JP2012518908A - System and method for improved photovoltaic module structure and enclosure - Google Patents

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Abstract

改良型光発電モジュール構造および封入のためのシステムおよび方法が記載される。一実施形態は、前面基板と、前面基板に取り付けられ、少なくともひとつの光発電電池を含む光発電構造体と、メンブレンとを含む光発電モジュールを含む。メンブレンおよび前面基板は光発電構造体を実質的に封入する。
【選択図】 図10
An improved photovoltaic module structure and system and method for encapsulation are described. One embodiment includes a photovoltaic module including a front substrate, a photovoltaic structure attached to the front substrate and including at least one photovoltaic cell, and a membrane. The membrane and front substrate substantially enclose the photovoltaic structure.
[Selection] Figure 10

Description

関連出願
本願は、共同に所有されかつ譲渡された出願である、2009年2月24日に出願された発明の名称「改良型光発電モジュール構造体および封入体のためのシステムおよび方法(Systems and Methods for Improved Photovoltaic Module Structure and Encapsulation)」の米国特許出願番号第12/392,053号(代理人整理番号:AVAS−001/00US 307834−2001)の優先権を主張し、また、共同に所有されかつ譲渡された出願である、2009年2月24日に出願された発明の名称「改良型光発電モジュール構造体および封入体のためのシステムおよび方法(Systems and Methods for Improved Photovoltaic Module Structure and Encapsulation)」の米国特許出願番号第12/392,055号(代理人整理番号:AVAS−002/00US 307834−2002)の優先権を主張し、これらは参照することにより本明細書に組み込まれる。
RELATED APPLICATIONS This application is a jointly owned and assigned application entitled “Systems and Methods for Improved Photovoltaic Module Structures and Encapsulates” filed on Feb. 24, 2009. Claims the priority of US Patent Application No. 12 / 392,053 (Attorney Docket No .: AVAS-001 / 00US 307834-2001) of "Methods for Improved Photovoltaic Module Structure and Encapsulation" and is jointly owned And the title of the invention filed on February 24, 2009, "Systems and Methods for Improved Photovoltaic Module Structure and Encapsulation" No. 12 / 392,055 (Attorney Docket No .: AVAS-002 / 00US 30783). Claims priority to -2002), which are incorporated herein by reference.

本発明は光発電モジュールおよび製造方法に関する。具体的には、本発明は、風化環境に対する耐久性を向上させ、破損した場合の安全性を高め、現在の最先端に比べて製造コストを削減するモジュール構造に関する。   The present invention relates to a photovoltaic module and a manufacturing method. Specifically, the present invention relates to a module structure that improves durability against weathering environments, improves safety in the event of breakage, and reduces manufacturing costs compared to the current state of the art.

光発電モジュールは、光起電力効果によって太陽エネルギーを電気に変換する。したがって、光発電モジュールは、石炭火力発電所や石油火力発電所といった従来の化石燃料技術に偏っていた国際市場においてクリーンな再生可能エネルギー源の象徴となっている。しかし、国際市場において主要なエネルギー源となるためには、光発電モジュールを、商品として、大量にかつ既存の化石燃料技術と競争力のあるコストで製造しなければならない。   The photovoltaic module converts solar energy into electricity by the photovoltaic effect. Photovoltaic modules are therefore a symbol of clean renewable energy sources in international markets that are biased towards traditional fossil fuel technologies such as coal-fired and oil-fired power plants. However, in order to become a major energy source in the international market, photovoltaic modules must be manufactured in large quantities and at a cost competitive with existing fossil fuel technologies.

商品製造の要件を満たす1つのそのようなタイプの光発電モジュールは、テルル化カドミウム(CdTe)光発電モジュールである。CdTe光発電モジュールは、通常、薄膜多結晶デバイスの形態を取り、CdTe層は硫化カドミウム(CdS)層と対にされてヘテロ接合を形成している。様々な真空および非真空プロセスによってCdTe/CdS光発電モジュール用の薄膜を生成することができるが、CdTeおよびCdS薄膜の物理気相成長技術、特に真空昇華蒸着は、CdTe/CdS光発電モジュールの商品製造に適している。例えばCdSおよびCdTe薄膜の真空昇華は、他の適切な堆積技術よりも10〜100倍高い薄膜堆積速度をもたらしうる。硫化カドミウム/テルル化カドミウム太陽電池が使用する半導体材料は、結晶シリコンデバイスより最大100倍少なくて済み、したがってより安価に製造可能である。   One such type of photovoltaic module that meets commercial manufacturing requirements is a cadmium telluride (CdTe) photovoltaic module. CdTe photovoltaic modules typically take the form of thin film polycrystalline devices, where the CdTe layer is paired with a cadmium sulfide (CdS) layer to form a heterojunction. Thin films for CdTe / CdS photovoltaic modules can be produced by various vacuum and non-vacuum processes, but physical vapor deposition techniques for CdTe and CdS thin films, especially vacuum sublimation deposition, are products of CdTe / CdS photovoltaic modules. Suitable for manufacturing. For example, vacuum sublimation of CdS and CdTe thin films can result in thin film deposition rates that are 10 to 100 times higher than other suitable deposition techniques. The semiconductor material used by cadmium sulfide / cadmium telluride solar cells can be up to 100 times less than crystalline silicon devices and can therefore be manufactured cheaper.

CdS/CdTeモジュールを製造するためのプロセスは次のステップを含む。1)透明導電酸化物(TCO)が被覆されたガラス板を洗浄するステップと、2)ガラス板を加熱するステップと、3)n型CdS層を堆積させるステップと、4)p型CdTe層を堆積させるステップと、5)CdCl処置を行いCdTeの結晶粒組織および電気特性を向上させるステップと、6)p+低抵抗領域を形成してCdTeにおける集電を向上させるステップと、7)膜層を個々の電池にスクライブするステップと、8)1以上の金属層を堆積させて背後電極メタライゼーションを形成するステップと、9)背後電極メタライゼーションをスクライブして電池を順次に相互接続させて(分離スクライブ)光発電構造体を形成するステップと、10)光発電構造体への電気的接続用のバスを設けるステップと、11)光発電構造体を挟み込むように背面基板を取り付けて光発電モジュールを形成するステップと、12)光発電モジュールを封入するステップと、13)外部リードを取り付けるステップとを含む。 The process for manufacturing a CdS / CdTe module includes the following steps. 1) cleaning a glass plate coated with a transparent conductive oxide (TCO), 2) heating the glass plate, 3) depositing an n-type CdS layer, and 4) p-type CdTe layer. Depositing, 5) performing CdCl 2 treatment to improve the grain structure and electrical properties of CdTe, 6) forming a p + low resistance region to improve current collection in CdTe, and 7) a film layer. Scribing to individual cells, 8) depositing one or more metal layers to form a back electrode metallization, and 9) scribing the back electrode metallization to interconnect the cells sequentially ( A separate scribe) step of forming a photovoltaic structure; 10) a step of providing a bus for electrical connection to the photovoltaic structure; and 11) a photovoltaic structure. Attaching a back substrate to sandwich the body to form a photovoltaic module; 12) enclosing the photovoltaic module; and 13) attaching external leads.

テルル化カドミウム太陽電池は、長く水分に晒されると劣化し、信頼性が高くあり続けるには効果的な封入が必要となる。通常、CdTe太陽電池は、TCO層を有するガラス板上に堆積される。スーパーストレート(Superstrate)とも呼ばれるこの前面基板は、動作時に太陽に面する。光は、光発電構造体によって吸収される前にスーパーストレートを通過しなければならない。この前面基板はトッププレートまたはトップガラスとも呼ばれることがある。   Cadmium telluride solar cells degrade when exposed to moisture for a long time, and effective encapsulation is required to remain highly reliable. Usually, CdTe solar cells are deposited on a glass plate having a TCO layer. This front substrate, also called a superstrate, faces the sun during operation. The light must pass through the superstrate before being absorbed by the photovoltaic structure. This front substrate may also be called a top plate or a top glass.

光発電モジュールを完成させるために、背面基板が、モジュールの背面に取り付けられて光発電構造体を挟み込む。背面基板はガラス板であることが多く、様々なシーリング材、接着剤、または重合体積層膜を用いて前面基板に保持される。背面基板は、重合体または被覆された金属であってもよい。幾つかのモジュール構築法、特にモジュールの外周にエッジシールを用いる構築法では、前面基板と背面基板との間に空間または間隙が存在しうる。背面基板と重合体接着材とが共に光発電モジュールの封入体(encapsulation)を形成する。   In order to complete the photovoltaic module, a back substrate is attached to the back of the module and sandwiches the photovoltaic structure. The back substrate is often a glass plate and is held on the front substrate using various sealing materials, adhesives, or polymer laminate films. The back substrate may be a polymer or a coated metal. In some module construction methods, particularly construction methods using edge seals on the outer periphery of the module, there may be a space or gap between the front substrate and the back substrate. The back substrate and polymer adhesive together form the encapsulation of the photovoltaic module.

