CN105453274B - 聚光光伏模块、聚光光伏面板和用于聚光光伏模块的柔性印刷电路 - Google Patents

Abstract

一种聚光光伏模块，包括：被提供为与外壳的底表面接触的柔性印刷电路；以及由被布置的多个透镜元件形成的主聚光部，每个透镜元件聚集阳光，其中柔性印刷电路包括：绝缘基底材料和导电图案；被提供在该图案上以便分别与透镜元件对应的多个发电元件；具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的作为覆盖层的盖层，盖层覆盖并密封包括在绝缘基底材料上的图案的导电部；以及具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的粘合剂层，粘合剂层将绝缘基底材料和覆盖层粘结在一起。

Description

聚光光伏模块、聚光光伏面板和用于聚光光伏模块的柔性印 刷电路

技术领域

本发明涉及一种聚光光伏(CPV)器件，用于通过将阳光聚集在发电元件上而产生电力。

背景技术

聚光光伏是基于将由透镜聚集的阳光入射在由具有高发电效率的小型化合物半导体形成的发电元件(太阳能电池)上的结构。通过使配备有多个这样的基础组件的聚光光伏面板执行追踪操作以总是面向太阳，能够获得需要产生的电力。具体地，例如，将多个例如具有布线的陶瓷的绝缘衬底布置在光聚集位置上，其中每个绝缘衬底具有安装在其上的一个发电元件，并且由电线收集在每个绝缘衬底上产生的电力(例如，参见非专利文献1)。

除此之外，已经提出考虑了散热性能的聚光光伏装置(例如，参见专利文献1和2)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报第2003-174179号

专利文献2：日本专利公开公报第2008-91440号

非专利文献

非专利文献1："CPV模块的故障模式以及如何对它们进行测试(Failure Modes ofCPV Modules and How to Test for Them)",[在线],2010年2月19日,Emcore公司,[2013年2月27日检索]互联网<URL:http://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/pvrw2010_aeby.pdf#search＝'emco re Pointfocus Fresnel Lens HCPV System'>

发明内容

解决的技术问题

然而，如上所述的传统聚光光伏面板需要大量的例如陶瓷的绝缘衬底。当布置大量的绝缘衬底并分别使用电线相互连接时，制造步骤的数量增加，并且花费很长时间。结果，制造成本增加，并且不能获得具有实际上的适当价格的产品。如果制作大衬底，则制造步骤的数量减少。然而，光伏面板最初需要大的面积。因此，衬底需要被显著地扩大。然而，生产这样的大衬底在制造技术方面是困难的。

如上所述，安装大量的小衬底并将它们相互连接花费很长时间。另一方面，生产大衬底在制造技术方面是困难的。

此外，对于传统聚光光伏面板，没有显示出与绝缘性能相关的明确教导或观点。在光伏面板内部，由于发电元件的串联连接而产生高电压。另外，由于光伏面板被安装在户外，进入面板内部的水汽可能由于空气温度变化而导致露水冷凝。此外，小昆虫可能会进入面板内部。结果，存在由于湿气或昆虫而导致电路内部短路或者电路与面板外壳短路(接地)的情况。在这样的情况下，输出降低，并且当人触摸外壳时，可能会引起轻电冲击。

此外，近几年来，在面板内部的导电部中，在铜制图案和焊料部分上生锈，并且这导致电路中的电阻增加。当电阻增加时，光伏面板的输出降低。

考虑到传统问题，本发明关于用于聚光光伏的衬底结构，意图易于其制造和安装，加强绝缘性能，并且抑制导电部随着时间的劣化。

解决问题的技术方案

本发明是一种聚光光伏模块，包括：形成为容器形状并具有底表面的外壳；被提供为与底表面接触的柔性印刷电路；以及附着至外壳并且由布置的多个透镜元件形成的聚光部，每个透镜元件聚集阳光，其中柔性印刷电路包括：具有绝缘性能的绝缘基底材料，和具有导电性并被提供在绝缘基底材料上的图案；被提供在该图案上以便分别与透镜元件对应的多个发电元件；具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的覆盖层，该覆盖层覆盖并密封包括在绝缘基底材料上的该图案的导电部；以及具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的粘合剂层，该粘合剂层将绝缘基底材料和覆盖层粘结在一起。

在如上所述构成的聚光光伏模块中，通过在具有易于制造的适当尺寸的绝缘基底材料上提供发电元件，能够容易地制造具有聚光光伏功能的柔性印刷电路。此外，柔性印刷电路能够被放置为遍及所需的尺寸(面积)，因此适于大型的聚光光伏模块。此外，柔性印刷电路是薄的并且具有轻的重量，因此聚光光伏模块整体也具有轻的重量，因此对其的操作变得容易。另外，柔性印刷电路是薄且柔软的，因此容易将其附着为与外壳的底表面紧密接触。此外，由于紧密接触和薄，来自发电元件和其他柔性印刷电路的热量能够被确实地散发至外壳。

