專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能電模塊的制作方法
太陽(yáng)能電模塊
背景技術(shù)：
光電電池很久以來(lái)用作接收太陽(yáng)能且將所述太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的構(gòu)件。此類(lèi)光電 電池或太陽(yáng)能電池是基于EFG (邊緣界定膜供料生長(zhǎng)法)襯底的薄半導(dǎo)體波形轉(zhuǎn)換器， 所述EFG襯底可以是多晶硅材料。所述太陽(yáng)能電池可以是各種大小及形狀?？赏ㄟ^(guò)使 用電導(dǎo)體將若干太陽(yáng)能電池串聯(lián)連接為一串。太陽(yáng)能電池串在太陽(yáng)能模塊中以幾何圖 案布置(例如以行及列布置)且電互連以從所述模塊提供電力輸出。
當(dāng)所述太陽(yáng)能電池間隔開(kāi)且光反射材料置于所述太陽(yáng)能電池之間的空間中時(shí)，使 用光反射器方法。在所述模塊內(nèi)部，光從所述光反射材料被向上反射，且所述光中的 某些或全部可到達(dá)太陽(yáng)能電池的前表面，其中所述太陽(yáng)能電池可利用所述被反射的光。 頒發(fā)給艾米克(Amick)的美國(guó)4,235,643號(hào)專(zhuān)利描述用于通常為圓形或六邊形形狀的 太陽(yáng)能電池的此種方法。所述太陽(yáng)能模塊包括由非導(dǎo)電材料(例如，高密度、高強(qiáng)度 塑料)形成的支撐物結(jié)構(gòu)。通常，支撐物結(jié)構(gòu)為矩形形狀。在一個(gè)實(shí)例中，支撐物結(jié) 構(gòu)的尺寸為46英寸長(zhǎng)乘15英寸寬乘2英寸深。排列在所述支撐物結(jié)構(gòu)的頂表面上的 是通過(guò)撓性電互連的方式串聯(lián)連接的太陽(yáng)能電池。因此， 一個(gè)太陽(yáng)能電池的底部上的 電極經(jīng)由撓性端連接器連接到下一連續(xù)太陽(yáng)能電池的頂部總線(xiàn)條。所述總線(xiàn)條電連接 電池的前(頂)表面上的導(dǎo)電指狀物。所述支撐物結(jié)構(gòu)在所述表面上具有用于接納圓 形太陽(yáng)能電池的圓形阱，且所述太陽(yáng)能電池以所需方式互連。所述著陸區(qū)域(也就是 說(shuō)，個(gè)別太陽(yáng)能電池之間的區(qū)域)具有小面，所述小面具有用于反射光的光反射性表 面，所述光通常以使得被反射的輻射在到達(dá)覆蓋所述太陽(yáng)能電池陣列的光媒介的前表 面時(shí)在內(nèi)部被向下反射回到所述太陽(yáng)能電池陣列的前表面的角度碰撞在所述著陸區(qū)域 上。安裝在所述支撐物結(jié)構(gòu)上的陣列必須與光學(xué)透明覆蓋物材料耦合。所述太陽(yáng)能電 池與所述光學(xué)媒介之間或所述著陸區(qū)域與所述光學(xué)媒介之間不應(yīng)存在任何氣間。通常， 所述光學(xué)透明覆蓋物材料被直接置于所述太陽(yáng)能電池的前表面上。所述光學(xué)透明覆蓋 物具有通常在約1.3到約3.0之間的折射指數(shù)且在約1/8英寸到約3/8英寸厚的范圍內(nèi)。
在使用光反射器方法的常規(guī)太陽(yáng)能電池模塊的一種設(shè)計(jì)中，太陽(yáng)能電池為矩形或 正方形形狀，間隔開(kāi)，且以行及列布置。所述太陽(yáng)能電池被囊封或"封裝"，也就是 說(shuō)，在其前(頂)及后(底)兩側(cè)上由物理屏障包圍。囊封有助于保護(hù)所述太陽(yáng)能電 池免受環(huán)境降級(jí)(例如，免受物理穿透)，且減小太陽(yáng)能電池遭受太陽(yáng)輻射的紫外(UV) 部分的降級(jí)。通常，所述前屏障是玻璃片。所述玻璃被接合到熱塑性或熱固性聚合物 囊封劑。此透明或透射聚合囊封劑使用合適的熱或光處理接合到前及后支撐物片。所 述后支撐物片可以是玻璃板或撓性聚合片的形式。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，本發(fā)明以一種包括透明前覆蓋物、多個(gè)太陽(yáng)能電池、后覆蓋物及 光透射囊封劑的太陽(yáng)能電模塊為特征。所述太陽(yáng)能電池被配置為通常共面布置且彼此 間隔開(kāi)。所述后覆蓋物與所述前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述前覆蓋物，其中所述 太陽(yáng)能電池安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間。所述后覆蓋物具有最接近 于所述透明前覆蓋物的表面，所述表面至少在所述太陽(yáng)能電池之間所暴露的表面的一 部分上反射。所述后覆蓋物至少在由所述太陽(yáng)能電池掩蓋的若干區(qū)中具有多個(gè)預(yù)定大 小的穿孔。所述光透射囊封劑安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間。光透射 穿過(guò)所述透明前覆蓋物且入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的后覆蓋物上。光朝 向所述透明前覆蓋物反射且在內(nèi)部從所述透明前覆蓋物朝向所述太陽(yáng)能電池及后覆蓋 物向后反射。所述穿孔使得濕氣能夠遷移進(jìn)或遷移出所述光透射囊封劑及所述太陽(yáng)能 電池。
在--個(gè)實(shí)施例中，所述后覆蓋物是復(fù)合后表皮，且所述復(fù)合后表皮的最接近于所 述透明前覆蓋物的表面具有反射性涂層。在由所述太陽(yáng)能電池掩蓋的若干區(qū)的至少若 干部分中，所述后覆蓋物的表面上沒(méi)有所述反射性涂層。所述后覆蓋物包括復(fù)合后表 皮及安置在所述復(fù)合后表皮的最接近于所述太陽(yáng)能電池的表面上的反射層。所述復(fù)合 后表皮及所述反射層由單片制作。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明以一種包括透明前覆蓋物、多個(gè)太陽(yáng)能電池、后覆蓋物、 光透射囊封劑及反射層的太陽(yáng)能電模塊為特征。所述透明前覆蓋物具有前表面及后表 面。所述太陽(yáng)能電池被配置為通常共面布置且彼此間隔開(kāi)。所述后覆蓋物與所述透明 前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述透明前覆蓋物。所述太陽(yáng)能電池安置在所述透明前 覆蓋物與所述后覆蓋物之間。所述太陽(yáng)能電池具有面向所述透明前覆蓋物的前表面及 背對(duì)所述透明前覆蓋物的后表面。每一太陽(yáng)能電池具有一個(gè)前表面及一個(gè)后表面。所 述光透射囊封劑安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間。所述反射層安置在所 述太陽(yáng)能電池與所述后覆蓋物之間。所述透明前覆蓋物穿過(guò)所述透明前覆蓋物透射光， 且所述光入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的反射層上。所述反射層朝向所述透 明前覆蓋物引導(dǎo)所述光。所述透明前覆蓋物的前表面在內(nèi)部朝向所述太陽(yáng)能電池的前 表面向后反射所述光。所述反射層至少在由所述太陽(yáng)能電池掩蓋的若干區(qū)中具有多個(gè) 預(yù)定大小的穿孔。所述穿孔提供進(jìn)入到所述光透射囊封劑中及從所述光透射囊封劑出 來(lái)的濕氣運(yùn)送。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述后覆蓋物包括具有面向所述透明前覆蓋物的前表面的后表
皮層。在一個(gè)實(shí)施例中，所述后表皮層具有從約1克/平方米/天到約10克/平方米/天
的滲透指數(shù)。在另一實(shí)施例中，所述后表皮層包括聚氟乙烯聚合物。在另一實(shí)施例中， 所述后表皮層及所述反射層由單片制作以形成復(fù)合后表皮。在一個(gè)實(shí)施例中，所述反射層包括支撐物層及安置在所述支撐物層的背對(duì)所述透明前覆蓋物的表面上的反射性 涂層。在再一實(shí)施例中，所述光透射囊封劑包括乙烯基乙酸乙酯。在一個(gè)實(shí)施例中， 所述穿孔形成多個(gè)窗口。所述多個(gè)窗口中的每一窗口鄰近每一太陽(yáng)能電池的每一后表 面。在另一實(shí)施例中，所述反射層是反射性金屬。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明以一種包括透明前覆蓋物、多個(gè)太陽(yáng)能電池、后覆蓋物、 光透射囊封劑及反射層的太陽(yáng)能電模塊為特征。所述透明前覆蓋物具有前表面及后表 面。所述太陽(yáng)能電池被配置為通常共面布置且彼此間隔開(kāi)。所述后覆蓋物與所述透明 前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述透明前覆蓋物。所述太陽(yáng)能電池安置在所述透明前 覆蓋物與所述后覆蓋物之間。所述太陽(yáng)能電池具有面向所述透明前覆蓋物的前表面及 背對(duì)所述透明前覆蓋物的后表面。每一太陽(yáng)能電池具有一個(gè)前表面及一個(gè)后表面。光 透射層安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間且囊封所述太陽(yáng)能電池。所述光 透射層包括第一透明材料層及第二透明材料層。第一層鄰近所述透明前覆蓋物的后表 面安置。第二層鄰近所述太陽(yáng)能電池的若干后表面安置。所述反射層安置在所述太陽(yáng) 能電池與所述后覆蓋物之間。所述透明前覆蓋物穿過(guò)所述透明前覆蓋物透射光且所述 光入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的反射層上。所述反射層朝向所述透明前覆 蓋物引導(dǎo)所述光，且所述透明前覆蓋物的前表面在內(nèi)部朝向所述太陽(yáng)能電池的前表面 向后反射所述光。