CN110326118A - 单电池光伏模块 - Google Patents

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Abstract

一种光伏模块，包括由第一薄层电阻表征的第一透明电极层、第二透明电极层和光伏材料层。光伏材料层位于第一透明电极层与第二透明电极层之间。该光伏模块还包括第一汇流条，该第一汇流条具有低于第一薄层电阻的第二薄层电阻。第一透明电极层、第二透明电极层和光伏材料层具有对齐区域，该对齐区域形成光伏模块的中央透明区域。该中央透明区域包括多个侧边。第一汇流条与毗邻于所述中央透明区域的多个侧边的每一个侧边的至少一部分的第一透明电极层接触。

Description

单电池光伏模块
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年11月17日提交的名称为“SINGLE CELL PHOTOVOLTAICMODULE”、申请号为62/423,581的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文，以用于所有目的。
技术领域
本发明涉及光伏模块和器件领域，更具体地，涉及单电池光伏模块。
背景技术
具有部分光传输能力的光伏(photovoltaic，PV)电池已被开发出来，为包括有窗户、移动设备和信息显示器的各种应用提供电力。然而，在该领域中仍然需要改进与PV模块相关的方法和系统。
发明内容
本文所述实施例涉及具有由串联电阻产生的低功率损耗的光伏模块。公开了具有最小化的可见图案和最小化的串联电阻引起的功率损耗的单电池透明光伏模块。所述光伏模块可包括第一透明电极和第二透明电极，该第一透明电极和第二透明电极中的每一个具有连续的中央区域和周界，并且具有位于第一透明电极和第二透明电极之间的光伏材料。每个透明电极可通过低电阻电气汇流条接触，该低电阻电气汇流条与周界的每一侧边接触，以最小化电流移动的距离。在一些实施例中，通过与在顶部电极和底部电极上的邻近周界的相互交错的接触点进行电接触来最小化电流流通。所述透明的光伏模块可以集成到各种应用中，例如叠加在信息显示器上以向设备提供电力。
在一些实施例中，单电池光伏模块可包括透明底部电极层、活性层和透明顶部电极层。在一些实施例中，顶部汇流条具有比顶部电极层的薄层电阻低的薄层电阻，该顶部汇流条可能与顶部电极层的全部或接近全部的周界接触，以减少与顶部电极层相关的串联电阻。额外地或可选地，底部汇流条具有比底部电极层的薄层电阻低的薄层电阻，该底部汇流条可能与底部电极层的全部或接近全部的周界接触，以减少与底部电极层相关的串联电阻。在一些实施例中，顶部电极层(或顶部汇流条)可连接到第一组接触垫，底部电极层(或底部汇流条)可包括或连接到第二组接触垫，且第一组接触垫可相对于第二组接触垫相互交错地布置。在一些实施例中，光伏模块的电池可以包括串联连接的多个结(junction)，以增加电池的输出电压，同时限制电池的输出电流，以使由串联电阻引起的功率损耗也可以被限制。在各种实施方式中，本文公开的这些技术和其他技术可以单独使用或组合使用。
根据本发明的实施例，提供了一种光伏模块。光伏模块包括由第一薄层电阻表征的第一透明电极层、第二透明电极层和光伏材料层。光伏材料层位于第一透明电极层与第二透明电极层之间。该光伏模块还包括第一汇流条，该第一汇流条具有比第一薄层电阻低的第二薄层电阻。第一透明电极层、第二透明电极层和光伏材料层具有形成光伏模块的中央透明区域的对齐区域。中央透明区域包括多个侧边。第一汇流条与毗邻于中央透明区域的多个侧边的每一个侧边的至少一部分的第一透明电极层接触。在另一个实施例中，第一汇流条与毗邻于中央透明区域的多个侧边的两个或更多个侧边中的每一个侧边的至少一部分的第一透明电极层接触(例如，电接触)。
在一个实施例中，第一汇流条在多个触点位置与第一透明电极层接触，该多个触点位置在中央透明区域的多个侧边的每一个侧边上。在另一个实施例中，光伏模块还包括位于第二透明电极层近侧的接触垫。第一汇流条与接触垫电耦合。在又一个实施例中，光伏模块额外地包括位于第二透明电极层近侧的多个接触垫。第一汇流条与多个接触垫中的一个或多个接触垫电耦合。在又一个实施例中，光伏模块包括位于第二透明电极层近侧的第一组接触垫和位于第二透明电极层近侧的第二组接触垫，该第一组接触垫与第一汇流条耦合。第二组接触垫与第二汇流条耦合，且第一组接触垫相对于第二组接触垫相互交错地布置。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种光伏模块。光伏模块包括第一透明电极层，该第一透明电极层包括连续的第一中央区域和第一组电极垫，该第一组电极垫与该连续的第一中央区域电耦合。光伏模块还包括第二透明电极层，该第二透明电极层包括连续的第二中央区域和第二组电极垫，该第二组电极垫与该连续的第二中央区域电耦合。光伏模块还包括位于第一透明电极层与第二透明电极层之间的光伏材料层。连续的第一中央区域、连续的第二中央区域和光伏材料层对齐，以形成光伏模块的中央透明区域，该中央透明区域包括多个侧边。第一组电极垫中的至少一个电极垫和第二组电极垫中的至少一个电极垫定位在中央透明区域的多个侧边的每一个侧边上。
根据本发明的一个具体实施例，提供了一种光伏模块。光伏模块包括第一透明电极层，该第一透明电极层包括连续的第一中央区域和第一组电极垫，该第一组电极垫与该连续的第一中央区域电耦合。光伏模块还包括第二透明电极层，该第二透明电极层包括连续的第二中央区域和第二组电极垫，该第二组电极垫与该连续的第二中央区域电耦合。光伏模块还包括位于第一透明电极层与第二透明电极层之间的光伏材料层。连续的第一中央区域、连续的第二中央区域和光伏材料层对齐，以形成光伏模块的中央透明区域，该中央透明区域具有包括多个段的周界。第一组电极垫中的至少一个电极垫和第二组电极垫中的至少一个电极垫定位在中央透明区域的周界的多个段的每一个段上。
通过本发明获得了超过常规技术的许多益处。例如，本发明的实施例提供了具有减少的可见图案以及降低的串联电阻引起的功率损耗的单电池透明光伏模块。在一些实施例中，通过与在顶部电极和底部电极上的毗邻于周界的相互交错的接触点进行电接触，与传常规计相比，减少了电流移动。本发明的这些和其他实施例连同本发明的许多优点和特征将结合下面的内容和附图进行更详细的描述。
附图说明
图1A示出了根据本发明的实施例的光伏电池的活性区域的示意图；
图1B示出了活性区域的薄层电阻对电阻性功率损耗的影响；
图2A示出了8个子电池串联的单片串联集成太阳能电池；
图2B示出了图2A所示的单片串联集成太阳能电池的一部分的放大平面图；
图2C是图2A中所示的单片串联集成太阳能电池在2C线处的截面图；
图3A是根据本发明的实施例的单电池光伏模块的平面图；
图3B是串联集成光伏模块的平面图；
图4A至图4D示出了随着触点的数量增加，在单电池模块中的电荷移动方向；
图5示出了针对不同周界触点配置，电荷移动距离的无量纲比值的图表；
图6A是根据本发明的实施例的具有两个触点的示例性的单电池模块的截面图；
图6B是根据本发明的实施例的具有两个触点的示例性的单电池模块的平面图；
图7示出了针对单电池模块的不同的两触点配置的电荷移动距离的无量纲比值；
图8A是根据本发明的实施例的具有相互交错的接触垫的示例性的单电池模块的截面图；
图8B是根据本发明的实施例的具有相互交错的接触垫的示例性的单电池模块的平面图；
图8C至图8N示出了根据本发明的实施例的单电池模块的每一层的分解图；
图8P示出了根据本发明的实施例的单电池模块的部件分解图；
图9示出了针对不同的相互交错的触点配置的电荷移动距离的无量纲比值；
图10示出了随活性区域的每个边缘的触点的数量变化的电荷移动距离的无量纲比值；
图11A示出了根据本发明的实施例的具有相互交错的触点布置的光伏电池的平面图；
图11B示出了根据本发明的实施例的具有相互交错的触点布置的光伏电池的部件分解图；
图12A和图12B示出了根据本发明的实施例的各种几何布置的光伏电池；
图13示出了根据本发明的实施例的圆形布置的光伏电池；
图14示出了与根据本发明的实施例的单电池模块接触的各种方法的透视图；
图15A是根据本发明的实施例的具有用于一个或多个电极的周界汇流条的单电池模块的截面图；
图15B是根据本发明的实施例的具有用于一个或多个电极的周界汇流条的单电池模块的透视图；
图16A是根据本发明的实施例的具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的平面图；
图16B是根据本发明的实施例的具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的第一横截面视图；
图16C是根据本发明的实施例的具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的第二横截面视图；
图17A至图17F示出了根据本发明的实施例的具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的每一层的分解图；
图17G示出了根据本发明的实施例的具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的部件分解图；
