專利名稱：帶有排水框架的光伏模塊的制作方法
帶有排水框架的光伏模塊關于聯(lián)邦資助研究或開發(fā)的聲明本發(fā)明得到政府支持完成，美國能源部分派合同No. DE-FC36-07G017043。政府在 本發(fā)明中具有一定權利。優(yōu)先權資料根據(jù)35U.S.C. § 119(e) (1)，本申請要求2008年6月27日提交的美國臨時專 利申請序號 No. 61/076,497 的優(yōu)先權，其名稱為 “Photovoltaic Module with Drainage Frame (帶有排水框架的光伏模塊)”，承辦代理人文卷號為No. S0135/S812. 105. 101 ；以及， 該申請的全部教導內容以引用的方式并入本文。相關申請的交叉引用本申請還涉及下述專利申請美國申請序號No. 12/492，640，名稱為 "Ballasted Photovoltaic Module and Module Arrays (壓載光伏模塊及模塊陣列)，，， 承辦代理人文卷號為S0131US/S812. 101. 102 ；美國申請序號No. 12/492，680，名稱為 "Photovoltaic Module Kit IncludingConnector Assembly for Non-Penetrating Array hstallatior^用于非穿透陣列安裝的包括連接器組件的光伏模塊套件)”，承辦代理人 文卷號為 S0132US/S812. 102. 102 ；美國申請序號 No. 12/492，729，名稱為 “Photovoltaic Module with Removable Wind Deflector (帶有可拆裝導風板的光伏模塊)”，承辦代 理人文卷號為S0133US/S812. 103. 102 ；以及，美國申請序號No. 12/492，802，名稱為 "Photovoltaic Module andModule Arrays (光伏模塊及模塊陣列)”，承辦代理人文卷號為 No. S0134US/S812. 104. 102 ；所有上述申請與本案同日提交，并且上述申請各自的教導內容 以引用方式并入本文。
背景技術：
本發(fā)明涉及太陽能屋面瓦。更特別地，本發(fā)明涉及帶有排水功能部件的光伏模塊 及其制造方法。太陽能早就被視為重要的替代能源。為了這一目的，已經做出了大量努力和投資， 開發(fā)并改進太陽能采集技術。特別關注的是產業(yè)化或商業(yè)化類型應用，這類應用可以采集 相對可觀的太陽能，并利用于補充或滿足電力需求。對于大規(guī)模太陽能采集而言，太陽光伏技術通常被視為最佳途徑，并且可以用作 主要的和/或次級(或補充)能源。概括而言，太陽光伏系統(tǒng)(或者簡稱為“光伏系統(tǒng)”) 采用硅或其他材料(例如，III-V族太陽能電池諸如砷化鎵(GaAs))制成的太陽能電池板 將日光轉換為電。更特別地，光伏系統(tǒng)典型地包括多個光伏(PV)模塊(或“太陽瓦”)，用 導線將PV模塊與一個以上適當電子部件(例如，開關、變換器、接線箱等)互相連接。PV模 塊常規(guī)地由PV層壓板或層壓片組成，通常形成經電互連并封裝的晶態(tài)或非晶態(tài)半導體器 件的組件。PV層壓板載有一個以上導電體，通過導電體傳導太陽所產生的電流。不管PV層壓板確切結構如何，大多數(shù)PV應用必然在陽光充足位置將PV模塊陣列 布置于安裝場所。這特別符合商業(yè)化或產業(yè)化應用，在這些應用中需要相當多的PV模塊來產生大量的能量，而商業(yè)建筑屋頂提供了可以放置PV模塊的便利表面。就此而言，許多商 業(yè)建筑都具有巨大且平坦的屋頂，這本身就有助于PV模塊陣列的布置，并且最有效地利用 現(xiàn)有空間。盡管屋頂安裝因此具有高度可行性，但必須克服某些環(huán)境限制。例如，PV層壓 板通常是扁平的或平面狀的；因此，如果簡單地“鋪”在另外的平坦屋頂上，PV層壓板沒有 處于最佳定位/取向來全天采集最大量陽光。