CN111095786A - 太阳能屋顶瓦的封装 - Google Patents

太阳能屋顶瓦的封装 Download PDF

Info

Publication number
CN111095786A
CN111095786A CN201880056696.6A CN201880056696A CN111095786A CN 111095786 A CN111095786 A CN 111095786A CN 201880056696 A CN201880056696 A CN 201880056696A CN 111095786 A CN111095786 A CN 111095786A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar roof
roof tile
photovoltaic
solar
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880056696.6A
Other languages
English (en)
Inventor
博比·杨
彼特·P·阮
塞思·M·温格
皮奥特·扎贾克
卡莱布·A·科莱博
珍尼弗·L·王
久本杰明·衡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tesla Inc
Original Assignee
Tesla Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesla Inc filed Critical Tesla Inc
Publication of CN111095786A publication Critical patent/CN111095786A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25—Roof tile elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D1/00—Roof covering by making use of tiles, slates, shingles, or other small roofing elements
    • E04D1/29—Means for connecting or fastening adjacent roofing elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D1/00—Roof covering by making use of tiles, slates, shingles, or other small roofing elements
    • E04D1/30—Special roof-covering elements, e.g. ridge tiles, gutter tiles, gable tiles, ventilation tiles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/0201—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising specially adapted module bus-bar structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0488—Double glass encapsulation, e.g. photovoltaic cells arranged between front and rear glass sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/36—Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D12/00—Non-structural supports for roofing materials, e.g. battens, boards
    • E04D12/004—Battens
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D1/00—Roof covering by making use of tiles, slates, shingles, or other small roofing elements
    • E04D1/30—Special roof-covering elements, e.g. ridge tiles, gutter tiles, gable tiles, ventilation tiles
    • E04D2001/308—Special roof-covering elements, e.g. ridge tiles, gutter tiles, gable tiles, ventilation tiles for special purposes not otherwise provided for, e.g. turfing tiles, step tiles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一个实施例提供了太阳能屋顶瓦模块。该模块包括：多个并排设置的太阳能屋顶瓦；以及多个瓦垫片。该太阳能屋顶瓦相互之间电气地和机械地连接。在两个邻近的太阳能屋顶瓦之间设置一个瓦垫片，从而避免漏水。太阳能屋顶瓦包括前盖、后盖以及位于前盖和后盖之间的多个光伏条。每个光伏条包括位于第一表面边缘上的第一边缘主栅和位于第二表面的相对侧边缘上的第二边缘主栅；该多个光伏条设置为光伏条的第一边缘主栅与其邻近的光伏条的第二边缘主栅叠放，从而形成光伏条之间的串联。