图18A至图18J示出了根据本发明的实施例的具有提供与电极层接近全周接触的汇流条的示例性的单电池模块的每一层的分解图；
图18K是根据本发明的实施例的具有提供与电极层接近全周接触的汇流条的示例性的单电池模块的部件分解图；
图19是示出了根据本发明的实施例的示例性的多结电池模块的截面图；
图20A至图20E示出了电流密度与电压的关系图，例如具有不同数量的结和电池面积的多结电池模块的电流密度与电压的关系图；
图20F是示出了具有不同数量的结和电池面积的示例性的多结电池模块的性能图表；
图21是示出了配置为与本文所述的单电池模块相连接的固定组件的部件分解图。
具体实施方式
发明人已经确定透明电极层通常比不透明电极具有更高的薄层电阻。在光伏(photovoltaic，PV)模块中增加串联电阻可能会导致更高的功率损耗，并可能显著降低PV模块的整体效率。在传统的PV技术中，降低串联电阻以获得最高的性能是至关重要的。降低串联电阻的一系列的实现方法可以包括但不限于，将模块图案化为具有最优化尺寸的子电池、使用高导电不透明导电电极和在模块区域上沉积高导电汇流条。这些优化使传统技术能够限制串联电阻，但在制作透明光伏模块时必须使用不同的工艺和方法，特别是制作具有大的活性区域(因此具有大的串联电阻)的PV模块。相应地，本发明的实施例降低了PV模块的串联电阻或以其他方式降低了功率损耗，以提高PV模块的整体效率。
本文中使用的术语“透明”意思是可见光的至少部分透射。通常，通过引入额外的串联电阻，透明PV模块的功率输出会降低。这种串联电阻可以由透明电极固有的薄层电阻产生，该透明电极在透明的PV模块和模块中是必要的，以允许光透射进光敏半导体中并允许光透射通过模块本身。传统的PV技术通过高导电不透明金属电极、模块区域上的高导电不透明汇流条以及将模块图案化为具有最优化尺寸的子电池来减小工作电流，从而降低串联电阻。将不透明电极和具有图案的不透明金属汇流条应用于透明模块区域，以在良好的美观度(透明度)和性能(更高的串联电阻)之间获得权衡，并且这些方法对于透明PV模块来说不太理想。进一步地，透明PV模块通常使用具有比传统的不透明材料更高电阻的电极材料，以使在增加模块面积与增加串联电阻(降低模块性能)的权衡。
最后，将模块区域图案化为子电池可能会导致透明PV模块不希望出现的视觉特性。当需要良好的美观并且必须采用两个透明电极时，本文所述的模块利用可选的方法为透明PV模块减小或最小化串联电阻的增加以及模块的效率损失。这些模块可用于各种应用，包括用于桌面监控器、手提电脑或笔记本电脑、平板电脑、移动电话、电子阅读器等的刚性和柔性计算机显示屏。其他应用包括表盘、包括有天窗和隐私玻璃的汽车和建筑玻璃。这种光伏模块可用于主动发电，例如用于完全地自供电的应用以及电池充电(或电池寿命延长)。
本文所述的实施例使用各种PV布置，该PV布置包括电极、汇流条和触点。在一些实施例中，电极可以是用于与电路的非金属部分接触的电导体。该电极可构成模块的活性区域的一部分，并可延伸到活性区域之外，以与汇流条或各种类型的触点连接。在一些实施例中，电极可以具有比汇流条和/或触点更高的电阻。对于不透明电极，电极的薄层电阻可以在毫欧姆每平方(mΩ/sq)量级的范围内，对于透明电极，电极的薄层电阻在1Ω/sq到100Ω/sq的范围内。可以使用物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)技术(例如，热蒸发、电子束物理气相沉积(electron beam physical vapor deposition，EBPV)、溅射沉积等)来制造电极。不透明电极的实施例可包括金属(例如，铝、银或金等)，这些金属可以通过PVD沉积，通常厚度在20nm至300nm之间。在一些实施例中，透明电极可以通过PVD制造并且包括薄金属层(例如，铝、银或金(4nm至12nm))，该薄金属层在大范围(1nm至300nm)的厚度上与有机(例如，小分子)或无机介电层(例如，金属氧化物)耦合，以改善光学透射。透明电极也可以通过导电氧化物材料(例如，氧化铟锡(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺锑氧化锡(ATO)、掺氟氧化锡(FTO)和掺铟氧化锌(IZO))的PVD来制造。透明电极也可以由不同的金属纳米结构制成，例如银纳米线以及可以使用多种溶液沉积技术(自旋涂覆、刮刀涂覆、喷雾涂覆)沉积的纳米团簇。透明电极也可以由石墨烯或碳纳米管层制成。金属可以被结构化或图案化为形成多孔网格或网状结构，以制造透明电极。
在一些实施例中，汇流条可以是提供在电极和触点之间传输电流的通路的导体。汇流条可以是金属条或金属带，并可以沉积和图案化为形成不同的通路图案。在一些实施例中，汇流条可以是不透明的，并且位于模块的活性区域之外。汇流条可以具有比电极低并且比接触部件高的电阻。汇流条可由多种材料制成，这些材料包括，例如，银(Ag)或铝(Al)的薄金属层、导电银浆或环氧树脂等。经过汇流条的电阻可依赖于材料、材料厚度、汇流条的横向布局和尺寸(例如电极和接触点之间的汇流条的宽度和长度)。在一些实施例中，汇流条可以包括使用不同的PVD技术沉积的银、铝、金、铜或其他高导电性金属的金属薄膜层，该金属薄膜层的厚度超过100nm以降低电阻。汇流条可以使用导电浆或环氧树脂制成，该导电浆或环氧树脂可以是银在溶剂或环氧介质中的乳液。导电浆或环氧树脂可以手工地图案化，或使用例如喷墨印刷或丝网印刷等技术图案化。基片可预先印制有图案化的汇流条，或者可在制作其他PV模块层期间或之后添加汇流条。
在一些实施例中，如下面进一步讨论的，汇流条和/或电极450可以电耦合到一个或多个触点。触点可以指PV模块上的点，在这些点上，模块的电极或汇流条与外部电路进行电气连接。模块的触点可以是临时的、半永久的或永久的。在一些实施例中，接触部件(例如导线、引脚、ZEBRA连接器等)的电阻可以是非常低的(<1器，优选地在部件的整个长度上电阻在mΩ范围内)。电阻可以依赖于连接器的类型和尺寸(例如，导线的长度或ZEBRA连接器中的导电材料)。触点可以连接到电极或汇流条，并将电荷传输到用于连接模块的电路或其他部件，该模块用于测试或为负载供电。
在本发明的各种实施例中，有许多用于减少PV模块中电荷损耗的潜在点。在一些实施例中，可以改变设计、材料、配置和部件，以最小化不同的电阻损耗。通常，应当考虑以下电阻损耗：来自顶部电极和底部电极的电阻的损耗、来自从电极到汇流条或者从电极到触点的电阻的损耗、来自汇流条的电阻的损耗、来自从汇流条到触点的电阻的损耗、来自接触部件的损耗、以及来自其他电气连接和部件的损耗。
根据本发明的实施例，电极与汇流条/触点或汇流条与触点之间的接触电阻可以相对较小。与电极和汇流条的电阻相比，接触部件和其他电气组件的损耗可以忽略不计。在一些实施例中，主要的电阻性损耗可能来自电极的电阻，然后是来自汇流条的电阻。来自电阻的功率损耗可取决于电极和汇流条的电性能、电池的尺寸和几何形状以及触点布局。
图1A示出了根据本发明的实施例的光伏电池的活性区域的示意图。光伏电池100可以用来示出具有简单接触配置的单个电池的模块参数与功率损耗之间的关系。光伏电池100包括：活性区域(active area)110，该活性区域110的高度112为h，宽度114为w。该活性区域可包括一个或多个电极、一个或多个活性层以及叠层结构中的一个或多个互连。在一些实施例中，一个或多个电极可以是透明的。光伏电池100还包括沿着活性区域110的第一侧边116的第一汇流条120。在所示的实施例中，通常可以从式(1)开始计算来自电极的薄层电阻的功率损耗，式(1)是功率损耗的一般公式：
P损耗＝I2R (1)
在整个电池的活性区域110产生电流。对于所有产生的电荷来说，电阻损耗并不相等，因为电荷是在离第一汇流条120的不同距离上产生的。式(2)至式(5)对y130上的功率损耗进行积分，以将功率损耗与活性区域110的宽度114相关联。
dP损耗＝I2dR (2)
I(y)＝Jhy (4)
其中，ρ是电极的电阻率。
由光伏电池100产生的功率可由式(6)计算：
P产生＝JMPwhVMP (6)
其中，JMP是在最大功率点处的电流密度，VMP是在最大功率点处的电压。
功率损耗百分比则为损耗功率除以产生的功率：
电极的薄层电阻(Rsh)与电极的电阻率成正比，并且可以用作表征电极的量。在其他实施例中，电阻率可用作表征电极的量。在一些实施例中，附加的电路可以控制电压和/或电流在最大功率点处工作。以适当的水平操作光伏电池电流和电压可以在任何条件下最大化功率提取。
各种模块性能的变化可能影响光伏电池100中的功率损耗。例如，如式(7)所示，功率损耗百分比与电池宽度的平方成比例，与电流成线性关系，并且与电压成反比。一些实施例实现了低电流和高电压的光伏电池设计，以最小化在大型光伏电池100中的性能下降。
图1B示出了活性区域的薄层电阻对电阻性功率损耗的影响。图1B所示的结果是基于在最大功率点假定的电流密度，JMP是3mA/cm2，VMP是1.2V。x轴152表示电池宽度w 114。y轴154表示电阻性功率损耗百分比。曲线图150包括多个曲线156，每个曲线与以Ω/sq为单位的不同薄层电阻值相关联。与每条曲线相关的值被概述在图例158中。图1B示出了在没有修改的情况下，随着光伏电池100的宽度w 114的增加，电阻性功率损耗将持续增加。