此外，包括图案的导电部由覆盖层和粘合剂层覆盖并密封，覆盖层和粘合剂层中的每一个都具有绝缘性能和低吸水率。由此，确保了从导电部到外壳的底表面的爬电距离，并且能够实现优良的绝缘性能。此外，通过每一个都具有低吸水率的覆盖层和粘合剂层，能够防止导电部的腐蚀，并且能够抑制随着时间的劣化。

另一方面，用于本发明的聚光光伏模块的柔性印刷电路包括：具有绝缘性能的绝缘基底材料，和具有导电性并被提供在绝缘基底材料上的图案；通过被布置在该图案上而被提供的多个发电元件；具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的覆盖层，覆盖层覆盖并密封包括在绝缘基底材料上的该图案的导电部；以及具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的粘合剂层，粘合剂层将绝缘基底材料和覆盖层粘结在一起。

在如上所述构成的用于聚光光伏模块的柔性印刷电路中，通过在具有易于制造的适当尺寸的绝缘基底材料上提供发电元件和聚光部，能够容易地制造具有聚光光伏功能的柔性印刷电路。此外，柔性印刷电路能够被放置为遍及所需的尺寸(面积)，因此适于作为用于大型聚光光伏模块的衬底。

此外，导电部包括由覆盖层和粘合剂层覆盖并密封的图案，覆盖层和粘合剂层中的每一个都具有绝缘性能和低吸水率。由此，在柔性印刷电路被附着至由金属制成的外壳的情况下，确保了从导电部到外壳的底表面的爬电距离。因此，能够实现优良的绝缘性能。此外，通过每一个都具有低吸水率的覆盖层和粘合剂层，能够防止导电部的腐蚀，并且能够抑制随着时间的劣化。

本发明的有利效果

根据本发明的聚光光伏模块，关于用于聚光光伏的衬底结构，能够实现易于制造和安装、在绝缘性能上优良以及抑制导电部随着时间的劣化的衬底结构。

附图说明

图1是显示根据本发明的一个实施例的聚光光伏装置的透视图。

图2是显示聚光光伏模块的放大的(部分切除)透视图。

图3是图2中的III部分的放大图。

图4是提供有发电元件的部分的横截面图，该横截面图与柔性印刷电路的纵向正交。

图5是遍及外壳的底表面上放置的柔性印刷电路的布置的一个例子的平面图。

图6是发电电路的放大图。

图7是图6中的VII部分的放大图。

图8是显示柔性印刷电路的布置的另一个例子的平面图。

图9是显示连接电路被提供在外壳的内侧表面上的一个例子的平面图。

图10是显示连接电路被提供在外壳的内侧表面上的另一个例子的平面图。

图11是测量图案和底表面之间的击穿电压的例子。

图12是具有与图4中不同结构的柔性印刷电路的横截面图。

图13是在DC电压被施加在图案和外壳之间时的等效电路。

图14是作为一个例子的绝缘基底材料和图案的部分的平面图。

具体实施方式

[实施例的摘要]

本发明的实施例的摘要至少包括下列内容。

(1)首先，一种聚光光伏模块包括：形成为容器形状并具有底表面的外壳；被提供为与底表面接触的柔性印刷电路；以及附着至外壳并且由布置的多个透镜元件形成的聚光部，每个透镜元件聚集阳光，其中柔性印刷电路包括：具有绝缘性能的绝缘基底材料，和具有导电性并被提供在绝缘基底材料上的图案；被提供在该图案上以便分别与透镜元件对应的多个发电元件；具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的覆盖层，覆盖层覆盖并密封包括在绝缘基底材料上的该图案的导电部；以及具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的粘合剂层，粘合剂层将绝缘基底材料和覆盖层粘结在一起。

在如(1)中构成的聚光光伏模块中，通过在具有易于制造的适当尺寸的绝缘基底材料上提供发电元件，能够容易地制造具有聚光光伏功能的柔性印刷电路。此外，柔性印刷电路能够被放置为遍及所需的尺寸(面积)，因此适于大型的聚光光伏模块。此外，柔性印刷电路是薄的并且具有轻的重量，因此聚光光伏模块整体也具有轻的重量，因此对其的操作变得容易。另外，柔性印刷电路是薄且柔软的，因此容易将其附着为与外壳的底表面紧密接触。此外，由于紧密接触和薄，来自发电元件和其他柔性印刷电路的热量能够被确实地散发至外壳。

此外，包括该图案的导电部由覆盖层和粘合剂层覆盖并密封，覆盖层和粘合剂层中的每一个都具有绝缘性能和低吸水率。由此，确保了从导电部到外壳的底表面的爬电距离，并且能够实现优良的绝缘性能。此外，通过每一个都具有低吸水率的覆盖层和粘合剂层，能够防止导电部的腐蚀，并且能够抑制随着时间的劣化。

