CN106461193A - 用于太阳能模块的光重定向膜 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于太阳能模块的光重定向膜”。本发明提供了一种光重定向膜，所述光重定向膜限定纵向轴线，并且包括基底层、有序布置的多个微观结构以及反射层。所述微观结构从所述基底层突出，并且各自在所述基底层上连续延伸以限定对应的主轴线。所述微观结构中的至少一个的所述主轴线相对于所述纵向轴线是倾斜的。所述反射层设置在所述微观结构上与所述基底层相对。采用本公开的所述膜例如覆盖光伏模块接片条带的部分时，本公开的所述膜独特地反射入射光。

Description

用于太阳能模块的光重定向膜
背景技术
本公开涉及反射微结构化膜，以及它们在太阳能模块中的用途。
可再生能源是来源于可补充的自然资源(诸如阳光、风、雨、潮汐和地热)的能源。随着技术的进步和全球人口的增长，对可再生能源的需求大幅提高。如今，尽管化石燃料提供了绝大部分的能量消耗，但这些燃料是不可再生的。对这些化石燃料的全球性依赖不仅带来关于其耗尽的担忧，还带来与由燃烧这些燃料所致的排放相关联的环境问题。由于这些问题，世界各国一直都在倡导对大规模和小规模可再生能源资源的开发。当今前景较好的能源资源之一为阳光。在全球范围内，目前有数百万的家庭从光伏系统获得电力。对太阳能电力不断增长的需求已经伴随着对能够满足这些应用要求的装置和材料的不断增长的需求。
利用阳光产生动力可以通过使用用于光电转换的光伏(PV)电池(也称作太阳能电池)(例如硅光伏电池)来实现。光伏电池尺寸相对较小，并且通常被组合到具有对应更大功率输出的物理集成光伏模块(或太阳能模块)中。光伏模块一般由两“串”或更多“串”光伏电池形成，其中每串由成排布置并使用镀锡扁平铜线(也称为电连接器、接片条带或汇流线)串联地电连接的多个光伏电池组成。这些电连接器通常通过焊接过程附着至光伏电池。
光伏模块通常还包括由封装剂围绕的光伏电池，诸如美国专利申请公布2008/0078445(Patel等人)大致所述，该专利的教导以引用方式并入本文。在一些构造中，光伏模块包括位于光伏电池两侧上的封装剂。两个玻璃(或其他合适的聚合物材料)面板分别粘结到封装剂的相对的前侧和后侧。两个面板对太阳能辐射是透明的，并且通常称为前侧层和后侧层(或背板)。前侧层和背板可由相同或不同的材料制成。封装剂是包封光伏电池的对光透明的聚合物材料，并且还粘合至前侧层和背板以便将光伏电池物理密封起来。这种层合构造提供对光伏电池的机械支撑，并且还保护它们免于因诸如风、雪和冰的环境因素而造成的损坏。光伏模块通常配合到金属框架中，其中密封剂覆盖由金属框架接合的模块的边缘。金属框架保护模块的边缘、提供附加的机械强度并且促使该模块与其它模块组合以便形成更大的阵列或太阳能电池板，该阵列或太阳能电池板可安装至合适的支架，所述合适的支架以所需的角度将模块固定在一起以最大化太阳能辐射的接收。
制造光伏电池和将光伏电池组合以制造层合模块的技术由以下美国专利例示：4,751,191(Gonsiorawski等人)；5,074,920(Gonsiorawski等人)；5,118,362(St.Angelo等人)；5,178,685(Borenstein等人)；5,320,684(Amick等人)以及5,478,402(Hanoka)。
在许多光伏模块设计中，接片条带代表非活性阴影区域(即，其中不吸收入射光进行光伏或光电转换的区域)。因此，由于存在这些非活性阴影区域，总的活性表面积(即，其中入射光被用于光伏或光电转换的总面积)小于初始光伏电池面积的100％。因此，由于非活性阴影区域增加，接片条带的数量或宽度的增加使得光伏模块可生成的电流量减少。
为解决上述问题，PCT公开WO 2013/148149(Chen等人)公开了一种施加到接片条带上的光定向介质，该光定向介质以载有光反射层的微结构化膜条的形式存在，所述专利的教导内容以引用方式并入本文。光定向介质引导本应入射到非活性阴影区域的光入射到活性区域。更具体地，光定向介质将入射光重定向至从前侧层全内反射(TIR)的角度；随后TIR光将反射到活性光伏电池区域以产生电。通过这种方式，可增加光伏模块的总功率输出，在其中微观结构相对于太阳位置的布置在一天内相对恒定的情况下尤其如此。然而，在其中相对于太阳位置的光伏模块安装形成非对称条件的情况下(例如，非跟踪光伏模块安装，纵向取向与横向取向等)，微结构化膜引起的光反射可能不希望地导致某些反射光逃逸出光伏模块。
根据上文所述，需要将光重定向膜用于例如光伏模块中，以处于对应的前侧层的临界角内的角度反射更多的入射光。
发明内容
本公开的一些方面涉及光重定向膜制品。该制品包括限定纵向轴线的光重定向膜。光重定向膜包括基底层、有序布置的多个微观结构以及反射层。所述多个微观结构从基底层突出。另外，每个微观结构沿基底层连续延伸以限定对应的主轴线。所述微观结构中的至少一个的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的。最后，反射层设置在微观结构上与基底层相对。在这一构造中，倾斜布置的反射微观结构将以不同于轴向布置的独特方式相对于纵向轴线反射光。在一些实施方案中，大部分或全部微观结构被布置为使得对应的主轴线均相对于纵向轴线倾斜。在其他实施方案中，所述微观结构中的至少一个的纵向轴线和主轴线，任选地大部分或全部微观结构的纵向轴线和主轴线形成在1°–89°的范围内或者在20°-70°的范围内的偏角。在其他实施方案中，光重定向膜制品还包括设置在基底层上与微观结构相对的粘合剂层。
本公开的其他方面涉及光伏模块，该光伏模块包括通过接片条带电连接的多个光伏电池。另外，光重定向膜制品设置在至少一个接片条带的至少一部分上。光重定向膜制品可具有上述构造中的任何一种。前侧层(例如，玻璃)位于光伏电池和光重定向膜制品上。光重定向膜制品能够使光伏模块独立取向，在独立于横向取向或纵向取向之外的固定(即，非跟踪)安装下表现出均匀的年效率性能。
附图说明
图1A为根据本公开原理的光重定向膜制品的简化顶部平面图；
图1B为沿线1B-1B截取的图1A的制品的一部分的放大剖视图；
图1C为沿线1C-1C截取的图1A的制品的一部分的放大剖视图；
图2为用于本公开的制品的另一个光重定向膜的一部分的大幅简化的顶部平面图；
图3为用于本公开的制品的另一个光重定向膜的一部分的简化侧视图；
图4为根据本公开原理的另一个光重定向膜制品的一部分的放大剖视图；
图5为根据本公开原理且提供为卷形的另一个光重定向膜制品的透视图；
图6为根据本公开原理的光伏模块的一部分的简化剖视图；
图7A为制造中间阶段的图6的光伏模块的简化顶部平面图；
图7B为制造后段的图7A的光伏模块的简化顶部平面图；
图8为常规光伏模块的一部分的示意性侧视图；
图9为北纬30°太阳光路径的锥光图示；
图10A为图8的常规光伏模块在横向取向上的简化顶视图；
图10B为图8的常规光伏模块在纵向取向上的简化顶视图；
图11A为图8的常规光伏模块在横向取向上在北纬30°位置的模拟效率叠加到图9的锥光图上的图示；
图11B为图8的常规光伏模块在纵向取向上在北纬30°位置的模拟效率叠加到图9的锥光图上的图示；