在一些实施例中，透明电极的薄层电阻可能是模块面积缩放的限制因素。本发明的实施例利用提供高导电性(即低薄层电阻)和低吸收损耗(即低吸收系数)的透明电极。
由功率损耗的一般公式出发，式(8)可得：
P损耗-汇流条＝I2R (8)
如果产生的所有电荷都由汇流条120输送到两端的接触点，汇流条中的功率损耗可以通过在长度L上沿x方向136积分来计算：
dP损耗-汇流条＝I2dR(9)
I(x)＝Jwx (11)
总的生成的功率可计算为：
P生成-汇流条＝JMPwLVMP (13)
则功率损耗的百分比P％损耗-汇流条是损耗功率P损耗-汇流条除以生成的功率P生成-汇流条：
由式(14)可知，功率损耗与汇流条长度L 134的平方和电流JMP成正比。功率损耗与电压成反比。可以将一些实施例配置为以低电流和高电压工作，以最小化由于电极电阻造成的性能损耗。在一些实施例中，汇流条将由低电阻材料制成，与模块电极电阻造成的损耗相比，低电阻材料的汇流条导致的功率损失可忽略不计。
在一些实施例中，可以在活性区域110的另一边缘上制造第二汇流条(未图示)。在一些实施例中，第二汇流条可以与活性区域110的第二侧边118电接触，该第二侧边118在第一侧边116对面。在该实施例中，电荷必须移动的最大宽度减半并导致w/2的有效宽度。在等式(5)的结果中将双汇流条光伏电池100的有效宽度代入w，使得活性区域110上的功率损耗变为：
减小的电荷移动距离使得由电极电阻引起的功率损耗的降低。功率损耗降低的原因是式(15)最后一步中有效宽度w/2使分母增加。相应地，在双汇流条光伏电池中，功率损耗百分比变为：
因此，在双汇流条配置中的功率损耗百分比减小到式(7)所示功率损耗的25％。如本发明所述，本发明的各个实施例减小了电荷的移动距离，从而相应地减小了功率损耗百分比。
在传统的PV模块中，背侧电极通常是不透明高导电金属电极。然而，透明PV实施例要求顶部和底部电极都是透明的，且高导电性金属电极通常不能使用。由于与不透明金属电极相比透明电极的薄层电阻增加，这可能增加所能察觉到的透明PV模块的电阻性功率损耗。
使来自透明电极的增加的薄层电阻的影响降到最低的一种方法是在活性区域上结合金属汇流条。可以印制这些金属汇流条以覆盖活性模块区域的部分，但可能产生改变可视外观的可见线条特性，并减少穿过模块的整体透射。活性区域内的金属网格的典型布置可以包括定义在几厘米以上的宏观地定义的汇流条阵列、定义为六角形或条状的较小的网格阵列等等。在所有情况下，网格阵列会阻碍视野。
最小化功率损耗的第二种方法是将模块区域细分为串联集成的子电池。细分模块区域减少了每个电池中的电荷移动距离，串联集成使PV模块在低电流(单个子电池的电流)和高电压(子电池的电压的总和)下运行，以有助于最小化电阻性功率损耗。每个子电池包括顶部电极、活性层和底部电极。
图2A示出了具有串联的8个子电池的单片串联集成太阳能电池200的示例。图2B示出了图2A所示的单片串联集成太阳能电池的一部分的放大平面图。在图2B中，示出了通过电气隔离线214隔开的第一底部电极210与第二底部电极212。在一些实施例中，第一底部电极和第二底部电极中的一个或多个电极可以是高导电金属电极。每个底部电极与活性层电接触。在一些实施例中，光伏材料活性层可以由碲化镉、硅、有机半导体等组成。在图2B中，第一底部电极210与第一活性层220电接触，第二底部电极212与第二活性层222电接触。每个电池可以包括与活性层电接触的顶部电极。在图2B中，第一活性层220可以与第一顶部电极230电接触，第二活性层222可以与第二顶部电极232电接触。
图2C示出了图2A中在2C线处的架构的横截面。该横截面视图显示了独立的电池如何串联连接。首先，在第一底部电极210和第二底部电极212之间可以看到电气隔离线214。第一活性层220显示为与第一底部电极210和第一顶部电极230电接触。第一活性层220和第二活性层222之间的间隙240允许第一顶部电极230接触子电池之间的第二底部电极212，以在电池之间产生串联连接。
光伏电池的子电池优化可以用来限制与有机光伏模块的串联电阻。在包括有机光伏模块(organicphotovoltaic module，OPV)的一些实施例中，可以制造不透明的OPV。在具有不透明OPV的实施例中，一个电极(例如，底部电极210)可以是不透明的，并由高导电金属电极制成，而第二个电极(例如，顶部电极230)可以由透明的通常导电性较差的电极材料制成。在包含不透明OPV的实施例中，可以将金属汇流条阵列印制到OPV模块上，以减少串联电阻。
子电池模块配置可以减少电阻性功率损耗，但是会导致在互连区域中的面积损失，还会导致在透明PV应用中不希望出现的可见的图案结构。在一些实施例中，可视的外观也可能受到在活性区域内的电气隔离线214的影响。增加更宽的电气隔离线214增加了设计和制造公差，而更宽的线具有更高的可视度，而且作为非活性的，造成整个电流产生区域的损耗并降低了模块效率。
在一些实施例中，制造单电池模块300相对于单片串联集成太阳能模块200消除了存在于模块的中央活性区域中的图案结构线。对于透明PV模块的许多应用，希望该中央区域是透明的且没有可见的图案结构。图2C中的电气隔离线214示出了在中央区域中不希望的图案结构线的示例。
图案结构线还可以包括电极和活性层的边缘，该边缘位于中央模块区域内部或外部，但需要在制造时考虑这些边缘，因为这些边缘可能包括潜在的电气短路位置，这些潜在电气短路位置可能导致性能下降或阻止模块工作。可以使用阴影掩蔽、激光划片或其他技术制作图案结构线，以便隔离底部电极和顶部电极，以及从活性层移除材料以提供接触路径。图3A和图3B示出了在单电池模块中使用的图案结构线相对于串联集成模块减少的数量和长度。图3A是单电池模块300的平面图。与模块中的特征的边缘相关联的图案结构线310指示了单电池模块300的区域，该区域存在可能导致性能降低或阻止模块运行的潜在短路位置。在一些实施例中，单电池模块300将具有与顶部电极320和活性层330的周界相关联的多条图案结构线。
图3B是具有8个子电池的串联集成模块350的平面图。在串联集成模块350中，有与每个独立的子电池相关联的图案结构线310。在图3B所示的集成模块中，图案结构线与模块的活性区域的周界相关联，并且布置在模块的活性区域内。与单电池模块300形成对比，串联集成模块350具有2.5倍以上的图案结构线310。单电池模块300中减少的图案结构线310的数量可以提供几种好处，包括降低接触方案的复杂性、实现非标准和非矩形应用几何形状、减少每个区域的掩模边缘接触、减少无助于电力生成的死区以及改善了美观度。
由于子电池可用于减小在模块活性区域中产生的电荷的移动距离，一些技术可用于减小单电池模块的电荷移动距离。例如，可以调整参数(包括模块几何形状的纵横比，电极触点的电阻率和汇流条材料等)来减少电荷移动的距离。
图4A至图4D示出了在四个不同触点配置中具有增加的触点数量的单电池模块的电荷移动方向。参考光伏电池中使用的两个电极中的一个电极，不同的配置示出了接触边缘对电荷移动距离的影响。为简单起见，图4A至图4D仅示出了单个电极，但是这些配置可以用光伏活性材料层和第二对电极覆盖。在实践中，可以对每个电极使用和优化触点和汇流条布局。例如，两个电极可以有全周接触以优化电荷提取，或者周界触点的数量可以在顶部电极和底部电极之间变化，以与电阻较高的电极有更多接触，从而更好地匹配电阻损耗。
图4A示出了第一触点配置401，该第一触点配置401包括用于电极450的第一汇流条或触点410。图4B示出了第二汇流条或触点配置402，该配置402包括第一触点410和第二触点412。图4C示出了第三汇流条或触点配置403，该配置403包括第一触点410、第二触点412和第三触点414。图4D示出了第四汇流条或触点配置404，该配置404包括第一触点410、第二触点触412、第三触点414和第四触点416。在每种配置中，电荷移动距离可取决于与电极450电接触的触点的数量和位置。
图4A至图4D所示的实施例示出了电流是如何在模块的整个活性区域产生的且需要移动到在电极450边缘或周界上的接触点。可以调节围绕电极450的周界放置的触点和汇流条的位置，以提供电荷在电池内的各个位置移动的最短移动距离。例如，在第一种配置401中(参考图4A)，在电极450的活性区域中的所有电荷都沿第一方向420移动，到达第一触点410。在该配置中，电极450的对面边缘452附近的电荷移动整个穿过电极450的距离到达第一个触点410。这种配置导致了更高的薄层电阻并且增加了功率损耗。在第二触点配置402中(参考图4B)，第二触点412使电极450上的电荷能够沿第二方向422移动。如上所述，第二触点412减小了有效宽度，电荷可以移动更短的距离，从而降低了功率损耗。在具有两个触点的配置(例如第二触点配置402)中，任何电荷必须移动的最远距离现在是具有单个触点的配置(例如第一触点配置401)的一半。第三触点配置403(参考图4C)和第四触点配置404(参考图4D)提供了第三方向424和第四方向426，以进一步减小电荷在电极450上的移动距离。在一些实施例中，具有全周接触可以使任何单个电池的功率损耗最小化，而无需添加内部汇流条或其他设计元件。具有全周接触，所有到边缘触点的电流路径距离都被最小化。