取而代之，理想的是，使PV層壓板相對于屋 頂以些許角度傾斜(也就是，對北半球安裝而言朝南方天空，或者對南半球安裝而言朝北 方天空)。此外，必須考慮刮風會導致PV模塊移置，尤其是如上所述使PV層壓板相對于屋 頂傾斜的情況。 考慮上述情況，商業(yè)安裝用PV模塊需要堅固的構架，用于相對于安裝表面保持PV 層壓板(例如，穿透式安裝，其中使螺栓穿過屋頂，以便將構架和/或輔助連接器安裝至屋 頂；非穿透式安裝，其中輔助部件使PV模塊彼此互連；等等)。因此，常規(guī)PV模塊采用擠出 成型式鋁框架，鋁框架支撐對應PV層壓板的整個周邊。鋁框架的唇邊在PV層壓板上面的 上方延伸并使其鎖位。盡管廣為接受，但這種裝配結構會不利地影響長期性能。例如，氣載塵埃、污垢、以及其他碎屑不斷沉積到PV層壓板上。雨水及其他水分導 致所沉積的碎屑積聚。不幸的是，框架唇邊妨礙水分自PV層壓板表面排出。反之，水分將 沿PV層壓板尤其在PV模塊的最低位置處聚集。例如，采用朝南傾斜式PV模塊，水分(以 及混入的碎屑)將(經由重力)朝南側框架部移動，實際上靠近于框架唇邊匯集。由于隨 后水分蒸發(fā)，留下污垢及碎屑。這種臟污會遮蔽附近的PV電池，并因此會明顯降低PV模塊 的性能。為了解除上述擔憂，已有技術建議在鋁框架的一個或更多拐角處機械切削幾條凹 槽進入鋁框架，凹槽提供讓液體流出PV模塊的區(qū)域。這種裝置可購自日本京都的Ky0cera 公司太陽能分部。盡管此方法潛在可行，但形成加工切削的額外制造步驟使所建議的途徑 非常昂貴。此外，框架唇邊帶來另外的擔心是可能會導致遮蔽，此種擔心仍未得到解決?？紤]到上述情況，需要一種結合有排水功能部件且具備成本效率的PV模塊結構。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明原理的一些方面涉及一種PV模塊，其包括PV器件和框架。PV器件具 有限定周邊和正面的PV層壓板，PV層壓板在正面保持多個PV電池。就此而言，多個PV電 池布置成多個行，多個行的第一行形成為緊鄰PV層壓板第一周邊緣部。此外，第一行中相 鄰的PV電池由列間隔分開?？蚣芘cPV層壓板裝配并保持PV層壓板，以及，框架包括第一 框架件，第一框架件具有凸臺和多個間隔式指銷，指銷與凸臺相連接并與凸臺分隔開。在最 終裝配時，PV層壓板的第一周邊緣部安裝在凸臺與指銷之間。作為此安裝的一部分，將一 個指銷(框架件設置)與第一行的一個列間隔對準。如此構造的PV模塊，尤其是采用傾斜 布置使第一框架件低于其他框架件，便于水經由間隔式指銷之間排出而進行排水。此外，指 銷相對于列間隔的對準關系，使第一框架件帶來的遮蔽效果最小化，從而，提高了與PV模 塊相關的地覆比。在有些實施例中，第一框架件全部由塑料諸如注射成型部件形成。在其 他實施例中，多個指銷沿第一框架件均勻地隔開，并且使指銷與第一行的各個列間隔對準。 在又一些實施例中，指銷具有錐形形狀，與列間隔的形狀相對應。根據(jù)本發(fā)明原理的其他方面涉及一種制造PV模塊的方法。該方法包括提供PV器件，PV器件包括限定周邊和正面的PV層壓板。PV層壓板在正面保持多個PV電池，電池 布置成多個行，多個行的第一行形成為緊鄰PV層壓板的第一周邊緣部。通過至少部分由塑 料成型的框架件來提供框架。就此而言，成型的塑料框架件包括凸臺和多個間隔式指銷，指 銷與凸臺相連接并與凸臺分隔開。通過將PV層壓板的周邊緣部插在凸臺與指銷之間，將PV 層壓板裝配至框架。這些制造方法以及相關方法提供了在大量生產基礎上制造帶有排水功 能部件的PV模塊的非常有成本效率的技術，因其不需要二次操作，諸如機械切削。在有些 實施例中，框架件注射成型。在另外的實施例中，框架全部由塑料注射成型。


圖IA是根據(jù)本發(fā)明原理的光伏模塊一部分的軸測圖；圖IB是圖IA所示光伏模塊的分解圖；圖2是圖IA所示光伏模塊光伏層壓板部分的放大頂視圖；圖3A是圖1所示光伏模塊框架件部分的軸測圖；圖;3B是圖3A所示框架件沿線!3B-3B的剖視圖；圖3C是圖3A所示框架件沿線3C-3C的剖視圖；圖3D是圖3A所示框架件的頂視圖；圖4A是圖IA所示光伏模塊一部分的放大軸測圖；圖4B是圖4A所示光伏模塊沿線4B-4B的剖視圖；圖4C是圖4A所示光伏模塊沿線4C-4C的剖視圖；圖5是圖IA所示光伏模塊的頂視圖；以及圖6是圖IA所示光伏模塊安裝至安裝表面的側視圖。