Description

太阳能屋顶瓦的封装
技术领域
本发明一般涉及太阳能模块技术。更具体地，本发明涉及太阳能屋顶瓦模块。
定义
“太阳能电池片(Solar Cell)”或“电池片(Cell)”指能够将光转换为电的光伏结构。电池片可为任意尺寸和任意形状，而且可由多种材料制成。例如，太阳能电池片可以是在硅片上制成的光伏结构，或在衬底材料(例如，玻璃、塑料、或能够支撑光伏结构的任何其它材料)上的一个或多个薄膜上制成的光伏结构，或在硅片和薄膜的组合上制成的光伏结构。
“太阳能电池条(Solar Cell Strip)”，“光伏条(Photovoltaic Strip)”或“条(Strip)”)指的是光伏结构(例如太阳能电池)的一部分或一段。一个光伏结构可划分为多个条。条可为任意形状和任意尺寸。条的宽度可以与长度相同，也可以不同。先前已划分的条还可以继续划分成多个条。
“级联(Cascade)”指的是通过在其边缘或其边缘附近的电极将太阳能电池片或电池条电耦合的物理连接方式。有多种方式将邻近光伏结构物理连接。其中一种方式为在相邻结构的边缘处或边缘附近将其叠放，例如一个边在正极侧，另一个边在负极侧。这种叠放工艺有时被称为“叠瓦(Shingling)”。两个或多个级联的光伏结构或条可被称为“级联串(Cascaded String)”或更简单地称为“串(String)”。
“指栅线(Finger Lines)”，“指栅电极(Finger Electrodes)”，和“细栅线(Fingers)”指的是光伏结构的用于收集载流子的细长导电(例如金属的)电极。
“主栅”(Busbar)，“主栅线”(Bus Line)”，或“主栅电极(Bus Electrode)”指的是光伏结构的、用于聚集两个或以上指栅线所收集的电流的、细长的导电(例如：金属的)电极。主栅通常比指栅线宽，可以沉积(或以其他方式放置)在光伏结构之上或之内的任何位置。单个光伏结构可具有一个或多个主栅。
“光伏结构(Photovoltaic Structure)”可以指太阳能电池片、一段电池片、或太阳能电池条。光伏结构不限于通过任何特定方法制作的任何装置。例如，光伏结构可以是晶硅基太阳能电池片、薄膜太阳能电池片、非晶硅基太阳能电池片、多晶硅基太阳能电池片、或以上各电池片的电池条。
“太阳能屋顶瓦(Solar Roof Tile)”指的是不仅能通过吸收太阳能发电还能用作传统屋顶瓦的太阳能组件。
背景技术
随着用于制造太阳能电池板的光伏技术的发展，太阳能深受那些希望减少其碳足迹并降低其月度能源费用的业主的喜爱。在过去的十年内，装配太阳能电池板的住宅房屋的数量增长显著。但是，传统的屋顶太阳能电池板常常会露出部分屋顶，从而错过机会收集尽可能多的太阳能。此外，这些传统的屋顶太阳能电池板可能具有工业化外观，从而其外观常常无法吸引业主。
另一方面，太阳能瓦是与传统的屋顶瓦外观相似的太阳能模块。除了将太阳光转化成电，太阳能瓦还以与传统瓦相同的方式保护屋顶免受天气的侵害。这样，业主可以将屋顶变为发电设备同时保持传统的屋顶式样。
将高效的光伏结构封装入可耐受不同甚至有时极端天气环境的屋顶瓦并非易事。此外，各太阳能瓦之间的电连接也须全天候防护。进一步地，太阳能瓦也须易于安装。
发明内容
一个实施例提供了一种太阳能屋顶瓦模块。该太阳能屋顶瓦模块可以包括：多个并排设置的太阳能屋顶瓦；多个瓦垫片。太阳能屋顶瓦可以电和机械的方式相互连接。各瓦垫片可以设置在两个相邻太阳能屋顶瓦之间，从而避免透过太阳能屋顶瓦模块漏水。各太阳能屋顶瓦可以包括前盖、后盖、以及位于前盖和后盖之间的多个光伏条。每个光伏条可以包括位于第一表面边缘上的第一边缘主栅和位于第二表面的相对边缘上的第二边缘主栅；光伏条可设置为一光伏条的第一边缘主栅与一邻近光伏条的第二边缘主栅叠放，从而形成光伏条之间的串联。
在上述实施例的变形例中，垫片可进一步配置为机械耦合两个邻近的太阳能屋顶瓦。
在上述实施例的变形例中，前盖可由钢化玻璃制成。
在上述实施例的变形例中，太阳能屋顶瓦模块可以包括一对接线盒以便于太阳能屋顶瓦模块和邻近太阳能屋顶瓦模块之间的电耦合，其中的一个接线盒可以安装在一个特定太阳能屋顶瓦的后盖上。
在另一变形例中，接线盒可以包括附接垫以及电耦合在附接垫上的导线。附接垫可以配置为经由该特定太阳能屋顶瓦后盖上的通孔与封装在该特定太阳能屋顶瓦内部的光伏条电接触，以及导线的至少一部分可以通过全天候防护外套得到保护。
在上述实施例的变形例中，相邻的太阳能屋顶瓦可以通过一个或多个金属极耳彼此电耦合。
在另一变形例中，垫片可以包括凹形空间，该凹形空间配置用于为金属极耳提供通道。
在另一变形例中，太阳能屋顶瓦可以进一步包括应力消除连接器，该应力消除连接器配置用于将光伏条的暴露边缘主栅电耦合至一个或多个金属极耳。
在另一变形例中，应力消除连接器可以包括与该暴露边缘主栅耦合的多个弯曲金属导线。
在上述实施例的变形例中，多个太阳能屋顶瓦可相互并联电耦合。
在上述实施例的变形例中，通过将基本上呈方形的一光伏结构划分成n个相等的部分可以获得各光伏条，而且太阳能屋顶瓦模块可以包括n个太阳能屋顶瓦。
在上述实施例的变形例中，太阳能屋顶瓦的后盖可以包括延伸超过前盖边界的背板，后盖的延伸部分可以形成钉条以便于太阳能屋顶瓦和挂瓦条之间的机械耦合。
附图说明
图1A示出了光伏结构前表面上的示例性导电网格图案。
图1B示出了光伏结构背表面上的示例性导电网格图案。
图2A示出了以级联方式叠放的一串光伏条。
图2B示出了该串级联光伏条的侧视图。
图3A示出了根据本发明一个实施例的房上太阳能屋顶瓦的示例性配置。
图3B示出了根据本发明一个实施例的示例性太阳能屋顶瓦。
图3C示出了根据本发明一个实施例的示例性太阳能屋顶瓦。
图4A示出了根据本发明一个实施例的示例性太阳能屋顶瓦模块的顶视图。
图4B示出了根据本发明一个实施例的主栅和金属极耳之间通过应力消除连接器相耦合。
图4C示出了根据本发明一个实施例的弯曲导线的放大视图。
图4D示出了根据本发明一个实施例的示例性太阳能屋顶瓦模块的顶视图。
图4E示出了根据本发明一个实施例的瓦模块的示例性配置。
图5A示出了根据本发明一个实施例的太阳能屋顶瓦模块内部的两个相邻太阳能屋顶瓦的部分顶视图。
图5B示出了根据本发明一个实施例的沿切面A-A’的横断面图。
图5C示出了根据本发明一个实施例的示例性垫片的透视图。
图5D示出了根据本发明一个实施例的示例性垫片的透视图。
图5E示出了根据本发明一个实施例的示例性垫片的透视图。
图5F示出了根据本发明一个实施例的示例性垫片的透视图。
图6A示出了根据本发明一个实施例的示例性瓦模块的底视图。
图6B示出了根据本发明一个实施例的沿切面B-B’的横断面图。
图6C示出了根据本发明一个实施例的通孔的顶视图。
图6D示出了根据本发明一个实施例的示例性密封圈。
图7A示出了根据本发明一个实施例的示例性附接垫。
图7B示出了根据本发明一个实施例的位于接线盒内部的附接垫。
图8A示出了根据本发明一个实施例的具有模块间耦合电缆的示例性瓦模块的底视图。
图8B示出了根据本发明一个实施例的位于邻近太阳能屋顶瓦模块之间的模块间垫片。
图9示出了根据本发明一个实施例的太阳能屋顶瓦模块的示例性制作过程。
在以上附图中，相同的附图标记指代相同的部件。
具体实施方式
提供下文描述之目的在于使本领域技术人员能够实现和使用本发明实施例，并且所述描述是在特定应用及其要求的背景下提供的。对本文公开的实施例进行的各种修改对本领域技术人员来说均是显而易见的，而且本文所限定的一般原则可用于其他实施例而不会脱离本公开的精神和范围。因此，本发明不受限于所示出的实施例，从而具有与所公开原则和特征一致的最宽泛的范围。
综述
本发明的实施例提供的方案是为了解决光伏封装以形成太阳能屋顶瓦模块这一技术问题。级联的光伏条可夹持在由钢化玻璃制成的两个盖之间从而形成瓦。多个瓦(例如：3个)可以彼此电和机械耦合以形成瓦模块。多个太阳能屋顶瓦之间的并联电耦合可以减少内电阻。一对接线盒可以附装在每个瓦模块的背面以使多个瓦模块之间相互连接。
具有级联条的太阳能屋顶瓦
美国专利申请号14/563,867披露了并行连接的多个(例如3个)级联太阳能条串可以减少太阳能模块的内电阻。一般来说，电池片可被划分为多个(例如：n个)电池条，而单个模块可含有多串并联的级联条(串的数量可与电池片内条的数量相同，也可不同)。如果某串所包含的条的数量与传统单串模块内的未划分光伏结构的数量相同，该串能够输出的电压大致与传统模块相同。多个串可以并联从而形成模块。如果模块所含条数与电池所含条数相同，该模块能够输出的电流大致与传统模块相同。另一方面，该模块的总内电阻可以是单串的电阻的一部分(例如，1/n)。因此，一般来说，n值越大，模块的总内电阻越小，而可以从该模块输出的电力越高。但是，弊处在于随着n值的增加，将多个串相互连接所需的连接器的数量也会增加，从而增大接触电阻。此外，n值越大，单一的电池片需要划分成更多的条，从而因为单一电池板使用了更多的电池条，相应的生产成本得以增加而总体可靠性会降低。
确定n值的另一个考虑因素是电极与电极在其上形成的光伏机构之间的接触电阻。该接触电阻越大，为有效减少电池板的总内电阻所需要的n值可能会越大。因此，对于特定类型的电极，可能会需要不同的n值，以充分减少电池板的总内电阻，从而弥补生产成本增加与可靠性降低带来的弊端。例如，基于银浆或铝的传统电极可能要求n值大于4，因为将银浆丝印和烧结至电池片上的过程不会在电极和其下的光伏结构之间产生理想的电阻。在本发明的一些实施例中，可以使用物理气相沉积(PVD)和电镀铜(作为电极材料)的组合法制作既有主栅又有指栅线的电极。生成的铜电极具有比铝或丝印银浆电阻更小的电阻。因此，可使用更小的n值以获得更小的电池板内电阻。在一些实施例中，n值选择为3，低于具有银浆电极或其他类型电极的电池片一般所需的n值。因此，在单一电池片上可以划出两道沟槽以将电池片划分为三个条。
除更低的接触电阻外，电镀铜电极对切割过程中可能发生的微观裂纹具有更好的容限。而此种微观裂纹对具有银浆电极的电池片可能会产生不利影响。另一方面，即使光伏结构中存在微观裂纹，镀铜电极依然可以保持整个电池片表面的导电性。铜电极对微观裂纹的更大的容限性使得可以使用更薄的硅片制造电池片。从而在电池片上划出的沟槽可浅于在较厚的晶圆上划出的沟槽，而这又便于提高划片过程的工作效率。申请日为2011年8月29日，发明名称为“具有电镀网格的太阳能电池”的美国专利申请号13/220，532中披露了利用铜镀法在光伏结构上形成低电阻电极的更多细节，该专利申请以其全部内容通过引用并入本文。
图1A示出了根据本发明一个实施例的位于光伏结构前表面上的示例性网格图案。在图1A所示的实施例中，网格102包括三个子网格，例如子网格104。三个子网格的构造使得该光伏结构可以被划分为3个条。为实现级联，每个子网格均需要配置一边缘主栅，该边缘主栅即可位于边缘上，也可位于边附缘近。在图1A所示的实施例中，每个子网格包括沿相应条的长边延伸的边缘主栅(“边缘”在此处指各个条的边)以及沿与条的短边平行的方向延伸的多个平行指栅线。例如，子网格104可以包括边缘主栅106以及多个指栅线(诸如指栅线108、110)。为便于随后的激光辅助划片和切割过程，在相邻子网格之间插入预定的空白空间(即未被电极覆盖的空间)。例如，划定空白空间112以使子网格104与邻近子网格分开。在一些实施例中，空白空间(诸如空白空间112)的宽度可以在0.1mm和5mm之间，优选地在0.5mm和2mm之间。更宽的空间会导致对划片操作的更高的容限，而更窄的空间会更有效提升电流的收集，因此二者之间需要折衷。在另一实施例中，该种空白空间的宽度可以为1mm左右。
图1B示出了根据本发明一个实施例的位于光伏结构背面上的示例性网格图案。在图1B所示的实施例中，背面网格120包括三个子网格，例如子网格122。为实现级联和双面操作，背面子网格可以与正面子网格对应。更具体地，背面边缘主栅需要位于与正面边缘主栅相对的边的附近。在图1A和1B所示的实施例中，正面和背面子网格具有相似的图案，不同之处在于正面边缘主栅和背面边缘主栅位于条的两个相对边的附近。此外，背面导电网格120上的空白空间的位置与正面导电网格102上的空白网格的位置相对应，从而网格线不会干扰后续划片-切割工艺。在实践中，光伏结构正面的指栅线图案可与后面的指栅线图案相同，也可不同。
在图1A和1B所示的实施例中，指栅线图案可与包括连续的、非断裂的环线。例如，如图1A所示，指栅线108和110均可包括具有圆角的相连环线。这种“环线”型指栅线图案可以降低长时间使用后指栅线从光伏结构上脱落的可能性。可选地，连接并行线的部分可宽于指栅线的其他部分，以提供更好的耐用性以及避免脱落。除图1A和1B所示的图案外，其他图案(诸如非环线直线或不同形状的环线)也是可能的。
为形成级联串，电池片或电池条(例如：作为应用于常规方形电池的划片-切割过程的结果)可以与叠放边级联。图2A示出了根据本发明一个实施例的级联条串。在图2A中，条202、204和206按如下方式堆叠：条206与邻近条204部分叠放，而条204又与(位于相对侧的)条202部分叠放。这种条串形成的图案与屋顶瓦相似。每个条包括分别位于顶面和底面相对边处的顶部和底部边缘主栅。条202和204通过位于条202顶部表面处的边缘主栅208和位于条204底部表面处的边缘主栅210彼此耦合。为建立电耦合，条202和204按如下方式放置：底部边缘主栅210位于顶部边缘主栅208上部并与其直接接触。