图12A为图6的光伏模块在横向取向上在北纬30°位置的模拟效率叠加到图9的锥光图上的图示；
图12B为图6的光伏模块在纵向取向上在北纬30°位置的模拟效率叠加到图9的锥光图上的图示；
图13A为图8的常规光伏模块在纵向取向上在北纬30°位置、与地面呈10°倾角且面向正南的模拟效率叠加到图9的锥光图上的图示；
图13B为图8的常规光伏模块在纵向取向上在北纬30°位置、与地面呈10°倾角且面向正南以东20°的模拟效率叠加到图9的锥光图上的图示；
图13C为图6的光伏模块在纵向取向上在北纬30°位置、与地面呈10°倾角且面向正南以东20°的模拟效率叠加到图9的锥光图上的图示；
图14为示出根据本公开原理的光伏模块的制造过程的简化的顶部剖视图。
具体实施方式
本公开的方面提供了光重定向膜和光重定向膜制品。本公开的光重定向膜(有时称作反射膜或光定向介质)一般可包括支承反射表面的微观结构，该微观结构被布置为相对于膜的长度方向或纵向轴线倾斜或偏斜。本公开的光重定向膜和光重定向膜制品具有多种最终用途，并且在一些实施方案中用于如下文所述的光伏模块。然而，本公开并不限于光伏模块。
如本文所用，当用于描述微观结构特征时，尤其是多种微观结构时，术语“有序布置”意指与自然表面粗糙度或其他自然特征不同的赋予模式，其中布置可为连续的或不连续的，可为重复构型、非重复构型、随机构型等。
如本文所用，术语“微观结构”是指其中特征结构具有至少2个微观尺寸的特征构型。特征结构的局部视图和/或剖视图必须是微观的。
如本文所用，术语“微观”是指具有足够小尺寸的特征，以致当从任何观察平面观察时，肉眼需要光学辅助器才能确定其形状。在W.J.Smith,McGraw-Hill于1966年所著的《现代光学工程》(Modern Optic Engineering)第104-105页中发现一个标准，其中视敏度“...根据可识别的最小字符的角大小来定义和测量。”标准视敏度被认为是当最小可识别的字母对向视网膜上的弧的5分角高度时的视敏度。在250mm(10英寸)的典型工作距离处，这得出该物体的侧向尺寸为0.36mm(0.0145英寸)。
光重定向膜制品
根据本公开原理的光重定向膜制品20的一个实施方案如图1A-1C所示。光重定向膜制品20包括光重定向膜22，该光重定向膜22具有基底层30、有序布置的多个微观结构32以及反射层34。作为参考，微观结构32的特征结构可相对于光重定向膜22的纵向轴线进行描述。就这一点而言，光重定向膜22可设置为伸长条，该伸长条具有或限定长度L和宽度W。例如，在一些实施方案中，光重定向膜22的条终止在相对端边40、42和相对侧边44、46处。光重定向膜22的长度L被定义为相对端边40、42之间的直线距离，并且宽度W被定义为相对侧边44、46之间的直线距离。长度L大于宽度W(例如，大约至少大十倍)。光重定向膜22的纵向轴线被限定在长度L的方向上，并且在图1A中标识为“X轴”。横向轴线(或图1A中的Y轴)被限定在宽度W的方向上。在一些实施方案中，根据公认的膜制造约定，纵向轴线(X)和横向轴线(Y)还可分别被视为幅材(或纵向)和纤网横轴或横向。
正如图1B和图1C所示，基底层30具有相对的第一主面50和第二主面52，并且在一些实施方案中，每个微观结构32从第一主面50突出5-500微米的高度(Z轴)。每个微观结构32的形状可基本上为棱柱(例如，处于真正棱柱的10％以内)，例如示出的大致三棱柱形状(但是其他棱柱形状也可接受)，并且限定至少两个面54。无论如何，每个微观结构32的形状终止或限定与基底层30相对的峰60。在一些实施方案中，针对相应的微观结构32的形状，峰60可限定约120度(例如，正负5度)的顶角。尽管为便于示出，图1B和图1C所示的每个微观结构32的峰60为锐角，在其他实施方案中，出于如下文所明确示出的，峰60中的一个或多个可为圆形。峰60(和微观结构32中紧邻的微观结构之间的谷62)还一般性示出于图1A的简化顶视图中，其本可反映出微观结构32在基底层30上连续延伸(应当理解，根据图1A所示，尽管基底层30通常被标识出，但是基底层30有效地处于多个微观结构32“之后”)。
连续、伸长的形状形成每个微观结构32的主轴线(即，每个单独的微观结构具有主轴线)。应当理解，微观结构32中的任一个特定微观结构的主轴线A可能或者可能没有沿特定微观结构32的所有位置平分对应的横截面形状的重心。在其中特定微观结构32的横截面形状在基底层30的完整延伸区为大致均匀(即，处于真正均匀布置的5％以内)的情况下，对应的主轴线A将在沿其长度的所有位置平分横截面形状的重心。相反，在其中横截面形状在基底层30的完整延伸区非基本上均匀(如下文所详述)的情况下，对应的主轴线A可以不在任何位置处平分横截面形状的重心。例如，图2为另一种光重定向膜22’的简化顶视图，并且一般性示出根据本公开原理的另一种微观结构32’构造。微观结构32’在基底层30的延伸区具有“波”状，平面54’和峰60’中的一者或多者发生变化。还标识出由微观结构32’的伸长形状所形成的主轴线A，该主轴线相对于光重定向膜22’的纵向轴线X倾斜。从更一般的意义上来讲，并且返回图1A–1C，微观结构32中的任一个特定的微观结构的主轴线A为直线，该直线最适合沿基底层30延伸的伸长形状的重心。
至少就形状和取向而言，微观结构32可基本上彼此相同(例如，处于真正相同关系的5％以内)，由此使得所有主轴线A均彼此平行(例如，处于真正平行关系的5％以内)。另选地，至少就形状和取向而言，某些微观结构32可与其他微观结构32不同，由此使得主轴线A中的一者或多者并非基本上平行于一个或多个其他主轴线A。无论如何，至少一个微观结构32的主轴线A相对于光重定向膜22的纵向轴线X倾斜。在一些实施方案中，光重定向膜22具有的至少大部分微观结构32的主轴线A相对于纵向轴线X倾斜；在其他实施方案中，光重定向膜22具有的所有微观结构32的主轴线A相对于纵向轴线X倾斜。另选地指出，至少一个微观结构32的纵向轴线X和主轴线A结合以限定偏角B。偏角B在1°–89°的范围内，或者在20°–70°的范围内。在其他实施方案中，偏角B为约45°(例如，正负5°)。在一些实施方案中，光重定向膜22具有的至少大部分微观结构32的主轴线A与纵向轴线X结合以限定如上所述的偏角B；在其他实施方案中，光重定向膜22具有的所有微观结构32的主轴线A与纵向轴线X结合以限定如上所述的偏角B。就这一点而言，偏角B可对每个微观结构32基本上相同(例如，处于真正相同关系的5％以内)，或者至少一个微观结构32可形成与其他微观结构32的偏角B不同的偏角B(所有偏角B均处于上述范围内)。如下文所述，微观结构32中的一者或多者相对于纵向轴线X的倾斜或偏斜布置使得光重定向膜22非常适合用于如下所述的光伏模块。
反射层34均匀覆盖或形成每个微观结构32的外表面。因此，反射层34模拟微观结构32的形状，使得对于根据上文所述的至少一些任选地全部微观结构32，其反射表面(例如，对应于面54)被布置为相对于纵向轴线X倾斜或偏斜。微观结构32和反射层34的组合在一些实施方案中可称为“反射微观结构”或“反射棱柱”。另外，本公开的光重定向膜和制品具有一种或多种反射微观结构，其主轴线A如上所述倾斜于纵向轴线X，该光重定向膜也称为“偏角光重定向膜”。