所述第一透明材料層包括鄰近所述太陽(yáng)能電池的前表面的一個(gè)或一 個(gè)以上囊封片，且重量減輕層安置在所述透明前覆蓋物的后表面與一個(gè)或一個(gè)以上囊 封片之間。所述重量減輕層具有小于所述透明前覆蓋物的密度，且取代等于所述重量 減輕層的體積的透明前覆蓋物的體積。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一透明材料層是熱固性塑料。在一個(gè)實(shí)施例中，所述熱 固性塑料包括乙烯基乙酸乙酯。在另一實(shí)施例中，所述重量減輕層包括乙烯基乙酸乙 酯及離聚物。在一個(gè)實(shí)施例中，所述重量減輕層包括安置在兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片之 間的一個(gè)或一個(gè)以上離聚物片。在另一實(shí)施例中，所述透明前覆蓋物是具有大約1毫 米到約10毫米的厚度的玻璃片，且所述重量減輕層具有大約約1毫米到約10毫米的 厚度。在再一實(shí)施例中，所述透明前覆蓋物是具有大約3毫米到大約6毫米的厚度的 玻璃片，且所述重量減輕層具有大約2毫米到大約6毫米的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中， 所述重量減輕層包括兩個(gè)離聚物片及兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片。每一離聚物片具有約1 毫米的厚度。每一乙烯基乙酸乙酯片具有約0.5毫米的厚度。所述兩個(gè)離聚物片接合
于所述兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片之間。在另一實(shí)施例中，所述重量減輕層包括六個(gè)乙烯
基乙酸乙酯片，每一乙烯基乙酸乙酯片具有約0.5毫米的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，所 述透明前覆蓋物是具有大約5毫米的厚度的玻璃片，且所述重量減輕層具有大約2毫 米的厚度。在再一實(shí)施例中，所述重量減輕層包括具有約1毫米的厚度的離聚物片， 及每一者具有約0.5毫米的厚度的兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片。所述離聚物片接合于所述 兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片之間。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明以一種包括透明前覆蓋物、多個(gè)太陽(yáng)能電池、后覆蓋物、光透射囊封劑、反射構(gòu)件及濕氣控制構(gòu)件的太陽(yáng)能電模塊為特征。所述透明前覆蓋物 具有前表面及后表面。所述太陽(yáng)能電池被配置為通常共面布置且彼此間隔開(kāi)。所述后 覆蓋物與所述透明前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述透明前覆蓋物。所述太陽(yáng)能電池 安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間。所述太陽(yáng)能電池具有面向所述透明前 覆蓋物的前表面及背對(duì)所述透明前覆蓋物的后表面。每一太陽(yáng)能電池具有一個(gè)前表面 及一個(gè)后表面。所述光透射囊封劑安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間。所 述反射構(gòu)件安置在所述太陽(yáng)能電池與所述后覆蓋物之間。所述透明前覆蓋物穿過(guò)所述 透明前覆蓋物透射光，且所述光入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的反射構(gòu)件上。 所述反射構(gòu)件朝向所述透明前覆蓋物引導(dǎo)所述光。所述透明前覆蓋物的前表面在內(nèi)部 朝向所述太陽(yáng)能電池的前表面向后反射所述光。所述濕氣控制構(gòu)件包括多個(gè)預(yù)定大小 的穿孔，所述穿孔至少在由所述太陽(yáng)能電池掩蓋的若干區(qū)中的反射構(gòu)件中形成。所述 穿孔提供進(jìn)入到所述光透射囊封劑及從所述光透射囊封劑出來(lái)的濕氣運(yùn)送。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明以一種包括透明前覆蓋物、多個(gè)太陽(yáng)能電池、后覆蓋物、 光透射囊封劑、反射層及重量減輕構(gòu)件的太陽(yáng)能電模塊為特征。所述透明前覆蓋物具 有前表面及后表面。所述太陽(yáng)能電池被配置為通常共面布置且彼此間隔開(kāi)。所述后覆 蓋物與所述透明前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述透明前覆蓋物。所述太陽(yáng)能電池安 置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間。所述太陽(yáng)能電池具有面向所述透明前覆 蓋物的前表面及背對(duì)所述透明前覆蓋物的后表面。每一太陽(yáng)能電池具有一個(gè)前表面及 一個(gè)后表面。光透射層安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間且囊封所述太陽(yáng) 能電池。所述光透射層包括第一透明材料層及第二透明材料層。第一層鄰近所述透明 前覆蓋物的后表面安置。第二層鄰近所述太陽(yáng)能電池的若干后表面安置。所述反射層 安置在所述太陽(yáng)能電池與所述后覆蓋物之間。所述透明前覆蓋物穿過(guò)所述透明前覆蓋 物透射光且所述光入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的反射層上。所述反射層朝 向所述透明前覆蓋物引導(dǎo)所述光，且所述透明前覆蓋物的前表面在內(nèi)部朝向所述太陽(yáng) 能電池的前表面向后反射所述光。所述第一透明材料層包括鄰近所述太陽(yáng)能電池的前 表面的一個(gè)或一個(gè)以上囊封片。所述重量減輕構(gòu)件安置在所述透明前覆蓋物的后表面 與一個(gè)或一個(gè)以上囊封片之間。所述重量減輕構(gòu)件具有小于所述透明前覆蓋物的密度， 且取代等于所述重量減輕層的體積的透明前覆蓋物的體積。


通過(guò)結(jié)合附圖參考以下說(shuō)明可更好地理解本發(fā)明的以上及其它優(yōu)點(diǎn)，其中在各個(gè) 圖式中相同的編號(hào)指示相同的結(jié)構(gòu)元件及特征。所述圖式未必符合比例，而重點(diǎn)在于 圖解說(shuō)明本發(fā)明的原理。
圖1是排列在支撐物結(jié)構(gòu)上的所圖解說(shuō)明太陽(yáng)能電池的片段圖解側(cè)正視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的包括重量減輕層的太陽(yáng)能電池模塊的截面的分解示意性表示。
圖3是層壓太陽(yáng)能電池模塊的截面的示意性表示，其圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明原理的 光反射。
圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的包括重量減輕層的太陽(yáng)能電池模塊的組件的分解示意性表示。
圖5是根據(jù)本發(fā)明原理的包括重量減輕層的層壓太陽(yáng)能電池模塊的截面的示意性 表示。
圖6是根據(jù)本發(fā)明原理的第一透明層的組件的截面的示意性表示。 圖7是根據(jù)本發(fā)明原理的包括復(fù)合后表皮的太陽(yáng)能電池模塊的截面的分解示意性 表示。
圖8是根據(jù)本發(fā)明原理的包括濕氣滲透區(qū)域的太陽(yáng)能電池模塊的平面(俯視)圖。 圖9是根據(jù)本發(fā)明原理的包括濕氣減輕特征的層壓太陽(yáng)能電池模塊的截面的示意 性表示。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及包括互連太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電模塊的結(jié)構(gòu)及制造，所述太陽(yáng)能電模 塊安置在可透過(guò)太陽(yáng)輻射的大部分光譜的前(頂)保護(hù)性支撐物片或超級(jí)襯底(其可 以是撓性塑料片或玻璃板)與后(底)支撐物片或襯底之間。說(shuō)明用于模塊構(gòu)形的元 件及技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)更簡(jiǎn)單的制造程序且提高用于大的商務(wù)平屋頂安裝的模塊的市 場(chǎng)接受性，其中所述模塊的總重量可過(guò)大。這些元件及技術(shù)在使用反射器材料來(lái)降低 模塊成本(通過(guò)將所使用太陽(yáng)能電池的數(shù)目減少到用于不具有光反射器特征的常規(guī)模 塊中的那些太陽(yáng)能電池的一半到三分之一)的模塊設(shè)計(jì)中可與聚光原理結(jié)合。在一個(gè) 方面中，本發(fā)明以一種減小模塊的重量同時(shí)保留光反射材料所產(chǎn)生的成本效益的方法 為特征，從而增加對(duì)"低集中器(low concentrator)" —般類(lèi)別的光反射器太陽(yáng)能產(chǎn) 品的市場(chǎng)滲透窗口。在另一方面中，本發(fā)明以一種通過(guò)在模塊的背部將光反射及成本 降低元件與稱(chēng)為模塊"后表皮"的常規(guī)屏障片組合來(lái)簡(jiǎn)化所述模塊的構(gòu)形及制造的方 法為特征。在另一方面中，本發(fā)明提供濕氣控制特征，例如，在一個(gè)實(shí)施例中為具有 進(jìn)入及離開(kāi)模塊內(nèi)部的受控制濕氣入口及出口的后表皮。