图2B示出了根据本发明一个实施例的级联条串的侧视图。在图2A和2B所示的实施例中，所述条可以是6英寸方形或准方形光伏结构的一部分，其中每个条的尺寸约为2英寸*6英寸。为减少遮挡，相邻条之间的重合应尽可能地小。在一些实施例中，各单独主栅(均位于顶部表面和底部表面)位于条的最合适的边缘处(如图2A和2B所示)。同一级联图案可以沿一整行的条延伸以形成串联的串。
图3A示出了根据本发明一个实施例的房子上的太阳能屋顶瓦的示例性配置。在本实施例中，太阳能屋顶瓦300可以像传统瓦那样安装在房子上，并可同时用作传统屋顶瓦以及太阳能电池片。特别地，太阳能屋顶瓦可以与其他瓦一起放置以避免漏水。同时，两个相邻瓦之间电连接以将多个瓦相互连接成模块，从而多个太阳能屋顶瓦可共同提供电力。
由于传统的屋顶瓦的尺寸可以为数英寸*数英寸(例如：7英寸*10英寸)，太阳能屋顶瓦可以具有相似尺寸以仿拟传统的屋顶瓦。例如，太阳能屋顶瓦可以包括并排设置的两个6英寸太阳能电池片。为减少内电阻，每个6英寸太阳能电池片可被划分为3个条，从而该6个条可依次级联以形成串联串，然后将该串联串封装在两个盖之间。朝向太阳的顶盖可由玻璃制成，底盖可由玻璃或不透明材料制成，诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，含氟聚合物，聚氟乙烯(PVF)，聚四氟乙烯(PTGE)和聚酰胺。在一些实施例中，底盖也可以包括嵌入防潮用隔离材料层之间的金属(如铝)层。
图3B示出了根据本发明一个实施例的示例性太阳能屋顶瓦。太阳能屋顶瓦302包括顶玻璃盖304和太阳能电池片306和308。图3B未示出太阳能屋顶瓦302的底盖。太阳能电池片306和308可以是传统的方形或准方形太阳能电池，例如6英寸太阳能电池片。在一些实施例中，每个太阳能电池片306和308均可划分为尺寸相似的3个独立条。例如：太阳能电池片306可以包括条312、314和316。上述条可这样排列：相邻条在边缘处部分叠放，与图2A-2B所示的排列方式相似。为便于描述，图3B未示出包括指栅线和边缘主栅的电极网格。
在图3B所示的实施例中，太阳能屋顶瓦的底盖的尺寸可以与顶盖相似。实际上，只要所施加的封装可以妥当地保护两盖之间的光伏条，底盖的尺寸也可与顶盖的尺寸不同。在一些实施例中，底盖可以包括比前盖稍大的非玻璃背板。例如，该背板可以比前盖稍长，从而形成延伸超过前盖边缘的突出部分。该突出部分可以是将太阳能屋顶瓦耦合至屋顶挂瓦条的耦合机构的一部分。例如，可以使用钉子或螺钉将太阳能屋顶瓦钉在屋顶挂瓦条上或拧紧在屋顶挂瓦条上。
图3C示出了根据本发明一个实施例的示例性太阳能屋顶瓦。太阳能屋顶瓦322可以包括前盖324和后盖326。后盖326可以在至少一个方向上稍长于前盖324，从而形成突出部分328。在太阳能屋顶瓦322安装过程中，工人可以把钉子(例如，钉子330、332、和334)钉在突出部分328上，从而将太阳能屋顶瓦322连接至其下的屋顶挂瓦条。这样，太阳能屋顶瓦可以使用与安装传统屋顶瓦非常相似的方式进行安装。
如上文所述，六个串联条(或一块瓦)的输出电压大约为6×Voc，而该块瓦的电流大约为Jsc/3，其中Voc和Jsc分别为原始方形太阳能电池的开路电压和短路电流。在一些实施例中，三块瓦可以并排放置并平行电耦合到一起从而形成瓦组或瓦模块。该瓦组或模块的输出电压和电流分别大约为6×Voc和Jsc。换句话说，瓦模块的输出电压和电流与具有6个未划分的串联耦合的方形太阳能电池片的模块的输出电压和电流相似。在安装过程中，各个瓦模块可以像铺设传统瓦模块那样一次只铺装一个瓦模块。
图4A示出了根据本发明一个实施例的示例性太阳能屋顶瓦模块的顶视图。太阳能模块400可以包括并排设置的太阳能屋顶瓦402、404、和406。太阳能屋顶瓦402、404和406可以与图3B示出的太阳能屋顶瓦302或图3C示出的太阳能屋顶瓦322相似。每个太阳能屋顶瓦可以包括封装在前后盖之间的6个级联条，这意味着位于级联条串相对边的主栅具有相反的极性。例如，如果太阳能屋顶瓦402的条的最左侧边缘主栅具有正极，那么条的最右侧边缘主栅会具有负极。通过电耦合具有同一极性的主栅，可以建立瓦的并联。
在图4A所示的实施例中，太阳能屋顶瓦的排列方式为面向太阳的那一侧具有相同的极性，从而同一极性的边缘主栅会均位于左边或右边。例如，所有太阳能屋顶瓦的最左侧边缘主栅可为正极，而所有太阳能屋顶瓦的最右侧边缘主栅可为负极；反之亦然。在图4A中，所有条的左侧边缘主栅为正极(表示为“+”号)并位于条的朝向太阳面(或前面)，而所有条的右侧边缘主栅为负极(表示为“-”号)并位于背面。基于太阳能电池的分层结构设计，本实施例中的边缘主栅的极性和位置可不同于图4A所示出的极性和位置。
经由金属极耳410将所有最左侧主栅电耦合到一起并经由金属极耳412将所有最右侧主栅电耦合到一起，从而可以形成瓦的并联。金属极耳410和412也被称为连接主栅线，一般用于将各个太阳能电池片或串互连接。可以用导体材料(诸如铜)进行冲压、切割或以其他方式形成金属极耳。铜具有较高的导电性且为成本较低的连接器材料。但是，也可以使用其他导电材料，例如银、金或铝。特别地，银或金可用做涂层材料以避免铜或铝的氧化。在一些实施例中，金属极耳可全部或部分使用已事先加热以具有超弹力的合金。合适的合金可以包括例如铜锌铝(CuZnAl)、铜铝镍(CuAlNi)、或铜铝铍(CuAlBe)。此外，本文披露的金属极耳的材料可以整体或部分进行处理以改变机械特性。例如，金属极耳410和412可以整体或部分地进行锻造(例如，以增加强度)、退火(例如，以增加韧性)、和/或回火(例如，以增加表面硬度)。
特殊设计的应力消除连接器有利于金属极耳和主栅之间的耦合。在图4A中，可使用应变连接器416以耦合主栅414和金属极耳410。当金属(例如，铜)和硅的热膨胀系数不一致时，需要这样的应力消除连接器。更具体地，当太阳能屋顶瓦受热或受冷时，金属比硅基光伏条更易膨胀或收缩，从而在金属极耳和光伏条之间的焊接结合处形成剪切力。特殊设计的应力消除连接器可以帮助减轻太阳能屋顶瓦的破坏性热胀冷缩效应。
如图4A所示，金属极耳(如极耳410、412)可以与具有相反极性的应力消除连接器的路径相交。为避免光伏条的短路，部分金属极耳和/或应力消除连接器可以涂覆一层隔离膜或外裹隔离材料片。
图4B示出了根据本发明一个实施例的主栅和金属极耳之间通过应力消除连接器相耦合。应力消除连接器416可以包括细长连接构件418和多个弯曲金属导线(例如弯曲金属导线420)。细长连接构件418可沿与主栅414大致平行的方向延伸。在一些实施例中，可使用与金属极耳类似的制造方式和材料来制造细长连接构件418。为建立电耦合，细长连接构件418和金属极耳410可以直接物理接触。在一些实施例中，为增加接触面积，细长连接构件418的一端还可以增大。在图4B所示的实施例中，细长连接构件418和金属极耳410以分立部件示出。实际上，连接构件418和金属极耳410也可由单一材料形成，例如由箔片模切或激光切割而成。
弯曲金属导线可从细长连接构件418横向延伸。弯曲金属导线和细长连接构件418也可由单一材料形成，例如由箔片模切或激光切割而成。但是，在某些情形下，一个或多个弯曲线可通过任何合适的电连接(例如由钎焊、熔焊、和粘接形成的连接)附接至连接构件418。
图4C示出了根据本发明一个实施例的弯曲导线的放大视图。每个弯曲导线(例如，弯曲导线420)均可在横向和垂直方向上以非线性的形式(例如，具有非线性几何形状)从连接构件418延伸至主栅414。非线性几何形状可以包括其中心沿曲线的路径(例如，沿位于最外层边之间的一系列中心的点延伸的路径)或沿导线任何面或边延伸的路径。具有非线性几何形状的弯曲导线可具有(但非强制要求)沿延伸路径的对称性。例如，弯曲导线的一个边或一个边的部分可以是直线，而相对边可以包括一个或多个曲线、切口、或延长。具有非线性几何形状的弯曲导线可以在非线性部分之前、之后、和/或之间具有直线部分。非线性几何可以包括沿第一轴(例如：X轴)横向延伸的蔓延路径，而该蔓延路径重复地改变(例如以正弦波或螺旋方式)与第一轴垂直的一个或多个其他轴(例如，Y轴和/或Z轴)的负极和正极方向中的一个方向。尽管本文披露的弯曲导线使用弯曲的轮廓，非线性几何形状可由一系列直线构建；例如，蔓延形状(诸如方形或锯齿形卷曲)可以形成非线性几何形状。
图4C进一步示出了每个弯曲导线可以端接在主栅上的焊盘以形成电连接。例如，弯曲导线420端接在位于主栅414上的焊盘422。焊盘422可以为方形，并支撑预定数量的用于回流焊接的钎焊材料。在一些实施例中，焊接盘可以是主栅设计的一部分。
瓦也可有其他布局。例如，太阳能屋顶瓦也可以如下方式排列：不同瓦的朝向太阳的面可具有不同的电极性。图4D示出了根据本发明一个实施例的示例性太阳能屋顶瓦模块的顶视图。太阳能模块430可以包括并排设置的太阳能屋顶瓦432、434、和436。太阳能屋顶瓦432和436可以具有同样的极性设置，其中它们最左侧的边缘主栅为正极，最右边的边缘主栅为负极。相比较而言，太阳能屋顶瓦434最左侧的边缘主栅可以为负极，而太阳能屋顶瓦434的最右侧边缘主栅可以为正极。因此，经由金属极耳438将太阳能屋顶瓦432和436的最左侧边缘主栅与太阳能屋顶瓦434的最右边缘主栅耦合，并通过金属极耳440将太阳能屋顶瓦432和436的最右侧边缘主栅与太阳能屋顶瓦434的最左边缘主栅耦合，从而实现并联连接。
在图4A和4D所示的实施例中，只要能实现电耦合，形成太阳能屋顶瓦模块的其他瓦布局方式也是可以的。在一些实施例中，还可以形成瓦的串联耦合以替代瓦模块内的瓦的并联耦合，图4E示出了根据本发明一个实施例的瓦模块的示例性配置。瓦模块450可以包括太阳能屋顶瓦452、454、和456。每个瓦可以包括以图2A和2B所示方式排列的多个(例如6个)级联太阳能电池条。更进一步地，金属极耳可用于邻近瓦内所含的光伏条的互联。例如，金属极耳458可以将条460的正面与条462的背面相连，从而建立条460和462之间的串联耦合。尽管图4E的例子显示光伏条互联的3个金属极耳，也可以使用其他数量的金属极耳。进一步地，每个太阳能屋顶瓦可以包含形状和尺寸各异的更少或更多个级联条。
瓦垫片
在图4A-4E所示的实施例中，太阳能屋顶瓦模块可以包含相互电耦合的多片(例如，3片)瓦。在实践中，多片瓦也可以机械地相互耦合从而在铺设到屋顶时作为整体单元工作。尽管有许多方式可以将多个瓦机械耦合成一个模块，期望提供一种耦合机制，其不会增加对太阳能电池片的遮挡，也不会对太阳能屋顶瓦的外观产生重大变化。在一些实施例中，两个相邻太阳能屋顶瓦之间可以插入垫片以将太阳能屋顶瓦机械耦合到一起。除提供机械耦合外，垫片还可以在相邻瓦的接触界面提供漏水保护。
图5A示出了根据本发明一个实施例的太阳能屋顶瓦模块内部的两个相邻太阳能屋顶瓦的部分顶视图。太阳能屋顶瓦502和504通过垫片510相互耦合到一起。为便于说明，垫片506被示出为具有阴影线图案，从而区别于太阳能屋顶瓦的其他部件(例如光伏条和后盖)。在实践中，垫片510的表面颜色可以与光伏条(例如条506和508)和后盖的颜色相似，从而使太阳能屋顶瓦模块的外观一致。在一些实施例中，太阳能屋顶瓦的整个表面可以呈黑色。垫片510可以包括中央部分和两翼；其中中央部分位于太阳能屋顶瓦502和504之间，各翼插设在太阳能屋顶瓦的前盖和后盖之间。在一些实施例中，以这样的方式设计垫片510：两翼的外缘延伸至光伏条506和508的边缘附近。两翼也可以延伸超过光伏条的边缘。在此种情形下，两翼可放置在光伏条之下以避免遮挡。
可在两盖之间施加密封剂材料，诸如EVA(醋酸乙烯乙酯)。这样，在层压后，垫片510的左翼可以封装在太阳能屋顶瓦502内而垫片510的右翼可以封装在太阳能屋顶瓦504内，从而像桥梁一样机械耦合瓦502和504。垫片的尺寸和形状可不同于图5A所示，只要垫片的一部分可以封装在一个太阳能屋顶瓦内而垫片的另一部分可以封装在与该太阳能屋顶瓦邻近的太阳能屋顶瓦内。例如，两翼的宽度可与中央部分相近，而非两翼宽度更窄。因此，从俯视的视角看，垫片可以呈矩形。
可用于制作垫片的材料要求机械强度和全天候防护。此外，垫片还要有足够的柔韧性以容许相邻瓦之间的较小的相对位移。在一些实施例中，两翼均可稍微折弯(例如在+3°和-3°范围内)以允许瓦的相对位移。例如，在大风情况下，瓦可以轻微地移位。柔韧的垫片可以避免在此种天气条件下对瓦的损害。在一些实施例中，垫片可由聚四氟乙烯(PTFE)制成，例如
Figure BDA0002393609380000181
(位于特拉华州威灵顿的科慕公司(Chemours Company)的注册商标)。
图5A还示出了金属极耳512和514，该金属极耳用于电耦合封装在不同瓦内的光伏条。更具体地，条506的右边缘主栅与金属极耳512耦合，条508的左边缘主栅与金属极耳514耦合。如图5A所示，为提供瓦间耦合，金属极耳512和514需要能够从一个瓦接到另一个瓦，意思是它们需要经过垫片510。在一些实施例中，垫片510设计为形成凹陷空间以允许金属极耳穿过垫片510到达邻近瓦。在一些实施例中，垫片510可由UV吸收材料制成以保护穿过垫片510的金属极耳。
