CN101828268A - 具有热交换的太阳能屋顶瓦片和模件 - Google Patents

具有热交换的太阳能屋顶瓦片和模件 Download PDF

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Abstract

一种具有光伏电池和散热器的光伏瓦片和模件。散热器附接于与光伏电池的受光一侧相对的电池一侧之上，并且可以移除由光伏电池吸收的光所导致的、但不会转换为电的热量，以及由电阻生成的热量。由于其散热能力，由这种电池构成的光伏瓦片或模件可以展示出更强的能量转换效率。瓦片可以被安置在屋顶上，以保护屋顶结构并产生电。描述了这样的光伏瓦片，其包括互锁的机械和电连接，以便便利于安装。模件可以被设计为放置在现有的已完工屋顶上。制作光伏瓦片和模件的方法例如包括将散热器层压到光伏电池和/或注射成型。

Description

具有热交换的太阳能屋顶瓦片和模件
对相关申请的交叉引用
本申请要求以下的优先权权益：美国临时申请No.60/874,313，题为“Modular Solar Roof Tiles And Solar Panels With Heat Exchange”，2006年12月11日提交；美国申请No.11/788,456，题为“Modular Solar PanelsWith Heat Exchange”，2007年4月19日提交；美国申请No.11/804,656，题为“Solar Roof Tiles With Heat Exchange and Methods of MakingThereof”，2007年5月18日提交；美国申请No.11/788,703，题为“ModularSolar Panels With Heat Exchange and Methods of Making Thereof”，2007年4月19日提交；美国申请No.11/804,695，题为“Interlocking Solar RoofTiles With Heat Sink Exchange”，2007年5月18日提交；美国申请No.11/804,657，题为“Solar Roof Tiles With Heat Exchange”，2007年5月18日提交；美国申请No.11/804,399，题为“Photovoltaic Roof Tiles andMethods of Making Same”，2007年5月18日提交；以及美国临时申请No.60/964,301，题为“Cost Effective Heat Exchanger For Solar Panels andRoof Tiles”，2007年8月9日提交。在此，将这些申请的内容通过引用整体纳入，如同在下文中将其全面阐述。
技术领域
背景技术
太阳能是可再生的能量源，由于化石燃料的已经认识到的有限性以及核燃料的安全性事宜，太阳能已经在世界范围内获得大量普及。在过去的15年，光伏(photovoltaic，PV)太阳能需求每年至少增长了25％。与1985年的21MW相比而言，2005年，世界范围内的光伏安装增加了1460MW(兆瓦特)，而在之前一年中安装了1086MW(表示34％的年增加)。
太阳能领域中的增长已经集中于固定在现有屋顶之上的太阳能模件。屋顶外表面(rooftop)将太阳辐射直接暴露于太阳能电池并为光伏设备提供结构化支撑。尽管具有越来越大的增长，对于传统安装于屋顶的太阳能模件的广泛使用受到以下限制：安装难度和成本、在美学上没有吸引力、以及特别是它们低下的转换效率。
许多传统的安装于屋顶的太阳能模件大量地用玻璃罩所构造，所述玻璃罩被设计用于保护脆弱的硅制太阳能电池。这些模件是复杂的系统，包括独立的机械和电子互连，所述机械和电子互连之后被安装在现有的屋顶外表面中，这需要大量的安装时间和技能。另外，因为现有模件不会为屋顶外表面提供气候防护，屋主需要为模件及安装模件的保护性屋顶材料支付材料和劳力成本。对于家用和商用建筑的美学，模件同样是一种破坏，从而造成了对其的有限使用。一些制造商已经创造了在美学上更合意的及较少阻碍的解决方案，但是这些系统很大程度上由于安装难度和不佳的总面积效率而不具有价格竞争力。较低的模件效率级别与较高的光伏系统成本有关，因为针对给定能量需求需要较大的模件面积。
对于典型的安装于屋顶的结晶硅太阳能电池来说，将光转换为电的效率大约是13％。某些系统经由修正已经看到了效率增加(最多至18-20％)，所述修正诸如：在电池表面使用抗反射玻璃以便减少光反射，在电池表面使用肌理玻璃以便增加光捕获，以及使用诸如薄膜硅或锗合金的改良材料。尽管有这些改良，太阳能电池的转换效率仍然部分地受限于很高的太阳能电池温度。随着温度的增加，光伏设备的效率降低。辐射到电池上的部分能量被转换为热能，这限制了电池的电能输出以及整体转换效率。制造一种能够从光伏电池除热的系统将极大地增加总效率。
对于解决上述问题的光伏瓦片(tile)，存在大量的兴趣和需求。
发明内容
在此描述的是：通过太阳辐射产生能量的多种太阳能模件和太阳能屋顶瓦片，以及在制造这些太阳能模件和瓦片时使用的多种方法。一些瓦片增加了将太阳能转换为电的效率，具有美学吸引力，并良好地适于在未完工屋顶外表面上安装。一些瓦片最小化或防止气候影响到屋顶外表面的底层材料，并且一起构成了屋子的已完工屋顶。一些瓦片被配置用于直接附接于板条或檩条，以便便利于安装。一些太阳能模件具有美学吸引力，并且良好地适于在常规屋顶的顶端安装。
在一个实例中，一种光伏模件具有光伏电池、框架、和散热器，所述框架用于保持所述光伏电池，并适于安装在完工的屋顶外表面上，所述散热器用于从所述光伏电池移除热量。所述散热器具有沿着散热器基座平行的、彼此平行的散热片。所述散热器基座具有介于0.05”和0.5”之间的厚度，所述散热片各自具有介于0.25”和7”之间的高度，介于0.05”和1”之间的中心到中心间距，以及介于0.001”和0.25”之间的宽度；所述中心到中心间距足以在所述散热片之间提供用于让冷空气进入的通道。在另一实例中，所述散热器基座具有介于0.1”和0.25”之间的厚度，所述散热片各自具有介于0.75”和5”之间的高度，介于0.2”和0.5”之间的中心到中心间距，以及介于0.007”和0.1”之间的宽度。在另一实例中，所述散热器基座具有介于0.1”和0.2”之间的厚度，所述散热片各自具有介于0.9”和2”之间的高度，介于0.3”和0.4”之间的中心到中心间距，以及介于0.02”和0.05”之间的宽度。
在另外的实例中，所述光伏模件具有在所述散热器和光伏电池之间的热界面层，以便提高散热。在另外的实例中，所述模件具有在光伏电池上的保形涂层。
在另外的实例中，所述模件的框架不会扩展超过所述散热器的基座，从而允许外界空气不受阻碍地通到所述散热器的散热片。
在另外的实例中，所述散热器具有的长度、厚度、散热片高度、散热片间距、以及散热片宽度使得在处于70°F温度的静止外界空气中将所述光伏电池维持在低于大约150°F的温度。
在另外的实例中，所述散热器具有的散热片置于基本平行于所述散热器的长轴。在另外的实例中，所述散热片置于基本垂直于所述散热器的长轴。
在另外的实例中，所述散热器置于基本平行于所述光伏模件的长轴。在另外的实例中，所述散热器置于基本垂直于所述模件的长轴。在另外的实例中，所述散热器具有的长度足以跨展所述模件的超过3/4的宽度。在另外的实例中，所述散热器具有的长度足以跨展所述模件的超过3/4的长度。
在另外的实例中，所述散热器由挤压铝构建。在另外的实例中，所述散热器由黑色阳极氧化铝构建。在另外的实例中，所述散热器基座由导热聚合物构建。在另外的实例中，所述散热器基座由弹性体构建。
在另外的实例中，所述散热片沿着所述散热器基座的长轴是不连续的，以构成空气离开和进入通道。在另外的实例中，所述通道的形状是箭尾形。
在一个实例中，一种用于制造光伏模件的方法包括以下步骤：(a)将散热器放置在模具中，使得所述散热器的下表面与所述模具接触，而所述散热器的上表面被暴露；(b)将光伏电池放置在所述上表面上；(c)将所述光伏电池和所述散热器相结合；以及(d)从所述模具中移除所述散热器。
在另一实例中，所述方法包括用于附接所述散热器的层压。在另一实例中，所述方法包括对所述散热器和所述光伏电池之间的中间层进行层压。在另一实例中，所述中间层是导热聚合物。在另一实例中，所述聚合物是弹性体。
在另一实例中，所述方法包括：降低所述散热器和所述光伏电池之间的气压，优选地降低5至30分钟。在另一实例中，所述方法包括：增加所述散热器和所述光伏电池之间的温度，优选地增加到介于125℃和175℃之间。在另一实例中，所述方法包括：增加所述温度5至30分钟。在另一实例中，所述方法包括：增加所述散热器和所述光伏电池之间的压力，优选地介于0.5和5个大气压。在另一实例中，所述方法包括：增加所述散热器和所述光伏电池之间的压力5至30分钟。
在另一实例中，所述方法包括将保护层附接于所述光伏电池上。在另一实例中，所述保护层是保形涂层。
在一个实例中，所述方法包括附接框架，所述框架围住光伏电池，其中所述框架不会扩展超过所述上表面，从而允许外界空气不受阻碍地通到所述散热器。
在另一实例中，所述方法的散热器由挤压铝构建。在另一实例中，所述散热器由传导性聚合物构建。在另一实例中，所述散热器具有彼此基本平行的多个散热片，并且所述模具包括多个凹陷，其用于补足所述多个散热片。
在一个实例中，所述光伏瓦片具有光伏电池、外壳、以及散热器，所述外壳适于安装在屋顶外表面上，并且保持所述光伏电池，同时沿着所述外壳的第一表面暴露所述光伏电池的受光表面，所述散热器与所述光伏电池的未暴露表面热连通。所述散热器具有：置于基本平行于所述未暴露表面的基座，以及附接于所述基座的、彼此基本平行放置的多个散热片。所述基座具有介于0.05”和0.5”之间的厚度，所述散热片各自独立地具有介于0.25”和7”之间的高度，介于0.05”和1”之间的中心到中心间距，以及介于0.001”和0.25”之间的宽度，其中所述中心到中心间距足以在所述散热片之间提供用于让冷空气进入的通道。
在另一实例中，所述光伏瓦片具有在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，用于提高散热。
在另一实例中，所述散热器具有的长度、厚度、散热片高度、散热片间距、以及散热片宽度使得在处于70°F温度的外界空气中将所述光伏电池维持在低于大约150°F的温度。
在另一实例中，所述光伏瓦片具有沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本平行于所述屋顶外表面的脊线。
在另一实例中，所述光伏瓦片具有沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本垂直于所述屋顶外表面的脊线。
在另一实例中，所述多个散热片置于基本平行于所述屋顶外表面的脊线的方向。
在另一实例中，所述多个散热片置于基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向。
在另一实例中，所述散热器由挤压铝构建。
在另一实例中，所述散热器由黑色阳极氧化铝构建。
在另一实例中，所述基座由传导性聚合物构建。在另一实例中，所述传导性聚合物是弹性体。
在另一实例中，所述散热片沿着所述基座的长轴是不连续的，以构成空气离开和进入通道。在另一实例中，所述通道的形状是箭尾形。
在另一实例中，所述基座具有介于0.1”和0.25”之间的厚度；其中所述散热片各自独立地具有介于0.75”和5”之间的高度，介于0.2”和0.5”之间的中心到中心间距，以及介于0.007”和0.1”之间的宽度。在另一实例中，所述光伏瓦片具有在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，以便提高散热。在另一实例中，所述多个散热片置于基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向。在另一实例中，所述散热器由挤压铝构建。
