一种光伏模组及其电连接器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种光伏模组及其电连接器。该光伏模组包括模组导线、旁路电路和电连接器。该电连接器包括第一连接部、第二连接部和缓冲部。第一连接部焊接至模组导线的一端，第二连接部焊接至旁路电路的一端。该缓冲部呈波浪形状且位于第一连接部和第二连接部之间，用以缓冲模组导线的热膨胀所引起的形变量以及支撑和保护旁路电路。相比于现有技术，本发明可利用上述两连接部分别与模组导线和旁路电路进行可靠焊接，且藉由缓冲部来降低层压时所残留的内应力对旁路二极管封装或玻璃背板的损坏。此外，该电连接器还可通过波浪形状的缓冲部来吸收模组导线热胀冷缩所引起的形变量，避免其对焊接品质的不利影响，确保焊接的高品质。
【专利说明】一种光伏模组及其电连接器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光伏发电【技术领域】，尤其涉及一种光伏模组及其电连接器。
【背景技术】
[0002]近些年来，由于世界各地的原油存量逐年的减少，能源问题已成为全球注目的焦点。为了解决能源耗竭的危机，各种替代能源的发展与利用实为当务之急。随着环保意识抬头，加上太阳能具有零污染、取之不尽用之不竭的优点，太阳能发电技术(又可称为光伏发电技术)已成为相关领域中最受瞩目的焦点。因此，在日照充足的位置，例如建筑物屋顶、广场等等，愈来愈广泛地见到太阳能面板的装设。
[0003]太阳能面板是一种通过光伏效应(Photovoltaic Effect)将光线转化为电力的设施。一般来说，太阳能面板包括基板以及设置在基板上的多个太阳能电池片(solar cell)。在此，太阳能电池片又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出电压并且在有回路的情况下就能够产生电流。一般来说，太阳能面板通常藉由模组导线(bussing ribbon)将多个太阳能电池片串接在一起，从而将每个太阳能电池片所产生的电能量相叠加，以构成整个太阳能面板的输出功率。而且，太阳能面板也必须设置多个旁路电路(bypass circuit),利用该旁路电路来避免电路的不协调(circuit mismatch)所造成的热点(hot spot)效应,例如,遮阴不均，电池片的电流不均等。
[0004]在现有技术中，一种解决方案是在于，部分模组制造商为了增进模组电路设计上的灵活度，将旁路电路(诸如旁路二极管)与太阳能电池片一起封装，同时也可增加旁路元件的可靠度。此外，PQFN(Power Quad Flat No-lead,方形扁平无引线)封装是功率元件常用的一种标准封装形式，厚度约在0.7mm?0.8mm,宽度约为5mm,比较适合作为旁路二极管的封装使用。然而，上述设计都存在不少缺陷，例如，旁路二极管的封装厚度会大于串接电池片的厚度，若对PQFN封装施加外压力，则容易造成内应力残留与背板破坏之不良情形。再者，模组导线的长度远远长于PQFN封装的尺寸，当模组导线出现热胀冷缩时，由于模组导线与PQFN封装并无应力缓冲地带，因而会降低PQFN封装的电连接品质，造成模组可靠度下降，一旦断裂甚至还可能引起模组燃烧。
[0005]有鉴于此，如何设计一种新的光伏模组或对现有的光伏模组进行改进，以克服现有技术中的上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中的光伏模组在模组导线与旁路电路连接时所存在的诸多缺陷，本发明提供了一种新颖的、可缓冲模组导线的热胀冷缩形变量的光伏模组以及应用于该光伏模组的电连接器。
[0007]依据本发明的一个方面，提供了一种用于光伏模组的电连接器，所述光伏模组包括一模组导线以及一旁路电路，其中，所述连接器包括:
[0008]一第一连接部，焊接至所述模组导线的一端；
[0009]一第二连接部，焊接至所述旁路电路的一端；以及
[0010]一缓冲部，呈波浪形状，所述缓冲部位于所述第一连接部和所述第二连接部之间，用以缓冲所述模组导线的热膨胀所引起的形变量以及支撑和保护所述旁路电路。
[0011]在其中的一实施例，所述第一连接部和所述第二连接部的厚度介于0.08mm?0.1mm之间，且所述电连接器的长度介于5mm?7mm之间。
[0012]在其中的一实施例，所述缓冲部包括多个凸起，所述缓冲部的最接近所述第一连接部的一凸起高度大于或等于0.3mm,且所述缓冲部的最接近所述第二连接部的另一凸起高度大于或等于0.8mm。
[0013]在其中的一实施例，所述电连接器与所述模组导线均为铜镀锡材质。
[0014]在其中的一实施例，所述旁路电路为一旁路二极管，且所述旁路二极管为PQFN封装形式。
