[发明专利]光伏装置及方法

说明书

本发明针对一种包括载体基板的光伏装置。载体基板承载印刷结构，该印刷结构包括：多个光伏模块，每个模块包括第一和第二端子以及电连接在第一和第二模块端子之间的多个光伏电池；沿光伏模块的一侧延伸的第一汇流条；沿光伏模块的相对侧延伸的第二汇流条；以及多个模块间轨道，每个模块间轨道与光伏模块相关联。该装置包括多个能够选择性配置的接合，接合中的一个或多个可以被配置为使得光伏模块能够通过一个或多个模块间轨道与相邻光伏模块选择性地连接或断开连接，并且/或者使得模块端子能够与第一和第二汇流条中的一个选择性地连接或断开连接，使得光伏模块可以根据需要选择性地串联和/或并联电连接。

技术领域

本发明涉及光伏装置及其制造方法。该装置包括可以印刷在可弯曲材料的载体薄板(web)或膜(这里称为印刷的太阳能膜(PSF))上的光伏(PV)模块。每个模块可以包括连接在正负模块端子之间的光伏电池或多个光伏电池。载体薄板或膜还可以印刷有适于按要求自适应地或灵活地互连每个光伏模块的汇流条和/或轨道。

背景技术

已利用无机晶体硅制造出现有技术的光伏电池。当前，最有效的无机太阳能电池可以将超过40％的收集的太阳能转化为电能。然而，这种无机太阳能电池(包括基于晶体硅的无机太阳能电池)的一个缺点是，它们在制造过程中需要大量的能量。此外，无机太阳能电池所用材料的性质可能需要相当多的劳动力和费用用于其制造。

因此，注意力转向通常以模块图案(参见图1a)通过逐卷工艺沿载体薄板制造的类型的溶液处理的太阳能电池，包括有机太阳能电池、有机－无机复合钙钛矿太阳能电池和无机纳米粒子太阳能电池。模块图案可以沿着载体薄板重复，并且，可以沿着薄板的处理方向串联连接重复的图案。

尽管图1a所示的模块图案在理论上可以无限扩展，但是由于制造方法的限制，因此产生垂直于处理方向的条纹图案是不实际的。因此，条纹图案在常规上是平行于处理方向产生的。

因此，如图2a和2b所示的那样开发并在WO 2013/152952中描述了实用的互连方法。该方法利用被称为“无限设计”的电池的无限互连，以产生相对较高的电压，而不会由于来自大电池区域的大电流而遭受欧姆(I2R)损失。该设计可以根据希望的应用或所需的电压输出进行裁剪。

尽管“无限设计”是实用和有用的，但在实际应用中存在局限性。例如，当决定应用长度时，由于输出电压通常由模块电压×应用长度/模块长度确定，因此几乎没有选择输出电压的自由。因此，当应用长度太长(比如大于10米)时，输出电压通常可能太高而不安全。此外，由于输出电压通常根据应用长度而不同，因此，当将太阳能电池的输出转换为标准电压的逆变器通常具有输入电压和/或电流的操作窗口时，系统平衡(BOS)的设计具有挑战性。

为了解决常规片材模块和无限设计的限制，需要更灵活或通用的互连光伏模块的方法。

本文中对作为现有技术给出的专利文件或其它事项的引用不应被视为承认该文件或事项在任何权利要求的优先权日是已知的或其包括的信息是公知常识的一部分。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种包括载体基板的光伏装置，所述载体基板承载印刷结构，该印刷结构包括：

多个印刷的光伏模块，每个模块包括

第一和第二模块端子，以及

在第一和第二模块端子之间的多个印刷的光伏电池，使得每个光伏电池与相邻的光伏电池串联连接；

沿光伏模块的一侧延伸的第一印刷的汇流条；

沿光伏模块的另一侧延伸的第二印刷的汇流条；以及

多个模块间轨道，每个模块间轨道与光伏模块相关联；

其中每个模块间轨道被印刷有可链接间隙，使得光伏模块最初在印刷结构中相互不连接；