中，在所述电池板中布置着多个太阳能电池片，并且这些太阳能电池片在电池板中形成通过汇流条彼此串联的多个太阳能电池片组，每个太阳能电池片组包括串联的若干太阳能电池片。
25.根据权利要求19至22中任一项所述的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池片为薄膜太阳能电池片。
26.根据权利要求19至25中任一项所述的太阳能电池模块，其中，所述电池板为矩形的，所述接线盒形成该矩形电池板的短边或长边边框段的至少一部分。
全文摘要
公开了一种太阳能电池模块用接线盒、带有这种接线盒的边框组件以及包含这种接线盒的太阳能电池模块，太阳能电池模块具有电池板和边框组件，接线盒适于形成边框组件中的边框段或角接头的一部分并且沿着电池板边缘延伸，接线盒在所述延伸方向上具有第一端部和第二端部并且包括本体，由绝缘材料制成并且包括夹持部和容置部，夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘；接线电路板，安置在所述容置部中且具有连接线路，连接线路中设有至少一个开关型二极管；公连接缆线，其连接着所述连接线路的一端且带有位于所述第一端部处的插头；以及母连接缆线，其连接着所述连接线路的另一端且带有位于所述第二端部处的插座。根据本申请的太阳能电池模块容易安装及维护，减少线缆的使用、固定及保护，且接线盒不易受损。
文档编号H01L31/048GK102237423SQ20101016299
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者史庭梁, 秦怀礼 申请人:杜邦公司