本發(fā)明的方法簡(jiǎn)化模塊設(shè)計(jì)及制造，且拓寬太陽(yáng)能電模塊的市場(chǎng)。通過(guò)使得模塊 中電池的總數(shù)目能夠減少同時(shí)維持模塊性能(也就是說(shuō)，維持與不具有本發(fā)明的方法 的模塊類(lèi)似等級(jí)的電力輸出)來(lái)實(shí)現(xiàn)成本降低。
圖1是排列在支撐物結(jié)構(gòu)上的所圖解說(shuō)明太陽(yáng)能電池的片段圖解側(cè)正視圖。圖1 圖解說(shuō)明根據(jù)頒發(fā)給艾米克的美國(guó)專(zhuān)利4,235， 643的用于光反射器模塊的一種常規(guī)方 法。圖1中所示的方法適合與本發(fā)明的方法一同使用，但并不限制本發(fā)明。太陽(yáng)能電 池14排列且安裝在支撐物結(jié)構(gòu)10上且隨后由光學(xué)透明層16覆蓋且與光學(xué)透明層16耦合。如圖1的常規(guī)方法中所示，光學(xué)透明覆蓋物材料16 (舉例來(lái)說(shuō))是電子及太陽(yáng) 能電池工業(yè)一般熟知的硅橡膠囊封材料中的任一種或其它紫外穩(wěn)定且耐候性材料。
圖1適合與本發(fā)明的方法一同使用，通過(guò)用形成頂層的相對(duì)薄的玻璃片及所述薄 頂部玻璃片與太陽(yáng)能電池14之間的光學(xué)透明塑料層取代所述光學(xué)透明層來(lái)完成重量 控制或減輕目標(biāo)。本發(fā)明的此方法將硬抗刮劃保護(hù)性玻璃覆蓋物的優(yōu)點(diǎn)與重量較輕(通 常為塑料)的材料的使用結(jié)合，如本文中別處更加詳細(xì)地論述(參見(jiàn)圖解說(shuō)明本發(fā)明 的重量減輕方法的圖2到圖6)。
在圖1的常規(guī)方法中，排列在支撐物結(jié)構(gòu)10的表面上的太陽(yáng)能電池14之間的著 陸區(qū)域12具有若干小面，所述小面具有光反射性表面18。光反射性表面18可以是鏡 射表面、經(jīng)拋光金屬等。
如圖1的常規(guī)方法中所示，所述小面呈具有光反射性表面18的V狀溝槽形式。 所述溝槽的深度通常在約0.001英寸到約0.025英寸的范圍內(nèi)或?yàn)楣鈱W(xué)透明覆蓋物材料 16的厚度的大約0.1。由所述小面或溝槽的兩個(gè)向上傾斜的平面形成的頂點(diǎn)處的角度 20必須在約IIO度到130度的范圍內(nèi)且優(yōu)選地為120度的角度。此外，在一個(gè)實(shí)施例 中，所述溝槽的深度為約0.3毫米。
如圖1中所示，有小面區(qū)12與太陽(yáng)能電池14通常共面。在一個(gè)實(shí)施例中，所述 小面的垂直高度將等于太陽(yáng)能電池14的厚度且所述小面將經(jīng)布置使得所述小面將不 會(huì)在電池14的底表面下方延伸。
如可在圖1中看到，舉例來(lái)說(shuō)，通常由附圖標(biāo)記22指定的法向垂直入射太陽(yáng)能 輻射(其碰撞在通常不活動(dòng)的著陸區(qū)域12上)由提供在著陸區(qū)域12中的小面的反射 表面18反射，使得所述輻射重新進(jìn)入光學(xué)媒介16。當(dāng)所述被反射的輻射到達(dá)所述光 學(xué)媒介的前表面24時(shí)，且如果其構(gòu)成大于臨界角度的角度26，那么所述輻射將被完 全截留且被向下反射到所述后表面。所述臨界角度是指入射角度26針對(duì)從較密集的媒 介傳遞到較不密集的媒介的一束光22可具有的最大值。如果入射角度26超過(guò)所述臨 界角度，那么光束22不會(huì)進(jìn)入所述較不密集的媒介但將在內(nèi)部被全部反射回到所述較 密集的媒介(光學(xué)媒介16)中。
到達(dá)的太陽(yáng)能輻射22可撞擊太陽(yáng)能電池14而非著陸區(qū)12，在此情況下其將被吸 收且貢獻(xiàn)于所述模塊的電輸出。此重新引導(dǎo)撞擊不活動(dòng)表面的光使得其將落在活動(dòng)表 面上的能力準(zhǔn)許電池14在每一單位面積的輸出損失最小的情況下以較大距離排列，因 此提高輸出功率及/或降低太陽(yáng)能電池模塊的成本/瓦。
顯著的是，所述小面的幾何形狀應(yīng)使得從著陸區(qū)域12中的小面的表面18反射的 光不會(huì)被鄰近小面遮蔽或阻擋。另外，被從表面18及著陸區(qū)域12反射后的光在其到 達(dá)光學(xué)媒介16的前表面24時(shí)必須與前表面24構(gòu)成超過(guò)臨界角度的角度26。
如所指示，著陸區(qū)域12上的溝槽的表面18可以是平滑的光學(xué)反射表面；也就是 說(shuō)，其應(yīng)具有小于0.15的太陽(yáng)能吸收率。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)用合適的金屬(例如，鋁 或銀)來(lái)涂敷用機(jī)器加工或模制的溝槽來(lái)準(zhǔn)備這些表面。以實(shí)例而非限制本發(fā)明方法的方式，太陽(yáng)能電池模塊可采用頒發(fā)給漢諾卡 (Hanoka)的美國(guó)第5，478，402號(hào)、頒發(fā)給漢諾卡的第6,586,271號(hào)及頒發(fā)給剛斯亞如 奧斯科(Gonsiorawski)的第6,660,930號(hào)中所說(shuō)明及圖解說(shuō)明的形式。通常，這些專(zhuān) 利(5,478,402、 6,586,271及6,660,930)描述由分層構(gòu)造構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊，所述 分層構(gòu)造通常包括透明前覆蓋物、塑料(囊封)層、太陽(yáng)能電池14、塑料(囊封)層 及后覆蓋物。太陽(yáng)能電池14通常由電導(dǎo)體連接，所述電導(dǎo)體提供從一個(gè)太陽(yáng)能電池 14的底表面到下一鄰近太陽(yáng)能電池14的頂表面的電連接。所述太陽(yáng)能電池串聯(lián)連接 為太陽(yáng)能電池14串。
在某些常規(guī)方法中，在太陽(yáng)能電池14陣列后方包括反射層。已在各種模塊構(gòu)形 實(shí)施例中提出此種反射層。以實(shí)例而非限制本發(fā)明方法的方式，太陽(yáng)能電池模塊可采 用頒發(fā)給卡道斯卡斯(Kardauskas)的美國(guó)第5,994,641號(hào)專(zhuān)利(在下文中為"卡道斯 卡斯")中所描述的形式，其也稱(chēng)作"低集中器"模塊設(shè)計(jì)。通常，卡道斯卡斯描述 具有透明前覆蓋物、塑料層、太陽(yáng)能電池14、反射層、塑料層及后覆蓋物的太陽(yáng)能電 池模塊。
圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的包括重量減輕層52的太陽(yáng)能電池模塊的截面的分解示
意性表示。
圖2中所示的所揭示模塊構(gòu)形包括透明前面板(舉例來(lái)說(shuō)，前玻璃片)28、第一 囊封劑層34 (其被置于通常由附圖標(biāo)記36指定的太陽(yáng)能電池前方且其中嵌入有太陽(yáng) 能電池36)、第二 (后)層囊封劑42、反射層40及"后"玻璃片50。反射層40包 括反射層支撐物46，其優(yōu)選地是涂有薄金屬層48的聚合物片。反射器層支撐物46接 合到后玻璃50。
透明前面板28具有前表面30及后表面32。透明前面板28由一種或一種以上允 許透射太陽(yáng)能光束22 (圖3中顯示)的透明材料構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施例中，透明前面板 28是玻璃，具有約2到4克/立方厘米的密度。在其它實(shí)施例中，透明前面板28由透 明聚合物材料(例如，丙烯酸材料)構(gòu)成。
太陽(yáng)能電池36具有前表面57及后表面59。太陽(yáng)能電池36由通常由附圖標(biāo)記38 指定的導(dǎo)體(也稱(chēng)作"連接片")連接。
具有反射性涂層48的反射層40針對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供反射層。反射性涂 層48是金屬材料，舉例來(lái)說(shuō)，鋁。在另一實(shí)施例中，反射性涂層48是銀，其比鋁更 具反射性但通常也更昂貴。在一個(gè)實(shí)施例中，反射性涂層48涂敷或涂蓋有透明電絕緣 層以防止電流在反射性涂層48與任何導(dǎo)體38或與太陽(yáng)能電池36的后表面59相關(guān)聯(lián) 的電觸點(diǎn)或與所述模塊相關(guān)聯(lián)的其它電路之間流動(dòng)。在優(yōu)選地實(shí)施例中，所述反射性 涂層或?qū)?8位于支撐物46的面向后表皮44或后面板50的表面上。支撐物46可透光， 使得光束22可通過(guò)所述支撐物，入射于反射涂層或?qū)?8上，且經(jīng)由支撐物46朝向透 明前面板28向后反射。
以實(shí)例而非限制本發(fā)明方法的方式，本發(fā)明的方法也適合與根據(jù)艾米克的方法的溝槽型反射性支撐物層46 —同使用。所述溝槽的深度通常在約O.OOl"到0.025"的范圍 內(nèi)或?yàn)楣鈱W(xué)透明覆蓋物材料的厚度的大約0.1。由所述小面或溝槽的兩個(gè)向上傾斜的平 面形成的頂點(diǎn)處的角度20 (參見(jiàn)圖1)必須在約IIO度到130度的范圍內(nèi)且優(yōu)選地為 120度的角度。
以實(shí)例而非限制本發(fā)明方法的方式，本發(fā)明的方法適合與根據(jù)卡道斯卡斯的方法 的溝槽型反射性支撐物層46 —同使用。卡道斯卡斯中提供的一個(gè)實(shí)例指示支撐物層 46具有約.004英寸到約.010英寸的厚度及V-形溝槽。所述溝槽具有110度到130度之 間的夾角(如在圖1中的角度20中)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述溝槽具有0.002英寸以 上的深度，及約0.007英寸的重復(fù)(峰到峰)間距。鋁或銀反射性涂層48具有在約300 埃到約1000埃的范圍內(nèi)、優(yōu)選地在300埃到約500埃的范圍內(nèi)的厚度。在一個(gè)實(shí)施例 中，所述小面呈V-形溝槽形式。