基底层30包含聚合物材料。宽泛范围的聚合物材料适用于制作基底层30。合适的聚合物材料的示例包括包含一种或多种聚合物的膜，所述聚合物诸如乙酸丁酸纤维素；乙酸丙酸纤维素；三乙酸纤维素；聚(甲基)丙烯酸酯，诸如聚甲基丙烯酸甲酯；聚酯，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯，以及聚萘二甲酸乙二醇酯；基于萘二羧酸的共聚物或共混物；聚醚砜；聚氨酯；聚碳酸酯；聚氯乙烯；间规聚苯乙烯；环烯烃共聚物；基于有机硅的材料；以及包括聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃；以及它们的共混物。具体地，对于基底层30合适的聚合物材料为聚烯烃和聚酯。
通常，微观结构32也包含聚合物材料。在一些实施方案中，微观结构32的聚合物材料是与基底层30相同的成分。在其他实施方案中，微观结构32的聚合物材料与基底层30的聚合物材料不同。在一些实施方案中，基底层30材料为聚酯，并且微观结构32材料为聚(甲基)丙烯酸酯。
反射层34可呈现适合反射光的各种形式，诸如金属、无机材料或有机材料。在一些实施方案中，反射层34为镜面涂层。反射层34可提供对入射太阳光的反射性，从而可防止一部分入射光入射到微观结构32的聚合物材料上。可使用任何期望的反射涂层或镜面涂层厚度，例如大约30-100nm，任选地35-60nm。一些示例性厚度按光密度或透射百分比来测量。很明显，涂层越厚，则能够防止越多的紫外线进入微观结构32。然而，涂料或涂层过厚可能引起层内的应力增加，导致不期望的开裂。当使用反射金属涂层作为反射层34时，涂层通常是银、铝或它们的组合。铝是更典型的，但是可使用任何合适的金属涂层。一般来讲，金属层是使用很好理解的过程通过气相沉积来涂覆的。一些示例性无机材料包括(但不限于)氧化物(例如，SiO2、TiO2、Al2O3、Ta2O5等)和氟化物(例如，MgF2、LaF3、AlF3等)，这些无机材料可形成交替层以提供适合用作宽频反射器的反射干涉涂层。与金属不同，这些层状反射器可允许对光伏电池不利的波长例如透过。一些示例性有机材料包括(但不限于)丙烯酸类树脂及其他聚合物，这些聚合物也可形成适合用作宽频反射器的层状干涉涂层。有机材料可用纳米离子改性或与无机材料结合地使用。
对于其中反射层34被设置为金属涂层(并且任选地带有反射层34的其他构造)的实施方案，微观结构32可被构造为使得对应的峰60为圆形，如上文所提到的。圆形峰构造的一个非限制性实施例如图3所示。在圆形峰上沉积金属层(即，反射层34)比在尖峰上沉积更容易。并且，当峰60为尖峰(例如，变尖锐)时，可能难以用一层金属完全覆盖该尖峰。继而，这将导致在存在很少或不存在金属的峰60处出现“针孔”。这些针孔不仅不反射光，而且可能使太阳光透射到微观结构32的聚合物材料上，可能引起微观结构32随时间推移而降解。对于任选的圆形峰构造，峰60更易于涂覆并且减小或消除了出现针孔的风险。另外，圆形峰膜可便于处理，并且不存在在加工、装运、转换或其他处理步骤中易于损坏的尖峰。
返回图1A-1C，在一些实施方案中，光重定向膜22的构造一般需要施加微观结构至膜中。在这些实施方案中，基底层30和微观结构32包含相同的聚合物组合物。在其他实施方案中，微观结构32单独制备(例如，作为微结构化层)并且层合到基底层30。这种层合可利用加热、加热和加压的组合或通过粘合剂的使用来实现。在其他实施方案中，微观结构32通过压印、挤出等方法形成于基底层30上。形成脱离基底层30的微观结构32可通过微复制来实现。
一种有利于微复制倾斜于纵向轴线X(例如，以选定的偏角B)的微观结构32的制造技术为利用适当构造的微复制模制工具(例如，工件或辊)形成脱离基底层30的微观结构32。例如，可抵靠微复制模制工具浇铸固化或熔融的聚合物材料，并且使其固化或冷却以在模制工具中形成微结构化层。然后该层在模具中可附着到如上所述的聚合物膜(例如，基底层30)上。在这种方法的变型中，在微复制模制工具中的熔融或可固化的聚合物材料可与膜(例如，基底层30)接触，然后固化或冷却。在固化或冷却聚合物材料的过程中，微复制模制工具可附着到膜上。除去微复制模制工具时，所得的构造包括基底层30和突出的微观结构32。在一些实施例中，微观结构32(或微结构化层)是由辐射固化性(甲基)丙烯酸材料制成，并且模制(甲基)丙烯酸材料通过暴露在光化辐射下来固化。
一种适当的微复制模制工具可通过飞切系统和方法形成，其示例在美国专利8,443,704(Burke等人)和美国专利申请公开2009/0038450(Campbell等人)中有所描述，这两份专利的全部教导内容均以引用方式并入本文。美国专利8,443,704和美国专利申请公开2009/0038450中所述的技术可在圆柱形工件中形成微槽或相对于圆柱体的中心轴线成角度的微复制模制工具；然后微槽有利地被布置为生成相对于膜的纵向轴线偏斜或倾斜的微观结构，该微观结构在切线方向上通过圆柱体以形成本公开的光重定向膜和制品的一些实施方案。飞切技术(其中离散切割操作逐渐或递增地形成完整微槽)可导致微槽的一个或多个面沿其长度方向产生轻微变化；这些变化将影响由微槽并继而由施加至微观结构32的反射层34所生成的微观结构32的对应的表面或面54。入射到变型形式的光将发生漫射。如下文更详细地所述，这一任选的特征结构可有利地改善作为光伏模块构造的组成部分的光重定向膜22的性能。
根据本公开原理的光重定向膜制品100的另一个实施方案如图4所示。制品100包括如上所述的光重定向膜22以及施加(例如，涂覆)至基底层30的第二主面52的粘合剂层102。粘合剂层102可呈现各种形式。例如，粘合剂层102的粘合剂可为热熔性粘合剂，诸如乙烯-乙酸乙烯酯聚合物(EVA)。其他类型的合适的热熔性粘合剂包括聚烯烃。在其他实施方案中，粘合剂层102的粘合剂为压敏粘合剂(PSA)。合适类型的PSA包括但不限于丙烯酸酯、硅氧烷、聚异丁烯、脲类以及它们的组合。在一些实施方案中，PSA是丙烯酸或丙烯酸酯PSA。如本文所用，术语“丙烯酸”或“丙烯酸酯”包括具有丙烯酸或甲基丙烯酸基团中的至少一者的化合物。可用丙烯酸系PSA可以通过例如合并至少两种不同的单体(第一单体和第二单体)来制造。示例性合适的第一单体包括2-甲基丙烯酸丁酯、2-乙基丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸正癸酯、4-甲基-2-戊基丙烯酸酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸仲丁酯以及异壬基丙烯酸酯。示例性合适的第二单体包括(甲基)丙烯酸(例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸和富马酸)、(甲基)丙烯酰胺(例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺和N-乙基-N-二羟乙基丙烯酰胺)、(甲基)丙烯酸酯(例如，丙烯酸或甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸叔丁酯或丙烯酸异冰片酯)、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、α-烯烃、乙烯基醚、烯丙基醚、苯乙烯系单体、或马来酸酯。丙烯酸PSA还可通过在配方中包括交联剂来制备。