具體實施例方式圖IA和圖IB示出根據(jù)本發(fā)明原理的光伏(PV)模塊20。PV模塊20包括PV器件 22(通用標號)和框架M。下文提供關于各種部件的細節(jié)。然而，概括而言，PV器件22包 括被框架M包圍的PV層壓板26。就此而言，框架M結合有排水功能部件，允許液體從PV 層壓板沈的表面自然流走，并使框架對PV層壓板沈的遮蔽最小化，從而，提高PV模塊20 的地覆比(GCR，ground coverage ratio)。PV器件22可以采取多種形式，其可以是圖IA和 圖IB所暗示的，也可以不是圖IA和圖IB所暗示的。例如，PV器件22，包括PV層壓板沈，可 以采用任何適用于太陽光伏器件的當前周知的形式、或將來可能開發(fā)的形式。概括而言，PV 層壓板26由光伏電池30的陣列組成?？梢詫⒉ＡНB層置于PV電池30上以免于環(huán)境影響。 在有些實施例中，光伏電池30有利地包括背面接觸式電池(backside-contact cells)，諸 如可從加利福尼亞州圣何塞市SimPower公司購買的那些類型。作為參考，在背面接觸式電 池中，通向外電路的引線在電池背面(即安裝時背向太陽的一面)進行連接，以便增加太 陽能采集面積。美國專禾U No. 5，053，083和No. 4，927，770也披露了背面接觸式電池，這兩 篇專利的全部內容在此以引用方式并入本文。也可以使用其他類型的PV電池，而不脫離 本發(fā)明范圍。例如，光伏電池30可以結合薄膜技術，諸如硅薄膜、非硅器件(non-silicon devices)(例如包括砷化鎵的III-V族太陽能電池)等。因此，盡管圖中未示出，但在有些 實施例中，除PV層壓板沈之外，PV器件22還可以包括一個以上部件，諸如引線或其他電子部件。無論具體結構如何，PV層壓板沈可以描述成限定正面32和周邊34 (圖IB中的 通用標號)。PV器件22如果設置有附加部件，附加部件通常位于或者沿著PV層壓板沈的 背面，此背面隱藏在圖IA和圖IB的視圖中。PV電池30保持在正面32，用于接收陽光。具體參照圖1B，PV電池30的陣列化形 式限定有多個行40和多個列42。出于標識的目的，PV電池30的陣列可以描述成包括第一 行40a和第二行40b，第一行40a緊靠或相鄰于PV層壓板沈的第一周邊端緣50a，第二行 40b緊靠或相鄰于相對的第二周邊端緣50b。類似地，第一列4 定義為緊靠或相鄰于第一 周邊側緣52a，以及，第二列42b形成為緊鄰相對的第二周邊側緣52b。盡管圖IB將PV層 壓板26以及因此陣列化的PV電池30圖示為矩形形式，但也可采用其他結構(例如，PV層 壓板沈可以具有方形；端緣50a、50b可以比側緣52a、52b長；等等)。類似地，與行40和 /或列42相關聯(lián)的PV電池30數(shù)量可以多于或少于圖IA中所示數(shù)量。PV電池30在大小及形狀上是相同的，并且沿PV層壓板均勻分布。結果，在PV電 池30之間限定相同的均勻間隔。圖2更具體地示出PV層壓板沈的一部分，包括PV電池 30的第一行40a、以及緊鄰的行40c。第一行40a中相鄰的PV電池30由列間隔60分開。 例如，第一行40a包括被列間隔60a分開的第一 PV電池30a和第二 PV電池30b。在第二 PV 電池30b與第一行40a中緊鄰第二 PV電池30b的第三PV電池30c之間，限定相同大小及 形狀的列間隔60b。在其余行40的相鄰PV電池之間，例如，對于如圖2所示的緊鄰行40c 的PV電池30之間，建立類似的列間隔60。此外，在相鄰兩行40的兩相鄰PV電池30之間 建立行間隔62。圖2示出第一行40a的第一 PV電池30a與緊鄰行40c的第四PV電池30d 之間的第一行間隔62a，第四PV電池30d與第一 PV電池30a緊鄰。