工業規格の光発電の保証は20〜25年である。封入体およびモジュール構造は、モジュールの耐用年数の間の運搬および動作時の幾つかの応力に耐性がなければならない。モジュールは、米国規格協会/アンダーライターズ・ラボラトリーズ(UL)1703および国際電気標準会議(IEC)61646および61730といった証明基準および試験基準に対して頻繁に試験されている。モジュールは、これらの証明仕様に記載された試験に耐えなければならない。これらの規格に記載された試験に合格するために、モジュール封入体は、水分および他の潜在的な環境による劣化原因から光発電構造体を保護しなければならない。前面基板および背面基板は、風雪による機械的荷重に耐えるかなりの機械的強度を提供しなければならない。さらに、モジュールは、雹や風によって飛ばされた破片による衝撃に耐えなければならない。光発電デバイスは、温度が増加すると性能を失う。効果的なモジュール封入体によって、モジュールの動作温度が最小限に抑えられる。光発電モジュール封入法は高いスループットで、製造を容易にするよう低コストでなければならない。   The industry standard photovoltaic guarantee is 20-25 years. The enclosure and module structure must be resistant to several stresses during transport and operation during the useful life of the module. Modules are frequently tested against certification and testing standards such as American National Standards Institute / Underwriters Laboratories (UL) 1703 and International Electrotechnical Commission (IEC) 61646 and 61730. Modules must withstand the tests described in these certification specifications. In order to pass the tests described in these standards, the module enclosure must protect the photovoltaic structure from moisture and other potential environmental degradation sources. The front and back substrates must provide significant mechanical strength to withstand mechanical loads from wind and snow. In addition, the module must withstand the impact of debris blown by kites and wind. Photovoltaic devices lose performance as the temperature increases. An effective module enclosure minimizes the operating temperature of the module. The photovoltaic module encapsulation method must be high throughput and low cost to facilitate manufacturing.

モジュールが不適切な取扱いまたは極端な衝撃を受けて破損した場合、大きいガラス破片がモジュールから放出されることは望ましくない。これらの破片は人の怪我の原因になりかねないし、また、重金属を含有する材料が環境内に侵入する潜在的な侵入源となりかねない。光発電モジュールの大規模アレイは、最大1000ボルトで動作しうる。フィールド内で破損が生じた場合に、内部バスまたはリードが露出すると電気ショックまたは火災の危険性がある。IEC61730およびUL1703規格は、壊滅的破損時のモジュール凝集力についての要件を規定している。有効な光発電モジュールの封入システムは、危険なガラス破片の放出を防ぎ、高電圧領域からのある程度の保護を提供するために十分な凝集力を維持しなければならない。これは、モジュールの全体的なロバスト性を増加させて破損を防止すること、または、破損が起きた場合に破損片をモジュール内に保持することのいずれかによって達成することができる。   If the module breaks due to improper handling or extreme impact, it is undesirable for large glass fragments to be ejected from the module. These debris can cause personal injury and can be a potential source of penetration of materials containing heavy metals into the environment. A large array of photovoltaic modules can operate up to 1000 volts. In the event of damage within the field, there is a risk of electric shock or fire if the internal bus or lead is exposed. The IEC 61730 and UL 1703 standards specify the requirements for module cohesion on catastrophic failure. An effective photovoltaic module encapsulation system must maintain sufficient cohesive strength to prevent the release of dangerous glass fragments and provide some protection from high voltage areas. This can be accomplished either by increasing the overall robustness of the module to prevent breakage or by holding the breakage pieces in the module if breakage occurs.

従来技術に記載される薄膜、特にCdTe、光発電モジュール用の封入方法はいずれも上述した要件を満たすことに関して制限を有する。本発明は、これらの制限に対処し、信頼性および製造効率の増加を容易にする。   All of the encapsulation methods for the thin films, particularly CdTe, photovoltaic modules described in the prior art have limitations with respect to meeting the above-mentioned requirements. The present invention addresses these limitations and facilitates increased reliability and manufacturing efficiency.

CdTe光発電モジュールはガラス製の前面基板および背面基板で構成されることが多い。前面ガラスと背面ガラスとは、ガラス板とほぼ同一のサイズのエチレン酢酸ビニール(EVA)膜シートと共に積層される。しかし、EVA材料は水蒸気透過特性が良くないので、水分がモジュール内に浸透し光発電構造体に接触してしまう。さらに、EVA/水分の相互作用によって、EVA内に酢酸が形成される。酢酸は、光発電構造体を劣化させて腐食させてしまいうる。EVAの不十分な水分性能を解決するために、低水蒸気透過材料のストリップがモジュールの周囲に張り合わせられて水分の浸入が低減される。この材料は、通常、ブチルゴムおよび乾燥剤を含む。この方法は、EVAのみを使用した封入体の改良であり、ファースト・ソーラー(First Solar)といった企業によって販売されている。しかし、この方法は依然として制限を有する。ストリップが互いに接合される箇所に間隙が存在しうる。ストリップ材料は、EVAほど効果的にガラスに固着せず、EVA内への水分の浸入を促進してしまいうる気泡や隙間を有しうる。ストリップはEVAよりも低い水蒸気透過率を有しうるが、水分の浸入が排除されたわけではない。ストリップ材料は、UV放射によっても劣化し、さらに水分を侵入させてしまいうる。水分が、間隙、割れ目、浸透またはストリップ劣化のいずれかによってパネル内に侵入する場合、光発電構造体は酢酸によって劣化し腐食してしまう。   CdTe photovoltaic modules are often composed of a glass front substrate and a back substrate. The front glass and the rear glass are laminated together with an ethylene vinyl acetate (EVA) film sheet having substantially the same size as the glass plate. However, since the EVA material has poor water vapor transmission characteristics, moisture penetrates into the module and comes into contact with the photovoltaic structure. Furthermore, acetic acid is formed in the EVA due to the EVA / water interaction. Acetic acid can cause the photovoltaic structure to degrade and corrode. To solve the poor moisture performance of EVA, a strip of low water vapor permeable material is laminated around the module to reduce moisture ingress. This material typically includes butyl rubber and a desiccant. This method is an improved enclosure using only EVA and is sold by companies such as First Solar. However, this method still has limitations. There may be gaps where the strips are joined together. The strip material does not adhere to the glass as effectively as EVA and may have air bubbles and gaps that may facilitate the ingress of moisture into the EVA. The strip may have a lower water vapor transmission rate than EVA, but moisture ingress has not been ruled out. The strip material can also be degraded by UV radiation and further allow moisture to penetrate. If moisture enters the panel either through gaps, cracks, penetration or strip degradation, the photovoltaic structure will be degraded and corroded by acetic acid.

EVA積層は、時間がかかるバッチ形式の製造プロセスである。EVA積層プロセスには次の製造ステップが含まれる。1)まず、EVA材料が切断されて前面ガラス板上に配置される。2)ストリップシールが注意深く位置付けられる。3)背面ガラス板がスタック上に配置される。4)このスタックは次に、積層マシン内に配置される。5)閉じ込められた空気を除去するために真空にする。6)EVAを軟化させるべくスタックが加熱され架橋結合を開始させる。7)スタックに圧力をかける。真空/加熱/加圧積層サイクルは15〜20分かかる。生産スループットを維持するためには、大型真空ラミネータが必要となる。これらの大型真空ラミネータはかなりの工場フロアスペースを必要とし高価である。   EVA lamination is a time-consuming batch-type manufacturing process. The EVA stacking process includes the following manufacturing steps. 1) First, EVA material is cut and placed on the front glass plate. 2) The strip seal is carefully positioned. 3) A back glass plate is placed on the stack. 4) This stack is then placed in a stacking machine. 5) Apply vacuum to remove trapped air. 6) The stack is heated to soften the EVA and initiate crosslinking. 7) Apply pressure to the stack. The vacuum / heating / pressure lamination cycle takes 15-20 minutes. A large vacuum laminator is required to maintain production throughput. These large vacuum laminators require significant factory floor space and are expensive.

EVA積層に代わる封入システムを開発する試みがなされてきている。重要な例を概説するが、これらの方法はいずれも、本発明と比較した場合にモジュールの信頼性または製造効率について制限を有する。   Attempts have been made to develop encapsulation systems that replace EVA stacking. Although an important example is outlined, both of these methods have limitations on module reliability or manufacturing efficiency when compared to the present invention.

オルブライト(Albright)他は、米国特許第5,460,660号において光発電モジュールの封入方法を説明している。この失効した特許には、光発電モジュールが複雑なフレームおよびチャネル配置に支持された一連の設計が示される。光発電構造体を含む前面ガラス板は、通常ガラスである別の背面基板と対にされる。エッジシールがモジュールの外周にあり、水分の浸入を阻止している。間隙が前面基板と背面基板との間にある。乾燥剤が前面基板と背面基板との間にあり、幾つかの実施形態では、シート間の間隙を完全に埋めている。垂直力および衝撃を吸収するようにパネルフレームおよびチャネルサポートが設けられている。幾つかの実施形態では、衝撃を吸収するように重合体製のバンパーがガラス板間に配置されている。   Albright et al., US Pat. No. 5,460,660, describes a method for encapsulating a photovoltaic module. This expired patent shows a series of designs where photovoltaic modules are supported in a complex frame and channel arrangement. The front glass plate containing the photovoltaic structure is paired with another back substrate, usually glass. An edge seal is located on the outer periphery of the module to prevent moisture from entering. A gap is between the front substrate and the back substrate. The desiccant is between the front and back substrates and in some embodiments completely fills the gap between the sheets. Panel frames and channel supports are provided to absorb normal forces and shocks. In some embodiments, a polymer bumper is placed between the glass plates to absorb the impact.