第一囊封劑層34包括一個(gè)或一個(gè)以上通常由附圖標(biāo)記52指定的重量控制片或?qū)?及囊封片54 (將在本文中別處更加詳細(xì)地論述)。
通常，囊封層34及42包括一種或一種以上塑料材料。在一個(gè)實(shí)施例中，層34 及42包括乙烯基乙酸乙酯(EVA)。層34及/或42可包括其它材料，例如UV阻擋 材料，其有助于防止EVA的降級(jí)，或可在EVA中包括所述UV阻擋材料。在另一實(shí) 施例中，囊封層34及42包括離聚物。在另外的實(shí)施例中，囊封層34包括EVA及離 聚物材料兩者(參見(jiàn)圖6)。在各種實(shí)施例中，囊封層34及42由抗UV的EVA材料 構(gòu)成，例如由STR (專(zhuān)門(mén)技術(shù)資源公司(Specialized Technology Resources, Inc.))提 供的抵抗降級(jí)及變黃的15420/UF或15295/UF。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，以一種重量減輕方法為特征。 一個(gè)相關(guān)問(wèn)題是缺乏用于 構(gòu)造太陽(yáng)能電池的材料的可用性。近年來(lái)，由于硅原材料或"給料"的短缺，已變得 越來(lái)越需要具有減少數(shù)目的太陽(yáng)能電池36的有效模塊?；诠杼?yáng)能電池的產(chǎn)品占 2006年全世界銷(xiāo)售的當(dāng)前太陽(yáng)能電產(chǎn)品的85%以上。
本發(fā)明的一個(gè)方面以具有比現(xiàn)有太陽(yáng)能電模塊減小的重量的太陽(yáng)能電模塊(參見(jiàn) 圖2)為特征。具有較少數(shù)目的硅太陽(yáng)能電池36的重量減小的模塊有利于大面積平屋 頂安裝。每一瓦模塊功率所需要的硅給料量及在模塊壽命期間所產(chǎn)生的能量kWh降 低。在太陽(yáng)能電池36的平屋頂陣列的許多實(shí)施方案中，所述陣列包括在3000到5000 之間的太陽(yáng)能電模塊。每一模塊通常大約重50 lbs。通常，所述模塊安裝在具有大屋 頂面積的倉(cāng)庫(kù)上。模塊的機(jī)架十分沉重，因此通常使用用于安裝的高吊車(chē)來(lái)將其吊到 屋頂。所安裝重量是平屋頂陣列應(yīng)用中的關(guān)鍵因素。如果重量大于可接受的閾值，那 么過(guò)大的安裝重量(舉例來(lái)說(shuō)，大于每平方英尺五磅)問(wèn)題將妨礙模塊產(chǎn)品的接受性。 模塊重量通常包含所安裝陣列屋頂荷載的50%到75%。通常需要將所安裝重量減小到 每平方英尺五磅的閾值或更低。不具有任何重量減小或減輕特征的大模塊陣列的總屋 頂荷載的范圍通常為50到100噸。
舉例來(lái)說(shuō)，具有3 mm厚度的前覆蓋玻璃片允許太陽(yáng)能電池36以大于現(xiàn)有(常規(guī))太陽(yáng)能電模塊中的太陽(yáng)能電池36的距離間隔開(kāi)，從而使太陽(yáng)能電池36的數(shù)目減少三 分之一，同時(shí)將給定面積的模塊功率密度的比值維持在約10%到約15%內(nèi)。如果前玻 璃覆蓋片28的厚度從3毫米加倍為6毫米，那么電池間距可進(jìn)一步增加且太陽(yáng)能電池 36的數(shù)目可進(jìn)一步減少額外的約30%到約50%。太陽(yáng)能電池36的減少為電池36的一 半到三分之一(與不具有反射層40的常規(guī)模塊中所使用的太陽(yáng)能電池36的數(shù)目相比)。 將玻璃厚度加倍(舉例來(lái)說(shuō)加倍到6 mm)可將所安裝重量密度增加到每平方英尺七到 八磅。盡管太陽(yáng)能電池36的數(shù)目減少，增加的重量可使所述模塊不適合于大量平屋頂 安裝。
根據(jù)本發(fā)明的若干實(shí)施例， 一個(gè)或一個(gè)以上額外透明材料(也就是說(shuō)，囊封劑) 片52插入到典型厚度(也就是說(shuō)，在約0.5毫米到約1毫米的范圍內(nèi))的囊封層54 與前覆蓋玻璃28之間。額外重量減輕片52增加太陽(yáng)能電池36與空氣-玻璃界面(透 明前面板28的前表面30)之間的間隔，全部?jī)?nèi)部反射在所述空氣-玻璃界面處發(fā)生。 使用額外囊封劑層52替代增加玻璃厚度實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池36數(shù)目的所需減少，而重量 增加比原本在增加玻璃厚度時(shí)會(huì)發(fā)生的重量增加小。在各種實(shí)施例中，額外重量減輕 材料片52可以是熱固性塑料乙烯基乙酸乙酯(EVA)、離聚物或EVA與離聚物片的 組合。在其它實(shí)施例中，可將額外囊封劑層36與增加的玻璃厚度組合使用。重量減輕 材料52具有小于玻璃透明前面板28的密度的密度，玻璃透明前面板28的密度在一個(gè) 實(shí)施例中具有在約2克/立方厘米到約4克/立方厘米的范圍內(nèi)的密度。
圖3是層壓太陽(yáng)能電池模塊的截面的示意性表示，其圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明原理的 光反射。圖3的層壓太陽(yáng)能電池模塊包括透明前面板28、第一光透射層34、太陽(yáng)能電 池36、第二光透射層42、包括反射性涂層48 (未顯示)的反射層40及后表皮44。第 一光透射層34包括重量減輕層52及囊封片54。在一個(gè)實(shí)施例中，重量減輕層52包 括多個(gè)囊封片(在圖3中未顯示，參見(jiàn)圖6)。入射光22透射穿過(guò)前透明面板28，由 反射層40向上反射，由透明前面板28的頂表面30在內(nèi)部反射，且隨后碰撞在太陽(yáng)能 電池36的頂表面57上。反射層層距離49 (也稱(chēng)為光重新引導(dǎo)層距離49)是反射層 40與透明前面板28的前表面30之間的距離。所圖解說(shuō)明組件28、 52、 54、 36、 42、 40及44的尺寸在圖3中未必符合比例。反射層40包括具有金屬涂層48的反射性涂 層支撐物46。在其它實(shí)施例中，反射層40是金屬層(舉例來(lái)說(shuō)，鋁或銀)。在另一 實(shí)施例中，反射層40是復(fù)合后表皮60 (參見(jiàn)圖7)。
在本發(fā)明的方法中，目標(biāo)是增加反射層距離49而不增加透明前面板28的重量(舉 例來(lái)說(shuō)，當(dāng)透明前面板28是玻璃時(shí))。當(dāng)反射層距離49增加時(shí)，入射輻射22可被反 射更大的水平距離，因?yàn)槿肷漭椛?2被以一角度向上反射且隨后由前表面30以一角 度向下反射，此允許隨著重量減輕層52提供的反射層距離49的增加而將太陽(yáng)能電池 36更遠(yuǎn)地間隔開(kāi)。
在一種典型常規(guī)方法(其不打算限制本發(fā)明)中，透明前面板28是厚度為約3 毫米的玻璃片，囊封片54具有約0.5毫米的厚度(不包括重量減輕片52)，太陽(yáng)能電池36具有約0.25毫米或更小的厚度，反射層46是0.25毫米(或更小)，第二或后囊 封片42為約0.25毫米，且后覆蓋物為約0.25毫米。
在本發(fā)明的方法中，第一光透射材料層34包括囊封片54及一個(gè)或一個(gè)以上重量 減輕片52兩者。在一個(gè)實(shí)施例中，所述一個(gè)或一個(gè)以上重量減輕層片52可形成厚達(dá) IO毫米的層，而所述太陽(yáng)能電模塊針對(duì)透明前面板28保持相對(duì)薄的厚度。增加的重 量減輕厚度增加反射層距離49，此又允許太陽(yáng)能電池36之間的間距較大。
在一種常規(guī)方法中，所述太陽(yáng)能電模塊包括厚度為約1/8英寸的玻璃透明前覆蓋 物28且太陽(yáng)能電池36間隔開(kāi)約10mm。
在本發(fā)明的方法中，包括重量減輕層52，使得透明前覆蓋物28厚度為約1/8英 寸或約5/32英寸(或厚度為約3毫米或更小)且太陽(yáng)能電池之間的間距可增加到約15 到約30毫米的范圍。在各種實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池36的寬度在約25到約75毫米的 范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池36具有約0.25毫米(或更小)的厚度且形狀 為矩形，其中長(zhǎng)尺寸為約125毫米，且短尺寸為約62.5毫米。在本發(fā)明的各種實(shí)施例 中，透明前面板28的厚度范圍為1毫米到IO毫米厚。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，透 明前面板28的厚度范圍為約l/8英寸到約l/4英寸厚。在其它優(yōu)選實(shí)施例中，透明前 面板28的厚度范圍為約3毫米到約6毫米厚。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，反射層40提供約20%到約30%的光回收。透明 前覆蓋物28的厚度為約3毫米，且重量減輕層52為約3毫米。太陽(yáng)能電池36具有約 62.5毫米乘約125毫米及約0.25毫米或更小的厚度的尺寸。太陽(yáng)能電池36具有間隔 開(kāi)約15毫米的間距。
在其它實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池36具有條帶(也稱(chēng)為"帶狀物")形式，所述條 帶具有約8毫米到約25毫米的寬度及在約100毫米到約250毫米的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