同樣，所有行間隔62在 大小及形狀方面可以相同，并且，可以進一步與列間隔60相同。基于上述約定，在某些實施例中，列間隔60和行間隔62在形狀方面是一致且相同 的，具有用作PV單個電池30形狀功能的特定形狀。例如，如圖2所示，第一 PV電池30a具 有的成形周邊包括前端段70a，相對的前側段72a、74a，相對的側段76a、78a，后端段80a， 以及相對的后側段82a、84a。第二 PV電池30b具有相同方式成形的周邊，圖2中用類似的 數(shù)字和后綴“b”標識對應的周邊段。因此，第一列間隔60a限定在第一 PV電池30a的前側 段7 與第二 PV電池30b的前側段7 之間；側段78a與側段7 之間；以及，后側段8 與后側段82b之間。于是，根據(jù)PV電池30的八邊形形狀，第一列間隔60a包括前部90、中 部92、以及后部94，或者由前部90、中部92、以及后部94限定第一列間隔60a。采用圖2所 示的一個可接受構造，從前端段70a、70b到中部92，前部90的寬度減??；與之相反，從中部 92到后端段80a、80b，后部94的寬度增大。如下所述，框架M(圖1A)的功能部件可以根 據(jù)列間隔60的形狀成形。作為參考，盡管PV電池30在形狀上示為大致八邊形，但根據(jù)本 發(fā)明的原理，其也可以采用廣泛多樣的其他形狀(例如，方形、矩形、圓形、非對稱形狀等)， 所得到的列間隔60和行間隔62具有與圖中所示不同的形狀。回到圖IA和圖1B，以及，考慮到對PV層壓板沈的上述理解，框架M通常包括構 架100，構架100適合于包圍PV層壓板沈的周邊34。在有些結構中，框架M進一步包括 一個以上臂部102，臂部102自構架100伸出，以及，如下所述，臂部構造成便于將PV層壓 板26相對于安裝表面以期望取向進行布置。無論哪種情況，構架100至少包括第一框架件104，如下所述，第一框架件104結合有一個以上排水功能部件。作為參考，盡管圖IB將構 架100圖示為包括四個框架件104至110，但也可采用多種其他結構。圖3A更具體地示出第一框架件104，以及，第一框架件104包括本體120、凸臺 122、肩部124、以及多個間隔式指銷126。凸臺122自本體120伸出，肩部IM在與本體120 相反的方向自凸臺122伸出。指銷126與凸臺122相對地自肩部IM延伸，以及，建立多個 間隙或排水功能部件128。就此而言，指銷1 定位并成形為，在最終裝配時，使產生遮蔽的 擔心最小化。本體120可以采用適合于使框架件104具備結構剛性的多種形式或形狀，以及，在 有些實施例中與圖3B和圖3C中所示的工字形截面類似。無論哪種情況，本體120形成或 大體上建立下面130和外面132。在與下面130相反的位置，凸臺122相對于外面132向里凸出。例如，在有些結構 中，凸臺122相對于外面132的平面大致垂直。為了這一目的，凸臺122形成或建立支撐面 140，用于如下所述容納PV層壓板沈(圖1A)的一部分。肩部124自凸臺122向上伸出，并且與外面132大致共面。因此，肩部IM可以相 對于凸臺122的支撐面140大致垂直。采用這種布置，于是，肩部IM形成或建立止擋面 150。在有些實施例中，對肩部124的高度(即自支撐面140延伸部分的尺寸)進行選擇， 使其作為PV層壓板沈(圖1B)厚度的函數(shù)。如圖3C中清楚所示，肩部IM終止于和凸臺 支撐面140相反的上面152，上面152沿間隙128(圖3A) “露出”。止擋面150的高度可以 因此定義為支撐面140與上面152之間的距離，以及，在有些實施例中，將止擋面150的高 度選擇為稍稍小于PV層壓板沈的規(guī)定高度。如下所述，采用這種結構，止擋面150可用于 相對于凸臺122理想地對齊并保持PV層壓板沈，但止擋面150不會構成液體自PV層壓板 26排出的明顯阻礙。圖3A和圖;3B將各指銷126示為與凸臺支撐面140相對地自肩部124伸出，并且 相對于外面132向里伸出。