背景技术：
光伏(pv)电池(常被称为太阳能电池)是用于将太阳辐射转化为电能的装置。一般来讲，照射在太阳能电池基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板主体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区和n掺杂区，从而在掺杂区之间形成电压差。将掺杂区连接到太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至外部电路。将pv电池组合在诸如pv模块的阵列中时，从所有的pv电池收集的电能可以按串联布置方式和并联布置方式加以组合，以提供具有某一电压和电流的电源。
附图说明
图1和图2示出了根据若干实施例的有背板和无背板的光伏(pv)组件实例。
图3示出了一个根据若干实施例有通用层压板的光伏模块实例。
图4和图5分别示出了一个根据若干实施例用于通用层压板的接线盒连接实例的剖视图和俯视图。
图6示出了一个根据若干实施例的电子器件外壳实例和相关部件。
图7示出了根据若干实施例的一个光伏模块的剖视图。
图8示出了一种根据一些实施例制作光伏模块的示例性方法的流程图。
具体实施方式
以下具体实施方式在本质上只是说明性的，而并非意图限制本申请的主题的实施例或此类实施例的用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作示例、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解为相比其他实施是优选的或有利的。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、
技术实现要素：
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
本说明书包括提及“一个实施例”或“实施例”。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。
术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中术语的定义和/或语境：
“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除其他结构或步骤。
“配置为”。各个单元或部件可被描述或声明成“配置为”执行一项或多项任务。在这样的语境下，“配置为”用于通过指示所述单元/部件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，可以说是将所述单元/部件配置成即使当指定的单元/部件目前不在操作(例如，未开启/激活)时也可执行任务。详述某一单元/电路/部件“配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援用35u.s.c.§112第六段。
“第一”、“第二”等。如本文所用，这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”导体并不一定暗示该导体为某一序列中的导体；相反，术语“第一”用于区分该导体与另一导体(例如，一个“第二”导体)。
“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定结果的一个或多个因素。该术语并不排除可影响确定结果的另外因素。也就是说，确定结果可以仅基于那些因素或至少部分地基于那些因素。考虑短语“基于b确定a”。尽管b可以是影响a的确定结果的因素，但这样的短语并不排除a的确定结果还基于c。在其他实例中，a可以仅基于b来确定。
“耦接”–以下描述是指元件或节点或结构特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械连接。
“阻止”–如本文所用，“阻止”用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征被描述为阻止行为、运动或条件时，它完全可以彻底地防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“阻止”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、性能和/或效应。因此，当部件、元件或特征被称为阻止结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。