图5B示出了根据本发明一个实施例的沿切面A-A’的横断面图。垫片510的顶面和底面可分别大致上对准玻璃顶盖522和玻璃底盖524。垫片510可以包括位于一端附近的凹陷区域，而非实心件。因此，来自一个太阳能屋顶瓦的金属极耳512和514可以通过该凹陷区域穿过垫片510以到达下一个太阳能屋顶瓦。密封剂526可以填充玻璃顶盖522和玻璃底盖524之间的空间。此外，密封剂526可以填充垫片510的凹陷区域，从而包围金属极耳512、514。层压后，通过固化的密封剂526使金属极耳512、514固定就位。
图5C示出了根据本发明一个实施例的示例性垫片的透视图。在图5C中，垫片530可以包括中央部分532和侧翼534、536。在部署时，中央部分532可以设置在两个邻近太阳能屋顶瓦之间，而侧翼534、536可以夹持在两个邻近太阳能屋顶瓦的前盖和后盖之间。考虑到前后盖的厚度，侧翼534和536的厚度可小于中央部分532的厚度。中央部分532可以包括凹陷空间538，使得金属极耳穿过该凹陷空间从而将邻近瓦电耦合。只要其允许金属极耳穿过，垫片的形状可不同于图5C所示的形状。图5D示出了根据本发明一个实施例的示例性垫片的透视图。垫片540的中央部分可以包括在高度上被截头的部分，从而形成供金属极耳从一片瓦到达下一片瓦的通道。图5E示出了根据本发明一个实施例的垫片的一个或多个示例。在图5E中，通道552可以形成在垫片550的中央部分内。
在图5C～5E所示的示例中，侧翼的宽度小于中央部分的宽度。在实践中，侧翼的宽度可以与中央部分的宽度相同，如图5F所示。图5F示出了根据本发明一个实施例的另一示例性垫片。更宽的侧翼可以提供更好的漏水保护和更稳固的机械耦合。在图5F中，通道562可以形成在垫片560的中央部分内。注意，图5A～5F仅用于说明目的，并非按比例绘制。附图中所示出的尺寸不反映垫片的真实比例。
模块间耦合
在图4A和4B所示的实施例中，瓦模块可以包括多个互连的太阳能屋顶瓦。更具体地，每个模块内的太阳能屋顶瓦可通过金属极耳并联电耦合，其中金属极耳与光伏条共同封装在瓦内。模块间耦合需要外部导线。例如，每个太阳能屋顶瓦可以具有正极导线和负极导线以输出电力。根据太阳能屋顶的布局，通过外部导线可以实现太阳能屋顶瓦的串联耦合、并联耦合，或串并联耦合。
在一些实施例中，通过在瓦的后盖上的合适位置开设通孔并与封装在瓦内的金属极耳建立电接触，可以实现太阳能模块的外部导线。
图6A示出了根据本发明一个实施例的示例性瓦模块的底视图。为说明之目的，太阳能屋顶瓦的底盖被示出为透明。在实践中，底盖一般是非透明的，例如具有深色涂层的底板或玻璃。瓦模块600包括太阳能屋顶瓦602、604、和606，而且每片瓦可以包括多个(例如6个)级联光伏条。金属极耳608和610将太阳能屋顶瓦并联耦合，从而正极的边缘主栅耦合至金属极耳608，负极的边缘主栅耦合至金属极耳610。若将太阳能屋顶瓦模块600视为电池，金属极耳608和610可分别提供正极和负极输出。因此，通过允许外部导线与金属极耳608、610的接触，可以经由外部导线从瓦模块600输出电力。在一些实施例中，可在瓦模块600的后盖开设通孔以实现一对外部导线和金属极耳608和610之间的电接触。
在图6A中，分别在瓦602和606的后盖开设通孔612和614。更具体地，通孔612可位于金属极耳608的一部分的上方，而通孔614可开设于金属极耳610的一部分的下方。为避免密封件填充通孔，在一些实施例中，在层压工序之前，先在每个通孔内插入垫圈(例如：橡胶或PTFE O-形环)。
图6B示出了根据本发明一个实施例的沿切面B-B’的横断面图。图中的箭头指示太阳光的方向。在图6B中，光伏条622位于后盖624和前盖626之间，而金属极耳608邻近光伏条622的正面设置。金属极耳608与位于光伏条622的正面上的主栅线耦合。通孔628开设在后盖624上，位于金属极耳608的一部分的正上方。垫圈630插入通孔628以形成通往金属极耳608的无阻通道。密封剂632可以填充前盖626和后盖624之间的剩余空隙。如图6B所见，通孔628和垫圈630可以形成通往金属极耳608的无阻通道。通过精心地设计垫圈630的尺寸与形状以与通孔628的尺寸与形状相匹配，可以避免层压过程中密封剂632对金属极耳608的污染。
图6C示出了根据本发明一个实施例的通孔的顶视图。在图6C中，经由通孔628，露出金属极耳608的一部分。图6D示出了根据本发明一个实施例的示例性密封圈。在一些实施例中，垫圈630可与O形圈相似。
在一些实施例中，可以将特殊设计的附接垫(一般由金属制成)插进垫圈。附接垫可以包括一个扁平(有时为圆形)部件和一个延伸柱，其中该平面部件与金属极耳的暴露部分接触而该延伸柱延伸到垫圈表面和后盖之外。光伏条的主栅、金属极耳和附接垫共同形成从光伏条的一侧到瓦外表面的导电路径。在一些实施例中，附接垫的延伸柱可被包围在接线盒内部，从而为附接垫提供电绝缘和天气保护。
图7A示出了根据本发明一个实施例的示例性附接垫。附接垫700可以包括接触垫702、延伸柱704、和导线耦合器706。当插入垫圈时，接触垫702可直接接触与光伏条主栅电耦合的金属极耳的暴露部分。延伸柱704可设计为其长度大于后盖的宽度。导线耦合器706位于延伸柱704的端部并可配置用于耦合至导线。附接垫700可由低电阻金属材料制成，例如铜(Cu)。在一些实施例中，可使用接线盒全天候保护附接垫(尤其是导线耦合器706和导线之间的耦合)。此外，接线盒可以将附接垫与模块的其它部件隔离，从而避免漏水或短路。
图7B示出了根据本发明一个实施例的位于接线盒内部的附接垫。更具体地，图7B示出了位于接线盒附近的太阳能屋顶瓦的放大视图。太阳能屋顶瓦720可以包括后盖722、前盖724、以及封装在后盖722和前盖724之间的光伏条726。金属极耳728与光伏条726上的主栅(例如边缘主栅)接触并用于将光伏条726和封装在邻近太阳能屋顶瓦内的光伏条耦合。通孔712可以开设在后盖722内，位于金属极耳728的一部分的正上方。可基于太阳能屋顶瓦模块的其他部件(诸如接线盒、模块间垫片等)的位置和/或尺寸确定通孔712的位置。垫圈714可插设于通孔712中以避免密封剂在层压过程中填充通孔712。从而密封剂730可以填充后盖722和前盖724之间的剩余空间。
接线盒710可设置在后盖722上，位于通孔712的正上方。附接垫可贯穿插入垫圈714，使得接触垫702与金属极耳728直接物理连接。在一些实施例中，为确保低电阻接触，金属极耳728可以包括与接触垫702接触的扩宽部分。附接垫的延伸柱704从通孔712延伸至接线盒710内。在接线盒710内，导线716可与附接垫的导线耦合器706耦合。在一些实施例中，导线716可以包括裸铜线。耦合可包括金属与金属接触。除从接线盒710引出外，导线716还可以插入全天候护套718。接线盒710也可以是全天候防护的。这样，从太阳能屋顶瓦模块的外表面到光伏条的电耦合可获得全天候保护，从而实现模块间耦合。
图8A示出了根据本发明一个实施例的具有模块间耦合电缆的示例性瓦模块的底视图。太阳能屋顶瓦模块800可以包括三个太阳能屋顶瓦802、804、和806。在一些实施例中，太阳能屋顶瓦802、804和806可通过金属极耳808和810并联耦合。例如，金属极耳808可以耦合至所有太阳能屋顶瓦的正极主栅，而金属极耳810可以耦合至所有太阳能屋顶瓦的负极主栅。太阳能屋顶瓦模块800可以包括接线盒812和814，二者均位于太阳能屋顶瓦模块800的背面。与图7B所示出的接线盒710相似，接线盒812和814有助于全天候导线与耦合太阳能屋顶瓦的金属极耳之间的电耦合。例如，接线盒812便于全天候导线816与金属极耳808之间的电耦合。类似地，接线盒814便于全天候导线818与金属极耳810之间的电耦合。因此，全天候导线816和818分别与所有太阳能屋顶瓦的正极和负极电耦合。每个全天候导线还可以包括电缆耦合器(也是全天候的)，该电缆耦合器用于耦合另一瓦模块的导线。导线816包括电缆耦合器820，而导线818包括电缆耦合器822。在屋顶铺设过程中，根据屋顶的布局和电气设计，安装工人可以使用全天候导线将各个瓦模块相互连接。还可以使用附加的高压线-主栅连接电缆(bussing cables)以方便模块间电耦合。
在图8A所示的实施例中，接线盒位于边缘太阳能屋顶瓦的后盖上。例如，接线盒812位于最左侧太阳能屋顶瓦802的后盖上，接线盒814位于最右侧太阳能屋顶瓦806的后盖上。在实践中，接线盒可位于太阳能屋顶瓦模块的背面上的任何位置，只要接线盒内的附接垫能够接入到(例如能够接触到)将瓦互连的金属极耳。接线盒的位置有时会受到瓦模块其他部件的尺寸或位置的限制。例如，模块间垫片可以插设在相邻瓦模块之间以确保铺设在屋顶的瓦模块可以提供全天候保护。接线盒可能需要设置在不会妨碍模块间垫片的位置。例如，不像图8A所示那样设置在瓦模块的边缘附近，而是设置在远离瓦模块边缘的位置或设置在瓦模块的中央位置。
图8B示出了根据本发明一个实施例的位于邻近太阳能屋顶瓦模块之间的模块间垫片。模块间垫片830设置在瓦模块832和834之间的联接处。为防止漏水，模块间垫片830可以部分地与瓦模块832和834的后盖叠设。更具体地，需要垫片830和后盖严密耦合。因此，接线盒836和838需要设置在远离相应光伏串边缘之处，如图8B所示。为便于接线盒内的附接垫与光伏条直接接触，在一些实施例中，一个附加的主栅(例如，主栅840)可以设置在远离相应光伏条的边缘之处。
瓦模块制作
图9示出了根据本发明一个实施例的太阳能屋顶瓦模块的示例性制作过程。该制作过程可以包括获得光伏条串(操作902)。更具体地，可以通过将一标准的方形或准方形太阳能电池片划分成多个部分以获得光伏条；而通过级联位于边缘的多个条，可以形成条串。这种级联方式实现了条的互联。光伏条级联串的详细描述可见于2015年8月13日申请的发明名称为“光伏结构切割系统”的美国专利申请号14/826,129、2015年9月25日申请的发明名称为“用于光伏结构级联的系统和方法”的美国专利申请号14/866,766、2015年7月20日申请的发明名称为“用于光伏结构划片的系统和方法”的专利申请号14/804,306、2015年9月25日申请的发明名称为“用于在光伏结构上精确涂覆导电胶的方法和系统”的专利申请号14/866,806、以及2015年9月25日申请的发明名称为“用于光伏结构定向退火的系统和方法”的专利申请号14/866,817；以上专利申请的公开内容通过引用并入本文。
在一些实施例中，各个太阳能屋顶瓦可以包括一个串，每个串可以包括6个级联条。串的输出端是位于串的相对侧和边缘的主栅。还可以向串添加额外的主栅以应对接线盒的空间限制。额外的主栅可以沿边缘主栅设置但要远离边缘。形成串之后，可将应力消除连接器附接在合适的主栅上(例如，边缘主栅或远离边缘的额外主栅)(操作904)。可使用各种电耦合方法将应力消除连接器附接至主栅，包括但不限于钎焊、熔焊、以及使用导电胶粘接。因为主栅可以位于光伏串的相对两侧，可能需要翻转串以将应力消除连接器附接到主栅上。
然后，可以将多个串排列成与瓦模块形状对应的矩阵或阵列形状(操作906)。例如，为获得具有三个并排设置的瓦的瓦模块(例如，图4A所示)，可将三个串沿一条直线排列(操作906)。类似地，可以将多个太阳能屋顶瓦的前盖排列式样可与瓦模块的式样相对应(操作908)，并且可以将前密封剂层铺设到盖上(操作910)。
在一些实施例中，三个不同的盖(每个盖与相应的瓦对应)可用于瓦模块。可替代地，三块瓦可共用一个玻璃盖，在玻璃盖上刻蚀出间隙以形成看起来像三个独立屋顶瓦的外观。在又一个实施例中，瓦模块的前盖可以包含三块独立的玻璃，而瓦模块的后盖可以仅包含一块玻璃。类似地，该密封剂层可以是三块分立的材料或一块连续的材料。
从而，可以将串阵列转移到封装剂层和盖之上(操作912)，并且可以将垫片插入相邻瓦之间(操作914)。注意，如果前盖和后盖是由一整块玻璃制成，可以不使用垫片。
然后铺设金属极耳(例如，图4A所示金属极耳410和412)使其直接与应力消除器接触(操作916)。接着，将背面密封剂层和后盖放置到串阵列之上(操作918)。在一些实施例中，瓦模块的背面密封剂层和后盖可以包括通孔，并且可以将垫圈插入通孔内。这些通孔的位置与后续附接的接线盒的位置相对应。然后进行层压过程以将串、应力消除连接器、和金属极耳封装在前后盖之间(操作920)。插设进通孔内的垫圈形成了通往金属极耳的暴露金属部分的通畅路径。
层压后，对瓦模块的边缘进行修边(操作922)，并且附接接线盒(操作924)。附接接线盒可以包括将接线盒内的附接垫插入垫圈的中心。可以将其他屋顶铺设部件(例如可以便利将瓦模块附接至屋顶挂瓦条上的部件)附接至瓦模块的背面以完成制作过程(操作926)。
以上对各实施例的描绘仅以说明和描述为目的。它们的目的并非穷尽所有的实施例或将本发明限制在所披露的形式上。相应地，许多修改和变化对本领域技术人员来说是显而易见的。此外，以上披露的目的并不在于限制本发明。

