具有區(qū)段最大功率點跟蹤的集成光伏面板的制作方法
【專利摘要】集成光伏面板具有一個或多個整體的DC-DC變換器電路。DC-DC變換器輸入端口耦合到與給其它變換器饋電的PV設(shè)備分離的面板的至少一個光伏(PV)設(shè)備的區(qū)段。變換器具有用于操作變換器以將來自所耦合的光伏設(shè)備的最大功率傳送到其輸入端口的MPPT控制器。PV面板具有PV設(shè)備安裝于的透明基板。層壓材料將PV設(shè)備和變換器密封到基板。在實施方式中，面板具有與輸出端口串聯(lián)連接的多個變換器。集成PV面板提供PV設(shè)備的每個區(qū)段的匯總的最大功率。在一些實施例中，DC-DC變換器是完整的，具有電感器，在其它實施例中，由面板的多個變換器共用公共電感器，在特定的實施例中，公共電感器是面板的寄生電感。
【專利說明】具有區(qū)段最大功率點跟蹤的集成光伏面板
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求2011年10月31日提交的美國臨時申請序列號61/553513的優(yōu)先權(quán)， 該臨時申請通過引用被并入本文。
[0003] 具有不完整的、無電感器的、降壓型DC-DC變換器的遍及整個面板的能量存儲電 感器的進一步討論在2010年8月18日提交的美國臨時申請序列號61/375012中可得到， 該臨時申請的內(nèi)容通過引用被并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004] 本文件涉及具有集成電子線路的光伏面板的領(lǐng)域。
[0005] 背景
[0006] 光伏（PV)面板常常用于給電池充電或通過市電并聯(lián)逆變器向電網(wǎng)提供功率。然 而，PV面板常常提供比從已知的設(shè)備效率和照明預(yù)期的更少的輸出功率。
[0007] PV面板可輸送少于最佳功率的一個原因是，在一般條件下它們的最佳功率輸出 常常在與電池充電電壓或其它恒定電壓負(fù)載不完全匹配的電壓下。這發(fā)生，部分地因為一 般面板是溫度敏感的，它們必須具有被串聯(lián)連接以在高溫下提供電池充電電壓的足夠的電 池，這個電池數(shù)在低溫下變得過量，在低溫時PV電池產(chǎn)生其最佳輸出電壓。類似地，最佳功 率輸出電壓可隨著照明改變而改變。其它損耗當(dāng)在面板中的任一個串聯(lián)連接的PV電池比 面板中的其它電池產(chǎn)生更少的電流時出現(xiàn)，阻礙額外的電路，PV電池的串聯(lián)串的輸出電流 實際上被在最弱或被最多遮擋的電池中產(chǎn)生的光電流限制。
[0008] 因為遮擋影響在電池中產(chǎn)生的光電流，常常將電池的串聯(lián)串的電流產(chǎn)生限制到該 串的被最多遮擋的電池的電流產(chǎn)生，在相同的串聯(lián)串中的未遮擋的電池可實質(zhì)上產(chǎn)生比它 們否則能夠有的功率更少的功率。此外，電池的遮擋可隨著一天的時間、日照角、障礙位置 和甚至風(fēng)吹下的葉子或面板上的其它殘渣的位置而改變。
[0009] 最大功率點跟蹤（MPPT)設(shè)備常常連接在PV面板的陣列和負(fù)載（例如電池）之 間。它們一般具有將在面板電壓下的輸入功率轉(zhuǎn)換成在負(fù)載電壓下的用于負(fù)載的輸出功率 的DC-DC變換器以及試圖找到PV面板的陣列產(chǎn)生最大功率時的面板電壓的控制電路。MPPT 設(shè)備的DC-DC變換器用來使面板和負(fù)載電壓去耦。
[0010] 一般，MPPT設(shè)備未嵌在面板內(nèi)，而是在面板的輸出端或面板的陣列與負(fù)載之間用 線連接的單獨設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 集成光伏面板具有整體的DC-DC變換器電路，該電路具有適合于耦合到至少一個 光伏設(shè)備、第一開關(guān)設(shè)備、第一和第二輸出端及續(xù)流設(shè)備的輸入端。變換器還具有適合于 控制第一開關(guān)設(shè)備的切換的控制單元。PV面板具有PV設(shè)備被安裝于的透明基板，至少一 個PV設(shè)備給DC-DC變換器饋電。層壓材料將第一 PV設(shè)備和第一變換器電路密封到透明基 板。在其它實施例中，面板具有與輸出端串聯(lián)連接的多個DC-DC變換器電路，每個變換器電 路連接到單獨的PV設(shè)備。在一些實施例中，DC-DC變換器是完整的，具有電感器，在其它實 施例中，公共輸出電感由面板的多個DC-DC變換器共用，在特定的實施例中，公共輸出電感 是面板的寄生電感。
[0012] 集成光伏面板具有整體的DC-DC變換器電路，該電路具有適合于耦合到至少一個 光伏設(shè)備、第一開關(guān)設(shè)備、第一和第二輸出端及續(xù)流設(shè)備的輸入端。變換器還具有適合于控 制第一開關(guān)設(shè)備的切換的控制單元。PV面板具有PV設(shè)備被安裝于的透明基板，至少一個 PV設(shè)備給DC-DC變換器饋電。層壓材料將第一 PV設(shè)備和第一變換器電路密封到基板。
[0013] 替代的集成PV面板具有透明基板，且PV設(shè)備的幾個區(qū)段和粘合到基板的電子線 路。每個區(qū)段具有多個PV設(shè)備，每個PV設(shè)備具有至少一個PV電池，每個區(qū)段的PV設(shè)備串 聯(lián)地電耦合到電子電路載體，電子電路載體例如是用于連接到PV設(shè)備的端子并包含變換 器電路的印刷電路板（PCB)組件。包含在電子電路載體上或中的變換器電路具有至少第 一開關(guān)設(shè)備、續(xù)流設(shè)備和適合于控制第一開關(guān)設(shè)備的切換以優(yōu)化從PV設(shè)備到變換器電路 的功率傳送的控制單元。變換器電路的輸出端是區(qū)段的輸出端并且串聯(lián)地電連接到面板端 子。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是具有多個區(qū)段的集成光伏（PV)面板的頂部平面簡圖，每個區(qū)段具有幾個PV 電池和MPPT控制設(shè)備。
[0015] 圖2是圖1的PV面板的實施例的電氣示意圖。
[0016] 圖3是其中變換器輸出端以串聯(lián)-并聯(lián)配置耦合的實施例的電氣示意圖。
[0017] 圖4是變換器輸出端以并聯(lián)配置耦合的實施例的電氣示意圖。
[0018] 圖5是具有MPPT控制器和完整的DC-DC變換器的區(qū)段的電氣示意圖。
[0019] 圖6是具有MPPT控制器和降壓變換器的不同配置的區(qū)段的電氣示意圖。
[0020] 圖7是具有MPPT控制器和升壓變換器的區(qū)段的電氣示意圖。
[0021] 圖8是具有MPPT控制器和共用電感器變換器的區(qū)段的電氣示意圖。
[0022] 圖9示出包含MPPT控制器和DC-DC變換器電路的印刷電路板（PCB)的平面圖。
[0023] 圖10是附接到帶狀線的區(qū)段的PV電池和PCB的圖示。
[0024] 圖11是附接到PV電池的帶狀線的橫截面圖示。
[0025] 圖12是示出集成面板的層的放大橫截面圖。
[0026] 圖13是被分成具有MPPT控制設(shè)備的區(qū)段的PV電池的替代布置的圖示。
[0027] 圖14是被分成具有MPPT控制設(shè)備的區(qū)段的PV電池的另一替代布置的圖示，MPPT 設(shè)備布置在區(qū)段之間的帶中。
[0028] 圖15是具有用于PV電池的兩個相鄰區(qū)段的DC-DC變換器和輸入電容器的PCB的 替代實施例的圖示。
[0029] 圖16是在區(qū)段中的單電池 PV單元和帶狀線的布局的替代實施例的圖示。
[0030] 圖17是被分成具有MPPT控制設(shè)備的區(qū)段的PV電池的另一替代布置的圖示，MPPT 設(shè)備布置在區(qū)段之間的正方形圖案中。
[0031] 圖18示出在圓PV電池的頂層上使用的金屬化圖案。
[0032] 圖19示出在用于安裝在面板中的電池的區(qū)段的角處的圓PV電池的底層上使用的 金屬化圖案。
[0033] 圖20示出適合于在用于安裝在面板中的電池的區(qū)段中的任何位置處的圓PV電池 的底層上使用的金屬化圖案。
[0034] 圖21示出具有作為電路載體的修改的集成電路封裝的替代實施例。

【具體實施方式】
[0035] 在圖1中示出集成光伏（PV)面板100。這個面板具有例如可由單晶硅制造的多個 PV電池單元102,雖然替代的實施例可具有包括其它材料（包括II-VI、m-V和I-III-VI 材料例如銅銦鎵硒）的PV電池單元。在實施例中，PV電池單元被制造為單個電池，在替代 實施例中，每個電池單元由在單層或多層形式中的多個PV電池構(gòu)成，并可具有在每個電池 單元內(nèi)部的集成串聯(lián)和/或并聯(lián)互連。每個電池單元具有至少一個正端子和至少一個負(fù)端 子，可通過該正端子和該負(fù)端子從電池單元提取從入射在電池單元上的光產(chǎn)生的功率。