オルブライト他によって記載されるモジュール構造は複雑過ぎる。業界の経験から、垂直衝撃を確実に取り扱うためには、複雑なフレームシステムは不要であることが示されている。この複雑さは、製造および配備コストを増加させてしまう。外周エッジシールは、光発電モジュールを密封するために有効でありうるが、この特許には必要とする材料と適用ステップとが多すぎる方法が教示される。板を離すエッジスペーサは、モジュールのコストを追加し、かさ張らせる。比較的大きいスペーサによって作られる板間の間隙は、断熱バリアを形成する。大きいスペーサおよび結果として生じる大きい間隙は、断熱ガラス窓と機能の点で類似し、モジュールを高温で動作させてしまい性能を下げる。2つの板間の間隙内に位置付けられたパネルサポートは、垂直力の吸収には効果的でありうるが、モジュールを冷却させるように板間の熱的条件を可能にするには不十分である。破損した場合、ガラス破片を保持する方法は教示されていない。   The modular structure described by Albright et al. Is too complex. Industry experience shows that complex frame systems are not required to reliably handle vertical impacts. This complexity increases manufacturing and deployment costs. Although peripheral edge seals can be effective for sealing photovoltaic modules, this patent teaches a method that requires too many materials and application steps. Edge spacers that release the plates add to the cost of the module and make it bulky. The gap between the plates created by the relatively large spacers forms a thermal barrier. Large spacers and resulting large gaps are similar in function to insulated glass windows, causing the module to operate at high temperatures and reducing performance. A panel support positioned in the gap between the two plates can be effective in absorbing normal force, but is insufficient to allow thermal conditions between the plates to cool the module. . There is no teaching of how to hold the glass fragments if they break.

オズワルド(Oswald)は、米国特許出願第2003/0116185号において光発電モジュールの封入方法を説明している。この出願では、前面基板と背面基板とが外周エッジシールによって離され光発電モジュールを形成している。オズワルドでは、光発電素子が乾燥されうる内部容積に暴露される。オズワルドは、薄膜光発電材料が、前面基板と背面基板との間の密封された容積内では覆われないまたは保護されないことを教示している。   Oswald describes a method for encapsulating photovoltaic modules in US Patent Application No. 2003/0116185. In this application, the front substrate and the rear substrate are separated by an outer peripheral edge seal to form a photovoltaic module. In Oswald, the photovoltaic elements are exposed to an internal volume that can be dried. Oswald teaches that thin film photovoltaic materials are not covered or protected within the sealed volume between the front and back substrates.

オズワルドによって説明されたモジュール構造は、著しい制限を有する。前面基板と背面基板との間の間隙は、断熱ガラス窓に似た方法で、モジュールの動作温度を上昇させてしまう。動作温度を下げるために前面基板と後部基板との間に熱伝導を促進する手段は設けられていない。前面基板と背面基板との間の領域に乾燥剤が配置される場合に、この乾燥剤を保持するまたは封じ込める手段が記載されていない。前面基板と背面基板との間に内部構造がないことによって、モジュールは、衝撃または他の機械的荷重による破損し易くなる。この出願に教示されるモジュール設計は、特に、大きいガラス破片を放出し、また破損時に高電圧の内部構造を露出し易い。   The modular structure described by Oswald has significant limitations. The gap between the front substrate and the back substrate increases the operating temperature of the module in a manner similar to a heat insulating glass window. No means for promoting heat conduction is provided between the front substrate and the rear substrate in order to lower the operating temperature. If a desiccant is placed in the area between the front substrate and the back substrate, no means for holding or containing the desiccant is described. The absence of an internal structure between the front and back substrates makes the module susceptible to breakage due to impact or other mechanical loads. The modular design taught in this application is particularly prone to emitting large glass fragments and exposing high voltage internal structures upon failure.

ブリエスケ(Blieske)他は、米国特許第6,673,997号において光発電モジュール設計を説明している。乾燥剤を含む辺縁シールが用いられて前面ガラス板と背面ガラス板が密封されている。このシール材料はガラスエッジの少し内側に外周周りに配置されている。接着剤が、ガラスエッジとシール剤との間で外周周りに配置されている。ブリエスケはさらに、管を介してガラス板間の間隙に液体鋳造材料を注入しうることも記載している。   Blieske et al. Describe photovoltaic module design in US Pat. No. 6,673,997. An edge seal containing a desiccant is used to seal the front and back glass plates. This sealing material is arranged around the outer periphery slightly inside the glass edge. An adhesive is disposed around the outer periphery between the glass edge and the sealant. Brieske further describes that liquid casting material can be injected into the gap between the glass plates via a tube.

ブリエスケによって記載されたモジュール構造は、著しい制限を有する。任意選択の鋳造樹脂が用いられない場合、モジュールは、断熱ガラス窓に似た方法で、高温で動作することになる。任意選択の鋳造樹脂がなければ、モジュールが破損した場合、大きいガラス破片が放出され、高電圧領域が露出する。   The modular structure described by Brieske has significant limitations. If the optional cast resin is not used, the module will operate at high temperatures in a manner similar to an insulated glass window. Without the optional casting resin, if the module breaks, large glass fragments are released, exposing the high voltage area.

ブリエスケにおけるように、樹脂の注入には、液体を注入し、鋳造媒体によって変位した空気を除去するためにエッジシール内に間隙または管が必要となる。これらの間隙または管は、製造環境において実装するのに不必要に複雑で、本来のモジュールシールを著しく劣化させてしまう。鋳造樹脂はオートクレーブでのさらなる硬化を必要とする。オートクレーブ硬化は、更なる複雑さ、非効率性、およびコストを製造プロセスに追加するバッチプロセスである。辺縁シールに乾燥剤を加えることは不必要に複雑で、接着性を弱めてしまう場合がある。乾燥剤は、より簡単に、かつより安価に、モジュール内部に配置可能である。水分は、エッジ以外の領域を通じて、例えば背面電気ボックスを通じてモジュール内に浸透しうる。鋳造樹脂が用いられる場合、この水分は、外周シール内の乾燥剤によっては容易に吸収されず、残存してモジュールを損傷することになる。   As in Brieske, resin injection requires a gap or tube in the edge seal to inject liquid and remove air displaced by the casting medium. These gaps or tubes are unnecessarily complex to implement in a manufacturing environment and significantly degrade the original module seal. The cast resin requires further curing in an autoclave. Autoclave curing is a batch process that adds additional complexity, inefficiency, and cost to the manufacturing process. Adding a desiccant to the edge seal is unnecessarily complicated and may reduce adhesion. The desiccant can be placed inside the module more easily and cheaply. Moisture can penetrate into the module through areas other than the edges, for example through the back electrical box. When a cast resin is used, this moisture is not easily absorbed by the desiccant in the outer periphery seal and remains and damages the module.

現行のデバイスは機能的ではあるが、十分に正確ではないかまたは満足のゆくものではない。したがって、現行の技術の欠点に対処し、他の新しい革新的な特徴を提供するシステムおよび方法が求められている。   Current devices are functional but not accurate enough or satisfactory. Therefore, there is a need for systems and methods that address the shortcomings of current technology and provide other new innovative features.

図面に示す本発明の例示的な実施形態を以下の通り概説する。これらのおよび他の実施形態は、詳細な説明のセクションにより詳細に記載される。しかし、本発明を、発明の概要または詳細な説明に記載される形態に限定することを意図していないことが理解されるべきである。当業者であれば、特許請求の範囲に記載される本発明の精神および範囲内の多数の改良、均等物、および代替の構成を認識できよう。   Exemplary embodiments of the present invention shown in the drawings are outlined as follows. These and other embodiments are described in more detail in the detailed description section. However, it should be understood that the invention is not intended to be limited to the forms described in the summary or detailed description of the invention. Those skilled in the art will recognize numerous modifications, equivalents, and alternative constructions that fall within the spirit and scope of the invention as set forth in the claims.

本発明は、改良型光発電モジュール構造および封入体のためのシステムおよび方法を提供することができる。1つの例示的な実施形態では、本発明は、前面基板と、前面基板に取り付けられた光発電構造体と、メンブレンと、を含み、光発電構造体は、少なくとも1つの光発電電池を含み、メンブレンおよび前面基板は、光発電構造体を実質的に封入する、光発電モジュールを含むことができる。   The present invention can provide systems and methods for improved photovoltaic module structures and enclosures. In one exemplary embodiment, the present invention includes a front substrate, a photovoltaic structure attached to the front substrate, and a membrane, the photovoltaic structure including at least one photovoltaic cell; The membrane and front substrate can include a photovoltaic module that substantially encloses the photovoltaic structure.

別の例示的な実施形態では、本発明は、光発電モジュールを製造する方法を含むことができ、当該方法は、前面基板上に光発電構造体を形成することと、光発電構造体上にメンブレンを付加することとを含み、光発電構造体は少なくとも1つの光発電電池を含み、メンブレンおよび前面基板は光発電構造体を実質的に封入する。   In another exemplary embodiment, the present invention can include a method of manufacturing a photovoltaic module, the method comprising forming a photovoltaic structure on a front substrate and on the photovoltaic structure. Adding a membrane, the photovoltaic structure includes at least one photovoltaic cell, and the membrane and the front substrate substantially enclose the photovoltaic structure.

別の例示的な実施形態では、本発明は、前面基板と、前面基板に取り付けられた光発電構造体と、バスバーアセンブリと、メンブレンとを含み、光発電構造体は、第1エッジおよび第2エッジを含み、メンブレンは、バスバーアセンブリが光発電構造体に第1エッジおよび第2エッジで接続することを可能にするように構成され、メンブレンおよび前面基板は光発電構造体の残りの部分を封入する、光発電モジュールを含むことができる。   In another exemplary embodiment, the present invention includes a front substrate, a photovoltaic structure attached to the front substrate, a bus bar assembly, and a membrane, wherein the photovoltaic structure includes a first edge and a second edge. Including an edge and the membrane is configured to allow the bus bar assembly to connect to the photovoltaic structure at a first edge and a second edge, the membrane and the front substrate encapsulate the remainder of the photovoltaic structure A photovoltaic module can be included.