此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上方”和“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。这样的术语可包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。
在以下描述中，给出了许多具体细节，诸如具体的操作，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实施本公开的实施例。在其他实例中，没有详细地描述熟知的技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。
光伏模块的工作寿命可大于四十年，但电子器件未被证明有此寿命。除了所述工作寿命的差异外，电子器件比电池板更快演变。因此，在组件寿命期间，通信或其它需求有可能改变，否则会使所安装的电子器件过时。所公开的实施例均可提供一个模块级电子器件解决方案，即此类即插即用型电子器件可以在现场快速轻松更换，如此可以在其使用寿命期间提供具有最新电子器件的长效型光伏模块。
现在回到图1，示出一个可包含所公开的通用层压板特征的光伏模块实例。所述光伏模块的正面在正常工作期间面向太阳，其背面与正面相对。所述光伏模块可包括一个边框和一个光伏层压板，该层压板含有多个光伏电池。所述光伏层压板可包括一个或多个围绕并包封所述光伏电池的包封层。可将盖(例如玻璃，或另一些透明或基本透明的材料)层压至包封层。层压材料可具有作为层压材料的最后层的背板，并且提供防护层和电绝缘层，所述电绝缘层保护层压材料的其余部分。背板可为聚合物板，既可被层压至层压板的包封层，也可与其中一个包封层形成一体。
图1示出了光伏模块100的所述背面。如图1未展示光伏模块100的所述背板，以便示出所述光伏电池、汇流条和接头。
如图所示，光伏模块组件100可包括多个光伏电池102。虽然光伏模块100示出了一个由48个光伏电池102组成的阵列，而其它光伏模块包括其它数量的光伏电池，如36个电池、72个电池、96个电池、128个电池等。且未详细示出的六列光伏电池102可进行此类互联，使得给定一列内的相邻光伏电池102与该列中的其它一个或多个相邻光伏电池102串联。如图所示，两列一组的光伏电池可通过电池连接件104串联。在每列/串电池的一端，汇流条106可将所述电池串与一个接线盒(例如图3-5所示)进行电耦合。
现在回到图2，示出光伏模块200的背面。光伏模块200跟光伏模块100相近或相同，但展示出覆盖所述光伏电池和大部分汇流条的背板202。根据图示，汇流条208a、208b、208c和208d的一部分在206处穿透了所述背板，使得所述汇流条可接触并耦合至一个接线盒。还示出耦合至所述光伏层压板的周边的边框204。边框204可用于维持机械完整性、接地、安装(如按本文件所述安装部件、将所述组件安装到某一结构上)等等。注意，虽然图1和图2的实例示出了四条汇流条，其中每个汇流条均耦合至一个太阳能电池串，但是在其它实施例中，可采用较少或额外的汇流条。
作为一个配置的具体实例，一个60v组件的四条汇流条(也叫焊带)可分别对应0v、15v、45v和60v。若电池板串联在一起，则各电压可显著升高(如达到1500v)。对于直流电(dc)应用，可将0v和60v焊带连接到(-)和(+)焊带，以便可以串联所述电池板。对于交流电(dc)应用，可将0v和60v焊带连接到一个微型逆变器的(-)和(+)输入端。
在若干实施例中，中点电压(如上例中的30v)的路由还可从所述层压板经过一条焊带/汇流条到达一个接线盒。因此，在一个实例中，一个三条汇流条的实例可对应于0v、30v和60v。或者，一个五条汇流条的实施例可对应于0v、15v、30v、45v和60v。
在一个实例中，所述组件可为较高功率的组件，如600v。一个此类实例中，汇流条可包括0v、300v、600v等等，因具体应用而异。
在一个实施例中，为使通用层压板的弹性最大，每一光伏电池分串的路由可独立地从所述层压板到达所述接线盒。在一个四个分串96个电池的组件实例中，从所述层压板可引出八条焊带。存在其它示例。
