一种改进的太阳能电池板系统的制作方法

一种改进的太阳能电池板系统

本发明涉及一种太阳能电池板系统，特别是一种以高性价比的方式提高性能的新型的太阳能电池板设计。

背景技术：

太阳能电池板技术在过去几十年中不断发展。太阳能电池板通常包括半导体材料平板，其吸收太阳光并将太阳的光和热转换成电能。然而，由平板构成的传统太阳能电池板在刮风天或在风暴期间承受可能影响电池板的结构完整性的风力。存在太阳能电池板的安装系统，但制造和安装相当昂贵。

因此，存在对高性价比并在结构上被构造成能够承受风力、并且易于安装的太阳能电池板的需求。本发明解决了这种需求。

技术实现要素：

本发明涉及一种太阳能电池板系统，特别是一种以高性价比的方式提高性能的新型的太阳能电池板设计。本发明披露了一种拉长式太阳能电力模块，该拉长式太阳能电力模块包括第一透明材料和第二透明材料。可以在该第一透明材料与该第二透明材料之间布置太阳能电力材料。

本发明还披露了一种太阳能电池板组件，该太阳能电池板组件包括多个拉长式太阳能电力管。这些该拉长式太阳能电力管中的每一个具有两个或更多个相邻平面。另外，该太阳能电池板组件包括太阳能电力材料，该太阳能电力材料包括间隔开且电耦合的太阳能电池的一个或多个阵列。该太阳能电力材料在每个拉长式太阳能电力管的内侧部分上跨越两个或更多个相邻平面。

附图说明

为了便于理解，本发明尽可能使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。附图未按比例绘制，并且示意性地描绘了附图中的多种不同的元件的相对尺寸而不必按比例绘制。通过结合附图参考以下具体实施方式，可以容易地理解本发明的技术，在附图中：

图1是符合本发明的太阳能电力模块实施例的截面视图。

图2是符合本发明的另一太阳能电力模块实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有非对称性透明材料厚度。

图3是符合本发明的太阳能电力模块的另一代表性实施例的截面视图，该太阳能电力模块其具有用于第一透明材料和第二透明材料的独特形状。

图4是符合本发明的另一太阳能电力模块实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有非平面透明材料结构。

图5是符合本发明的另一太阳能电力模块实施例的另一截面视图，该太阳能电力模块具有非对称性透明材料结构。

图6是符合本发明的太阳能电力模块的另一代表性实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有非对称性透明材料结构。

图7是符合本发明的太阳能电力模块的另一代表性实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有非对称性透明材料结构。

图8是符合本发明的另一太阳能电力模块实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有单一四边形透明材料结构。

图9是符合本发明的另一太阳能电力模块实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有单一透明材料结构。

图10a是另一太阳能电力模块的截面视图，该太阳能电力模块沿着单一四边形透明材料具有变化的厚度。

图10b是太阳能电力模块的截面视图，该太阳能电力模块沿着单一四边形透明材料具有变化的厚度，该透明材料在底部区域上具有额外的透明层。

图11是符合本发明的另一太阳能电力模块实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有圆形透明材料，在该圆形透明材料中具有太阳能电力材料。

图12a是具有多个太阳能电力模块的太阳能电池板的透视图。

图12b是太阳能电池板关于线a-a的截面视图。

具体实施方式

在对本发明进行详细描述之前，应理解的是，除非另外指明，否则无论是否描述，本发明都不限于特定的方法或物品。

应进一步理解的是，本文所用的术语仅用于对特定实施例进行描述的目的，而并非旨在限定本发明的范围。

必须注意，除非上下文另有明确指示，否则如在本文中以及在权利要求中所使用的，单数形式“一”和“该”包括复数指代物。

在提供数值范围时，应理解的是，此范围的上限和下限之间的每个中间值(除非上下文另有明确指示，否则是到该下限的单位的十分之一)以及此声明范围内的任何其他声明值或中间值包含在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包含于这些较小范围内，并且也包含在本披露内容内，受制于所声明的范围内的任何具体排除界限。在所声明的范围包括界限中的一个或两者的情况下，排除了那些所包含的界限中的任一个或两者的范围也包含在本披露内容中。术语“约”通常指声明值的±10％。

本发明涉及一种太阳能电池板系统，特别是一种以高性价比的方式提高性能的新型的太阳能电池板设计。本发明披露了一种拉长式太阳能电力模块，该拉长式太阳能电力模块包括第一透明材料和第二透明材料。该拉长式太阳能电力模块还包括布置在该第一透明材料与该第二透明材料之间的太阳能电力材料。