在另一实例中，所述光伏瓦片具有介于0.1”和0.2”之间的厚度；其中所述散热片各自独立地具有介于0.9”和2”之间的高度，介于0.3”和0.4”之间的中心到中心间距，以及介于0.02”和0.05”之间的宽度。在另一实例中，所述光伏瓦片具有在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，以便提高散热。在另一实例中，所述多个散热片置于基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向。在另一实例中，所述散热器由挤压铝构建。
在一个实例中，多个光伏瓦片包括：
第一光伏瓦片，具有：光伏电池、外壳、散热器、以及附接于所述第一光伏瓦片的第一电连接器和第二电连接器，所述外壳适于安装在屋顶外表面上，以及保持所述光伏电池，并沿着所述外壳的第一表面暴露所述光伏电池的受光表面，所述散热器与所述光伏电池的与所述受光表面相对的表面热连通，
第二光伏瓦片，具有光伏电池、外壳、散热器、以及附接于所述第二光伏瓦片的第一电连接器和第二电连接器，所述外壳适于安装在屋顶外表面上，以及保持所述光伏电池，并沿着所述外壳的第一表面暴露所述光伏电池的受光表面，所述散热器与所述光伏电池的与所述受光表面相对的表面热连通，
其中所述第一瓦片的第一电连接器与所述第二瓦片的第二电连接器配对，并且所述第一瓦片的第一电连接器与所述第二瓦片的第二电连接器一旦配对，则被配置为防止所述第一瓦片独立于所述第二瓦片旋转。
在另一实例中，所述第一光伏瓦片和所述第二光伏瓦片是相同的。
在另一实例中，每个电连接器独立地是阳型或阴型连接器。在另一实例中，每个电连接器独立地是突出或插孔连接器。
在另一实例中，所述第一瓦片的第一电连接器被配置为在基本平行于所述屋顶外表面的脊线的方向与所述第二瓦片的第二电连接器配对。
在另一实例中，所述第一瓦片的第一电连接器被配置为在基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向与所述第二瓦片的第二电连接器配对。
在另一实例中，每个光伏电池是薄膜光伏电池。
在另一实例中，每个光伏瓦片具有在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，以便提高散热。
在另一实例中，每个散热器被配置为在处于70°F温度的外界空气中将其相应的光伏电池维持在低于大约150°F的温度。
在另一实例中，每个光伏瓦片包括沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本平行于所述屋顶外表面的脊线。
在另一实例中，每个光伏瓦片具有沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本垂直于所述屋顶外表面的脊线。
在另一实例中，每个散热器具有：置于基本平行于与所述受光表面相对的表面的基座，以及附接于所述基座的、彼此基本平行放置的多个散热片。在另一实例中，所述散热片置于基本平行于所述屋顶外表面的脊线的方向。在另一实例中，所述散热片置于基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向。在另一实例中，所述散热片沿着相关联的基座的长轴是不连续的，以构成空气离开和进入通道。在另一实例中，所述通道的形状是箭尾形。
在另一实例中，每个散热器由金属构建。在另一实例中，所述金属是挤压铝。在另一实例中，所述金属是黑色阳极氧化铝。
在另一实例中，每个散热器由传导性聚合物构建。在另一实例中，所述传导性聚合物是弹性体。
在一个实例中，光伏瓦片具有：光伏电池、外壳、以及附接于所述光伏瓦片的第一电连接器和第二电连接器，所述外壳用于保持所述电池，以及暴露所述光伏电池的受光表面。所述外壳适于安装在屋顶外表面上，并且所述外壳具有导热聚合物，其与所述光伏电池的未暴露表面热连通。
在另一实例中，所述光伏电池的外壳具有贴近第一聚合物的第二聚合物。
在另一实例中，所述光伏瓦片的第一电连接器与第二光伏瓦片的电连接器配对。所述第一瓦片的第一电连接器与所述第二瓦片的电连接器一旦配对，则被配置为防止所述第一瓦片独立于所述第二瓦片旋转。在另一实例中，所述第一光伏瓦片和所述第二光伏瓦片是相同的。在另一实例中，每个电连接器独立地是阳型或阴型连接器。在另一实例中，每个电连接器独立地是突出或插孔连接器。
在另一实例中，所述瓦片的第一电连接器被配置为在基本平行于所述屋顶外表面的脊线的方向与相邻瓦片的电连接器配对。
在另一实例中，所述瓦片的第一电连接器被配置为在基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向与相邻瓦片的电连接器配对。
在另一实例中，所述光伏瓦片具有沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本平行于所述屋顶外表面的脊线。
在另一实例中，所述光伏瓦片具有沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本垂直于所述屋顶外表面的脊线。
在另一实例中，所述光伏电池是薄膜光伏电池。
在另一实例中，所述导热聚合物被定形为彼此基本平行放置的多个散热片。在另一实例中，所述散热片沿着所述基座的长轴是不连续的，以构成空气离开和进入通道。在另一实例中，所述通道的形状是箭尾形。
在另一实例中，所述光伏瓦片由下述方法制造：将光伏电池放置在铸模中；将第一聚合物注射到所述铸模中；以及从所述铸模中移除所述聚合物和所述电池。
在另一实例中，所述方法的第一聚合物是导热聚合物。
在另一实例中，所述方法包括将第二聚合物注射到所述铸模中。
在另一实例中，一旦将第一聚合物注射到所述铸模中，所述第一聚合物与所述光伏电池的与受光表面相对的表面热连通。
在另一实例中，所述方法的第一聚合物构成外壳，用于保持所述光伏电池，以及暴露所述光伏电池的受光表面，其中所述外壳适于安装在屋顶外表面上。
在另一实例中，所述方法的第二聚合物构成外壳，用于保持所述光伏电池，以及暴露所述光伏电池的受光表面，其中所述外壳适于安装在屋顶外表面上。
在另一实例中，所述方法的光伏电池具有附接于与受光表面相对的表面的金属散热器。
在另一实例中，所述方法的光伏瓦片具有电连接器，其中所述光伏瓦片的所述电连接器和第二瓦片的电连接器一旦配对，则被配置为防止所述光伏瓦片独立于所述第二瓦片旋转。
在另一实例中，当注射所述第一聚合物时使用充分的热量和压力，以允许在所述第一聚合物和所述光伏电池之间的密切热接触。
在另一实例中，所述方法包括冷却所述铸模。
在一个实例中，所述光伏瓦片由下述方法制造：将散热器放置在模具中，使得所述散热器的下表面与所述模具接触，而所述散热器的上表面被暴露；将光伏电池放置为与所述上表面相邻；将所述光伏电池和所述散热器相结合；从所述模具中移除所述散热器；以及在所述光伏电池周围构成外壳。
在另一实例中，将所述光伏电池和所述散热器相结合的所述步骤包括层压。
在另一实例中，所述层压步骤包括：在所述上表面和所述光伏电池之间提供热界面层。在另一实例中，所述层压步骤包括：将所述散热器、中间层、以及光伏电池层压在一起。在另一实例中，所述中间层是导热聚合物。在另一实例中，所述导热聚合物是弹性体。
在另一实例中，所述层压步骤包括：降低所述上表面和所述光伏电池之间的环境压力。在另一实例中，降低所述环境压力5至30分钟。
在另一实例中，所述层压步骤包括：增加所述上表面和所述光伏电池之间的温度。在另一实例中，所述温度被增加为介于125℃和175℃。在另一实例中，增加所述温度5至30分钟。
在另一实例中，所述层压步骤包括：增加所述上表面和所述光伏电池之间的压力。在另一实例中，所述压力被增加为介于0.5和5个大气压。在另一实例中，增加所述压力5至30分钟。
在另一实例中，所述散热器由挤压铝构建。
在另一实例中，所述散热器由传导性聚合物构建。
在另一实例中，所述方法包括将保护层附接于所述光伏电池上。在另一实例中，所述保护层是保形涂层。
在另一实例中，所述散热器具有彼此基本平行放置的散热片，并且所述模具包括凹陷，其用于补足所述散热片。
在考虑以下具体实施方式并结合附图和权利要求时，本发明被更好地理解。
附图说明
图1A是具有多个散热器的光伏模件的透视图。
图1B是具有散热器的光伏瓦片的透视图。
图2A是具有包含散热片的散热器的光伏瓦片或模件的部分截面视图。
图2B是具有包含平截头锥体的散热器的光伏瓦片或模件的部分截面视图。
图2C是散热器的仰视图。
图3是交叠瓦片的阵列的俯视图。
图4是在屋顶外表面上的交叠瓦片的阵列的截面视图。
图5A是具有散热器的互锁光伏瓦片的透视图。
图5B是具有多种机械和电配置的光伏瓦片的部分透视图。
图5C是互锁光伏瓦片的附加变体的侧视图。
图5D是互锁光伏瓦片的附加变体的透视图。
图6是包括光伏薄膜的互锁屋顶瓦片的俯视图和侧视图。
图7是各自包括薄膜的互锁定形瓦片的透视图。
图8A-1是用于将(一个或多个)光伏电池附接于散热器以便在瓦片或模件中使用的上模具和下模具的截面视图。
图8A-2是上模具的俯视图。
图8B是具有光伏电池和散热器的、图8A-1中示出的视图。
图8C是具有界面层的、图8B示出的视图。
图8D示出了图8C示出的装置，其中上模具和下模具被压在一起。
图8E示出了通过所述过程附接于散热器的(一个或多个)光伏电池。
图8F是用于将(一个或多个)光伏电池附接于包含平截头锥体的散热器的上模具和下模具的截面视图。
图8G示出了通过所述过程附接于包含平截头锥体的散热器的(一个或多个)光伏电池。
图9是用于安装光伏瓦片的方法的流程图。
图10是用于安装光伏瓦片的替代方法的流程图。
图11示出了包括空心平截头锥体的一种变体的散热器。
图12示出了包括空心平截头锥体的另一种变体的散热器。
具体实施方式
呈现以下描述以使得本领域技术人员能够实现和使用本发明。对于特定材料、技术和应用的描述仅被作为示例提供。对于此处所述的示例的多种修改对于本领域普通技术人员将很明显，并且此处定义的一般原理可以应用于其它示例和应用，而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明并非意在局限于所述和所示的示例，而是要符合与所附权利要求相一致的范围。
光伏(PV)模件通常为封装互连的太阳能电池，并由框架、支撑和保护性覆盖所围住。模件在大小上可以相对较大，并被设计用于许多应用，诸如，在现有屋顶外表面上进行安装，而不必非要提供对屋顶的基本防护，以及其它的非屋顶外表面的应用，诸如田间跟踪器。光伏(PV)瓦片通常是较小的光伏设备，被设计用于模仿和/或替换屋顶瓦片，从而提供能量转换和对屋顶外表面的环境防护。
图1A示出了本发明的光伏(PV)模件100-M的示例。光伏模件100-M包括位于框架120-M内的、互连的光伏电池110-M的光伏阵列，所述框架120-M可以适于将模件安装在已完工的屋顶外表面上。每个光伏电池位于框架120-M内，以允许将电池的受光表面暴露于太阳辐射。
图1B示出了本发明的光伏(PV)瓦片100的示例。光伏瓦片100包括位于外壳120内的一个或多个光伏电池110。外壳可以相对于屋顶长度水平地放在未完工的屋顶表面。每个光伏电池位于外壳120内，以允许将受光表面暴露于太阳辐射。当不止一个光伏电池被容纳于瓦片之中或之上时，每个电池可以与相邻电池电连接。
模件或瓦片的每个光伏电池可以是现有技术中正在使用的、或者未来开发出的任意光伏电池，诸如硅基晶片光伏电池，薄膜光伏电池、或者将光子转换为电的导电聚合物。这些电池是公知的，并包括：在单晶硅、多晶硅、或带状硅基底上构成的基于晶片的电池。薄膜光伏电池可以包括：非晶硅、多晶硅、纳米晶硅、微晶硅、碲化镉、铜铟硒/铜铟硫(CIS)、铜铟镓硒(CIGS)、有机半导体、或吸光染料。
每个光伏电池可以是任意形状的(例如，正方形、矩形、六边形、八边形、三角形、圆形、或菱形)，并位于模件或瓦片表面之中或之上。模件或瓦片之中的光伏电池是凹进于框架内的，其中基本上仅仅电池的上表面被暴露于光源。模件或瓦片之上的光伏电池是直接置于框架顶上的，其中基本上仅仅电池的底面没有被暴露于光源。
具有散热器的光伏模件和瓦片
光伏模件和瓦片(如图1A和1B分别示出的)可以可选地包括一个或多个散热器130-M和130，其与光伏电池110-M和110的未暴露表面热连通，以便散去电池余热。图2A示出了附接的散热器的详细局部视图，其中散热器具有散热片。每个散热器可以包括：附接于太阳能电池的未暴露表面的平面的基座200、以及基本垂直于基座的较大表面延伸的多个散热片210。每个散热片可以平行于相邻散热片从基座突出。基座和散热片可以单独地被构建然后结合起来，或者作为一个单元用同一材料源进行构建。图2B示出了附接的散热器的类似的详细局部视图，其中散热器具有平截头锥体。每个散热器可以包括：附接于太阳能电池的未暴露表面的平面的基座200、以及基本垂直于基座的较大表面延伸的多个平截头锥体211。