电极450可以是用于与电路非金属部分(例如有机光伏材料层)接触的电导体。电极450形成模块的活性区域的一部分，并且可以延伸到活性区域的外部，以与汇流条或各种类型的触点(例如410，412，414，416)连接。在一些实施例中，对于不透明电极，电极的薄层电阻通常是在m连接。在范围内，而对于透明电极，电阻的薄层电阻通常是在1Ω/sq至100Ω/sq的范围内。在一些实施例中，电极450可以具有比汇流条和/或触点410，412，414，416更高的电阻。可以使用物理气相沉积(PVD)技术(例如热蒸发，电子束物理气相沉积(EBPV)，溅射沉积等)来制造电极450。
图4A至图4D所示的方形单电池模块配置是示例性的，模块的高度、宽度和形状可以改变。在一些实施例中，可以基于特定应用的需求来确定触点配置。图4A至图4D中所示的任一单电池模块都可用于，例如，健身追踪器、脉搏追踪腕带、手表、带充电功能的健身臂带、需要局部电源的眼镜、可穿戴式抬头显示器、可穿戴式LED珠宝、医疗监控贴片、内置手机应急充电器、电子标签等。在一些实施例中，单电池模块的尺寸范围可以是2cm至5cm(厘米)宽。单电池模块可以被制造为更大的尺寸，但电荷移动距离会增加。通常，透明的单电池模块可以集成到信息显示系统中，以为相关系统产生电荷。对尺寸的限制将取决于预期应用的功率要求和所使用的模块组架构。
图5示出了针对不同周界触点配置，电荷移动距离的无量纲比值的图表。图表500包括在x方向和y方向上从1000点网格起的计算。计算每个点到最近电极的距离，并在网格中对所有点的距离求和。该图表中所示的每种配置的数值是给定配置中点的距离之和与沿一条完整边对于具有单个触点的配置中的点的距离之和的比。图表500示出了每个汇流条配置的点距离减少量，作为比较不同电极配置与基线(一个完整的边缘触点配置)的无量纲比值。
图6A是根据本发明的实施例的具有两个触点的示例性的单电池模块的截面图。单电池模块600包括第一电极层610、第一电极垫612上的接触点614、一个或多个光伏材料层620、第二电极层630和第二电极垫632上的接触点634。由于PV电池可以使用分层工艺制造，从底层开始并添加元件直到达到顶层，对电池的第一元件和第二元件的引用也可以称为底部元件和顶部元件。为了清晰起见，本文中的引用在参考各种附图时使用了底部/顶部的命名法，但是应该理解，也可以使用替代的制造工艺和电池设计，其中，右/左命名法可能是合适的。相应地，这里使用的底部/顶部命名法并不是为了限制本发明的范围，并且仅为了清晰起见而使用第一/第二命名法。
在一些实施例中，中央透明区域650(也可称为活性区域)可包括顶部电极630、一个或多个光伏材料层820和底部电极610的重叠部分。单电池模块600示出了使用单个点接触来接触阴极和阳极的方法。在图6A和图6B所示的实施例中，触点是非相互交错的并且不重叠的(每个触点在下文中进一步描述)。
图6B是根据本发明的实施例的具有两个触点的示例性的单电池模块的平面图。在一些实施例中，底部电极610和中央透明区域之间的电接触可以沿着中央透明区域650的第一侧边652延伸，并且顶部电极630和中央透明区域之间的电接触可以沿着中央透明区域650的第二侧边654延伸。在一些实施例中，形成在第一电极垫612上的接触点614和形成在第二电极垫632上的接触点634可以使用低电阻材料制造，该低电阻材料也可用于汇流条或本文所述的其他接触点。
图7示出了单电池模块的不同的两触点配置的电荷移动距离的无量纲比值。该配置包含两触点布局的不同设计，其中方形单电池模块上的每个电极有一个触点或汇流条。拐角触点配置704和C形触点配置706与第一配置702进行比较，该第一配置702在每个电极的相对的两侧边上有一个接触点。图表700示出了当将拐角触点配置704与第一个配置702进行比较时，移动距离减少了。图表700示出了当将C形触点配置706与第一配置702进行比较时，移动距离可以进一步地减小。在一些实施例中，C形触点配置可由C形导电材料区域组成。
图8A是根据本发明的实施例的具有相互交错的接触垫的示例性的单电池模块的截面图。单电池模块800可包括底部电极810，底部电极810包括底部表面811和相对的顶部表面。底部电极810的连续的中央区域814与围绕连续的中央区域的一组电极垫电耦合。在图8A中，底部电极垫812作为底部电极垫的集合的示例来示出。
在一些实施例中，底部电极810还可包括一个或多个隔离电极垫832，该隔离电极垫832与连续的中央区域814电气隔离，且电极垫集合由底部电极垫812表示。如图8A所示，在底部电极垫812和隔离电极垫832上可以形成一个或多个低电阻接触点816和836。
在一些实施例中，单电池模块800可包括一个或多个光伏材料层820，该光伏材料层820包括顶表面821和相对的底表面。光伏材料层的连续的中央区域822被示出。在一些实施例中，单电池模块800还可包括顶部电极830，该顶部电极830具有顶表面831和相对的底表面。顶部电极830的连续的中央区域836与围绕连续的中央区域的一组电极垫电耦合。在图8A中，顶部电极垫838作为顶部电极垫集的示例来示出。如本文所述的，从连续的中央区域延伸或设置在连续的中央区域周界的电极垫提供与连续的中央区域的电接触，且接触点与电极垫电耦合。如图8A所示，顶部电极830可以与隔离电极垫832电耦合。
再次参考图8A，通过底部电极、光伏材料层和顶部电极各自的连续的中央区域814、822和836的重叠，可以定义单电池模块800的中央透明区域850。在一些实施例中，单电池模块800的中央透明区域850可以对可见光透明，同时吸收光谱中紫外线和/或红外线部分的光。
图8B是根据本发明的实施例的具有相互交错的接触垫的示例性的单电池模块的平面图。在一些实施例中，与底部电极810和顶部电极830的电接触可以使用在阴极和阳极的所有边缘上多对相互交错的电极垫812/832来实现，所述电极垫812/832具有多对相互交错的接触点840，其中阴极和阳极对应于底部电极810和顶部电极830。单对相互交错的接触点840可以是形成在隔离电极垫832和底部电极垫812上的接触点，该隔离电极垫832与顶部电极830耦合，该底部电极垫812与底部电极耦合。在一些实施例中，“相互交错的”可以描述耦合到顶部电极830和底部电极垫812的交替的隔离电极垫832的模式。
图8B示出了具有在方形单电池模块800的所有四个侧边上的用于阴极和阳极的四对电极垫的示例。例如，隔离电极垫832与顶部电极垫838电耦合，该顶部电极垫838从顶部电极830的连续的中央区域的周界延伸，并且底部电极垫812与底部电极810的连续的中央区域电耦合。隔离电极垫832和底部电极垫812都可以具有形成在其上的低电阻接触点816。所述接触点可以从电极层延伸，与电极层齐平或者是凹陷的。相应地，在图8B中，为每个电极提供总共16个接触点816，在单电池模块800的每个边缘各有总共8个接触点(包括用于两个电极的接触点)，从而在每个侧边产生四对相互交错的接触点840。电极垫和接触点的数量可以根据需要增加或减少。
图8C至图8N示出了图8B所示的相互交错的单电池模块的每一层的分解。图8C示出了单电池模块的第一层。在一些实施例中，第一层包括底部电极810。底部电极810可包括具有周界813的连续的中央区域814，周界813延伸到模块的每个边缘上的四个底部电极垫812。底部电极垫812可以为底部电极810上的接触点860提供位置。在一些实施例中，底部电极810可包括一个或多个隔离电极垫832，其与连续的中央区域814和底部电极垫812电气隔离。在一些实施例中，隔离电极垫832可以与底部电极垫812(例如，模块每侧的4个底部电极垫)相互交错。一个或多个隔离电极垫832可以支持接触点860与顶部电极830的电耦合，并与底部电极垫812以相互交错的方式形成电极垫对。四个隔离的不连接到电池的拐角垫片可制作成用以提供穿过基底的颜色和光学效果。在四个隔离的拐角垫片的一个上示出的拐角标记818可有助于在加工过程中定位基底，并作为基底顶面和底面的视觉引导。图8D示出了包括第一层的第一部分制造的单电池模块801。
图8E示出了单电池模块的第二层。该第二层可包括一个或多个光伏材料层820，且第二层可位于底部电极中央区域814的上方。光伏材料层820可包括与模块的活性区域对应的中央透明区域822。光伏材料层820的部分可以延伸超出连续的中央区域814的周界813，以覆盖一部分的底部电极垫812和隔离电极垫832。光伏材料层820可以用作电绝缘，以阻止顶部电极830和底部电极810之间的电接触。图8F示出了包括第一层和第二层的第二部分制造的单电池模块802，该第一层和第二层由基本对齐的底部电极中央区域814和活性区域中央区域822形成。
图8G示出了单电池模块的第三层。该第三层包括顶部电极830。顶部电极830可以形成在具有顶部中央区域836的一个或多个光伏材料层820的顶部上，该顶部中央区域836可以对应于单电池模块的活性区域。顶部电极830可包括一个或多个顶部电极垫838，顶部电极垫838从顶部中央区域836向外延伸，以连接到可选的一个或多个隔离电极垫832上，所述隔离电极垫布置在基底边缘附近。图8H示出了包括第一层、第二层和第三层的第三部分制造的单电池模块803，该第一层、第二层和第三层由基本上对齐的底部电极中央区域814、活性区域中央区域822和顶部中央区域836形成。