本発明はさらに、改良型光発電モジュール構造のためのシステムおよび方法を提供することができる。1つの例示的な実施形態では、前面基板と、前面基板に取り付けられた光発電構造体と、背面基板と、構造コンポーネントとを含み、光発電構造体は少なくとも1つの光発電電池を含み、背面基板は、光発電構造体から離間され、構造コンポーネントは、背面基板と光発電構造体との間に配置される、光発電モジュールを含むことができる。構造コンポーネントは、リブ、発泡体(例えば、多孔性発泡体、波形発泡体、エンボス加工発泡体、高密度発泡体等)、および/または固体中間層を含みうる。幾つかの実施形態では、構造コンポーネントは、前面基板と背面基板との少なくとも一方に接続するように構成される。幾つかの実施形態では、構造コンポーネントは、前面基板と背面基板との間に熱伝導を提供するように構成され、および/または、構造コンポーネントは、破損時に前面基板および/または背面基板を保持するように構成される。   The present invention can further provide systems and methods for improved photovoltaic module structures. In one exemplary embodiment, a front substrate, a photovoltaic structure attached to the front substrate, a rear substrate, and a structural component, the photovoltaic structure includes at least one photovoltaic cell, and the rear surface The substrate can be spaced from the photovoltaic structure and the structural component can include a photovoltaic module disposed between the back substrate and the photovoltaic structure. Structural components can include ribs, foams (eg, porous foams, corrugated foams, embossed foams, high density foams, etc.), and / or solid interlayers. In some embodiments, the structural component is configured to connect to at least one of the front substrate and the back substrate. In some embodiments, the structural component is configured to provide thermal conduction between the front substrate and the back substrate, and / or the structural component holds the front substrate and / or the back substrate in the event of failure. Configured as follows.

別の例示的な実施形態では、本発明は、光発電モジュールを製造する方法を含むことができ、当該方法は、前面基板上に光発電構造体を形成することと、構造コンポーネントを光発電構造体と背面基板との間に位置付けることと、シールを用いて前面基板に背面基板を接続することとを含み、光発電構造体は、少なくとも1つの光発電電池を含み、構造コンポーネントは、前面基板から背面基板への分散した熱伝導を与えるように構成される。   In another exemplary embodiment, the present invention can include a method of manufacturing a photovoltaic module, the method comprising forming a photovoltaic structure on a front substrate and attaching a structural component to the photovoltaic structure. Positioning the body and the back substrate and connecting the back substrate to the front substrate using a seal, the photovoltaic structure including at least one photovoltaic cell, and the structural component comprising the front substrate Configured to provide distributed heat conduction from the substrate to the back substrate.

別の例示的な実施形態では、本発明は、前面基板と、前面基板に取り付けられた光発電構造体と、背面基板と、構造コンポーネントとを含み、背面基板は、光発電構造体から離間されて間隙を形成し、構造コンポーネントは、背面基板と光発電構造体との間の空隙に広がる光発電モジュールを含むことができる。   In another exemplary embodiment, the present invention includes a front substrate, a photovoltaic structure attached to the front substrate, a back substrate, and a structural component, the back substrate being spaced from the photovoltaic structure. The structural component may include a photovoltaic module that extends into a gap between the back substrate and the photovoltaic structure.

上述したように、上述した実施形態および実施は説明の目的のために過ぎない。多数の他の実施形態、実施、および本発明の詳細は、以下の説明および特許請求の範囲から当業者によって簡単に認識されよう。   As noted above, the above-described embodiments and implementations are for illustrative purposes only. Numerous other embodiments, implementations, and details of the invention will be readily recognized by those skilled in the art from the following description and claims.

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の1以上の実施形態を例示し、以下の説明と共に本発明の原理をさらに説明し、当業者が本発明を成しおよび利用することを可能にする。   The accompanying drawings, which are incorporated in and form a part of this specification, illustrate one or more embodiments of the invention and, together with the following description, further explain the principles of the invention and allow those skilled in the art to use the invention. Makes it possible to make and use.

表1は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成するコンポーネントの図面参照番号を記載している。レベル1は、コンポーネントグループを示す。レベル2は、グループのサブコンポーネントを示す。レベル3は、特定のコンポーネント部分を示す。図面中、レベル1(X000)インジケータは、あらゆるサブレベルのコンポーネントを表す。図面中、同様の参照番号は、同一のまたは機能上同様の要素を示しうる。

Figure 2012518908
Table 1 lists drawing reference numbers for components that are incorporated into and form a part of this specification. Level 1 indicates a component group. Level 2 shows the subcomponents of the group. Level 3 shows specific component parts. In the drawing, the level 1 (X000) indicator represents every sub-level component. In the drawings, like reference numbers can indicate identical or functionally similar elements.
Figure 2012518908

本発明の様々な目的や利点、およびより完全な理解は、添付図面と共に解釈した場合に、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を参照することによって明らかであり、またより容易に理解されよう。   Various objects and advantages of the present invention, as well as a more complete understanding thereof, will be apparent from and more readily understood by reference to the following detailed description and appended claims when taken in conjunction with the accompanying drawings. Let's be done.

基本モジュールを示す図である。It is a figure which shows a basic module. 基本モジュールの分解図である。It is an exploded view of a basic module. バスコレクタ構成の詳細図である。It is a detailed view of a bus collector configuration. バスコレクタ構成の平面図である。It is a top view of a bus collector structure. 絶縁バスアセンブリの詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of an insulated bus assembly. 絶縁バスアセンブリの分解図である。FIG. 4 is an exploded view of an insulating bus assembly. 二重シールの詳細図である。It is detail drawing of a double seal. 二重シールの分解図である。It is an exploded view of a double seal. 単一アンダーコートメンブレンモジュールである。Single undercoat membrane module. 単一アンダーコートメンブレンモジュールの分解図である。It is an exploded view of a single undercoat membrane module. 単一オーバーコートメンブレンモジュールを示す図である。It is a figure which shows a single overcoat membrane module. 単一オーバーコートメンブレンモジュールの分解図である。It is an exploded view of a single overcoat membrane module. 二重コートメンブレンモジュールを示す図である。It is a figure which shows a double coat membrane module. 二重コートメンブレンモジュールの分解図である。It is an exploded view of a double coat membrane module. 強化材付きメンブレンモジュールを示す図である。It is a figure which shows a membrane module with a reinforcing material. 強化材付きメンブレンモジュールの分解図である。It is an exploded view of a membrane module with a reinforcing material. 強化材付きメッシュモジュールを示す図である。It is a figure which shows the mesh module with a reinforcing material. 強化材付きメッシュモジュールの分解図である。It is an exploded view of a mesh module with a reinforcing material. 充填材入りメンブレンモジュールを示す図である。It is a figure which shows the membrane module containing a filler. 充填材入りメンブレンモジュールの分解図である。It is an exploded view of a membrane module with a filler. リブ付きモジュールを示す図である。It is a figure which shows the module with a rib. リブ付きモジュールの分解図である。It is an exploded view of a module with a rib. 強化リブ付きモジュールを示す図である。It is a figure which shows the module with a reinforcement rib. 強化リブ付きモジュールの分解図である。It is an exploded view of the module with a reinforcement rib. 保持テープモジュールを示す図である。It is a figure which shows a holding | maintenance tape module. 保持テープモジュールの分解図である。It is an exploded view of a holding | maintenance tape module. 保持テープ水平モジュールを示す図である。It is a figure which shows a holding | maintenance tape horizontal module. 保持テープ水平モジュールの分解図である。It is an exploded view of a holding tape horizontal module. 保持テープ垂直モジュールを示す図である。It is a figure which shows a holding | maintenance tape perpendicular | vertical module. 保持テープ垂直モジュールの分解図である。It is an exploded view of a holding tape vertical module. 中間層発泡体モジュールを示す図である。It is a figure which shows an intermediate | middle layer foam module. 中間層発泡体モジュールの分解図である。It is an exploded view of an intermediate | middle layer foam module. 中間層構造モジュールを示す図である。It is a figure which shows an intermediate | middle layer structure module. 中間層構造モジュールの分解図である。It is an exploded view of an intermediate layer structure module. 中間層固体モジュールを示す図である。It is a figure which shows an intermediate | middle layer solid module. 中間層固体モジュールの分解図である。It is an exploded view of an intermediate | middle layer solid module.

本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ1以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。   This specification discloses one or more embodiments that incorporate the features of this invention. The disclosed embodiments are merely illustrative of the invention. The scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments.

記載される実施形態と、「一実施形態」、「実施形態」、「例示的な実施形態」等への明細書中における言及は、記載される実施形態が特定の特徴、構造、または特性を有しうるが、各実施形態が特定の特徴、構造、または特性を必ずしも有するとは限らないことを示す。さらに、このような表現は、同じ実施形態を必ずしも言及しているとは限らない。また、特定の特徴、構造、または特性が実施形態に関連して記載される場合、明らかに記載されていようがいまいが、当該特徴、構造、または特性を別の実施形態に関連して実現することは当業者の知識の範囲内であることが理解されよう。   References to the described embodiments and "one embodiment", "embodiments", "exemplary embodiments" in the specification, and the like refer to specific features, structures, or characteristics of the described embodiments. Although shown, each embodiment may not necessarily have a particular feature, structure, or characteristic. Moreover, such phrases are not necessarily referring to the same embodiment. Also, when a particular feature, structure, or characteristic is described in connection with an embodiment, that feature, structure, or characteristic is realized in connection with another embodiment, whether explicitly described or not. It will be understood that this is within the knowledge of those skilled in the art.

