[发明专利]光伏模组及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及光伏模组，其特征在于在支承基板上的太阳能电池的特殊串联连接。为了能得到这样的串联连接，必须有绝缘层，该绝缘层在本发明中通过二极管来实现。同时，在该光伏模组中，该二极管起到了保护二极管或旁路二极管的作用。因此，在这种情况下，两种功能被整合在一个装置中，这导致显著的成本优势。

背景技术

在光电技术中，通常将多个太阳能电池组合成较大的单元(阵列或模组)。此时在一个阵列中，在多个太阳能电池之间或串联，或并联。为此，必须在相邻的两个太阳能电池之间形成导电连接。在现有技术中还公开了，在模组或者阵列中采用旁路二极管来保护太阳能电池。这是必需的，这是因为可能出现以下情况，即，在一个模组中的个别太阳能电池承受处于截止区的电压，处于截止区的电压也许会导致太阳能电池损坏。

一个光电技术的特殊领域就是所谓的“聚光光电技术”，其中通过光学系统(例如透镜、反射镜)来聚集太阳光，将聚集后的光束照射到较小(视设备类型而定)的太阳能电池上。由于光的聚集，所以出现必须散走的局部热。根据系统的不同，散热以被动方式或者通过主动冷却(如利用水)来实现。

在这样的聚光模组中串联连接太阳能电池的现有技术由J.Jaus公开(J.Jaus，U.Fleischfresser，G.Pheharz，F.Dimroth，H.Kerchenmueller，A.W.Bett，“Heat sink-substrates for automated assembly ofconcentrator-modules”，21世纪欧洲光电技术会议和演示，德累斯顿，2006年9月，待公开)。在此公开文献中详细说明了所谓的“预浸处理技术”以及带有镀金线路板的铜片的使用。不过，这种已知技术具有以下缺点：

-按照技术的不同，需要较多的单独零件，对此，在生产及库存和生产物流方面造成费用上升；

-在组装这些单独零件时遇到各种各样的工艺步骤，如：“表面准备”、“连接材料(胶、焊料)的涂覆”、“抓取和定位零件”、“粘结层固化”或者“执行焊接作业”，通常也还伴随有其它附加工艺步骤；

-大量工艺步骤增加了节拍时间(Taktzeit)，降低了生产线生产量，增加了材料成本。这样，最终造成高昂成本；

-一些步骤(例如使得各个太阳能电池芯片之间建立接触)造成高昂的作业成本(焊接作业)和管理成本(Handlingkosten)；

-在实践中事实证明，预浸处理技术容易出现下列故障，即，在生产中出现会导致短路的毛刺。这造成必须进行复杂的检测，并且使得单独的预浸处理比较昂贵。

可是，必须成本划算地制造光伏模组。为了能实现较低成本，待组装零件的数量必须少，同时零件本身的成本应该划算。一个零件担负起多个功能尤其有助于降低成本。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种光伏模组，其结构简单且成本低廉，同时在串联连接时能实现可靠的工作。

通过具有权利要求1特征的光伏模组完成该任务。此外，从属权利要求示出了优选实施形式。权利要求20说明了应用可能性。

本发明提出了一种光伏模组，其包括至少两个相互连接的、安置在一个电绝缘基体上的构件单元组(SCA)，每个构件单元组均具有一个安置在具有传导能力的支承部上的太阳能电池和一个与所述太阳能电池间隔开的旁路二极管，所述太阳能电池和所述旁路二极管通过电导体相互接触，其中，旁路二极管具有与所述太阳能电池相反的极性，所述太阳能电池和所述旁路二极管通过具有传导能力的连接层安置在具有传导能力的支承部上。

本发明的光伏模组能够通过其特殊设计担负起多项功能，而在现有技术中为此需要多个不同零件。

这样一来获得了大量优点，例如：

-在工作准备阶段、库存和组装时的较低的物流成本；

-较低的材料用量；

-较低的设备和人员开支；

-较低成本。

在实际的聚光光电池系统(Konzentrator-System)中，例如在Flatcon系统(参见J.Jaus的公开文献)中，热通过金属冷却体被传导走。对于安装太阳能电池来说，此时背面和正面触点均必须以彼此绝缘的方式被接触，以避免太阳能电池短路。为此，采用了非导电的中间层，但该中间层不应该限制传热。

现在，本发明的光伏模组的特点在于，其不仅允许以通过旁路二极管保护的方式将电池连接成阵列，而且允许最佳的传热。原则上，由此可以在同时需要导电连接以及良好散热的各个系统(例如甚至是卫星阵列)中，采用本发明的光伏模组。