[0036] 電池單元102被組織成幾個區(qū)段，例如區(qū)段106和區(qū)段107,其中每個區(qū)段具有至 少一個電池單元102,且一般具有幾個電池單元102連同每區(qū)段106、107的一個MPPT控制 器和DC-DC變換器設(shè)備104。每個區(qū)段的電池單元102 -般由鍍錫銅帶狀線互連，以形成向 如圖2所示的變換器設(shè)備104的輸入端口提供功率的光伏部分。在很多實施例中，一個或 多個濾波電容器108設(shè)置在到每個變換器設(shè)備104的輸入端處。在圖2的實施例中，DC-DC 變換器設(shè)備104的輸出端口串聯(lián)地耦合在一起。雖然DC-DC變換器具有一般具有兩個端子 的輸入端口和一般具有兩個端子的輸出端口，在很多實施例（包括圖2所示的實施例）中， 每個端口的一個端子可共同耦合在一起。替代地，可使用完全隔離的變換器，其中輸入和輸 出端口每個具有兩個端子，且沒有輸入端口的端子耦合到輸出端口的端子。也可將額外的 通信或控制端口設(shè)置在DC-DC變換器上。
[0037] 在操作期間，面板（例如圖1的面板）可沒有臨時遮擋區(qū)或具有更多臨時遮擋區(qū)， 例如代表例如可由樹的分枝投射的陰影的箭頭狀區(qū)109 ;此外，這些陰影區(qū)可隨著一天的 時間或隨著風(fēng)的變化從一個PV設(shè)備單元102移動到另一 PV設(shè)備單元102或從一個區(qū)段 111移動到另一區(qū)段106、107。在任何給定的時間，多于一個區(qū)段可被遮擋或只有任何區(qū)段 中的一部分可被遮擋。在一些系統(tǒng)中，遮蔽可以是可重復(fù)的和可預(yù)測的，且在一些系統(tǒng)中， 可重復(fù)的遮蔽可保證區(qū)段106/107的特定配線拓?fù)湟詢?yōu)化在這樣的可重復(fù)陰影圖案下的 面板的輸出功率。
[0038] 在替代的實施例中，區(qū)段的DC-DC變換器設(shè)備104的輸出端以并聯(lián)或串聯(lián)-并聯(lián) 配置而不是以如圖2所示的嚴(yán)格串聯(lián)配置耦合在一起。
[0039] 在圖2的實施例中，DC-DC變換器設(shè)備104可合并完整的降壓型DC-DC下變換器， 如圖5所示的。每個變換器設(shè)備104具有控制器160、能夠在控制器160的控制下將通過第 一輸入端169的節(jié)點161從電池單元102接收的功率耦合到中間節(jié)點165的第一開關(guān)或有 源設(shè)備164、可作為在中間節(jié)點165和第二節(jié)點163之間的續(xù)流（freewheel)設(shè)備操作的第 二開關(guān)或有源設(shè)備162、耦合在中間節(jié)點165和具有輸出端子170的輸出節(jié)點之間的電感器 166、以及輸出濾波電容器168。第二輸入端167充當(dāng)?shù)谝惠斎攵?69的返回端。第二輸出 端子172耦合到第二有源設(shè)備162、電容器168U08和PV電池單元102。在這個實施例中， 不需要遍及整個面板的能量存儲電感器120 (圖2)?？梢钥蛇x地提供面板輸出電容器12以 減小由DC-DC變換器104產(chǎn)生的電噪聲的輻射。
[0040] 可在這個架構(gòu)中使用具有第一輸入端169和第二輸入端167及第一輸出端170和 第二輸出端172的四端子DC-DC變換器。為了在特定實施例中的方便且如圖5所示，輸入端 167連接到第二輸出端172,然而其它配置是可能的，并可能是不同的變換器類型所需的。
[0041] 雖然圖5示出倒轉(zhuǎn)降壓變換器架構(gòu)，其它DC-DC變換器配置是可能的。例如，圖6 示出非倒轉(zhuǎn)或正常的降壓變換器架構(gòu)，該架構(gòu)也被預(yù)期在集成面板中工作，其中變換器輸 出端171通過節(jié)點161連接到輸入端169,但輸入端167不連接到第二輸出端170。
[0042] 圖7示出使用升壓變換器218的替代實施例，升壓變換器218可應(yīng)用于與圖2、3、 和4的實施例類似的具有較高電壓輸出的實施例，且特別可應(yīng)用于例如圖4所示的并聯(lián)實 施例。升壓變換器通過交替地閉合和然后斷開第一開關(guān)或有源設(shè)備220來操作，當(dāng)有源設(shè) 備220閉合時電流在電感器222中建立。當(dāng)有源設(shè)備220斷開時，電流繼續(xù)在電感器222 中流動一段時間，引起穿過續(xù)流設(shè)備224的傳導(dǎo)并使電流流經(jīng)輸出端170。
[0043] 在圖2的替代實施例中，DC-DC變換器設(shè)備104實現(xiàn)如圖8所示的降壓型DC-DC下 變換器的部分的無電感器區(qū)段。在這個實施例中，每個變換器設(shè)備l〇4c具有控制器180、 能夠在控制器180的控制下將通過第一節(jié)點181從電池單元102接收的功率耦合到輸出端 子186的第一有源或開關(guān)設(shè)備184、以及可作為在輸出端子186和第二節(jié)點183之間的續(xù) 流設(shè)備操作的第二開關(guān)或有源設(shè)備182。第二輸出端子188耦合到第二有源設(shè)備182、電容 器108和PV電池單元102。在這個實施例中，可提供單個能量存儲電感器120和輸出電容 器122,其在特定的實施例中被密封在面板內(nèi)。在替代的實施例中，能量存儲電感器120和 輸出電容器122在面板外部，但與面板相關(guān)聯(lián)并電耦合到面板，并可位于與面板相關(guān)聯(lián)的 端子箱中。具有不完整的無電感器降壓型DC-DC變換器的遍及整個面板的能量存儲電感器 的進一步討論在2010年8月18日提交的美國臨時專利申請序列號61/375012中可得到。 在又一替代的實施例中，無電感器變換器的切換在面板的帶狀線和匯流條的寄生電感滿足 電感器120的需要時的足夠高的頻率下，且不需要提供分立的電感器120。
[0044] 為了便于匯流條到電路載體（包括PC板）以及到帶狀線的連接，面板的匯流條一 般由鍍錫銅帶狀線制造；在很多但不是所有實施例中，用于匯流條的帶狀線是比用于串聯(lián) 耦合個體光伏單元的帶狀線更寬和因此更低電阻的帶狀線。在特定的實施例中，二毫米寬 的帶狀線用于將區(qū)段的光伏單元串聯(lián)地串在一起，而五毫米寬的帶狀線用于匯流條。
[0045] 在替代的實施例中，如圖3所示，DC-DC變換器104的輸出端以串聯(lián)-并聯(lián)配置耦 合。在與圖3的實施例類似并具有帶有內(nèi)部電感器（例如電感器166、222)的完整DC-DC 變換器的實施例中，沒有額外的電感器在面板中是必需的。在與圖3的實施例類似并具有 如圖8所示的缺乏內(nèi)部電感器的不完整DC-DC變換器的實施例中，為面板中的DC-DC變換 器的每個串聯(lián)串或組提供單獨的串電感器230。也可提供面板輸出電容器232以過濾輸出 電流。
[0046] 在替代的實施例中，如圖4所示，DC-DC變換器并聯(lián)連接以驅(qū)動面板輸出。這個實 施例對多電池 PV設(shè)備單元102特別有用，其中它可能對降壓或升壓變換器，或?qū)坞姵?PV 設(shè)備單元和升壓型變換器有用。
[0047] 在具有如圖8所示的不完整無電感器降壓型DC-DC變換器104c的實施例中，協(xié)調(diào) 區(qū)段中的變換器的切換可能是合乎需要的。例如，如果太少的開關(guān)設(shè)備184閉合，則面板的 輸出電壓可能不足以促使面板100和電池負(fù)載之間的阻塞二極管正向偏壓。另一方面，如 果足夠大數(shù)量的區(qū)段的開關(guān)設(shè)備184同時閉合，則電流將開始逐漸積聚在電感器120中，即 使在面板和電池之間存在阻塞二極管也是如此。為了允許DC-DC變換器104的協(xié)調(diào)，電容 地隔離的通信端口 187可設(shè)置在具有隔離電容器185的每個DC-DC變換器104上；通信端 口 187可耦合到變換器104的主變換器或耦合到操作遍及整個面板的同步和控制算法的面 板微控制器。
[0048] 通信端口在一些替代的實施例中是雙向的，并提供用于將控制信息傳輸?shù)絾为毜?區(qū)段并從單獨的區(qū)段讀取遙測信息。在具有如圖4所示并聯(lián)地耦合的升壓變換器的實施例 中，其中每個變換器是完整的，具有電感器，且協(xié)調(diào)的切換是不必要的，控制信息可包括期 望面板輸出電壓，使得DC-DC變換器可充當(dāng)可控制的輸出電壓調(diào)節(jié)器。在實施例中，來自每 個變換器的遙測信息可包括所確定的最大功率點電流和電壓、變換器輸入和輸出電壓和電 流以及PWM控制的開關(guān)的占空比中的一個或多個。