在另一實(shí)施例中，條帶太陽(yáng)能電池36為約25毫米寬乘約250毫米長(zhǎng)。條帶太陽(yáng) 能電池36之間的間距為約5毫米到約25毫米。重量減輕層52具有約3毫米到約6 毫米(且高達(dá)10毫米)的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，所述太陽(yáng)能電模塊具有約60個(gè)寬 度為約25毫米且長(zhǎng)度為250毫米的條帶太陽(yáng)能電池36，每一條帶太陽(yáng)能電池36產(chǎn)生 約0.6伏，使得所述太陽(yáng)能電模塊的開(kāi)放電路電壓輸出為36伏。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，重量減輕層52的寬度范圍為約0.5毫米到約10毫米。 在一個(gè)實(shí)施例中，透明前面板28具有約3毫米到約6毫米的厚度且重量減輕層52具 有約2毫米到約6毫米的厚度。在另一實(shí)施例中，重量減輕層52包括六個(gè)EVA片， 每一片具有約0.5毫米的厚度。在另一實(shí)施例中，透明前面板28具有約2毫米的厚度 且重量減輕層52具有約5毫米的厚度。
本發(fā)明的重量減輕方面保留玻璃覆蓋物28的優(yōu)點(diǎn)(針對(duì)透明度，抗降級(jí)、保護(hù) 模塊的前部、不透水的濕氣不滲透性及硬度(抗刮劃))，同時(shí)限制透明前面板28 的厚度(及重量)。使用重量減輕層52增加反射層距離49，此又允許太陽(yáng)能電池36 更遠(yuǎn)地間隔開(kāi)。因此，太陽(yáng)能電模塊可使用與不具有任何重量減輕層52的太陽(yáng)能電模塊相比較少的太陽(yáng)能電池36提供大約相同的功率輸出。
通常，本發(fā)明的重量減輕方面還提供可靠性提高的非預(yù)期結(jié)果，因?yàn)榇嬖谳^少的
太陽(yáng)能電池36。本發(fā)明的重量減輕方法還提供提供對(duì)重量減輕層52下方的組件(舉 例來(lái)說(shuō)，反射層40)的更多U-V保護(hù)的非計(jì)劃且富有成效的結(jié)果，因?yàn)樵黾拥木酆衔?層(舉例來(lái)說(shuō)，EVA)通常具有U-V阻擋或吸收性質(zhì)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的包括重量減輕層52的太陽(yáng)能電池模塊的組件的分解示 意性表示。圖5是根據(jù)本發(fā)明原理的包括重量減輕層52的層壓太陽(yáng)能電池模塊的截面 的示意性表示。圖4及5中所圖解說(shuō)明的太陽(yáng)能電池模塊包括超級(jí)襯底或透明前面板 28、第一光透射材料層34、分開(kāi)形成的結(jié)晶太陽(yáng)能電池36的陣列、太陽(yáng)能電池之間 的通常由附圖標(biāo)記56指定的若干區(qū)(顯示于圖4中)、反射層片40、第二透明囊封 劑層42及44后表皮。第一層34包括重量減輕層52及囊封片54。圖5圖解說(shuō)明將太 陽(yáng)能電池36電互連的導(dǎo)體38 (舉例來(lái)說(shuō)，連接片)。在一個(gè)實(shí)施例中，反射層片40 包括圖2中所圖解說(shuō)明的溝槽型技術(shù)作為反射性涂層支撐物46及反射性涂層48。在 其它實(shí)施例中，反射層40是基于其它方法而不需要針對(duì)圖2中的反射性涂層支撐物 46所顯示的溝槽型方法。在另一方法中，反射層40包括鏡射、拋光金屬及/或經(jīng)圖案 化表面(具有除溝槽以外的圖案)，其為反射性且涂有金屬反射性材料48。這些反射 性材料包括鋁、銀或其它反射性材料。在一個(gè)實(shí)施例中，反射層40是基于任何合適材 料的白色表面，或其它合適反射層或結(jié)構(gòu)，以及未來(lái)將研發(fā)的反射層。在一個(gè)實(shí)施例 中，反射層40位于鄰近太陽(yáng)能電池36的第二光透射層42與后表皮44之間。通常， 本發(fā)明的方法不要求以圖4及圖5中所示的次序提供所述層。
可使用層壓技術(shù)來(lái)制作本發(fā)明的太陽(yáng)能電模塊。在此方法中，可以如圖4及5中 所示的分層或堆疊方式來(lái)組裝本發(fā)明的分離層28、 34、 36、 40、 42及44。隨后所述 層可在層壓壓機(jī)或機(jī)器中經(jīng)受熱及壓力。第一光透射層34及第二層42由在有助于將 所有層28、 34、 36、 40、 42及44接合在一起的工藝中軟化或熔化的塑料(例如，聚 合物、EVA及/或離聚物)制成。
以實(shí)例而非限制本發(fā)明方法的方式，可使用層壓技術(shù)(例如頒發(fā)給剛斯亞如奧斯 科的美國(guó)專(zhuān)利第6,660,930號(hào)中所揭示的層壓技術(shù))來(lái)制作本發(fā)明的太陽(yáng)能電模塊。參 照?qǐng)D4及圖5，太陽(yáng)能電池模塊的常規(guī)形式的組件經(jīng)修改以并入本發(fā)明且顯示其制造 步驟。所圖解說(shuō)明組件的尺寸在圖4及圖5中未必符合比例。
在本發(fā)明的方法中，如圖5中所示分開(kāi)插入反射層片40且可將其與后表皮44 一 同形成為復(fù)合件60 (參見(jiàn)圖7)。所述后表皮可具有鄰近太陽(yáng)能電池36的后側(cè)的穿孔， 以便準(zhǔn)許根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的受控制量的濕氣通過(guò)(參見(jiàn)圖8及9)。
在此常規(guī)制造工藝中，盡管在圖4或圖5中未顯示，但應(yīng)了解連接鄰近太陽(yáng)能電 池或電池串的個(gè)別導(dǎo)體38中的某些且優(yōu)選地全部在長(zhǎng)度上為特大型以用于應(yīng)力消除 且可在所述電池之間形成個(gè)別回路。每一電池在其前輻射-接收表面57上具有第一電 極或觸點(diǎn)(未顯示)且在其后表面59上具有第二電極或觸點(diǎn)(也未顯示)，其中導(dǎo)體38被軟焊到那些觸點(diǎn)以建立所需的電路配置。
在本發(fā)明的方法中，依據(jù)商業(yè)上可購(gòu)得囊封劑的厚度或?yàn)闇p小模塊重量而通過(guò)囊 封劑取代玻璃所需要的厚度(如通過(guò)包括重量減輕層52所指示(如針對(duì)圖2所說(shuō)明))， 層34及42中的每一者包括一個(gè)或一個(gè)以上囊封劑材料片。
盡管未顯示，但應(yīng)了解，太陽(yáng)能電池36經(jīng)定向使得其前觸點(diǎn)面向玻璃面板28且 還使單元36成行地布置；也就是說(shuō)，布置成若干串，其中數(shù)個(gè)串由類(lèi)似于導(dǎo)體38的 其它導(dǎo)體(未顯示)連接且其中整個(gè)陣列具有穿過(guò)組件的組合件的一側(cè)延伸出的端子 引線(xiàn)(未顯示)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電絕緣膜或材料被置于太陽(yáng)能電池36 上的觸點(diǎn)上方(在所述組裝及層壓工藝之前)以防止電流在所述觸點(diǎn)與反射層40或所 述模塊的其它部分之間流動(dòng)。
在以底部上的玻璃面板28開(kāi)始的層壓配置中的制造期間組裝前述組件28、 34、 36、 40、 42、 44。在所述層壓被組裝到組件28、 34、 36、 40、 42及44的夾層或分層 構(gòu)造中之后，將所述組合件轉(zhuǎn)移到層壓設(shè)備(未顯示)，組件28、 34、 36、 40、 42 及44在所述層壓設(shè)備處經(jīng)受所述層壓工藝。所述層壓設(shè)備實(shí)質(zhì)上是具有加熱構(gòu)件及與 壁部件或壓臺(tái)接觸的撓性壁或囊部件的真空壓機(jī)以在所述壓機(jī)被關(guān)閉及抽空時(shí)將組件 28、 34、 36、 40、 42及44壓縮在一起。圖4及5中所示的組件28、 34、 36、 40、 42 及44的夾層或分層構(gòu)造位于所述壓機(jī)內(nèi)且隨后操作關(guān)閉的壓機(jī)以便在真空中將所述 夾層(或分層構(gòu)造)加熱到所選擇的溫度，在所述所選擇的溫度下所述囊封劑充分熔 化以在電池36周?chē)鲃?dòng)(通常在至少12(TC的溫度下)，其中施加到組件28、 34、 36、 40、 42及44的壓力以所選擇或預(yù)定速率增加到最大等級(jí)(通常約為一個(gè)大氣壓)。 在各種實(shí)施例中，所述溫度高達(dá)150°C。將這些溫度及壓力條件維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間， 通常維持約3到10分鐘，以允許層54的囊封劑填充在電池36周?chē)乃锌臻g中且完 全囊封互連的電池36且完全接觸前及后面板28及44，此后將所述壓力維持在或接近 前述最小等級(jí)，同時(shí)允許所述組合件(所述分層構(gòu)造)冷卻到約8(T C或更低，以便 致使層34及42的囊封劑與所述模塊的鄰近組件28、 36、 38、 40及44一同形成固態(tài) 接合。施加在模塊組件28、 34、 36、 38、 40、 42、 44的夾層(分層構(gòu)造)上的壓力僅 在經(jīng)組裝組件28、 34、 36、 38、 40、 42、 44到達(dá)所需最大溫度之后到達(dá)其最大等級(jí)以 允許層34、 42的囊封劑如需要再成形且也確保完全完全移除空氣及濕氣。通過(guò)將具有 到外部導(dǎo)體的配線(xiàn)的接線(xiàn)箱及框架(舉例來(lái)說(shuō)，包圍且固持矩形層壓分層構(gòu)造且連接 到支撐多個(gè)模塊的機(jī)架的矩形框架)附裝到所述層壓夾層(也就是說(shuō)，經(jīng)層壓的分層 構(gòu)造)來(lái)完成所述模塊。
如針對(duì)圖4及圖5所說(shuō)明，所述制造工藝并不限制本發(fā)明而是可應(yīng)用于具有如本 文中別處的其它圖式(參見(jiàn)圖2、 3、 6、 7或9)中所顯示的分層構(gòu)造(包括具有不同 的層或具有按照不同于圖4及5中所示的次序的層的分層構(gòu)造)的太陽(yáng)能電模塊。在 一個(gè)實(shí)施例中，將囊封劑的第二光透射層42接近太陽(yáng)能電池36而放置；因此，在所 述層壓工藝期間，太陽(yáng)能電池36由囊封片54 (第一光透射層34的部分)及由第二層42的囊封材料囊封(舉例來(lái)說(shuō)，參見(jiàn)圖3)。如針對(duì)圖4及5所說(shuō)明，所述制造工藝并不限制本發(fā)明且也可應(yīng)用于太陽(yáng)能電池36之間具有不同于圖5中所指示的連接片38的電導(dǎo)體的太陽(yáng)能電模塊。
