(57)【要約】  基板に溝及び貫通孔を開設してバイパスダイオード、逆阻止ダイオード及び導電性ストリップを配置することで、従来技術の電気配線制御精度が低い問題を解決し、ソーラーチップに入射する光の量を増加し、プロセスを簡略化し、電気の配置精度を改善する。本発明は車両ルーフソーラーチップの集積装置、ソーラーカー及びチップのパッケージング方法を提供し、前記集積装置は、貫通孔が開設されており、且つ表面に第１の溝が設けられ、裏面に第２の溝が設けられる基板と、基板の表面に固定されるソーラーチップと、第１の溝内に設けられ、且つ第１の端部がソーラーチップに接続され、第２の端部が貫通孔から前記基板の裏面に引き出される複数本の導電性ストリップと、前記第２の溝内に設けられ、且つ前記導電性ストリップの第２の端部に接続されるバイパスダイオード及び逆阻止ダイオードと、を含む。
2019513338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ルーフソーラーチップの集積装置であって、
貫通孔が開設され、且つ表面に第１の溝が設けられ、裏面に第２の溝が設けられる基板と、
前記基板の表面に固定されるソーラーチップと、
前記第１の溝内に設けられ、且つ第１の端部が前記ソーラーチップに接続され、第２の端部が前記貫通孔から前記基板の裏面に引き出される複数本の導電性ストリップと、
前記第２の溝内に設けられ、且つ前記導電性ストリップの第２の端部に接続されるバイパスダイオード及び逆阻止ダイオードと、を含むことを特徴とする車両ルーフソーラーチップの集積装置。
【請求項２】
前記貫通孔の内壁に絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両ルーフソーラーチップの集積装置。
【請求項３】
前記ソーラーチップは薄膜電池で、前記基板の表面に貼り付けられることを特徴とする請求項１に記載の車両ルーフソーラーチップの集積装置。
【請求項４】
前記基板は、上、下２層のガラス繊維の中間にハニカム繊維をコーティングして形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両ルーフソーラーチップの集積装置。
【請求項５】
前記ソーラーチップ上に保護層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車両ルーフソーラーチップの集積装置。
【請求項６】
前記保護層は、ガラス繊維ストリップのエポキシ樹脂保護層であることを特徴とする請求項５に記載の車両ルーフソーラーチップの集積装置。
【請求項７】
前記保護層上にマスキング塗料層が設けられており、前記マスキング塗料層は前記貫通孔に向かい合って設けられていることを特徴とする請求項６に記載の車両ルーフソーラーチップの集積装置。
【請求項８】
ソーラーカーであって、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両ルーフソーラーチップの集積装置を含み、複数の基板が接合された後にソーラーカーのルーフとなることを特徴とするソーラーカー。
【請求項９】
ソーラーチップのパッケージング方法であって、
基板の表面に第１の溝を開設し、基板の裏面に第２の溝を開設し、且つ基板上に貫通孔を開設するステップＳ１００と、
第１の溝内に導電性ストリップを配置し、第２の溝内にバイパスダイオードと逆阻止ダイオードを配置するステップＳ２００と、
基板上にソーラーチップを固定し、導電性ストリップの第１の端部をソーラーチップに接続させ、第２の端部を貫通孔から基板の裏面に引き出すステップＳ３００と、
ソーラーチップ上に保護層を敷設するステップＳ４００と、
保護層上にマスキング塗料層を設けるステップＳ５００と、を含むことを特徴とするソーラーチップのパッケージング方法。
【請求項１０】
ステップＳ１００には、貫通孔に対して絶縁処理を行うステップＳ１１０をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のパッケージング方法。
【請求項１１】
ステップＳ５００の後に、ソーラーチップと保護層との間の隙間に対して真空排気処理を行うステップＳ６００をさらに含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載のパッケージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラー電池技術に関し、特に、車両ルーフソーラーチップの集積装置、ソーラーカー及びチップのパッケージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーチップは、ソーラーカーの重要な構成部分であり、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、自動車に動力を提供する。
【０００３】