[0049] 在特定的實施例中，通信端口 187耦合到單個、遍及面板的互連，用于在主變換器 或面板控制器和DC-DC變換器104之間的串行通信，其中每個DC-DC變換器的控制器180必 須識別在面板中的它自己的地址。在替代的實施例中，每個DC-DC變換器104c具有以菊花 鏈方式耦合到變換器的鏈中的下一變換器的通信互連輸出端189。在這個實施例中，DC-DC 變換器l〇4c的控制器180可根據(jù)它們在鏈中的位置來識別命令，而不必識別分立的地址。
[0050] 具有在圖5、6、和7中所示的完整的包括電感器的類型的變換器的面板也可受益 于具有菊花鏈?zhǔn)交虮榧懊姘逍偷碾娙莸馗綦x的通信端口 187。在特定的實施例中，變換器 104不僅由主變換器或面板微控制器控制，而且可將遙測信息（例如在變換器104的輸入和 輸出端子處的電壓測量結(jié)果和溫度測量結(jié)果）返回到主變換器或微控制器。在實施例中， 面板微控制器可格式化從變換器104接收的電壓、電流和溫度信息，并將該電壓、電流和溫 度遙測信息通過串行連接器提供到在面板外部的控制器或計算機。這樣的遙測信息在面 板和系統(tǒng)測試和監(jiān)測中是有用的。例如，如果PV設(shè)備102出故障，則該信息可能是系統(tǒng)操 作員感興趣的，系統(tǒng)操作員可接著確定系統(tǒng)性能的因而產(chǎn)生的降低是否成為面板更換的根 據(jù)。在替代的實施例中，遙測信息由串行無線通信提供，且在特定的實施例中，遙測信息由 對應(yīng)于IEEE802. 15. 4-2003標(biāo)準(zhǔn)的無線電發(fā)射機使用ZigBee(TM ZigBee聯(lián)盟）協(xié)議來提 供。
[0051] 在替代的實施例中，可使用除了降壓變換器類型以外的變換器。在一個這樣的實 施例中，升壓變換器用于DC-DC變換器設(shè)備104,在另一實施例中，降壓-升壓變換器用于 DC-DC變換器設(shè)備104,以及在另一實施例中，Cuk變換器用于DC-DC變換器設(shè)備104。應(yīng)注 意，降壓、升壓和降壓-升壓變換器一般具有主動控制的開關(guān)設(shè)備（例如設(shè)備164)和續(xù)流 設(shè)備（例如設(shè)備162)?？墒褂酶綦x和非隔離的拓?fù)浼捌涞刃问健?br> [0052] 在參考圖5和圖8討論的實施例中，將串聯(lián)地電耦合變換器設(shè)備104的互連設(shè)置 在面板100內(nèi)。此外，DC-DC變換器設(shè)備104具有最大功率點跟蹤（MPPT)電路，其用于調(diào) 節(jié)控制器160、180的操作以優(yōu)化從區(qū)段106、107、111等的PV部分到DC-DC變換器設(shè)備104 的功率傳送。
[0053] 在實施例中，DC-DC變換器設(shè)備104由合并第一有源設(shè)備164、184、第二有源設(shè)備 162、182、MPPT電路190和控制器160U80的集成電路198形成。在特定的實施例中，將隔 離電容器185集成在集成電路198內(nèi)部。集成電路198連同輸入電容器108-起被組裝到 電子電路載體（例如印刷電路板（PCB) 200 (圖9))，PCB200具有耦合到輸出節(jié)點170、186 的輸入結(jié)合區(qū)202、耦合到第一節(jié)點181的第二結(jié)合區(qū)204以及用于耦合到第二節(jié)點183、 163的第三結(jié)合區(qū)206。在替代的實施例中，電感器166和輸出電容器168也附接到PCB200。 在又一替代的實施例中，電子電路載體是具有至少三個連接的集成電路封裝，一個連接相 應(yīng)于PCB200的每個結(jié)合區(qū)。
[0054] 在圖1的面板的特定實施例中，PV電池單元102通過帶狀線250在每個區(qū)段106 中電耦合在一起以形成焊接到每個單元102的光伏部分，如圖10和11所示那樣。帶狀線 一般是具有矩形橫截面的金屬導(dǎo)電線，寬側(cè)附接到每個單元。在圖10和11的實施例中，每 個PV電池單元102具有在單元102的第一側(cè)或頂側(cè)上的第一端子和在單元102的第二側(cè) 或底側(cè)上的第二端子。在這個實施例中，通過將帶狀線252的區(qū)段焊接到一個單元102b的 第一或頂部端子和相鄰單元102a的第二或底部端子來將單元102串聯(lián)地電連接成串。一 般，單元102的第一串256和第二串258由被定向成平行于第一軸260的帶狀線250的區(qū) 段耦合在一起，這兩個串256、258由被定向成平行于第二軸262的帶狀線的匯流條254串 聯(lián)地耦合在一起，第二軸262垂直于第一軸260。因此，如圖10所示，每個串256、258形成 相應(yīng)的列，匯流條254電耦合每個列的端部PV電池單元102。在圖10所示的實施例中，帶 狀線252是成對的以減小這些電線的阻抗。
[0055] 在特定的實施例中，如圖10所示，將單元102互連的帶狀線并聯(lián)地成對，且單元 102具有適合于與用于單元的每個正端子和負(fù)端子的兩個并聯(lián)的帶狀線一起使用的金屬化 圖案。在替代的實施例中，不同數(shù)量的帶狀線可與具有適合于用在所提供的多個電線上的 金屬化圖案的單元一起使用。在具有單元（例如集成多電池單元）的可選實施例中，其中 在降壓接觸金屬化和單元的正表面上的金屬之間有完整連接，將短帶狀分流器用在PV電 池單元之間。
[0056] 在圖10和11的實施例中，PCB (例如具有DC-DC變換器104的圖9的PCB200)具 有粘合到PV電池單元的串256的第一端的帶狀線250的第二結(jié)合區(qū)204以及粘合到被定 向成平行于第二軸262的帶狀線的匯流條264的第三結(jié)合區(qū)206,該帶狀線轉(zhuǎn)而粘合到單 元102的第二串258的端部。單元102從而串聯(lián)耦合并耦合到PCB250的第二結(jié)合區(qū)204 和第三結(jié)合區(qū)206以形成區(qū)段266。在某些實施例中，DC-DC變換器的負(fù)和正輸出端口節(jié)點 延伸到區(qū)段266的相對角702、704,如圖10所示那樣。在這些實施例中，如所示的，匯流條 264適合于將輸出節(jié)點之一延伸到角704。在很多實施例中，區(qū)段266布置成使得一個區(qū)段 266的角702相鄰于另一區(qū)段266的角704,從而幫助最小化串聯(lián)地耦合區(qū)段266的導(dǎo)體的 長度。
[0057] 與圖10所示的區(qū)段類似的區(qū)段可被特征化為使PCB250在區(qū)段所占據(jù)的矩形區(qū)的 邊緣處，且匯流條258在矩形區(qū)的相對邊緣處。當(dāng)這些區(qū)段被如圖1所示那樣組織（具有 PCB250的矩形區(qū)段區(qū)的邊緣在面板的外部，匯流條258在面板的中心）時，沿著PCB250 (或 沿著DC-DC變換器104、105)的線描繪了一 U形狀，連同連接最底下的兩個區(qū)段（例如區(qū)段 111)的匯流條以及在該U的頂部處建立的面板輸出連接。當(dāng)區(qū)段以這個U形方式被組織 (PCB250在U的外部）時，兩個橫向相鄰的區(qū)段的匯流條258可定位成彼此相鄰，或在替代 的實施例中，匯流條258可垂直地堆疊，一個匯流條在另一匯流條的頂部上，但這兩個匯流 條用絕緣帶彼此隔離。在替代的實施例中，匯流條被覆蓋有絕緣帶并折疊在電池之下以最 小化在面板的中間的空間中斷。
[0058] 雖然在區(qū)段166的每個串256、258中示出三個單元102,因而提供串聯(lián)的六個單元 102,在各種實施例中區(qū)段266可具有串聯(lián)的其它數(shù)量的單元以形成光伏部分；在圖13所示 的實施例中，每個區(qū)段306具有串聯(lián)的并耦合到一個PCB304的12個PV電池單元302,每個 PCB304具有帶有MPPT控制器的一個DC-DC變換器。在實施例中，PCB304的DC-DC變換器 串聯(lián)地電耦合在一起。
[0059] 面板350的如圖14所示的替代實施例具有區(qū)段352,每個區(qū)段具有串聯(lián)耦合的若 干PV電池單元302以形成在區(qū)段內(nèi)的光伏部分。每個區(qū)段的PV單元302耦合到PCB，PCB 可以是每區(qū)段的PCB354,每個PCB354具有單個DC-DC變換器且如圖9所示那樣，或可以是 用于每個區(qū)段對的PCB358,每個區(qū)段對針對兩個區(qū)段中的每個或其組合具有一 DC-DC變換 器。PCB354、358沿著面板350的中心軸或在面板350的中心軸附近對齊，使得耦合到區(qū)段 對PCB358的一個區(qū)段352位于PCB358的每側(cè)上。因此，如圖14所示，由布置在區(qū)段352 的兩個不同列的公共行中的兩個相應(yīng)的區(qū)段352共用每個區(qū)段對PCB358。類似地，在使用 每區(qū)段的PCB354的場合，區(qū)段被定位成使得具有PCB的區(qū)段邊緣是相鄰的。在各種實施例 中，圖14的實施例的PCB的DC-DC變換器可如圖14所示串聯(lián)耦合在一起，可以串聯(lián)-并聯(lián) 配置耦合，或可如圖4所示那樣并聯(lián)耦合。