在一些实施方案中，粘合剂层102可配制为最佳粘结到预期的最终用途表面(例如，光伏模块的接片条带)。尽管未示出，光重定向膜制品100还可包括本领域中已知的剥离衬件，该剥离衬件设置在粘合剂层102上与光重定向膜22相对。设置剥离衬件时，该剥离衬件在将光重定向膜制品100施加至表面(即，除去剥离衬件以暴露用于粘结到预期的最终用途表面的粘合剂层102)之前保护粘合剂层102。
本公开的光重定向膜制品20、100可设置为具有各种宽度和长度。在一些实施方案中，光重定向膜制品可设置为卷的形式，如图5的卷150所示。卷150具有适合预期的最终用途的各种宽度W。例如，在用于光伏模块最终用途的一些实施方案中，卷150的光重定向膜制品152在一些实施方案中可具有不超过约15.25cm(6英寸)的宽度，或者在一些实施方案中具有不超过7mm的宽度。根据上文所述，光重定向膜制品152具有的微观结构的主轴线(未示出)相对于宽度W方向(及其卷绕长度方向)倾斜。
光伏模块
本公开的光重定向膜制品具有多种最终用途。在一些实施方案中，本公开的方面涉及使用光重定向膜作为光伏模块或太阳能模块。例如，图6是根据本公开的光伏模块200的示例性实施方案的一部分的剖面图。光伏模块200包括多个矩形光伏电池202a、202b、202c。任何形式的光伏电池均可用于本公开的光伏模块中(例如，薄膜光伏电池、CuInSe2电池、a-Si电池、e-Si电池和有机光伏器件)。最常见的是通过银墨的丝网印刷将金属化图案施加至光伏电池。这种图案由细平行栅格线(也称为指状物)的阵列(未示出)组成。示例性光伏电池包括基本上如美国专利4,751,191(Gonsiorawski等人)、美国专利5,074,921(Gonsiorawski等人)、美国专利5,118,362(St.Angelo等人)、美国专利5,320,684(Amick等人)以及美国专利5,478,402(Hanoka)中所示和所描述而制备的那些，以上专利均全文并入本文。电连接器或接片条带204(在图7中一般性提及；接片条带中的两个在图6中可见并且被标识为204a和204b)设置在光伏电池上并且通常焊接到光伏电池以收集来自指状物的电流。在一些实施例中，电连接器204以带涂层的(例如，镀锡)铜线形式提供。虽然未示出，但是应当理解，在一些实施例中，每个光伏电池都包括位于其后表面上的后部触点。
光重定向膜制品210的条被施加到至少一个电连接器204的至少一部分上，如下文更详细地所述。光重定向膜制品210可具有上述形式中的任何一种。在一些实施方案中，光重定向膜制品210通过粘合剂212粘结到对应的电连接器204(一般性提及)。粘合剂212为光重定向膜制品210(例如，上文相对于图4所述的光重定向膜制品100)的组分。在其他实施方案中，粘合剂212(例如，热活化粘合剂、压敏粘合剂等)在施加于光重定向膜制品210的条之前被施加到电连接器204。尽管未示出，另外的光重定向膜制品210的条可施加于光伏模块200的其他区域，诸如介于两个或更多个光伏电池之间、围绕一个或多个光伏电池周界等。
光伏模块200还包括背部保护器构件，通常呈背板220形式。在一些实施方案中，背板220是电绝缘材料，诸如玻璃、聚合物层、用强化纤维(例如，玻璃、陶瓷或聚合物纤维)加固的聚合物层，或木材刨花板。在一些实施方案中，背板220包括一定类型的玻璃或石英。玻璃可经过热回火。一些示例性玻璃材料包括基于钠钙硅的玻璃。在其他实施方案中，背板220为聚合物膜，包括多层聚合物膜。一种可商购获得的背板的示例以商品名3MTMScotchshieldTM膜购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany(St.Paul,MN))。背板220的其他示例性构造为包括挤出的PTFE的那些。背板220可连接至建筑材料，诸如屋顶材料膜(例如，在建筑一体化光伏电池(BIPV)中)。
覆盖光伏电池202a-202c的是大致平坦的、透光的且不导电的前侧层230，它还提供对光伏电池202a-202c的支撑。在一些实施例中，前侧层230包括一定类型的玻璃或石英。玻璃可经过热回火。一些示例性玻璃材料包括基于钠钙硅的玻璃。在一些实施方案中，前侧层230具有低铁含量(例如，小于约0.10％总铁，更优选地小于约0.08％、0.07％或0.06％总铁)和/或其上具有防反射涂层以优化透光率。在其他实施方案中，前侧层230为阻隔层。一些示例性阻隔层是例如在以下专利中描述的那些：美国专利7,186,465(Bright)、美国专利7,276,291(Bright)、美国专利5,725,909(Shaw等人)、美国专利6,231,939(Shaw等人)、美国专利6,975,067(McCormick等人)、美国专利6,203,898(Kohler等人)、美国专利6,348,237(Kohler等人)、美国专利7,018,713(Padiyath等人)以及美国专利公布2007/0020451和2004/0241454，以上所有专利均全文以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，插置在背板220和前侧层230之间的为围绕光伏电池202a-202c和电连接器204的封装剂240。包封材料由合适的透光、不导电材料制成。一些示例性封装剂包括可固化的热固性材料、可热固性含氟聚合物、丙烯酸类树脂、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚烯烃、热塑性聚氨酯、透明聚氯乙烯以及离聚物。一种示例性可商购获得的聚烯烃封装剂以商品名PO8500TM购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany(St.Paul,MN))。热塑性聚烯烃封装剂和热固性聚烯烃封装剂均可使用。
封装剂240以离散片材的形式提供，这些离散片材定位在光伏电池202a-202c阵列的下方和/或上方，其中那些部件继而夹在背板220与前侧层230之间。随后，层合构造在真空下受热，使得封装剂片材充分液化以在光伏电池周围流动并将光伏电池202a-202c包封起来，与此同时填充背板220和前侧层230之间的空间中的任何空隙。在冷却时，液化的封装剂凝固。在一些实施方案中，封装剂240另外可原位固化以形成透明的固体基质。封装剂240附着到背板220和前侧层230以形成层合子组件。