従来技術では、ソーラーチップが損傷されることを防止するために、ソーラーチップにパッケージング処理を施しており、現在では、ソーラーチップのパッケージング処理方式として、圧着の方式を用いてガラス、アクリル、ＰＣ又はプラスチックフィルムなどの保護材料をソーラーチップに敷き詰めることが多い。これらのパッケージング方式は以下の欠陥を有する。
【０００４】
１、ソーラーチップシステムが集積された後、車両ルーフの重量は大幅に増加され、車両の軽量化の設計に不利である。
２、ソーラーチップの電気システムの集積操作、施工が難しい。
３、ソーラーチップの集積に関連する、ダイオード、導電性ストリップ、電気ワイヤハーネスの位置配置精度を制御しにくく、施工しにくい。
４、パッケージング材料自体の光透過率の限界は、ソーラーチップのパッケージング効率を低くすることを招く。
５、これらのパッケージング材料とチップとの間の隙間は、水蒸気、空気、及び熱膨張などの外部要因により、チップのパッケージング効果に影響するため、パッケージングプロセスのシール性に対する要件は極めて高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来技術の問題を解決し、ソーラーチップに入射する光の量を増加し、プロセスを簡略化し、電気の配置精度を改善する、車両ルーフソーラーチップの集積装置、ソーラーカー及びチップのパッケージング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にて提供する車両ルーフソーラーチップの集積装置は、
貫通孔が開設され、且つ表面に第１の溝が設けられ、裏面に第２の溝が設けられる基板と、
前記基板の表面に固定されるソーラーチップと、
前記第１の溝内に設けられ、且つ第１の端部が前記ソーラーチップに接続され、第２の端部が前記貫通孔から前記基板の裏面に引き出される複数本の導電性ストリップと、
前記第２の溝内に設けられ、且つ前記導電性ストリップの第２の端部に接続されるバイパスダイオード及び逆阻止ダイオードと、を含む。
【０００７】
上述の車両ルーフソーラーチップの集積装置において、好ましくは、前記貫通孔の内壁に絶縁層を設ける。
【０００８】
上述の車両ルーフソーラーチップの集積装置において、好ましくは、前記ソーラーチップは薄膜電池で、前記基板の表面に貼り付けられる。
【０００９】
上述の車両ルーフソーラーチップの集積装置において、好ましくは、前記基板は、上、下２層のガラス繊維の中間にハニカム繊維をコーティングして形成される。
【００１０】
上述の車両ルーフソーラーチップの集積装置において、好ましくは、前記ソーラーチップ上に保護層を設ける。
【００１１】
上述の車両ルーフソーラーチップの集積装置において、好ましくは、前記保護層はガラス繊維ストリップのエポキシ樹脂保護層である。
【００１２】
上述の車両ルーフソーラーチップの集積装置において、好ましくは、前記保護層上にマスキング塗料層が設けられ、前記マスキング塗料層は前記貫通孔に向かい合って設けられる。
【００１３】
本発明がさらに提供するソーラーカーは、本発明による車両ルーフソーラーチップの集積装置を含み、複数の基板が接合された後にソーラーカーのルーフになる。
【００１４】
本発明がさらに提供するソーラーチップのパッケージング方法は、
基板の表面に第１の溝を開設し、基板の裏面に第２の溝を開設し、且つ基板上に貫通孔を開設するステップＳ１００と、
第１の溝内に導電性ストリップを配置し、第２の溝内にバイパスダイオードと逆阻止ダイオードを配置するステップＳ２００と、
基板上にソーラーチップを固定し、導電性ストリップの第１の端部をソーラーチップに接続させ、第２の端部を貫通孔から基板の裏面に引き出すステップＳ３００と、
ソーラーチップ上に保護層を敷設するステップＳ４００と、
保護層上にマスキング塗料層を設けるステップＳ５００と、を含む。
【００１５】
上述のパッケージング方法において、好ましくは、ステップＳ１００は、貫通孔に対して絶縁処理を行うステップＳ１１０をさらに含む。
【００１６】
上述のパッケージング方法において、好ましくは、ステップＳ５００の後に、ソーラーチップと保護層との間の隙間に対して真空排気処理を行う、ステップＳ６００をさらに含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による車両ルーフソーラーチップの集積装置、ソーラーカー及びチップのパッケージング方法は、基板に溝及び貫通孔を開設してバイパスダイオード、逆阻止ダイオード及び導電性ストリップを配置することで、従来技術の電気配線の制御精度が低い課題を解決し、ソーラーチップに入射する光の量を増加し、プロセスを簡略化し、電気の配置精度を改善する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例における車両ルーフソーラーチップの集積装置の要部の断面図である。
【図２】バイパスダイオードの第２の溝におけるリード線の状態を示す概略図である。
【図３】ソーラーチップの概略構造図である。
【図４】本発明の実施例における車両ルーフソーラーチップの集積装置の電気原理図である。