[0060] 圖15示出例如可在圖14所示的實施例的每個區(qū)段對中使用的PCB358。在這個 實施例中，PCB具有允許帶狀線匯流和面板輸出配線到DC-DC變換器376的輸出端的連接 的負(fù)附接焊盤372和正附接焊盤374。板具有耦合在輸入端子380、382之間的輸入電容器 378,輸入端子380、382通過帶狀線384耦合到區(qū)段的PV電池單元。在實施例中，輸入端子 380、382可通過附加的電鍍而沉積的銅的額外厚度或通過沿著端子焊接帶狀線，來具有降 低的阻抗。
[0061] 實施例可具有與圖10所示的不同的每個區(qū)段內(nèi)的配線方案。例如，具有與帶狀線 406、408串聯(lián)耦合在一起的四個或更多（在圖示中是六個）單電池 PV單元402、404的如圖 16所示的區(qū)段可具有一個或多個單元404,而頂部互連和附接的帶狀線408相對于底部互 連和附接的帶狀線旋轉(zhuǎn)以通過減小帶狀線的總長度來允許降低的電阻互連。
[0062] 面板420 (圖17)的實施例具有區(qū)段，例如與圖16的區(qū)段類似的區(qū)段422、423。這 些區(qū)段具有附接到平行的頂部和底部帶狀線426的一些PV單元424和附接到垂直于底部 帶狀線（例如帶狀線426、430)的頂部帶狀線的一些PV單元428。每個區(qū)段具有在電路載 體432上的DC-DC變換器，DC-DC變換器具有來自PV單元424、428的輸入端和通過匯流條 434串聯(lián)連線并連接到面板端子436的輸出端。在圖17所示的實施例中，匯流條434、電路 載體432、帶狀線426和PV單元424、428都被密封到如參考圖12所示和所討論的透明基 板。圖17所示的特定實施例具有被組織成正方形或接近正方形圖案的匯流條434和電路 載體432,四個區(qū)段的PV單元在該正方形或接近正方形圖案內(nèi)，且六個區(qū)段的PV單元在該 正方形或接近正方形圖案外部。這個實施例比圖1所示的實施例提供減小的匯流條長度和 因此提供潛在地更小的匯流條電阻。以與上面關(guān)于圖10討論的方式類似的方式，每個區(qū) 段422、423具有帶有相對的角706、708的矩形形狀。只有一些角706、708在圖17中被標(biāo) 記以促進說明清楚性。每個區(qū)段的DC-DC變換器輸出端口的負(fù)和正輸出節(jié)點分別延伸到角 706、708。在一些替代的實施例中，在角706、708處的輸出節(jié)點極性是反轉(zhuǎn)的，使得正輸出 節(jié)點延伸到角706,而負(fù)輸出節(jié)點延伸到角708。如圖17所示，每個第一角706相鄰于第二 角 708。
[0063] 與圖16所示的區(qū)段類似的區(qū)段的實施例具有PV電池，該PV電池具有均勻的未圖 案化的底部金屬層（未不出）和如圖18所不被圖案化的頂部金屬層450,頂部金屬層450 具有適合于焊接到在第一軸上定向的帶狀線的匯流條451。與圖16所示的區(qū)段類似的區(qū)段 的替代實施例具有一個或一個電池（例如電池404)，其具有如圖18所示被圖案化的頂部 層，而底部金屬層452(圖19)具有適合于焊接到在垂直于第一軸的第二軸上定向的帶狀線 并適合于用作角電池404(圖16)的匯流條454或可焊接區(qū)域。與圖16所示的區(qū)段類似的 區(qū)段的另一替代實施例具有一個或多個電池，該電池具有如圖18所示被圖案化的頂部層， 而底部金屬層456具有被調(diào)整為柵格圖案以允許將匯流條焊接到在第一軸上或垂直于第 一軸的第二軸上定向的帶狀線的匯流條（圖20)或可焊接區(qū)域，這樣的電池可用作被焊接 到沿著兩個軸中的每個對齊的帶狀線的角電池404或用作在區(qū)段中的非角電池402。
[0064] 雖然圖18-20不出扁平圓光伏電池，但這些布局也可適用于具有如圖16所不的正 方形PV電池的區(qū)段。
[0065] 為了組裝面板300,預(yù)先組裝每個區(qū)段的串256、258和PCB250。將乙烯醋酸乙烯酯 (EVA)的薄板304(圖12)放置在透明基板302上。在特定的實施例中，基板302可以是淬 火過的低鐵玻璃；在其它實施例中，基板302是透明聚合材料。EVA在這個面板中用作熱熔 性粘合劑和密封劑。EVA薄板304可覆蓋有抗反射涂層薄板306。在實施例中，抗反射涂層 薄板306由一種或多種透明材料制成，該一種或多種透明材料具有被選擇來最小化在PV單 元102和EVA的邊界處的反射的一個或多個折射率和厚度。將如前面描述的每個區(qū)段106 的串聯(lián)連接的PV電池單元102和帶狀線252布置在EVA薄板上，而它們的光敏側(cè)面向基板 302,且在期望位置上的PCB是相鄰的。如果不是已經(jīng)完成，帶狀線匯流條264附接到任何相 鄰區(qū)段（例如區(qū)段107)的輸出結(jié)合區(qū)域。也附接在面板的結(jié)合部分內(nèi)的任何其它配線，例 如可稍后連接到面板的端子箱的引線。將第二EVA薄板308放置在PV電池單元102、帶狀 線252和PCB250之上。然后將聚氟乙烯（例如TedlarTM(杜邦的商標(biāo)）或其它防潮層密封 材料）的薄板310放置在第二EVA薄板308的頂部上。接著抽吸面板以從EVA薄板304和 基板302之間以及從PV電池單元102和EVA薄板304之間移除空氣，該面板被壓縮并在適 當(dāng)?shù)墓潭ㄑb置中被加熱以熔化和固化EVA薄板304、308,從而在PV電池單元102和PCB250 周圍形成不透氣密封，而第一 EVA薄板304的材料粘附到玻璃基板302、PCB250和PV設(shè)備 單元102,并且第二EVA薄板308的材料粘附到Tedlar薄板310和第一 EVA薄板304以及 PCB250、DC-DC變換器集成電路198和PV設(shè)備單元102。因此，如圖12所示，層304、308和 310是將PV電池單元102和PCB250密封到基板302或?qū)V電池單元102和PCB250封裝 在基板320上的層壓層。
[0066] 在替代實施例中，也可在面板內(nèi)使用額外的層和材料，例如可使區(qū)段到面板的組 裝變得容易的處理層。還預(yù)先考慮到，替代的熱固性或熱熔性粘合劑材料可代替EVA作為 面板300中的粘結(jié)劑。在替代的實施例中，EVA薄板308可放置在聚氟乙烯薄板310、PV電 池單元102、PCB250和所添加的配線上，接著是EVA薄板304和基板302 ;當(dāng)抽吸、壓縮并加 熱層后，在面板300中得到類似的不透氣密封。
[0067] 在替代的實施例中，例如在圖9或15中示出并顯示在圖14中的區(qū)段之間且在圖 1、13中的區(qū)段邊緣處的PCB200、354、358可放置在PV電池102后面，并通過絕緣帶與電池 102絕緣。這樣的實施例將在PCB位置處具有額外厚度。
[0068] 雖然特定的實施例具有在每個區(qū)段106、107中串聯(lián)地電耦合的六個PV電池單元 102,10個區(qū)段被組織在U圖案中，但是預(yù)先考慮到，其它實施例可具有不同數(shù)量的區(qū)段，并 可在每個區(qū)段中具有不同數(shù)量的PV電池單元，且可具有與圖1所示的60不同的每面板PV 電池單元的總數(shù)。例如，圖13示出在一區(qū)段中的12個PV電池單元，而每面板五個區(qū)段。具 有PV電池單元的相同總數(shù)60的另一實施例可具有在一區(qū)段中的20個PV電池單元，而每 面板三個區(qū)段。此外，預(yù)先考慮到，一些其它實施例將包括每區(qū)段8個PV電池單元、每區(qū)段 10個PV電池單元或每區(qū)段24個PV電池單元。此外，預(yù)先考慮到，PV電池單元102可被制 造為圓、半圓、正方形、具有截角的正方形、矩形或允許它們組裝成面板而沒有過多浪費的 面積的任何其它形狀。利用例如可制造在較大晶片上的大PV電池單元，可以有比所示的更 少的每面板PV單元。
[0069] 面板的替代實施例具有在修改的集成電路封裝502 (圖21)內(nèi)實現(xiàn)的DC-DC變換 器，集成電路封裝502直接嵌入面板內(nèi)作為沒有PCB的電路載體。在這個實施例中，封裝 502可具有冷卻突出物（tab) 506,并可具有用于通信互連508的串聯(lián)連接的小直徑銷504， 通信互連508可以是小直徑電線。在這個實施例中，封裝502具有對應(yīng)于基于PCB的版本 的三個PCB端子202、206、204的三個寬銷510、512、514。寬銷510被點焊或焊接到帶狀線 總線520,帶狀線總線520通過帶狀線522耦合到PV單元串的端子并耦合到下一區(qū)段的輸 入端子。寬銷512被點焊或焊接到帶狀線總線526,帶狀線總線526通過帶狀線528耦合到 PV單元的第二端子。寬銷514用作區(qū)段輸入端或公共端子，區(qū)段輸入端或公共端子通過帶 狀線總線530耦合到面板的端子或耦合到前一區(qū)段的寬銷510。