基于光伏模块200的一般构造，图6反映第一光伏电池202a通过第一电连接器或接片条带204a电连接至第二光伏电池202a。第一电连接器204a横跨第一光伏电池202a的整个长度延伸并在第一光伏电池202a的上方延伸，从而延伸超过第一光伏电池202a的边缘并向下弯曲直到第二光伏电池202b下方。然后，第一电连接器204a横跨第二光伏电池202b的整个长度延伸并在第二光伏电池202b的下方延伸。第二电连接器或接片条带204b相对于第二光伏电池202b和第三光伏电池202c以及附加的电连接器相对于光伏模块200具有的相邻的附加光伏电池对形成类似的关系。图7A为制造的中间阶段以及在施加光重定向膜制品210之前光伏模块200的简化顶视图图示。光伏电池202阵列产生长度方向LD和宽度方向WD，其中各个接片条带204在长度方向LD上对准(例如，图7A中标识了上述第一电连接器204a和第二电连接器204b)以共同形成接片条带线250(一般性提及)。另外参见图7B，光重定向膜制品210的条可沿着相应的各个接片条带线250施加，完全重叠对应的电连接器204(例如，第一条光重定向膜制品210a沿第一接片条带线250a延伸，覆盖第一接片条带204和第二接片条带204b，以及第一接片条带线250a的所有其他接片条带；第二条光重定向膜制品210b沿第二接片条带线250b延伸；等等)。在这一示例性构造中，各条光重定向膜制品210任选地横跨光伏模块200的长度连续延伸。在一些实施方案中，光重定向膜制品210可施加至光伏模块200的其他非活性区域，诸如介于相邻的光伏电池202之间、围绕一个或多个光伏电池202的周边等。在相关的实施方案中，本公开的光重定向膜制品的不同型式(至少就偏角B而言)可用于光伏模块200的不同活性区域中。例如，被布置为在长度方向LD上延伸(例如，在两个紧邻的光伏电池202之间)的光重定向膜制品的偏角B可不同于被布置为在宽度方向WD上延伸(例如，在另外两个紧邻的光伏电池202之间)的光重定向膜制品的偏角。
图7B还以大幅放大的形式示出了反射微观结构260，其设置有符合上文所述的光重定向膜制品210的条。在一些示例性实施方案中，反射微观结构260同样沿光重定向膜制品210中的至少一个形成，其中所有反射微观结构260的主轴线A基本上平行于和倾斜于光重定向膜制品210的对应的纵向轴线X。以举例的方式，图7B中标识的第一光重定向膜制品210a的反射微观结构260倾斜于第一光重定向膜制品210a的纵向轴线X。第一光重定向膜制品210a被施加于纵长方向LD，由此使得第一光定向膜制品210a的纵向轴线X平行于光伏模块200的长度方向LD；因此，第一光重定向膜制品210a的每个反射微观结构260的主轴线A也相对于长度方向LD倾斜。由于纵向轴线X和长度方向LD平行，因此还存在相对于长度方向LD的上述偏角B。换句话讲，在最终组装时，第一光定向膜制品210a的反射微观结构260中的一个或多个或全部的主轴线A结合或与长度方向LD相交，以形成如上文所述的偏角B；在一些非限制性实施方案中，偏角B可为大约45°(正负5°)。在相关的实施方案中，每个光重定向膜制品210条沿相应的一个接片条带线250施加时，形成为相同的并且相对于长度方向LD基本上取向相同(例如，处于真正相同关系的10％以内)。虽然图7B将光重定向膜制品210示出为各自横跨光伏模块200连续延伸，但是在其他实施方案中，光重定向膜制品210可为短距离条或区段，其施加于例如各个光伏电池202。无论如何，在一些构造中，所有光重定向膜制品210的所有反射微观结构260的主轴线A(至少在施加到接片条带线250时)在一些实施方案中相对于长度方向LD倾斜。在相关的任选实施方案中，其中光伏模块的其他非活性区域被本公开的光重定向膜制品覆盖并且被布置为使得在宽度方向WD(或除长度方向LD之外的任何其他方向)上延伸，所施加的光重定向膜制品形式(就偏角B而言)可不同于如图所示的光重定向膜制品210的形式。在一些实施方案中，光重定向膜制品形式可根据特定的安装场所进行选择，例如由此使得在最终安装时，对应的反射微观结构的主轴线均基本上对准安装场所的东-西方向(例如，主轴线偏离东-西方向不超过45度、任选地不超过20度或者不超过5度)。
出人意料地发现，具有根据本公开所述的光重定向膜制品的光伏模块相比于常规设计具有更高的光学效率。作为参考，图8为常规光伏模块300的一部分的简化图示，其包括光伏电池302和电连接器304。常规反光膜306被设置在电连接器304上。前侧层308(例如，玻璃)覆盖组件。反光膜306包括反射微棱柱310(各个反射微棱柱的尺寸在图8中被大幅放大)。入射到反光膜306的入射光(用箭头320标识)以大于前侧层308的临界角的角度被离散地反射(用箭头322标识)回。该入射光发生全内反射(TIR)以反射回(用箭头324标识)光伏电池302(或光伏模块300的其他光伏电池)得到吸收。通常，法向入射光束320在TIR失效前可在垂直于反射微棱柱310的主轴线的平面中发生大于26°的总偏移。
图8将反射微棱柱310示出为与常规反光膜306(即，不同于本公开的光重定向膜和制品的反光膜306，并且对应的光伏模块300不同于本公开的光伏模块)的纵向轴线同轴或平行。在其中光伏模块300为二维跟踪型光伏模块安装的组成部分的情况下，光伏模块300将跟踪太阳的移动，由此使得在一天内，入射光将相对于反射微棱柱310具有近似的关系，如图所示，有利地以大于临界角的角度反射。在其中光伏模块300为一维跟踪型光伏模块安装的组成部分的情况下，光伏模块300将跟踪太阳的移动，但是不保证入射光在一天内相对于反射微棱柱310具有近似的关系，并且可能并非始终产生对应于TIR的反射角。进一步地，其中特定安装为固定型或非跟踪型时，随着太阳角度相对于反射微棱柱310的面角改变，一些光将以临界角之外的角度反射并且通过前侧层308返回。随着太阳位置相对于光伏模块在每一年的每一天内不断变化，非跟踪型系统固有地具有一定的对称度。相对于光伏模块的面的太阳入射角在一天内将改变最多180°(从东到西)，并且在一年内改变最多47°(从北到南)。图9为北纬30°位置太阳光路径的锥光图示。该图的中心为天顶。东向用3点位置表示，北向用12点位置表示。在夏至时，太阳沿最靠近图的中心的弧线运动。在冬至时，太阳沿距离图的中心最远的弧线运动。白色区域内的暗区为采样频率引起的显示误差。
返回图8，由于太阳位置在每一年的每一天内不断改变(相对于非跟踪型或固定性光伏模块安装)，因此反射微棱柱310的角响应在所有入射角处不等。该角响应与太阳路径相结合有效决定了常规光伏模块300特别是其中结合的常规反光膜306依赖于取向。更具体地，对于其中反射微棱柱310平行于或对准光伏模块300的长度方向LD的常规构造(图8中未示出，但是应当理解处于图8的页面内)，反光膜306将在一定程度上增加光伏模块300的能量输出，但是小于最佳水平，因为太阳位置在每一年的每一天内不断改变。长度方向LD相对于太阳的空间取向将影响光伏模块300/反光膜306的光学效率。通常，通过比较图10A和图10B所示，非跟踪型光伏模块安装于横向取向(图10A)或纵向取向(图10B)上。在横向取向上，反射棱柱310(图8)与东-西方向对准；在纵向取向上，反射棱柱310与北-南方向对准。反射棱柱310的角度响应与太阳路径的结合导致光伏模块300在横向取向上相比于如下文所述的相同光伏模块300在纵向取向上的能量输出增加。