本発明は、光発電デバイスのための封入システムおよび方法と、改良型モジュール構造と、光発電デバイスのための方法とを説明する。実施形態には、前面基板(1000)と背面基板(2000)との間に位置付けられたメンブレン(6000)を組み込んだ光発電封入方法が含まれる。メンブレン(6000)は、光発電モジュールの信頼性、性能、および安全性を高める一方で、コストおよび製造の複雑さを最小限に抑える複数の属性を有しうる。さらに、幾つかの実施形態では、前面基板(1000)と背面基板(2000)との間に、強化スクリムシート(7100)、メッシュファイバ(7200)またはリブ(8000)といった他の構造を追加して、光発電モジュールの信頼性、性能、および安全性を向上させる。幾つかの実施形態では、様々な利点を達成するために、スクリムシート、メッシュおよびファイバといったさらなる構造を、メンブレン(6000)に組み込んでもよく、または、前面基板(1000)と背面基板(2000)との間に別個に位置付けてもよい。   The present invention describes an encapsulation system and method for a photovoltaic device, an improved modular structure, and a method for a photovoltaic device. Embodiments include a photovoltaic encapsulating method that incorporates a membrane (6000) positioned between a front substrate (1000) and a back substrate (2000). The membrane (6000) may have multiple attributes that increase the reliability, performance, and safety of the photovoltaic module while minimizing cost and manufacturing complexity. Further, in some embodiments, other structures such as reinforced scrim sheets (7100), mesh fibers (7200) or ribs (8000) are added between the front substrate (1000) and the back substrate (2000). Improve the reliability, performance, and safety of photovoltaic modules. In some embodiments, additional structures such as scrim sheets, meshes and fibers may be incorporated into the membrane (6000) to achieve various advantages, or the front substrate (1000) and the back substrate (2000) You may position separately between.

本発明の多くの例示的な実施形態において、メンブレン(6000)は、破損が生じた場合に、ガラスの大きな破片がモジュールから放出されることを防ぐことを支援することによって安全性を向上させることができる。これは、少なくとも部分的に、メンブレン(6000)、および/または、リブ(8000)または中間層(10000)といった構造コンポーネントが前面基板(1000)および/または背面基板(2000)に接続されうるからである。破損が生じた場合、前面基板(1000)および/または背面基板(2000)の破損片は、前面基板(1000)および/または背面基板(2000)とメンブレン(6000)および/または他の構造コンポーネントとの間の接着結合によってモジュール構造に保持される。メンブレン(6000)および他の構造コンポーネントは、組み合わせて用いられてもよく、または、別個に用いられてもよい。   In many exemplary embodiments of the invention, the membrane (6000) improves safety by helping to prevent large pieces of glass from being ejected from the module if breakage occurs. Can do. This is because, at least in part, structural components such as the membrane (6000) and / or ribs (8000) or intermediate layer (10000) can be connected to the front substrate (1000) and / or the back substrate (2000). is there. In the event of a failure, the broken pieces of the front substrate (1000) and / or the back substrate (2000) can be separated from the front substrate (1000) and / or the back substrate (2000) with the membrane (6000) and / or other structural components. The module structure is held by an adhesive bond between the two. The membrane (6000) and other structural components may be used in combination or may be used separately.

例えば、一実施形態では、メンブレン(6000)は、前面基板(1000)上に形成された半導体光発電構造体(4000)に接着されてよい。前面基板(1000)が破損した場合、メンブレン(6000)は、光発電構造体(4000)の破損片と、当該光発電構造体(4000)がその上に形成される前面基板(1000)の破損片とを保持するさらなる構造をもたらす。別の実施形態では、メンブレン(6000)および背面基板(2000)にさらなる構造コンポーネントが接続されうる。さらに別の実施形態では、光発電構造体(4000)および背面基板(2000)にさらなる構造が接続されうる。さらなる構造コンポーネントは、半導体光発電構造体(4000)および背面基板(2000)に直接的に接続または接着されてもよく、または、さらなる構造コンポーネントは、光発電構造体(4000)、前面基板(1000)、および背面基板(2000)に他の要素を介して接続されてもよい。これらの追加の接続は、構造上の完全性を向上させ、破損が生じた場合にモジュールの破片を保持することに役立つ。さらに、これらのさらなる構造コンポーネントは、CdTe(テルル化カドミウム)膜からのカドミウムといった重金属含有材料で被覆された光発電構造体(4000)の破片の損失を阻止することに役立つ。   For example, in one embodiment, the membrane (6000) may be bonded to a semiconductor photovoltaic structure (4000) formed on the front substrate (1000). When the front substrate (1000) is damaged, the membrane (6000) is damaged by the broken pieces of the photovoltaic structure (4000) and the front substrate (1000) on which the photovoltaic structure (4000) is formed. Provide additional structure to hold the piece. In another embodiment, additional structural components can be connected to the membrane (6000) and the back substrate (2000). In yet another embodiment, additional structures can be connected to the photovoltaic structure (4000) and the back substrate (2000). Additional structural components may be directly connected or bonded to the semiconductor photovoltaic structure (4000) and the back substrate (2000), or the additional structural components may be the photovoltaic structure (4000), the front substrate (1000). ), And the back substrate (2000) via other elements. These additional connections increase the structural integrity and help to retain the module debris in the event of failure. In addition, these additional structural components help to prevent debris loss of photovoltaic structures (4000) coated with heavy metal containing materials such as cadmium from CdTe (cadmium telluride) films.

本発明のさらなる利点には以下のものが含まれる。1)モジュール製造時の背面電極メタライゼーションの保護、および、機械的負荷の下での背面基板(2000)との潜在的な接触からの保護、2)バス接合の剥離を防ぐ、バステープ接合を含むバスバーアセンブリ(5000)の強化、3)水蒸気浸透に対するさらなるバリアを光発電構造体(4000)に設けること、4)さらなる電気絶縁性を与えること、5)前面基板(1000)と背面基板(2000)との間のシールを介して浸透する水分を吸収する乾燥媒体を提供すること、6)モジュールにさらなる構造上のロバスト性を与えること、7)モジュール性能の向上のために、モジュールの内部からのさらなる熱伝導性を提供してモジュール温度を下げること、8)コストまたは重量を大幅に増加させることなくモジュール性能全体を向上させること。   Further advantages of the present invention include: 1) Protection of back electrode metallization during module manufacture and protection from potential contact with back substrate (2000) under mechanical load, 2) Bus tape bonding to prevent peeling of bus bonding Strengthening of the busbar assembly (5000) including, 3) Providing the photovoltaic structure (4000) with an additional barrier against water vapor penetration, 4) Providing further electrical insulation, 5) Front substrate (1000) and back substrate (2000) ) Providing a drying medium that absorbs moisture that permeates through the seal between, 6) providing additional structural robustness to the module, and 7) from the inside of the module for improved module performance. Lower module temperature by providing more thermal conductivity, 8) Module performance without significantly increasing cost or weight To improve the body.

本発明に合致するメンブレン(6000)を形成するために多くの可能な材料が用いられうる。メンブレン(6000)は、計画された実施のために適切な機械的特性を有する材料を用いて形成されるべきである。検討すべき機械的特性には、構造安定性と、衝撃吸収と、モジュールの破損が生じた場合に破損片を保持しそれらが放出されることを防止する機能と、が含まれる。電気絶縁性、熱伝導性、および水蒸気浸透に抵抗する能力といったメンブレン(6000)の他の材料特性も重要である。さらに、形成されたメンブレン(6000)の特性に加えて、光発電構造体(4000)上にメンブレン(6000)を適切に形成する能力に影響を与える材料特性を検討することも重要である。当業者であれば、本発明に合致するメンブレン(6000)材料を容易に認識するであろう。   Many possible materials can be used to form a membrane (6000) consistent with the present invention. The membrane (6000) should be formed using materials that have the appropriate mechanical properties for the planned implementation. Mechanical properties to consider include structural stability, shock absorption, and the ability to hold broken pieces and prevent them from being released if the module breaks. Other material properties of the membrane (6000) such as electrical insulation, thermal conductivity, and ability to resist water vapor penetration are also important. Furthermore, in addition to the properties of the formed membrane (6000), it is also important to study material properties that affect the ability to properly form the membrane (6000) on the photovoltaic structure (4000). Those skilled in the art will readily recognize membrane (6000) materials consistent with the present invention.

幾つかの実施形態では、メンブレン(6000)は共形重合体材料を含みうる。例えば、メンブレン(6000)は、共形膜またはコーティングから構成されてよい。モジュール性能およびモジュール生産効率における利点を達成するために共形コーティングを用いてよい。生産時、共形コーティングメンブレン(6000)は光発電構造体(4000)を保護する。後続のモジュール構築工程時には、メンブレン(6000)は、脆弱な光発電構造体(4000)に対する損傷を防ぐ。モジュール応用の分野では、共形コーティングは、有利な構造的および電気的特性を提供して、光発電構造体(4000)を保護して、モジュールの信頼性を向上させる。   In some embodiments, the membrane (6000) can comprise a conformal polymeric material. For example, the membrane (6000) may be composed of a conformal membrane or coating. Conformal coatings may be used to achieve benefits in module performance and module production efficiency. During production, the conformal coating membrane (6000) protects the photovoltaic structure (4000). During the subsequent module construction process, the membrane (6000) prevents damage to the fragile photovoltaic structure (4000). In the field of module applications, conformal coatings provide advantageous structural and electrical properties to protect the photovoltaic structure (4000) and improve module reliability.

