太阳能电池组件、续航装置和光伏建筑的制作方法

本实用新型涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池组件、续航装置和光伏建筑。

背景技术：

浮空器对地勘探、科学探索等具有重要功能，其续航时间对其各功能具有重要意义，长航时的临近空间浮空器一直是该领域的研究热点。而长航时的浮空器通常需要在囊皮表面挂载太阳能电池，以产生能源供其运转，由于浮空器的囊皮通常为曲面形状，而太阳能电池片通常为平面结构，这会导致太阳能电池与浮空器的不匹配，从而对连接的稳定性、牢固性、抗风性、太阳能电池的内应力甚至其使用寿命产生影响，进而影响系统供电及稳定性；另一方面，太阳能电池发热对囊体有不利影响，从而导致囊体内气压增大，进而损伤囊皮。

目前，为了实现太阳能电池与曲面的稳固连接，普遍采用的方法是在太阳能电池背板和囊皮表面分别嵌入或缝制魔术贴并焊接加固，通过魔术贴粘接在一起。然而，上述方法会使太阳能电池板产生弯曲变形，从而产生太阳能电池断裂失效的隐患；同时，太阳能电池自身恢复的张力如果与魔术贴粘接力相当，则可能出现粘接不牢靠以及粘接缝隙，外界风力如在平流层环境下可能将太阳能电池板从曲面刮翻或刮落，对于球状浮空器这种现象更加严重，这是因为太阳能电池板在横纵两个方向均有弯曲现象，增强了太阳能电池的内应力以及粘接缝隙的可能性，且单片太阳能电池板尺寸越大，上述情况越明显。

为了解决上述技术问题，现有技术中通过“鱼鳞化”的网状设计方式，将单片的高效刚性电池进行轻质化硬式封装形成单片太阳能电池模块，再将其安装在利用柔性织物编织的贴合于浮空器表面的软质网上，并将刚性电池间的串并联线缆及最终的主输电线缆内置于位于该软质网上的各管道中。上述方法是通过将太阳能电池尺寸缩小，以降低曲面与太阳能电池板的不匹配度，但是减小太阳能电池尺寸不仅会增加封装面积，还会降低太阳能电池有效面积及铺片率，从而降低发电效率及囊体表面利用率。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种太阳能电池组件、续航装置和光伏建筑，以解决现有技术中太阳能电池与曲面不匹配的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种太阳能电池组件，包括：平板太阳能电池；过渡层，设置于平板太阳能电池上，过渡层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面为平面，第二表面为曲面，且第二表面位于第一表面的远离平板太阳能电池的一侧。

进一步地，过渡层为泡沫材料层。

进一步地，过渡层为聚苯乙烯泡沫材料层、聚氨酯泡沫材料层、聚丙烯泡沫材料层、聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫材料层、聚氯乙烯泡沫材料层或聚乙烯泡沫材料层。

进一步地，太阳能电池组件还包括设置于平板太阳能电池与过渡层之间的第一粘结层。

进一步地，第一粘结层为热固化胶层。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种续航装置，续航装置包括：主体，主体的第三表面为曲面；上述的太阳能电池组件，太阳能电池组件中的第二表面与第三表面连接，且第二表面的曲率与第三表面的曲率相匹配。

进一步地，第三表面为浮空器囊体的至少部分表面。

进一步地，续航装置包括由多个太阳能电池组件组成的太阳能电池阵列。

进一步地，续航装置还包括连接件，连接件连接设置于第二表面与第三表面之间。

进一步地，连接件包括可拆卸连接的第一贴合部和第二贴合部，第一贴合部设置于第二表面上，第二贴合部设置于第三表面上。

进一步地，第一贴合部和第二贴合部组合形成粘扣带。

进一步地，连接件还包括：第二粘结层，设置于第一贴合部与第二表面之间；第三粘结层，设置于第二贴合部与第三表面之间。

进一步地，续航装置还包括：MPPT控制器，与太阳能电池组件电连接；蓄电池组，与MPPT控制器电连接。

进一步地，太阳能电池阵列中的太阳能电池组件依次串联，且串联设置的太阳能电池组件中的第一个太阳能电池组件和最后一个太阳能电池组件均与MPPT控制器电连接。

进一步地，第三表面为飞机的至少部分表面或汽车的至少部分表面。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种光伏建筑，光伏建筑包括：建筑本体，建筑本体的第一侧壁表面为曲面；上述的太阳能电池组件，太阳能电池组件中的第二表面与第一侧壁表面连接，且第二表面的曲率与第一侧壁表面的曲率相匹配。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种太阳能电池组件，由于该太阳能电池组件包括平板太阳能电池和过渡层，过渡层设置于平板太阳能电池上，过渡层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面为平面，第二表面为曲面，且第二表面位于第一表面的远离平板太阳能电池的一侧，从而在将上述太阳能电池组件的第二表面设置于续航装置或光伏建筑的曲面上时，上述过渡层能够使太阳能电池与曲面更好地匹配，从而不仅消除了太阳能电池由于弯折而产生的内应力及其失效的风险，还能够有效地避免太阳能电池受风力作用而脱离曲面的情况。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型实施方式所提供的一种太阳能电池组件的剖面结构示意图；

