[发明专利]具有改进的背板的光生伏打模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种光生伏打器件模块，更具体的、涉及一种光生伏 打器件模块(photovoltaic device module)的背板(backplane)。

背景技术

太阳能系统利用大的光生伏打(PV)电池阵列从而将太阳光的 能量转化为可用的电能。PV电池阵列通常排列为可组装及安装在现 场的多个电池模块。随着PV电池的效率的提高以及太阳能电池阵列 的单位成本的下降，太阳能系统可以成为现有电网供电的有经济魅力 的替代物。但是，即使提高了效率，还是存在与PV模块的安装与装 配有关的许多实际问题。

实际上，在现有技术中，多数PV模块具有如图1所示的刚性设 计。刚性PV模块100包括刚性透明前盖102(如玻璃)、嵌入到灌 封剂(pottant)106中的多个太阳能电池104(如乙烯-醋酸乙烯共 聚物(EVA))和密封背板108(如位于聚氟乙烯层之间的玻璃或聚 酯层压板)。背板108的层压板材料通常很贵。

刚性PV模块100的刚性通常由刚性前盖102与刚性周边框架 110(例如突出的铝)的组合而得到。这些典型的刚性化元件对模块 100增加了相当的重量并限制了散热，使得典型模块的温度高于单独 的裸露电池的温度。这些重量以及温度的限制在既有玻璃前盖也有玻 璃背板的玻璃/玻璃模块中更显著。由于易碎的晶体硅电池通常要求机 械保护(如最小弯曲、扭曲等)以能够提供刚性封装，因此，刚性模 块在极大程度上占据了现有PV市场。此外，将玻璃用作前盖102限 制了在安装模块100方面的通用性。由于玻璃通常难以机械加工，因 此，用于安装支架等的孔通常在形成框架110上。框架110与前盖的 重叠部分表示不能放置PV电池104的空腔。

有些现有技术的市售模块是柔性的。图2表示了现有技术中的柔 性PV模块200，它是以柔性顶板202(如柔韧塑料如乙烯四氟乙烯共 聚物(ETFE))替代刚性模块100的刚性玻璃。柔性模块200可以 使用可弯曲的边缘减震器210来代替刚性金属框架。通常，这样的柔 性PV模块使用与在刚性模块100种相同类型的层压背板108。虽然 柔性模块200可以方便地用于柔性有助于密集封装和/或提供高的功 率-重量比的的移动应用(如徒步旅行、海滩旅行等)，但柔性模块 并不易于安装在现有的安装机架上。因此，柔性模块的市场前景受到 一定的限制。柔性封装通常仅用于柔性太阳能电池，也就是不首要要 求刚性封装的机械保护的电池。

一些市售的模块是半刚性的，这些模块通常具有一些柔性模块 (如柔性塑料盖板)的元件，同时也具有一些刚性化元件(如金属板 背衬)。这些模块提供一些市场部门的交叉潜力(如对于基于硅的PV 电池足够刚性，但比玻璃/金属封装轻，比现有封装轻但足够刚性以安 装在标准安装机架上等)，但是半刚性模块不能支配整个PV市场的 大的份额。现有的半刚性模块的一个主要限制在于实心的刚性化元件 (如包括金属薄板、玻璃纤维、硬塑料板等的背板)增加重量并限制 热量流通，因此，与柔性模块相比模块运行得更热而且明显更重。

因此，在现有技术中，有克服太阳能电池的上述缺点的要求。

发明内容

本发明的实施方式至少解决了上述的一些缺点。应理解的是，本 发明的至少某些实施方式可以用于任意类型的太阳能电池，无论这些 太阳能电池是是刚性的或柔性的，或用于吸收层的材料类型如何。本 发明的实施方式可以适用于连续(roll-to-roll)和/或批量制造工艺。 此处所述的目的或其他目的可以适用于本发明的各种实施方式。

在本发明的一个实施方式中，提供一种太阳能电池，包含一个或 多个被配置为大致平坦形式的光生伏打(PV)电池，其中每个太阳能 电池具有前侧和背侧，该一个或多个PV电池适合于在光投射到前侧 上时产生电压。该模块可以包括在光生伏打电池上方的大致透明的材 料的一层或更多层和在光生伏打电池下方的材料的一层或更多层。

在本发明的另一个实施方式中，提供一种太阳能电池模块，包括 一个或多个配置为大致平坦形式的光生伏打(PV)电池，其中每个太 阳能电池具有前侧和背侧，该一个或多个PV电池适合于在光投射到 前侧上时产生电压。该模块可以包含支撑一个或多个PV电池的刚性 背板(backplane)，使得背板从背侧提供结构支撑，其中刚性背板包 括具有多个空腔的结构部件。