Claims (20)

1.一种太阳能屋顶瓦模块，包括：
并排设置的多个太阳能屋顶瓦，其中所述太阳能屋顶瓦相互电气地和机械地连接；以及其中各所述太阳能屋顶瓦包括：
前盖；
后盖；以及
位于所述前盖和所述后盖之间的多个光伏条，其中每个所述光伏条包括位于第一表面边缘上的第一边缘主栅和位于第二表面的相对侧边缘上的第二边缘主栅；其中所述多个光伏条设置为所述光伏条的第一边缘主栅与其邻近的所述光伏条的第二边缘主栅叠放，从而形成所述光伏条之间的串联；以及
一个或多个瓦垫片，其中各所述瓦垫片设置在两个相邻的所述太阳能屋顶瓦之间，从而避免透过所述太阳能屋顶瓦模块漏水。
2.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦模块，其中所述垫片进一步配置为将相邻的两个所述太阳能屋顶瓦机械地连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦模块，其中所述前盖由钢化玻璃制成。
4.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦模块，进一步包括一对接线盒以便于所述太阳能屋顶瓦模块和邻近的所述太阳能屋顶瓦模块之间的电气地连接，其中一个所述接线盒安装在一个特定太阳能屋顶瓦的后盖上。
5.根据权利要求4所述的太阳能屋顶瓦模块，其中所述接线盒包括:
附接垫，所述附接垫配置为经由所述特定太阳能屋顶瓦的所述后盖上的通孔与封装在所述特定太阳能屋顶瓦内部的所述光伏条电接触；
以及与所述附接垫电气地连接的导线，其中所述导线的至少一部分通过全天候防护外套得到保护。
6.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦模块，其中相邻的所述太阳能屋顶瓦通过一个或多个金属极耳彼此电气地连接。
7.根据权利要求6所述的太阳能屋顶瓦模块，其中所述垫片包括凹陷空间，所述凹陷空间被配置为所述金属极耳提供通道。
8.根据权利要求6所述的太阳能屋顶瓦模块，其中所述太阳能屋顶瓦进一步包括应力消除连接器，所述应力消除连接器被配置为将所述光伏条的暴露边缘主栅电气地连接至所述金属极耳中的一个。
9.根据权利要求8所述的太阳能屋顶瓦模块，其中所述应力消除连接器包括电气地连接至所述暴露边缘主栅的多个弯曲金属线。
10.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦模块，其中所述多个太阳能屋顶瓦相互以并联的方式电气地连接。
11.根据所述权利要求1所述的太阳能屋顶瓦模块，其中通过将基本上呈方形的光伏结构分割成n个相等的部分获得各所述光伏条，其中所述太阳能屋顶瓦模块包括n个太阳能屋顶瓦。
12.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦模块，其中所述太阳能屋顶瓦的所述后盖包括延伸超过所述前盖的边界的背板，其中所述后盖的延伸部分形成钉条以便于所述太阳能屋顶瓦机械地和挂瓦条连接。
13.一种太阳能屋顶瓦，包括：
前盖；
后盖；以及
位于所述前盖和所述后盖之间的多个光伏条，其中每个所述光伏条包括位于第一表面边缘上的第一边缘主栅和位于第二表面的相对侧边缘上的第二边缘主栅；其中所述多个光伏条设置为所述光伏条的第一边缘主栅与其邻近的所述光伏条的第二边缘主栅叠放，从而形成所述光伏条之间的串联。
14.根据权利要求13所述的太阳能屋顶瓦，其中所述前盖由钢化玻璃制成。
15.根据权利要求13所述的太阳能屋顶瓦，进一步包括位于所述前盖与所述后盖之间的密封剂层，其中所述光伏条嵌在所述密封剂层内。
16.根据权利要求13所述的太阳能屋顶瓦，进一步包括一个或多个金属极耳，所述金属极耳配置为将太阳能屋顶瓦电气地连接至邻近的所述太阳能屋顶瓦。
17.根据权利要求16所述的太阳能屋顶瓦，其中所述金属极耳经由凹陷空间从所述太阳能屋顶瓦延伸至邻近的所述太阳能屋顶瓦，所述凹陷空间形成在位于两个所述太阳能屋顶瓦之间的垫片内。
18.根据权利要求16所述的太阳能屋顶瓦，进一步包括应力消除连接器，所述应力消除连接器被配置为将所述光伏条的暴露边缘主栅电气地连接至所述金属极耳中的一个。
19.根据权利要求18所述的太阳能屋顶瓦，其中所述应力消除连接器包括电气地连接至所述暴露边缘主栅的多个弯曲金属线。
20.根据权利要求13所述的太阳能屋顶瓦，其中所述后盖包括延伸超过所述前盖的边界的背板，其中所述后盖的延伸部分形成钉条以便于所述太阳能屋顶瓦机械地和挂瓦条连接。
CN201880056696.6A 2017-07-21 2018-07-17 太阳能屋顶瓦的封装 Pending CN111095786A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/656,794 US10734938B2 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Packaging for solar roof tiles
US15/656,794 2017-07-21
PCT/US2018/042418 WO2019018355A1 (en) 2017-07-21 2018-07-17 PACKAGING FOR SOLAR ROOF TILES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111095786A true CN111095786A (zh) 2020-05-01

