用于光伏模块的电缆连接器和安装方法技术

一种在内部电端子和输出电缆之间具有可靠连接的光伏模块。该模块由衬底层和透明盖层构成，并且母线位于衬底层和透明盖层之间。多个光伏（ＰＶ）电池被串联连接，它们继而被连接到母线上的正和负端子。阳性连接器被连接到正和负端子。上述部件然后被层叠以形成模块，并且阳性连接器位于衬底层内部。为了暴露出阳性连接器，穿过衬底层形成开口并且阳性连接器的锥形端部被向外弯曲以与相应的电缆上的阴性连接器配合。这些连接器然后被焊接从而为该模块提供输出连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光伏模块和用于将电缆连接到它的输出端子的连接器并且在本专利技术的一个方面中涉及一种用于将输出电缆连接到光 伏模块的电端子的高度可靠的连接器和一种用于安装该连接器的方 法。
技术介绍
近年来，在用于将太阳能直接地转换成有用的电能的光伏 (PV)电池等方面已经实现了显著的进步。通常，多个这些光伏电池 被封装在透明层(例如玻璃、塑料等)和衬底材料层之间，以由此形 成具有易处理尺寸(例如1米乘2米)的扁平的、通常为矩形的太阳 能模块(有时称为"叠层")。PV电池可以由硅或者其它适当的半导 体材料的晶片制成，或者它们能够是通常利用在太阳能模块技术中熟 知的各种工艺在基片或者衬底层上沉积的薄膜类型的电池。这是能够 被安装到现有结构(例如住宅、建筑物等)的屋顶上以提供该结构所 用电能的全部的或者至少一部分的太阳能模块的类型。如在本
中可以理解地，每一个太阳能模块均可以包 含任何数目的单独PV电池(例如从1个到大约50个或者更多)，每 一个PV电池均具有正和负输出端，所述正和负输出端继而被串联地电 连接到在公共的正和负母线上的相应的端子。这些正和负端子通常可 以直接地穿过衬底材料，或者在优选时，可以通过在太阳能模块中的 PC板(例如具有当一个或者多个单独PV电池由于任何原因而变得不 可操作时允许该模块继续发挥功能的部件的PC板)连接。—旦通过衬底材料提供正和负端子，它们便通常被连接到相应的正和负输出电力电缆，所述电力电缆继而将电流从该模块输送到 它的指定源。通常，在已知模块构造中，每一个电缆的一端在该模块 外侧上被焊接到它的相应的端子。然而，不幸的是，由于在焊接期间 在电缆及其端子之间的初始不良接触或者由于在操作期间的磨损，这 些直接焊接的连接器在一些应用中已经证实是不可靠的并且在该模块 操作寿命期间已经失效。当在电缆和端子之间发生不良接触时，由于过热等，这能够导致早期的现场失效(field failure)和模块损坏。因为在高度竞争性的工业中太阳能是比较新的，至关重要的 是，太阳能模块自身所具有的问题尽可能少从而使得它们当与更加传 统的能源竞争时具有商业吸引力。据此，在销售太阳能模块时， 一项 重要的考虑是，在模块输出端子和它们的相应的电力电缆之间提供在 该模块的预计寿命期间高度可靠的、基本上无问题的连接器。本专利技术 为太阳能模块提供这种连接器。
技术实现思路
本专利技术提供一种光伏模块和一种可靠的并且耐用的连接器， 该连接器用于将该模块中的端子电连接到电力电缆，该电力电缆继而 将电流从该模块传导到指定的应用源。更加具体地，该模块由衬底层和透明盖层(例如玻璃)构成。 一个或者多个母线位于所述衬底层和所述盖层之间，并且使得被电连 接的多个光伏(PV)电池被相应地电连接到一个或者多个母线上的正 端子和负端子。根据本专利技术，第一正连接器元件被电连接到正端子并 且第一负连接器元件被电连接到所述负端子。优选地，这些连接器元件是相同的阳性连接器，该阳性连接 器具有呈锥形的用于与相应的电力电缆上的阴性连接器配合的一端。另一端在其上具有一个或者多个插脚，该一个或者多个插脚与相应的 正和负端子处穿过母线的一个或者多个开口配合。 一旦阳性连接器上的插脚位于它们的在母线中的相应的开口中，它们便被焊接以保证其 间的可靠连接。每一个连接器元件均被适当地刻划出凹槽以允许在随 后易于弯曲。 一旦连接器元件被焊接，则优选的是，利用保护性盖层 例如带子覆盖它们，以在模块层叠期间防止污染。这些部件然后被层 叠以形成光伏模块。 —旦模块被层叠，便在邻近于优选的阳性连接器元件的位置 处穿过衬底层形成开口 。衬底材料被从这些开口清除并且保护层被从 连接器元件的锥形端部移除。接着，锥形端部被向外弯曲从而它们延 伸通过它们的在衬底材料中的相应开口并且易于被暴露从而与被电连 接到相应的电力电缆的优选的阴性连接器元件连接。 一旦阳性和阴性 连接器元件配合，连接器便被焊接以由此在模块中的端子和为了利用 由该模块产生的电力而有必要的输出电力电缆之间提供高度可靠的和 耐用的连接。