他の実施形態では、メンブレン(6000)は熱可塑性材料から構成されてよい。さらに別の実施形態では、メンブレン(6000)は、例えば、化学添加物、紫外線放射、電子ビームまたは熱を用いて硬化される熱硬化性材料から構成されてよい。さらに別の実施形態では、メンブレン(6000)は、熱硬化性エラストマーまたは熱可塑性エラストマーといった弾性材料から構成されてよい。例として、メンブレン(6000)は、ウレタンアセテート、熱硬化されたアクリル、シリコーンRTV、および/またはエポキシから構成されてよい。当業者であれば、本発明に合致して選択されうるメンブレン(6000)材料を認識するであろう。選択されるメンブレン(6000)材料は、光発電構造体(4000)の材料特性、モジュールの他の構造特性、処理条件、光発電モジュールが用いられる環境、コスト等を含むがこれらに限定されない、当業者に容易に理解される多くの様々な要因に依存しうる。例えばタクトタイムを向上させるために、UV硬化性ウレタンアセテートを用いてメンブレン(6000)を形成してもよい。   In other embodiments, the membrane (6000) may be composed of a thermoplastic material. In yet another embodiment, the membrane (6000) may be comprised of a thermosetting material that is cured using, for example, chemical additives, ultraviolet radiation, electron beams, or heat. In yet another embodiment, the membrane (6000) may be composed of an elastic material such as a thermoset elastomer or a thermoplastic elastomer. As an example, the membrane (6000) may be composed of urethane acetate, thermoset acrylic, silicone RTV, and / or epoxy. One skilled in the art will recognize membrane (6000) materials that can be selected consistent with the present invention. The selected membrane (6000) material includes, but is not limited to, material characteristics of the photovoltaic structure (4000), other structural characteristics of the module, processing conditions, environment in which the photovoltaic module is used, cost, etc. It can depend on many different factors that are readily understood by the vendor. For example, in order to improve the tact time, the membrane (6000) may be formed using UV curable urethane acetate.

一実施形態では、メンブレン(6000)は、モジュールにさらなる衝撃吸収力をもたらすために弾性材料から形成されうる。例えば、多くの弾性重合体は、破壊前に応力を受けて相当に伸長する。弾性メンブレンは、光発電構造体(4000)の背面金属電極に直接的に付加されうる。弾性メンブレン(6000)の衝撃時の柔軟性は、衝撃荷重の多少の吸収を可能にする。モジュールの破損時には、弾性メンブレン(6000)は、破損せずに破砕されたガラスと共に曲がるので、保持力を提供する。強化材料を用いることによってメンブレン(6000)にさらなる強度を与えうる。別の実施形態では、シリコーンベースの共形メンブレン(6000)を軟質の厚い被覆内に配置してよい。   In one embodiment, the membrane (6000) may be formed from an elastic material to provide additional shock absorption to the module. For example, many elastomeric polymers undergo considerable elongation under stress prior to failure. The elastic membrane can be added directly to the back metal electrode of the photovoltaic structure (4000). The flexibility of the elastic membrane (6000) upon impact allows some absorption of the impact load. When the module breaks, the elastic membrane (6000) bends with the crushed glass without breaking, thus providing a holding force. Additional strength can be imparted to the membrane (6000) by using a reinforcing material. In another embodiment, a silicone-based conformal membrane (6000) may be placed in a soft thick coating.

メンブレン(6000)は、製造時、収納時、輸送時、および最終使用時に光発電構造体(4000)を保護する弾性表面も提供してよい。メンブレン(6000)は、光発電モジュールに耐久性をもたらし、また、光発電構造体(4000)を実質的に封入することによって水分浸透に対するさらなるバリアを付加する。メンブレン(6000)はさらに、薄膜光発電構造体(4000)の一連の相互に接続された光発電電池用のスクライブ線の電気絶縁も支援する。   The membrane (6000) may also provide an elastic surface that protects the photovoltaic structure (4000) during manufacture, storage, transport, and end use. The membrane (6000) provides durability to the photovoltaic module and adds an additional barrier to moisture penetration by substantially encapsulating the photovoltaic structure (4000). The membrane (6000) further assists in the electrical insulation of a series of interconnected photovoltaic cells of the thin film photovoltaic structure (4000).

図1に、光発電モジュールの基本構造の可能な実施形態を示し、図1中、光発電は、バスバーアセンブリ(5000)を介して外部接続に接続されている。図2に、基本モジュール構造体の分解図を示す。図2に示すように、光発電構造体(4000)は前面基板(1000)上に形成される。バスバーアセンブリ(5000)が、光発電構造体モジュールの外部に光発電構造体(4000)を接続する。バスバーアセンブリ(5000)は、光発電シリーズの先端の電池と後端の電池とに取り付けられたバスバーコレクタ(5100)から構成され、バスアセンブリ接続部(5200)において終端する。バスバーアセンブリ(5000)は、バスアセンブリ絶縁体(5300)によって残りの光発電電池から絶縁される。図3と図4の平面図とに、可能なバスバーコレクタ構成(5100)の詳細を示す。バスバーコレクタ構成(5100)は、4つのセクションから構成され、アノードエッジコレクタバス(5110)およびカソードエッジコレクタバス(5120)が光発電構造体(4000)のエッジ電池に接続される。アノードエッジコレクタバス(5110)はアノード中央メインバス(5130)に接続され、カソードエッジコレクタバス(5120)はカソード中央メインバス(5140)に接続される。   FIG. 1 shows a possible embodiment of the basic structure of a photovoltaic module, in which the photovoltaic is connected to an external connection via a bus bar assembly (5000). FIG. 2 shows an exploded view of the basic module structure. As shown in FIG. 2, the photovoltaic structure (4000) is formed on the front substrate (1000). A bus bar assembly (5000) connects the photovoltaic structure (4000) to the outside of the photovoltaic structure module. The bus bar assembly (5000) includes a bus bar collector (5100) attached to the front battery and the rear battery of the photovoltaic power generation series, and terminates at the bus assembly connection (5200). The bus bar assembly (5000) is insulated from the remaining photovoltaic cells by the bus assembly insulator (5300). Details of a possible busbar collector configuration (5100) are shown in the plan views of FIGS. The bus bar collector configuration (5100) consists of four sections, with the anode edge collector bus (5110) and the cathode edge collector bus (5120) connected to the edge cell of the photovoltaic structure (4000). The anode edge collector bus (5110) is connected to the anode central main bus (5130), and the cathode edge collector bus (5120) is connected to the cathode central main bus (5140).

図5は、バスバーコレクタ(5100)がバスバーアセンブリ(5000)に組み込まれる方法の一実施形態を示す。図6のバスバーアセンブリ(5000)の分解図に示すように、アノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)は、外部の配線システム(図示せず)への接続を可能とするためにバスアセンブリ接続部(5200)において終端する。バスアセンブリ接続部(5200)は、背面にあるボックス(図示せず)および外部配線(図示せず)に電流を供給する。その一方で、アノードエッジコレクタバス(5110)およびカソードエッジコレクタバス(5120)はモジュールのエッジ光発電電池に接触し、アノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)は、バスアセンブリ絶縁体(5300)によって光発電構造体(4000)の内部電池から絶縁される。一実施形態では、バスアセンブリ絶縁体(5300)は、光発電構造体(4000)に付加される絶縁テープストリップでありうる。別の実施形態では、バスアセンブリ絶縁体(5300)は、光発電構造体(4000)に面するアノード中央メインバスライン(5130)およびカソード中央メインバスライン(5140)の表面に付加されてもよい。   FIG. 5 illustrates one embodiment of a method in which the bus bar collector (5100) is incorporated into the bus bar assembly (5000). As shown in the exploded view of the bus bar assembly (5000) in FIG. 6, the anode central main bus (5130) and the cathode central main bus (5140) are for connection to an external wiring system (not shown). To the bus assembly connection (5200). The bus assembly connection (5200) supplies current to a box (not shown) on the back and external wiring (not shown). Meanwhile, the anode edge collector bus (5110) and cathode edge collector bus (5120) are in contact with the module's edge photovoltaic cells, and the anode central main bus (5130) and cathode central main bus (5140) are bus assembly insulated. The body (5300) is insulated from the internal battery of the photovoltaic structure (4000). In one embodiment, the bus assembly insulator (5300) may be an insulating tape strip that is added to the photovoltaic structure (4000). In another embodiment, bus assembly insulator (5300) may be added to the surfaces of anode central main bus line (5130) and cathode central main bus line (5140) facing photovoltaic structure (4000). .

基本光発電モジュールの前面および背面を一緒に密封する一実施形態は、二重外周シールを使用することによる。図7は、図8の分解図に示されるように内側の水蒸気バリアシール(3100)と外側の液体バリアエッジシール(3200)とから構成される二重シール構造を示す。二重シール構造の一実施形態は、シリコーンエッジシールを有するポリイソブチレン水分バリアから構成されうる。図8にはさらに、バス接続部を密封する接続部シール(3300)を示す。接続部シールも、次の背面ボックス接続部を密封するためにシリコーンといった液体バリアが用いられる場合には、ポリイソブチレン水分バリアであってよい。   One embodiment of sealing the front and back of the basic photovoltaic module together is by using a double perimeter seal. FIG. 7 shows a dual seal structure comprised of an inner water vapor barrier seal (3100) and an outer liquid barrier edge seal (3200) as shown in the exploded view of FIG. One embodiment of a dual seal structure may be composed of a polyisobutylene moisture barrier with a silicone edge seal. FIG. 8 further shows a connection seal (3300) that seals the bus connection. The connection seal may also be a polyisobutylene moisture barrier if a liquid barrier such as silicone is used to seal the next back box connection.

2つの異なる実施形態において、メンブレン(6000)は、バスバーアセンブリ(5000)の付加に先立ってまたは付加の後に付加されてもよい。バスバーアセンブリ(5000)に先立って付加される場合、メンブレン(6000)は、モジュールの内部電池からの中央メインバスコレクタ(5130、5140)の絶縁に役立つか、絶縁の代わりとなりうる。バスバーアセンブリ(5000)の付加の後に付加される場合、メンブレン(6000)は、バスアセンブリ絶縁体(5300)を除いてモジュール内のあらゆる導電性領域を電気的に絶縁し、さらなる安全性をもたらす。電気絶縁性のメンブレン(6000)を含む実施形態はさらに、低コストの重合体背面シートまたは金属背面シートの使用を可能にしうる。   In two different embodiments, the membrane (6000) may be added prior to or after the addition of the bus bar assembly (5000). When added prior to the bus bar assembly (5000), the membrane (6000) can serve as an alternative to the insulation of the central main bus collector (5130, 5140) from the module's internal battery. When added after the addition of the bus bar assembly (5000), the membrane (6000) electrically insulates any conductive areas in the module except the bus assembly insulator (5300), providing additional safety. Embodiments that include an electrically insulative membrane (6000) may further allow the use of a low cost polymer back sheet or metal back sheet.