在横向取向上(图10A)，由反射棱柱310反射的光(图8)被几乎全部引导至外部空气和前侧层308的界面上由TIR限制的角度内(图8)。在纵向取向上(图10B)，由反射棱柱310反射的光在白天特定时间内(例如，中午如10:00AM和2:00PM之间)被引导至由TIR限制的角度内。在一天的其余时间，光仅部分反射到外部空气和前侧层308的界面上。例如，图11A示出其中反射棱柱310(图104)在安装条件下或北纬30°位置的非跟踪、朝南、横向取向、与地面呈10°的条件下有效捕集光伏模块300(图10A)的反射光并叠加到图9的太阳路径锥光图。图11B代表相同光伏模块安装条件的信息，不同的是光伏模块300处于纵向取向(即，图10B的取向)。反光膜306(图8)以灰度显示，亮区的效率最高，暗区的效率最低。除冬季中午以外，横向取向(图11A)非常高效。纵向取向(图11B)仅在每年的中午保持高效。
本公开克服了先前光伏模块设计的依赖于取向的缺点。特别地，通过将本公开的光重定向膜制品引入光伏模块构造中，所得的光伏模块的光学效率在纵向取向或横向取向上获得相似的增加。例如，返回图7B的非限制性实施方案，本应覆盖接片条带204(图7A)的光重定向膜制品210可相对于光伏模块200的长度方向LD进行构造和布置，由此使得每个反射微观结构260的主轴线A相对于纵向轴线X偏斜45°(即，上述偏角B为45°)并从而相对于长度方向LD偏斜。图12A为此类构造的光伏模块200在图11A的相同条件下安装(即，横向取向、朝南、与地面呈10°角、北纬30°位置)并且叠加到图9的太阳路径锥光图的模型。图12B为此类构造的光伏模块200在图11B的相同条件下安装(即，纵向取向、朝南、与地面呈10°角、北纬30°位置)并且叠加到图9的太阳路径锥光图的模型。同样，亮区代表高效率；暗区代表效率最低。
图12A和图12B的比较结果显示光伏模块200的年效率在横向取向和纵向取向上非常接近。应当指出的是，两个取向均有较低的季节效率。虽然横向取向在夏季下午具有较低的效率，但是对于纵向取向，较低的效率出现在早晨。秋季、冬季和春季相似，横向取向的较低效率出现在早晨，但是纵向取向的较低效率出现在下午。另外，图12A和图12B以及图11A和图11B的比较结果显示光伏模块200的年效率(具有45°偏移的反射微观结构)在横向取向和纵向取向上与常规光伏模块的平均值一致(具有“对准的”或同轴反射微棱柱)。
图12A和图12B的模型代表本公开的光重定向膜制品与光伏模块结合(即，具有45°偏角B)的一个非限制性实施例的性能。在其他实施方案中，根据本公开原理的光伏模块，提供的光重定向膜制品的倾斜布置的反射微观结构(例如，覆盖一个或多个接片条带的至少一部分)可具有除45°以外的偏角并获得改善的效率。另外或另选地，微观结构(以及由此得到的反射微观结构)可表现出不均匀性，其进一步降低了反射的辐照度。例如，如上所述，在一些实施方案中，可用于本公开的光重定向膜制品的光重定向膜可使用微复制工具制成，该微复制工具由飞轮(或类似装置)切割法形成，其固有地影响工具的变型，从而影响反射微观结构面。当用作光伏模块的组成部分(例如，覆盖接片条带的至少一部分)时，入射到面变型的光发生漫射，其继而扩散本应发生镜面反射(即，不存在变型)的反射光束。作为参考，如果镜面反射光束以TIR的临界角以外的角度传播，则可能逃逸光伏模块而达到较窄的角度范围并可能引起杂散光线或炫光。期望即使反射光发生最小程度的漫射(正负1°)也能够以这种方式扩散反射光，从而将这种杂散光线的辐照度减小25倍。
返回图7B，光重定向膜制品210可形成为提供共偏角B，其针对光伏模块200的特定安装条件进行“调整”，任选地在取向与季节性之间获得平衡。例如，在本公开的一些实施方案中，光伏模块制造商可具有本公开提供的不同版本的光重定向膜制品，各种版本提供了不同的反射微观结构偏角。然后光伏模块制造商评估特定安装场所的条件，并选择具有最适合那些条件的反射微观结构偏角的光重定向膜制品。在相关的实施方案中，本公开的光重定向膜制品的制造商可由光伏模块制造商告知其特定安装条件，然后制得具有最适合那些条件的偏角的光重定向膜制品。
除任选地使光伏模块200具有取向独立性以外(就施加到接片条带204的光重定向膜制品210(图7A)的光学效率而言)，本公开的光重定向膜制品及对应的光伏模块相比于常规地将反光膜结合到布置在同轴方向的反射微棱柱的光伏模块，可提供其他优势。例如，对于具有同轴反射微棱柱并且布置在纵向取向上的常规光伏模块(例如，图10B的光伏模块300)，在反光膜306反射的光在外部空气和前侧层208(图8)之间界面未发生TIR时，炫光通常很明显。炫光随太阳移动而移动。对于本公开的光重定向膜制品及对应的光伏模块，炫光的时间性和季节性可根据需要偏移(根据选择用于结合到光伏模块的光重定向膜制品的偏角来确定)。例如，光重定向膜制品在施加到接片条带上时，可形成为使得避免炫光进入靠近光伏模块安装位置的建筑物内。
另外，在某些情况下，安装场所限制不允许光伏模块朝向本应期望的正南方向(在北半球位置)。非南向(北半球)常规光伏模块(否则将反光膜与同轴反射微棱柱相结合)的性能发生不希望的偏离。本公开的光重定向膜制品及对应的光伏模块可形成为克服这些问题，引入偏置的反射微观结构取向以校正预期的偏离。例如，图13A示出安装于南向、纵向取向、与地面呈10°的北纬30°位置的常规光伏模块(将常规反光膜与同轴反射微棱柱结合)的性能结果，其中早上-下午对称叠加到图9的太阳路径锥光图上。图13B示出光伏模块在相同安装条件下的性能结果，不同的是安装方位向东旋转了20°。早上-下午对称性被破坏，早上的效率更高，而下午的效率较低。最后，图13C模拟了根据本公开的光伏模块的性能，该光伏模块将光重定向膜制品与反射微观结构结合，所述反射微观结构各自具有偏斜20°的主轴线并且布置在与图13B相同的条件下(即，纵向取向、与地面呈10°角、相对于正南方向向东旋转20°)。偏斜的反射微观结构使非南向光伏模块的性能更接近于南向光伏模块的性能。
与本公开的一些实施方案相关的其他任选的优点涉及光伏模块制造的灵活性。参考图14，光伏制造商有时可能希望在长度方向LD上施加光重定向膜制品的条(例如，在与接片条带相同的方向上施加到一个接片条带上)。该方法在图14中通过将光重定向膜制品350A的条从第一卷352A在长度方向LD上沿第一接片条带线360施加来反映。在其他示例中，期望在宽度方向WD上施加光重定向膜制品(例如，垂直于一定长度的一个接片条带并且原位切割为一定宽度的接片条带)。例如，图14示出从第二卷352B将光重定向膜制品350B的条施加到第二接片条带362。在其中光伏模块制造商具有根据本公开原理的光重定向膜制品并且具有45°的反射微观结构偏角B的非限制性实施方案中，为光伏模块制造商提供了在两个方向上施加光重定向膜制品的灵活性，同时仍获得上述优点。例如，相同的卷352A或352B可用于在长度方向LD或宽度方向WD上施加对应的光重定向膜制品350A或350B。
本公开的光重定向膜制品提供优于先前设计的显著改善。光重定向膜制品的偏角、反射表面微观结构提供了常规同轴光重定向膜不具备的独特的光学特性。本公开的光重定向膜制品具有多种最终用途，例如，用于光伏模块。本公开的光伏模块可具有与取向无关的改善的效率。此外，对光伏模块性能的其他改进可通过本公开的光重定向膜制品来实现。
虽然本公开已参考优选实施方案进行了描述，但是本领域的技术人员应当认识到，可在不脱离本公开的实质和范围的情况下进行形式和细节的改变。例如，虽然本公开的光重定向膜制品已被描述为可用于光伏模块，但是多种其他最终用途同样可接受。本公开不以任何方式限于光伏模块。