[0015]在其中的一实施例，所述电连接器还包括一第一焊接停止线和一第二焊接停止线，所述第一焊接停止线用以分隔所述第一连接部和所述缓冲部，所述第二焊接停止线用以分隔所述第二连接部和所述缓冲部。
[0016]依据本发明的另一个方面，提供了一种光伏模组，包括:
[0017]—第一模组导线；
[0018]一第一连接器，与所述第一模组导线电性耦接；
[0019]一第二模组导线，与所述第一模组导线采用相同的材质制成；
[0020]一第二连接器，与所述第二模组导线电性耦接；以及
[0021]一旁路电路，包括一阳极和一阴极，所述旁路电路的阳极电性耦接至所述第一连接器，以及所述旁路电路的阴极电性耦接至所述第二连接器，
[0022]其中，所述第一连接器与所述第二连接器均为上述依据本发明的一个方面的电连接器。
[0023]在其中的一实施例，所述第一连接器的第二连接部的长度小于所述第二连接器的第二连接部的长度。
[0024]在其中的一实施例，所述缓冲部完全凸出于所述第一连接部与所述第二连接部所构成的平面。
[0025]在其中的一实施例，所述缓冲部包括多个凸起，在至少两相邻凸起之间，所述缓冲部具有一平坦区与所述第一连接部以及所述第二连接部处于同一平面。
[0026]采用本发明的光伏模组及其电连接器，该光伏模组包括一模组导线、一旁路电路和一电连接器，该电连接器包括一第一连接部、一第二连接部和一缓冲部。第一连接部焊接至模组导线的一端，第二连接部焊接至旁路电路的一端。该缓冲部呈波浪形状且位于第一连接部和第二连接部之间，用以缓冲模组导线的热膨胀所引起的形变量以及支撑和保护旁路电路。相比于现有技术，本发明可利用电连接器的第一连接部和第二连接部分别与模组导线和旁路电路进行可靠焊接，并且藉由电连接器的缓冲部来降低层压时所残留的内应力对旁路二极管封装或玻璃背板的损坏。此外，该电连接器还可通过波浪形状的缓冲部来吸收温度变化时的模组导线热胀冷缩所引起的形变量，以避免该形变量对焊接品质的不利影响，确保焊接的闻品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]读者在参照附图阅读了本发明的【具体实施方式】以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
[0028]图1示出在现有技术的一种光伏模组中，模组导线与旁路电路的连接示意图；
[0029]图2示出依据本发明的一实施方式，用于光伏模组的电连接器的结构示意图；
[0030]图3示出采用图2的电连接器将多个模组导线与对应的旁路电路串接从而形成整个光伏模组的状态示意图；
[0031]图4(a)示出图3的光伏模组中，用于耦接第一模组导线和旁路电路的第一连接器的一优选实施例；
[0032]图4(b)示出图3的光伏模组中，用于耦接第二模组导线和旁路电路的第二连接器的一优选实施例；
[0033]图5 (a)示出图4 (a)的第一连接器的一可替换实施例；
[0034]图5 (b)示出图4 (b)的第二连接器的一可替换实施例；
[0035]图6(a)示出图4(a)的第一连接器的另一可替换实施例；以及
[0036]图6(b)示出图4(b)的第二连接器的另一可替换实施例。
【具体实施方式】
[0037]为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
[0038]图1示出在现有技术的一种光伏模组中，模组导线与旁路电路的连接示意图。
[0039]参照图1,现有的光伏模组至少包括一第一模组导线(bussing ribbon) 101、一第二模组导线103和一旁路电路(bypass module) 20。其中，旁路电路20是光伏模组中用以串接多个电池片的必要部分，其可避免电路的不协调(circuit mismatch)所造成的热点(hot spot)效应,例如,遮阴不均或电池片的电流不均。
[0040]在图1中，旁路电路20为一旁路二极管(bypass d1de)，其具有阳极(也可称为“正极”)和阴极(也可称为“负极”)，旁路二极管的阳极通过焊接方式电性连接至第一模组导线101，旁路二极管的阴极通过焊接方式电性连接至第二模组导线103。由于旁路电路(诸如旁路二极管)与电池片可一起封装，因而可提升设计灵活度，并增加旁路二极管的可靠度。但是，旁路二极管的封装厚度(以PQFN封装为例，其厚度约在0.7mm?0.8mm)通常会大于串接电池片的厚度(约为0.6_)，若对PQFN封装施加外压力，则容易造成内应力残留与背板破坏之不良情形。此外，当模组导线101或103出现热胀冷缩时，由于模组导线与PQFN封装并无应力缓冲地带，因而会降低PQFN封装的电连接品质，造成模组可靠度下降，一旦断裂甚至还可能引起模组燃烧。