図9は、アンダーコートメンブレン(6100)がバスバーアセンブリ(5000)に先立って付加される、単一メンブレンモジュール構造体を用いる本発明の一実施形態の外観図を示す。   FIG. 9 shows an external view of one embodiment of the present invention using a single membrane module structure in which an undercoat membrane (6100) is added prior to the bus bar assembly (5000).

図10に、単一アンダーコートメンブレン(6100)の構造体の分解図を示す。図10に示すように、光発電構造体(4000)は、前面基板(1000)上に形成される。アンダーコートメンブレン(6100)は、基本モジュールバスバーアセンブリ(5000)に先立って付加され、モジュールの内部電池の少なくとも大部分を覆うことによって、光発電構造体(4000)を実質的に封入する。基本モジュールのバスバーアセンブリ(5000)と同様に、光発電構造体(4000)は、バスバーアセンブリ(5000)のアノードエッジコレクタバス(5110)およびカソードエッジコレクタバス(5120)に接続される。アンダーコートメンブレン(6100)は、エッジコレクタバス(5110、5120)が取り付けられなければならないエッジ電池を覆うことができないか、または、バスバーアセンブリは光発電から絶縁されうる。アノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)はアノードエッジコレクタバス(5110)およびカソードエッジコレクタバス(5120)にそれぞれ接続される。中央メインバスは、アンダーコートメンブレン(6100)を横断してルーティングされ、バスアセンブリ接続部(5200)にさらに接続される。アノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)はバスアセンブリ絶縁体(5300)によって光発電構造体(4000)から絶縁される。一実施形態では、バスアセンブリ絶縁体(5300)は、光発電構造体(4000)に付加される絶縁テープストリップであってよい。別の実施形態では、バスアセンブリ絶縁体(5300)は、光発電構造体(4000)に面するアノード中央メインバスライン(5130)およびカソード中央メインバスライン(5140)の表面に付加されてよい。更なる実施形態では、バスアセンブリ絶縁体(5300)は、アンダーコートメンブレン(6100)が、絶縁テープによって提供される更なる絶縁がなくともアノードおよびカソード中央メインコレクタを絶縁するために十分である実施形態では省略されてよい。   FIG. 10 shows an exploded view of the structure of the single undercoat membrane (6100). As shown in FIG. 10, the photovoltaic structure (4000) is formed on the front substrate (1000). The undercoat membrane (6100) is added prior to the basic module busbar assembly (5000) and substantially encapsulates the photovoltaic structure (4000) by covering at least the majority of the module's internal cells. Similar to the basic module bus bar assembly (5000), the photovoltaic structure (4000) is connected to the anode edge collector bus (5110) and cathode edge collector bus (5120) of the bus bar assembly (5000). The undercoat membrane (6100) cannot cover the edge cell to which the edge collector bus (5110, 5120) must be attached, or the bus bar assembly can be insulated from photovoltaics. The anode central main bus (5130) and the cathode central main bus (5140) are connected to the anode edge collector bus (5110) and the cathode edge collector bus (5120), respectively. The central main bus is routed across the undercoat membrane (6100) and further connected to the bus assembly connection (5200). The anode central main bus (5130) and cathode central main bus (5140) are insulated from the photovoltaic structure (4000) by a bus assembly insulator (5300). In one embodiment, the bus assembly insulator (5300) may be an insulating tape strip that is added to the photovoltaic structure (4000). In another embodiment, the bus assembly insulator (5300) may be added to the surfaces of the anode central main bus line (5130) and the cathode central main bus line (5140) facing the photovoltaic structure (4000). In a further embodiment, the bus assembly insulator (5300) is implemented such that the undercoat membrane (6100) is sufficient to insulate the anode and cathode central main collector without the additional insulation provided by the insulating tape. It may be omitted in the form.

図11は、オーバーコートメンブレン(6200)がバスバーアセンブリ(5000)の後に付加される、単一メンブレンモジュール構造体を用いる本発明の一実施形態の外観図を示す。   FIG. 11 shows an external view of one embodiment of the present invention using a single membrane module structure in which an overcoat membrane (6200) is added after the bus bar assembly (5000).

図12に、単一メンブレン構造体の分解図を示す。図12に示すように、基本モジュールと同様に、光発電構造体(4000)は前面基板(1000)上に形成される。光発電構造体(4000)の2つの外側エッジ電池は、バスバーアセンブリ(5000)のアノードエッジコレクタバス(5110)およびカソードエッジコレクタバス(5120)に接続される。アノードエッジコレクタバス(5110)およびカソードエッジコレクタバス(5120)はアノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)にそれぞれ接続され、アノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)はさらにバスアセンブリ接続部(5200)に接続される。アノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)は、バスアセンブリ絶縁体(5300)によって光発電構造体(4000)から絶縁されている。一実施形態では、バスアセンブリ絶縁体(5300)は、光発電構造体(4000)に付加される絶縁テープストリップであってよい。別の実施形態では、バスアセンブリ絶縁体(5300)は、光発電構造体(4000)に面するアノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)の表面に付加されうる。バスアセンブリ絶縁体(5300)は、本発明の単一オーバーコートの実施形態では必須である。これは、メンブレンが、アノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)の下に置かれておらず、バスアセンブリからの光発電の内部電池の絶縁を提供することができないからである。本発明の単一アンダーコートの実施形態とは異なり、オーバーコートメンブレン(6200)は、外部接続を可能とするために被覆されないままにされるバスアセンブリ接続部(5200)以外はバスバーアセンブリ(5000)全体に亘って光発電構造体(4000)を覆う。   FIG. 12 shows an exploded view of a single membrane structure. As shown in FIG. 12, like the basic module, the photovoltaic structure (4000) is formed on the front substrate (1000). The two outer edge cells of the photovoltaic structure (4000) are connected to the anode edge collector bus (5110) and the cathode edge collector bus (5120) of the bus bar assembly (5000). The anode edge collector bus (5110) and the cathode edge collector bus (5120) are connected to the anode central main bus (5130) and the cathode central main bus (5140), respectively, and the anode central main bus (5130) and the cathode central main bus (5140). ) Is further connected to the bus assembly connection (5200). The anode central main bus (5130) and cathode central main bus (5140) are insulated from the photovoltaic structure (4000) by a bus assembly insulator (5300). In one embodiment, the bus assembly insulator (5300) may be an insulating tape strip that is added to the photovoltaic structure (4000). In another embodiment, bus assembly insulator (5300) may be added to the surface of anode central main bus (5130) and cathode central main bus (5140) facing photovoltaic structure (4000). The bus assembly insulator (5300) is essential in the single overcoat embodiment of the present invention. This is because the membrane is not placed under the anode central main bus (5130) and cathode central main bus (5140) and cannot provide photovoltaic internal cell insulation from the bus assembly. . Unlike the single undercoat embodiment of the present invention, the overcoat membrane (6200) has a bus bar assembly (5000) other than the bus assembly connection (5200) that is left uncoated to allow external connections. The photovoltaic structure (4000) is covered throughout.

バスバーアセンブリ(5000)および光発電構造体(4000)は、メンブレンオーバーコート(6200)内に実質的に封入される。図12では、バスバーアセンブリ(5000)の印刷が共形メンブレンオーバーコート(6200)内に示される。外部シールアセンブリ(3000)によって背面基板(2000)が前面基板(1000)に取り付けられる。本実施形態では、外部シールアセンブリ(3000)は、ブチルゴムまたはポリイソブチレン製の蒸気バリア(3100)とシリコーン製エッジシール(3200)とを有する二重シールと、ブチルゴムまたはポリイソブチレン製の接続部シール(3300)と、を含む。本実施形態では、このシール配置によって、オーバーコートメンブレンコート(6200)と背面基板(2000)との間に内部間隙が作られる。オーバーコートメンブレン(6200)は、外部シールアセンブリ(3000)を介して浸透する水分を吸収するように乾燥剤が入れられてよい。二重シール配置の使用は例示に過ぎず、本発明を限定することを意図していない。当業者であれば、本発明に合致して用いられうる他の密封配置を容易に認識するであろう。   The bus bar assembly (5000) and the photovoltaic structure (4000) are substantially encapsulated within the membrane overcoat (6200). In FIG. 12, the printing of the bus bar assembly (5000) is shown in the conformal membrane overcoat (6200). The back substrate (2000) is attached to the front substrate (1000) by an external seal assembly (3000). In this embodiment, the outer seal assembly (3000) includes a double seal having a vapor barrier (3100) made of butyl rubber or polyisobutylene and an edge seal (3200) made of silicone, and a connection seal made of butyl rubber or polyisobutylene ( 3300). In this embodiment, this seal arrangement creates an internal gap between the overcoat membrane coat (6200) and the back substrate (2000). The overcoat membrane (6200) may be desiccated to absorb moisture that permeates through the outer seal assembly (3000). The use of a double seal arrangement is exemplary only and is not intended to limit the invention. Those skilled in the art will readily recognize other sealing arrangements that may be used consistent with the present invention.

別の実施形態では、アノードおよびカソードバスの付加に先立っておよび付加の後にメンブレンコーティング(6000)を付加してもよい。図13は、二重メンブレンモジュール構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示す。   In another embodiment, a membrane coating (6000) may be added prior to and after the addition of the anode and cathode baths. FIG. 13 shows an external view of an embodiment of the present invention using a double membrane module structure.