(2)在(1)的聚光光伏模块中，该预定值是3％。

在该情况下，覆盖层和粘合剂层几乎不吸水，因此，能够维持优良的绝缘性能。

(3)此外，在(1)或(2)的聚光光伏模块中，柔性印刷电路可以由布置在底表面上的带状的绝缘基底材料形成，绝缘基底材料具有安装在其上的发电元件。

在该情况下，在柔性印刷电路的面积被抑制为必要的最低限度的同时，柔性印刷电路能够被放置为遍及所需的尺寸。此外，在纵向上，发电元件能够以固定间隔被预先布置。这易于每个透镜元件和相对应的发电元件之间的相互定位，并且实现了优良的生产率。

(4)此外，在(1)至(3)中的任一个的聚光光伏模块中，可以构成为使得绝缘基底材料经由具有绝缘性能的底表面粘合剂层而附着至底表面。

在该情况下，从外壳的角度看，绝缘基底材料的绝缘性能增强。此外，粘合剂层本身能够形成为薄的，因此从绝缘基底材料到外壳的散热性能不被底表面粘合剂层削弱。

(5)此外，在(1)至(4)中的任一个的聚光光伏模块中，优选地，灌封层被提供为覆盖导电部被局部地露出的、包括发电元件的一部分，并且灌封层具有绝缘性能和不高于预定值的吸水率。

在该情况下，例如发电元件的电极、二极管、焊料连接部等等的不能被覆盖层有效地覆盖并因此被露出的导电部由灌封层覆盖，从而能够防止这些导电部被露出。因此，能够增强绝缘性能。此外，能够使绝缘基底材料的宽度接近于安装在其上的元件的宽度。因此，能够使用更多细长的绝缘基底材料，并且能够降低成本。

(6)此外，在(1)至(5)中的任一个的聚光光伏模块中，优选地，从图案到底表面的爬电距离是0.2至34.9mm。

在该范围内，能够实现绝缘性能的维持和低成本。应该注意到，34.9mm的值是基于绝缘基底材料的宽度的最大值和图案的宽度的最小值。

(7)此外，在(1)至(6)中的任一个的聚光光伏模块中，优选地，绝缘基底材料的宽度是0.6至70mm。

在该范围内，能够实现绝缘性能的维持和低成本。应该注意到，0.6mm的值是基于爬电距离的最小值和图案的宽度的最小值。

(8)此外，在(1)至(7)中的任一个的聚光光伏模块中，优选地，图案的宽度是0.2至69.6mm。

因此，能够实现绝缘性能和低成本。也就是说，在小于0.2mm的情况下，不仅不能有效地确保绝缘性能，而且不能实现低价。此外，实现大于69.6mm会过多地增加实际成本。应该注意到，69.6mm的值是基于绝缘基底材料的宽度的最大值和爬电距离的最小值。

(9)此外，在(1)至(8)中的任一个的聚光光伏模块中，优选地，发电元件的封装宽度与绝缘基底材料的宽度之间的比率是1：(1.2至2)。

在该范围内，能够实现绝缘性能的维持和低成本。

(10)此外，在(1)至(9)中的任一个的聚光光伏模块中，优选地，底表面粘合剂层的宽度大于绝缘基底材料的宽度。

在该情况下，爬电距离被延伸使得底表面粘合剂层的宽度大于绝缘基底材料的宽度的长度。因此，能够增强绝缘性能。

(11)此外，在(1)至(10)中的任一个的聚光光伏模块中，在底表面粘合剂层内部，可以沿层的厚度方向提供至少一个金属板。

在该情况下，能够增强绝缘基底材料相对于外壳的绝缘性能。

(12)此外，一种聚光光伏面板通过组装多个根据(1)的聚光光伏模块而形成。

在该情况下，通过使用呈现上述操作和效果的聚光光伏模块，能够形成具有所需尺寸的聚光光伏面板。

(13)此外，一种用于聚光光伏模块的柔性印刷电路包括：具有绝缘性能的绝缘基底材料，和具有导电性并被提供在绝缘基底材料上的图案；通过被布置在该图案上而被提供的多个发电元件；具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的覆盖层，覆盖层覆盖并密封包括在绝缘基底材料上的图案的导电部；以及具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的粘合剂层，粘合剂层将绝缘基底材料和覆盖层粘结在一起。

在如上构成的用于聚光光伏模块的柔性印刷电路中，通过在具有易于制造的适当尺寸的绝缘基底材料上提供发电元件和聚光部，能够容易地制造具有聚光光伏功能的柔性印刷电路。此外，柔性印刷电路能够被放置为遍及所需的尺寸(面积)，因此适于作为用于大型聚光光伏模块的衬底。

此外，导电部包括由覆盖层和粘合剂层覆盖并密封的图案，覆盖层和粘合剂层中的每一个都具有绝缘性能和低吸水率。由此，在柔性印刷电路被附着至由金属制成的外壳的情况下，确保了从导电部到外壳的底表面的爬电距离。因此，能够实现优良的绝缘性能。此外，通过每一个都具有低吸水率的覆盖层和粘合剂层，能够防止导电部的腐蚀，并且能够抑制随着时间的劣化。