圖6是根據(jù)本發(fā)明原理的第一透明層34的組件52、 54、 82及84的截面的示意性表示。第一透明層34包括重量減輕層52及囊封片54。在各種實(shí)施例中，重量減輕層52包括一個(gè)或一個(gè)以上聚合物塑料片、離聚物塑料片或兩者。在一個(gè)實(shí)施例中，重量減輕層52包括通常由附圖標(biāo)記82設(shè)計(jì)的EVA層及通常由附圖標(biāo)記84指定的一個(gè)或一個(gè)以上離聚物層(在圖6中顯示為一個(gè)離聚物層84)。與原本僅在具有EVA層的情況下提供的保護(hù)相比，離聚物層84具有提供免受UV射線(xiàn)的提高的保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鲭x聚物材料提供UV阻擋性質(zhì)。因此，包括離聚物層84提供對(duì)抗可在EVA層(舉例來(lái)說(shuō)，82及54)中發(fā)生的UV所導(dǎo)致的降級(jí)的額外保護(hù)，所述EVA層在其與光源(太陽(yáng))之間具有離聚物層84。因此，使用離聚物層84提供也提供額外U-V保護(hù)的非預(yù)期且富有成效的結(jié)果。
在圖6中所示的實(shí)施例中，顯示一個(gè)離聚物層84夾在兩個(gè)EVA層82之間(或在所述兩個(gè)EVA層82中間)。因此，形成重量減輕層52的包括一個(gè)或一個(gè)以上EVA層82、隨后是一個(gè)或一個(gè)以上離聚物層84且隨后是一個(gè)或一個(gè)以上EVA層82的分層構(gòu)造。在各種實(shí)施例中，離聚物與EVA層的重量減輕分層構(gòu)造并不由本發(fā)明限定為圖6中所示的那樣，且可使用其它分層構(gòu)造。舉例來(lái)說(shuō)，所述層可以是一個(gè)或一個(gè)以上EVA層82、 一個(gè)或一個(gè)以上離聚物層84、 一個(gè)或一個(gè)以上EVA層82、 一個(gè)或一個(gè)以上離聚物層84及一個(gè)或一個(gè)以上EVA層82。
EVA層82與離聚物層84由層壓工藝接合在一起。在其它實(shí)施例中，通過(guò)例如粘合方法等各種工藝或其它合適工藝將層82與84接合在一起。
在另 一實(shí)施例中，重量減輕層52包括具有2個(gè)離聚物片的離聚物層84及2個(gè)EVA片82，每一離聚物片具有約1毫米的厚度，且每一 EVA片82具有約0.5毫米的厚度。離聚物層84 (包括兩個(gè)離聚物片)接合于兩個(gè)EVA片82之間。
在一個(gè)實(shí)施例中，重量減輕層52包括具有約1毫米的厚度的離聚物片84及兩個(gè)EVA片82，每一 EVA片具有約0.5毫米的厚度。所述離聚物片84接合于兩個(gè)EVA片82之間。
圖7是根據(jù)本發(fā)明原理的包括復(fù)合后表皮60的太陽(yáng)能電池模塊的截面的分解示意性表示。復(fù)合后表皮60由經(jīng)仿形加工(舉例來(lái)說(shuō)，具有V-形溝槽或另一圖案)且涂有反射性涂層48的后表皮44形成。圖7中所示的本發(fā)明的方法提供簡(jiǎn)化的模塊構(gòu)形，其中反射器材料(舉例來(lái)說(shuō)，反射性涂層48)及后表皮44形成單片材料。在一個(gè)實(shí)施例中，后表皮44由印有圖案的聚合物材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，所述圖案包括溝槽(舉例來(lái)說(shuō)，V-形溝槽)或預(yù)定尺寸的角錐。在一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)合后表皮60包括具有反射性涂層48的襯底或支撐物46，反射性涂層48安置在支撐物46的面向后表皮44的后表面47上。支撐物46、反射性涂層48及后表皮44接合在一起以形成復(fù)合后表皮60。
在替代實(shí)施例中，后表皮材料44或支撐物46可具有由折射指數(shù)的預(yù)定變化產(chǎn)生的嵌入式光反射圖案。在此種方法中，復(fù)合后表皮60提供致使入射光朝向透明前面板28向上衍射的衍射性或全息圖案，在透明前面板28處被衍射的光由前表面30朝向太陽(yáng)能電池36的上表面57向后反射。在包括反射器材料(舉例來(lái)說(shuō)，反射性涂層48)的復(fù)合后表皮60中，可減少所需要的制造步驟及機(jī)器人裝備以簡(jiǎn)化制造程序且降低生產(chǎn)成本。在一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)層壓太陽(yáng)能電模塊(舉例來(lái)說(shuō)，如圖5中所示)的組裝工藝需要組裝較少的層，因?yàn)樗鰞蓚€(gè)層(反射性涂層48及后表皮44)或三個(gè)層(在46的向后面向的表面上具有反射性涂層48的襯底或支撐物46，及后表皮44)組合為用于復(fù)合后表皮60的一個(gè)層，且在模塊組裝設(shè)施或工廠(chǎng)處被作為一片材料接納。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的方法與根據(jù)頒發(fā)給卡道斯卡斯及皮烏克斯克(Piwczyk)的美國(guó)出版專(zhuān)利申請(qǐng)案US 2004/0123895的復(fù)合后表皮60—同使用。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包括反射性涂層48的反射片或?qū)?0及/或后表皮復(fù)合件60經(jīng)制作以允許各種程度的濕氣(也就是說(shuō)，水)穿透。圖8是根據(jù)本發(fā)明原理的包括濕氣滲透區(qū)域66的太陽(yáng)能電池模塊62的平面(俯視)圖。在圖8中所示的俯視圖中，濕氣滲透區(qū)域66是太陽(yáng)能電池36下方的區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，濕氣滲透區(qū)域66是濕氣控制反射器層64中與濕氣滲透區(qū)域66大小相同或?yàn)檩^小的大小的窗口 (舉例來(lái)說(shuō)，開(kāi)口或孔隙)。在一個(gè)實(shí)施例中，每一窗口小于太陽(yáng)能電池36的面積。在一個(gè)實(shí)施例中，每一窗口為太陽(yáng)能電池36的面積的約90%。在其它實(shí)施例中，濕氣滲透區(qū)域66包括大小小于圖8中所示的濕氣滲透區(qū)域66的一個(gè)或一個(gè)以上窗口。在一個(gè)實(shí)施例中，濕氣控制反射器層64是包括濕氣控制特征的反射層40，如圖8及圖9中所示及針對(duì)其所論述。圖9是根據(jù)本發(fā)明原理的包括濕氣減輕特征的層壓太陽(yáng)能電池模塊的截面的示意性表示。圖9的太陽(yáng)能電池模塊顯示為金屬層或包括不接受濕氣遷移的金屬層48的反射層40。反射層40具有通常由附圖標(biāo)記70指定的穿孔。穿孔70允許在囊封劑體積68中累積的濕氣移動(dòng)，所述囊封劑體積在一個(gè)實(shí)施例中包括EVA。在一個(gè)實(shí)施例中，囊封劑體積68包括第一光透射層34及第二光透射層42。如果所述滲透性太高，那么所述太陽(yáng)能模塊中可出現(xiàn)腐蝕，因?yàn)樗嬖诘臐駳馓?；且如果所述滲透性太低，那么可發(fā)生腐蝕，因?yàn)橐宜?、濕氣及其它腐蝕性分子不能夠遷移出所述模塊。
為實(shí)現(xiàn)所需的穿透，用于反射器層40 (或復(fù)合后表皮60)中的反射器金屬膜經(jīng)產(chǎn)生而具有濕氣滲透區(qū)域66或穿孔70以增加如囊封劑性質(zhì)所要求的鄰近每一太陽(yáng)能電池36的背部的濕氣運(yùn)送。在一個(gè)實(shí)施例中，濕氣滲透區(qū)域66在反射器層40 (或復(fù)合后表皮60)中包括穿孔70。
通常由附圖標(biāo)記72指定的小分子(例如，乙酸、水及/或其它腐蝕性分子)可遷移到囊封劑體積68中或遷移出囊封劑體積68，如圖9中所示。位于囊封劑體積68中的小分子72A在樣本路徑74上遷移，穿過(guò)穿孔70到達(dá)所述太陽(yáng)能電模塊外部的分子72B的位置。小分子72B與沿樣本路徑74從分子72A的位置到達(dá)由72B指示的位置之后的72A是同一分子。囊封劑體積68是允許與濕氣相關(guān)的分子在整個(gè)囊封劑體積68中遷移的囊封材料(舉例來(lái)說(shuō)，聚合物)。后表皮44是也允許濕氣遷移的濕氣可滲透材料。反射層40抵抗或不接受濕氣遷移。反射層40及/或金屬反射性涂層48包括穿孔70 (或窗口)以允許濕氣遷移。如果反射層40具有電絕緣材料層或涂層，那么所述絕緣材料通常也不接受或抵抗?jié)駳馇乙簿哂写┛?0以允許濕氣遷移。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的濕氣控制特征與常規(guī)反射器金屬膜一同使用，例如卡道斯卡斯中所說(shuō)明的那些反射器金屬膜。
舉例來(lái)說(shuō)，依據(jù)其保水指數(shù)、濕氣滲透性及模塊內(nèi)部的材料的敏感性來(lái)選擇模塊設(shè)計(jì)及材料以通過(guò)UV輻射及溫度偏離的動(dòng)作產(chǎn)生副產(chǎn)物，其隨后可與水結(jié)合而使模塊性質(zhì)降級(jí)。水蒸氣還影響模塊中各個(gè)片材料(舉例來(lái)說(shuō)，層34、 40、 42及44)之間的接合的完整性及所述界面接合到玻璃的強(qiáng)度(舉例來(lái)說(shuō)，第一透明層34到玻璃透明前面板28的接合)。最普通的囊封材料EVA通常在其中準(zhǔn)許某些水分子運(yùn)送穿過(guò)后表皮片44的條件下使用。有利地，濕氣不會(huì)被截留，且允許所述濕氣及EVA分解的已知副產(chǎn)物(例如，乙酸)擴(kuò)散以延長(zhǎng)模塊材料壽命；舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)阻止EVA褪色。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，后表皮44材料包括透氣的聚氟乙烯聚合物或其它聚合物以形成所述濕氣可滲透材料，包括適合與本發(fā)明一同使用的聚合物材料及分層聚合物組合，以及未來(lái)將研發(fā)的那些材料。透氣后表皮材料的典型且通過(guò)反射后表皮44上的反射性金屬膜48的穿孔實(shí)現(xiàn)的典型濕氣滲透指數(shù)或透射率為約1克/平方米/天到約10克/平方米/天。應(yīng)了解，本發(fā)明的方法也可用于經(jīng)由可滲透小分子的后表皮的此類(lèi)小分子遷移。