图8I示出了单电池模块的第四层。第四层可包括中空玻璃(cavity glass)840或可在模块层上放置和/或制造的其他玻璃或屏蔽材料。中空玻璃840可以形成为使一个或多个电气元件(例如一个或多个隔离电极垫832和底部电极垫812)暴露。图8J示出了包括第一层、第二层、第三层和第四层的第四部分制造的单电池模块804，该第一层、第二层、第三层和第四层由基本上对齐的底部电极中央区域814、活性区域中央区域822、顶部中央区域836和中空玻璃840形成。
图8K示出了单电池模块的第五层。第五层可包括尺寸孔(size aperture)850。尺寸孔850可用于阻挡在期望的活性区域尺寸范围之外的光。图8L示出了包括有第一层、第二层、第三层、第四层和第五层的第五部分制造的单电池模块805，该第一层、第二层、第三层、第四层和第五层由基本上对齐的底部电极中央区域814、活性区域中央区域822、顶部中央区域834、中空玻璃840和尺寸孔850组成。
图8M示出了单电池模块的第六层。该第六层可包括一个或多个低电阻接触点816。一个或多个接触点816可以形成在每个单独的底部电极垫812和隔离电极垫832上。可以使用模块的每个边缘上的一个或多个接触点816实现从其他设备到单电池模块的连接。图8N示出了包括第一层、第二层、第三层、第四层、第五层和第六层的完全制造的单电池模块806，该第一层、第二层、第三层、第四层、第五层和第六层由基本上对齐的底部电极中央区域814、活性区域中央区域822、顶部中央区域834、中空玻璃840、尺寸孔850和一个或多个接触点形成。
图8P示出了根据本发明的实施例的单电池模块的部件分解图。该单电池模块包括：底部电极810、一个或多个光伏材料层820、顶部电极830、中空玻璃840或其他屏蔽材料、尺寸孔850以及一个或多个接触点860的特定布置。应该理解的是，图8P中所示的特定层提供了根据本发明的实施例的具有相互交错的触点的单电池模块的特定布置。根据可替选的实施例，也可以在该单电池模块上形成其他层或触点。此外，图8P所示的单个的模块层和部件可包括多个子层，这些子层可以以适合于单个的模块的各种布置来形成和/或制造。此外，取决于特定的应用，可以添加额外的层或部件，或者可以去除现有的层或部件。本领域普通技术人员将认识到许多变化，修改和替选方式。
来自电阻(如电极、汇流条和接触点中的电阻)的功率损耗可以与穿过电阻特征的电流水平、电阻特征的尺寸以及特征的电阻率相关。在一些实施例中，材料和架构和/或几何形状可以设计成使电流最小化并降低功率损耗。在一些实施例中，光伏模块的部件可以设计成在增加电压和降低电流的情况下工作，以最小化损耗。
图9示出了针对不同的相互交错的触点配置，电荷移动距离的无量纲比值。第一列901示出了在各种实施例中的不同数量的触点，该触点用于方形单电池模块的4个侧边中的每个侧边上的每个电极。第二列902示出了第一列901中每个实施例的电荷移动距离的无量纲比值。第三列903示出了第一列901中每个实施例的平面图。第三列中的图形说明了每个实施例的电极的细节。以行930列903为参考，平面图上的黑色区域示出了顶部电极的几何形状。白色间隙932示出了底部电极的接触点，突出的黑色区域934示出了顶部电极的接触点。图表900的最后一行示出了顶部电极和底部电极的完全接触的周界的比较(可利用顶部电极和底部电极配置实现的点距离的最小总和)。
可以调整相互交错的触点对的数量，以优化顶部电极和底部电极的薄层电阻。在一些实施例中，增加相互交错的触点对的数量可以减小电极的薄层电阻，并在将单电池模块缩放到更大区域时降低功率损失。触点对的数量的增加减少了电荷移动平均距离，并且降低了功率损耗百分比。在一些实施例中，相互交错的触点对的数量的增加可以最大化电极(不论是接触点或汇流条)的低电阻边缘覆盖率。在一些实施例中，最大化边缘覆盖率可包括最大化接触点或形成围绕整个周界的汇流条的连接。在一些实施例中，两个电极与低电阻汇流条的全周接触可最小化功率损耗。全周接触的替选方案是围绕单电池模块的活性区域的周界形成两个电极的相互交错的触点。
参考图8A和图8B，必须与底部电极810和顶部电极830(阳极和阴极)建立的连接被视为用于确定电荷移动距离的无量纲比值的目的的接触。连接包括与阳极连接的第一接触点以及与阴极连接的第二接触点。第二列902示出了点距离的比值，或者单独的电荷从活性区域的任意点必须移动的距离。图表900包括顶部和底部相互交错的电极的接触点。图表900中的所有配置都是用于在每侧具有不同数量的相互交错的触点的4边缘周界接触。每侧具有0.25个触点的第一行910和每侧具有0.5个触点的第二行920是等效的触点数目。每侧具有0.25个触点的第一行910的配置可包括左侧和右侧，左侧是底部电极接触点，右侧是顶部电极接触点。第一行910中示出的两个触点图案在每个电极只包含一个接触点。因此，第一行910作为比较的基础以确定无量纲比值来表征所有其他配置的电荷移动距离。
在一些实施例中，如第二行920中所示和所述的，单电池模块可包括每侧0.5个触点。每侧具有0.5个触点的实施例可包括左侧和右侧的底部电极接触点以及顶侧和底侧的顶部电极接触点。本文所述的实施例可在单电池模块的每侧上形成多个触点或连续的接触，并且可以进一步减少各种配置的电荷移动距离。例如，在x方向和y方向中使用1000点网格，在图表900的列901的每个配置中，到最近电极的点距离之和除以设计为每个电极的每侧的0.25个触点的点距离之和。
图10示出了随活性区域的每个边缘的触点的数量变化的电荷移动距离的无量纲比值。绘图1000示出了沿y轴1010的电荷移动距离的无量纲比值并且对应于图9中的第二列902。绘图1000示出了沿着x轴1020的每个模块边缘的每个电极的触点的数量，该触点的数量对应于图9中的第三列903。随着每个模块边缘的每个电极的触点数量增加超过每侧5个触点，减少的电荷移动距离迅速变得平缓。
图11A示出了根据本发明的实施例的具有相互交错的触点布置的光伏模块的平面图。PV模块1100包括：基底1110、底部电极1120(由电极垫1122示出)、光伏材料层1130和顶部电极1140。光伏电池(photovoltaic cell，PVC)1100示出了具有用于从基底1110提取有效的电荷(电力)的电极垫/接触点连接1112的特定布置的实施例。在一些实施例中，顶部电极垫1132相对于底部电极垫1122的放置可以变化。例如，相对于图8中的单电池模块800每侧包含四个顶部电极垫，PV模块1100每侧只包含一个顶部电极垫1132。
图11B示出了具有互相交错的触点布置的光伏电池1100的部件分解图。图11B包括：基底1110、底部电极1120、光伏材料层1130、顶部电极1140以及电极垫/接触点连接1112的特定布置。应该理解的是，图11B中所示的特定层提供了根据本发明的实施例的具有相互交错的触点的PV的特定布置。根据可替选的实施例，也可以在模块上面形成其他层或触点。此外，图11B中所示的单个的模块层和组件可包括多个子层，这些子层可以以适合于单个的模块的各种布置形成和/或制造。此外，取决于特定的应用，可以添加额外的层或部件，或者可以去除现有的层或部件。本领域普通技术人员将认识到(这些实施例的)许多变化、修改和替代方式。
图12A和图12B示出了根据本发明的实施例的各种几何布置的光伏电池。实现连续的汇流条和/或相互交错的触点的实施例可以促进设计和制造各种尺寸和长宽比。例如，图12A示出了每侧具有8个接触点1212的方形PVC 1210。图12B示出了每侧具有8个接触点1222的矩形PVC 1212。由于接触点的数量可以保持相同，并且沿着侧边1240模块尺寸和触点不会改变，因此可以以最小的缩放和接口变化来实现在第一方向上缩放PVC 1210以制造PVC1212。在一些实施例中，根据设计要求可以容易地改变每侧上的触点的数量。这些设计要求可包括增加触点数量以减小电阻(更短的路径长度)；减少触点数量以简化与应用的电气接触；如果存在连接限制，减少触点的数量以改变接触宽度，以及从一个边缘移除触点。在每侧上的触点数量不需要相等。
除了图12A和图12B中所示的触点的灵活性之外，图13示出了一些实施例的几何形状的灵活性。图13示出了根据本发明的实施例的圆形布置的光伏电池。光伏电池包括第一透明电极层1310，第一透明电极层1310包括连续的第一中央区域1314。该第一透明电极层还包括第一组电极垫1312，该第一组电极垫1312与连续的第一中央区域1314电耦合。光伏电池还包括第二透明电极层1320，该第二透明电极层1320包括连续的第二中央区域1322和第二组接触垫1324，该第二组接触垫1324与该连续的第二中央区域1322电耦合。光伏电池还包括位于第一透明电极层1310与第二透明电极层1320之间的光伏材料层1330。
连续的第一中央区域1314、连续的第二中央区域1322和光伏材料层1330对齐，以形成光伏模块的中央透明区域1350。中央透明区域1350具有包括多个段1352的周界。第一组电极垫中的至少一个电极垫和第二组电极垫中的至少一个电极垫放置在中央透明区域1350的周界的多个段的每一个段上。
