[发明专利]高利用率光伏器件

说明书

技术领域

本发明涉及改进的光伏器件，并更特别地但是仅仅地涉及具有提高的有效太阳能面积利用率的光伏器件。

背景技术

当前已知的光伏(PV)器件包括有效太阳能面积，其是所述PV器件中接收光子并将其转变成可用电能的部分。在许多器件中，所述有效太阳能面积存在保留用于电连接组件元件(例如汇流条和/或在PV器件的电池之内和之间传送电流的传导性元件)的未利用部分和/或被所述电连接组件元件遮蔽的区域。某些PV材料由于电池形状和尺寸可用性限制和/或出于其他原因而在电池周围或之间需要间隔以防止分路电流、提供传热。因此，目前已知的某些类型的PV器件不能利用显著部分的有效太阳能面积来捕获光子。在某些应用中，例如整合到建筑产品(其中可应用表面积是预定的)中的PV器件，单位面积的太阳能捕获是优先考虑的并且可影响到PV器件的安装是否经济上是可行的。

与这种技术相关的文献当中包括以下文献：US 6,121,541；US6,368,892，US 2005/0056312(A1)；US 5,261,969；US 4,795,501；US 5,008,579；US 2011/0220175(Al)；US 2011/0220177(Al)；US 2011/0100436；美国申请No.12/989743和13/499,483。

发明内容

本公开在一个方面包括具有限定太阳能有效面积的透明前板的制品。所述前板与后板结构上偶联，并且所述前板和后板包含安置在它们之间的PV器件。所述PV器件包括具有第一PV活性材料的第一PV电池层和具有第二PV活性材料的第二PV电池层。所述第一和第二PV电池层至少部分地移位并一起限定在整个PV有效面积上的连续光学覆盖区。

本公开另外的或可替代的方面的特征还在于任何一个或多个以下特征：所述第一PV活性材料和所述第二PV活性材料各是不同的材料；所述第一PV电池层和所述第二PV电池层是在所述太阳能有效面积的框架内电隔离的层；所述连续光学覆盖是其中所述第一和第二PV活性材料的至少一种被直接暴露超过所述太阳能有效面积的暴露正面区的至少85％的区域；所述第一PV电池层和所述第二PV电池层各具有不同的旁路二极管；所述制品还包括外电路耦合，其中所述外电路耦合与所述第一和第二PV电池层以串联、并联或串-并联构造电偶联；所述制品还包括与第一PV电池层电偶联的第一外电路耦合，和与第二PV电池层电偶联的第二外部耦合；所述第一PV电池层包括具有主轴以第一方向布置的纵横比的多个的第一电池和所述第二PV电池层包括具有主轴以第二方向布置的纵横比的多个第二电池，所述第二方向偏离于所述第一方向，其可以垂直于第一方向；所述第二PV电池层包括根据减去所述第一PV电池层的容纳空间的太阳能有效面积成型的框架；所述第一PV活性材料包括晶体二氧化硅(c-Si)和所述第二PV活性材料包括硒化铜铟镓(CIGS)；所述第二PV电池层形成为所述太阳能有效面积并且布置在所述第一PV电池层垂直下方；和/或所述第一和第二PV电池层中的垂直上方层被布置成光学遮蔽所述第一和第二PV电池层中的垂直下方层的电连接组件。

本公开另外的或替代的方面是包括形成PV器件的方法，其中所述形成包括提供具有第一PV活性材料的第一PV电池层和具有第二PV活性材料的第二PV电池层，和将所述第二PV电池层布置为相对于所述第一PV电池层至少部分地移位布置。所述方法还包括解读外电路说明，在根据所述外电路说明选择的电学构造中电偶联所述第一PV电池层和第二PV电池层，提供透明前板和后板，在所述前板和后板之间布置所述PV器件，以使得所述前板限定太阳能有效面积以及所述第一PV电池层和第二PV电池层限定在整个太阳能有效面积上的连续光学覆盖区，和结构上偶联所述前板与后板。

本公开另外的或替代的方面的特征还在于一个或多个以下特征：所述PV电池层与外电路耦合串联电偶联，所述PV电池层与外电路耦合并联电偶联，和/或所述第一PV电池层与第一外电路耦合电偶联和所述第二PV电池层与第二外电路耦合电偶联。

附图说明

图1是以前已知的PV器件的示意图。

图2是包含PV器件的制品的示意图。

图3是图2中描绘的制品的剖视图。

图4是第一和第二PV电池层的示意图。

图5是图4中描绘的第一和第二PV电池层的剖视图。

图6是第一和第二PV电池层的示意图，各自包含不同的旁路二极管。