EVA通常與TPT后表皮44 一同使用，其界定一類(lèi)透氣材料。TPT是TEDLAR 、聚酯及TEDLAR⑧的分層材料。TEDLAR⑧是由杜邦公司(E.I. Dupont de Nemeurs Co.)
制造的聚氟乙烯聚合物的商標(biāo)名稱(chēng)。在一個(gè)實(shí)施例中，TPT后表皮44具有在約0.006英寸到約0.010英寸的范圍內(nèi)的厚度。
在另一實(shí)施例中，后表皮44由TPE構(gòu)成，其是TEDLAR 、聚酯及EVA的分層材料，其也是"透氣"濕氣可滲透材料。
典型的金屬反射器膜48具有低濕氣滲透指數(shù)。盡管此對(duì)于用于雙玻璃構(gòu)形中的囊封劑具有優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于例如其中有害地影響模塊壽命的EVA等材料不期望缺乏濕氣滲透性。更特定來(lái)說(shuō)，低濕氣滲透性(例如，金屬反射性涂層48所呈現(xiàn)的低濕氣滲透性)增加EVA分解的濕氣副產(chǎn)物將被截留于所述模塊內(nèi)部的可能性。被截留的濕氣可增加太陽(yáng)能電池金屬化的腐蝕且進(jìn)入到所述模塊內(nèi)部及從所述模塊內(nèi)部出來(lái)的濕氣運(yùn)送可被抑制為足以使模塊性能隨時(shí)間顯著降級(jí)且縮短所述模塊的使用壽命的程度。
根據(jù)本發(fā)明，反射層40或復(fù)合結(jié)構(gòu)60 (包括反射性涂層48)經(jīng)穿孔以修改太陽(yáng)能電池36后方的若干區(qū)中的濕氣滲透性(參見(jiàn)圖8中的濕氣滲透區(qū)域)。在一個(gè)實(shí)施例中，僅反射性涂層48被穿孔。在另一實(shí)施例中，與反射層40或后表皮復(fù)合件60相關(guān)聯(lián)的任何絕緣層或涂層也被穿孔。經(jīng)穿孔區(qū)66對(duì)應(yīng)于由太陽(yáng)能電池36掩蓋或"遮蔽"的不對(duì)反射光作出貢獻(xiàn)的若干區(qū)。舉例來(lái)說(shuō)，穿孔70可包括數(shù)百個(gè)由激光器鉆鑿的直徑約為1到IO微米的？L。在其它實(shí)施例中，使用其它穿孔方法，例如機(jī)械(打孔)方法?；蛘?，可形成金屬化膜層的整個(gè)區(qū)段或"窗口"，其約為從太陽(yáng)能電池36后面的太陽(yáng)能電池面積。(舉例來(lái)說(shuō)，參見(jiàn)圖8的濕氣滲透區(qū)域66)。
在一個(gè)實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池36 (如圖8中的太陽(yáng)能電池36陣列中所示)為矩形形狀，具有約62.5毫米及約125毫米的尺寸，其通過(guò)將每側(cè)125毫米的正方形太陽(yáng)能電池切割為兩半來(lái)制作。在另一實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池36具有約52毫米及約156毫米的尺寸，其通過(guò)將每側(cè)156毫米的正方形太陽(yáng)能電池36切割為三部分來(lái)制作。所述太陽(yáng)能電池間隔開(kāi)約15到30毫米。
穿孔70的大小范圍從每一太陽(yáng)能電池36 —個(gè)穿孔(每一太陽(yáng)能電池36 —個(gè)窗口)到數(shù)個(gè)小穿孔70 (直徑為l微米或更大)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的濕氣控制特征在每平方厘米約10到約IOOO個(gè)穿孔的范圍內(nèi)。在各種實(shí)施例中，穿孔70可延伸到太陽(yáng)能電池36之間的區(qū)域中。在各種實(shí)施例中，穿孔70的大小可改變，且在一個(gè)實(shí)施例中直徑范圍針對(duì)不同的實(shí)施例可從約1微米到約IO微米。在各種實(shí)施例中，穿孔70的總面積范圍從反射層40的總表面面積的約0.1%至1」1% (但如果使用大穿孔或窗口方法，那么將會(huì)是更大的百分比，或需要更大的濕氣滲透性)。在各種實(shí)施例中，穿孔70的量根據(jù)后表皮44的濕氣滲透性變化。在各種實(shí)施例中，穿孔70具有各種尺寸或形狀(舉例來(lái)說(shuō)，圓形、橢圓形、正方形、矩形或其它形狀)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述模塊中包括稀松層，其鄰近太陽(yáng)能電池的后表面(舉例來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池36的后表面59)安置。所述稀松層是輔助氣泡在模塊層壓工藝期間移動(dòng)的多孔層以幫助從囊封劑中移除所述泡。在一個(gè)實(shí)施例中，所述稀松層是厚度為約0.010英寸的玻璃纖維材料，或其它合適的多孔材料。
己說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員現(xiàn)在將變得明了可使用并入有所述概念的其它實(shí)施例。因此，感覺(jué)這些實(shí)施例不應(yīng)被限定為所揭示的實(shí)施例而應(yīng)僅由以上權(quán)利要求書(shū)的精神及范圍來(lái)限定。
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)能電模塊，其包含透明前覆蓋物；多個(gè)太陽(yáng)能電池，其被配置為通常共面的布置且彼此間隔開(kāi)；后覆蓋物，其與所述前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述前覆蓋物，其中所述太陽(yáng)能電池安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間，所述后覆蓋物具有最接近于所述透明前覆蓋物的表面，所述表面至少在所述太陽(yáng)能電池之間所暴露的所述表面的一部分上方反射，所述后覆蓋物至少在由所述太陽(yáng)能電池掩蓋的若干區(qū)中具有多個(gè)預(yù)定大小的穿孔；及光透射囊封劑，其安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間；其中透射穿過(guò)所述透明前覆蓋物且入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的所述后覆蓋物上的光朝向所述透明前覆蓋物反射且在內(nèi)部從所述透明前覆蓋物朝向所述太陽(yáng)能電池及后覆蓋物向后反射，且其中所述穿孔使得濕氣能夠遷移到所述光透射囊封劑及所述太陽(yáng)能電池中或從所述光透射囊封劑及所述太陽(yáng)能電池中遷移出。
2、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述后覆蓋物是復(fù)合后表皮，且所 述復(fù)合后表皮的最接近于所述透明前覆蓋物的表面具有反射性涂層。
3、 如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電模塊，其中在由所述太陽(yáng)能電池掩蓋的若干區(qū) 的至少若干部分中，所述后覆蓋物的所述表面沒(méi)有所述反射性涂層。
4、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述后覆蓋物包含復(fù)合后表皮及安 置在所述復(fù)合后表皮的最接近于所述太陽(yáng)能電池的表面上的反射層。
5、 如權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述復(fù)合后表皮及所述反射層由單 片制作。
6、 一種太陽(yáng)能電模塊，其包含 透明前覆蓋物，其具有前表面及后表面；多個(gè)太陽(yáng)能電池，其被配置為通常共面的布置且彼此間隔開(kāi)； 后覆蓋物，其與所述透明前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述透明前覆蓋物，所述 多個(gè)太陽(yáng)能電池安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間，所述太陽(yáng)能電池具有 面向所述透明前覆蓋物的前表面及背對(duì)所述透明前覆蓋物的后表面，每一太陽(yáng)能電池 具有一個(gè)前表面及一個(gè)后表面；光透射囊封劑，其安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間；及反射層，其安置在所述太陽(yáng)能電池與所述后覆蓋物之間，所述透明前覆蓋物透射穿過(guò)所述透明前覆蓋物且入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的所述反射層上的光，所述反射層朝向所述透明前覆蓋物引導(dǎo)所述光，且所述透明前覆蓋物的所述前表面在內(nèi)部朝向所述太陽(yáng)能電池的所述前表面向后反射所述光；所述反射層至少在由所述太陽(yáng)能電池掩蓋的若干區(qū)中具有多個(gè)預(yù)定大小的穿孔，所述穿孔提供進(jìn)入到所述光透射囊封劑中及從所述光透射囊封劑中出來(lái)的濕氣運(yùn)送。
7、 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述后覆蓋物包含具有面向所述透 明前覆蓋物的前表面的后表皮層。
8、 如權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述后表皮層具有從約1克/平方米/ 天到約10克/平方米/天的滲透指數(shù)。
9、 如權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述后表皮層包含聚氟乙烯聚合物。