由于不再考虑子电池的大小和连接的额外复杂度，因此可以使用单电池模块设计实现非矩形几何形状。单电池模块设计可应用于其他标准形状甚至不对称抽象的几何形状。本领域普通技术人员将认识到(这些实施例的)许多变化、修改和替代方式。
图14示出了接触单电池模块1400的各种方法的透视图。在一些实施例中，特定应用将影响接触方法的选择。例如，可以使用焊接连接1410来形成与单电池模块1400的接触，以用于不需要频繁连接/断开环路的应用。在一些实施例中，还可以使用各向异性电子连接器1420(例如，ZEBRA连接器)来实现与单电池模块1400的接触，各向异性电子连接器1420由橡胶或弹性体基质中的交替导电和绝缘区域组成。各向异性电子连接器1420在压缩进刚性固定装置中时，可以与单电池模块1400的相互交错的触点电接触。在一些实施例中，可以使用连接到接触点的引脚连接1430。在一些实施例中，交替的引脚连接1430可以连接/捆绑在一起(在PCB或一些其他组合电路上)，以提供用于向单电池模块1400施加负载的单个阳极和单个阴极连接。在一些实施例中，可以使用伸缩式玻璃(flex-on-glass，FOG)各向异性导电粘合剂1440来制造与单电池模块的接触。各向异性导电材料可用作各向异性导电粘合剂1440。除了所示的实施例外，还可以采用其他永久性或临时性的接触方法，如鳄鱼夹(alligator clip)、定制夹具等。接触部件的电阻可能非常低，通过这些组件的功率损耗可以忽略不计。
图15A是根据本发明的实施例的具有用于一个或多个电极的周界汇流条的单电池模块的截面图。图15B是根据本发明的实施例的具有用于一个或多个电极的周界汇流条的单电池模块的透视图。图15A示出了图15B在A线上的截面图。
单电池模块1500可包括底部电极层1510，底部电极层1510包括顶部表面、底部表面和多个侧面。在一些实施例中，底部电极层1510可由对可见光透明的材料构成。在一些实施例中，第一组接触垫1554可以制造在与底部电极层1510相同的层中。底部电极层1510和第一组接触垫1554都可以包括一个或多个低电阻接触点1556。单电池模块1500还可包括一个或多个光伏材料层1520，光伏材料层1520包括顶部表面，底部表面和多个侧面。在一些实施例中，一个或多个光伏材料层1520可对可见光透明。在一些实施例中，单电池模块可包括顶部电极层1530，顶部电极层1530包括顶部表面、底部表面和多个侧面。顶部电极层1530可对可见光透明。
在一些实施例中，单电池模块可包括周界汇流条1540和汇流条延伸部1550。周界汇流条1540可以与顶部电极的多个侧边的每一个侧边的至少一部分接触，以提供用于在顶部电极1530中提取的电荷通过该低电阻通路到达单电池模块的边缘上的汇流条延伸部1550的低电阻通路。可以根据需要设计不同的汇流条布局，以将电荷输送到不同的位置以进行接触。在一些实施例中，如图16所述，还可以使用类似的周界汇流条来帮助从底部电极移动电荷。在一些实施例中，周界汇流条1540是不透明的并且可以限定为，例如，与尺寸孔、活性区域1560(图15A中所示)组合，活性区域1560是光可以照射在单电池模块1500上的位置。活性区域1560可包括顶部电极1530的连续的中央区域、光伏材料层1520的连续的中央区域以及底部电极1510的连续的中央区域。
在一些实施例中，图15A和图15B中所示的周界汇流条1540提供了在电极和接触点1556之间传输电流的通路。底部电极层1510可包括一个或多个电极垫1552。每个电极垫可具有一个或多个接触点1556，以形成单电池模块1500的接口。在一些实施例中，两组或更多组电极垫可以相互交错。例如，第一组电极垫1554可以与底部电极层1510电气隔离。周界汇流条1540可以与第一组电极垫1554电接触。第二组电极垫1552可以与底部电极1510电接触。
图16A是根据本发明的实施例的具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的平面图。单电池模块1600包括：基底1610、第二汇流条1620、底部电极1630、一个或多个光伏材料层1640、顶部电极1650和第一汇流条1660。在一些实施例中，第一汇流条1660和第二汇流条1620分别在顶部电极1650和底部电极1610上形成围绕整个模块周界的接触。在具有四侧边模块的一些实施例中，整个模块周界可以被分成具有第一汇流条1660和第二汇流条1620的四个扇形体，该第一汇流条1660和第二汇流条1620在四个扇形体的每一个扇形体中形成触点。在一些实施例中，为了最大化边缘接触，第二汇流条1620可以围绕整个模块周界(所有四个侧边)与底部电极1610完全接触，并且第一汇流条1660可以围绕整个模块周界(所有四个侧边)与顶部电极1650完全接触。为了避免第一汇流条1660和第二汇流条1620之间的电接触，可以在顶部电极1650或第一汇流条1660与第二汇流条重叠的任何地方图案化覆盖第二汇流条1620的绝缘层。
图16B是根据本发明的实施例的具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的第一横截面视图。图16C是根据本发明的实施例的具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的第二横截面视图。图16B是对应于图16A中的线16B的横截面。图16C是对应于图16A中的线16C的横截面。
在一些实施例中，一个或多个光伏材料层1640和可选的缓冲材料可以用作在顶部电极1650与底部电极1610之间重叠处的隔离缓冲件。一个或多个光伏材料层1640和可选的缓冲材料也可用于隔离第一汇流条1660层和第二汇流条1620层。图16B示出了第一汇流条1660，该第一汇流条1660与顶部电极1650电接触并且延伸到模块的第一边缘1670。第一汇流条1660通过光伏材料层1640与底部电极和底部汇流条1660隔离。图16C示出了第二汇流条1620，该第二汇流条1620与底部电极1610电接触并且延伸到模块的第二边缘1680。第二汇流条1620通过光伏材料层1640与顶部电极1650和第一汇流条1660隔离。在一些实施例中，额外的绝缘层(未图示)可以沉积在底部汇流条1620上，以作为绝缘体来隔离底部汇流条1620与顶部电极1650或底部汇流条1620与顶部汇流条1660的电接触。
如上所述，一种用于降低由电极层的电阻引起的功率损耗的方法是使用能够提供围绕整个模块周界的与电极层接触的汇流条。为了最大化边缘接触，底部汇流条可以配置为围绕整个模块周界(即，所有四个侧边)与底部电极接触，并且顶部汇流条可以配置为围绕整个模块周界(即，所有四个侧边)与顶部电极完全接触。在其他实施方式中，为了避免底部汇流条(和底部电极)与顶部汇流条(和顶部电极)之间的电接触，底部汇流条(和底部电极)和/或顶部汇流条(和顶部电极)中的切口区域可用于将顶部汇流条和/或底部汇流条连接到单电池模块的接触垫。
图17A至图17F示出了具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的每一层的分解。图17A示出了可包括基底层1710的单电池模块1700。在一些实施例中，基底层1710可包括：一个或多个电极垫，所述一个或多个电极垫包括一个或多个底部电极垫和/或与底部电极垫电气隔离的一个或多个隔离电极垫。图17B示出了可以与基底层1710耦合的第一汇流条层1720。在一些实施例中，第一汇流条层可具有形成在其中的开口或空穴。
图17C示出了可以在第一汇流条层的开口或空穴中制造的第一电极层1730。在一些实施例中，第一电极层1730可以是不透明电极层、透明电极层或它们的一些组合。在其他实施例中，可以围绕第一电极层1730的周界形成绝缘材料。图17D示出了一个或多个光伏材料层1740，该光伏材料层1740可以与基底层1710、第一汇流条层1720和第一电极层中的一个或多个耦合。在一些实施例中，一个或多个光伏材料层1740可以是常规光的伏材料、有机光伏材料或它们的一些组合。在一些实施例中，一个或多个光伏材料层1740可以是透明的。
图17E示出了可以与一个或多个光伏材料层1740耦合的第二电极层1750。第二电极层1750可以是不透明电极层、透明电极层或它们的一些组合。图17F示出了可以与第二电极层1750耦合的第二汇流条层1760。在一些实施例中，可选的绝缘体和一个或多个光伏材料层1740可以将第二汇流条层1760和第二电极层1750与第一汇流条层1720和第一电极层1730电气隔离。应该理解的是，图17A至图17F中所述的特定层提供了用于形成透明光伏单电池模块的特定实施例。本领域普通技术人员将认识到(这些实施例的)许多变化、修改和替代方式。
图17G示出了具有与电极周界接触的汇流条的单电池模块的部件分解图。单电池模块1700包括：基底层1710、第一汇流条层1720、第一电极层1730、一个或多个光伏材料层1740、第二电极层1750和第二汇流条层1760。应该理解的是，图17G中所示的特定层提供了根据本发明的实施例的具有与电极的周界接触的汇流条的单电池模块的特定布置。根据可替选的实施例，也可以在其上形成其他层或接触。此外，图17G所示的单个的模块层和部件可包括多个子层，这些子层可以以适合于单个的模块的各种布置来形成和/或制造。此外，依据特定的应用，可以添加额外的层或部件，或者可以去除现有的层或部件。本领域普通技术人员将认识到(这些实施例的)许多变化、修改和替代方式。