[0070] 在操作中，期望的是，當(dāng)面板100的一部分在如圖1所示的陰影109中時，當(dāng)前設(shè) 計的面板將維持更多的輸出能力。雖然在區(qū)段111內(nèi)的串聯(lián)連接的PV電池單元102的光 電流被最多遮擋的電池單元112的光電流限制，在該區(qū)段內(nèi)的MPPT跟蹤電路190將找到 區(qū)段的操作點，在該操作電，將最大功率傳輸?shù)皆搮^(qū)段的DC-DC變換器105。DC-DC變換器 105將接著提供與面板100的其它區(qū)段的DC-DC變換器104所提供的輸出電流相同的輸出 電流，但處于比能夠開發(fā)更高瓦特的那些其它區(qū)段所提供的區(qū)段電壓更低的區(qū)段電壓下。
[0071] 特征的纟目合
[0072] 上面描述的特征以及下面主張的那些特征可以用各種方式組合而不偏離其范圍。 下面的例子示出一些可能的組合：
[0073] (A1)集成光伏面板可包括基板和一個或多個區(qū)段。每個區(qū)段可包括（a) DC-DC變 換器，其包括輸入端口和輸出端口，以及（b)光伏部分，其包括電耦合到DC-DC變換器的輸 入端子的一個或多個互連光伏（PV)電池單元。集成光伏面板還可包括將每個PV電池單元 和每個DC-DC變換器密封到基板的材料。
[0074] (A2)在被表示為（A1)的集成光伏面板中，一個或多個區(qū)段可包括多個區(qū)段。
[0075] (A3)在被表示為（A2)的集成光伏面板中，多個區(qū)段中的至少兩個區(qū)段的DC-DC變 換器的輸出端子可串聯(lián)地電耦合。
[0076] (A4)被表示為（A2)或（A3)的集成光伏面板中的任一個還可包括與多個區(qū)段中的 至少一個區(qū)段的DC-DC變換器的輸出端口串聯(lián)地電耦合的能量存儲電感器。
[0077] (A5)在被表不為（A2)或（A3)的集成光伏面板中的任一個中，面板互連的寄生電 感可用作與多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的DC-DC變換器的輸出端口串聯(lián)地電耦合的能量 存儲電感器。
[0078] (A6)在被表示為（A2)或（A3)的集成光伏面板中的任一個中，多個區(qū)段中的至少 一個區(qū)段的DC-DC變換器的輸出端口可并聯(lián)地電f禹合。
[0079] (A7)在被表示為（A2)的集成光伏面板中：(a)多個區(qū)段的第一子集的DC-DC變換 器的輸出端口可串聯(lián)地電耦合以形成第一組區(qū)段；(b)多個區(qū)段的第二子集的DC-DC變換 器的輸出端口可串聯(lián)地電耦合以形成第二組區(qū)段；以及（c)第一組區(qū)段和第二組區(qū)段中的 每組可包括至少兩個區(qū)段，其中第一組區(qū)段的每個區(qū)段不同于第二組區(qū)段的每個區(qū)段。
[0080] (A8)在被表示為（A7)的集成光伏面板中，第一組區(qū)段可與第二組區(qū)段并聯(lián)地電 耦合。
[0081] (A9)被表示為（A7)或（A8)的集成光伏面板中的任一個還可包括：（a)與第一組 區(qū)段串聯(lián)地電耦合的第一能量存儲電感器；以及（b)與第二組區(qū)段串聯(lián)地電耦合的第二能 量存儲電感器。
[0082] (A10)在被表示為（A2)到（A9)的集成光伏面板中的任一個中，多個區(qū)段可布置在 單個列中。
[0083] (All)在被表示為（A2)到（A9)的集成光伏面板中的任一個中，多個區(qū)段的第一子 集可布置在第一列中，而多個區(qū)段的第二子集可布置在第二列中，其中第二列不同于第一 列。
[0084] (A12)在被表示為（All)的集成光伏面板中，多個區(qū)段可包括在第一列中的第一 區(qū)段和在第二列中的第二區(qū)段，其中：(a)第一區(qū)段和第二區(qū)段在公共行中，（b)第一區(qū)段 的DC-DC變換器和第二區(qū)段的DC-DC變換器是公共組件的部分。
[0085] (A13)在被表示為（A12)的集成光伏面板中，第一區(qū)段的DC-DC變換器和第二區(qū)段 的DC-DC變換器可共用公共電路板。
[0086] (A14)在被表示為（A2)的集成光伏面板中：(a)多個區(qū)段中的每個區(qū)段可具有帶 有相對的第一角和第二角的矩形形狀；以及（b)在多個區(qū)段的每個區(qū)段中：（1)區(qū)段的輸出 端口的正輸出節(jié)點可延伸到第一角，以及（2)區(qū)段的輸出端口的負(fù)輸出節(jié)點可延伸到第二 角。
[0087] (A15)在被表示為（A14)的集成光伏面板中，多個區(qū)段可布置成使得至少一個第 一角相鄰于至少一個第二角。
[0088] (A16)被表示為（A14)或（A15)的集成光伏面板中的任一個還可包括匯流條，匯流 條適合于：（a)將多個區(qū)段之一的正輸出節(jié)點延伸到區(qū)段的第一角；以及（b)將區(qū)段的輸出 端口連接到多個區(qū)段中的相鄰區(qū)段的輸出端口。
[0089] (A17)被表示為（A14)或（A15)的集成光伏面板中的任一個還可包括匯流條，匯流 條適合于：（a)將多個區(qū)段之一的負(fù)輸出節(jié)點延伸到區(qū)段的第二角；以及（b)將區(qū)段的輸出 端口連接到多個區(qū)段中的相鄰區(qū)段的輸出端口。
[0090] (A18)在被表示為（A14)到（A17)的集成光伏面板中的任一個中，多個區(qū)段可被布 置成使得每個第一角相鄰于相應(yīng)的第二角。
[0091] (A19)在被表示為（A14)到（A18)的集成光伏面板的任一個中，多個區(qū)段可包括被 布置成使得第一角中的一些相鄰于兩個第二角的至少三個區(qū)段。
[0092] (A20)在被表示為（A19)的集成光伏面板中，多個區(qū)段可布置在兩個不同的列中， 使得至少一個第一角相鄰于在兩個不同的列的每個列中的第二角。
[0093] (A21)在被表示為（A18)的集成光伏面板中，多個區(qū)段中的每個區(qū)段可具有由區(qū) 段的第一角和第二角限定的第一側(cè)，其中：(a)多個區(qū)段的第一子集布置成使得第一子集 的每個區(qū)段的第一側(cè)根據(jù)第一軸來定向；(b)多個區(qū)段的第二子集布置成使得第二子集的 每個區(qū)段的第一側(cè)根據(jù)第二軸來定向；（c)多個區(qū)段的第三子集布置成使得第三子集的每 個區(qū)段的第一側(cè)根據(jù)第三軸來定向；（d)多個區(qū)段的第四子集布置成使得第四子集的每個 區(qū)段的第一側(cè)根據(jù)第四軸來定向；（e)第一軸平行于第二軸但從第二軸偏移；（f)第三軸平 行于第四軸但從第四軸偏移；以及（g)第一軸和第二軸垂直于第三軸和第四軸。
[0094] (A22)在被表示為（A2)到（A21)的集成光伏面板中的任一個中，每個DC-DC變換 器可包括相應(yīng)的變換器組件，且多個區(qū)段中的至少一些可占據(jù)在基板上的矩形空間，使得 區(qū)段的DC-DC變換器的變換器組件相鄰于矩形空間的第一側(cè)。
[0095] (A23)在被表示為（A22)的集成光伏面板中，每個變換器組件可包括電路板。
[0096] (A24)在被表示為（A2)到（A23)的集成光伏面板中的任一個中，每個DC-DC變 換器可包括共同形成DC-DC變換器的輸入端口和輸出端口的第一端子、第二端子和第三端 子。
[0097] (A25)在被表示為（A24)的集成光伏面板中，第一端子和第二端子可以是輸入端 子，而第一端子和第三端子可以是輸出端子。
[0098] (A26)在被表示為（A25)的集成光伏面板中，每個DC-DC變換器可配置成使得： (a)DC-DC變換器的第一端子是組合的負(fù)輸入端子和負(fù)輸出端子；(b)DC-DC變換器的第二 端子是正輸入端子；以及（c)DC-DC變換器的第三端子是正輸出端子。
[0099] (A27)在被表示為（A25)的集成光伏面板中，每個DC-DC變換器可配置成使得： (a)DC-DC變換器的第一端子是組合的正輸入端子和正輸出端子；(b)DC-DC變換器的第二 端子是負(fù)輸入端子；以及（c)DC-DC變換器的第三端子是負(fù)輸出端子。
[0100] (A28)在被表示為（A25)的集成光伏面板中，每個DC-DC變換器可配置成使得： (a)DC-DC變換器的第一端子是組合的負(fù)輸入端子和正輸出端子；(b)DC-DC變換器的第二 端子是正輸入端子；以及（c)DC-DC變換器的第三端子是負(fù)輸出端子。
[0101] (A29)在被表示為（A25)到（A28)的集成光伏面板的任一個中，多個區(qū)段可包括第 一區(qū)段和第二區(qū)段，且第一區(qū)段的DC-DC變換器的第一端子可電耦合到第二區(qū)段的DC-DC 變換器的第三端子。
[0102] (A30)被表示為（A29)的集成光伏面板還可包括將第一區(qū)段的DC-DC變換器的第 一端子連接到第二區(qū)段的DC-DC變換器的第三端子的第一匯流條。