無論哪種情況，指銷1 各自限定保持面160(圖:3B)，保持面 160與凸臺支撐面140結合而形成鎖位區(qū)162 (圖3B)，用于容納PV層壓板沈(圖1A)的邊 緣。作為參考，指銷126形成為自肩部IM上面152延伸或伸出肩部IM上面152之外，上 面152概括性示于圖:3B中，但圖3C中所示更為清楚。在第一框架件104設置為同質整體 部件的實施例中，肩部124的上面152實質上沿指銷1 被“覆蓋”，或在指銷1 處并不存 在上面152。如圖3D清楚所示，在有些構造中，指銷1 是相同的，各自具有錐形形狀。例如， 各指銷126包括基端164和懸空端166，或者由基端164和懸空端166限定。基端164安裝 于肩部124(或者由肩部124形成)，懸空端166形成為與肩部124相反。以自基端164到 懸空端166延伸的形式，指銷1 可以各自在形狀上成錐形。圖3D示出錐形三角狀形狀，這僅為指銷126的一種可接受結構。還可以采用廣泛 多樣的其他形狀，對稱的或者非對稱的。此外，盡管指銷1 描述成相同的，但在其他結構 中，一個以上的指銷1 也可以具有不同的形狀和/或大小。同理，盡管圖3D將第一框架 件104示為具有七個指銷126，但也可采用任何其他或多或少的數(shù)量。繼續(xù)參照圖3D，指銷126沿肩部124均勻地隔開，間隙128因此具有一致的大小或 尺寸。就此而言，如下所述，根據(jù)PV電池30(圖2)的布置，對間隙128的尺寸進行選擇。
更特別地，圖4A示出最終裝配時PV模塊20的一部分，包括第一框架件104與PV 層壓板沈之間的對接部分。PV層壓板沈的第一周邊端緣50a安裝至第一框架件104，并 使各個指銷126與由PV電池30的第一行40a所建立的各個列間隔60對準。例如，第一指 銷126a與第一列間隔60a對準，第二指銷126b與第二列間隔60b對準，等等。此外，指銷 126的錐形形狀與對應列間隔60前部90的錐形形狀相對應。這就是說，指銷126的大致三 角形狀與列間隔60前部90的大致三角形狀相對應。采用這種布置和形狀選擇，即使指銷 126對第一行40a的PV電池30產生遮蔽，也是極小的遮蔽問題。例如，PV模塊20安裝至安裝表面，使得第一框架件104面向南(用于北半球安裝； 可選擇地，面向北，用于南半球安裝)，在這種情況下，隨著太陽落下，陽光以不斷減小的角 度指向PV模塊20。換而言之，隨著白天的時間接近黃昏，陽光相對于PV層壓板沈正面32 更接近于平行的關系。于是，在黃昏時，指銷126可能投射部分陰影至正面32。然而，因為 使指銷126對準第一行40a的列間隔60，并且使指銷1 根據(jù)第一行40a的列間隔60成 形，這些如此產生的陰影不會直接落到第一行40a的PV電池30上；取代這種情況，陰影將 主要投射在列間隔60內，從而，優(yōu)化PV電池30所捕獲的陽光量。于是，與常規(guī)PV模塊構 造相比，本發(fā)明的框架M更全面地優(yōu)化PV模塊20所提供的地覆比(GCR)。除了優(yōu)化地覆比(GCR)之外，第一框架件104便于液體自PV層壓板沈正面32排 出。液體(以及混入的污垢或碎屑)可以經由一個或多個間隙128自正面32自由地流動， 尤其是采用下述構造的情況下其中，將第一框架件104布置在構架100其他部分的“下 方”，使得重力通過間隙128自然地引導排水。圖4B提供PV模塊20沿一個間隙1 所取 的局部剖視圖。如圖所示，肩部124的上面152稍稍低于或偏離PV層壓板沈的正面32。 因此，肩部1 不會阻止或影響液體自正面32排出。然而，為了支撐和/或對齊(align) PV 層壓板26，肩部的高度為PV層壓板沈厚度的至少50%?？蛇x擇地，肩部124可以與正面 32對齊或者延伸稍稍高出正面32。進一步說明，圖4C示出沿一個指銷1 將PV層壓板沈 與第一框架件104進行裝配。如圖所示，第一周邊端緣50a位于凸臺122的支撐面140與 指銷126的保持面160之間的鎖位區(qū)162中，用肩部124的止擋面150保證第一周邊端緣 50a的期望空間位置?？梢圆捎谜澈蟿?未示出)，實施PV層壓板沈與第一框架件104之 間的更完全附著。