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      耐用光伏組件的制作方法

      文檔序號(hào):8344738閱讀:251來源:國(guó)知局
      耐用光伏組件的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本公開一般涉及耐用光伏組件、制備耐用光伏組件的方法和包括耐用光伏電池和組件的構(gòu)造。
      【背景技術(shù)】
      [0002]可再生能源是指來源于可補(bǔ)充的自然資源(諸如陽光、風(fēng)、雨、潮汐和地?zé)?的能源。隨著技術(shù)的進(jìn)步和全球人口的增長(zhǎng),對(duì)可再生能源的需求大幅提高。如今,盡管化石燃料提供了絕大部分的能量消耗,但這些燃料是不可再生的。全球?qū)@些化石燃料的依賴度不僅提高了對(duì)它們的消耗的關(guān)注,而且提高了對(duì)與燃燒這些燃料引起的排放相關(guān)聯(lián)的環(huán)境的關(guān)注。由于這些關(guān)注,全世界的國(guó)家已經(jīng)在建立同時(shí)開發(fā)大規(guī)??稍偕茉春托∫?guī)??稍偕茉吹某h。當(dāng)前,前景較好的能源資源之一為陽光。全球性地,數(shù)百萬的家庭當(dāng)前從太陽能光伏系統(tǒng)獲得電力。對(duì)太陽能需求的上升伴有對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)這些應(yīng)用的要求的裝置和材料的需求上升。
      [0003]光伏組件用在室外,因此遭受連續(xù)地暴露于環(huán)境要素。因此,在設(shè)計(jì)和制造光伏組件及其部件方面的技術(shù)挑戰(zhàn)是,當(dāng)經(jīng)受苛刻的環(huán)境條件(包括例如水蒸氣和陽光)時(shí),實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期(例如,25年)的耐久性。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]機(jī)械性能、光學(xué)透明度、腐蝕、紫外線穩(wěn)定性以及對(duì)戶外天氣條件的抵抗力均為可影響光伏電池或組件中的材料在較長(zhǎng)的操作周期內(nèi)逐漸降解的因素。另外,光伏電池可被將電池保持在一起的機(jī)械機(jī)構(gòu)(例如,夾子)損壞。另外,在安裝之前進(jìn)行組件/電池處理和運(yùn)輸期間,會(huì)發(fā)生機(jī)械損壞。因此,需要耐用的光伏電池和組件。另外,存在對(duì)一個(gè)或多個(gè)效率改善的光伏器件和成本降低的光伏器件的需要。
      [0005]本公開的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)用于能夠長(zhǎng)期在戶外使用的更耐用光伏組件和/或電池的形成方法、材料和構(gòu)造。更耐用光伏組件和/或電池的形成可以增加光伏組件的使用壽命。增加的壽命會(huì)導(dǎo)致太陽能發(fā)電的成本降低,這會(huì)導(dǎo)致更快和/或更廣地采用這種形式的綠色能量產(chǎn)生。
      [0006]本公開的一個(gè)實(shí)施例涉及一種光伏電池,所述光伏電池包括:前側(cè)層,所述前側(cè)具有第一主表面和第二主表面,所述第一主表面被暴露于陽光,所述第二主表面與發(fā)電層的第一主表面相鄰;和基本上覆蓋所述前側(cè)層和所述發(fā)電層的所有邊緣的邊緣保護(hù)材料。
      [0007]本公開的另一個(gè)實(shí)施例涉及一種光伏電池,所述光伏電池包括:被暴露于陽光的前側(cè)層;與所述前側(cè)層相鄰的發(fā)電層;和基本上覆蓋所述前側(cè)層和所述發(fā)電層的所有邊緣的邊緣保護(hù)材料。
      [0008]本公開的另一個(gè)實(shí)施例涉及一種光伏電池,所述光伏電池包括:太陽能電池構(gòu)造,其具有相對(duì)的第一主表面和第二主表面、相對(duì)的第一次表面和第二次表面、相對(duì)的第一邊緣和第二邊緣,所述太陽能電池構(gòu)造包括:前側(cè)層;與所述前側(cè)層相鄰的太陽能電池;邊緣保護(hù)材料,所述邊緣保護(hù)材料基本上覆蓋所述太陽能電池構(gòu)造的相對(duì)的所述第一邊緣和所述第二邊緣的全部和所述太陽能電池構(gòu)造的所述第一主表面和所述第二主表面中的每個(gè)的一部分。
      [0009]本公開的任何實(shí)施例可以包括以下中的一者或多者。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述發(fā)電層是太陽能電池。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述邊緣保護(hù)材料是包括聚合物層和粘合劑層的多層材料。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述聚合物層包含含氟聚合物。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述粘合劑層包括壓敏粘合劑。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述粘合劑層包括熱固性粘合劑。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述電池或組件還包括與所述發(fā)電層相鄰的包封層。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述電池或組件還包括與所述包封層相鄰的后側(cè)層。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述電池或組件包括邊緣保護(hù)材料,所述邊緣保護(hù)材料覆蓋所述光伏電池中的各個(gè)層的邊緣中的至少一部分或基本上全部。如各種實(shí)施例中的任一個(gè)中描述的光伏電池或組件,其中,所述前側(cè)層是玻璃、石英和多層膜中的一種。