散热器可以与太阳能电池直接物理接触，或者可以具有一个或多个中间层。中间层的示例是中间热界面层220，其可以由本领域中使用的任意材料制成，诸如导热油脂或粘合剂(例如传导性环氧树脂、硅树脂或陶瓷)，或者中间传导聚合物(诸如：可从Cool Polymers公司买到的导热聚合物、尼龙6-6、和/或聚苯硫醚，其可选地与一种或多种金属填充物相混合)。热界面层可以是本领域内通用的任意材料(例如，乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚酯、
Figure G2007800511804D00131
EPT)。热界面层可以由隔电并且导热的材料构建。热界面层可以是一薄层聚合物，其本质上不是导热的，但是由于其薄度的原因其在一定程度上导热，所述程度足以使得其被认为是导热的。与中间热界面层独立地、或除中间热界面层之外，可以存在其它层，诸如一个或多个电绝缘层。中间层可以与(一个或多个)太阳能电池以及散热器同时接触。
每个散热器的基座200和散热片210(或锥体211)可以由一种或多种导热材料独立地构建，诸如铝或铝合金(例如，6063铝合金，6061铝合金，以及6005铝合金)、铜、石墨、或传导性聚合物(诸如可从Cool Polymers公司买到的传导性弹性体)，并且可以是任意颜色，诸如蓝色、黑色、灰色或棕色。深色可以提高散热器性能。由金属构建的散热器可以进行阳极氧化或电镀。散热器可以通过常用制造技术构建，诸如，积压成形、浇铸、或注射成型，或者可以使用制造技术的结合来构建，从而构建混合散热器(例如，将铝制散热片铸型到传导性聚合物基座中)。
在某些实例中，散热器降低(一个或多个)光伏电池的温度的效率可以取决于散热器的导热属性，以及在散热器表面和(一个或多个)光伏电池之间构成的接触量。在其它实例中，散热器降低(一个或多个)光伏电池的温度的效率可以取决于散热器表面的几何形状以及对流的量。
图2A和2B示出了附接于光伏模件或光伏瓦片的散热器130的尺寸。基座200具有被标为t的厚度。散热片210或平截头锥体211独立地具有被标为h的高度、被标为s的中心到中心间距、以及被标为w的宽度(在散热片的情形中)或内径(在平截头锥体的情形中)。任一散热片的宽度w可以独立地小于1英寸、或小于0.75”、或小于0.5”、或小于0.3”、或小于0.2”、或小于0.15”、或小于0.1”、或小于0.05”、或小于0.025”、或小于0.01”、或小于0.005”、或小于0.0025”、或小于0.001”、或介于0.001”和0.25”之间、或介于0.002”和0.1”之间、或介于0.005”和0.075”之间、或介于0.01”和0.06”之间、或介于0.02”和0.05”之间、或是0.02”。任一散热片的高度h可以独立地大于0.1”、或大于0.25”、或大于0.5”、或大于0.75”、或大于1”、或大于2”、或大于3.5”、或介于0.25”和7”之间、或介于0.5”和6”之间、或介于0.75”和5”之间、或介于0.8”和2.5”之间、或介于0.9”和2”之间、或介于0.9”和1.25”之间、或是1”。散热片之间的中心到中心间距s可以独立地介于0.05”和1”之间、或介于0.075”和0.9”之间、或介于0.1”和0.8”之间、或介于0.2”和0.7”之间、或介于0.2”和0.5”之间、或介于0.25”和0.45”之间、或介于0.25”和0.4”之间、或介于0.3”和0.4”之间、或介于0.3”和0.45”之间、或介于0.35”和0.4”之间。每个散热片的基座的厚度t可以独立地小于1”、或小于0.75”、或小于0.5”、或小于0.4”、或小于0.3”、或小于0.2”、或小于0.15”、或小于0.1”、或小于0.05”、或介于0.05”和0.5”之间、或介于0.075”和0.35”之间、或介于0.1”和0.25”之间、或介于0.1”和0.2”之间、或是0.1”、或是0.15”、或是0.2”。中心到中心间距(s)与散热片高度(h)的比值(即，s/h)可以独立地是0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.5、0.6、0.65、0.7、或介于0.1和0.7之间、或介于0.15和0.5之间、或介于0.2和0.4之间、或介于0.2和0.35之间、或介于0.25和0.3之间。任一散热片的尺寸可以与同一散热器上的其它散热片的尺寸相同或不同。任一散热片或基座的尺寸可以与其它散热器上的尺寸相同或不同。在瓦片或模件上的所有散热器基座的尺寸可以是相同的。在瓦片或模件上的所有散热器的所有散热器散热片的尺寸可以是相同的。单独散热器的所有散热器散热片的尺寸可以是相同的。散热器的所有散热片的高度可以是相同的。散热器的所有散热片的高度可以是不同的。散热器的所有散热片的平均高度可以是上述的任意尺寸。散热器的所有散热片的平均中心到中心间距可以是上述的任意尺寸。散热器的所有散热片的平均宽度可以是上述的任意尺寸。
每个散热器的尺寸可以独立地是上述尺寸的任意组合，诸如：w介于0.002”和0.1”之间、h介于0.75”和5”之间、s介于0.2”和0.5”之间、以及t介于0.1”和0.25”之间；w介于0.001”和0.25”之间、h介于0.75”和5”之间、s介于0.2”和0.5”之间、以及t介于0.1”和0.25”之间；w介于0.02”和0.05”之间、h介于0.75”和5”之间、s介于0.2”和0.5”之间、以及t介于0.1”和0.25”之间；w介于0.002”和0.1”之间、h介于0.25”和7”之间、s介于0.2”和0.5”之间、以及t介于0.1”和0.25”之间；w介于0.002”和0.1”之间、h介于0.9”和2”之间、s介于0.2”和0.5”之间、以及t介于0.1”和0.25”之间；w介于0.002”和0.1”之间、h介于0.75”和5”之间、s介于0.05”和1”之间、以及t介于0.1”和0.25”之间；w介于0.002”和0.1”之间、h介于0.75”和5”之间、s介于0.3”和0.4”之间、以及t介于0.1”和0.25”之间；w介于0.002”和0.1”之间、h介于0.75”和5”之间、s介于0.2”和0.5”之间、以及t介于0.05”和0.5”之间；以及w介于0.002”和0.1”之间、h介于0.75”和5”之间、s介于0.2”和0.5”之间、以及t介于0.1”和0.2”之间。
散热器可以被设计为使得第一体积(定义为包括其关联的散热器基座的散热器的体积)是第二体积(定义为从散热器基座的自顶向下投影面面积和第三尺寸的体积，其中第三尺寸由从散热器基座上的每个突出(诸如锥体、散热片等)的高度的最小二乘测定所定义)的百分比。例如，如果散热器的所有突出是相同尺寸，则第一体积将是散热器基座体积加上每个突出的体积与突出数量的乘积；而第二体积将是散热器基座的自顶向下投影面面积(例如，当散热器基座是矩形时为：宽度×长度)与突出的高度(即第三尺寸)的乘积。如果散热器内的突出的高度不同，则所有突出的高度的最小二乘测定将测定在以上示例中使用的第三尺寸。该百分比体积是第一体积除以第二体积×100。例如，该百分比体积可以介于10％和50％之间、介于15％和45％之间、介于20％和40％之间、介于25％和35％之间、介于20％和30％之间、介于25％和30％之间、介于30％和35％之间、介于35％和40％之间、介于40％和45％之间、介于45％和50％之间、介于20％和25％之间、介于15％和20％之间、介于10％和15％之间、介于10％和20％之间、介于15％和25％之间、介于25％和35％之间、介于30％和40％之间、介于35％和45％之间、介于40％和50％之间、介于10％和25％之间、介于15％和30％之间、介于20％和35％之间、介于25％和40％之间、介于30％和45％之间、介于35％和50％之间、介于10％和12.5％之间、介于12.5％和15％之间、介于15％和17.5％之间、介于17.5％和20％之间、介于20％和22.5％之间、介于22.5％和25％之间、介于25％和27.5％之间、介于27.5％和30％之间、介于30％和32.5％之间、介于32.5％和35％之间、介于35％和37.5％之间、介于37.5％和40％之间、介于40％和42.5％之间、介于42.5％和45％之间、介于45％和47.5％之间、或者介于47.5％和50％之间。
例如，散热片的长轴可以基本上平行于或基本上垂直于基座的长轴。基本上平行是两个参考轴形成小于10°的角度。基本上垂直是两个参考轴形成介于85°和95°之间的角度。长轴是，平行于所参考物体的最长直边的轴。如果没有参考任何轴，则隐含了长轴。散热片可以沿着大多数或所有的基座长度持续延伸。散热片可能不会全部与散热器的长轴(例如风扇取向)形成相同的角度，从而空气可以不管风向如何而自由地穿过由相邻散热片形成的许多通道。散热片的表面还可以具有以下特征，诸如，脊部或凸起，其有助于在流过散热片的空气中导致漩涡，以便协助对流。
例如，一个或多个散热器可以基本上平行于或基本上垂直于瓦片或模件的长轴定位，并且跨展瓦片或模件的部分或整个长度或宽度。类似地，当需要时，多个散热器可以前后排列，其间具有或不具有中间空间，以跨展瓦片或模件的部分或整个长度或宽度。在一种变体中，散热器具有以下长度，使其足以跨展大于瓦片或模件的长度的3/4。在另一种变体中，散热器具有以下长度，使其足以跨展瓦片或模件的宽度的3/4。在某些变体中，瓦片上的不同散热器将基本上彼此垂直定位。在另一种变体中，单一散热器被取向为覆盖(一个或多个)光伏电池的大部分的未暴露表面。散热器还可以位于瓦片的侧面和/或顶上，以增加对流和冷却效率。
散热器可以是各种设计，以提供增加的热传递。例如，如图2C所示，散热片可以在长度中包含中断，诸如，创建横跨散热片(或等价物)的通道，以便向散热器的内部提供附加通路，以及向内部散热片提供增加的气流。通道可以是任意图形，诸如，一般的横切、箭尾形、或波状。散热片还可以被替换为附接于基座的其它散热形状，诸如角锥体(包括平截头角锥体)、圆柱体、方形桩、或锥体(包括平截头锥体)。
其它形状(诸如平截头锥体)可以分别横跨散热器的长度和宽度、以平行的行和列排列；或者分别横跨散热器的长度和宽度、以交错平行的行和列排列。使用平截头锥体可以允许来自任意方向的风流对散热器的对流做出贡献，并且增加光伏瓦片或模件的冷却。散热形状(诸如平截头锥体)可以是空心(如图11和12所示)。空心散热形状可以允许散热器的高效热传递，同时减少聚合物、导热聚合物和/或添加剂的量以便减少生产成本。散热形状(诸如空心平截头锥体)可以与一种或多种紫外稳定剂、一种或多种热稳定剂、和/或导热粒子(诸如此处所述的金属填充物)相结合。
图11描述了包括平截头锥体11-1的散热器的一个示例性实施例。平截头锥体可以具有高度(h)、宽度(w)、壁厚(wt)、底宽(bw)、中心到中心间距(s)，并且可以附接于具有厚度(t)的基座11-2。如图11所示，平截头锥体可以从每个锥体的底宽到每个锥体的顶端是空心的(以及可选地，直到每个锥体的顶端是完全空心的)，以便减少生产成本。在图11举例说明的实施例的一个实例中，散热器包括：具有大约3mm厚度(t)的基座；具有大约18mm至大约25mm的高度(h)、大约2.5mm至大约3mm的宽度(w)、大约3.8mm至大约5mm的底宽(bw)、大约3mm的壁厚(wt)、以及大约6mm的中心到中心间距(s)的空心平截头锥体；并且其中平截头锥体以交错平行的行和列的方式排列。在某些实例中，基座11-2可以具有大约15”乘以大约15”的表面尺寸。例如，散热器可以由尼龙1020、尼龙1040、尼龙1240、Froton 6165A、Froton 6165D、或聚苯硫醚、或者此处描述的任意其它聚合物制成，并且可以包括一种或多种紫外稳定剂和/或一种或多种热稳定剂。平截头锥体可以包括横跨一个或多个锥体的宽度的通道，以允许增加的外界空气进入。散热器可以包括任意导热材料(诸如此处描述的金属填充物)。在某些实例中，高度(h)、宽度(w)、壁厚(wt)、底宽(bw)、中心到中心间距(s)、厚度(t)、导热材料的量、和/或聚合物的类型可以进行选择，以便相对于非空心平截头锥体维持平截头锥体的充分散热。