图2示出了本实用新型实施方式所提供的一种续航装置的与曲面对应的部分结构的分体示意图；以及

图3示出了本实用新型实施方式所提供的一种浮空器的分体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、太阳能电池组件；110、平板太阳能电池；120、过渡层；130、第一粘结层；20、主体；30、连接件；310、第一贴合部；320、第二贴合部；330、第二粘结层；340、第三粘结层；40、MPPT控制器；50、蓄电池组。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中太阳能电池与曲面不匹配。本实用新型针对上述问题进行研究，提出了一种太阳能电池组件，如图1所示，包括平板太阳能电池110和过渡层120；过渡层120设置于平板太阳能电池110上，过渡层120具有相对的第一表面和第二表面，第一表面为平面，第二表面为曲面，且第二表面位于第一表面的远离平板太阳能电池110的一侧。

本实用新型的太阳能电池组件中由于包括平板太阳能电池和过渡层，过渡层设置于平板太阳能电池上，过渡层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面为平面，第二表面为曲面，且第二表面位于第一表面的远离平板太阳能电池的一侧，从而在将上述太阳能电池组件的第二表面设置于续航装置或光伏建筑的曲面上时，上述过渡层能够使太阳能电池与曲面更好地匹配，从而不仅消除了太阳能电池由于弯折而产生的内应力及其失效的风险，还能够有效地避免太阳能电池受风力作用而脱离曲面的情况。

在本实用新型上述的太阳能电池组件中，平板太阳能电池110即为市售的太阳能电池，其作用是设置于续航装置或光伏建筑等物体的部分表面(曲面)上，通过吸收光能转换成电能为装置或建筑的供电。上述平板太阳能电池110可以为太阳能电池阵列，太阳能电池阵列中电池板个数及各电池之间电路连接方式根据不同要求而变化，主要取决于曲面面积、太阳能电池效率、系统功耗和系统输入电压阈值等。

在本实用新型上述的太阳能电池组件中，优选地，过渡层120为泡沫材料层。采用泡沫材料层不仅能够使过渡层120起到绝热的作用，同时泡沫材料层相比普通高分子材料层质量更轻，可以减轻曲面的受力情况；更为优选地，上述过渡层120为聚苯乙烯泡沫材料层、聚氨酯泡沫材料层、聚丙烯泡沫材料层、聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫材料层、聚氯乙烯泡沫材料层或聚乙烯泡沫材料层(包括开孔和闭孔)。上述过渡层120的制备工艺可以为注塑法、吹塑法、模压法或浇铸法；并且，上述过渡层120的制备可以通过分成几个小块加工成型再组装成整体的方式，以降低加工难度。

在本实用新型上述的太阳能电池组件中，为了实现平板太阳能电池110与过渡层120的稳固连接，优选地，太阳能电池组件还包括设置于平板太阳能电池110与过渡层120之间的第一粘结层130。采用上述第一粘结层130实现了平板太阳能电池110与过渡层120之间的稳固连接，上述第一粘结层130优选为热固化胶层，通过热固化即实现了平板太阳能电池110与过渡层120的连接；并且，上述第一粘结层130的制备工艺可以为涂胶法或热压法或压合法，本领域技术人员可以根据现有技术对上述制备方法的工艺条件进行合理设定。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种续航装置，如图2至3所示，续航装置包括：主体20，主体20的第三表面为曲面；上述的太阳能电池组件10，太阳能电池组件10中的第二表面与第三表面连接，且第二表面的曲率与第三表面的曲率相匹配。

由于上述续航装置中的太阳能电池组件包括平板太阳能电池和过渡层，过渡层设置于平板太阳能电池上，过渡层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面为平面，第二表面为曲面，且第二表面位于第一表面的远离平板太阳能电池的一侧，从而在将上述太阳能电池组件的第二表面设置于续航装置的曲面上时，上述过渡层能够使太阳能电池与曲面更好地匹配，从而不仅消除了太阳能电池由于弯折而产生的内应力及其失效的风险，还能够有效地避免太阳能电池受风力作用而脱离曲面的情况。

在本实用新型上述的续航装置中，优选地，上述主体20的第三表面为浮空器囊体的至少部分表面，即上述续航装置为浮空器。通过将上述太阳能电池组件的第二表面设置于浮空器囊体的至少部分表面上，上述过渡层能够使太阳能电池与浮空器的囊体表面更好地匹配，从而不仅消除了太阳能电池由于弯折而产生的内应力及其失效的风险，还能够有效地避免太阳能电池受风力作用而脱离囊体表面的情况。