示例性实施方案
1.一种光重定向膜制品，所述光重定向膜制品包括：
光重定向膜，该光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层；
从基底层突出的有序布置的多个微观结构；
其中每个微观结构沿基底层连续延伸以限定对应的主轴线；
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的；以及
在微观结构上与基底层相对的反射层。
2.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中大多数微观结构的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的。
3.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中所有微观结构的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的。
4.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中至少一个微观结构的纵向轴线和主轴线形成在1°–89°的范围内的偏角。
5.根据实施方案4所述的光重定向膜制品，其中偏角在20°–70°的范围内。
6.根据实施方案5所述的光重定向膜制品，其中每个微观结构的主轴线和纵向轴线形成在20°–70°的范围内的偏角。
7.根据实施方案4所述的光重定向膜制品，其中偏角为约45°。
8.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中光定向膜为具有相对端边和相对侧边的条，该条的长度被限定在相对端边之间，并且该条的宽度被限定在相对侧边之间，并且进一步地，其中长度为宽度的至少10倍，并且甚至进一步地，其中纵向轴线处于长度方向。
9.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中每个微观结构具有大致三棱柱形状。
10.根据实施方案9所述的光重定向膜制品，其中主轴线沿所述大致三棱柱形状的峰限定。
11.根据实施方案10所述的光重定向膜制品，其中大致三棱柱形状包括从对应的峰延伸到基底层的相对面，并且进一步地，其中微观结构中的至少一个的峰和相对侧中的至少一者沿基底层非线性延伸。
12.根据实施方案10所述的光重定向膜制品，其中至少某些微观结构的峰为圆形。
13.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中大致三棱柱形状的峰限定约120°的顶角。
14.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中微观结构从基底层突出5微米-500微米。
15.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中基底层包含聚合物材料。
16.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中微观结构包含聚合物材料。
17.根据实施方案16所述的光重定向膜制品，其中微观结构包含与基底层相同的聚合物材料。
18.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中反射层包括材料涂层，该材料涂层选自金属材料、无机材料和有机材料。
19.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，所述光重定向膜制品还包括：
由基底层承载的与微观结构相对的粘合剂。
20.根据实施方案1所述的光重定向膜制品，其中光重定向膜形成卷，该卷具有不超过15.25cm(6英寸)的卷宽。
21.一种光伏模块，所述光伏模块包括：
通过接片条带电连接的多个光伏电池；以及
施加到接片条带中的至少一个的至少一部分上的光重定向膜制品，该光重定向膜制品包括：
光重定向膜，该光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层，
从基底层突出的有序布置的多个微观结构，
其中每个微观结构沿基底层连续延伸以限定对应的主轴线；
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的；以及
在微观结构上与基底层相对的反射层。
22.根据实施方案20所述的光伏模块，其中至少一个接片条带限定长度方向，并且进一步地，其中光重定向膜制品被施加到至少一个接片条带上，将至少一个微观结构的主轴线布置为使得相对于长度方向倾斜。
23.根据实施方案21所述的光伏模块，所述光伏模块还包括被施加到不含光伏电池的至少一个附加区域的光重定向膜制品。
24.根据实施方案23所述的光伏模块，其中所述至少一个附加区域为至少一个光伏电池的周边。
25.根据实施方案23所述的光伏模块，其中所述至少一个附加区域为紧邻的一对光伏电池之间的区域。
26.根据实施方案21所述的光伏模块，其中光伏模块被安装在横向取向或纵向取向时表现出基本上相似的年效率性能。
27.一种制备包括通过接片条带电连接的多个光伏电池的光伏模块的
方法，该方法包括：
将光重定向膜制品施加到接片条带中的至少一个的至少一部分上，该光重定向膜制品包括：
光重定向膜，该光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层，
从所述基底层突出的有序布置的多个微观结构，
其中每个微观结构沿基底层连续延伸以限定对应的主轴线；
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的；以及
在微观结构上与基底层相对的反射层。
28.根据实施方案27所述的方法，所述方法还包括：
将一定长度的光重定向膜制品施加到光伏电池中紧邻两者之间的区域。
29.根据实施方案27所述的方法，所述方法还包括：
将一定长度的光重定向膜制品施加到光伏电池中的至少一个的周边。
30.一种在安装场所安装光伏模块的方法，该光伏模块包括多个间隔开的光伏电池，这些光伏电池被布置为限定不含光伏电池的光伏模块的区域，所述方法包括：将第一光重定向膜制品施加到不含光伏电池的一个区域的至少一
部分上，该第一光重定向膜制品包括：
光重定向膜，该光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层，
从基底层突出的有序布置的多个微观结构，
其中每个微观结构沿基底层连续延伸以限定对应的主轴线；
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的；以及
在微观结构上与基底层相对的反射层；以及
在安装场所安装光伏模块；
其中按照安装步骤操作，所述至少一个微观结构的主轴线基本上与安装场所的东-西方向对准。
31.根据实施方案30所述的方法，其中按照施加光重定向膜的步骤操作，在完成光伏模块的过程中，前侧层被设置在光伏电池上。