本发明中披露的太阳能电池板系统具有高性价比，因为该太阳能电力模块的材料成分为容易充足供应的透明材料、太阳能电池、粘合剂及其他商品化材料。此外，本披露提供了太阳能电力模块的若干实施例，这些太阳能电力模块的重量小于传统太阳能电力模块，从而便于安装。

在一些实现方式中，本文披露的太阳能电池板系统采用双面太阳能电池以直接捕获来自太阳的光以及从太阳能电池板系统正下方的(例如，屋顶的)表面反射的光。

图1是符合本发明的太阳能电力模块100实施例的截面视图。在太阳能电池板内可以安装多个太阳能电力模块100。虽然图1示出了太阳能电力模块100的截面视图，但是本领域普通技术人员可以理解的是，太阳能电力模块100具有管状形状(例如，拉长式)，并且因此其长度大于其宽度。

符合本发明的太阳能电池板可以包括拉长式的一个或多个太阳能电力模块的阵列。同样地，每个太阳能电力模块可以包括间隔开但彼此电耦合的太阳能电池的拉长式阵列。在一些实现方式中，每个太阳能电池阵列包括双面光伏材料(例如，太阳能电池)。

虽然图1描绘了太阳能电力模块100的截面视图是圆形的，但是本发明不限制于此。太阳能电力模块100可以具有任何合适的截面形状，只要太阳能电力模块100的性能不受限制即可。

在一些实施例中，每个太阳能电力模块间隔开的距离至少是每个拉长式太阳能电力模块的宽度的四分之一。此外，每个太阳能电力模块的截面可以是方形、三角形、椭圆形或圆形。然而，应该了解的是，这些形状不是限定本发明，而是本发明实施例的代表和示例。

太阳能电力模块100吸收太阳光并将所述所吸收的光转换成电能。可以从太阳能电力模块100装置传送所转换的电能。在所示的实施例中，第一透明材料107和第二透明材料108的形状旨在使更多的太阳光到达太阳能电力材料102。

第一透明材料107和第二透明材料108可以具有5-15mm的范围内的截面厚度。例如，在一个实施例中，每个透明材料107、108的截面厚度为大约10mm。

在第一透明材料107与第二透明材料108之间放置太阳能电力材料。在贯穿本披露的多种不同的实施例中，太阳能电力材料102是光伏材料102。例如，光伏材料102可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化镉或铜铟硒化镓/铜铟硫化镓。光伏材料102吸收入射的太阳光并将光能转换成电能。

在本发明的一个或多个实施例中，将光伏材料102嵌入粘合材料层103。如图所示，粘合材料103的顶部表面105向第一透明材料107的底部表面入射。此外，粘合材料103的底部表面106向第二透明材料108的顶部表面入射。

在本披露内容中，第一透明材料107与第二透明材料108之间的材料(例如，光伏材料102和粘合材料103)可以统称为材料的叠层111。

图2是符合本发明的另一太阳能电力模块200实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有非对称性透明材料厚度。太阳能电力模块200与图1所示的太阳能电力模块类似，但太阳能电力模块200包括第一透明材料207与第二透明材料208之间的材料的叠层211。

叠层211包括布置在粘合材料203a、203b之间的光伏材料202。叠层211还包括在光伏材料202和粘合材料203a、203b的侧面上的侧向材料层204a、204b。侧向材料层204a、204b可以是电阻性的，用以使太阳能电力模块200内的光伏材料202电性隔离。侧向材料层204a、204b可以包括硅树脂、丁基橡胶或本领域已知的任何其他合适的材料。

在一些实施例中，粘合材料层203a的顶部表面205向第一透明材料207入射，而粘合材料层203b的底部表面206向第二透明材料208入射。在一些实施例中，侧向材料层204a、204b还可以具有粘合特性。

值得注意的是，第一透明材料207的面积小于第二透明材料208的面积。如图所示，第一透明材料207的截面厚度209小于第二透明材料208的截面厚度210。在一些实施例中，第一透明材料207的截面厚度209和第二透明材料208的截面厚度210可以分别地在5-15mm的范围内。例如，第一透明材料207的截面厚度209可以是8mm，而第二透明材料208的截面厚度210可以是大约10mm。

图3是符合本发明的太阳能电力模块300的另一代表性实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有用于第一透明材料301和第二透明材料302的独特形状。太阳能电力模块300具有第一透明材料301与第二透明材料302之间的材料层的叠层311。

在图中，第一透明材料301具有三角形的形状，而第二透明材料302具有半圆形的形状。透明材料301、302的不同形状影响多种不同的性能属性，并且可以使更简单或更便宜的装置制造成为可能。

