[发明专利]用于建筑上的光伏系统和相关组件和/或其制备方法

说明书

发明领域

本示例性实施例涉及一种集成至和/或安装在建筑上的光伏系统，以及该系统的制备方法。特别是，本示例性实施例涉及一种不对称形状的玻璃或其他透明基板，用于建筑上的光伏系统。

发明背景和示例性实施例概述

社会上对于能源的需要正在不断增长，因此，正在不断研究技术来满足对于能源需要的增长。其中，一个重点领域为太阳能领域。太阳能技术可以是多种形式。例如，该领域中已知的各种类型的光伏装置（例如，美国专利Nos.2004/0261841、2006/0180200、2008/0308147；6,784,361、6,288,325、6,613,603、以及6,123,824，其公开的内容分别纳入此处作为参考）。 

在一些情况下，光伏（PV）装置作为太阳场的一部分被安装在住宅建筑的顶上或其他等。这些装置也可包括跟踪系统来不断调整装置的定位，从而直射光从一个方向到达至PV装置并垂直于PV装置的表面。虽然该技术可提高PV系统的总效率，但需要附加的成本和部件来用于维护，此外，跟踪系统也须增加成本。

太阳能的一个问题在于其须占用较大的土地面积。土地价格较贵和/或受到限制（例如，在城市和郊区环境），由此，也可能会提高太阳能系统的成本和/或其他可行性限制。

解决上述土地问题的一个方法是将PV系统作为类似建筑结构或住宅结构的一部分。该设计的优点在于建筑物可具有较大的垂直面积，特别是大楼和较大的建筑物，且占地面积相对来说较小。进一步，建筑物的侧面（和顶部）大部分直接或间接地暴露于阳光下。

利用建筑物所占用的垂直空间的一个技术是将PV装置安装在建筑结构上或作为建筑结构的一部分。该PV装置通常被称为光伏建筑一体化 BIPV系统或建筑光伏BAPV系统。该系统可作为建筑物的一部分来替换常规的建筑材料或被添加（但并非总是如此).例如，房屋上的屋顶板或办公大楼的玻璃窗也可替换成装置，来实现一般屋顶板和玻璃窗的相同或相似的功能，同时可提供从结合的PV装置中所收集的太阳能。

图7示出常规的BIPV系统700，其包括半导体层712或半导体晶圆，通过碾压层714被层压至玻璃基板720。该系统700可收集至少一个直射光706和/或至少一些漫射光718。但是，由于墙壁和/或屋顶不能移动，BIPV系统通常不跟踪太阳（例如，一些太阳能装置），能量转换率可能依赖于太阳的相对位置。

由此，如图7所示出的常规的平面和垂直装置BIPV系统，当太阳以较小的角度相对于玻璃基板的表面时，可能具有较高的光反射710。玻璃基板720的表面具有法向量708，太阳能的反射减小时显示出“最佳”角度。由此，当能源以较小的角度进入时，相对于表面法线的角度增加。另一个问题在于，一天中只有太阳位于天空中的最高点（例如，太阳中午）时才可提供最大能源。在该最高点期间，入射至BIPV系统的玻璃平面的角度可能接近或位于其最低点。由此，当能源打在玻璃基板720的表面时，所述点可能位于其最高点时，反射百分比也可能最高。其可能会使安装的BIPV系统的运作效率降低（例如，由于较小的角度造成更多的光被反射）。

因此，需要一种新的和被改进的技术来提高、生产、制造适用于建筑的PV系统或建筑一体化系统。

在示例性实施例中，BIPV/BAPV系统通过减少玻璃基板的光反射量，来增加被“收集”的光（能源），该玻璃基板位于示例性BIPV/BAPV系统的半导体层前面。

在示例性实施例中，图案化的玻璃（例如，图案浮法玻璃）基板与半导体层耦合。该图案化的玻璃元件可具有不对称性质，当太阳位于较高点时，用来减少光反射（例如，来自不对称图案的表面的表面法线接近于表示直射光的向量）。

在示例性实施例中，光伏系统可用于BIPV或BAPV装配。

在示例性实施例中，提供一种用于光伏建筑一体化BIPV或建筑光伏BAPV系统的组件，所述组件包括：不对称玻璃基板，当从横截面看时具有第一、第二、第三表面，所述不对称玻璃基板的横截面基本上为三角形状，从而所述第三表面比所述第一、第二表面长。其中，所述第三表面被层压至光伏装置。所述第一表面与建筑的垂直面的角度为5-40度，且所述第一表面的长度大于所述第二表面的长度。 

根据示例性实施例，可提供一种阵列，包括多个如上所述的组件。