Family

ID=63104071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880056696.6A Pending CN111095786A (zh) 2017-07-21 2018-07-17 太阳能屋顶瓦的封装

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10734938B2 (zh)
EP (1) EP3656053A1 (zh)
CN (1) CN111095786A (zh)
CA (1) CA3070673A1 (zh)
MX (1) MX2020000772A (zh)
WO (1) WO2019018355A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD933584S1 (en) * 2012-11-08 2021-10-19 Sunpower Corporation Solar panel
USD999723S1 (en) 2014-10-15 2023-09-26 Sunpower Corporation Solar panel
USD913210S1 (en) * 2014-10-15 2021-03-16 Sunpower Corporation Solar panel
US11258398B2 (en) 2017-06-05 2022-02-22 Tesla, Inc. Multi-region solar roofing modules
US10651781B2 (en) * 2017-08-24 2020-05-12 Corning Incorporated Glass roof shingle
US10862420B2 (en) 2018-02-20 2020-12-08 Tesla, Inc. Inter-tile support for solar roof tiles
US11245354B2 (en) 2018-07-31 2022-02-08 Tesla, Inc. Solar roof tile spacer with embedded circuitry
AU2019318770A1 (en) 2018-08-06 2021-03-18 Solar Hardscapes Llc Landscape pavers for ground installation of photovoltaic panels, landscape paver installations, and installation methods
US11245355B2 (en) 2018-09-04 2022-02-08 Tesla, Inc. Solar roof tile module
WO2021216606A1 (en) * 2020-04-21 2021-10-28 Solaria Corporation Reduced overlap shingled single-sku cell design for shingled panels
CA3195662A1 (en) 2020-10-14 2022-04-21 Peter Clemente Mounting apparatus for photovoltaic modules

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0685304A (ja) * 1992-09-03 1994-03-25 Canon Inc 屋根材一体型太陽電池モジュール
JPH06264571A (ja) * 1993-03-12 1994-09-20 Gantan Beauty Kogyo Kk 採光屋根パネルおよび採光屋根構造
JP2000058894A (ja) * 1998-08-14 2000-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽電池ユニット及び太陽光発電装置
US20090114261A1 (en) * 2007-08-29 2009-05-07 Robert Stancel Edge Mountable Electrical Connection Assembly
WO2009089484A2 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Kalkanoglu Husnu M Roofing and siding products having receptor zones and photovoltaic roofing and siding elements and systems using them
US20110000535A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Sound Solar Solutions Llc Spanish shingles with photovoltaic cells, method of producing and method of installation
CN103180966A (zh) * 2010-09-07 2013-06-26 陶氏环球技术有限责任公司 改进的光伏电池组件
US20130206213A1 (en) * 2012-02-15 2013-08-15 Alta Devices, Inc. Photovoltaic module containing shingled photovoltaic tiles and fabrication processes thereof
US20150349145A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Cogenra Solar, Inc. Shingled solar cell module
US20160163902A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Pi Solar Technology Gmbh Solar module having shingled solar cells
US20160163888A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Solarcity Corporation Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
CN106464200A (zh) * 2014-06-06 2017-02-22 株式会社钟化 太阳能电池模块及屋顶结构
US20170077343A1 (en) * 2014-05-27 2017-03-16 Sunpower Corporation Shingled solar cell module