在上述优选的实施方式中，为了提高浮空器中太阳能电池组件的发光效率，优选地，续航装置包括由多个上述太阳能电池组件10组成的太阳能电池阵列。本领域技术人员可以根据浮空器的实际情况(如囊体面积和有效面积)对在囊体表面上太阳能电池组件10的数量、排列方式以及相邻太阳能电池组件10的间距进行合理设定。

在上述优选的实施方式中，为了实现太阳能电池组件10与浮空器囊体之间的稳固连接，优选地，如图2所示，续航装置还包括连接件30，连接件30连接设置于太阳能电池组件10的第二表面与主体20的第三表面(即浮空器囊体的至少部分表面)之间。

为了利用上述连接件30实现第二表面与第三表面之间的连接，如图2所示，上述连接件30可以包括可拆卸连接的第一贴合部310和第二贴合部320，第一贴合部310设置于第二表面上，第二贴合部320设置于第三表面上。通过将第一贴合部310和第二贴合部320连接，实现了太阳能电池组件10与主体20之间的稳固连接，上述连接方式简单且易于实施；更为优选地，上述第一贴合部310和第二贴合部320组合形成粘扣带。

为了使连接件30与上述第二表面和上述第三表面之间更为牢固地连接，如图2所示，上述连接件30还可以包括第二粘结层330和第三粘结层340，第二粘结层330设置于第一贴合部310与第二表面之间；第三粘结层340设置于第二贴合部320与第三表面之间。上述第二粘结层330用于将第一贴合部310与第二表面之间连接，上述第三粘结层340用于将第二贴合部320与第三表面之间连接，上述第二粘结层330和上述第三粘结层340优选为热固化胶层，形成上述热固化胶层的工艺可以为涂胶法、热压法或压合法。

当上述第三表面为浮空器囊体的至少部分表面时，优选地，续航装置还包括：MPPT控制器40和蓄电池组50，MPPT控制器40与太阳能电池组件10电连接；蓄电池组50与MPPT控制器40电连接，如图3所示。由光照而产生的电能进入上述MPPT控制器40(即最大功率点跟踪装置)，最大限度地将光能转换成电能，并输出均一稳定的电压至用电设备或存储在蓄电池组50；并且，当光强降低到一定程度，蓄电池组50为装置供电。

为了使上述太阳能电池阵列中产生的电能更为便利地输入MPPT控制器40中，优选地，太阳能电池阵列中的太阳能电池组件10依次串联，且串联设置的太阳能电池组件10中的第一个太阳能电池组件10和最后一个太阳能电池组件10均与MPPT控制器40电连接。在上述优选的实施方式中，前一个太阳能电池组件10的正极与后一个太阳能电池组件10的负极连接，或前一个太阳能电池组件10的负极与后一个太阳能电池组件10的正极连接，从而使位于首尾的太阳能电池组件10分别具有未与其它太阳能电池组件10连接的正极和负极，上述分别位于不同太阳能电池组件10上的正极和负极与上述MPPT控制器40的正负极连接，从而实现太阳能电池阵列与太阳能电池阵列中每个太阳能电池组件10的电连接。

在本实用新型上述的续航装置中，主体20的第三表面除了可以为浮空器囊体的至少部分表面之外，还可以为飞机的至少部分表面或汽车的至少部分表面。再将上述太阳能电池组件10设置于曲面上以形成飞机或汽车后，上述太阳能电池组件10中的平板太阳能电池110通过吸收光能转换成电能，以实现飞机或汽车的续航。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种光伏建筑，光伏建筑包括：建筑本体，建筑本体的第一侧壁表面为曲面；上述的太阳能电池组件，太阳能电池组件中的第二表面与第一侧壁表面连接，且第二表面的曲率与第一侧壁表面的曲率相匹配。

由于上述光伏建筑中的太阳能电池组件包括平板太阳能电池和过渡层，过渡层设置于平板太阳能电池上，过渡层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面为平面，第二表面为曲面，且第二表面位于第一表面的远离平板太阳能电池的一侧，从而在将上述太阳能电池组件的第二表面设置于建筑本体的曲面上时，上述过渡层能够使太阳能电池与曲面更好地匹配，从而不仅消除了太阳能电池由于弯折而产生的内应力及其失效的风险，还能够有效地避免太阳能电池受风力作用而脱离曲面的情况。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、将上述太阳能电池组件的第二表面设置于续航装置或光伏建筑的曲面上时，上述过渡层能够使太阳能电池与曲面更好地匹配，从而不仅消除了太阳能电池由于弯折而产生的内应力及其失效的风险，还能够有效地避免太阳能电池受风力作用而脱离曲面的情况；

2、太阳能电池组件中由光照而产生的电能进入上述MPPT控制器(即最大功率点跟踪装置)，最大限度地将光能转换成电能，并输出均一稳定的电压至用电设备或存储在蓄电池组，且当光强降低到一定程度，蓄电池组为装置供电。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。