[0041]为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种用于光伏模组的电连接器。图2示出依据本发明的一实施方式，用于光伏模组的电连接器的结构示意图。
[0042]参照图2，该电连接器30包括一第一连接部301、一第二连接部303和一缓冲部305。例如，该电连接器30与模组导线均采用铜镀锡材质制作而成。具体而言，第一连接部301位于靠近模组导线之一侧且焊接至模组导线的一端。第二连接部303位于靠近旁路二极管之一侧且焊接至旁路电路的一端。缓冲部305呈波浪形状，该缓冲部305位于第一连接部301和第二连接部303之间，用以缓冲模组导线的热膨胀所引起的形变量以及支撑和保护旁路二极管。
[0043]在一具体实施例，用来连接相邻两模组导线的旁路二极管为PQFN(Power QuadFlat No-lead,方形扁平无引线)封装形式。
[0044]图3示出采用图2的电连接器将多个模组导线与对应的旁路电路串接从而形成整个光伏模组的状态示意图。如图3所示，本发明的光伏模组包括一第一模组导线101、一第二模组导线103、一第一连接器40、一第二连接器50和一旁路电路20 (以旁路二极管作为示意性说明)。
[0045]详细地，第一模组导线101位于靠近旁路二极管20的阳极一侧，第二模组导线103位于靠近旁路二极管20的阴极一侧。第一连接器40包括第一连接部401、第二连接部403和位于两连接部之间的缓冲部405。第二连接器50包括第一连接部501、第二连接部503和位于两连接部之间的缓冲部505。第二模组导线103与第一模组导线101采用相同的材质制成。
[0046]从图3也容易知晓，第一连接器40的第一连接部401与第一模组导线101对应地焊接在一起，第一连接器40的第二连接部403与旁路二极管20的阳极对应地焊接在一起。第二连接器50的第一连接部501与第二模组导线103对应地焊接在一起，第二连接器50的第二连接部503与旁路二极管20的阴极对应地焊接在一起。如此一来，第一模组导线101与第二模组导线103依次藉由第一连接器40、单向导通的旁路二极管20和第二连接器50电性耦接。并且，由于第一连接器40和第二连接器50均包括一缓冲部(缓冲部405或505)，当光伏模组的温度变化时，上述缓冲部可吸收模组导线热胀冷缩所造成的形变量，以避免该形变量对焊接品质的不利影响，确保焊接的高品质。
[0047]图4(a)示出图3的光伏模组中，用于耦接第一模组导线和旁路电路的第一连接器的一优选实施例。图4(b)示出图3的光伏模组中，用于耦接第二模组导线和旁路电路的第二连接器的一优选实施例。
[0048]参照图4 (a)和图4 (b)，在该优选实施例中，第一连接器40的第一连接部401具有一长度H2，诸如2.8mm,其第二连接部403具有一长度Hl，诸如1.2mm。第二连接器50的第一连接部501具有一长度H1，其第二连接部503具有一长度H2。亦即，第一连接器40的第二连接部403的长度(如1.2mm)小于第二连接器50的第二连接部503的长度(如2.8mm)。
[0049]在一具体实施例，第一连接部(标记401或501)和第二连接部(标记403或503)的厚度介于0.08mm?0.1mm之间，且第一连接器40和第二连接器50的长度介于5mm?7mm之间。
[0050]在一具体实施例，连接器的缓冲部包括多个凸起，其中，缓冲部的最接近第一连接部的一凸起高度大于或等于0.3mm,且缓冲部的最接近第二连接部的另一凸起高度大于或等于0.8mm。例如，第一连接器40包括凸起Pl和P2，其中，靠近第一连接部401的凸起Pl的高度大于或等于0.3mm,以因应模组导线的厚度。然而，靠近第二连接部的凸起P2的高度大于或等于0.8mm,以因应PQFN封装的旁路二极管的厚度。类似地，第二连接器50的靠近第一连接部的凸起P3的高度大于或等于0.3mm,以及第二连接器50的靠近第二连接部的凸起P4的高度大于或等于0.8mm。
[0051]此外，为了明确标识不同区域的分界线，避免焊接制程中所关注的焊接区过大或过小，本发明的电连接器还包括一第一焊接停止线LI和一第二焊接停止线L2。第一焊接停止线LI用以分隔第一连接部401和缓冲部405，第二焊接停止线L2用以分隔第二连接部403和缓冲部405。
[0052]图5(a)示出图4(a)的第一连接器的一可替换实施例。图5 (b)示出图4(b)的第二连接器的一可替换实施例。
[0053]将图5(a)和图5(b)与图4(a)和图4(b)进行比较，其主要区别是在于，缓冲部405和缓冲部505的多个凸起的形状不同于图4(a)和图4(b)。例如，图5(a)的凸起形状为锯齿形，而图4(a)的凸起形状为弧形。并且，在该可替换实施例中，缓冲部的至少两相邻凸起之间，具有一平坦区与第一连接部以及第二连接部处于同一平面。例如，缓冲部405具有一平坦区407，该平坦区407与第一连接部401以及第二连接部403处于同一平面；缓冲部505具有一平坦区507，该平坦区507与第一连接部501以及第二连接部503处于同一平面。