[0103] (A31)在被表示為（A30)的集成光伏面板中，第一匯流條還可將第一區(qū)段的光伏 部分連接到第一區(qū)段的DC-DC變換器的第一端子。
[0104] (A32)在被表示為（A2)到（A31)的集成光伏面板的任一個中，多個區(qū)段中的至少 一個區(qū)段的DC-DC變換器可適合于經(jīng)由一個或多個互連傳遞信息。
[0105] (A33)在被表示為（A32)的集成光伏面板中，該一個或多個互連可通信地耦合多 個區(qū)段中的至少兩個區(qū)段的DC-DC變換器。
[0106] (A34)在被表不為（A32)的集成光伏面板中，該一個或多個互連可將多個區(qū)段中 的至少一個區(qū)別的DC-DC變換器通信地耦合到主設(shè)備。
[0107] (A35)在被表示為（A34)的集成光伏面板中，主設(shè)備可包括主DC-DC變換器。
[0108] (A36)在被表示為（A34)的集成光伏面板中，主設(shè)備可包括面板微控制器。
[0109] (A37)在被表示為（A32)到（A36)的集成光伏面板的任一個中，該一個或多個互連 可操作用于通信地耦合遙測信息。
[0110] (A38)在被表示為（A32)到（A37)的集成光伏面板的任一個中，該一個或多個互連 可操作用于通信地耦合DC-DC變換器控制信息。
[0111] (A39)在被表示為（A32)到（A38)的集成光伏面板的任一個中，該一個或多個互連 可操作用于通信地耦合DC-DC變換器同步信息。
[0112] (A40)在被表示為（A32)到（A39)的集成光伏面板的任一個中，該一個或多個互連 可適合于電容地耦合信息。
[0113] (A41)在被表不為（A40)的集成光伏面板中，該一個或多個互連可包括集成在多 個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的DC-DC變換器中的至少一個電容器。
[0114] (A42)在被表示為（A2)的集成光伏面板中，多個區(qū)段中的至少一個可包括將區(qū)段 的光伏部分電耦合到區(qū)段的DC-DC變換器的匯流條。
[0115] (A43)被表示為（A2)的集成光伏面板還可包括電耦合多個區(qū)段中的至少兩個區(qū) 段的DC-DC變換器的輸出端口的至少一個匯流條。
[0116] (A44)被表示為（A43)的集成光伏面板還可包括電耦合多個區(qū)段中的第一區(qū)段和 第二區(qū)段的DC-DC變換器的輸出端口的匯流條，且該匯流條還可將第一區(qū)段的光伏部分連 接到第一區(qū)段的DC-DC變換器的輸入端口。
[0117] (A45)在被表示為（A2)到（A44)的集成光伏面板的任一個中，多個區(qū)段中的至少 兩個可包括相同數(shù)量的光伏電池單元。
[0118] (A46)在被表示為（A2)到（A44)的集成光伏面板的任一個中，多個區(qū)段中的至少 兩個可包括不同數(shù)量的光伏電池單元。
[0119] (A47)在被表示為（A1)到（A46)的集成光伏面板的任一個中，一個或多個區(qū)段中 的至少一個區(qū)段的DC-DC變換器可適合于對相應(yīng)區(qū)段的光伏部分執(zhí)行最大功率點跟蹤。
[0120] (A48)在被表示為（A1)到（A47)的集成光伏面板的任一個中，至少一個光伏部分 可包括：(a)具有相對的頂側(cè)和底側(cè)的第一光伏電池單元，其中第一光伏電池單元包括（1) 在頂側(cè)上的第一可焊接區(qū)域，以及（2)在底側(cè)上的第二可焊接區(qū)域；(b)附接到第一可焊接 區(qū)域的第一帶狀線，其中第一可焊接區(qū)域和第一帶狀線根據(jù)第一軸來定向；以及（c)附接 到第二可焊接區(qū)域的第二帶狀線，其中第二可焊接區(qū)域和第二帶狀線根據(jù)第二軸來定向， 且第二軸不同于第一軸。
[0121] (A49)在被表示為（A48)的集成光伏面板中，第一光伏電池單元還可包括在第一 光伏電池單元的底側(cè)上的第三可焊接區(qū)域，其中第三可焊接區(qū)域根據(jù)第一軸來定向。
[0122] (A50)在被表示為（A48)或（A49)的集成光伏面板的任一個中，第一軸可垂直于第 二軸。
[0123] (A51)在被表示為（A1)到（A50)的集成光伏面板的任一個中，至少一個光伏部分 的光伏電池單元可串聯(lián)地電耦合。
[0124] (A52)在被表示為（A51)的集成光伏面板中，至少一個光伏部分的光伏電池單元 可通過帶狀線串聯(lián)地電耦合。
[0125] (A53)在被表示為（A1)到（A52)的集成光伏面板的任一個中，至少一個光伏部分 可包括：(a)光伏電池單元的第一列和第二列，其中每個列包括串聯(lián)地電耦合的一個或多 個光伏電池單元；以及（b)將第一列的端部光伏電池單元電耦合到第二列的端部光伏電池 單元的一個或多個電導(dǎo)體。
[0126] (A54)在被表示為（A1)的集成光伏面板中，一個或多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的 DC-DC變換器可包括：（a)電耦合在DC-DC變換器的輸入端口和輸出端口之間的開關(guān)設(shè)備； 以及（b)電耦合在DC-DC變換器的輸出端口兩端的續(xù)流設(shè)備。
[0127] (A55)在被表示為（A1)的集成光伏面板中，一個或多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的 DC-DC變換器可包括：（a)串聯(lián)地電耦合在DC-DC變換器的輸入端口和輸出端口之間的開關(guān) 設(shè)備和能量存儲電感器；以及（b)電耦合在DC-DC變換器的輸出端口和能量存儲電感器之 間的續(xù)流設(shè)備。
[0128] (A56)在被表示為（A55)的集成光伏面板中，一個或多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段 的DC-DC變換器還可包括電耦合在DC-DC變換器的輸出端口兩端的輸出電容器。
[0129] (A57)在被表示為（A1)到（A56)的集成光伏面板的任一個中，一個或多個區(qū)段中 的至少一個區(qū)段的光伏部分可包括6個光伏電池單元、8個光伏電池單元、10個光伏電池單 元、12個光伏電池單元、20個光伏電池單元或24個光伏電池單元。
[0130] (A58)在被表示為（A1)到（A57)的集成光伏面板的任一個中，基板可由玻璃或透 明聚合材料形成。
[0131] (A59)在被表示為（A1)到（A58)的集成光伏面板的任一個中，將每個PV電池單元 和每個DC-DC變換器密封到基板的材料可包括層壓材料。
[0132] (A60)在被表示為（A59)的集成光伏面板中，層壓材料可包括乙烯醋酸乙烯酯的 一個或多個層。
[0133] (A61)被表示為（A1)到（A60)的集成光伏面板的任一個還可包括被布置在將每 個PV電池單元和每個DC-DC變換器密封到基板的材料上的背阻擋層，使得每個PV電池單 元和每個DC-DC變換器布置在背阻擋層和基板之間。
[0134] (A62)在如權(quán)利要求61所述的集成光伏面板中，背阻擋層可包括聚氟乙烯。
[0135] (B1) -種光伏電池單元可包括：在光伏電池單元的頂側(cè)上的第一可焊接區(qū)域和 在光伏電池單元的底側(cè)上的第二可焊接區(qū)域，其中底側(cè)與頂側(cè)相對。第一可焊接區(qū)域可根 據(jù)第一軸來定向，而第二可焊接區(qū)域可根據(jù)第二軸來定向，其中第二軸不同于第一軸。
[0136] (B2)在被表示為（B1)的光伏組件中，光伏電池單元還可包括在底側(cè)上并根據(jù)第 一軸來定向的第三可焊接區(qū)域。
[0137] (B3)在被表示為（B1)或（B2)的任一光伏組件中，第一軸可垂直于第二軸。
[0138] 在上述方法和系統(tǒng)中可進行改變而不偏離其范圍。因此應(yīng)注意，包含在上面的描 述中并在附圖中示出的主題應(yīng)被解析為例證性的而不是限制性的。下面的權(quán)利要求旨在涵 蓋本文描述的一般和特定特征以及本方法和系統(tǒng)的范圍的所有陳述，本方法和系統(tǒng)的范圍 的所有陳述在語言上可被認(rèn)為落在本文描述的一般和特定特征之間。
【權(quán)利要求】
1. 一種集成光伏面板，包括： 基板；以及 一個或多個區(qū)段，每個區(qū)段包括： DC-DC變換器，其包括輸入端口和輸出端口，以及 光伏部分，其包括電耦合到所述DC-DC變換器的所述輸入端口的一個或多個互連光伏 (PV)電池單元；以及 將每個PV電池單元和每個DC-DC變換器密封到所述基板的材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，所述一個或多個區(qū)段包括多個區(qū)段。
3. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段中的至少兩個區(qū)段的所述DC-DC 變換器的輸出端口串聯(lián)地電耦合。
4. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，還包括與所述多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的所 述DC-DC變換器的所述輸出端口串聯(lián)地電耦合的能量存儲電感器。
5. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，其中，面板互連的寄生電感用作與所述多個區(qū) 段中的至少一個區(qū)段的所述DC-DC變換器的所述輸出端口串聯(lián)地耦合的能量存儲電感器。
6. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段中的至少兩個區(qū)段的所述DC-DC 變換器的輸出端口并聯(lián)地電耦合。
7. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，其中： 所述多個區(qū)段的第一子集的所述DC-DC變換器的輸出端口串聯(lián)地電耦合以形成第一 組區(qū)段； 所述多個區(qū)段的第二子集的所述DC-DC變換器的輸出端口串聯(lián)地電耦合以形成第二 組區(qū)段； 所述第一組區(qū)段和所述第二組區(qū)段中的每一組區(qū)段均包括至少兩個區(qū)段；以及 所述第一組區(qū)段中的每個區(qū)段不同于所述第二組區(qū)段中的每個區(qū)段。
8. 如權(quán)利要求7所述的集成光伏面板，所述第一組區(qū)段與所述第二組區(qū)段并聯(lián)地電耦 合。
9. 如權(quán)利要求8所述的集成光伏面板，還包括：與所述第一組區(qū)段串聯(lián)地電耦合的第 一能量存儲電感器；以及與所述第二組區(qū)段串聯(lián)地電耦合的第二能量存儲電感器。
10. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段被布置在單個列中。
11. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段的第一子集被布置在第一列中， 所述多個區(qū)段的第二子集被布置在第二列中，所述第二列不同于所述第一列。
12. 如權(quán)利要求11所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段包括在所述第一列中的第一區(qū) 段和在所述第二列中的第二區(qū)段，所述第一區(qū)段和所述第二區(qū)段在公共行中，所述第一區(qū) 段的所述DC-DC變換器和所述第二區(qū)段的所述DC-DC變換器是公共組件的一部分。
13. 如權(quán)利要求12所述的集成光伏面板，所述第一區(qū)段的所述DC-DC變換器和所述第 二區(qū)段的所述DC-DC變換器共用公共電路板。
14. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，其中： 所述多個區(qū)段中的每個區(qū)段具有帶有相對的第一角和第二角的矩形形狀；以及 在所述多個區(qū)段中的每個區(qū)段中： 所述區(qū)段的所述輸出端口的正輸出節(jié)點延伸到所述第一角，并且 所述區(qū)段的所述輸出端口的負(fù)輸出節(jié)點延伸到所述第二角。
15. 如權(quán)利要求14所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段被布置成使得至少一個第一角 相鄰于至少一個第二角。
16. 如權(quán)利要求15所述的集成光伏面板，還包括匯流條，所述匯流條適合于： 將所述多個區(qū)段之一的所述正輸出節(jié)點延伸到所述區(qū)段的所述第一角；以及 將所述區(qū)段的所述輸出端口連接到所述多個區(qū)段中的相鄰區(qū)段的所述輸出端口。
17. 如權(quán)利要求15所述的集成光伏面板，還包括匯流條，所述匯流條適合于： 將所述多個區(qū)段之一的所述負(fù)輸出節(jié)點延伸到所述區(qū)段的所述第二角；以及 將所述區(qū)段的所述輸出端口連接到所述多個區(qū)段中的相鄰區(qū)段的所述輸出端口。
18. 如權(quán)利要求14所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段被布置成使得每個第一角相鄰 于相應(yīng)的第二角。
19. 如權(quán)利要求18所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段包括至少三個區(qū)段，所述至少 三個區(qū)段被布置成使得一些所述第一角相鄰于兩個第二角。
20. 如權(quán)利要求19所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段被布置在兩個不同的列中，使 得至少一個第一角相鄰于在所述兩個不同的列的每個列中的第二角。
21. 如權(quán)利要求18所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段中的每個區(qū)段具有由所述區(qū)段 的所述第一角和第二角界定的第一側(cè)，其中： 所述多個區(qū)段的第一子集被布置成使得所述第一子集的每個區(qū)段的所述第一側(cè)根據(jù) 第一軸來定向； 所述多個區(qū)段的第二子集被布置成使得所述第二子集的每個區(qū)段的所述第一側(cè)根據(jù) 第二軸來定向； 所述多個區(qū)段的第三子集被布置成使得所述第三子集的每個區(qū)段的所述第一側(cè)根據(jù) 第三軸來定向； 所述多個區(qū)段的第四子集被布置成使得所述第四子集的每個區(qū)段的所述第一側(cè)根據(jù) 第四軸來定向； 所述第一軸平行于所述第二軸但相對于所述第二軸偏移； 所述第三軸平行于所述第四軸但相對于所述第四軸偏移；并且 所述第一軸和所述第二軸垂直于所述第三軸和所述第四軸。
22. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，每個DC-DC變換器包括相應(yīng)的變換器組件，所 述多個區(qū)段中的至少一些區(qū)段占據(jù)在所述基板上的矩形空間，使得所述區(qū)段的所述DC-DC 變換器的變換器組件相鄰于所述矩形空間的第一側(cè)。
23. 如權(quán)利要求22所述的集成光伏面板，每個變換器組件包括電路板。
24. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，每個DC-DC變換器包括共同形成所述DC-DC變 換器的所述輸入端口和所述輸出端口的第一端子、第二端子和第三端子。
25. 如權(quán)利要求24所述的集成光伏面板，所述第一端子和所述第二端子是輸入端子， 而所述第一端子和所述第三端子是輸出端子。
26. 如權(quán)利要求25所述的集成光伏面板，其中，每個DC-DC變換器被配置成使得： 所述DC-DC變換器的所述第一端子是組合在一起的負(fù)輸入端子和負(fù)輸出端子； 所述DC-DC變換器的所述第二端子是正輸入端子；并且 所述DC-DC變換器的所述第三端子是正輸出端子。
27. 如權(quán)利要求25所述的集成光伏面板，其中，每個DC-DC變換器被配置成使得： 所述DC-DC變換器的所述第一端子是組合在一起的正輸入端子和正輸出端子； 所述DC-DC變換器的所述第二端子是負(fù)輸入端子；并且 所述DC-DC變換器的所述第三端子是負(fù)輸出端子。
28. 如權(quán)利要求25所述的集成光伏面板，其中，每個DC-DC變換器被配置成使得： 所述DC-DC變換器的所述第一端子是組合在一起的負(fù)輸入端子和正輸出端子； 所述DC-DC變換器的所述第二端子是正輸入端子；并且 所述DC-DC變換器的所述第三端子是負(fù)輸出端子。
29. 如權(quán)利要25所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，所述 第一區(qū)段的所述DC-DC變換器的所述第一端子電耦合到所述第二區(qū)段的所述DC-DC變換器 的所述第三端子。
30. 如權(quán)利要求29所述的集成光伏面板，還包括將所述第一區(qū)段的所述DC-DC變換器 的所述第一端子連接到所述第二區(qū)段的所述DC-DC變換器的所述第三端子的第一匯流條。
31. 如權(quán)利要求30所述的集成光伏面板，所述第一匯流條還將所述第一區(qū)段的所述光 伏部分連接到所述第一區(qū)段的所述DC-DC變換器的所述第一端子。
32. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的所述DC-DC 變換器適合于經(jīng)由一個或多個互連來傳遞信息。