每个透明材料301、302可以对太阳能电力材料产生影响。例如，第二透明材料302的圆形的形状可以允许风在其下方顺畅地流动。因此，太阳能电力模块300的整体形状可以在空气动力学上适合于提供抵抗风力的稳定装置。

图4是符合本发明的另一太阳能电力模块400实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有非平面透明材料结构。太阳能电力模块400包括布置在第一透明材料401与第二透明材料405之间的材料层的叠层411。

值得注意的是，太阳能电力模块400包括不连结的光伏材料402a、402b，以便于在第一透明材料401和第二透明材料405中弯曲。在实施例中，光伏材料402a、402b陷入粘合材料403内。在所示的实施例中，第一透明材料401和第二透明材料405各自在其内的中心区域具有弯曲部分。

图5是符合本发明的另一太阳能电力模块500实施例的另一截面视图，该太阳能电力模块具有非对称性透明材料结构。太阳能电力模块500与前图中所示的太阳能电力模块类似。因此，太阳能电力模块500包括布置在第一透明材料501与第二透明材料502之间的材料层的叠层511。

值得注意的是，第二透明材料502具有带有中空部分512的四边形的形状。中空部分512可以为太阳能电力模块500提供诸多好处，并因此为包含这些模块的太阳能电池板提供诸多好处。

例如，中空部分512利于使太阳能电力模块具有高性价比，因为它可能相比于传统太阳能电力模块需要少几千克的玻璃。因此，包含太阳能电力模块500的太阳能电池板由于其重量较轻而更容易安装。此外，太阳能电力模块500的结构可以形成相比于由传统平面玻璃板(透明材料)制成的太阳能电力模块更强的组件。

图6是符合本发明的太阳能电力模块600的另一代表性实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有非对称性透明材料结构。太阳能电力模块600包括布置在第一透明材料601与第二透明材料602之间的材料层的叠层611。

值得注意的是，第一透明材料601与前图中的第一透明材料类似。然而，第二透明材料602的形状是使其第一半部是三角形的、但其下半部是半圆形的。中空部分512还可以形成相比于包括平面透明板的太阳能电力模块更强的组件。

图7是符合本发明的太阳能电力模块700的另一代表性实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有非对称性透明材料结构。太阳能电力模块700包括非对称形状的第一透明材料702和非对称形状的第二透明材料701、以及布置在两者之间的材料(例如，光伏材料和粘合材料)的叠层711。另外，如图所示，第二透明材料701在其中具有中空部分712。

图8是符合本发明的另一太阳能电力模块800实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有单一四边形透明材料结构。在透明材料801的内侧表面上的是材料的叠层814。

叠层814包括粘合材料803、太阳能电力材料(例如，光伏材料层)802a、802b以及材料层813。在一些实施例中，光伏材料层802a、802b是双面的。

光伏材料层802a、802b可以通过粘合材料803粘附至透明材料801。在一些实现方式中，粘合材料803布置在透明材料801的内侧部分与光伏材料层802a、802b之间。在每个光伏材料层802a、802b的相对两侧上的是材料层813。

在一些实施例中，材料层813包括被设计成用以减少进入光伏材料的下侧的光的反射的一种或多种透明材料。在一些实现方式中，材料层813包括抗反射材料。

材料层813可以包括硅树脂或醋酸乙烯乙酯，但本发明并不限制于此。在一些实现方式中，材料层813可以在机械性上相对较弱，并且可以具有允许光有效到达双面太阳能电池802a、802b的光学性质。值得注意的是，尽管太阳能电力材料802a、802b的底侧不与透明材料(例如，透明材料801的下半部分)相邻，但是太阳能电力模块801良好地收集太阳光并将太阳光转换成电能。

粘合材料803可以具有低于一毫米的厚度。材料层813可以包括任何组合物，使得当反射光线入射到其上时，材料层813便于将它们传输到光伏材料层802a、802b。透明材料801在其中具有中空部分812。

图9是符合本发明的另一太阳能电力模块900实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有单一透明材料结构。太阳能电力模块900具有双面光伏材料层902a、902b，这些双面光伏材料层布置并(例如，经由粘合材料903)粘附在透明材料901的内侧表面上。粘合材料903可以具有低于一毫米的厚度。透明材料901在其中包括中空部分912。在一些实现方式中，材料层913包含抗反射材料。