【図５】本発明の実施例における他の１つの車両ルーフソーラーチップの集積装置の電気原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。前記実施例の例は図面に示され、ここで、同じ又は類似する符号は始終、同じ又は類似する要素、或いは、同じ又は類似する機能を有する要素を表す。以下、図面を参照しながら説明する実施例は例示的なものであり、本発明を説明する例で、本発明を限定するものではない。
【００２０】
図１は、本発明の実施例における車両ルーフソーラーチップの集積装置の要部の断面図である。本発明の実施例にて提供する車両ルーフソーラーチップの集積装置は、基板１と、ソーラーチップ２と、複数本の導電性ストリップ３と、バイパスダイオード４と、逆阻止ダイオード１０とを含む。
【００２１】
複数の基板１は相互に接合された後、ソーラーカーのルーフになる。基板１の上には貫通孔１１が開設されており、基板１の表面には第１の溝が設けられ、基板１の裏面には第２の溝が設けられる。ソーラーチップ２は基板の表面に固定され、複数本の導電性ストリップ３は第１の溝内に設けられ、各導電性ストリップ３の第１の端部はソーラーチップ２に接続され、第２の端部は貫通孔１１から基板１の裏面に引き出される。バイパスダイオード４及び逆阻止ダイオードは、いずれも第２の溝内に設けられるとともに、導電性ストリップ３の第２の端部に接続される。図２は、バイパスダイオードの第２の溝におけるリード線の状態を示す概略図である。図２に示すように、導電性ストリップ３は、貫通孔１１から引き出され、バイパスダイオード４に接続される。
【００２２】
第１の溝及び第２の溝は、精密機器を用いて正確に位置決めて開設することにより、車両ルーフの関連部品の配置及び位置決めを有利にする。導電性ストリップ、バイパスダイオードと逆阻止ダイオードは、貫通孔により基板の裏面に延在することによりワイヤハーネスの接続を容易にし、ソーラーチップのパッケージング表面の平坦性をも確保する。貫通孔とリード線との間の絶縁性を確保するために、好ましくは、貫通孔の内壁に絶縁層を設ける。
【００２３】
好ましくは、ソーラーチップ２は、薄膜電池で、基板１の表面に貼り付けられる。図３は、ソーラーチップの概略構造図である。図３に示すように、ソーラーチップの上に正極７と負極８、及びバイパスダイオード４（又は逆阻止ダイオード）に接続する接続端９が設けられ、バイパスダイオード４（又は逆阻止ダイオード）は、導電性ストリップ３を介してソーラーチップ２の正極７と負極８にそれぞれ接続されるとともに、集約された後に基板１の裏面から引き出され、ＭＰＰＴに接続する。
【００２４】
基板１は、上、下２層のガラス繊維の中間にハニカム繊維をコーティングして形成され、強度を保証すると同時に、軽量で、車両自体の軽量化の設計に役立つ。
【００２５】
当業者は、本実施例に係る基板の「表面」は太陽光に向く面を指し、「裏面」は太陽光から離れる面を指すことが理解できる。
【００２６】
好ましくは、ソーラーチップ２の上に保護層５を設けることにより、ソーラーチップ２を保護する。保護層５は、ガラス繊維ストリップのエポキシ樹脂保護層、または、ソーラーチップ２を保護し、光透過率に影響しないものであればよい。
【００２７】
図１に示すように、好ましくは、保護層５上に、貫通孔１１に向かい合ってマスキング塗料層６をさらに設ける。基板１が相互に接合された後、基板と基板との間には隙間が残され、マスキング塗料層６を設けることにより、前記隙間をマスキングする。マスキング塗料層６の色はソーラーチップの色に応じて、マッチングすることができる。
【００２８】
図４は、本発明の実施例における車両ルーフソーラーチップの集積装置の電気原理図である。図４に示すように、各ソーラーチップ２は、いずれも独立するバイパスダイオード４によって制御され、４つのソーラーチップ２は直列に接続されて１組のアレイを形成し、前記アレイの両端部には逆阻止ダイオード１０が接続される。単一のソーラーチップにホットスポットが発生して発電できない場合、バイパスダイオード４はバイパスの役割を果たし、他のソーラーチップで発生された電流をバイパスダイオードから流出して、ＭＰＰＴ１２に入力させ、ソーラー発電システムが続けて発電できるようになる。よって、単一のソーラーチップの故障による発電回路の中断状況が発生しない。
【００２９】
逆阻止ダイオードの１つの役割は、ソーラーチップ又はアイレが発電しない場合、蓄電池の電流がソーラーチップ又はアイレに逆流し、エネルギーを消費するだけでなく、ソーラーチップ又はアイレが発熱し、ひいては、損傷させることを防止することである。逆阻止ダイオードのもう１つの役割は、アイレにおいて、アイレの各分岐回路における電流の逆流を防止することである。直列接続された各分岐回路の出力電圧は絶対に等しいことが不可能で、各分岐回路の電圧は必ず高低の差が存在し、又は、ある分岐回路は故障、影の遮蔽により出力電圧が低下され、高電圧分岐回路の電流が低電圧分岐回路に流れ、さらに、アイレ全体の出力電圧が低下される。各分岐回路に逆阻止ダイオードを直列接続することによって、この現象の発生を回避する。
【００３０】