附图说明通过参考附图可以更好地理解本专利技术的实际构造操作和明 显的优点，附图未必按比例绘制，其中相似的附图标记标识相似的部 件并且其中-图1是具有能够在其中结合本专利技术的类型的光伏模块的透视图；图2是在安装阳性连接器之前图1母线的下侧的视图； 图3是利用图2的点线3-3获取的放大视图； 图4是安装有阳性连接器的、图l母线的下侧的视图； 图5是利用图4的点线5-5获取的放大视图； 图6是图4和5的阳性连接器之一的放大透视图；和 图7A-7D示意在安装和组装本专利技术的连接器时的步骤。虽然将结合它的优选实施例描述本专利技术，但可以理解本专利技术 不限于此。相反，本专利技术旨在涵盖可以在如由所附权利要求限定的、本专利技术的精神和范围中包括的所有的可替代形式、修改和等价形式。 具体实施例方式现在参考附图，图1示意能够在其中使用本专利技术的连接的一 种典型的光伏模块10。模块10由任何适当材料例如聚合材料的衬底层 11和优选地由玻璃或者其它适当的透明材料构成的盖层12形成。利用扁平导电带或者导线14串联地电连接的多个光伏(PV)电池13 (为 了清晰起见仅仅一个被编号)被夹在盖层12和衬底层11之间。PV电 池可以具有任何类型，例如由多晶或者单晶硅片制成的那些类型。如 所示那样，每一个电池13均具有栅型、前电触点15 (为了清晰起见仅 仅一个被编号)阳光通过盖层12进入并且射到PV电池13的前侧上。串联 连接相邻电池13的每一个导电带14均被连接到在一个电池的后侧(未 示出)上的触点和在相邻PV电池13的前侧上的焊料触点16以将电池 串联联接。导电带14a将每一行的末端电池连接到薄的导电板(即母线 17)。在这里，术语"板"和"母线"将被以可互换的方式使用。虽然板17可以由任何导电材料例如铜、铝、锡、银、金等 构造，但它优选地由通过将导电材料层附着到介电基片材料例如树脂 或者聚合材料而制成的叠层形成。这与用于制造印刷电路或者所谓的 PC板的材料类型相同。板17被放置在衬底层11和覆层或者盖层12 之间并且具有与PV电池大约相同的宽度和厚度从而当模块被层叠时， 它将具有基本扁平的和均匀的外观。如所示那样，板或者母线17由在板上形成单独分开的导电 区域的四个区块17a、 17b、 17c和17d构成。虽然示出四个区块，但是 应该理解，依赖于例如PV电池的行数、为导电带14a提供连接点所需 要的正和负的位置的数目等，用于特定模块的板17可以由更多或更少 的导电区域构成而不偏离本专利技术。板17的各个区块通过相应的二极管18优选为肖特基(Schottky)型二极管电连接到一起。当正向偏压的 PV电池全部工作以利用太阳辐射产生电流时，二极管通常处于被反向偏压的状态中。然而，当特定PV电池(一个或多个)由于任何原因(例如 被从太阳遮蔽)发生故障而使其变成被反向偏压时，在那个电池电路 中的二极管也发生切换并且变成被正向偏压以防止损坏发生故障的电 池(一个或多个)。 一旦故障得以校正，受到影响的电池(一个或多 个)将再次变成被正向偏压，由此使得受到影响的二极管变成被反向 偏压，因此将继续正常操作。关于这种类型的板的构造和操作的更加 完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连接器，用于将光伏模块的正端子和负端子电连接到相应的输出电缆，其中所述模块由透明材料形成的盖层、至少一条母线、在母线上的正端子和在母线上的负端子、被电连接到所述一条或者多条母线的多个光伏电池、以及衬底材料构成，以上部件被层叠成集成模块，所述连接器包括：　第一正连接器元件，所述第一正连接器元件被电连接到母线上的所述正端子并且延伸穿过所述衬底材料；　第一负连接器元件，所述第一负连接器元件被电连接到母线上的所述负端子并且延伸穿过所述衬底材料；　第一电力电缆，所 述第一电力电缆具有附接于所述第一电力电缆上的第二正连接器元件，所述第二正连接器元件与所述第一正连接器元件配合以在所述第一电力电缆和所述正端子之间形成电连接；和　第二电力电缆，所述第二电力电缆具有附接于所述第二电力电缆上的第二负连接器元 件，所述第二负连接器元件与所述第一负连接器元件配合以在所述第二电力电缆和所述负端子之间形成电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔W坎宁安，乔治J凯利，迪内希S阿明，
申请(专利权)人：BP北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]