在一些实现方式中，材料层913可以在机械性上相对较弱，并可以具有允许光有效到达双面太阳能电池902a、902b的光学性质。值得注意的是，尽管太阳能电力材料902a、902b的底侧不与透明材料(例如，透明材料901的下半部分)相邻，但是太阳能电力模块901良好地收集太阳光并将太阳光转换成电能。

图10a是另一太阳能电力模块1000的截面视图，该太阳能电力模块沿着单一四边形透明材料具有变化的厚度。太阳能电力模块1000的特征是在其中具有粘合剂-太阳能电池-粘合剂层的叠层1003/1002a/1003、1003/1002b/1003的单一外部透明材料1001。

此外，太阳能电力模块1000在其中包括中空部分1012。粘合材料1003可以具有低于一毫米的厚度。在一些实现方式中，材料层1013包括抗反射材料。

如图所示，厚度的变化由透明材料1001底部的区段1010标示。值得注意的是，在该透明材料1001的一端附近的中空部分1012下方的是透明材料1001的较厚部分1011。

透明材料1001的较厚部分1011可以使到达光伏材料层1003a、1003b的反射光的量增加，因为透明材料1001的折射率使得反射光在透明材料1001内部、优选地朝向光伏材料层1003a、1003b弯曲。

在一些实现方式中，材料层1013可以在机械性上相对较弱，并可以具有允许光有效到达双面太阳能电池1002a、1002b的光学性质。值得注意的是，尽管太阳能电力材料1002a、1002b的底侧不与透明材料(例如，透明材料1001的下半部分)相邻，但是太阳能电力模块1001良好地收集太阳光并将太阳光转换成电能。

图10b是太阳能电力模块1000的截面视图，该太阳能电力模块沿着单一四边形透明材料具有变化的厚度，该透明材料在底部区域上具有额外的透明层。如图所示，太阳能电力模块1000的特征是在其中具有粘合剂-太阳能电池-粘合剂层的叠层1003/1002a/1003、1003/1002b/1003的单一外部透明材料1001。值得注意的是，厚度的变化可以通过添加第二透明材料来实现。

在一些实施例中，材料层1011包括透明材料，该透明材料可以通过在透明材料1001的一端(在中空部分下方)使液态透明材料固化而形成。有利地，材料层1010可以使到达光伏材料层1002a、1002b的反射光的量增加，因为该透明材料的折射率(例如，>1)导致反射光在透明材料1001的内部优选地朝向光伏材料层1002a、1002b弯曲。在一些实施例中，材料层1011具有与透明材料1001相同的折射率。

图11是符合本发明的另一太阳能电力模块1100实施例的截面视图，该太阳能电力模块具有圆形透明材料，在该圆形透明材料中具有太阳能电力材料。图中所示的太阳能电力模块1100描绘了圆形透明材料1101(具有中空部分1112)，在该圆形透明材料中太阳能电力材料1102a、1102b布置在透明材料1101的内壁上。太阳能电力模块1100的实现方式可能是有利的，因为具有圆形的形状的太阳能电力模块可以相对便宜地制造。另外，市场上有大量圆形透明材料，从而降低了成本。

太阳能电力材料1102a、1102b可以经由粘合材料1103的区域粘附至透明材料1101的内壁。进一步地，根据选择和设计，材料层1113可以布置在太阳能电力材料1102a、1102b的背面上。在一些实现方式中，材料层1113包括抗反射材料。

图12a是具有多个太阳能电力模块1201的太阳能电池板1200的透视图。值得注意的是，太阳能电力模块1201跨越太阳能电池板的宽度。太阳能电力模块可以间隔开任何合适的距离，使得太阳能电池板1200在结构上兼顾承受强风以及提供足以吸收太阳光能量的光伏材料。

图12b是太阳能电池板1200关于a-a线的截面视图。特别地，关于线a-a，暴露太阳能电力模块1201a-1201d的截面。此外，框架端部1215a、1215b被描绘为展示出沿a-a线截取的太阳能电力模块1201a-1201d。

值得注意的是，太阳能电力模块1201的截面与图11中的太阳能电力模块一致。然而，本发明不仅限于此，因为太阳能电池板1200的太阳能电力模块1201可以是本披露内容中讨论的任何代表性实施例。在一些实现方式中，太阳能电池板1200可以由混合的太阳能电力模块的构成，使得它们的截面可能因太阳能电力模块而异。

前述说明书和附图在一些细节上描述了实施例的实例以帮助理解。然而，本发明的保护范围还可以包括未在本文中明确描述的等同物、置换及组合。只有在此所附的权利要求(与母案、子案或分案专利的权利要求一起，如果有的话)定义了受保护的知识产权的限制。