图12描述了包括平截头锥体12-1的散热器的另一示例性实施例。平截头锥体可以具有高度(h)、宽度(w)、底宽(bw)、中心到中心间距(s)，并且可以附接于具有厚度(t)的基座12-2。如图12所示，平截头锥体可以从每个锥体的顶端通过每个锥体的中心向下是空的，以便减少生产成本。空膛的布置可以允许平截头锥体增加的表面积，以便促进散热器的散热。图12中描述的空膛12-3可以是恒定内径(bd)，或者可以是可变直径(诸如，随着膛越来越接近散热器基座，直径减小)。在图12举例说明的实施例的一个实例中，散热器包括：具有大约3mm厚度(t)的基座；具有大约18mm至大约25mm的高度(h)、大约2.5mm至大约3mm的宽度(w)、大约3.8mm至大约5mm的底宽(bw)、以及大约6mm的中心到中心间距(s)的空心平截头锥体；并且其中平截头锥体以交错平行的行和列的方式排列。在某些实例中，基座12-2可以具有大约15”乘以大约15”的表面尺寸。例如，散热器可以由尼龙1020、尼龙1040、尼龙1240、Froton 6165A、Froton 6165D、或聚苯硫醚、或者此处描述的任意其它聚合物制成，并且可以包括一种或多种紫外稳定剂和/或一种或多种热稳定剂。平截头锥体可以包括横跨一个或多个锥体的宽度的通道，以允许增加的外界空气进入。散热器可以包括任意导热材料(诸如此处描述的金属填充物)。在某些实例中，高度(h)、宽度(w)、内径(bd)、底宽(bw)、中心到中心间距(s)、厚度(t)、导热材料的量、和/或聚合物的类型可以进行选择，以便相对于非空心平截头锥体维持平截头锥体的充分散热。
图11和12描述的散热器可以用于此处描述的任意光伏瓦片或模件。
散热器可以被配置用于，与缺少散热器的同等电池相比，将外界静止空气中(处于标准温度和压力下，以及单独的白光或者800W＊m-2、1000W＊m-2、或1200W＊m-2的组合的辐照度(E)下)的光伏电池的温度减少至少1℃、或至少2℃、或至少5℃、或至少7℃、或至少10℃、或至少12℃、或至少15℃、或至少20℃。散热片的大小、数量和间距、基座部分的大小、以及构建散热器的材料可以基于相对于对比PV电池的所需的温度减少而进行选择。
散热器可以被配置用于将处于70°F温度的外界空气中的光伏电池维持在以下温度：低于大约175°F、或低于大约160°F、或低于大约150°F、或低于大约140°F、或低于大约130°F、或低于大约120°F、或低于大约110°F、或低于大约100°F、或低于大约90°F、或低于大约80°F。
散热器可以被配置用于，与缺少散热器的同等电池相比，将外界静止空气中(处于标准温度和压力下，以及单独的白光或者800W＊m-2、1000W＊m-2、或1200W＊m-2的组合的辐照度(E)下)的光伏电池的能量转换效率(由公式η＝(Pm/(E×Ac))所定义，其中Pm是以瓦特为单位的最大电功率，E是以W＊m-2为单位的输入光辐照度，而Ac是以m2为单位的太阳能电池的表面积)或总面积效率(其可以由电流(I)和/或电压(V)的相对改变或I和V的乘积的相对改变所定义)增加至少0.5％、或至少1％、或至少1.5％、或至少2％、或至少2.5％、或至少3％、或至少3.5％、或至少4％、或至少4.5％、或至少5％、或至少5.5％、或至少6％、或至少6.5％、或至少7％、或至少7.5％、或至少8％、或至少8.5％、或至少9％、或至少9.5％、或至少10％。
在需要时，散热器可以经受由任意装置(例如一个或多个风扇)提供的强制气流，以增加散热器上的气流以及增加光伏电池的冷却效用。风扇可以经由直接暴露或通过管道系统远程地将强制空气输送给散热器。
如图1A所示，光伏模件可以具有框架120-M，所述框架120-M具有安装固定物，诸如螺丝孔、突出部、和/或电连接，所述安装固定物适于将模件安装在附接于完工的屋顶外表面的框架结构中，使得来自太阳能电池的热可以被驱散到外界空气中。框架可以将光伏电池围住，以及可选地可以将可与电池相邻存在的附加层围住。对于屋顶外表面安装来说以下是优选的，模件的框架几乎不或完全不阻挡对散热器130-M的通路，使得相对凉的空气可以自由地流动通过冷却散热片。在一个实验中，经由框架阻挡对散热器的通路导致了光伏效率的降低。图1A示出了散热片和其中的通道是如何不受框架影响，从而空气可以不受框架阻碍地行进通过通道(例如，允许到散热器的水平通路)。
如图1A所示，框架可以包括凸缘或边缘102-M(直的或弯的)，其取向适于将流动通过散热器的空气在离开模件时向上引导。该特征可以防止从散热器生成的热空气进入相邻模件。类似地，凸缘或边缘的取向可以适于使在模件或相邻模件上流动的新鲜冷空气强制进入散热器。此取向的特征可以特别地有用于：当多个模件以最小的中间空间安置时允许冷空气进入模件的下面。多个凸缘和/或边缘可以被合并在单一框架中，以引导冷空气进入散热器以及引导热空气离开散热器。
可选地，可以提供腿140-M，以允许模件在操作期间以及在安装之前被设置在平面上，由此支撑模件100-M的重量以及防止散热片受压。腿140-M还可以用于将模件安装在诸如屋顶外表面的平面上。腿的长度可以足以使它们将模件从它们所安装的表面抬高充足的距离，从而使得空气自由地在下面流动和通过通道流动通过和穿过散热片，以便相对于散热片触及屋顶外表面的类似构造提供提高的能量转换效率。
框架120-M和腿140-M可以独立地由一种或多种能够支撑光伏模件的材料所构建，诸如金属(例如铝)、陶瓷、水泥、复合物、或聚合物(例如传导性聚合物)。当需要时，框架和散热器可以由传导性聚合物构建为一个铸模。框架可以具有扩展配置以覆盖散热器，其中框架还可以包括沿着边沿的筛子或钻孔，以允许空气流动到散热器。
模件可以被插入其中的框架结构典型地具有墩基，其特别地适于安装于通用的屋顶材料，诸如构成屋顶结构一部分的复合屋顶或木条。通常，框架结构具有这样的高度，使得模件的散热器的散热片恰好触及框架结构所安装的表面(例如屋顶外表面)或恰好在其之上。可替换地，框架结构可以使模件从屋顶外表面上抬高一段距离，该距离足以使得空气可以充分地自由在下面流动以及流动通过散热片之间的通道，以便相对于散热片触及屋顶外表面的类似构造提供提高的效率。
光伏模件可以以标准长度构成，其例如大致为：3英尺、4英尺、5英尺、6英尺、7英尺、8英尺、9英尺、10英尺、或者1米、1.5米、2米、2.5米、3米、3.5米、或4米。光伏模件可以以标准宽度构成，其例如大致为：1英尺、1.5英尺、2英尺、2.5英尺、3英尺、3.5英尺、4英尺、4.5英尺、5英尺、或者0.25米、0.5米、0.75米、1米、1.25米、1.5米、1.75米、或2米。
光伏模件典型地包含以行和列形式安置的3、6、9、12、15、18、21、24、27、30、20、24、28、32、36、40、25、36、45、50、42、48、54、60或72个PV电池。PV电池可以例如被安置为4×9、6×8、6×9、6×12、或8×12。在单个散热器与横跨模件中的一整行PV电池中的电池相接触的情形中，模件例如可以具有从五到十个散热器。
典型的光伏模件可以具有介于35”和40”之间的整体宽度、介于50”和60”之间的整体长度、6×9配置的光伏电池、以及9个散热器，每个散热器跨展横跨模件宽度的光伏电池列。当观察模件的太阳能电池一侧时，其中模件中电池的受光表面是可见的(由上至下)，则模件的宽度是框架的相对两壁之间的最短距离或短轴。各列跨展模件宽度，而各行跨展模件长度。在另一配置中，光伏模件可以具有介于35”和40”之间的整体宽度、介于45”和55”之间的整体长度、6×8配置的光伏电池、以及8个散热器，每个散热器跨展横跨模件宽度的光伏电池列。在另一配置中，光伏模件可以具有介于20”和30”之间的整体宽度、介于50”和60”之间的整体长度、4×9配置的光伏电池、以及8个散热器，每个散热器跨展横跨模件宽度的光伏电池列。在另一配置中，光伏模件可以具有介于30”和40”之间的整体宽度、介于50”和55”之间的整体长度、8×12配置的光伏电池、以及12个散热器，每个散热器跨展横跨模件宽度的光伏电池列。其中描述的其它模块配置(诸如散热器跨展模块长度)可以被应用于以上示例。
在一示例中，模块被构建为包含4×9配置的36个单晶硅光伏电池(厚度为225μm)。电池使用SPI层合机(Spire公司)与玻璃层压，以及使用
Figure G2007800511804D00221
环氧水泥附接散热器。散热器包含的散热片具有以下尺寸：w＝0.06”，h＝0.9375”，s＝0.3”，以及t＝0.1”。每个散热器包含八个散热片，并具有2.5”的整体宽度。两个散热器毗连，使得结合的散热器的整体宽度是5”，以便覆盖每个光伏电池的宽度。
通常，取决于朝南的(在北半球)可用的屋顶外表面的量，在屋子的屋顶外表面上的太阳能模件中的任何地方安装4到20个模件。例如，可以在商业建筑的较大屋顶上安装更多的太阳能模件。
此处描述的光伏模件可以通过任意方法和/或使用本领域内已知的任意装置链接到一起。光伏模件还可以被设计为机械地和/或电子地互锁，如题为“Modular Solar Roof Tiles And Solar Panels With Heat Exchange”、2006年12月11日提交的美国临时专利No.60/874,313中描述的，将该申请通过引用整体纳入。模件还可以彼此分离开充足的空间，以允许模件之间增加的气流从而提高光伏电池的冷却。
如针对模件描述的，光伏瓦片可以在外壳上包括凸缘或边缘(直的或弯的)，其取向适于将通过散热器在瓦片下流动的空气在离开瓦片时向上引导。该特征可以防止从散热器生成的热空气进入相邻瓦片。类似地，凸缘或边缘的取向可以适于使在瓦片或相邻瓦片上流动的新鲜冷空气强制进入散热器。此取向的特征可以特别地有用于：防止热空气层陷入瓦片阵列之下，以及允许冷空气进入下面以促进高效的热传递。多个凸缘和/或边缘可以被合并在单一瓦片中，以引导冷空气进入散热器以及引导热空气离开散热器。
瓦片和模件可以被配置为提供气流通道，其允许空气经由由穿过散热器的风导致的自然对流或强制对流进行循环，以便冷却光伏电池。单独瓦片或模件的气流通道可以与一个或多个相邻瓦片或模件的气流通道对齐，以便提供通过多个瓦片或模件的散热器的持续气流。通道可以如此取向，使得空气可以平行或垂直于屋顶线流动通过单独瓦片的散热器，或者持续地通过多个瓦片或模件的散热器。可以沿着瓦片或模件阵列的边沿提供管道或通风系统(出于简明的目的未示出)。
瓦片可以被设计为部分地彼此覆盖，从而瓦片的聚集防止未完工的屋顶外表面暴露于气候影响。为了协助气候防护，瓦片可以具有一个或多个突出(诸如图1B中的140)，其补足了相邻瓦片中的一个或多个凹陷(诸如图1B中的150)。瓦片可以被这样安置，使得当突出140位于瓦片的下端时覆盖位于相邻瓦片的上端的凹陷150(如图3和4所示)。当被置于倾斜的屋顶外表面400时，突出可以防止降雨到达底层屋顶(图4)和/或为瓦片阵列增加结构完整性。瓦片可以具有一个或多个外伸部分(overhang)(诸如图1B和图4中的180和190)，其在相邻瓦片中没有相应凹陷。这些特征增加了附加的气候防护，因为当相邻瓦片相结合时，垂直缝不会被暴露给外表面。外伸部分和凹陷的安置可以是任意组合，并且可以单独地或附加于上端和下端地在例如瓦片边沿上使用，以便防止电连接、紧固件以及屋顶表面被暴露。在相结合的瓦片之间的缝(例如在突出/外伸部分之下的缝)中可以使用密封剂，以提供附加的气候防护。
安装孔(图1B中的160)可以被包括在基座中，以便在放置交叠的相邻瓦片之前将瓦片扣紧在屋顶外表面(图4中的400)。这些孔优选地沿着或靠近与光伏电池相对的边沿放置，从而当被安装在屋顶时瓦片的相邻行可以与安装孔交叠，以便防止紧固件被暴露于气候影响。瓦片可以附加地或可替换地具有带有孔的突出部，其沿着靠近孔160的边沿附接于基座，从而例如，钉子或螺丝钉可以插入它们，以使瓦片固定于屋顶结构的各部分，诸如瓦片下平放的框骨架和木板。