      [0010]本公開的另一個(gè)實(shí)施例涉及一種制備光伏組件的方法,包括:將能量產(chǎn)生層定位成與前側(cè)層相鄰以形成能量產(chǎn)生層-前側(cè)層構(gòu)造;以及將邊緣保護(hù)材料施用于所述能量產(chǎn)生層-前側(cè)層構(gòu)造的相對(duì)邊緣。
      [0011]本公開的任何實(shí)施例可以包括以下中的一者或多者。一種方法,其中,定位能量產(chǎn)生層包括將半導(dǎo)體層沉積到所述前側(cè)層上。一種方法還包括將包封材料沉積到所述能量產(chǎn)生層上。一種方法還包括固化所述包封層。一種方法還包括將后側(cè)層定位成與所述包封層相鄰。一種方法還包括向所述光伏組件的相對(duì)邊緣施用邊緣保護(hù)材料。
      [0012]閱讀了下面的詳細(xì)說明后,這些以及其它各種特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。
      【附圖說明】
      [0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的光伏組件的示意性剖視圖。
      [0014]圖2是邊緣被密封的光伏組件的示意性剖視圖。
      [0015]圖3是邊緣被密封的光伏電池的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖。
      [0016]圖4是邊緣被密封的光伏組件的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖。
      [0017]圖5是邊緣被密封的光伏組件的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖。
      [0018]圖6是邊緣被密封的光伏電池的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖。
      [0019]圖7是邊緣被密封的光伏組件的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0020]已經(jīng)進(jìn)行了兩種嘗試來增加光伏組件的耐久性。在圖1中示意性示出用于形成耐用光伏組件的第一種嘗試。光伏組件100包括前側(cè)層110、太陽能電池120(即,發(fā)電層)、包封層130、和后側(cè)玻璃層140,所有這些層的邊緣都被包括含氟聚合物層160和壓敏粘合劑層170的多層膜150封裝。例如,在JP2011032451中描述了這種一般類型的構(gòu)造。這種構(gòu)造的缺點(diǎn)之一是,常常必須用光伏電池安裝器來進(jìn)行單獨(dú)的邊緣包裹步驟。
      [0021]在圖2中示意性示出用于形成耐用光伏組件的第二種嘗試。光伏組件200包括前側(cè)層210、太陽能電池220 (即,發(fā)電層)、包封層230、后側(cè)層240。太陽能電池220和包封層230由邊緣密封材料250 (例如,丁基橡膠)進(jìn)行部分地邊緣密封。這種構(gòu)造的缺點(diǎn)之一是,光伏組件產(chǎn)生的能量的量與光伏電池的表面積中暴露于陽光的量成比例。因?yàn)檫@種構(gòu)造為了支持部分邊緣密封,減小了可用于入射陽光的總光伏電池表面積,所以光伏組件的總能量產(chǎn)生減少。結(jié)果,光伏組件每單位的能量生成成本增加。
      [0022]本公開的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),可以通過為由前側(cè)層和光伏電池組成的構(gòu)造提供邊緣保護(hù)來實(shí)現(xiàn)各種制造和耐久性益處。如圖3中示意性示出的,根據(jù)本文教導(dǎo)的光伏電池300的一個(gè)實(shí)施例包括與邊緣保護(hù)材料330相鄰的前側(cè)層310和太陽能電池320 (即,發(fā)電層)。在圖3中示出的具體實(shí)施例中,邊緣保護(hù)材料330卷繞前側(cè)層310-太陽能電池320構(gòu)造的邊緣。在一些實(shí)施例中,邊緣保護(hù)材料處于前側(cè)層-太陽能電池構(gòu)造的各主表面的至少一部分上。在圖3中示出的具體實(shí)施例中,邊緣保護(hù)材料330是單層,但邊緣保護(hù)材料還可以是多層。在一些具體實(shí)施中,例如,邊緣保護(hù)材料330是多層膜,包括聚合物層(例如,含氟聚合物)和粘合劑層(例如,壓敏粘合劑、熱固性粘合劑、可紫外線固化的粘合劑或它們的組合)。在一些實(shí)施例中,邊緣保護(hù)材料是帶材。
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