[0054]图6(a)示出图4(a)的第一连接器的另一可替换实施例。图6 (b)示出图4(b)的第二连接器的另一可替换实施例。
[0055]将图6(a)和图6(b)与图5(a)和图5(b)进行比较，其主要区别是在于，缓冲部完全凸出于第一连接部与第二连接部所构成的平面。例如，在图6(a)中，缓冲部405完全凸出于第一连接部401与第二连接部403所构成的平面；在图6(b)中，缓冲部505完全凸出于第一连接部501与第二连接部503所构成的平面。
[0056]采用本发明的光伏模组及其电连接器，该光伏模组包括一模组导线、一旁路电路和一电连接器，该电连接器包括一第一连接部、一第二连接部和一缓冲部。第一连接部焊接至模组导线的一端，第二连接部焊接至旁路电路的一端。该缓冲部呈波浪形状且位于第一连接部和第二连接部之间，用以缓冲模组导线的热膨胀所引起的形变量以及支撑和保护旁路电路。相比于现有技术，本发明可利用电连接器的第一连接部和第二连接部分别与模组导线和旁路电路进行可靠焊接，并且藉由电连接器的缓冲部来降低层压时所残留的内应力对旁路二极管封装或玻璃背板的损坏。此外，该电连接器还可通过波浪形状的缓冲部来吸收温度变化时的模组导线热胀冷缩所引起的形变量，以避免该形变量对焊接品质的不利影响，确保焊接的闻品质。
[0057]上文中，参照附图描述了本发明的【具体实施方式】。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的【具体实施方式】作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种用于光伏模组的电连接器，所述光伏模组包括一模组导线以及一旁路电路，其特征在于，所述电连接器包括: 一第一连接部，焊接至所述模组导线的一端； 一第二连接部，焊接至所述旁路电路的一端；以及 一缓冲部，呈波浪形状，所述缓冲部位于所述第一连接部和所述第二连接部之间，用以缓冲所述模组导线的热膨胀所引起的形变量以及支撑和保护所述旁路电路。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部的厚度介于0.08mm?0.1mm之间，且所述电连接器的长度介于5mm?7mm之间。
3.根据权利要求2所述的电连接器，其特征在于，所述缓冲部包括多个凸起，所述缓冲部的最接近所述第一连接部的一凸起高度大于或等于0.3mm,且所述缓冲部的最接近所述第二连接部的另一凸起高度大于或等于0.8mm。
4.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器与所述模组导线均为铜镀锡材质。
5.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述旁路电路为一旁路二极管，且所述旁路二极管为PQFN(Power Quad Flat No-lead,方形扁平无引线)封装形式。
6.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器还包括一第一焊接停止线和一第二焊接停止线，所述第一焊接停止线用以分隔所述第一连接部和所述缓冲部，所述第二焊接停止线用以分隔所述第二连接部和所述缓冲部。
7.一种光伏模组，其特征在于，所述光伏模组包括: 一第一模组导线； 一第一连接器，与所述第一模组导线电性耦接； 一第二模组导线，与所述第一模组导线采用相同的材质制成； 一第二连接器，与所述第二模组导线电性耦接；以及 一旁路电路，包括一阳极和一阴极，所述旁路电路的阳极电性耦接至所述第一连接器，以及所述旁路电路的阴极电性耦接至所述第二连接器， 其中，所述第一连接器与所述第二连接器均为根据权利要求1所述的电连接器。
8.根据权利要求7所述的光伏模组，其特征在于，所述第一连接器的第二连接部的长度小于所述第二连接器的第二连接部的长度。
9.根据权利要求7所述的光伏模组，其特征在于，所述缓冲部完全凸出于所述第一连接部与所述第二连接部所构成的平面。
10.根据权利要求7所述的光伏模组，其特征在于，所述缓冲部包括多个凸起，在至少两相邻凸起之间，所述缓冲部具有一平坦区与所述第一连接部以及所述第二连接部处于同一平面。
【文档编号】H02S40/34GK104333321SQ201410589398
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】杨峻鸣 申请人:友达光电股份有限公司