[发明专利]使用玻璃工艺制造太阳能聚光器的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求共同转让的2007年8月6日提交的美国临时申请60/954021的优先权和2008年7月23日提交的美国申请12/178561的优先权，并且在此以引用的方式并入本文。

发明背景

本发明通常涉及太阳能技术。具体地，本发明提供制造太阳能电池模块用玻璃聚光器的方法和装置。更具体而言，本发明提供制造玻璃聚光器的方法和系统，其使用一个或更多个鼓式构件以在浮法玻璃工艺期间在带状玻璃上形成预定形状的聚光结构。仅仅为了举例，本发明已被应用于太阳能电池板，即通常所称的太阳能电池模块，但是应当认识到本发明具有广泛得多的适用性。

随着世界人口的增加，工业扩张已经导致同样大的能量消耗。能量通常来自包括煤和石油的化石燃料、水电站、核源等。仅仅作为例子，国际能源机构预计耗油量将进一步增长，其中诸如中国和印度等发展中国家占增长中的大部分。我们日常生活中的几乎每一个要素都部分地依赖于日益稀缺的石油。随着时间进一步推移，“廉价”而丰富的石油时代就将结束。因此，已经开发了其他的和替代的能源。

除了石油，我们还依赖其他非常有用的能源如水电、核电等来满足我们的电力需求。举例来说，我们对家用和商用的常规电力需求大多数都来自于依赖煤或其他形式化石燃料驱动的涡轮、核电厂和水电站，以及其他形式的可再生能量。通常，家用和商用电力已很稳定和普遍。

最重要地，地球上发现的即使不是全部也有大量的有用能量来自于太阳。通常，地球上所有的普通植物生命利用来自太阳光的光合作用来获得生命。诸如石油的化石燃料也是由源于与太阳相关的能量的生物材料发展来的。对于包括“太阳崇拜者”的人类而言，阳光是必要的。对于行星地球上的生命而言，太阳是我们最为重要的能源和现代太阳能的燃料。

太阳能具有许多非常理想的特性！太阳能可再生、清洁、丰富而且常常分布广泛。一些已开发的技术通常捕集太阳能、聚集它、储存它，并且将它转化成其他有用的能量形式。

已经开发了太阳能电池板来将阳光转化成能量。仅仅作为例子，太阳能热电池板通常将来自太阳的电磁辐射转化成用于加热住宅、运行某些工业过程或者驱动高级涡轮来发电的热能。作为另一实例，太阳能光电板将阳光直接转化成用于多种应用的电。太阳能电池板通常由彼此互连的太阳能电池阵列构成。所述电池通常以串联和/或并联的串联电池组布置。因此，太阳能电池板具有惠及我们的国家、安全和人类使用者的巨大潜力。它们甚至能够使我们的能量需求多样化并且降低世界对石油和其他潜在的有害能源的依赖。

尽管太阳能电池板已成功用于某些应用，但是仍然存在某些局限性。太阳能电池通常昂贵。根据地理区域，购买太阳能电池板，通常有政府机构的财政补贴，这常常不能与从公众的电力公司直接购电进行竞争。另外，电池板通常由含硅晶片材料构成。这样的晶片材料常常昂贵，而且难以大规模地有效制造。太阳能电池板的可用性也有些不足。也就是说，太阳能电池板通常难以从有限的光电含硅材料来源中找到和购买。这些和其他局限性描述于整个本发明说明书中，并且可以在下文更详细地来说明。

从上面看出，高度期望用于改进太阳能设备的技术。

发明概述

本发明通常涉及太阳能技术。具体地，本发明提供制造太阳能电池模块用玻璃聚光器的方法和装置。更具体而言，本发明提供制造玻璃聚光器的方法和系统，其使用一个或更多个鼓式构件以在浮法玻璃工艺期间在带状玻璃上形成预定形状的聚光结构。仅仅为了举例，本发明已被应用于太阳能电池板，通常称为太阳能电池模块，但是应当认识到本发明具有广泛得多的适用性。

在一个具体的实施方案中，本发明提供制造太阳能电池模块用玻璃聚光器的方法。该方法包括提供熔融状态的玻璃材料并且加工所述熔融状态的玻璃材料以形成包括第一表面和第二表面的带状玻璃。另外，该方法包括使第一表面经过一个或更多个鼓式构件以形成多个聚光结构，同时经由第二表面使带状玻璃连续通过多个辊。各个聚光结构包括孔隙区、出口区以及一个或更多个反射区。孔隙区被配置为接收来自第二表面的入射光，而一个或更多个反射区配置为将所接收到的入射光聚集到出口区。出口区的面积比孔隙区的小。而且，该方法包括将带状玻璃切成一块或多块玻璃片。各玻璃片包括预定数目的多个聚光结构。