Family Cites Families (151)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3076861A (en) 1959-06-30 1963-02-05 Space Technology Lab Inc Electromagnetic radiation converter
US3369939A (en) 1962-10-23 1968-02-20 Hughes Aircraft Co Photovoltaic generator
DE1478452A1 (de) 1964-02-12 1969-10-23 Hasel Dr Rer Nat Dipl Phys Dip Dachziegel fuer Spielzeugbauelement
US3459391A (en) * 1964-02-13 1969-08-05 Nasa Interconnection of solar cells
DE2754652A1 (de) 1977-12-08 1979-06-13 Ibm Deutschland Verfahren zum herstellen von silicium-photoelementen
JPS57141979A (en) 1981-11-25 1982-09-02 Shunpei Yamazaki Photoelectric transducing semiconductor device
US4724011A (en) 1983-05-16 1988-02-09 Atlantic Richfield Company Solar cell interconnection by discrete conductive regions
JPS6020586A (ja) 1983-07-13 1985-02-01 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置の作製方法
US5118540A (en) 1990-04-23 1992-06-02 Solar Kinetics, Inc. Corrosion resistant flexible reflective film for solar energy applications
JPH06163958A (ja) 1992-02-21 1994-06-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JPH06140657A (ja) 1992-10-29 1994-05-20 Tonen Corp 太陽電池
US5338369A (en) 1993-02-16 1994-08-16 Rawlings Lyle K Roof-integratable photovolatic modules
GB2278618B (en) 1993-05-20 1996-06-19 Univ Southampton A tile
JPH07202242A (ja) * 1993-11-26 1995-08-04 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール及び太陽電池装置
DE69534582T2 (de) 1994-05-19 2006-07-20 Canon K.K. Photovoltaisches Bauelement, Elektrodenstruktur desselben und Herstellungsverfahren
JP2992464B2 (ja) 1994-11-04 1999-12-20 キヤノン株式会社 集電電極用被覆ワイヤ、該集電電極用被覆ワイヤを用いた光起電力素子及びその製造方法
JP3548246B2 (ja) 1994-11-04 2004-07-28 キヤノン株式会社 光起電力素子及びその製造方法
US5590495A (en) * 1995-07-06 1997-01-07 Bressler Group Inc. Solar roofing system
JP3397637B2 (ja) 1997-06-11 2003-04-21 キヤノン株式会社 太陽電池一体型屋根板、その製造方法、及びその施工方法
US5919316A (en) * 1997-06-27 1999-07-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Spacecraft solar array design to control differential charging
JPH11135820A (ja) 1997-08-27 1999-05-21 Canon Inc 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用補強部材
US6320116B1 (en) * 1997-09-26 2001-11-20 Evergreen Solar, Inc. Methods for improving polymeric materials for use in solar cell applications
JP2000091610A (ja) 1998-09-17 2000-03-31 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池のカバーフィルムおよびその製造方法、およびそのカバーフィルムを用いた太陽電池モジュール
JP2000200919A (ja) * 1998-10-30 2000-07-18 Canon Inc 太陽電池モジュ―ル及び太陽電池アレイ
JP2000216415A (ja) 1999-01-21 2000-08-04 Canon Inc 太陽電池モジュ―ル、およびその製造方法、施工方法、当該太陽電池モジュ―ルを使用した太陽電池発電システム
US8664030B2 (en) 1999-03-30 2014-03-04 Daniel Luch Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules
US7507903B2 (en) 1999-03-30 2009-03-24 Daniel Luch Substrate and collector grid structures for integrated series connected photovoltaic arrays and process of manufacture of such arrays
AU764832B2 (en) 1999-05-31 2003-09-04 Kaneka Corporation Solar battery module
US6365824B1 (en) 1999-07-21 2002-04-02 Kaneka Corporation Roof tile-cum-solar battery module
US6534192B1 (en) 1999-09-24 2003-03-18 Lucent Technologies Inc. Multi-purpose finish for printed wiring boards and method of manufacture of such boards
JP2001349013A (ja) 2000-04-04 2001-12-21 Canon Inc 外装材および太陽電池モジュール、その製造方法、製造装置および施工方法、並びに建築物および太陽光発電装置
JP3605032B2 (ja) 2000-06-07 2004-12-22 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール，太陽電池モジュールの接続方法，太陽電池モジュールの設置方法及び太陽電池モジュールのアース接続方法
JP2002083990A (ja) * 2000-07-06 2002-03-22 Canon Inc 光起電力素子集合体及びそれを用いた太陽電池モジュールと太陽電池モジュールの製造方法
JP2002141541A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Canon Inc 太陽光発電装置および建造物
US6620645B2 (en) * 2000-11-16 2003-09-16 G.T. Equipment Technologies, Inc Making and connecting bus bars on solar cells
FR2832811B1 (fr) 2001-11-28 2004-01-30 Saint Gobain Plaque transparente texturee a forte transmission de lumiere
US7259321B2 (en) 2002-01-07 2007-08-21 Bp Corporation North America Inc. Method of manufacturing thin film photovoltaic modules
US7534956B2 (en) * 2003-04-10 2009-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module having an electric device
US7649141B2 (en) 2003-06-30 2010-01-19 Advent Solar, Inc. Emitter wrap-through back contact solar cells on thin silicon wafers
WO2005083799A1 (en) 2004-02-24 2005-09-09 Bp Corporation North America Inc Process for manufacturing photovoltaic cells
JP4493485B2 (ja) * 2004-04-28 2010-06-30 シャープ株式会社 太陽電池モジュール用配線部材、それを用いた太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュール用配線部材の製造方法
US7781672B2 (en) 2004-06-01 2010-08-24 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic module architecture
US8276329B2 (en) 2005-05-27 2012-10-02 Sunpower Corporation Fire resistant PV shingle assembly
US20060048798A1 (en) 2004-09-09 2006-03-09 Honeywell International Inc. Methods of cleaning optical substrates
US7276724B2 (en) 2005-01-20 2007-10-02 Nanosolar, Inc. Series interconnected optoelectronic device module assembly
US20060086620A1 (en) 2004-10-21 2006-04-27 Chase Lee A Textured decorative plating on plastic components
US7964440B2 (en) 2004-12-20 2011-06-21 Palo Alto Research Center Incorporated Phase-separated composite films and methods of preparing the same
JP4518973B2 (ja) 2005-02-16 2010-08-04 シャープ株式会社 太陽電池およびその製造方法
JP4837297B2 (ja) 2005-03-09 2011-12-14 富士フイルム株式会社 遮光画像付き基板及び遮光画像の形成方法、転写材料、カラーフィルター、並びに表示装置
JP2007150084A (ja) 2005-11-29 2007-06-14 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール用裏面保護シート、太陽電池モジュール用裏面積層体、および、太陽電池モジュール
KR101446811B1 (ko) 2006-03-30 2014-10-01 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼 박막 및 그것을 이용한 박막 적층체
US8822810B2 (en) 2006-04-13 2014-09-02 Daniel Luch Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules
US7506477B2 (en) * 2006-06-30 2009-03-24 Lumeta, Inc. Profile roof tile with integrated photovoltaic module
GB0615651D0 (en) 2006-08-07 2006-09-13 Sun Chemical Bv A process for manufacturing solar cells
JP5121203B2 (ja) 2006-09-29 2013-01-16 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
KR101069061B1 (ko) 2006-11-17 2011-09-29 교세미 가부시키가이샤 스택형 태양전지장치
US20080134497A1 (en) 2006-12-11 2008-06-12 Sunmodular, Inc. Modular solar panels with heat exchange & methods of making thereof
EP2106619A2 (en) 2006-12-22 2009-10-07 Paul M. Adriani Structures for low cost, reliable solar modules
US20080185033A1 (en) 2007-02-06 2008-08-07 Kalejs Juris P Solar electric module
US8205400B2 (en) 2007-02-08 2012-06-26 Luma Resources, Llc Solar panel roof kit
WO2008137966A2 (en) 2007-05-07 2008-11-13 Robert Stancel Structures for low cost, reliable solar roofing
US8701360B2 (en) 2007-05-25 2014-04-22 General Electric Company Method and apparatus for assembling photovoltaic modules
US8058549B2 (en) 2007-10-19 2011-11-15 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Photovoltaic devices with integrated color interferometric film stacks
US8333040B2 (en) 2007-11-07 2012-12-18 Certainteed Corporation Photovoltaic roofing elements and roofs using them
US8418415B2 (en) 2007-11-08 2013-04-16 Certainteed Corporation Photovoltaic roofing panels, photovoltaic roofing assemblies, and roofs using them
US20090120497A1 (en) 2007-11-09 2009-05-14 Schetty Iii Robert A Method of metallizing solar cell conductors by electroplating with minimal attack on underlying materials of construction
DE102007054124A1 (de) 2007-11-11 2009-05-14 Massen, Robert, Prof. Dr.-Ing. Architektonisch gestaltete Solarzellen- und Solarthermie-Paneele
CA2709778A1 (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Certainteed Corporation Roofing products having receptor zones and photovoltaic roofing elements and systems using them
WO2009089236A2 (en) 2008-01-08 2009-07-16 Certainteed Corporation Photovoltaic module
JP5421898B2 (ja) * 2008-02-11 2014-02-19 ウエスト，ジョン，アール． 光起電力アレイを形成および設置するための方法ならびに装置
US7833808B2 (en) 2008-03-24 2010-11-16 Palo Alto Research Center Incorporated Methods for forming multiple-layer electrode structures for silicon photovoltaic cells
US20090242021A1 (en) 2008-03-31 2009-10-01 Noribachi Llc Solar cell with colorization layer
US20090287446A1 (en) 2008-04-28 2009-11-19 Applied Materials, Inc. Photovoltaic cell reference module for solar testing
EP2157209B1 (en) 2008-07-31 2014-10-22 Rohm and Haas Electronic Materials LLC Inhibiting Background Plating
US9150966B2 (en) 2008-11-14 2015-10-06 Palo Alto Research Center Incorporated Solar cell metallization using inline electroless plating
WO2010065564A1 (en) 2008-12-02 2010-06-10 Georgia Tech Research Corporation Environmental barrier coating for organic semiconductor devices and methods thereof
WO2010068706A2 (en) 2008-12-10 2010-06-17 Armageddon Energy, Inc. Solar panel configurations
TWI430462B (zh) 2008-12-12 2014-03-11 Ind Tech Res Inst 封裝材料、矽晶太陽光電模組及薄膜太陽光電模組
US20100147364A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Solopower, Inc. Thin film photovoltaic module manufacturing methods and structures
US20120048349A1 (en) 2009-01-09 2012-03-01 Solopower, Inc. Flexible solar modules and manufacturing the same
US7968790B2 (en) 2009-01-16 2011-06-28 Genie Lens Technologies, Llc Photovoltaic (PV) enhancement films for enhancing optical path lengths and for trapping reflected light
US20140360582A1 (en) 2009-01-20 2014-12-11 Solutia Inc. Thin film photovoltaic module with stabilized polymer
US9012763B2 (en) * 2009-03-13 2015-04-21 Sunlight Photonics Inc. Stretchable photovoltaic devices and carriers
WO2010122856A1 (ja) 2009-04-20 2010-10-28 シャープ株式会社 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法
WO2010126699A2 (en) 2009-04-29 2010-11-04 Hunter Douglas Industries B.V. Architectural panels with organic photovoltaic interlayers and methods of forming the same
US7858874B2 (en) 2009-05-04 2010-12-28 Raymond Henry Ruskin Continuous circuit overlay solar shingles
ITAN20090012U1 (it) 2009-05-06 2010-11-07 Sunerg Solar S R L Giunto profilato per l' accoppiamento di pannelli solari
DE102009028118A1 (de) 2009-07-30 2011-02-03 Schott Ag Photovoltaikmodul mit verbesserter Korrosionsbeständkigkeit und Verfahren zu dessen Herstellung
US20110023937A1 (en) 2009-07-31 2011-02-03 Palo Alto Research Center Incorporated Solar energy converter assembly incorporating display system and method of fabricating the same
WO2011019745A2 (en) 2009-08-10 2011-02-17 Kalkanoglu Husnu M Roofing products, photovoltaic roofing elements and systems using them
US9038330B2 (en) 2009-10-28 2015-05-26 Carmen Bellavia Light weight molded roof tile with integrated solar capabilities
MY166305A (en) 2009-12-09 2018-06-25 Solexel Inc High-efficiency photovoltaic back-contact solar cell structures and manufacturing methods using thin planar semiconductor absorbers
FR2953993B1 (fr) * 2009-12-15 2012-06-15 Commissariat Energie Atomique Dispositif electrique et/ou electronique a element elastique de contact
US8759664B2 (en) * 2009-12-28 2014-06-24 Hanergy Hi-Tech Power (Hk) Limited Thin film solar cell strings
IT1399376B1 (it) 2010-04-12 2013-04-16 Milano Politecnico Cella fotovoltaica, in particolare per applicazioni architettoniche integrate, e metodo di fabbricazione di tale cella.
US20110277825A1 (en) 2010-05-14 2011-11-17 Sierra Solar Power, Inc. Solar cell with metal grid fabricated by electroplating
US8206664B2 (en) 2010-07-06 2012-06-26 Xerox Corporation Methods of producing multi-layered microfluidic devices
US9343592B2 (en) 2010-08-03 2016-05-17 Alion Energy, Inc. Electrical interconnects for photovoltaic modules and methods thereof
US9773928B2 (en) 2010-09-10 2017-09-26 Tesla, Inc. Solar cell with electroplated metal grid
KR20120038347A (ko) 2010-10-13 2012-04-23 에플럭스(주) 태양광발전용 솔라셀을 위한 방열체
US9525092B2 (en) 2010-11-05 2016-12-20 Pacific Light Technologies Corp. Solar module employing quantum luminescent lateral transfer concentrator
US9287175B2 (en) 2010-11-05 2016-03-15 Win Semiconductors Corp. Fabrication method for dicing of semiconductor wafers using laser cutting techniques
US20120125391A1 (en) 2010-11-19 2012-05-24 Solopower, Inc. Methods for interconnecting photovoltaic cells
WO2012078491A1 (en) 2010-12-10 2012-06-14 Solus Engineering, Llc Roof tiles and related systems
CN102544380B (zh) 2010-12-25 2015-08-26 比亚迪股份有限公司 一种太阳能电池背板及其制备方法及一种太阳能电池
KR101430892B1 (ko) 2010-12-27 2014-08-18 코니카 미놀타 가부시키가이샤 가스 배리어성 필름 및 전자 디바이스
US9716196B2 (en) 2011-02-09 2017-07-25 Alta Devices, Inc. Self-bypass diode function for gallium arsenide photovoltaic devices
US9412890B1 (en) * 2011-03-07 2016-08-09 Beijing Apollo Ding Rong Solar Technology Co. Ltd. Photovoltaic module pin electrical connectors
US9157665B2 (en) * 2011-03-15 2015-10-13 Richard William Erickson Unitized photovoltaic assembly
US20120237670A1 (en) 2011-03-15 2012-09-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Fabricating method of solar cell
EP2541623B1 (de) * 2011-06-30 2016-12-14 AZURSPACE Solar Power GmbH Lichtkonverter
US8316619B1 (en) * 2011-07-07 2012-11-27 Solon Corporation Integrated photovoltaic rooftop modules
WO2013102181A1 (en) 2011-12-30 2013-07-04 Solexel, Inc. Multi-level solar cell metallization
CN102956730B (zh) 2011-08-29 2016-06-29 比亚迪股份有限公司 一种太阳能电池背板及其制备方法以及一种太阳能电池
KR20130023608A (ko) 2011-08-29 2013-03-08 한국과학기술연구원 벌크 헤테로 접합 무기 박막 태양전지 및 이의 제조 방법
US8674377B2 (en) 2011-08-30 2014-03-18 General Electric Company Optoelectronic device package, array and method of fabrication
KR20140081877A (ko) 2011-10-18 2014-07-01 위트리시티 코포레이션 광전지 패널을 위한 무선 에너지 전송
CN104247054A (zh) 2011-11-04 2014-12-24 普林斯顿大学 具有纳米结构和纳米金属光学腔和天线的发光二极管,快光子-电子源和光电探测器,以及其制造方法
JP6371220B2 (ja) * 2011-11-30 2018-08-08 ジニアテック リミテッド 屋根葺き、被覆、またはサイディング製品、その製造方法、および太陽光エネルギー回収システムの部品としてのその用途
US20130160823A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Solopower, Inc. Integrated structural solar module and chassis
US9362527B2 (en) 2012-02-15 2016-06-07 Konica Minolta, Inc. Functional film having a hybrid layer of polysiloxane and fine resin particles
KR101325012B1 (ko) 2012-03-21 2013-11-04 삼성코닝정밀소재 주식회사 광전지 모듈용 커버기판 및 이를 구비한 광전지 모듈
JP5906459B2 (ja) 2012-03-30 2016-04-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池及びその製造方法
US20130255755A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Building Materials Investment Corporation Solar Roof Shingles and Underlayment with Wireless Power Transfer and Related Components and Systems
WO2014002329A1 (ja) 2012-06-29 2014-01-03 パナソニック株式会社 太陽電池モジュールおよびその製造方法
US9356173B2 (en) * 2012-08-31 2016-05-31 Sandia Corporation Dynamically reconfigurable photovoltaic system
EP2709160B1 (en) 2012-09-14 2016-03-30 ATOTECH Deutschland GmbH Method for metallization of solar cell substrates
JP6018857B2 (ja) 2012-09-18 2016-11-02 住友化学株式会社 金属系粒子集合体
US20140124014A1 (en) * 2012-11-08 2014-05-08 Cogenra Solar, Inc. High efficiency configuration for solar cell string
WO2014110520A1 (en) 2013-01-11 2014-07-17 Silevo, Inc. Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US9412884B2 (en) 2013-01-11 2016-08-09 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US10074755B2 (en) 2013-01-11 2018-09-11 Tesla, Inc. High efficiency solar panel
WO2014110602A1 (en) 2013-01-14 2014-07-17 South Dakota State University Nanoparticle films for use as solar cell back reflectors and other applications
WO2014178180A1 (en) 2013-04-29 2014-11-06 Sharp Kabushiki Kaisha Energy-efficient transparent solar film, method for fabricating solar film optical absorption material, and energy-efficient window
US9954480B2 (en) 2013-05-23 2018-04-24 Zinnatek Limited Photovoltaic systems
US10256765B2 (en) * 2013-06-13 2019-04-09 Building Materials Investment Corporation Roof integrated photovoltaic system
CN103426957B (zh) 2013-08-22 2016-03-02 烟台斯坦普精工建设有限公司 一种金属光伏瓦及其制备方法
CN104681657B (zh) 2013-11-29 2018-01-30 深圳富泰宏精密工业有限公司 太阳能电池的制造方法及制得的太阳能电池
ES2702658T3 (es) 2014-04-10 2019-03-04 Csem Centre Suisse Delectronique Et De Microtechnique Sa Módulo fotovoltaico solar
US9598586B2 (en) 2014-07-14 2017-03-21 Enki Technology, Inc. Coating materials and methods for enhanced reliability
CN105322869B (zh) * 2014-08-05 2017-07-07 薛连丰 整合太阳能板的防水屋顶组装结构
CN104282788B (zh) 2014-09-28 2017-03-22 苏州中来光伏新材股份有限公司 无主栅、高效率背接触太阳能电池模块、组件及制备工艺
US10056522B2 (en) * 2014-12-05 2018-08-21 Solarcity Corporation System and apparatus for precision automation of tab attachment for fabrications of solar panels
US9947822B2 (en) 2015-02-02 2018-04-17 Tesla, Inc. Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells
US9966487B2 (en) 2015-12-14 2018-05-08 Solarcity Corporation Strain relief apparatus for solar modules
WO2017117429A1 (en) * 2015-12-29 2017-07-06 John Holt Apparatus and methods for secure, non-invasive and non-permanent surface attachment systems
US20170194516A1 (en) 2015-12-30 2017-07-06 Solarcity Corporation Advanced design of metallic grid in photovoltaic structures
US9825582B2 (en) 2015-12-30 2017-11-21 Cogitur, Inc. Roofing panels with integrated photovoltaic cells and method of installation
WO2018049245A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Cruz Paul Martin Wire tensioning system
US10461685B2 (en) * 2016-10-04 2019-10-29 Global Solar Energy, Inc. Foldable photovoltaic assembly with non-perpendicular interconnection
JP6533207B2 (ja) 2016-12-12 2019-06-19 株式会社豊田自動織機 太陽電池モジュール