单独光伏电池之间的电配置以及单独瓦片或模件之间的电连接可以独立地配置为串联、并联、或混联，如本领域内公知的，从而实现想要的工作电流和电压。例如，瓦片或模件内的单独光伏电池可以串联连接，以增加瓦片或模件的总体工作电压。如果由瓦片或模件内的每个单独的光伏电池产生的电压是充足的，则电池可以并联连接于相邻电池，以维持电压、增加电流、和/或使得一个电池的故障不会灭活瓦片或模件的所有电池。
瓦片或模件可以包含与每个光伏电池的受光表面相邻的保护层(诸如图1B、2A和2B中示出的170)，以保护光伏电池不受损坏(例如由潮湿、灰尘、化学制品和温度改变引起)，同时允许阳光透射。保护层可以符合光伏电池的表面形状，并且可以由任意适合的材料制成，诸如玻璃(例如低铅钢化玻璃)或聚合物(例如聚合对二甲苯、气相沉积对二甲苯、或者乙烯醋酸乙烯酯)。保护层可以是一层镀膜(透明的或有色的)，以及例如由丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯和硅制成。保护层可选地可以是防反射涂层，诸如氮化硅。
光伏瓦片可以以标准长度以及标准宽度的任意组合所构成，所述标准长度例如大致为：6英寸、12英寸、18英寸、24英寸、30英寸、36英寸、42英寸、或48英寸，所述标准宽度例如大致为：4英寸、8英寸、12英寸、18英寸、22英寸、26英寸、30英寸、或38英寸。
光伏瓦片典型地包含以行和列形式安置的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、15、18、21、24、27、30、20、24、28、32、36、40、25、36、45、50、42、48、54、60、或72个光伏电池。PV电池例如可以被安置为：1×2、1×3、1×4、2×2、2×3、2×4、2×6、2×8、3×3、3×4、3×5、3×6、3×7、3×8、3×9、3×10、4×4、4×5、4×6、4×7、4×8、4×9、4×10、5×5、5×6、5×7、5×8、5×9、5×10、5×12、6×6、6×8、6×10、6×12、或8×12。在单个散热器与瓦片中或横跨一整行PV电池中的电池相接触的情形中，瓦片例如可以具有一、二、三、四、五、六、七、八、九、或十、或更多个散热器。
可以使用聚合物以在制作瓦片、模件和/或散热器时允许增加的设计灵活性。在一种变体中，光伏瓦片或模件可以包括在集成的导热聚合外壳中的(一个或多个)光伏电池，从而外壳自身用作为散热器。聚合物可以是导热聚合材料(例如
Figure G2007800511804D00251
导热塑料，尼龙6-6，和/或聚苯硫醚，其可选地与一种或多种金属填充物相混合)，从而整个外壳可以支撑(一个或多个)光伏电池(以及任意集成的部件)，同时还将热量从光伏电池传递离开。此安置可以减少部件的数量和(一个或多个)光伏电池之间的界面，并增加散热器的整体表面积。外壳可以包括多种类型的聚合物(例如2种或3种)，以构成瓦片或模件的不同部件，其中每个部件可以具有不同的聚合属性。例如，一种聚合物可以是导热聚合物，其附接于光伏电池并用作为散热器，而另一种聚合物可以围住光伏电池和/或光伏电池/散热器界面，以提供例如结构完整性、美学吸引力、抗气候性、和/或屋顶安装表面。在另一种变体中，一种或多种聚合物可以被用于构成瓦片或模件外壳(和/或散热器的一部分)，而金属可以被用于构成散热器(或散热器的一部分)。
互锁光伏瓦片
图5A示出了同样包括刚性互连系统的光伏屋顶瓦片。与所述其它光伏瓦片一样，互锁光伏瓦片500包括外壳120和布置在瓦片之中或之上的一个或多个光伏电池110，以允许其暴露于瓦片上表面的直接太阳辐射。瓦片还可以包括此处描述的任意变体中的散热器130。瓦片的左右两侧可以包括被配置作为瓦片外壳的一部分的阳型基座连接器510或者阴型基座连接器520。每个瓦片的基座连接器被设计为与相邻瓦片的基座连接器部分交叠。阳型基座连接器可以是任意设计，只要使得材料通常向外壳120的外侧扩展(例如突出部或支架)，而阴型基座连接器可以是任意设计，只要使得材料通常从外壳120中移除(例如槽口或斜接的边沿)。基座连接器可以是任意形状或取向(例如，占据瓦片一侧的整个长度，或者仅占据瓦片一侧的一部分)，以便补足相邻瓦片的基座连接器。
在每个基座连接器之上可以有一个或多个电突出530和/或电插孔540，其中电突出和电插孔被设计为彼此补足，并允许电流的连续性。由此，每个电连接器可以包括基座部件和集成的电部件，其形式为至少四种组合中的一种：(1)包含电突出530的阳型基座连接器510，(2)包含电插孔540的阳型基座连接器510，(3)包含电突出530的阴型基座连接器520，以及(4)包含电插孔540的阴型基座连接器520。
互锁瓦片被设计为，使得一个瓦片上的连接器被设计为补足相邻瓦片的连接器，以便在相邻瓦片之间构成基本刚性的连接，同时维持电流的连续性，由此限制了安装的复杂性并减少了安装成本。一旦两个瓦片经由连接器连接，则瓦片基本上可以作为一个单元移动。当瓦片关于瓦片的轴单独扭转时，它们之间可以基本不存在相对移动。
电插孔和突出的取向可以是相对于基座连接器的取向的任意方向(例如垂直或平行)，并且电插孔和突出可以是用于补足相邻瓦片的任意组合(诸如插孔和突出的混合)。电插孔和突出可以非对称地安置，并且与(一个或多个)光伏电池的位置相对，从而当一行瓦片与相邻行的瓦片交叠时，每个电连接被置于交叠瓦片行的正下方，以防止暴露于气候影响。
代替于突出和插孔的电连接，可以使用插头和插座连接或者雌雄同体的电连接。突出或插头包括从其表面向外延伸的任意连接器，包括机械弹簧、引脚、或管脚。电连接不限于所述突出-插孔安置，并且可以包括任意设备，只要其允许电流的连续性同时维持基本刚性的机械连接。例如，电连接可以包括两个电极，其作为镀膜布置在两个补足式的及互锁的相邻瓦片的表面上。用作为电连接器的引脚可以具有弹簧，其帮助将引脚锁定到插座中，从而提供瓦片之间的更强连接。
某些屋顶瓦片被设计为平放在屋顶上，使得每个瓦片的纵轴或长轴平行于屋顶线，以提供平行于屋顶线的交叠瓦片行。矩形的屋顶瓦片通常以此方式安装。在此处描述的这种或其它屋顶瓦片上的连接器可以位于屋顶瓦片的长轴或纵轴的两端，使得相邻瓦片可以沿着平行于屋顶线的行互连。该配置的一种可替换方案是，对于有待布置于屋顶瓦片的短轴或横轴两端的连接器，使得相邻瓦片可以通常以朝向屋顶线的列的形式互连，从而相邻瓦片以朝向或远离屋顶线的方向互连。连接器可以位于纵轴和横轴的结合。
图5B示出了用于本发明的瓦片的一端的多种电/机械配置。每个瓦片可以在瓦片的相反侧具有补足式的电/机械连接器(未示出)。瓦片A示出了具有电突出530的阳型基座连接器510。此配置被设计为匹配具有阴型基座连接器520和电插孔540的补足式的相邻瓦片(诸如瓦片D中示出的连接器的镜像)。在所示变体中的瓦片A的连接器沿着边沿放置，从而当两个相同的瓦片相对于屋顶线平行平放时，电插入相对于屋顶平面是水平的(或平行的)，并且相对于屋顶线是平行的。瓦片B示出了与瓦片A类似的连接器配置，只是用电插孔替换了电突出。瓦片E示出了与图5A所示类似的连接器配置，其中用突出和插孔分别替换了插孔和突出。图5A中的瓦片和图5B的瓦片E-G是示例，其中使得连接器的插入相对于屋顶表面是垂直的。图5B的瓦片F和G示出了与图5A的瓦片类似的插孔配置，其中阴型基座连接器延伸通过瓦片的整个边沿。其它的连接器变体也落入本发明的范围中。例如，连接器可以是混合的插孔/突出(如瓦片H所示)，和/或在垂直于屋顶线的表面上(同样如瓦片H所示)，或者在瓦片的不止一个表面上(诸如长边沿和短边沿)。
图5C示出了本发明的附加方面的侧视图。瓦片可以被定形为允许当被安装时与相邻瓦片的基本交叠。交叠也帮助保护电和机械连接器。一个瓦片的散热器散热片210可以触及相邻瓦片的散热片接收表面550，并且可以使用例如环氧水泥或沥青黏在该表面。外伸部分180可以覆盖相邻瓦片，并且可以黏住或防水，以防止水进入瓦片之间。在此实例中，可以提供附加的机械连接器560，以提供安装的额外强度，并且帮助保护在强烈风暴期间可能发生的瓦片被风抬起。
图5D描述了具有一个太阳能电池110(或多个太阳能电池，例如3-5个)的矩形屋顶瓦片，其中瓦片将被安装为其纵轴平行于屋顶线。连接器可以在瓦片的相对长边上(例如，如图5D所示的580)，或者在接缝的中央部分(例如570)，以允许瓦片以这样的方向连接于相邻瓦片，该方向通常垂直于瓦片将被安装其上的屋顶线或者与该屋顶线呈一定角度相交。因此，通过将具有突出589的一个瓦片置于屋顶线附近，接着将两个瓦片(在此实例中)插入下一个最远离屋顶线的相邻行，接着重复该过程，直到光伏瓦片延伸接近朝向屋顶线最接近地平面的屋顶边沿，由此，瓦片的截面可以被放置。以此方式在薄的竖直截面上对屋顶进行装配使得屋顶的主要表面保持为可接触，从而便利于进一步的瓦片安装。一旦安装上，突出589与相邻瓦片的一部分交叠(在590)。可以在每个瓦片的一个或多个侧边上形成类似于589的突出，从而每个瓦片的所有侧边都会：或者交叠在相邻瓦片上，或者被相邻瓦片交叠。
图5D中的瓦片附加地包括金属框架(例如铝)，并且可以与任意散热器设计结合使用(诸如铝制散热器，其具有的折叠片状金属散热片的厚度为0.01”-0.02”，高度为1”-2”)。瓦片还可以包含保护性表面或涂层(例如玻璃)，以及安装孔，用于将瓦片固定在屋顶外表面(或在现有屋顶的顶上)。
薄膜光伏电池可以被用在所述发明的任一方面中。图6示出了具有薄膜太阳能电池610的复合屋顶叠瓦(shingle)600，所述薄膜太阳能电池610涂布在复合叠瓦的上表面上。在叠瓦的每一端，提供具有例如引脚640和相应的插座650的阳型基座连接器620和阴型基座连接器630，以便与相邻叠瓦上的补足式连接器进行交互。当两个或更多复合叠瓦经由相应的连接器彼此连接时，它们彼此的相对位置建立为，使得一个叠瓦无法相对于屋顶外表面与另一个叠瓦向不同的方向旋转。两个叠瓦可以被彼此平行地安装，或者在此实例中沿着相同的行安装。瓦片之间的连接的刚性去除了一个瓦片相对于其相邻瓦片移动的自由度，从而帮助确保以平行的行的形式安装，并因此帮助便利于安装。图6还示出了可选地存在的散热器130。
薄膜太阳能电池也可以位于例如陶瓷或混凝土瓦片上。图7示出了在瓦片表面之中或之上具有光伏电池(PV)或薄膜610的陶瓷塑形的瓦片700。薄膜可以黏在铜片上，所述铜片进而黏在瓦片上，或者可以被直接印刷在模件上。薄膜可以是任意材料、大小、或配置，并且可以是任意颜色或颜色的组合。瓦片基座可以由任意材料制成，例如，陶瓷、水泥、金属、复合物、或聚合物，并且用作为框架，用以容纳附加的瓦片部件。瓦片可以具有嵌入的、并与各个电池相接触的散热器130。互锁连接器710可以提供机械和电连接，其将瓦片锁在适当位置以及逐个瓦片进行导电。瓦片的弯曲配置为其各个电池提供了可占据的较大表面积，从而针对给定面积的屋顶表面积增加了电输出，并且弯曲配置还提供了散热器的散热片可以延伸到其中的较大的导液通道。空气或其它冷却介质因此可以以较少阻力穿过，并协助更有效地冷却光伏电池。通道可以用在此处的所述瓦片配置或任意其它瓦片配置中，从而液体冷却剂可以泵送通过该通道，以降低光伏电池的工作温度。
上述的薄膜变体也可以应用于此处描述的光伏模件。
制造方法
瓦片可以用多种方法构成。例如，瓦片可以在铸模中由聚合物或复合物的混合构成。阳型和阴型聚合连接器的外壳部分被置于铸模中，例如作为管子，以便承载从连接器到光伏电池的配线、或者承载自身的配线、或者通过导线承载到印刷电路板(PCB)，从而进行导电。如果导线或PCB位于铸模内，则使得电连接到达连接器的连接部分。接着，聚合物或复合混合物被灌注到铸模中，并进行固化，以形成固体瓦片。铸模可以被塑形为在固化的产品顶端和底端提供开口，从而太阳能电池可以被插入顶端孔并被导接或经由例如焊锡球被焊接到PCB上的连接或到瓦片中的导线。散热器和/或太阳能电池的底端随后可以涂上导热粘合剂，散热器被插入底端孔并与太阳能电池热接触，并且粘合剂被固化以完成该瓦片。可替换地，可以使用此处描述的层压过程将散热器固定到光伏电池。
由赤陶构成的瓦片可以类似地在铸模中构成。阳型和阴型连接器的陶瓷外壳被置于铸模中，作为金属管子，其作为用于从连接器到光伏电池的配线的管道。典型地用于构成瓦片的粘土混合物被置于铸模中，并进行烧制，以构成瓦片。瓦片可以具有从顶到底的开口并与管子连接。光伏电池边沿覆盖有抗气候粘合剂，诸如硅，作为开口的内壁，并且具有防反射涂层的电池被插入瓦片顶端，从而电池的下边沿与由铸模在瓦片中构成的支架衔接。将多余的粘合剂从瓦片表面和防反射涂层上去除，并且瓦片被放在旁边，为粘合剂给出放置时间。