參照圖5，最終裝配時，為第一行40a的每一個列間隔60提供一個指銷126。除非 另行說明，第一框架件104可以限定為具有相反的第一端部170和第二端部172，第一端部 170和第二端部172安裝至相對的框架件108和框架件110。例如，第一端部170安裝至第 三側框架件108，以及，第二端部172安裝至第四框架件110?？紤]到這些約定，指銷1 可 以描述成包括第一端部指銷U6A、第二端部指銷U6B、以及多個中間指銷126C。第一端部 指銷126A位置最接近于第一端部170，而第二端部指銷126B接近第二端部172。以均勻隔 開(與第一行40a中均勻隔開的PV電池30所規(guī)定的一樣)建立間隙128的方式，在第一 端部指銷126A和第二端部指銷126B之間布置中間指銷12C。因此，形成多個間隙128，用 于快速排出液體。此外，多個指銷126共同提供足夠的表面積，用于保持或安裝PV層壓板 26的第一周邊端緣50a，而且，即使對PV電池30產生遮蔽，也使遮蔽問題最小。于是，在有 些實施例中，指銷126的數(shù)量與第一行40a中PV電池30的數(shù)量相對應；特別地，對于第一 行40a中具有η個電池30的PV層壓板沈而言，第一框架件104具有η_1個指銷126?？商娲?，也可以采用其他關系。如上文所指出的，在有些實施例中，通過將第一框架件104空間上定位于構架100 其他部件的“下方”，PV模塊20自然地便于液體自PV層壓板沈正面32排出。例如，在圖IA 和圖IB所示的一個實施例的情況下，框架M構造成具有如下便利相對大致平坦安裝表面 諸如屋頂(商用或住宅屋頂)或地面安裝，以傾斜或有坡度取向(例如，最大坡度2 12) 布置PV層壓板沈，第一框架件104作為構架100的最低“邊”。臂部102起到使構架100取 向的作用，因此，將PV層壓板沈保持于傾斜或有坡度取向。參照圖6，進一步說明傾斜布置，圖6提供了 PV模塊20相對于平坦水平表面S的 簡化圖示。盡管隱藏在圖6的視圖中，PV層壓板沈上概括方式示出的位置為PV層壓板沈 的平面Ppv，從另外一方面說，該平面Ppv是由正面32構成。關于圖6的布置，框架M相對 于平坦表面S以坡度或傾角θ支撐PV層壓板沈。傾角θ也可以定義為形成在PV層壓板 平面Ppv與平坦表面S的平面之間的夾角。在有些實施例中，臂部102(圖6中示出其中兩 個)結合限定支撐面，在該支撐面處，以類似方式限定在PV層壓板Ppv與該支撐面所在平面 之間的傾角θ，貼著(壓靠)平坦表面S將PV模塊20支撐于平坦表面S。無論哪種情況， 在某些構造中，框架M構造成以1°至30°范圍內的傾角θ支撐PV層壓板沈，在有些實 施例中傾角θ在3° 7°范圍內，在另一些實施例中傾角θ為5°。作為參考，采用傾斜 的PV太陽能采集安裝，PV層壓板沈優(yōu)選定位成面向南方或向南傾斜(在北半球安裝中)。 給定這種典型的安裝取向，于是，第一框架件104(通用標號)可以稱為前框架件或南框架 件，以及，第二框架件106(通用標號)可以稱為后框架件或北框架件。然而，在其他實施例 中，框架M可以構造成相對于平坦表面S保持PV層壓板沈處于大致平行的關系。此外， 除了臂部102，還可以用一個以上的部件使傾斜布置更加便利。因此，在根據(jù)本發(fā)明的其他 構造中，一個或更多個臂部102可以改變或者省略。回到圖IA和圖1B，構架100可以采取除上述之外的多種適合于包圍PV層壓板沈 周邊34并建立可選傾角θ (圖6)的形式。在有些實施例中，框架件104至110分開形成， 隨后，以在最終構造成形時產生整體結構的方式，再互相裝配并與PV層壓板沈裝配。可選 擇地，可以采用其他制造技術和/或部件，因而，圖IA和圖IB所示的構架100沒有任何限 制。在有些實施例中，通過用塑料成型第一框架件104，形成第一框架件104所設置的 上述功能部件。采用塑料成型，諸如注射塑料成型，所得到的框架件104不會遇到與金屬擠 出成型相關的二維截面保持不變的限制。因此，與常規(guī)的擠出成型式鋁框架相比，第一框架 件104可以結合更牢固的設計(例如，上述的工字形狀)。