如下文详述，特定电子模块与所述光伏模块一同安装，因此可采用或不采用全部导线。例如，若该特定电子模块仅需八条导线中的四条，则所述接线盒与电子模块之间的线缆和接头/插头接口仅可将这四条导线耦合至所述电子模块(如，其它四条导线只是在所述插头中端接而不在所述电子模块内电耦合)。在一个实例中，若需要一定组合的所述分串(如，并联分串)，则这样一个组合可如下实现：用一根连接所述接线盒与所述电子模块的线缆、用所述线缆与所述电子模块或连接结之间的一个适配器，或在所述电子模块本身内。选择一个从所述层压板至所述接线盒的汇流条/焊带弹性配置，有助于确保所述层压板和接线盒通用于多种电子模块的工作，且可与未来的电子模块兼容。
现在回到图3，显示了一个光伏模块实例，该组件有一种通用的层压板，使之兼容于多种不同的组件级电子模块。在一个实施例中，接线盒310可被永久地机械耦合至所述层压板的背板302(如图示)或光伏模块300的边框304。图3示出了所述接线盒上的一个盖，使得所述汇流条与导电轨和导线之间的电连接隐藏在视线外。典型光伏应用中，接线盒包含旁路二极管，防止所述光伏模块过热。不过，若干实例中和如上记录，可采用其它组件的电子模块，而不用包含旁路二极管的电子器件。而且，按照所公开的实施例，通过制造通用层压板，使得在器件制造工厂中，可获得一个简单的含外壳接线盒，从而提高制造效率，所述外壳用于所述太阳能电池与多条导线之间的一种电连接。
相应地，可以此方式制造所述光伏模块，使之配置成可插用多种电子器件(如微型逆变器、dc优化器、电压截波装置、监测电子器件)。不仅可取得制造效率，也可决定下游有何种电子模块。例如，所述光伏模块可为通用，因为它可配合如下元器件使用：电压截波器件、微型逆变器等等，而不用将这些电子器件进行硬连线或永久附接到所述模块。在若干实施例中，所述电子外壳甚至可以现场安装、现场更换(如用手动工具)，也可以替换成不同种类的电子器件或同类电子器件的更新硬件。
在若干实施例中，接线盒310可包括一个外壳，用于所述层压板与该接线盒的导电柱或导电轨之间的电连接，反之，该外壳可耦合至一条或多条保护导线的线缆，如图3所示的线缆312。在若干实施例中，线缆312可机械附接于所述接线盒，而不是插入所述接线盒。在一个具体实例中，线缆312和接线盒310可制成一个注塑件的一部分。其它实施例中，接线盒310可包括一个凹型插座，使线缆312可被插入接线盒310。
图4示出了示范接线盒310沿a-a轴的一个剖视图。所示接线盒包括多根导电柱430，其中每根均可被电耦合至一条对应的汇流条，如图示的汇流条208a。图示接线盒310也可包括盖311，用来覆盖所述电连接并抑制潮气渗入。
图5示出了从无盖310的所述光伏模块的背面观察示范接线盒310的一个视图。如图示，接线盒310可包括多条导电轨，如510a、510b、510c和510d，经配置，它们经由208a、208b、208c和208d等汇流条在所述光伏电池与线缆312之间形成一个导电通路。所示实例中，拧紧一根螺钉，固定所述汇流条，使之接触所述导电轨的导电柱430，从而完成汇流条至导电轨的耦合。其它实施例中，可采用其它耦合技术，如钎焊、熔焊、弹簧夹紧、其它夹紧方式、机械紧固件等。
所示实施例中，将第一导电轨(如510a)耦合至所述汇流条之一(如208a)，第二导电轨(如110b)耦合至所述汇流条中的另一条汇流条(如208b)，等等。所示实例显示有四条汇流条被耦合至一条四导线线缆，但在其它实施例中，可采用1:1以外的比例。而且，如上所示，在若干实施例中，可以采用附加或较少的汇流条和/或所述线缆里有附加或较少导线。
回到图3，线缆312可包括插头314，该插头也可跟接头一词互用，在一端插进电子器件外壳320。虽然在本配置中被显示为一端是一个插头而另一端是一个成形的附件，但在若干实施例中，线缆312可包括双端插头，其中一端配置为插入所述接线盒，而另一端被配置为插入所述电子器件外壳。在一个实施例中，线缆312也可机械附接于所述电子器件外壳，比如，被制成一个带有电子器件外壳320的注塑件的一部分，而且线缆312可包括一个插头，用于插进接线盒310。因而，在各实施例中，用于对接线盒310和电子器件外壳320进行电耦合的线缆312可无插头，并可直接耦合该接线盒和该电子器件外壳的导电柱；线缆312也可有一个或多个上述插头。而且，在若干实例中，一个接线盒可连接多个电子器件外壳(在同一光伏模块上，或包括多个光伏模块)，一个电子器件外壳也可连接多个光伏模块上的多个接线盒。此类实例中，可采用数量任意变化的插头。