図５は、本発明の実施例における他の１つの車両ルーフソーラーチップの集積装置の電気原理図である。図５に示すように、各々のソーラーチップ２は、いずれも独立するバイパスダイオード４によって制御され、４つのソーラーチップは、直列接続されて１組のアレイを形成し、前記アレイの両端部には逆阻止ダイオード１０が接続される。ＭＰＰＴ１２は、合計４組の入力端があり、最上端の入力端の組には複数のアレイが接続され、各々のアレイは４つのソーラーチップ２が直列接続して形成され、前記アレイの両端部には１つの逆阻止ダイオード１０が接続される。他の３群の入力端に接続されたアレイにおいて、各アレイは３つのソーラーチップ２が直列接続して形成され、前記アレイの両端部には逆阻止ダイオード１０が接続される。
【００３１】
本発明の実施例にて提供するソーラーカーは、本発明のいずれかの実施例の車両ルーフソーラーチップの集積装置を含み、複数の基板が接合されソーラーカーのルーフになる。
【００３２】
本発明の実施例における、ソーラーチップのパッケージング方法は、ステップＳ１００と、ステップＳ２００と、ステップＳ３００と、ステップＳ４００と、ステップＳ５００とを含む。
【００３３】
ステップＳ１００にて、基板の表面に第１の溝を開設し、基板の裏面に第２の溝を開設し、且つ基板上に貫通孔を開設する。
【００３４】
好ましくは、ステップＳ１００は、貫通孔に対して絶縁処理を行うステップＳ１１０をさらに含む。
【００３５】
ステップＳ２００にて、第１の溝内に導電性ストリップを配置し、第２の溝内にバイパスダイオードと逆阻止ダイオードを配置する。
【００３６】
ステップＳ３００にて、基板上にソーラーチップを固定し、導電性ストリップの第１の端部をソーラーチップに接続させ、第２の端部を貫通孔から基板の裏面に引き出す。
【００３７】
ステップＳ４００にて、ソーラーチップ上に保護層を敷設し、それによりソーラーチップのパッケージング表面が防水でき、傷付きにくく、化学腐食に耐え、且つ洗浄しやすい。
【００３８】
ステップＳ５００にて、保護層上にマスキング塗料層を設ける。
【００３９】
前記パッケージング方法は、ステップＳ５００の後に、ソーラーチップと保護層との間の隙間に対して真空排気処理を行う、ステップＳ６００をさらに含むことにより、パッケージング材料とソーラーチップとの間に隙間がなくなり、パッケージング材料の光透過率が高く、パッケージングの効率が高く、且つシール効果が優れることを保証する。
【００４０】
本発明の実施例における車両ルーフソーラーチップの集積装置、ソーラーカー及びチップのパッケージング方法は、以下の利点を有する。
【００４１】
１、基板が接合され直接車両ルーフ構造になることにより、車体の軽量化の設計に役立つ。さらに、基板は、ガラス繊維、ハニカム繊維、繊維層を積層して構成されたパッケージベースで、強度が良く、また軽量で、車体の軽量化の設計に役立つ。
【００４２】
２、独立する車両ルーフは、操作及び施工しやすい。具体的に、全てのソーラーチップのパッケージングは、オフラインで完了した後、車体に搭載するので、正確な位置決め、穿孔機器の正確な位置決め操作に便利で、ロット化されたライン作業を実現することができる。
【００４３】
３．バイパスダイオード、ワイヤハーネスをオフラインで搭載することにより、操作しやすく、標準化の作業を実現しやすい。
【００４４】
４．パッケージング過程において、ソーラーチップの表面は、ほぼ均一な荷重を受け、パッケージングした後に、チップの表面が外力に押圧されず、ソーラーチップは損傷されにくい。
【００４５】
５．パッケージング材料とソーラーチップとの間には隙間がなく、パッケージング材料の光透過率が高く、パッケージング効率が高く、且つシール効果に優れる。
【００４６】
６．パッケージング表面は防水でき、傷付きにくく、化学腐食に耐え、且つ洗浄しやすい。
【００４７】
以上、図面に示した実施例により、本発明の構造、特徴及び効果を詳細に説明した。以上の説明は本発明の好ましい実施例で、本発明を限定するものではない。本発明の思想に基づいてなされた種々の変更形態及び変形形態は、明細書及び図面に包含される精神を逸脱しない限り、いずれも本発明の保護範囲内に属する。
【符号の説明】
【００４８】
１  基板
２  ソーラーチップ
３  導電性ストリップ
４  バイパスダイオード
５  保護層
６  マスキング塗料層
７  正極
８  負極
９  接続端
１０  逆阻止ダイオード
１１  貫通孔
１２  ＭＰＰＴ
【図１】
2019513338.tif 000003
【図２】
2019513338.tif 000004
【図３】
2019513338.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019513338.tif 000007
【国際調査報告】
2019513338.tif 000008
2019513338.tif 000009
2019513338.tif 000010
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