此外，通過將第一框架件104形 成為成型塑料件，不需要二次操作來形成指銷126。這就是說，常規(guī)的擠出成型式鋁框架必 須進行機械切削，以限定與指銷126/間隙1 類似的功能部件，與常規(guī)擠出成型式鋁框架 不同，根據(jù)本發(fā)明的方面，第一框架件104是塑料成型件，其中凸臺122、肩部124、以及指 銷126整體方式形成，第一框架件104可以在大量生產的基礎上快速制造，而沒有附加的操 作/花費。在有些實施例中，各框架件104至110是注射成型的塑料件。在又一些實施例 中，框架M全部是塑料的，諸如注射成型的PP0/PS(聚苯醚共聚物/聚苯乙烯共混物)或 PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)。然而，根據(jù)本發(fā)明原理的功能部件也可以用其他材料提供， 對塑料或聚合結構沒有限制。
盡管排水功能部件描述成設置作為第一框架件104的部件，在其他可選構造中， 類似的排水類型功能部件可以結合進其余框架件106至110的一個或多個中。因此，例如， 第三框架件108可以結合有多個如上所述的間隔式指銷，這些指銷與沿第一列4 設置的 行間隔62對準，并且在大小及形狀上與之相稱。同理，其他可選構造包括各框架件104至 110具有或形成如上所述的間隔式指銷。雖然本發(fā)明根據(jù)特定的具體實施例加以描述，但是對于本領域技術人員來說，可 以容易地改變形式和細節(jié)，而不偏離本發(fā)明的目的、精神和范圍。
權利要求
1.一種光伏模塊，包括光伏器件，其包括限定周邊和正面的光伏層壓板，所述光伏層壓板在所述正面保持多 個光伏電池，所述多個光伏電池布置成多個行，所述多個行的第一行形成為緊鄰所述光伏 層壓板的第一周邊端緣，其中，所述第一行中相鄰的所述光伏電池由列間隔分開；以及框架，其與所述光伏層壓板裝配并保持所述光伏層壓板，所述框架包括第一框架件，所 述第一框架件包括凸臺，多個間隔式指銷，所述指銷與所述凸臺相連接，并與所述凸臺分隔開；其中，在最終裝配時，所述第一周邊端緣安裝在所述凸臺與所述指銷之間，以及，一個 所述指銷與所述第一行的一個所述列間隔對準。
2.根據(jù)權利要求1所述的光伏模塊，其中，至少兩個所述指銷分別與所述第一行的兩 個所述列間隔對準。
3.根據(jù)權利要求1所述的光伏模塊，其中，全部所述指銷與所述第一行的各個對應的 列間隔對準。
4.根據(jù)權利要求1所述的光伏模塊，其中，所述指銷各自包括與所述凸臺相連接的基 端以及與所述基端相反的懸空端，以及，進一步地，其中，各所述指銷的寬度自所述基端到 所述懸空端逐漸減小。
5.根據(jù)權利要求1所述的光伏模塊，其中，所述第一行包括第一光伏電池，所述第一光 伏電池與第二光伏電池相鄰，所述第一光伏電池和所述第二光伏電池結合限定對應列間隔 的形狀的前部，所述前部限定為緊鄰所述第一周邊端緣，以及，進一步地，其中，至少一個所 述指銷的形狀與所述前部的形狀相對應。
6.根據(jù)權利要求1所述的光伏模塊，其中，所述框架進一步包括第二框架件和第三框 架件，所述第二框架件和所述第三框架件分別與所述光伏層壓板中相對的周邊側緣裝配， 以及，進一步地，其中，所述第一框架件包括第一端部和相反的第二端部，所述第一端部安 裝至所述第二框架件，所述第二端部安裝至所述第三框架件，以及，進一步地，其中，所述多 個指銷在所述第一端部與所述第二端部之間均勻地分隔開。
7.根據(jù)權利要求6所述的光伏模塊，其中，所述光伏電池的第一行包括η個光伏電池， 以及，所述多個指銷包括η-1個指銷。
8.根據(jù)權利要求1所述的光伏模塊，其中，所述第一框架件進一步包括肩部，所述肩部 使所述多個指銷與所述凸臺互連。
9.根據(jù)權利要求8所述的光伏模塊，其中，在相鄰的一對指銷之間限定間隙，以及，進 一步地，其中，所述肩部沿所述間隙延伸。
10.根據(jù)權利要求9所述的光伏模塊，其中，至少沿所述間隙，所述肩部的高度為所述 光伏層壓板的厚度的至少一半。