导线被插入通过管子，以及伸出陶瓷连接器外壳末端之外。导线连接于电引脚或插座组合件，并且每个组合件接着被插入相应的陶瓷连接器外壳，电引脚组合件与所述外壳衔接，以便被锁定在适当位置，并构成完整的连接器。导线连接于电池，并且导线延伸到瓦片的第二连接器以提供想要的电连接(串联、并联、或混联)。一旦所有导线连接已经完成，并且电引脚组合件装在其各自的陶瓷连接器中，则给散热器涂上导热粘合剂(诸如导热环氧树脂或硅)，并将其插入通过瓦片底端中的孔，从而粘合剂和散热器与光伏电池的未暴露底端衔接。一旦粘合剂固化，则包括屋顶瓦片、光伏电池和散热器的瓦片就预备好作为屋顶瓦片安装在屋顶上。
附接散热器的方法
本发明的另一特征是一种将散热器附接于光伏瓦片或模件的方法。图8A-8E是在光伏瓦片或模件的所述制造过程期间的不同视图。
图8A-1示出了用于全部地或部分地构建光伏瓦片或模件的系统的截面视图。上模具800包括可选存在的凹陷810，其被设计用于补足一个或多个光伏电池。凹陷可以具有深度820，其大致为(一个或多个)光伏电池的厚度，或者小于一个或多个电池的厚度。可以存在任意形状、数量和配置的真空通道887，用于允许真空源通过上模具到达(一个或多个)光伏电池。真空源可以允许在制造过程期间(一个或多个)光伏电池临时被保持在凹陷810内。图8A-2示出了上模具800的仰视图。每个凹陷810示出为具有其相应的宽度882和长度884。宽度和长度可以总体地或独立地具有与一个或多个电池的最大表面大致相同的尺寸，或者具有稍稍大些的尺寸。凹陷810的数量可以是一致的或分离的，并且可以是瓦片或模件所想要的任意数量，诸如：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、或25。凹陷的形状可以是一个或多个光伏电池的任意形状，诸如，正方形、矩形、六边形、八边形、三角形、圆形、或菱形。
在图8A-1中示出的下模具840可以包括基座凹陷850和多个散热片凹陷860。基座凹陷850和散热片凹陷860可以被设计为总体地补足散热器，从而散热器可以被插入下模具，并且在插入后基本上无法进行水平移动。基座凹陷可以具有深度870以及宽度，所述深度大致为散热器基座的厚度，或者稍稍小于散热器基座的厚度，所述宽度与散热器基座大致相同，或者稍稍大于散热器基座。基座凹陷可以可选地存在。每个散热片凹陷860可以具有与散热器散热片大致相同的尺寸，或者稍大的尺寸，以允许散热器不受约束的插入。下模具840还可以被设计用于补足此处描述的任意数量的散热器设计，诸如角锥体(包括平截头角锥体)、圆柱体、方形桩、或锥体(包括平截头锥体)。可以存在真空通道(未示出)，以通过下模具将真空源提供给散热器，如针对上模具描述的那样。
上模具和下模具的材料可以独立地是本领域内已知的任意材料，诸如铝、铜、陶瓷和聚合物。上模具和下模具可以是相反取向，从而上模具在下模具之下。
可以通过将(一个或多个)光伏电池和散热器放置在其各自模具中，开始光伏瓦片或模件制造过程，如图8B所示。上模具800容纳被插入每个凹陷810中的一个或多个光伏电池886，从而每个电池的平面888被暴露，同时每个电池的大多数其余表面积容纳在凹陷中。每个电池可以由此处描述的或本领域内已知的任意材料制成，诸如在单晶硅、多晶硅、或带状硅基底上构成的基于晶片的电池，并且每个电池可以是任意形状，诸如，正方形、矩形、六边形、八边形、三角形、圆形、或菱形。(一个或多个)电池可以借助重力、真空(例如使用可选地存在的真空通道887)、或任意通用粘合方式临时地固定于上模具800。下模具840容纳散热器890，从而散热器的平面892被暴露，同时大多数其余表面积(诸如散热片)容纳在凹陷中。散热器可以由本领域内已知的和/或此处描述的任意导热材料制成，诸如铝或铝合金(例如，6063铝合金，6061铝合金，以及6005铝合金)、铜、石墨、或传导性聚合物(诸如传导性橡胶)，散热器可以是任意颜色(例如，蓝色、黑色、灰色或棕色)，并且可以包括以任意几何结构进行配置的冷却表面，诸如角锥体(包括平截头角锥体)、圆柱体、方形桩、或锥体(包括平截头锥体)。散热器可以借助重力、真空、或任意通用粘合方式临时地固定于下模具840。
图8C示出了如何将中间层894添加到散热器的暴露表面892，或添加到(一个或多个)电池的(一个或多个)暴露表面。中间层可以是热界面层，诸如导热油脂(例如传导性环氧树脂、硅、或陶瓷)或中间导热聚合物。中间层可以是电隔离且导热的任意材料，并且可以是化合物或化合物的混合，当其暴露于空气、热、和/或压力时会起化学反应。热界面层例如可以由电隔离且导热的任意材料构建，并且可以是化合物或化合物的混合，当其暴露于空气、热、和/或压力时会起化学反应。中间层可以包括多个层，诸如邻接PV电池的电隔离层以及邻接散热器的导热层，或者不存在。所述层可以同时接触(一个或多个)光伏电池和散热器。
如图8D所示，两个模具容纳了散热器890、可选存在的中间层894、以及(一个或多个)光伏电池886，它们被一起夹在中间，以允许可选存在的中间层894与散热器和(一个或多个)光伏电池的同时接触。可以在朝向光伏部件的方向上对上模具800、下模具840之一或二者施加充分的压力，以允许(一个或多个)电池与散热器之间的压力，并强制其表面的密切接触。因为上模具对于所容纳的(一个或多个)电池886是补足式的，所以导致的所施加压力横跨电池-上模具界面的面积进行分布，由此防止对(一个或多个)电池的损坏的可能性。类似地，因为下模具对于所容纳的散热器是补足式的，所以所施加压力比较不可能损坏散热器散热片(例如，挤压或扭曲散热片)。在所述过程期间，还可以单独地或与充分压力相结合地施加充分热量，以便使散热器密切结合于(一个或多个)光伏电池。临时施加压力和/或热量以使两种或更多材料结合在一起的这种过程(也被称为层压)可以允许(一个或多个)电池的(一个或多个)表面在显微镜级更靠近地接触相邻材料，以及允许从(一个或多个)电池传递走增加的热传导。可以施加真空，以便在施加压力和/或热量之前、期间和/或之后降低气压，以便协助去除层与层之间的气阱。去除滞留空气可以允许层与层之间更密切的接触，从而导致增加的热传递。
取决于光伏瓦片或模件配置，在层压期间的条件可以改变。在一个实例中，层压温度是大约155℃，施加降低的气压五分钟，并由模具施加一个附加大气压以强制散热器七分钟。在另一实例中，层压温度介于100℃和200℃之间、或介于125℃和175℃之间、或介于135℃和155℃之间。在另一实例中，由模具施加1.25、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或大于5个附加大气压以使散热器和(一个或多个)光伏电池强制一起在模具之间。在另一实例中，施加压力1至30分钟、2至20分钟、5至15分钟、或大于30分钟。在另一实例中，施加降低的气压1至30分钟、2至20分钟、5至15分钟、或大于30分钟。
图8E示出了在移除上模具和下模具之后的光伏瓦片或模件。在此阶段，经层压的散热器890和(一个或多个)光伏电池886可以具有如上所述制造和附接的外壳。
所述过程可以包括在瓦片或模件之上或之中的、本领域内已知的附加层(例如，乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚酯、EPT)，诸如保护层(例如保形涂层)，如此处所描述的。
当针对模件使用时，所述过程可以进一步包括框架的增加，以允许气流直接通过水平通路到达散热器，所述框架具有或不具有腿，如此处所描述的。
在所述过程期间可以使用真空，以移除所述层之间的滞留空气。
图8F示出了用于构建光伏瓦片或模件的、图8A-1的变体。图8F所示的下模具840可以包括基座凹陷850和多个平截头锥体凹陷861。与图8A-1相同地，基座凹陷850和平截头锥体凹陷861可以被设计为总体地补足散热器，使得散热器可以被插入下模具，并且在插入后基本上无法进行水平移动。基座凹陷可以具有深度870以及宽度，所述深度大致为散热器基座的厚度，或者稍稍小于散热器基座的厚度，所述宽度与散热器基座大致相同，或者稍稍大于散热器基座。基座凹陷可以可选地存在。每个平截头锥体凹陷861可以具有与散热器的平截头锥体大致相同的尺寸，或者稍大的尺寸，以允许散热器不受约束的插入。可以存在真空通道(未示出)，以通过下模具将真空源提供给散热器，如针对上模具描述的那样。
针对包括平截头锥体891的散热器的层压过程可以如上所述，并得出如图8G所示的光伏瓦片或模件。
使用注射成型的方法
本领域内公知的、用于形成聚合外壳的注射成型(injecting molding)技术(例如螺丝钉注射成型)可以被用于制造光伏瓦片。尽管下述方法举例说明了用于瓦片构建的注射成型，但是所述方法还可以用于构建光伏模件。
注射成型的一个优点在于，瓦片可以包括同样作为散热器的传导性聚合外壳。另一优点在于，可以进行多种聚合注射，以构成瓦片或模件的不同部件，其中每个部件可以具有不同的聚合属性。此外，注射成型可以允许形成这样的散热器，其用作为“皮肤”涂在一个或多个光伏瓦片的想要的区域上，还允许形成这样的几何结构，所述几何结构允许增加的对流和冷却，其借助于传统制造技术是不可能的。
可以通过例如标准机械加工或放电机械加工，使用任意常用铸模材料(例如，硬化钢、预硬钢、铝、或铍铜合金)来生成一种或多种铸模，以便补足光伏瓦片的设计。接着，(一个或多个)光伏电池和配线可以被置于上述的(一个或多个)铸模内，使得(一个或多个)光伏电池的一个表面将完全暴露，而(一个或多个)光伏电池的其余表面将在注射时与聚合外壳热接触。接着，铸模装置被关闭，并且经加热的聚合物(例如，导热聚合物，诸如尼龙6-6和/或聚苯硫醚，其可选地与一种或多种金属填充物相混合；树脂；或者用于注射成型的类液态原材料)通过来自例如电动机或液压源的压力被引导到铸模中，并随后通过冷却(例如铸模内的水路)以使瓦片外壳/散热器凝固。经注射的材料可以是聚合物、聚合物的混合物、未聚合单体、未聚合单体的混合物、或(一种或多种)聚合物和(一种或多种)未聚合单体的任意混合物。聚合物和/或单体可以具有这样的热膨胀系数，其类似于或等同于(一个或多个)光伏电池的热膨胀系数，以便确保在温度改变期间经注射的材料与(一个或多个)光伏电池的密切接触。在注射过程期间施加的高压(例如5-6000吨)和热量可以允许注射聚合物(其可以最终形成散热器)和(一个或多个)光伏电池之间的密切接触，从而导致在瓦片或模件的工作期间散热的增加。接着，铸模可以被打开，并且在铸模内的起模杆的协助下瓦片得以弹出，随后进行任意必要的机械加工。接着，瓦片或模件预备好在屋顶上安装。
瓦片安装方法
图9中示出了一种安装方法。屋顶瓦片被附着在用于保持和支撑瓦片的檩条或板条上。通过例如将第一瓦片钉在最低的檩条或板条上，将一个瓦片的阳型连接器与第二瓦片的阴型连接器衔接，以及通过例如将两个瓦片推到一起而锁定在适当位置，将第二瓦片钉在此檩条或板条上，并且横跨屋顶的一部分重复该过程，从而放置多个瓦片。通过将一个瓦片放在下一个最高的檩条或板条上，使得其部分地覆盖较低檩条或板条上的瓦片，使用连接器将瓦片咬合在一起，并将瓦片钉在檩条或板条上，从而形成瓦片的下一层列。瓦片的交叠部分可以使用例如沥青或粘合剂彼此黏住，以提供防水密封和/或防止瓦片被风抬起。
图9的流程图中描述了此过程。在步骤900，提供第一光伏瓦片。在步骤902，提供第二光伏瓦片。在步骤904，将第一光伏瓦片附接于屋顶。在步骤906，将第一光伏瓦片的电连接器与第二光伏瓦片的电连接器衔接，以在光伏瓦片之间构成基本刚性的机械连接，以及在第一光伏瓦片的光伏电池和第二光伏瓦片的光伏电池之间构成电连接。在可选步骤908，将第二光伏瓦片附接于屋顶。
图10是用于安装光伏瓦片的第二方法的流程图。在步骤1000，提供第一光伏瓦片。在步骤1002，提供第二光伏瓦片。在步骤1004，将第一光伏瓦片的电连接器与第二光伏瓦片的电连接器衔接，以在光伏瓦片之间构成基本刚性的机械连接，以及在第一光伏瓦片的光伏电池和第二光伏瓦片的光伏电池之间构成电连接。在步骤1006，将第一光伏瓦片附接于屋顶。在可选步骤708，将第二光伏瓦片附接于屋顶。
