[发明专利]包含散热材料的聚光子模块的制造

说明书

一种用于制造聚光光伏太阳能子模块的方法，所述聚光光伏太阳能子模块具有预定义的凹形几何形状的反射表面，其特征在于，所述方法包括在单个步骤中对多层组件进行层压，并且，在层压步骤过程中，结构元件的反射表面通过与反模的凸表面进行接触而成型。

技术领域

本发明涉及用于聚光光伏模块的元件的制造，更具体地，涉及用于基于反射性的线性抛物面聚光器(或反射镜)的聚光光伏模块的元件的制造。所述元件称为聚光光伏子模块。

背景技术

所述子模块的每一个都包括用于会聚光的光学装置(该光学装置通常称为反射镜或聚光器)和光伏电池，所述光伏电池形成光伏接收器并位于反射镜或聚光器的与反射表面相反的背面。

当使用这些聚光光伏子模块时，它们能够形成聚光光伏模块，子模块的聚光器的焦线位于相邻子模块的聚光器的背面。相邻子模块的光伏接收器位于该焦线处。因此，每个反射镜除了起聚光器的作用外，还起到光伏接收器的载体的作用。因此，聚光光伏模块为多个大体相同的元件(称为子模块)的组件。

这些聚光太阳能子模块的聚光器或反射镜具有由反射镜组成的反射表面，和固定有一个或一组光伏电池的背面(参见文献US 1993/5180441)。模块的抛物面形状能够会聚光线。照射到第一子模块的光被第一子模块的反射表面反射，从而使光会聚到位于第一模块附近的第二子模块的光伏电池上。

还可以制造抛物面形状的聚光光伏子模块(参见文献US 2007/0256726)，其中，光没有会聚在反射镜的焦点上，而是会聚在由多个反射镜组成的复合固态元件的焦点上。在该文献中，光伏电池位于聚光器的前侧。为了避免在子模块的各个部件之间形成气泡，执行多次真空层压以集成光学器件、光伏电池和布线。真空层压可以因此使用很少的粘合剂或不使用粘合剂来确保光学器件、电池或布线更好地附着于它们各自的载体。由于这些不同的层压形成了平面复合结构，因此存在另一个制造步骤，其中，将反射镜固定到凸形或凹形表面以产生抛物面形状，该抛物面形状用于使光会聚到固态光学元件的焦点上。

文献US 2004/0118395提出了一种抛物面形太阳能聚光器，其包括被两个表层包围的蜂窝状结构。这种蜂窝状结构使得能够获得轻质的聚光器，该聚光器能够支撑薄反射镜或薄反射表面并且具有良好的机械强度。然而，该元件不包括光伏电池，因为该元件旨在加热流体。另外，该元件是分多个步骤制造的，具体为：使反射表面冷变形，用粘合剂将反射镜固定到两个表层中的一个，对表层和反射镜的表面进行处理。

反射表面可以由覆盖有保护膜的具有高反射性的金属层组成，或者由粘合至包括有机复合材料的基板的金属层组成(参见文献US 1994/5344496)。也可以将高导热率材料的网添加到反射表面的背面以改善子模块的散热。子模块的制造非常复杂，因为需要许多步骤，例如，形成和抛光反射表面或对表面进行处理。还需要提供将光伏电池结合到反射镜的步骤。

在聚光太阳能子模块中使用复合材料使得可以获得轻质且刚性的子模块，但是这些材料的导热率低于某些金属(尤其是铝)的导热率。然而，升高子模块的温度具有降低光伏电池的效率并降低其寿命的不良效果。

为了改善例如在建筑物的屋顶上使用的平面光伏模块的散热，可以使用由石墨组成的大型散热器(参见文献US 2010/0186806)或由石墨片组成的大型散热器(参见文献WO2012/044017)。散热器或石墨片位于光伏模块的背面，且位于光伏电池下方以限制其温度升高。然而，这些解决方案在模块的制造过程中需要额外的步骤，或者不允许制造轻质且刚性的聚光太阳能模块。

发明内容

本发明旨在弥补现有技术的上述缺点；更具体地，本发明旨在提供一种仅包括单个步骤的用于制造包含散热材料的聚光光伏子模块的方法。