[实施例的细节]

图1是显示根据本发明的一个实施例的聚光光伏装置的透视图。在图中，聚光光伏装置100包括聚光光伏面板1，在聚光光伏面板1的后表面的中心上支撑聚光光伏面板1的支柱2，以及支柱2附着至其上的基座3。除了用于连接至支柱2的中心部以外，聚光光伏面板1通过垂直地或水平地组装例如62个(长度上7个×宽度上9个-1个)聚光光伏模块1M而形成。一个聚光光伏模块1M具有例如大约100W的额定输出，并且整个聚光光伏面板1具有大约6kW的额定输出。聚光光伏面板1能够通过未示出并被提供在其后表面上的旋转机构而绕支柱2旋转，并且能够使其追踪太阳从而总是面对太阳的方向。

图2是显示聚光光伏模块(在下文中被简称为模块)1M的放大的(部分切除)透视图。在图中，模块1M作为主要元件包括：形成为容器形状(盆状)并具有底表面11a的外壳11；被提供为与底表面11a接触的柔性印刷电路12；以及像盖子一样附着至外壳11的凸缘部11b的主聚光部13。外壳11由金属制成。

主聚光部13是菲涅耳(Fresnel)透镜阵列，并且通过将作为聚集阳光的透镜元件的多个(例如长度上16个×宽度上12个，共192个)菲涅耳透镜13f布置成矩阵形状而形成。主聚光部13能够通过例如在被用作基底材料的玻璃板的背面(内侧)上形成硅树脂膜而获得。每个菲涅耳透镜都形成在该树脂膜上。在外壳11的外表面上，提供用于获取模块1M的输出的连接器14。

图3是图2中的III部分的放大图。在图3中，柔性印刷电路12包括：具有绝缘性能的绝缘基底材料121a；具有导电性并被提供在绝缘基底材料121a上的图案(例如铜箔)121b；被提供在其上的发电元件(太阳能电池)122；以及分别被提供为覆盖发电元件122的次聚光部120。绝缘基底材料121a例如由耐热性优良的聚酰亚胺制成。

发电元件122和次聚光部120的组以与菲涅耳透镜13f相同的数量被提供在与主聚光部13的菲涅耳透镜13f相对应的位置上。次聚光部120将从相应的菲涅耳透镜13f入射的阳光聚集到发电元件122上。次聚光部120例如是透镜。然而，次聚光部120也可以是在不规则地反射光线的同时向下引导光线的反射镜。此外，也存在不使用次聚光部的情况。

图4是提供有发电元件122的部分的横截面图，该横截面图与柔性印刷电路12的纵向正交。应该注意到，该图被描述以易于对结构的主要部分的观看，并且厚度和其他尺寸不一定要与实际尺寸成比例。

在图中，发电元件122(电池组122p、电极122e)被定位在主聚光部13的菲涅耳透镜13f的正下面，使得其光轴彼此对准。柔性印刷电路12由绝缘基底材料121a和图案121b，以及安装在其上的电子元件、光学元件等等(这里是发光元件122)构成。

发光元件122的电极122e电连接至图案121b。在绝缘基底材料121a和外壳11的底表面11a之间，提供由具有绝缘性能的粘合剂形成的底表面粘合剂层123。此外，图案121b由作为覆盖层的盖层125覆盖，并且不被露出。作为盖层125的材料，绝缘性能优良的材料是适当的，并且例如，聚酰亚胺材料、丙烯酸材料、环氧材料等等是适当的。由光伏作用产生的电压(DC)出现在与外壳1绝缘的图案121b上。因此，绝缘性能指的是耐压性能和外壳11与图案121b之间的爬电电阻性能。

绝缘基底材料121a和盖层125被粘合剂层124相互粘结，粘合剂层124由具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率的粘合剂形成。作为粘合剂层124的材料，绝缘性能优良的材料是适当的，并且聚酰亚胺材料、硅材料、丙烯酸材料、环氧材料等等是适当的。应该注意到，同样地对于底表面粘合剂层123，相似的材料是适当的。

以此方式，包括图案121b的导电部由盖层(覆盖层)125和粘合剂层124覆盖并密封，盖层125和粘合剂层124中的每一个都具有绝缘性能和低吸水率。结果，确保了从例如图案121b的导电部到外壳11的底表面11a的爬电距离，并且因此，能够实现优良的绝缘性能。此外，通过每一个都具有低吸水率的盖层125和粘合剂层124，能够防止导电部的腐蚀，并且能够抑制随着时间的劣化。

上述“预定值”例如是3％。吸水率由目标被浸在水中24小时之后的目标重量中的水重量来表示。如果吸水率不高于3％，则几乎不吸收任何水分，并且因此，能够维持优良的绝缘性能。在超过3％的情况下，绝缘性能逐渐劣化。

