用于太阳能电池组件的二极管和散热器制造技术

描述了二极管和散热器的布置。例如，太阳能电池组件可以I包括背板，背板上方布置了薄型表面贴片式二极管。一对带状互连与薄型表面贴片式二极管耦接并且可以穿过背板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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示出了根据本专利技术一个实施例的安装了背板的二极管封装的横截面图。图2示出了根据本专利技术一个实施例的层叠内的二极管封装的横截面图。图3示出了根据本专利技术一个实施例的太阳能电池组件的俯视图。具体实施例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。为了对本专利技术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专利技术的各实施例。为了避免不必要地模糊本专利技术的实施例，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。根据本专利技术的某些实施例，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，本专利技术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。本专利技术的各实施例可解决对于一个简单的、低成本的、可以任何频率安装在光伏组件背板的上方或内部的二极管封装的需求。尽管该布置被设计为用于一组线性排列的电池，它可用于任何光伏组件布局。例如，在最简单的实施例中，将二极管与带状互连相连，该带状互连沿着组件的长度穿过背板。可包括散热器，但是必须在一侧或两侧进行电绝缘以防止二极管引线短路。在一个实施例中，涂上一层陶瓷绝缘体的薄铜带或铝带可用于这一目的。在一个实施例中，通过热粘合剂将散热器安装到背板上，从而获得电绝缘和热传导。在一个实施例中，散热器还用于将二极管引线与周围环境电隔离。在本专利技术的一个方面中，用于太阳能电池组件的封装可包括置于封装的背板上方的表面贴片式二极管。例如，图1根据本专利技术的一个实施例，示出了一个安装了背板的二极管封装的截面图。参照图1，太阳能电池组件100包括背板102和置于背板102上方的薄型表面贴片式二极管104。一对带状互连106与薄型表面贴片式二极管104相连并穿过(在108点)背板102。散热器110安装在薄型表面贴片式二极管104的正上方。二极管104的小截面可与例如连接盒的大截面特征形成对照。例如，在一个实施例中，薄型表面贴片式二极管104处于背板102上方不到10毫米处。根据本专利技术的一个实施例，薄型表面贴片式二极管104直接附在各带状互连上，如图1所示。在一个实施例中，薄型表面贴片式二极管104通过例如(但不限于)键合、焊接、熔焊技术直接附在各带状互连上。在一个实施例中，散热器110包括一层薄的金属带，该金属带的至少一面涂上了一层导热电介质112，同样如图1所示。在一个实施例中，导热电介质112为陶瓷绝缘体。在一个实施例中，通过热粘合剂114将散热器110安装在背板102上。在一个实施例中，通过密封剂118，将二极管104、背板102、互连106、散热器110安装在基底116上(如玻璃基底)，如图1所示。继续参照图1，根据本专利技术的一个实施例，各带状互连106包括四个或更多个拐弯。包含第一拐弯120是用于穿过背板102 (例如，在位置108)，包含第二拐弯122是用于将各带状互连106引入背板102的一个表面的平面，包含第三拐弯124是用于使得各带状互连106处于竖直，包含第四拐弯126是用于使得各带状互连106与另一个带状互连处于同一平面并用于连接薄型表面贴片式二极管104。在一个实施例中，第四拐弯126还用于减少由于封装叠层中的互连106与叠层外部的二极管引线分离而产生的压力。于是，可以提供一种太阳能电池组件，其中远离背板穿透位置的互连仍然位于散热器范围内。在一个实施例中，通过置于散热器下面的热粘合剂和多个电介质层的组合，这种布置可确保二极管引线与外部环境电绝缘。在一个实施例中，该布置还将二极管引线短路(由于散热器边缘附近的毛刺或较差的电介质覆盖)的可能性降到最低。尽管只需要在散热器底部进行电介质覆盖，但是优选的可能是整体覆盖，以进一步降低电压暴露给外部环境的可能性。根据本专利技术的一个实施例，将散热器全部绝缘消除了将散热器电性接地的需要。可能需要将二极管引线安装到尽可能地接近散热器，因此它们最好与二极管管芯热连接。就是说，在一个实施例中，如果二极管管芯与散热器之间具有较低的热阻路径，那么可将二极管温度最小化。这可能是促使二极管反向的首要因素，如对结合图1所描述的布置所实施的。在一个实施例中，在二极管引线(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.03 US 61/370,242;2010.10.18 US 12/906,6881.一种太阳能电池系统，包括: 多个太阳能电池； 背板，其覆盖多个太阳能电池；以及 多个薄型表面贴片式二极管，其与多个太阳能电池耦接，每个薄型表面贴片式二极管布置在背板上方，并且每个薄型表面贴片式二极管具有: 对应的一对带状互连，每个带状互连耦接至该薄型表面贴片式二极管并且穿过背板；以及 对应的散热器，其安装在该薄型表面贴片式电容器的正上方。2.权利要求1的太阳能电池系统，其中每个薄型表面贴片式二极管比背板高出不到10毫米。3.权利要求1的太阳能电池系统，其中每个薄型表面贴片式二极管直接粘附到对应的一对带状互连中的每个带状互连。4.权利要求1的太阳能电池系统，其中对应的散热器包括薄的金属带，该金属带的至少一个面上涂敷有导热电介质。5.权利要求4的太阳能电池系统，其中对应的散热器利用热粘合剂安装到背板上。6.权利要求1的太阳能电池系统，其中对应的一对带状互连中的每一个带状互连包括四个或更多个拐弯，第一个拐弯用于穿过背板，第二个拐弯用于将每个带状互连引入背板的一个表面的平面上，第三个拐弯用于使每个带状互连保持垂直，以及第四个拐弯用于使对应的一对带状互连中的每个带状互连与另一个带状互连共面并且用于耦接至薄型表面贴片式二极管。7.一种太阳能电池系统，包括: 多个太阳能电池； 背板，其覆盖多个太阳能电池；以及 多个二极管，其耦接至多个太阳能电池，每个二极管布置在背板下方，并且每个二极管具有: 对应的一对带状互连，每个带状互连耦接至二极管并且被背板完全覆盖；以及 对应的散热器，其安装在二极管的正上方。8.权利要求7的太阳能电池系统，其中对应的一对带状互连中的每一个带状互连处于二极管上方，并且二极管被背板完全覆盖。9.权利要求8的太阳能电池系统，其中二极管直接粘附到对应的一对带...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯蒂·约翰斯顿，瑞恩·林德曼，刘易斯·阿布拉，马修·道森，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：
国别省市：