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0685304A (ja) * 1992-09-03 1994-03-25 Canon Inc 屋根材一体型太陽電池モジュール
JPH06264571A (ja) * 1993-03-12 1994-09-20 Gantan Beauty Kogyo Kk 採光屋根パネルおよび採光屋根構造
JP2000058894A (ja) * 1998-08-14 2000-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽電池ユニット及び太陽光発電装置
US20090114261A1 (en) * 2007-08-29 2009-05-07 Robert Stancel Edge Mountable Electrical Connection Assembly
WO2009089484A2 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Kalkanoglu Husnu M Roofing and siding products having receptor zones and photovoltaic roofing and siding elements and systems using them
US20110000535A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Sound Solar Solutions Llc Spanish shingles with photovoltaic cells, method of producing and method of installation
CN103180966A (zh) * 2010-09-07 2013-06-26 陶氏环球技术有限责任公司 改进的光伏电池组件
US20130206213A1 (en) * 2012-02-15 2013-08-15 Alta Devices, Inc. Photovoltaic module containing shingled photovoltaic tiles and fabrication processes thereof
US20150349145A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Cogenra Solar, Inc. Shingled solar cell module
US20170077343A1 (en) * 2014-05-27 2017-03-16 Sunpower Corporation Shingled solar cell module
CN106464200A (zh) * 2014-06-06 2017-02-22 株式会社钟化 太阳能电池模块及屋顶结构
US20160163902A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Pi Solar Technology Gmbh Solar module having shingled solar cells
US20160163888A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Solarcity Corporation Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste

Also Published As

Publication number Publication date
CA3070673A1 (en) 2019-01-24
EP3656053A1 (en) 2020-05-27
US10734938B2 (en) 2020-08-04
US20190028055A1 (en) 2019-01-24
WO2019018355A1 (en) 2019-01-24
MX2020000772A (es) 2020-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110651428B (zh) 用于封装光伏屋顶瓦片的系统和方法
CN111095786A (zh) 太阳能屋顶瓦的封装
US20210091712A1 (en) Inter-tile support for solar roof tiles
JP2009043842A (ja) 太陽電池モジュール
US20210159845A1 (en) Cascaded solar cell string
EP3830948B1 (en) Solar roof tile spacer with embedded circuitry
TW201601328A (zh) 光伏模組
US20190379321A1 (en) Solar roof tile connectors
US11245355B2 (en) Solar roof tile module
US11581843B2 (en) Solar roof tile free of back encapsulant layer
US11190128B2 (en) Parallel-connected solar roof tile modules
US20190267938A1 (en) System and method for coupling junction box to solar roof tiles
EP3613138B1 (en) System and method for packaging photovoltaic roof tiles
US20240120878A1 (en) Photovoltaic roof tile connection configuration
US20210351742A1 (en) External electrical contact for solar roof tiles
US20190260332A1 (en) Method for attaching connector to solar cell electrodes in a solar roof tile
JP2020107766A (ja) 第１太陽電池モジュールおよび太陽電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40028811

Country of ref document: HK