图18A至图18J示出了根据本发明的实施例的具有提供与电极层接近全周接触的汇流条的示例性的单电池模块的每一层的分解。单电池模块1800可包括：底部电极层1810、底部汇流条层1820、活性层1830、顶部电极层1840和顶部汇流条层1850。如上所述，或者为了清晰起见，本文中的引用在参考各种附图时使用了底部/顶部的命名法，但是应该理解，可以使用替代的制造工艺和电池设计，其中使用第一/第二或左/右命名法也是合适的。
图18A示出了底部电极层1810，该底部电极层1810可包括：透明导电材料层或薄金属层(4nm至12nm)，所述透明导电材料层例如为掺铟氧化锡(ITO)层、掺铝氧化锌(AZO)层、掺锑氧化锡(ATO)层、掺氟氧化锡(FTO)层、掺铟氧化锌(IZO)层或薄金属层，该薄金属层例如为与有机(例如，小分子)或无机(例如，金属氧化物)介电层偶合的铝、银、金等。底部电极层1810可包括底部电极1812，其中底部电极1812可包括连续的中央区域以及延伸超出单电池模块1800的中央透明区域的多个延伸区域1814。在一些实施例中，延伸区域1814可以扩展到单电池模块1800的第一组电接触点1860。图18B示出了通过部分的单电池模块1815制成的底部电极层。
图18C示出了底部汇流条1820，该底部汇流条1820可以形成在底部电极层1810上或至少部分在底部电极层1810内。底部汇流条1820可以实现为C形底部汇流条1822，该C形底部汇流条1822可包括切口区域1824和一个或多个延伸区域1826。延伸区域1826可用于将底部汇流条1822和底部电极1812连接到单电池模块1800的电极垫(未图示)上。切口区域1824可用于将顶部电极层1840连接到单电池模块1800底部的接触垫上，以使得可以避免底部汇流条1822(和底部电极1812)与顶部汇流条(和顶部电极)之间的电接触。图18D示出了第二部分单电池模块1825，其包括形成在底部电极层1810上或至少部分在底部电极层1810内的底部汇流条1820。
图18E示出了活性层1830，该活性层1830可以形成在底部电极层1810和/或底部汇流条层1820上，并且可包括如上所述的一个或多个光伏材料层，例如碲化镉(CdTe)材料层、硅材料层或展示光电效应的另一材料层。活性层1830可包括可以至少部分地覆盖底部汇流条1822的C形部分的区域1832，以作为顶部电极(和顶部汇流条)和底部电极1812(和底部汇流条1822)之间的隔离层。图18F示出了第三部分单电池模块1835，其包括形成在底部电极层1810上的活性层1830，以及形成在底部电极层1810上或至少部分在底部电极层1810内的底部汇流条1820。
图18G示出了顶部电极层1840，该顶部电极层1840可以形成在活性层1830的一侧上与底部电极层1810相对。顶部电极层1840可包括顶部电极1842，该顶部电极1842可包括位于单电池模块1800的活性区域的连续的中央区域。在一些实施方式中，顶部电极1842可包括延伸超出单电池模块1800的活性区域的一个或多个延伸区域1844。延伸区域1844可用于将顶部电极1842连接到单电池模块1800底部的接触垫。图18H示出了第四部分单电池模块1845，其包括形成在活性层1830顶部上的顶部电极层1840，活性层1830可形成在底部电极层1810上。
图18I示出了顶部汇流条层1850，该顶部汇流条层1850可以形成在顶部电极层1840上或至少部分在顶部电极层1840内。顶部汇流条层1850可包括顶部汇流条1852。在一些实施方式中，顶部汇流条1852可包括C形区域且可包括切口区域1854。缺口区域1854可以与底部汇流条1822上的延伸区域1826对齐。在一些实施方式中，顶部汇流条1852可包括没有切口区域的环形区域。顶部汇流条1852可包括一个或多个延伸区域1856。延伸区域1856可以与底部汇流条1822上的切口区域1824对齐。延伸区域1856可用于将顶部汇流条1852连接到单电池模块1800底部的接触垫。图18J示出了制造的单电池模块1845，其包括底部电极层1810、底部汇流条层1820、活性层1830、顶部电极层1840和顶部汇流条层1850的对齐层。
图18K是示例性的单电池模块的部件分解图，该示例性的单电池模块具有提供与电极层接近全周接触的汇流条。如上所述，单电池模块1800可包括底部电极层1810、底部汇流条层1820、活性层1830、顶部电极层1840和顶部汇流条层1850的对齐层。底部电极层1810可以形成在基底上。在图18B所示的示例中，底部汇流条1822可以形成在底部电极层1810的顶部。在一些实施方式中，底部汇流条1822可以形成在底部电极层1810的底部表面或至少部分地形成在底部电极层1810内。活性层1830可以形成在底部电极1812或汇流条1822的顶部。顶部电极1842可以形成在活性层1830上，活性层1830可以隔离顶部电极1842和底部电极1812。顶部汇流条1852可以形成在顶部电极1842的顶部。
在一些实施例中，除了降低电极层的电阻或作为降低电极层的电阻替代方式，可以使用多结(multi-junction)电池模块经由增加单电池模块的输出电压同时限制单电池模块的输出电流来提高单电池模块的效率。如上所述，在低电流下工作可有助于进一步降低电阻功率损耗。
图19是示出了根据本发明的实施例的示例多结电池模块的截面图。多结电池模块1900可包括多个结(或活性层)，所述结通过相邻结(或活性层)之间的互连串联连接，以形成叠层结构。如图19所示，多结电池模块1900可包括活性层1(1980)，活性层2(1960)，活性层3(1940)，……活性层N(1920)。活性层可以通过相应的互连层1970、互连层1950、互连层1930等串联连接。顶部电极层1910可以形成在活性层N(1920)上，底部电极层1990可以与活性层1(1980)接触。每个活性层和相邻互连层(或顶部电极层1910和底部电极层1990)可以形成子电池。
在多结电池模块1900中，每个子电池中产生的电流可以串联地流到电极。例如，在一些实施方式中，在活性层1(1980)中产生的空穴可以与在活性层2(1960)中产生的电子在互连层1970处重新结合。在活性层2(1960)中产生的空穴可以与在活性层3(1940)中产生的电子重新结合，等等。这样，只有来自活性层N(1920)的空穴和来自活性层1(1980)的电子可以在相应的电极处被收集以产生光电流。在其他一些实施方式中，活性层和电极可被配置为使得仅有来自活性层1(1980)的空穴和来自活性层N(1920)的电子可在相应电极处被收集以产生光电流。多结电池模块1900中的净输出电流可以由在所有子电池中产生最小电流的子电池限制。因为子电池是串联的，所以多结电池模块1900的输出电压可以等于子电池的开路电压的和。对于具有由相同活性层制成的N个子电池的多结电池，由多结电池产生的净短路电流大约为(JSC,单电池/N)，并且由多结电池产生的净开路电压大约为(VOC,单电池×N)，其中JSC,单电池是单结电池的净短路电流，VOC,单电池是单结电池的开路电压。因为净电流通过因子N减小了，所以由电极的电阻(即使没有变化)导致的功率损耗也可以通过因子N减小。因此，与单结电池相比，可以提高多结电池的整体效率。
多结电池比单结电池对面积缩放也更有效，因为多结电池与单结电池相比在最大功率点(JMP)下具有较低的电流密度和在最大功率点(VMP)下具有较大的电压。因为功率损耗与JMP成正比且与VMP成反比，所以减小JMP和增大VMP可以降低多结电池中的功率损耗。
图20A至图20E示出了电流密度与电压的关系图，例如具有不同数量的结和电池面积的多结电池模块的电流密度与电压的关系图。图20A是示出了具有约0.05cm2的活性区域的双结电池以及具有约2.5cm2的活性区域的双结电池的电压和电流密度之间的关系的关系图2010。图20B是示出了具有约0.05cm2的活性区域的四结电池以及具有约2.5cm2的活性区域的四结电池的电压和电流密度之间的关系的关系图2020。图20C是示出了具有约0.05cm2的活性区域的六结电池以及具有约2.5cm2的活性区域的六结电池的电压和电流密度之间的关系的关系图2030。图20D是示出了具有约0.05cm2的活性区域的八结电池以及具有约2.5cm2的活性区域的八结电池的电压和电流密度之间的关系的关系图2040。图20E是示出了具有约0.05cm2的活性区域的十结电池以及具有约2.5cm2的活性区域的十结电池的电压和电流密度之间的关系的关系图2050。
图20F是示出了以上关于图20A至图20E所述的具有不同数量的结和电池面积的示例多结电池模块的性能参数的图表2060。如上所述，功率损耗通常与产生的电流成正比，与产生的电压成反比。如图20A至图20F所示，增加结的数量可以减小从电池提取的总电流和增加电压，如图20A所示。因此，多结电池的功率损耗可以随着结的数量的增加而减少，并且，随着结的增加，具有较大活性区域的多结电池的平均效率可以接近于具有较小活性区域的多结电池的平均效率。图20F示出了面积比例因子大于95％可在所有结上实现，并且面积比例因子可以随着结数的增加而增加。