为了参考，作为粘合剂层124，使用例如具有0.8至1.6％吸水率的粘合剂层。盖层125的吸水率是2.4至2.6％。绝缘基底材料121a的吸水率是1.4至2.7％。在2.7％的情况下，当水被吸收时，观察到绝缘电阻的降低，但是严格地满足耐压参考值。从这些事实可以看出，同样地对于粘合剂层124，吸水率需要不高于3％。

对于发电元件122的电池组122p，其外围覆盖有由灌封剂形成的灌封层126。因此，电极122e不被露出。灌封层126也具有绝缘性能和不高于预定值的低吸水率。除此之外，不能被盖层125充分覆盖并且因此局部被露出的未示出的导电部，例如二极管、焊料连接部等等由灌封层126覆盖，由此能够防止这些导电部被露出。因此，能够增强绝缘性能。此外，能够使绝缘基底材料121a的宽度接近于被安装在其上的元件的宽度。因此，能够使用更细长的绝缘基底材料121a，并且能够降低成本。

应该注意到，图案121b通过绝缘基底材料121a和底表面粘合剂层123而与外壳11绝缘。绝缘基底材料121a和底表面粘合剂层123的总厚度优选地是10至100μm。因此，能够实现绝缘性能和散热性能。也就是说，在少于10μm的情况下，绝缘性能不够。在超过100μm的情况下，向外壳11的散热性能劣化。图案121b的厚度例如是大约35μm。

如图4所示，盖层125的边缘和图案121b的边缘之间的尺寸是“a”，图案121b的下表面和底表面粘合剂层123的表面之间的尺寸(基本上是绝缘基底材料121a的厚度)是“b”，并且底表面粘合剂层123被设定为在宽度上比绝缘基底材料121a大的尺寸为“c”(在左右对称方向上(总共大“2c”))。通过以这样的方式使底表面粘合剂层123的宽度比绝缘基底材料121a的宽度大尺寸c，爬电距离被延长。因此，能够增强绝缘性能。

因此，当从作为导电部的图案121b的左下角看时，到底表面11a的爬电距离变成(a+b+c)。作为数值的例子，优选地确保“a”不小于0.2mm，“b”是25μm或12.5μm，并且“c”不小于25μm。此外，作为(a+b+c)的总爬电距离(然而，“a”的值是最主要的)，0.2至34.9mm是优选的。因此，能够实现绝缘性能(耐压，爬电电阻)和低成本。也就是说，在小于0.2mm的情况下，不能充分地确保绝缘性能。实现大于34.9mm会过多地增加实际成本。应该注意到，当采用菲涅耳透镜13f的实际最大尺寸时，34.9mm是爬电距离的实际最大尺寸。

此外，绝缘基底材料121a的宽度Wf优选地在0.6至70mm范围内。因此，能够实现绝缘性能和低成本。也就是说，在小于0.6mm的情况下，不能充分地确保绝缘性能。实现大于70mm会过多地增加实际成本。

此外，图案121b的宽度优选地是0.2至69.6mm。因此，能够实现绝缘性能和低成本。也就是说，在小于0.2mm的情况下，不能充分地确保绝缘性能，而且不能实现以低价格稳定制造。实现大于69.6mm会过多地增加实际成本。

应该注意到，对于图案121b的宽度的下限值，当图案121b通过使用例如蚀刻、已知的汤姆森(Thomson)模具等等而以低价格被制造时，尺寸容差大约是±0.1mm。因此，通过使图案121b的宽度为0.2mm，即使在考虑到尺寸容差时，也能够以低价格和高产量稳定的制造柔性印刷电路。

这里，给出了已经在上面描述的绝缘基底材料121a的宽度的范围、图案121b的宽度的范围和爬电距离的范围之间的相互关系。

图14是作为一个例子的绝缘基底材料121a和图案121b的部分的平面图。在图中，当绝缘基底材料121a的宽度是Wf，图案121b的宽度是Wp时，在绝缘基底材料121a的每一侧上的、作为爬电距离的相等宽度尺寸是a，Wf＝Wp+2·a。如上所述，在爬电距离(a+b+c)中，“a”的值是最主要的，因此爬电距离基本上基于“a”的值而确定。

这里，菲涅耳透镜13f(图2，图4)的实际最大尺寸被认为是70mm×70mm。其原因如下所示。当具有超过该尺寸的尺寸的菲涅耳透镜被用于聚光时，发光元件122和电池组122p的温度将超过120℃，并且在这样的情况下，发电效率急剧降低，并且另外，发生不能将低价格树脂用于电池组的实际问题。因此，在70mm×70mm的菲涅耳透镜的情况下，为了防止相邻的绝缘基底材料121a相互重叠，绝缘基底材料121a的宽度的最大值变为70mm。

接下来，如上所述在一侧上的爬电距离a的最小值是0.2mm。因此，这种情况下图案121b的宽度Wp的最大值是(70mm-2×0.2mm)＝69.6mm。相反地，爬电距离a的最大值应该是通过从绝缘基底材料121a的宽度的最大值中减去图案121b的宽度的最小值而获得的值的1/2。因此，此时的爬电距离为a＝(70mm-0.2mm)/2＝34.9mm。另一方面，绝缘基底材料121a的宽度Wf的最小值由图案121b的最小值和爬电距离的最小值的和确定，因此为0.2mm+2×0.2mm＝0.6mm。