在安装光伏屋顶瓦片的一种方法中，多个屋顶瓦片通过其连接器水平地结合在一起，平行于屋顶线，并且在距离屋顶线的最远点处(最接近地平面)附接于屋顶外表面上。在此步骤中结合在一起的瓦片不会跨展屋顶外表面的整个水平长度，而是仅跨展屋顶外表面的一部分，以在已结合的屋顶瓦片的一侧或两侧上提供通路。接着安装屋顶瓦片的下一竖直相邻行，并再次在一侧或两侧上保留通路。重复此过程，直到屋顶瓦片覆盖从屋顶线的最低区域到屋顶线的基本最高区域的屋顶部分为止。可以重复整个过程，以在完成部分的一侧或两侧上建立附加的瓦片部分。由此，与屋顶外表面的水平长度相比而言，各个部分的水平长度可以较短，或者部分的水平长度可以几乎是屋顶外表面的整个水平长度。一旦光伏屋顶瓦片的所有部分已经安装，则可以沿着屋顶的一边或两边从屋顶线的最低区域到最高区域安装常规的屋顶瓦片，以便提供人们可以接触屋顶外表面、而不会损坏光伏屋顶瓦片的区域。以此方式，可以向穿入屋顶外表面的例如烟囱和管道或管子提供通路。当需要时，也可以临近屋顶线以及临近檐沟提供常规的瓦片。
在瓦片经由连接器连接于之前固定于屋顶外表面的相邻瓦片之后，紧接着瓦片可以单独地附着于屋顶外表面。可替换地，多个瓦片可以经由其连接器进行连接，并且接着已装配的瓦片可以被固定在屋顶外表面。例如，安装者可以将许多瓦片互连，沿着屋顶外表面的水平长度将已互连的瓦片居中放置，确保已互连的瓦片同样平行于屋顶线，然后将此第一行(距离屋顶外表面最远的)固定在下面的檩条或板条上。安装者接着可以如上所述地单独添加瓦片，以完成部分，或者安装者可以将多个瓦片互连，并将它们连接或覆盖，以构成该部分中的瓦片的相邻行。
因此，瓦片可以被这样安装：在进行到构成瓦片的相邻行之前，完成瓦片的第一行的所有或大多数，依此类推，直到屋顶被覆盖为止，或者瓦片可以被这样安装：构成这样的部分，其部分地延伸横跨屋顶的水平长度以及部分地或整体地从靠近或位于屋顶的基线之处到达屋顶线。
在另一实例中，通过将屋顶瓦片放置在屋顶的基线，并且在朝向屋顶线的方向上通过连接器连接相邻瓦片，可以构成屋顶。所构成的瓦片带可以具有例如密封带或沥青，其置于竖直上升的缝隙之中和/或横跨该缝隙，所述缝隙是与位于带的左侧或右侧的相邻瓦片形成的。
通过将屋顶瓦片放在最接近屋顶线之处，并随后在朝向地面的方向上以上述任意方法将各个行相邻放置，可以完成安装过程。此处所述的任意瓦片可以被配置用于从屋顶线向地面安装，或从最接近地面的屋顶部分朝向屋顶线安装。在任一方法中，可以形成整个行，或仅一行的一部分。

Claims (130)

1.一种光伏模件，包括：
A.多个光伏电池，
B.框架，用于保持所述多个光伏电池，以及沿着所述框架的第一表面暴露所述多个光伏电池的受光表面，
C.所述框架适于安装在完工的屋顶外表面上，
D.散热器，其与所述多个光伏电池的未暴露表面热连通，
E.所述散热器包括：
i)置于基本平行于所述未暴露表面的基座，以及
ii)附接于所述基座的、彼此基本平行放置的多个散热片，
其中所述基座具有介于0.05”和0.5”之间的厚度；
以及其中所述散热片各自独立地具有介于0.25”和7”之间的高度，介于0.05”和1”之间的中心到中心间距，以及介于0.001”和0.25”之间的宽度；
其中所述中心到中心间距足以在所述散热片之间提供用于使冷空气进入的通道。
2.根据权利要求1所述的光伏模件，进一步包括：在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，用于提高散热。
3.根据权利要求1所述的光伏模件，进一步包括：在所述受光表面上的保形涂层，其对于可见光是基本透明的。
4.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述框架不会扩展超过所述散热器的基座，从而允许外界空气不受阻碍地通到所述散热器的散热片。
5.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述散热器具有的长度、厚度、散热片高度、散热片间距、以及散热片宽度，使得在处于70°F温度的静止外界空气中将所述光伏电池维持在低于大约150°F的温度。
6.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述多个散热片中的每个散热片的长轴置于基本平行于所述散热器的长轴。
7.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述多个散热片中的每个散热片的长轴置于基本垂直于所述散热器的长轴。
8.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述散热器的长轴置于基本平行于所述光伏模件的长轴。
9.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述散热器的长轴置于基本垂直于所述光伏模件的长轴。
10.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述散热器具有的长度足以跨展所述光伏模件的超过3/4的宽度。
11.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述散热器具有的长度足以跨展所述光伏模件的超过3/4的长度。
12.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述散热器由挤压铝构建。
13.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述散热器由黑色阳极氧化铝构建。
14.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述基座由传导性聚合物构建。
15.根据权利要求14所述的光伏模件，其中所述传导性聚合物是弹性体。
16.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述散热片沿着所述基座的长轴是不连续的，以构成空气离开和进入通道。
17.根据权利要求16所述的光伏模件，其中所述通道的形状是箭尾形。
18.根据权利要求1所述的光伏模件，其中所述基座具有介于0.1”和0.25”之间的厚度；以及其中所述散热片各自独立地具有介于0.75”和5”之间的高度，介于0.2”和0.5”之间的中心到中心间距，以及介于0.007”和0.1”之间的宽度。
19.根据权利要求18所述的光伏模件，进一步包括在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，以便提高散热。
20.根据权利要求18所述的光伏模件，其中所述散热器的长轴置于基本垂直于所述光伏模件的长轴。
21.根据权利要求18所述的光伏模件，其中所述散热器由挤压铝构建。
22.根据权利要求18所述的光伏模件，其中所述基座具有介于0.1”和0.2”之间的厚度；以及其中所述散热片各自独立地具有介于0.9”和2”之间的高度，介于0.3”和0.4”之间的中心到中心间距，以及介于0.02”和0.05”之间的宽度。
23.根据权利要求22所述的光伏模件，进一步包括在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，以便提高散热。
24.根据权利要求22所述的光伏模件，其中所述散热器的长轴置于基本垂直于所述光伏模件的长轴。
25.根据权利要求22所述的光伏模件，其中所述散热器由挤压铝构建。
26.一种用于制造光伏模件的方法，包括以下步骤：
将散热器放置在模具中，使得所述散热器的下表面与所述模具接触，而所述散热器的上表面被暴露；
将光伏电池放置为邻近所述上表面；
将所述光伏电池和所述散热器相结合；以及
从所述模具中移除所述散热器。
27.根据权利要求26所述的方法，其中将所述光伏电池和所述散热器相结合的所述步骤包括层压。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述层压步骤包括：在所述上表面和所述光伏电池之间提供热界面层。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述层压步骤包括：将所述散热器、中间层、以及光伏电池层压在一起。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述中间层是导热聚合物。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述导热聚合物是弹性体。
32.根据权利要求27所述的方法，其中所述层压步骤包括：降低所述上表面和所述光伏电池之间的环境压力。
33.根据权利要求32所述的方法，其中降低所述环境压力5至30分钟。
34.根据权利要求27所述的方法，其中所述层压步骤包括：增加所述上表面和所述光伏电池之间的温度。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述温度被增加至介于125℃和175℃之间。
36.根据权利要求34所述的方法，其中增加所述温度5至30分钟。
37.根据权利要求27所述的方法，其中所述层压步骤包括：
增加所述上表面和所述光伏电池之间的压力。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述压力被增加为介于0.5和5个大气压。
39.根据权利要求37所述的方法，其中增加所述压力5至30分钟。
40.根据权利要求26所述的方法，包括将保护层附接于所述光伏电池上。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述保护层是保形涂层。
42.根据权利要求26所述的方法，包括附接框架，所述框架围住一个或多个光伏电池，其中所述框架不会扩展超过所述上表面，从而允许外界空气不受阻碍地通到所述散热器。
43.根据权利要求26所述的方法，其中所述散热器由挤压铝构建。
44.根据权利要求26所述的方法，其中所述散热器由传导性聚合物构建。
45.根据权利要求26所述的方法，其中所述散热器包括彼此基本平行放置的多个散热片，并且其中所述模具包括多个凹陷，其用于补足所述多个散热片。
46.一种光伏瓦片，包括：
A.光伏电池，
B.外壳，用于保持所述光伏电池，以及沿着所述外壳的第一表面暴露所述光伏电池的受光表面，
C.所述外壳适于安装在屋顶外表面上，
D.散热器，其与所述光伏电池的未暴露表面热连通，
E.所述散热器包括：
i)置于基本平行于所述未暴露表面的基座，以及
ii)附接于所述基座的、彼此基本平行放置的多个散热片，
其中所述基座具有介于0.05”和0.5”之间的厚度；
其中所述散热片各自独立地具有介于0.25”和7”之间的高度，介于0.05”和1”之间的中心到中心间距，以及介于0.001”和0.25”之间的宽度；
以及其中所述中心到中心间距足以在所述散热片之间提供用于让冷空气进入的通道。
47.根据权利要求46所述的光伏瓦片，进一步包括：在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，用于提高散热。
48.根据权利要求46所述的光伏瓦片，其中所述散热器具有的长度、厚度、散热片高度、散热片间距、以及散热片宽度使得在处于70°F温度的外界空气中将所述光伏电池维持在低于大约150°F的温度。
49.根据权利要求46所述的光伏瓦片，进一步包括沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本平行于所述屋顶外表面的脊线。
50.根据权利要求46所述的光伏瓦片，进一步包括沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本垂直于所述屋顶外表面的脊线。
51.根据权利要求46所述的光伏瓦片，其中所述多个散热片置于基本平行于所述屋顶外表面的脊线的方向。
52.根据权利要求46所述的光伏瓦片，其中所述多个散热片置于基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向。
53.根据权利要求46所述的光伏瓦片，其中所述散热器由挤压铝构建。
54.根据权利要求46所述的光伏瓦片，其中所述散热器由黑色阳极氧化铝构建。