除了降低功率损耗之外，多结电池还可以提供其他好处。许多电池充电应用使用3.3V、5V甚至更高电压的输入电压。多结电池可以允许单电池模块的输出电压达到这些较高的电压。例如，单结电池可具有小于1V的输出电压(例如，约0.8V)。通过串联结合多个结，整体电压可以高很多，例如10V或更高。
来自模块的输出电压可以使用降压或升压转换器(或其他类型的调节器)进行调制，降压或升压转换器(或其他类型的调节器)下调或升高电压，以匹配应用电路的输入电压。任何的调节(电压上升或下降)都可能造成功率损失，从而降低效率。阶段性降压通常比阶段性升压更有效，因为阶段性降压调节器可能不会使用与阶段性升压调节器一样多的部件。因此，调整模块使模块的输出电压与给定应用的输入电压相匹配是可取的。在一些实施方式中，为了不同的应用，可以更改结的数量以改变输出电压。在一些实施方式中，为了产生不同的输出电压电平，可调整层堆叠结构而非电池的数目以改变模块的输出电压，以使得可不需要改变布局或任何其他模块的几何形状。
图21是示出了固定装置组件的部件分解图，该固定装置组件配置成与本文所述的单个电池模块接合。在一些实施例中，固定装置组件2100可包括：顶部固定装置2110、封装的单电池模块2120、一个或多个连接器2130、底部固定装置2140和/或印刷电路板(printedcircuit board，PCB)2150，以将单个电池模块与其他模块和/或设备集成。在一些实施例中，一个或多个连接器2130可包括可在每个接触点处焊接或夹持到封装的单电池模块2120的一条或多条导线或其他导电材料。在一些实施例中，一个或多个连接器2130可包括ZEBRA连接器，该ZEBRA连接器按压并接触玻璃上的电极触点，且在另一侧连接到印刷电路板2150，印刷电路板2150结合来自每个电极的所有触点以输出2个接触点(一个用于阳极，一个用于阴极)。然后这两个输出触点可以被连接，无论是期望用于测试或连接到负载供电。在一些实施例中，一个或多个连接器也可以使用弹性电子连接器(注册商标ZEBRA连接器)来实现，弹性电子连接器由橡胶或弹性体基质中的交替导电和绝缘区域组成。这些连接器，当压缩进刚性固定装置中时，可以与封装的单电池模块2120的相互交错的触点形成良好的电接触，并传导电荷通过PCB 2150上的接触垫。固定装置组件可以减小由与单电池模块2120接口连接引起的电阻，并最小化来自模块输出的功率损耗。
应该理解的是，本文描述的具体步骤和设备提供了制造根据本发明的实施例的明显透明的光伏模块的特定方法。根据可选实施例，还可以执行其他步骤序列。例如，本发明的可选实施例可以以不同的顺序执行上面概述的步骤。而且，本发明所述的单个的步骤和设备可包括多个子步骤，这些子步骤可以以适合于个别的实施例的各种顺序执行。此外，取决于具体应用，可以添加或删除额外的步骤和组件。本领域普通技术人员将认识到(这些实施例的)许多变化、修改和替代方式。
可以理解的是，本文所述的示例和实施例仅用于说明的目的，并且据此所作的各种修改或改变将被建议给本领域技术人员，且将被包括在本申请的精神和范围内以及附加的权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.一种光伏模块，包括：
第一透明电极层，其由第一薄层电阻表征；
第二透明电极层；
光伏材料层，其位于所述第一透明电极层与所述第二透明电极层之间；以及
第一汇流条，其具有低于所述第一薄层电阻的第二薄层电阻；
其中，所述第一透明电极层、所述第二透明电极层和所述光伏材料层具有形成所述光伏模块的中央透明区域的对齐区域，所述中央透明区域包括多个侧边；并且
所述第一汇流条与毗邻于所述中央透明区域的所述多个侧边的每一个侧边的至少一部分的所述第一透明电极层接触。
2.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述第一汇流条包括围绕所述光伏模块的所述中央透明区域的C形导电材料区域。
3.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述第一汇流条形成围绕所述光伏模块的所述中央透明区域的闭环。
4.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述光伏材料层包括串联连接的五个或多于五个结。
5.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述光伏材料层包括串联连接的多个结。
6.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述第一透明电极层或所述第二透明电极层包括掺铟氧化锡、掺氟氧化锡层、掺铝氧化锌层、掺锑氧化锡层、掺铟氧化锌层或薄金属层。
7.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于：
所述第二透明电极层由第三薄层电阻表征；并且
所述光伏模块还包括：
第二汇流条，其与毗邻于所述中央透明区域的所述多个侧边的每一个侧边的至少一部分的所述第二透明电极层电接触，所述第二汇流条具有比所述第二透明电极层的所述第三薄层电阻低的第四薄层电阻。
8.根据权利要求7所述的光伏模块，其特征在于：
所述第二汇流条包括围绕所述光伏模块的所述中央透明区域的C形或闭环导电材料区域。
9.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述第一透明电极层、所述第二透明电极层和所述光伏材料层中的每一层在所述中央透明区域中是连续的。
10.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述光伏材料层包括串联连接的多个结。
11.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述光伏模块与信息显示器集成在一起。
12.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述第一透明电极层和所述第二透明电极层中的每一层包括掺铟氧化锡、掺氟氧化锡层、掺铝氧化锌层、掺锑氧化锡层，掺铟氧化锌层或薄金属层。
13.一种光伏模块，包括：
第一透明电极层，包括：
连续的第一中央区域；和
第一组电极垫，其与所述连续的第一中央区域电耦合；
第二透明电极层，包括：
连续的第二中央区域；和
第二组电极垫，其与所述连续的第二中央区域电耦合；以及
光伏材料层，其位于所述第一透明电极层与所述第二透明电极层之间；
其中，所述连续的第一中央区域、所述连续的第二中央区域、所述光伏材料层对齐，以形成所述光伏模块的中央透明区域，所述中央透明区域包括多个侧边；并且
所述第一组电极垫中的至少一个电极垫和所述第二组电极垫中的至少一个电极垫定位在所述中央透明区域的所述多个侧边的每一个侧边上。
14.根据权利要求13所述的光伏模块，其特征在于，在俯视图中，所述第一组电极垫相对于所述第二组电极垫相互交错地定位。
15.根据权利要求13所述的光伏模块，其特征在于，所述光伏材料层包括串联连接的多个结。
16.根据权利要求13所述的光伏模块，其特征在于，所述光伏材料层包括串联连接的五个或多于五个结。
17.根据权利要求13所述的光伏模块，其特征在于，所述第一透明电极层和所述第二透明电极层中的每一层包括掺铟氧化锡、掺氟氧化锡层、掺铝氧化锌层、掺锑氧化锡层、掺铟氧化锌层或薄金属层。
18.根据权利要求13所述的光伏模块，其特征在于，还包括：
汇流条，其与毗邻于所述中央透明区域的所述多个侧边中的每一个侧边的所述第一透明电极层接触，所述汇流条具有第一薄层电阻，
其中，所述第一透明电极层具有大于所述汇流条的第一薄层电阻的第二薄层电阻。
19.根据权利要求13所述的光伏模块，其特征在于，还包括：
汇流条，其与毗邻于所述中央透明区域的所述多个侧边中的每一个侧边的所述第二透明电极层接触，所述汇流条具有第三薄层电阻，
其中，所述第二透明电极层具有大于所述汇流条的第三薄层电阻的第四薄层电阻。
20.根据权利要求13所述的光伏模块，其特征在于，还包括：
连接器，其与多个所述第一组电极垫和多个所述第二组电极垫电耦合，其中，所述连接器包括弹性电子连接器、各向异性导电材料或印刷电路板中的至少一个。
21.一种光伏模块，包括：
第一透明电极层，包括：
连续的第一中央区域；和
第一组电极垫，其与所述连续的第一中央区域电耦合；
第二透明电极层，包括：
连续的第二中央区域；和
第二组电极垫，其与所述连续的第二中央区域电耦合；以及
光伏材料层，其位于所述第一透明电极层与所述第二透明电极层之间；
其中，所述连续的第一中央区域、所述连续的第二中央区域、所述光伏材料层对齐，以形成所述光伏模块的中央透明区域，所述中央透明区域具有包括有多个段的周界；并且
所述第一组电极垫中的至少一个电极垫和所述第二组电极垫中的至少一个电极垫定位在所述中央透明区域的所述周界的所述多个段的每一个段上。
22.根据权利要求21所述的光伏模块，其特征在于：
所述光伏模块的所述中央透明区域为圆形；并且
所述光伏模块的所述中央透明区域包括多个扇区，每个扇区对应于所述中央透明区域的所述周界的所述多个段中的一段。
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