因此，如上所述，获得下列优选范围。

爬电距离a：0.2至34.9mm

绝缘基底材料的宽度Wf：0.6至70mm

图案的宽度Wp：0.2至69.6mm

返回参考图4，电池组122p的宽度Wc和绝缘基底材料121a的宽度Wf之间的优选比率为1：(1.2至2)。由此，能够实现绝缘性能和低成本。在小于1.2的情况下，也就是说，当绝缘基底材料121a的宽度Wf相对于电池组122p的宽度Wc小于1.2时，绝缘性能劣化。当绝缘基底材料121a的宽度Wf相对于电池组122p的宽度Wc的比率超过2时，过多地增加了实际成本。

图11是在上述尺寸中，随着b被设定为25μm并且“c”被设定为0，仅改变尺寸“a”，并且测量图案121b和底表面11a之间的击穿电压的例子。上面的线表示盖层125和粘合剂层124存在的情况，并且下面的线表示盖层不存在的情况。

从该图可以清楚地看出，在提供盖层125和粘合剂层124的情况下，即使在尺寸“a”仅为0.2mm至0.3mm时，击穿电压为7000V，这是极好的结果。不小于6000V的击穿电压是等级A的优良绝缘性能。另一方面，在不提供盖层的情况下，当“a”为0.6mm时，即使2000V也不能忍受。此外，即使在“a”为3.8mm时，击穿电压也没有达到6000V。

因此，即使通过盖层125和粘合剂层124确保尺寸a，也能够获得优良的绝缘性能。此外，通过确保b和c(特别是c)的爬电距离，能够显著地增强绝缘性能，并且能够实现稳定的性能。

应该注意到，外壳11的材料是如上所述的金属，并且例如铝是适合的。通过由金属制成，外壳11具有良好的导热性。因此，从柔性印刷电路12到外壳11的散热性能特别好。

此外，柔性印刷电路12等等具有非常轻的重量，并且外壳11由金属制成。因此，整个聚光光伏模块1M也具有轻重量。轻重量易于运输。该“轻重量”的程度的例子是：在模块1M的长度、宽度和深度分别是840mm、640mm和85mm的情况下，能够实现重量不大于8kg。

图5是被放置为遍及外壳11的底表面11a的柔性印刷电路12的布置(细节未示出)的一个例子的平面图。如图所示，柔性印刷电路12具有薄的且细长带状的基本形状(绝缘基底材料121a的形状)，但是通过被垂直地和水平地布置在底表面11a上，柔性印刷电路12能够被放置为遍及所需尺寸(面积)，因此适于大型的聚光光伏模块1M。也就是说，通过以该方式被遍及放置而形成的整个柔性印刷电路12与一片衬底或具有相同尺寸的多个衬底的组装相对应。此外，由于该带状形状，在柔性印刷电路12的面积被抑制为必要的最低限度的同时，柔性印刷电路12能够被放置为遍及所需尺寸。此外，在绝缘基底材料121a的纵向上，发电元件122能够以固定间隔被预先布置。这易于每个菲涅耳透镜13f和相对应的发电元件122之间的相互定位，并且实现了优良的生产率。

在图5中示出的柔性印刷电路12例如由12个发电电路12A和连接电路12B构成。每个发电电路12A形成为U形。这样的形状可以通过连接直线部分而形成，或者可以形成为一个完整的部分。

每个发电电路12A具有安装在其上的相同数量的发光元件，并且能够产生预定电压。如图所示，通过使发电电路12A具有从底表面11a的中间朝向其边缘延伸并返回至中间的形状，能够确保发电电路12A的足够的长度。为了获得所需电压，这易于布置必需数量的发光元件并将它们相互串联连接。此外，通过在中间提供连接电路12B从而跨过发电电路12A，能够容易地将12个发电电路12A相互连接。

图6是发电电路12A的放大图。在发电电路12A上，例如，安装有16个发电元件122。被安装在一个发电电路12A上的发电元件122都被相互串联连接。由一个发电元件122产生的电压是2.5V，因此由16个发电元件122构成的串联体能够产生40V(2.5V×16)的电压。该电压发生在被提供在发电电路12A的两端上的正侧电极P和负侧电极N之间。

图7是图6中的VII部分的放大图。在图7中，由斜线显示的图案121b通过蚀刻等等形成在绝缘基底材料121a上。在彼此相邻的图案121b之间，发光元件122被串联地插入。此外，二极管127被提供为与发光元件122并联，从而形成发光元件122的旁路。二极管127被提供为在发光元件122不发电时将彼此相邻的图案121b短路。因此，即使在存在由于故障等等而局部地不发电的发光元件122时，也不会阻止整个发电电路12A发电。如上所述，每个图案121b由盖层125(图4)覆盖，并且每个发光元件122和每个二极管127配备有灌封。