55.根据权利要求46所述的光伏瓦片，其中所述基座由传导性聚合物构建。
56.根据权利要求53所述的光伏瓦片，其中所述传导性聚合物是弹性体。
57.根据权利要求46所述的光伏瓦片，其中所述散热片沿着所述基座的长轴是不连续的，以构成空气离开和进入通道。
58.根据权利要求57所述的光伏瓦片，其中所述通道的形状是箭尾形。
59.根据权利要求46所述的光伏瓦片，其中所述基座具有介于0.1”和0.25”之间的厚度；以及其中所述散热片各自独立地具有介于0.75”和5”之间的高度，介于0.2”和0.5”之间的中心到中心间距，以及介于0.007”和0.1”之间的宽度。
60.根据权利要求59所述的光伏瓦片，进一步包括在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，以便提高散热。
61.根据权利要求59所述的光伏瓦片，其中所述多个散热片置于基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向。
62.根据权利要求59所述的光伏瓦片，其中所述散热器由挤压铝构建。
63.根据权利要求59所述的光伏瓦片，其中所述基座具有介于0.1”和0.2”之间的厚度；以及其中所述散热片各自独立地具有介于0.9”和2”之间的高度，介于0.3”和0.4”之间的中心到中心间距，以及介于0.02”和0.05”之间的宽度。
64.根据权利要求63所述的光伏瓦片，进一步包括在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，以便提高散热。
65.根据权利要求63所述的光伏瓦片，其中所述多个散热片置于基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向。
66.根据权利要求63所述的光伏瓦片，其中所述散热器由挤压铝构建。
67.多个光伏瓦片，包括：
A.第一光伏瓦片，包括：
i.光伏电池，
ii.外壳，用于保持所述光伏电池，以及沿着所述外壳的第一表面暴露所述光伏电池的受光表面，
iii.所述外壳适于安装在屋顶外表面上，
iv.散热器，其与所述光伏电池的与所述受光表面相对的表面热连通，以及
v.附接于所述第一光伏瓦片的第一电连接器和第二电连接器，
B.第二光伏瓦片，包括：
i.光伏电池，
ii.外壳，用于保持所述光伏电池，以及沿着所述外壳的第一表面暴露所述光伏电池的受光表面，
iii.所述外壳适于安装在屋顶外表面上，
iv.散热器，其与所述光伏电池的与所述受光表面相对的表面热连通，以及
v.附接于所述第二光伏瓦片的第一电连接器和第二电连接器，
其中所述第一瓦片的第一电连接器与所述第二瓦片的第二电连接器配对，以及
其中所述第一瓦片的第一电连接器与所述第二瓦片的第二电连接器一旦配对，则被配置为防止所述第一瓦片独立于所述第二瓦片旋转。
68.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中所述第一光伏瓦片和所述第二光伏瓦片是相同的。
69.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个电连接器独立地是阳型或阴型连接器。
70.根据权利要求69所述的多个光伏瓦片，其中每个电连接器独立地是突出或插孔连接器。
71.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中所述第一瓦片的第一电连接器被配置为在基本平行于所述屋顶外表面的脊线的方向与所述第二瓦片的第二电连接器配对。
72.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中所述第一瓦片的第一电连接器被配置为在基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向与所述第二瓦片的第二电连接器配对。
73.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个光伏电池是薄膜光伏电池。
74.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个光伏瓦片包括在所述散热器和所述未暴露表面之间的热界面层，以便提高散热。
75.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个散热器被配置为在处于70°F温度的外界空气中将其相应的光伏电池维持在低于大约150°F的温度。
76.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个光伏瓦片包括沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本平行于所述屋顶外表面的脊线。
77.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个光伏瓦片包括沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本垂直于所述屋顶外表面的脊线。
78.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个散热器包括：
i)置于基本平行于与所述受光表面相对的所述表面的基座，以及
ii)附接于所述基座的、彼此基本平行放置的多个散热片。
79.根据权利要求78所述的多个光伏瓦片，其中多个散热片各自置于基本平行于所述屋顶外表面的脊线的方向。
80.根据权利要求78所述的多个光伏瓦片，其中多个散热片各自置于基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向。
81.根据权利要求78所述的多个光伏瓦片，其中多个散热片各自沿着相关联的基座的长轴是不连续的，以构成空气离开和进入通道。
82.根据权利要求81所述的多个光伏瓦片，其中所述通道的形状是箭尾形。
83.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个散热器由金属构建。
84.根据权利要求83所述的多个光伏瓦片，其中所述金属是挤压铝。
85.根据权利要求83所述的多个光伏瓦片，其中所述金属是黑色阳极氧化铝。
86.根据权利要求67所述的多个光伏瓦片，其中每个散热器由传导性聚合物构建。
87.根据权利要求86所述的多个光伏瓦片，其中所述传导性聚合物是弹性体。
88.一种光伏瓦片，包括：
a)光伏电池，
b)外壳，用于保持所述电池，以及暴露所述光伏电池的受光表面，以及
c)附接于所述光伏瓦片的第一电连接器和第二电连接器，
其中所述外壳适于安装在屋顶外表面上，以及
其中所述外壳包括导热聚合物，其与所述光伏电池的未暴露表面热连通。
89.根据权利要求88所述的光伏瓦片，其中所述外壳进一步包括贴近第一聚合物的第二聚合物。
90.根据权利要求88所述的光伏瓦片，其中所述第一电连接器与第二光伏瓦片的电连接器配对，以及
其中第一瓦片的第一电连接器与所述第二瓦片的电连接器一旦配对，则被配置为防止所述第一瓦片独立于所述第二瓦片旋转。
91.根据权利要求90所述的光伏瓦片，其中所述光伏瓦片和所述第二光伏瓦片是相同的。
92.根据权利要求90所述的光伏瓦片，其中每个电连接器独立地是阳型或阴型连接器。
93.根据权利要求91所述的光伏瓦片，其中每个电连接器独立地是突出或插孔连接器。
94.根据权利要求88所述的光伏瓦片，其中所述瓦片的第一电连接器被配置为在基本平行于所述屋顶外表面的脊线的方向与相邻瓦片的电连接器配对。
95.根据权利要求88所述的光伏瓦片，其中所述瓦片的第一电连接器被配置为在基本垂直于所述屋顶外表面的脊线的方向与相邻瓦片的电连接器配对。
96.根据权利要求88所述的光伏瓦片，进一步包括沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本平行于所述屋顶外表面的脊线。
97.根据权利要求88所述的光伏瓦片，进一步包括沿着所述外壳的所述第一表面的外伸部分，其基本垂直于所述屋顶外表面的脊线。
98.根据权利要求88所述的光伏瓦片，其中所述光伏电池是薄膜光伏电池。
99.根据权利要求88所述的光伏瓦片，其中所述导热聚合物被定形为彼此基本平行放置的多个散热片。
100.根据权利要求99所述的光伏瓦片，其中所述散热片沿着所述基座的长轴是不连续的，以构成空气离开和进入通道。
101.根据权利要求100所述的光伏瓦片，其中所述通道的形状是箭尾形。
102.一种制造光伏瓦片的方法，包括以下步骤：
将光伏电池放置在铸模中；
将第一聚合物注射到所述铸模中；
从所述铸模中移除所述聚合物和所述电池。
103.根据权利要求102所述的方法，其中所述第一聚合物是导热聚合物。
104.根据权利要求103所述的方法，进一步包括将第二聚合物注射到所述铸模中。
105.根据权利要求103所述的方法，其中一旦将所述第一聚合物注射到所述铸模中，所述第一聚合物与所述光伏电池的与受光表面相对的表面热连通。
106.根据权利要求103所述的方法，其中所述第一聚合物构成外壳，用于保持所述光伏电池，以及暴露所述光伏电池的受光表面，其中所述外壳适于安装在屋顶外表面上。
107.根据权利要求104所述的方法，其中所述第二聚合物构成外壳，用于保持所述光伏电池，以及暴露所述光伏电池的受光表面，其中所述外壳适于安装在屋顶外表面上。
108.根据权利要求102所述的方法，其中所述光伏电池包括附接于与受光表面相对的表面的金属散热器。
109.根据权利要求102所述的方法，其中所述光伏瓦片包括电连接器，其中所述光伏瓦片的所述电连接器和第二瓦片的电连接器一旦配对则被配置为防止所述光伏瓦片独立于所述第二瓦片旋转。
110.根据权利要求102所述的方法，其中注射所述第一聚合物包括：增加足以允许在所述第一聚合物和所述光伏电池之间的密切热接触的热量和压力。
111.根据权利要求102所述的方法，进一步包括冷却所述铸模。
112.一种制造光伏瓦片的方法，包括以下步骤：
将散热器放置在模具中，使得所述散热器的下表面与所述模具接触，而所述散热器的上表面被暴露；
将光伏电池放置为与所述上表面相邻；
将所述光伏电池和所述散热器相结合；以及
从所述模具中移除所述散热器；
在所述光伏电池周围形成瓦片外壳。
113.根据权利要求112所述的方法，其中将所述光伏电池和所述散热器相结合的所述步骤包括层压。
114.根据权利要求113所述的方法，其中所述层压步骤包括：在所述上表面和所述光伏电池之间提供热界面层。
115.根据权利要求114所述的方法，其中所述层压步骤包括：将所述散热器、中间层、以及光伏电池层压在一起。
116.根据权利要求115所述的方法，其中所述中间层是导热聚合物。
117.根据权利要求116所述的方法，其中所述导热聚合物是弹性体。
118.根据权利要求113所述的方法，其中所述层压步骤包括：降低所述上表面和所述光伏电池之间的环境压力。
119.根据权利要求118所述的方法，其中降低所述环境压力5至30分钟。
120.根据权利要求113所述的方法，其中所述层压步骤包括：增加所述上表面和所述光伏电池之间的温度。
121.根据权利要求120所述的方法，其中所述温度被增加为介于125℃和175℃之间。
122.根据权利要求120所述的方法，其中增加所述温度5至30分钟。
123.根据权利要求113所述的方法，其中所述层压步骤包括：增加所述上表面和所述光伏电池之间的压力。
124.根据权利要求123所述的方法，其中所述压力被增加为介于0.5和5个大气压之间。
125.根据权利要求123所述的方法，其中增加所述压力5至30分钟。
126.根据权利要求112所述的方法，其中所述散热器由挤压铝构建。
127.根据权利要求112所述的方法，其中所述散热器由传导性聚合物构建。
128.根据权利要求112所述的方法，包括将保护层附接于所述光伏电池上。
129.根据权利要求128所述的方法，其中所述保护层是保形涂层。
130.根据权利要求112所述的方法，其中所述散热器包括彼此基本平行放置的多个散热片，并且其中所述模具包括多个凹陷，其用于补足所述多个散热片。
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