10、 如權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述后表皮層及所述反射層由單片 制作以形成復(fù)合后表皮。
11、 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述反射層包含支撐物層及安置在 所述支撐物層的背對(duì)所述透明前覆蓋物的表面上的反射性涂層。
12、 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述光透射囊封劑包含乙烯基乙酸 乙酯。
13、 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述穿孔形成多個(gè)窗口。
14、 如權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述多個(gè)窗口中的每一窗口鄰近 每一太陽(yáng)能電池的每一后表面。
15、 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述反射層是反射性金屬。
16、 一種太陽(yáng)能電模塊，其包含 透明前覆蓋物，其具有前表面及后表面；多個(gè)太陽(yáng)能電池，其被配置為通常共面的布置且彼此間隔開(kāi)；后覆蓋物，其與所述透明前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述透明前覆蓋物，所述多個(gè)太陽(yáng)能電池安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間，所述太陽(yáng)能電池具有面向所述透明前覆蓋物的前表面且具有背對(duì)所述透明前覆蓋物的后表面，每一太陽(yáng)能 電池具有一個(gè)前表面及一個(gè)后表面；光透射層，其安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間且囊封所述太陽(yáng)能電 池，所述光透射層包含鄰近所述透明前覆蓋物的所述后表面安置的第一透明材料層及 鄰近所述太陽(yáng)能電池的所述后表面安置的第二透明材料層；及反射層，其安置在所述太陽(yáng)能電池與所述后覆蓋物之間，所述透明前覆蓋物透射 穿過(guò)所述透明前覆蓋物且入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的所述反射層上的 光，所述反射層朝向所述透明前覆蓋物引導(dǎo)所述光，且所述透明前覆蓋物的所述前表 面在內(nèi)部朝向所述太陽(yáng)能電池的所述前表面向后反射所述光；所述第一透明材料層包含鄰近于所述太陽(yáng)能電池的所述前表面的至少一個(gè)囊封 片，及安置在所述透明前覆蓋物的所述后表面與所述至少一個(gè)囊封片之間的重量減輕 層；所述重量減輕層具有小于所述透明前覆蓋物的密度，且取代等于所述重量減輕層 的體積的所述透明前覆蓋物的體積。
17、 如權(quán)利要求16所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述第一透明材料層是熱固性塑料。
18、 如權(quán)利要求17所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述熱固性塑料包含乙烯基乙酸 乙酯。
19、 如權(quán)利要求16所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述重量減輕層包含乙烯基乙酸乙酯及離聚物。
20、 如權(quán)利要求19所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述重量減輕層包含安置在兩個(gè) 乙烯基乙酸乙酯片之間的至少一個(gè)離聚物片。
21、 如權(quán)利要求16所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述透明前覆蓋物是具有大約1 毫米到約10毫米的厚度的玻璃片，且所述重量減輕層具有大約約1毫米到約10毫米 的厚度。
22、 如權(quán)利要求16所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述透明前覆蓋物是具有大約3 毫米到大約6毫米的厚度的玻璃片，且所述重量減輕層具有大約2毫米到大約6毫米 的厚度。
23、 如權(quán)利要求22所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述重量減輕層包含兩個(gè)離聚物片及兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片，每一離聚物片具有約1毫米的厚度，每一乙烯基乙酸乙 酯片具有約0.5毫米的厚度，且所述兩個(gè)離聚物片接合于所述兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片 之間。
24、 如權(quán)利要求22所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述重量減輕層包含六個(gè)乙烯基 乙酸乙酯片，每一乙烯基乙酸乙酯片具有約0.5毫米的厚度。
25、 如權(quán)利要求22所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述透明前覆蓋物是具有大約5 毫米的厚度的玻璃片，且所述重量減輕層具有大約2毫米的厚度。
26、 如權(quán)利要求25所述的太陽(yáng)能電模塊，其中所述重量減輕層包含具有約1毫 米的厚度的離聚物片，及每一者具有約0.5毫米的厚度的兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片，所 述離聚物片接合于所述兩個(gè)乙烯基乙酸乙酯片之間。
27、 一種太陽(yáng)能電模塊，其包含 透明前覆蓋物，其具有前表面及后表面； 多個(gè)太陽(yáng)能電池，其被配置為通常共面的布置且彼此間隔開(kāi)；后覆蓋物，其與所述透明前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述透明前覆蓋物，所述 多個(gè)太陽(yáng)能電池安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間，所述太陽(yáng)能電池具有 面向所述透明前覆蓋物的前表面及背對(duì)所述透明前覆蓋物的后表面，每一太陽(yáng)能電池 具有一個(gè)前表面及一個(gè)后表面；光透射囊封劑，其安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間； 反射構(gòu)件，所述反射構(gòu)件包含安置在所述太陽(yáng)能電池與所述后覆蓋物之間的反射 層，所述透明前覆蓋物透射穿過(guò)所述透明前覆蓋物且入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若 干區(qū)中的所述反射層上的光，所述反射層朝向所述透明前覆蓋物引導(dǎo)所述光，且所述 透明前覆蓋物的所述前表面在內(nèi)部朝向所述太陽(yáng)能電池的所述前表面向后反射所述 光；及濕氣控制構(gòu)件，所述濕氣控制構(gòu)件包含多個(gè)預(yù)定大小的穿孔，所述穿孔至少在由 所述太陽(yáng)能電池掩蓋的若干區(qū)中形成于所述反射構(gòu)件中，所述穿孔提供進(jìn)入到所述光 透射囊封劑中及從所述光透射囊封劑中出來(lái)的濕氣運(yùn)送。
28、 一種太陽(yáng)能電模塊，其包含 透明前覆蓋物，其具有前表面及后表面；多個(gè)太陽(yáng)能電池，其被配置為通常共面的布置且彼此間隔開(kāi)； 后覆蓋物，其與所述透明前覆蓋物間隔開(kāi)且通常平行于所述透明前覆蓋物，所述 多個(gè)太陽(yáng)能電池安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間，所述太陽(yáng)能電池具有面向所述透明前覆蓋物的前表面且具有背對(duì)所述透明前覆蓋物的后表面，每一太陽(yáng)能 電池具有一個(gè)前表面及一個(gè)后表面；光透射層，其安置在所述透明前覆蓋物與所述后覆蓋物之間且囊封所述太陽(yáng)能電 池，所述光透射層包含鄰近于所述透明前覆蓋物的所述后表面安置的第一透明材料層 及鄰近于所述太陽(yáng)能電池的所述后表面安置的第二透明材料層；及反射層，其安置在所述太陽(yáng)能電池與所述后覆蓋物之間，所述透明前覆蓋物透射 穿過(guò)所述透明前覆蓋物且入射于所述太陽(yáng)能電池之間的若干區(qū)中的所述反射層上的 光，所述反射層朝向所述透明前覆蓋物引導(dǎo)所述光，且所述透明前覆蓋物的所述前表 面在內(nèi)部朝向所述太陽(yáng)能電池的所述前表面向后反射所述光；所述第一透明材料層包 含鄰近于所述太陽(yáng)能電池的所述前表面的至少一個(gè)囊封片，及重量減輕構(gòu)件，其安置在所述透明前覆蓋物的所述后表面與所述至少一個(gè)囊封片 之間；所述重量減輕構(gòu)件具有小于所述透明前覆蓋物的密度，且取代等于所述重量減 輕構(gòu)件的體積的所述透明前覆蓋物的體積。
全文摘要
一種太陽(yáng)能電模塊，其具有包括光反射層及囊封所述模塊的太陽(yáng)能電池的光透射材料的分層構(gòu)形。所述太陽(yáng)能電模塊提供重量減輕及/或濕氣控制特征。所述重量減輕特征提供聚合物或其它光透射材料的重量減輕層，其減小透明頂部覆蓋物中玻璃的體積，同時(shí)提供所述光反射層與所述透明頂部覆蓋物之間的增加的距離。所述增加的距離支持太陽(yáng)能電池之間的增加的間距。所述濕氣控制特征在反射性涂層及/或反射層中提供穿孔以支持濕氣遷移進(jìn)及遷移出光透射材料的囊封層。
文檔編號(hào)H01L31/048GK101647124SQ200880004090
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者尤里斯·P·卡萊斯 申請(qǐng)人:美國(guó)太陽(yáng)能科技公司