33. 如權(quán)利要求32所述的集成光伏面板，所述一個或多個互連通信地耦合所述多個區(qū) 段中的至少兩個區(qū)段的DC-DC變換器。
34. 如權(quán)利要求32所述的集成光伏面板，所述一個或多個互連將所述多個區(qū)段中的至 少一個區(qū)段的DC-DC變換器通信地耦合到主設(shè)備。
35. 如權(quán)利要求34所述的集成光伏面板，所述主設(shè)備包括主DC-DC變換器。
36. 如權(quán)利要求34所述的集成光伏面板，所述主設(shè)備包括面板微控制器。
37. 如權(quán)利要求32所述的集成光伏面板，所述一個或多個互連被操作用于通信地耦合 遙測信息。
38. 如權(quán)利要求32所述的集成光伏面板，所述一個或多個互連被操作用于通信地耦合 DC-DC變換器控制信息。
39. 如權(quán)利要求38所述的集成光伏面板，所述一個或多個互連被操作用于通信地耦合 DC-DC變換器同步信息。
40. 如權(quán)利要求32所述的集成光伏面板，所述一個或多個互連適合于電容地耦合信 肩、。
41. 如權(quán)利要求40所述的集成光伏面板，所述一個或多個互連包括至少一個電容器， 所述至少一個電容器集成在所述多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的所述DC-DC變換器中。
42. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段包括將所述 區(qū)段的所述光伏部分電耦合到所述區(qū)段的所述DC-DC變換器的匯流條。
43. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，還包括至少一個匯流條，所述至少一個匯流條 電耦合所述多個區(qū)段中的至少兩個區(qū)段的DC-DC變換器的輸出端口。
44. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，還包括電耦合所述多個區(qū)段中的第一區(qū)段和 第二區(qū)段的所述DC-DC變換器的所述輸出端口的匯流條，所述匯流條還將所述第一區(qū)段的 所述光伏部分連接到所述第一區(qū)段的所述DC-DC變換器的所述輸入端口。
45. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段中的至少兩個區(qū)段包括相同數(shù) 量的光伏電池單元。
46. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，所述多個區(qū)段中的至少兩個區(qū)段包括不同數(shù) 量的光伏電池單元。
47. 如權(quán)利要求2所述的集成光伏面板，其中： 所述多個區(qū)段包括第一區(qū)段和第二區(qū)段； 所述第一區(qū)段的所述DC-DC變換器適合于對所述第一區(qū)段的所述光伏部分執(zhí)行最大 功率點跟蹤（MPPT);并且 所述第二區(qū)段的所述DC-DC變換器適合于對所述第二區(qū)段的所述光伏部分執(zhí)行MPPT。
48. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，所述一個或多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的所 述DC-DC變換器適合于對相應(yīng)的區(qū)段的所述光伏部分執(zhí)行最大功率點跟蹤。
49. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，至少一個光伏部分包括： 第一光伏電池單元，其具有相對的頂側(cè)和底側(cè)，所述第一光伏電池單元包括： 在所述頂側(cè)上的第一可焊接區(qū)域，以及 在所述底側(cè)上的第二可焊接區(qū)域； 第一帶狀線，其附接到所述第一可焊接區(qū)域，所述第一可焊接區(qū)域和所述第一帶狀線 根據(jù)第一軸來定向；以及 第二帶狀線，其附接到所述第二可焊接區(qū)域，所述第二可焊接區(qū)域和所述第二帶狀線 根據(jù)第二軸來定向，所述第二軸不同于所述第一軸。
50. 如權(quán)利要求49所述的集成光伏面板，所述第一光伏電池單元還可包括在所述第一 光伏電池單元的所述底側(cè)上的第三可焊接區(qū)域，所述第三可焊接區(qū)域根據(jù)所述第一軸來定 向。
51. 如權(quán)利要求49所述的集成光伏面板，所述第一軸垂直于所述第二軸。
52. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，至少一個光伏部分的所述光伏電池單元串聯(lián) 地電耦合。
53. 如權(quán)利要求52所述的集成光伏面板，至少一個光伏部分的所述光伏電池單元通過 帶狀線串聯(lián)地電耦合。
54. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，至少一個光伏部分包括： 光伏電池單元的第一列和第二列，每個所述列包括串聯(lián)地電耦合的一個或多個光伏電 池單元；以及 一個或多個電導(dǎo)體，其將所述第一列的端部光伏電池單元電耦合到所述第二列的端部 光伏電池單元。
55. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，所述一個或多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的所 述DC-DC變換器包括： 開關(guān)設(shè)備，其電耦合在所述DC-DC變換器的所述輸入端口和所述輸出端口之間；以及 續(xù)流設(shè)備，其電耦合在所述DC-DC變換器的所述輸出端口上。
56. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，所述一個或多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的所 述DC-DC變換器包括： 開關(guān)設(shè)備和能量存儲電感器，所述開關(guān)設(shè)備和所述能量存儲電感器串聯(lián)地電耦合在所 述DC-DC變換器的所述輸入端口和所述輸出端口之間；以及 續(xù)流設(shè)備，其電耦合在所述DC-DC變換器的所述輸出端口和所述能量存儲電感器之 間。
57. 如權(quán)利要求56所述的集成光伏面板，所述一個或多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的所 述DC-DC變換器還包括電耦合在所述DC-DC變換器的所述輸出端口上的輸出電容器。
58. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，所述一個或多個區(qū)段中的至少一個區(qū)段的所 述光伏部分包括從由以下構(gòu)成的組中選擇的多個光伏電池單元：6個光伏電池單元、8個光 伏電池單元、10個光伏電池單元、12個光伏電池單元、20個光伏電池單元和24個光伏電池 單元。
59. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，利用從由玻璃和透明聚合材料構(gòu)成的組中選 擇的材料來形成所述基板。
60. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，將每個PV電池單元和每個DC-DC變換器密封 到所述基板的所述材料包括層壓材料。
61. 如權(quán)利要求60所述的集成光伏面板，所述層壓材料包括一層或多層乙烯醋酸乙烯 酯。
62. 如權(quán)利要求1所述的集成光伏面板，還包括布置在將每個PV電池單元和每個 DC-DC變換器密封到所述基板的所述材料上的背阻擋層，使得每個PV電池單元和每個 DC-DC變換器被布置在所述背阻擋層和所述基板之間。
63. 如權(quán)利要求62所述的集成光伏面板，所述背阻擋層包括聚氟乙烯。
64. -種光伏電池單兀，包括： 在所述光伏電池單元的頂側(cè)上的第一可焊接區(qū)域；以及 在所述光伏電池單元的底側(cè)上的第二可焊接區(qū)域，所述底側(cè)與所述頂側(cè)相對； 所述第一可焊接區(qū)域根據(jù)第一軸來定向，而所述第二可焊接區(qū)域根據(jù)第二軸來定向， 其中所述第二軸不同于所述第一軸。
65. 如權(quán)利要求64所述的光伏組件，所述光伏電池單元還包括在所述底側(cè)上的并根據(jù) 所述第一軸來定向的第三可焊接區(qū)域。
66. 如權(quán)利要求64所述的光伏組件，所述第一軸垂直于所述第二軸。
【文檔編號】G05F1/67GK104145226SQ201280062199
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】I·耶爾格維奇, K·姚, A·J·斯特拉塔克斯 申請人:沃爾泰拉半導(dǎo)體公司