在若干实施例中，电子器件外壳320可包括与线缆312的所述导线耦合的电子线路。图6示出了电子器件外壳320的一个示例图。如图示，电子器件外壳320可包括电子线路620。电子器件外壳和电子线路及相关元器件可统称为电子模块或器件。电子线路620可包括配置为将所述光伏模块的直流电(dc)转换成交流电(ac)的微型逆变器线路、电压截波线路、旁路线路(如，一个或多个配置成向所述光伏模块提供反向偏压保护的旁路二极管)、dc-dc转换器线路、dc-dc优化器线路、微分功率处理(dpp)线路和/或监测线路，等等。而且，在若干实例中，电子线路620可包括上述示范线路的多个实例。例如，在一个实施例中，电子器件外壳320可包括多个作为电子线路620的dc-dc转换器。
本文件所用的电压截波电路可以是一个限压器件，使得该电路配置为至少除去所述光伏模块的输出电压的一部分。在一个实施例中，电压截波电路可包括一个涵盖一个或多个所述电池串的并联电流通路，使得在所述光伏模块的输出中可包括或排除相应电池串的输出，例如在一个或多个开关的配置的基础上进行如此操作。并联电流通路可配置为降低电池串输出上的总阻抗，这可降低光伏模块的生成电压。在若干实施例中，所述并联电流通路可涵盖整个光伏模块、多个电池、多个电池串或多个组件，以实现类似效果。
如图6所示，电子器件外壳还可包括插座640，如一个可容纳线缆312的插头314的凹型插座。图6示出了四条与电子线路650耦合的导线，但如上所述，其它实施例中，可采用其它数量的导线。注意类似方式的接线盒可包括一个凹型插座，容纳线缆312的一个插头，若该线缆未被机械附接于所述接线盒。
因为所述层压板和接线盒的配置可以通用，且可同多种不同的电子器件外壳和相关电路一起使用，在若干实施例中，线缆312可设计成灵活容纳具体电路实际需要的不同数量的导线。例如，考虑以下实例，其中，一种电路仅需从所述层压板引出三条导线，而另一种电路则需用五条导线。相应地，在一个实施例中，汇流条、接线盒和线缆可设计为容纳所述电子器件所需的最多数量的导线，本例中为五条导线，但如此配置，使得这两种电路中的任一种都可采用跟仅需三条导线的电子器件同样的汇流条、接线盒和线缆配置进行工作。可不用所述附加导线(如插进电子器件外壳但刚好不与任何物体发生连接)，如有必要，也可把所述附加导线跳接在一起(如用一个插头连接件连接外壳内外)。
再参考图3和图6，在若干实施例中，电子器件外壳320也可耦合至一条或多条线缆，如线缆322和/或线缆642，在若干实例中，所述线缆可分别包括插头/接头324和/或644。线缆322和/或642可用于把电子器件外壳320耦合至另一个光伏模块的一个电子器件外壳或接线盒，或耦合至一个光伏系统的若干其它元器件，如汇流箱、逆变器等。跟以上有关每条线缆的插头数量的描述类似，线缆322和/或642可连同电子器件外壳320作为一个注塑件的一部分，也可直接插进电子器件外壳320。
在若干实施例中，所述接线盒和/或电子器件外壳的插头和插座经配置，可锁定到位，使电连接牢固，并抑制潮气和/或尘垢侵入。
在若干实施例中，电子器件外壳可以现场更换，使得所述电子器件外壳可以在器件生产工厂外比较容易可靠地更换。与此相反的是一个场景：用一种密封剂(如硅橡胶)将电子器件外壳永久附接到背板上，这是接线盒的通常情形，现场如不破坏层压板(如破坏背板)，则不容易或不可靠地拆除和更换。现场可更换性可使故障电子器件的更换或电子器件的切换成为可能，而如果不易更换电子器件，则这些电子器件就得现场修理或导致高成本的场景：将整个光伏模块退回给生产工厂维修，如果可能维修的话。图7示出了一个此类实例，即把电子器件外壳附接到某一光伏模块的边框，使之可松开地附接到所述边框并可现场更换。
图7是根据若干实施例的一个光伏模块700的剖视图。按本文件中的解释，可将边框704大约布置在光伏模块700的周边且可支撑光伏层压板710。如图7所示，可将电子器件外壳320定位在层压板710下方并耦合至所述边框704。
如图示，通过安装凹槽720可将电子器件外壳320附接于边框704。如图7所示，安装凹槽可包括从所述安装凹槽的反面延伸出来的第一突起722和第二突起724。所述第一和第二突起可隔开，以容纳大小不等的电子器件外壳，但让所述突起与所述电子器件外壳之间接合紧密(如卡扣)。