32.根据实施方案30所述的方法，其中按照安装步骤操作，至少一个微观结构的主轴线限定相对于东-西方向不超过45度的角度。
33.根据实施方案32所述的方法，其中角度不超过20度。
34.根据实施方案32所述的方法，其中角度不超过5度。
35.根据实施方案30所述的方法，其中光伏模块限定长度方向和宽度方向，并且进一步地，其中光重定向膜制品被设置在光伏电池的两个紧邻光伏电池之间，并且在长度方向上延伸。
36.根据实施方案30所述的方法，其中光伏模块限定长度方向和宽度方向，并且进一步地，其中光重定向膜制品被设置在光伏电池的两个紧邻光伏电池之间，并且在宽度方向上延伸。
37.根据实施方案30所述的方法，所述方法还包括：
将第二光重定向膜制品施加到不含光伏电池的第二个区域的至少一部分上，该第二光重定向膜制品包括：
光重定向膜，该光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层，
从所述基底层突出的有序布置的多个微观结构，
其中每个微观结构沿基底层连续延伸以限定对应的主轴线；
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的；以及
在微观结构上与基底层相对的反射层；
其中第一光重定向膜制品和第二光重定向膜制品在相对于光伏模块的周边形状的不同方向上延伸；
并且进一步地，其中按照安装步骤操作，第二光重定向膜制品的至少一个微观结构的主轴线基本上与安装场所的东-西方向对准。
38.根据实施方案37所述的方法，其中第一光重定向膜制品的至少一个微观结构的偏角不同于第二光重定向膜制品的至少一个微观结构的偏角。
39.一种光伏模块，所述光伏模块包括：
通过接片条带电连接的多个光伏电池；以及
光重定向膜制品，所述光重定向膜制品施加到被施加于不含光伏电池的至少一个区域的制品上，该光重定向膜制品包括：
光重定向膜，该光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层，
从所述基底层突出的有序布置的多个微观结构，
其中每个微观结构沿基底层连续延伸以限定对应的主轴线；
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的主轴线相对于纵向轴线是倾斜的；以及
在微观结构上与基底层相对的反射层。
40.根据实施方案39所述的光伏模块，其中至少一个接片条带限定长度方向，并且进一步地，其中光重定向膜制品被施加到至少一个接片条带上，将至少一个微观结构的主轴线布置为使得相对于长度方向倾斜。
41.根据实施方案39所述的光伏模块，其中所述至少一个区域为至少一个光伏电池的周边。
42.根据实施方案39所述的光伏模块，其中所述至少一个区域为紧邻的一对光伏电池之间的区域。
43.根据实施方案39所述的光伏模块，其中光伏模块被安装在横向取向或纵向取向时表现出基本上相似的年效率性能。

Claims (20)

1.一种光重定向膜制品，所述光重定向膜制品包括：
光重定向膜，所述光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层；
从所述基底层突出的有序布置的多个微观结构；
其中所述微观结构中的每个沿所述基底层连续延伸以限定对应的主轴线；
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的所述主轴线相对于所述纵向轴线是倾斜的；以及
在所述微观结构上与所述基底层相对的反射层。
2.根据权利要求1所述的光重定向膜制品，其中所述至少一个微观结构的所述纵向轴线和所述主轴线形成在1°–89°的范围内的偏角。
3.根据权利要求2所述的光重定向膜制品，其中所述偏角在20°–70°的范围内。
4.根据权利要求2所述的光重定向膜制品，其中所述偏角为约45°。
5.根据权利要求1所述的光重定向膜制品，其中所述光定向膜为具有相对端边和相对侧边的条，所述条的长度被限定在所述相对端边之间，并且所述条的宽度被限定在所述相对侧边之间，并且进一步地，其中所述长度为所述宽度的至少10倍，并且甚至进一步地，其中所述纵向轴线处于所述长度方向。
6.根据权利要求1所述的光重定向膜制品，其中所述微观结构中的每个具有大致三棱柱形状。
7.根据权利要求6所述的光重定向膜制品，其中所述主轴线沿所述大致三棱柱形状的峰限定。
8.根据权利要求7所述的光重定向膜制品，其中所述大致三棱柱形状包括从所述对应的峰延伸到所述基底层的相对面，并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的所述峰和所述相对侧中的至少一者沿所述基底层非线性延伸。
9.根据权利要求7所述的光重定向膜制品，其中所述微观结构中的至少一些的所述峰为圆形。
10.根据权利要求1所述的光重定向膜制品，其中所述大致三棱柱形状的峰限定约120°的顶角。
11.根据权利要求1所述的光重定向膜制品，其中所述基底层包含聚合物材料。
12.根据权利要求1所述的光重定向膜制品，其中所述微观结构包含聚合物材料。
13.根据权利要求1所述的光重定向膜制品，其中所述反射层包括材料涂层，所述材料涂层选自金属材料、无机材料和有机材料。
14.根据权利要求1所述的光重定向膜制品，所述光重定向膜制品还包括：
由所述基底层承载的与所述微观结构相对的粘合剂。
15.一种光伏模块，所述光伏模块包括：
通过接片条带电连接的多个光伏电池；以及
施加到所述接片条带中的至少一个的至少一部分上的光重定向膜制品，所述光重定向膜制品包括：
光重定向膜，所述光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层，
从所述基底层突出的有序布置的多个微观结构，
其中所述微观结构中的每个沿所述基底层连续延伸以限定对应的主轴线，
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的所述主轴线相对于所述纵向轴线是倾斜的，以及
在所述微观结构上与所述基底层相对的反射层。
16.根据权利要求15所述的光伏模块，所述光伏模块还包括被施加到不含所述光伏电池的至少一个附加区域的所述光重定向膜制品。
17.根据权利要求16所述的光伏模块，其中所述至少一个附加区域为所述光伏电池中的至少一个的周边。
18.一种光伏模块，所述光伏模块包括：
通过接片条带电连接的多个光伏电池；以及
光重定向膜制品，所述光重定向膜制品施加到被施加于不含所述光伏电池的至少一个区域的制品上，所述光重定向膜制品包括：
光重定向膜，所述光重定向膜限定纵向轴线并且包括：
基底层，
从所述基底层突出的有序布置的多个微观结构，
其中所述微观结构中的每个沿所述基底层连续延伸以限定对应的主轴线，
并且进一步地，其中所述微观结构中的至少一个的所述主轴线相对于所述纵向轴线是倾斜的，以及
在所述微观结构上与所述基底层相对的反射层。
19.根据权利要求18所述的光伏模块，其中所述至少一个区域为所述光伏电池中的至少一个的周边。
20.根据权利要求18所述的光伏模块，其中所述至少一个区域为紧邻的一对所述光伏电池之间的区域。
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