11.根據(jù)權利要求10所述的光伏模塊，其中，至少沿所述間隙，所述肩部的高度接近于 所述光伏層壓板的厚度。
12.根據(jù)權利要求9所述的光伏模塊，其中，所述多個指銷包括第一端部指銷，其與所 述第一框架件的第一端部相鄰；第二端部指銷，其與所述第一框架件中的相對的第二端部 相鄰；以及，多個中間指銷，其布置在所述第一端部指銷與所述第二端部指銷之間，以及，進一步地，其中，所述端部指銷和所述中間指銷結合限定多個間隙，以及，更進一步地，其中， 沿所述多個間隙中每一個間隙，所述肩部以統(tǒng)一高度自所述凸臺伸出。
13.根據(jù)權利要求1所述的光伏模塊，其中，所述第一框架件全部由塑料形成。
14.根據(jù)權利要求13所述的光伏模塊，其中，所述框架全部由塑料形成。
15.根據(jù)權利要求1所述的光伏模塊，其中，所述光伏電池進一步布置成多個列，所述 多個列的第一列形成為緊鄰所述光伏層壓板的第一周邊側緣，所述第一周邊側緣與所述第 一周邊端緣相垂直，所述第一列中相鄰的所述光伏電池由行間隔分開，以及，進一步地，其 中，所述框架包括第二框架件，所述第二框架件包括凸臺；以及多個間隔式指銷，所述指銷與所述第二框架件的凸臺相連接，并與其分隔開；其中，在最終裝配時，所述第一周邊側緣安裝在所述第二框架件的所述凸臺與所述指 銷之間，以及，所述第二框架件的各所述指銷與所述第一列中各自的行間隔對準。
16.一種制造光伏模塊的方法，所述方法包括提供光伏器件，所述光伏器件包括光伏層壓板，所述光伏層壓板限定周邊和正面，所述 光伏層壓板在所述正面保持多個光伏電池，所述光伏電池布置成多個行，所述多個行的第 一行形成為緊鄰所述光伏層壓板的第一周邊端緣；用塑料成型第一框架件，使得所述第一框架件包括凸臺和多個間隔式指銷，所述指銷 與所述凸臺相連接并與所述凸臺分隔開；以及將所述光伏層壓板與所述框架裝配，包括將所述第一周邊端緣插在所述凸臺與所述指 銷之間。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，所述第一行中相鄰的所述光伏電池由列間隔 分開，以及，進一步地，其中，將所述光伏層壓板與所述框架裝配，包括將一個所述指銷與所 述第一行的一個所述列間隔對準。
18.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，成型所述第一框架件包括注射成型所述第一 框架件。
19.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，成型所述第一框架件包括這樣形成所述第 一框架件，使其形成有第一端部指銷，其與所述第一框架件的第一端部相鄰；第二端部指 銷，其與所述第一框架件的第二端部相鄰，所述第二端與所述第一端相反；以及，多個中間 指銷，其布置在所述第一端部指銷與所述第二端部指銷之間，其中，所述中間指銷均勻地布 置在所述第一端部指銷與所述第二端部指銷之間。
20.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，將所述光伏層壓板與所述框架裝配，包括將各 所述列間隔與各自相應的指銷對準。全文摘要
本發(fā)明公開了一種PV模塊，其包括PV器件和框架。PV器件具有PV層壓板，PV層壓板在正面保持多個PV電池。PV電池布置成多個行，包括與PV層壓板邊緣相鄰的第一行。第一行中相鄰的PV電池由列間隔分開?？蚣芘cPV層壓板裝配，以及，框架包括框架件，框架件具有凸臺和多個間隔式指銷，指銷與凸臺相連接且分隔開。PV層壓板安裝在凸臺與指銷之間，一個指銷與一個列間隔對準。該PV模塊便于液體在間隔式指銷之間排出。此外，指銷使框架件帶來的遮蔽效果最小化，從而，提高PV模塊的地覆比(GCR)。
文檔編號H01L31/042GK102077360SQ200980124497
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權日2008年6月27日
發(fā)明者喬納森·博特金, 西蒙·格雷夫斯, 馬修·卡利根 申請人:太陽能公司