另外，虽然被描述为一个有突起的凹槽，但在其它实施例中，所述边框可包括一个或多个插槽或空洞，所述电子器件外壳可耦合这些槽洞，支架或卡夹可附接于这些槽洞并用来耦合所述电子器件外壳。而且，在本文件所述的若干实施例中，所述边框可包括空洞，螺钉或其它紧固件可通过这些空洞把所述电子器件外壳耦合到所述边框上。
虽然很多应用中都说明，所述电子器件外壳与所述光伏模块的边框耦合，但在若干实施例中，所述电子器件外壳可耦合至整体光伏系统的系统平衡(bos)组件。作为一个实例，光伏模块本身可能是一个没有边框的双玻组件，因而没有地方耦合电子器件外壳。一个此类实例中，可将所述电子器件外壳耦合至逆变器、支架部件、汇流箱等等。
现在转到图8，按照若干实施例，它示出了一个有关一种光伏模块组装方法的流程图。在各种实施例中，图8的方法可包括与图示相比额外的(或更少的)框。
如802处所示，配置为接收某一光伏组件的第一串光伏电池的电流的第一汇流条可与某一接线盒的第一导电轨耦合，该导电轨又跟所述光伏组件的背板耦合。如804处所示，配置为接收某一光伏组件的第二串光伏电池的电流的第二汇流条可与所述接线盒的第二导电轨耦合。在若干实施例中，将所述汇流条与所述导电轨耦合，可包括如下操作：把所述汇流条熔焊、钎焊或夹紧(如弹簧夹紧)到某一对应的导电轨上。
注意，各实施例中可采用不同数量的汇流条、导电轨和导线。例如，本文件许多实例中，都描述了一种含四条汇流条的光伏模块。其它实施例中，可采用其它数量的汇流条和对应的导电轨。相应地，如果采用两条以上的汇流条和导电轨，则光伏模块的组装方法可包括将那些附加的汇流条耦合至附加的导电轨上。
在806处，可封装所述接线盒。例如，可将所述接线盒灌封或另外封装，抑制潮气和/或尘垢进入。
在若干实施例中，所述接线盒的一条或多条线缆可在多条导线周围形成绝缘护套，而且经过配置可以耦合所述接线盒的导电轨和可安装于所述光伏组件的一个边框的某一电子模块。
在一个实施例中，可用一条线缆包裹从所述接线盒引出到所述电子模块的多条导线。其它实施例中，也可采用多条线缆包裹所述多条导线。
如808处所示，可将单条或多条线缆耦合至所述电子模块的一个输入端，使之跟该电子模块内的电路形成一个电连接。
若干实施例中和如垫个810、图3和图7所示，可将所述电子模块安装到所述边框上。作为一个实例，可将所述电子模块放在一个支架、安装插座或其它固定件中，把所述电子模块牢固附接(如卡扣)到所述边框上。作为另一个实例，可将所述电子模块螺接或栓固到所述边框上。
在一个实施例中，可将所述电子模块电焊到所述边框上。在一个具体实例中，可将所述电子模块电焊接地到所述边框上。
在若干实施例中，可先将所述电子模块安装到垫个810上，然后将所述线缆(一条或多条)耦合至808处的所述电子模块。
在若干实施例中，可用类似方式制作所述电子模块和外壳。例如，可将所述电子线路中的导电引线跟一条或多条线缆(制成所述电子器件外壳的一个内置部分)的导线进行电耦合，也可将所述电子线路中的导电引线跟所述电子器件外壳的一个插座的一个导电销进行电耦合，使得一条带一个插头的线缆可插进该电子器件外壳，建立电导通。
所公开的各实施例可赋予如全文件所述的许多优势。例如，通过提供一张能对接多个电子器件的通用层压板，电子器件可即插即用，甚至可现场更换，有效延长所述光伏模块的寿命。而且，通过提供尽可能最少的接线盒并将所述电子器件附接到所述边框上，可最大限度地减少背板上的重量和应力，因为这些重量和应力，背板强度可随时间增加而减弱。另外，由于可以更频繁地装运层压板，而且不必因许多不同类的组件而重复工艺流程，生产计划和物流可得以简化。相反，只要电子器件插进和附接到所述边框上，就可采用同样的层压板和组件制作工艺。
尽管上面已经描述了具体实施例，但即使相对于特定的特征仅描述了单个实施例，这些实施例也并非旨在限制本公开的范围。在本公开中所提供的特征的例子旨在为例证性的而非限制性的，除非另有说明。以上描述旨在涵盖将对本领域的技术人员显而易见的具有本公开的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。
本公开的范围包括本文所(明示或暗示)公开的任何特征或特征组合，或其任何概括，不管其是否减轻本文所解决的任何或全部问题。因此，可以在本申请(或要求其优先权的申请)的审查过程期间针对任何此类特征组合提出新的权利要求。具体地讲，参考所附权利要求书，来自从属权利要求的特征可与独立权利要求的那些特征相结合，来自相应的独立权利要求的特征可以按任何适当的方式组合，而并非只是以所附权利要求中枚举的特定形式组合。