此外，绝缘基底材料121a具有形成在其中的定位孔，并且在图7中显示其中的一个孔H。围绕孔H圆形地去除图案121b。通过将形成在外壳11的底表面11a上的圆柱形凸块11p插入到孔H中，能够将发电电路12A相对于外壳11定位在预定位置上。连接电路12B也能够配备有相似的定位结构。

应该注意到，绝缘基底材料121a中的孔H和外壳11侧上的凸块11p相互装配的结构仅是一个例子，也可以构成为通过形成相互装配的其他不同部分，使得在将柔性印刷电路12附着至外壳11的底表面11a时，能够容易地并且确实地执行定位。

返回参考图5，关于12个发电电路12A的输出，正侧电极P(图6)由连接电路12Bp相互连接，并且负侧电极N(图6)由连接电路12Bn相互连接。因此，例如形成12个40V的并联电路，并且如上所述整个模块1M能够供应100W(2.5A)。

根据如上所述的使用柔性印刷电路12的模块1M的结构，柔性印刷电路12是薄的并且具有轻重量。因此，整个模块1M也具有轻重量，并且对其的操作变得容易。另外，柔性印刷电路12是薄的且柔软的，因此容易被附着为与外壳11的底表面11a紧密接触。此外，由于紧密接触和薄，来自发电元件122和其他柔性印刷电路的热量能够被确实地散发至外壳11。

应该注意到，在图5中示出的柔性印刷电路的布置仅是一个例子，并且能够进行各种改进，只要确保相似的输出。图8是柔性印刷电路的布置的另一个例子的平面图。在该情况下，每个发电电路12A具有简单的直线形状，并且连接电路12B被提供在中间以及上和下边缘上。例如，在中间的连接电路12B是用于上一级和下一级发电电路12A的相互连接，并且在上和下边缘上的连接电路12B是用于正和负输出。

由于起初连接电路12B不需要被暴露至光线，所以连接电路12B可以被提供在外壳11的内侧表面上。图9是显示连接电路12B被提供在外壳11的内侧表面上的一个例子的平面图。也就是说，这是在图8中的上和下边缘上的连接电路12B延伸为位于稍微超过侧表面(图中的上和下侧)的位置。因此，也能够利用外壳11的内侧表面。

此外，图10是显示连接电路12B被提供在外壳11的内侧表面上的另一个例子的平面图。也就是说，这等同于从其中省略在中间的连接电路12B，并且每个发电电路12A被提供为沿纵向延伸的整片的图9的配置。在图中的上和下侧表面上，提供连接电路12B(12Bp，12Bn)，并且发电电路12A的正侧被相互连接，而发电电路12A的负侧被相互连接。因此，能够利用外壳11的内侧表面，并且还能够省略在中间的连接电路12B。

图12是具有与图4中不同结构的柔性印刷电路12的横截面图。与图4的不同之处在于底表面粘合剂层123，而其他结构相同。为了便于显示结构，在图12中示出的底表面粘合剂层123被图示为比实际尺寸厚。通过在由绝缘树脂制成的粘合剂内部封闭并固定薄金属板m1和m2而获得底表面粘合剂层123。如图所示，多个(在这里是两个)金属板m1和m2相互远离，并且被封闭从而不从底表面粘合剂层123的上和下端表面暴露。然而，上部金属板m1被定位为靠近底表面粘合剂层123的表面。

在如图12中构成的柔性印刷电路12中，为了确认绝缘性能，将DC电压施加在图案121b和外壳11之间。在该情况下，两个金属板m1和m2被插在图案121b和外壳11之间，并且在它们之间存在绝缘材料、即电介质。

图13是在DC电压Emax被施加在图案121b和外壳11之间时的等效电路。在图案121b和外壳11之间，存在相互串联的三个电容。电容C1存在于图案121b和金属板m1之间。电容C2存在于金属板m1和金属板m2之间。电容C3存在于金属板m2和外壳11之间。关于电容C1、C2和C3，在它们的两端之间，分别施加电压E1、E2和E3。

基本上，两个电极之间的电容与(εA/d)成比例(ε：介电常数，A：面积，d：厚度)。为了改善电容C1的耐压，C2和C3必须大于C1。也就是说，底表面粘合剂层123的介电常数以及金属板m1和m2的面积被选择以实现C1<C2并且C1<C3。

这里，当能够施加给电容C1的最大耐压是E1max时，电容C1至C3中的每一个具有相同的电荷Q，因此获得下列公式(1)至(3)。

Q＝E1max·C1…(1)

Q＝E2·C2…(2)

Q＝E3·C3…(3)

这里，基于上述公式(1)至(3)，在通过使用E1max表示电压E2和E3时，获得下列公式。

E2＝(C1/C2)·E1max…(4)

E3＝(C1/C3)·E1max…(5)

因此，由下列公式(6)表示整个耐压Emax，并且能够获得比单个电容C1的情况大的耐压。

Emax＝E1max+E2+E3

＝E1max·{1+(C1/C2)+(C1/C3)}…(6)

