[发明专利]用于太阳能电池组件的二极管和散热器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年8月3日提交的申请号为61/370,242的美国临时申请的优先权，通过引用将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明的实施例涉及可再生能源领域，特别是用于太阳能电池组件的二极管和散热器的布置。

背景技术

发光二极管（LED）和光伏（PV）设备是两种常见类型的光电子设备。当对诸如包括LED和PV设备的光电系统进行组建和部署时，热量管理和装配可能是需要考虑的。例如，具有电池互连和二极管的设备系统的领域是在热量管理、应力管理、装配方面改进成熟的领域。制造和部署这种系统的挑战包括互连的低热阻路径以及与互连相连的电池和二极管的弹性适应。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的安装了背板的二极管封装的横截面图。

图2示出了根据本发明一个实施例的层叠内的二极管封装的横截面图。

图3示出了根据本发明一个实施例的太阳能电池组件的俯视图。

具体实施方式

本文描述了用于太阳能电池组件的二极管和散热器的布置。为了对本发明的各实施例提供更透彻的理解，在下面的描述中展示了很多具体的细节，如二极管和散热器的具体布置。显然，对于本领域内的技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的各实施例。为了避免不必要地模糊本发明的实施例，没有对其它实例中的一些众所周知的制造技术（如层叠技术）进行详细的描述。此外，需要理解的是，附图中所展示的若干实施例只是说明性地描绘，并不必然按比例绘制。

本文披露了用于太阳能电池组件的二极管和散热器。在一个实施例中，太阳能电池组件包括背板。太阳能电池组件还包括置于背板上方的薄型表面贴片式二极管。太阳能电池组件还包括一对带状互连，每个带状互连与薄型表面贴片式二极管相连并穿过背板。太阳能电池组件还包括散热器，其直接安装在薄型表面贴片式二极管的正上方。在一个实施例中，太阳能电池组件包括背板。太阳能电池组件还包括置于背板下方的二极管。太阳能电池组件还包括一对带状互连，每个带状互连与二极管耦接并全部被背板覆盖。太阳能电池组件还包括散热器，其安装在二极管的正上方。

某些太阳能电池应用（如单轴聚光型光伏（CPV）系统）需要在每个电池串中包括一组线性排列的电池和大量二极管相，以管理较高的电池温度和光学非一致性。在光伏系统中通常使用的二极管用于使电池串中电学上不匹配的电池绕开其它电池。这种不匹配可能产生于遮光或性能矛盾。当一个电池不匹配时，其工作电压可能被修改，以适应电池串电流，并且该电池被迫使进入反向偏压状态。这可导致严重的升温以及系统性能退化。使用二极管来最小化不匹配环境中的热量并优化能量产生。

在一个典型的光伏组件中，旁路二极管以并联方式电连接到电池串。电池通常以蛇形布置来连接，这可消除对于跨接电池串端子的长距离的二极管互连的需求。取而代之，连接各个端子的互连接头穿过组件背板并连接至安装在连接盒中的二极管。但是，某些应用（如单轴聚光型光伏系统）需要在每个电池串中包括一组线性排列的电池和大量二极管，以管理较高的电池温度和光学非一致性。集中式连接盒可能需要复杂的旁路电路和许多用于二极管连接的汇流条。此外，可能需要过大的连接盒来容纳大量的二极管。在某些需要大量二极管的应用中，优选的是将旁路二极管安装在沿着被保护的电池串的独立的封装中。

根据本发明的某些实施例，多个二极管被并入到一个简单的薄型封装中，该封装的安装可对其它叠层特征产生最小的干扰。在一个实施例中，将二极管与带状互连相连，该带状互连沿着太阳能电池组件的长度穿过背板。二极管可以是直接焊接到带状物上的薄型表面贴片式器件。在一个实施例中，为了控制二极管升温，在一个或多个二极管引线正上方安装了散热器。在一个实施例中，散热器通过热粘合剂安装在背板上，以获得电绝缘和热传导。因此，本发明的各实施例可包括使用集成方式通过热粘合剂在二极管上安装散热器，将各二极管引线（或仅一个二极管）直接连接到一对带状互连，或制造一个轮廓非常薄的太阳能电池组件封装从而最小化对周围系统（例如，热沉）的影响，或直接集成到叠层中。