以该方式，能够增强绝缘基底材料121a相对于外壳11的绝缘性能。在图12中显示了两个金属板m1和m2。然而，也可以在底表面粘合剂层123中封闭一个金属板，或者三个或更多个金属板。

应该注意到，在这里公开的实施例仅是在所有方面说明性的，而不应该被认为是限制性的。本发明的保护范围由权利要求的保护范围限定，并且意图包括与权利要求的保护范围含义相等的以及在该保护范围内的所有修改形式。

参考符号列表

1 聚光光伏面板

1M 聚光光伏模块

2 支柱

3 基座

11 外壳

11a 底表面

11b 凸缘部

11p 凸块

12 柔性印刷电路

12A 发电电路

12B,12Bp,12Bn 连接电路

13 主聚光部(聚光部)

13f 菲涅耳透镜(透镜元件)

14 连接器

100 聚光光伏装置

121a 绝缘基底材料

121b 图案

122 发电元件

122e 电极

122p 电池组

123 底表面粘合剂层

124 粘合剂层

125 盖层(覆盖层)

126 灌封层

127 二极管

m1,m2 金属板

H 孔

P 正侧电极

N 负侧电极

Claims (10)

1.一种聚光光伏模块，包括：

外壳，所述外壳形成为容器形状并具有底表面；

柔性印刷电路，所述柔性印刷电路被提供为与所述底表面相接触；以及

聚光部，所述聚光部附着至所述外壳，并且由多个被布置的透镜元件来形成，每个透镜元件用于聚集阳光，其中，

所述柔性印刷电路包括：

具有绝缘性能的绝缘基底材料，以及被提供在所述绝缘基底材料上的具有导电性的图案；

被提供在所述图案上以便分别与所述多个透镜元件相对应的多个发电元件；

覆盖层，当吸水率由目标被浸在水中之后在该目标的重量中的水的重量来表示时，所述覆盖层具有绝缘性能和不高于3％的吸水率，所述覆盖层覆盖并且密封包含有在所述绝缘基底材料上的所述图案的导电部；

具有绝缘性能和不高于3％的吸水率的粘合剂层，所述粘合剂层将所述绝缘基底材料和所述覆盖层粘结在一起；以及

底表面粘合剂层，所述底表面粘合剂层被插在所述底表面和所述绝缘基底材料之间，所述底表面粘合剂层具有绝缘性能和不高于3％的吸水率，所述底表面粘合剂层在所述绝缘基底材料的宽度方向上从两端向外延伸以便由此延长出到所述底表面的爬电距离。

2.根据权利要求1所述的聚光光伏模块，其中，

所述柔性印刷电路由布置在所述底表面上的带状的所述绝缘基底材料形成，所述绝缘基底材料上安装有所述发电元件。

3.根据权利要求1或2所述的聚光光伏模块，其中，

提供有灌封层，所述灌封层用于覆盖包含所述发电元件的、其中所述导电部被局部地露出的部分，并且

所述灌封层具有绝缘性能和不高于3％的吸水率。

4.根据权利要求1或2所述的聚光光伏模块，其中，

从所述图案到所述底表面的爬电距离是0.2至34.9mm。

5.根据权利要求1或2所述的聚光光伏模块，其中，

所述绝缘基底材料的宽度是0.6至70mm。

6.根据权利要求1或2所述的聚光光伏模块，其中，

所述图案的宽度是0.2至69.6mm。

7.根据权利要求1或2所述的聚光光伏模块，其中，

所述发电元件的封装宽度与所述绝缘基底材料的宽度之间的比率是1:(1.2至2)。

8.根据权利要求1或2所述的聚光光伏模块，其中，

在所述底表面粘合剂层的内部，沿该层的厚度方向提供至少一个金属板。

9.一种聚光光伏面板，其通过组装多个根据权利要求1所述的聚光光伏模块而形成。

10.一种用于聚光光伏模块的柔性印刷电路，所述柔性印刷电路包括：

具有绝缘性能的绝缘基底材料，以及被提供在所述绝缘基底材料上的具有导电性的图案；

通过被布置在所述图案上来被提供的多个发电元件；

覆盖层，当吸水率由目标被浸在水中之后在该目标的重量中的水的重量来表示时，所述覆盖层具有绝缘性能和不高于3％的吸水率，所述覆盖层覆盖并且密封包含有在所述绝缘基底材料上的所述图案的导电部；

具有绝缘性能和不高于3％的吸水率的粘合剂层，所述粘合剂层将所述绝缘基底材料和所述覆盖层粘结在一起；以及

底表面粘合剂层，所述底表面粘合剂层被插在所述底表面和所述绝缘基底材料之间，所述底表面粘合剂层具有绝缘性能和不高于3％的吸水率，所述底表面粘合剂层在所述绝缘基底材料的宽度方向上从两端向外延伸以便由此延长出到所述底表面的爬电距离。