図14は二重メンブレン構造体の分解図を示す。図14では、光発電構造体(4000)は前面基板(1000)上に形成される。光発電構造体(4000)の近傍には第1アンダーコートメンブレン(6100)があり、第1アンダーコートメンブレン(6100)は、バスバーアセンブリ(5000)の付加に先立って光発電構造体(4000)の内部を覆うことによって光発電構造体(4000)を実質的に封入する。アノードおよびカソードエッジコレクタバス(5110および5120)が取り付けられるべき光発電構造体(4000)の一部分は被覆されないままとなっている。第1アンダーコートメンブレン(6100)は、光発電構造体(4000)を全体的に保護しかつ光発電構造体(4000)をアノード中央メインバス(5130)およびカソード中央メインバス(5140)から絶縁するために、バスバーアセンブリ(5000)に先立って付加される。   FIG. 14 shows an exploded view of the double membrane structure. In FIG. 14, the photovoltaic structure (4000) is formed on the front substrate (1000). There is a first undercoat membrane (6100) in the vicinity of the photovoltaic structure (4000), and the first undercoat membrane (6100) is attached to the photovoltaic structure (4000) prior to the addition of the bus bar assembly (5000). The photovoltaic structure (4000) is substantially enclosed by covering the interior. A portion of the photovoltaic structure (4000) to which the anode and cathode edge collector buses (5110 and 5120) are to be attached remains uncoated. The first undercoat membrane (6100) generally protects the photovoltaic structure (4000) and insulates the photovoltaic structure (4000) from the anode central main bus (5130) and the cathode central main bus (5140). Therefore, it is added prior to the bus bar assembly (5000).

バスバーアセンブリ(5000)および光発電構造体(4000)はさらに、光発電構造体(4000)にさらなる保護をもたらすとともにバスバーアセンブリ(5000)を保護するためにオーバーコートメンブレン(6200)内に包み込まれる。バスバーアセンブリ(5000)の印刷は共形メンブレンオーバーコート(6200)内に示される。バスバーアセンブリ(5000)の後に付加される第2オーバーコートメンブレン(6200)はデバイスへの電気的接続を封入し保護する。当業者であれば、バスアセンブリ接続部(5200)が、背面電気ボックス(図示せず)への接続のために完全に封入されることはできないことを認識することができよう。幾つかの実施形態では、バスアセンブリ接続部(5200)は、オーバーコートメンブレン(6200)によって封入されていない。他の実施形態では、バスアセンブリ接続部(5200)は、輸送および組み立て用にオーバーコートメンブレン(6200)によって封入されてよいものの、バスアセンブリ接続部(5200)上のオーバーコート(6200)の一部は、使用前のある時点において取り除かれる。当業者であれば、本発明に合致する変更および改良を理解するであろう。   The bus bar assembly (5000) and the photovoltaic structure (4000) are further encased within an overcoat membrane (6200) to provide additional protection to the photovoltaic structure (4000) and to protect the bus bar assembly (5000). Printing of the bus bar assembly (5000) is shown in the conformal membrane overcoat (6200). A second overcoat membrane (6200) added after the bus bar assembly (5000) encapsulates and protects the electrical connection to the device. One skilled in the art will recognize that the bus assembly connection (5200) cannot be fully encapsulated for connection to a back electrical box (not shown). In some embodiments, the bus assembly connection (5200) is not encapsulated by the overcoat membrane (6200). In other embodiments, the bus assembly connection (5200) may be encapsulated by an overcoat membrane (6200) for transport and assembly, but a portion of the overcoat (6200) on the bus assembly connection (5200). Are removed at some point before use. Those skilled in the art will appreciate variations and modifications consistent with the present invention.

幾つかの実施形態では、一方または両方のメンブレンコーティング(6100、6200)には、モジュールの耐用年数の間に外部シールアセンブリ(3000)を介して浸透する水分を吸収するために乾燥剤が入れられうる。2つのメンブレンコート(6100、6200)は、物理特性の組み合わせを提供するために、同じ材料であっても異なる材料であってもよい。一実施形態では、異なる化学的性質を有する2つの重合体を用いてもよい。1つの例示的な実施形態では、第2の重合体弾性オーバーコートメンブレン(6200)を第1の共形アンダーコートメンブレン(6100)と共に用いてよい。   In some embodiments, one or both membrane coatings (6100, 6200) are loaded with a desiccant to absorb moisture that permeates through the outer seal assembly (3000) during the useful life of the module. sell. The two membrane coats (6100, 6200) may be the same material or different materials to provide a combination of physical properties. In one embodiment, two polymers with different chemistries may be used. In one exemplary embodiment, a second polymeric elastic overcoat membrane (6200) may be used with the first conformal undercoat membrane (6100).

二重メンブレン構造体の幾つかある利点のうちの1つは、二重メンブレン構造体がバス付加に先立って絶縁テープを置く別個の生産工程を排除しうる点である。第1アンダーコートメンブレン(6100)は、光発電構造体(4000)上の背面電極メタライゼーションからバスを絶縁する。さらに、バスバーアセンブリ(5000)の付加に先立つおよび付加後のメンブレン材料の2回の付加は、別々に付加することの各々の利点を取り入れる。   One of several advantages of the dual membrane structure is that the dual membrane structure can eliminate a separate production process that places the insulating tape prior to the addition of the bus. The first undercoat membrane (6100) insulates the bus from the back electrode metallization on the photovoltaic structure (4000). Further, the two additions of membrane material prior to and after the addition of the bus bar assembly (5000) incorporates the advantages of each addition separately.

光発電構造体(4000)上に付加される保護メンブレン(6000)は、後続のモジュール製造工程時の光発電構造体(4000)への損傷を防ぐ。前面基板(1000)および光発電構造体(4000)が最終的なモジュールの組立に先立って収納または輸送される必要がある場合、メンブレン(6000)は、光発電構造体(4000)を物理的に保護し、水分浸入に対するバリアをもたらす。このメンブレン(6000)はさらに、CdTeといった任意の重金属含有材料をモジュール内に封入する。このことはさらに、モジュールが破損した場合に、重金属を封じ込め、重金属への暴露を防止することに役立つ。メンブレン(6000)の付加は電気的な安全性も向上させる。モジュールが破損しても光発電構造体(4000)の細いエッジしか露出されない。モジュール(6000)は、背面電極メタライゼーションおよびバスバーコレクタ(5100)からの電気絶縁を提供する。   The protective membrane (6000) added on the photovoltaic structure (4000) prevents damage to the photovoltaic structure (4000) during the subsequent module manufacturing process. When the front substrate (1000) and the photovoltaic structure (4000) need to be stored or transported prior to final module assembly, the membrane (6000) physically attaches the photovoltaic structure (4000). Protects and provides a barrier to moisture ingress. This membrane (6000) further encapsulates any heavy metal containing material such as CdTe in the module. This further helps to contain heavy metals and prevent exposure to heavy metals if the module breaks. The addition of a membrane (6000) also improves electrical safety. Even if the module is damaged, only the thin edge of the photovoltaic structure (4000) is exposed. Module (6000) provides electrical isolation from back electrode metallization and bus bar collector (5100).

幾つかの実施形態では、アンダーコートメンブレン(6100)は、光発電構造体(4000)の最終的な絶縁スクライブ後に付加されうる。アンダーコートメンブレン(6100)は、スクライブされた領域内を充填して、スクライブラインの汚染およびモジュールの起こり得る短絡を防ぎうる。   In some embodiments, the undercoat membrane (6100) can be applied after the final insulating scribe of the photovoltaic structure (4000). The undercoat membrane (6100) can fill in the scribed area to prevent scribe line contamination and possible shorting of the module.

メンブレンコート(6100および/または6200)は、多数の好ましい方法を用いて付加されうる。付加方法には、ブラッシング、スプレー、精密スプレー、ステンシリング、スクリーニング、印刷、蒸着、接着、ローリングまたはスキージが含まれる。各メンブレンコート(6100、6200)は同じ付加方法を用いて付加されてもよく、または、付加方法がメンブレンコートによって異なってもよい。例えば、図13の二重メンブレンモジュールアセンブリを参照すると、第1アンダーコートメンブレン(6100)はスキージを用いて付加されうる一方で、オーバーコートメンブレン(6200)はスプレーを用いて付加されうる。他の実施形態では、様々なメンブレンコート(6100、6200)に対して同じ付加方法を用いることが望ましい場合がある。当業者であれば、これらの付加方法の変形および組み合わせ、並びに本明細書に記載していない他の様々な付加方法を認識するであろう。   The membrane coat (6100 and / or 6200) can be applied using a number of preferred methods. Additional methods include brushing, spraying, precision spraying, stenciling, screening, printing, vapor deposition, bonding, rolling or squeegeeing. Each membrane coat (6100, 6200) may be applied using the same addition method, or the addition method may differ depending on the membrane coat. For example, referring to the dual membrane module assembly of FIG. 13, the first undercoat membrane (6100) can be applied using a squeegee, while the overcoat membrane (6200) can be added using a spray. In other embodiments, it may be desirable to use the same addition method for the various membrane coats (6100, 6200). Those skilled in the art will recognize variations and combinations of these addition methods, as well as various other addition methods not described herein.

本発明の別の実施形態では、メンブレン(6000)は、メンブレン(6000)を、メッシュ層またはスクリム層といったメンブレン強化材(7000)と組み合わせることによって形成される。一実施形態では、メンブレン強化材(7000)は、メンブレン(6000)のコート(例えば6100および6200)同士の間に付加されるか、またはメンブレン(6000)の個々の層内に埋め込まれる。メンブレン強化材(7000)は、様々な材料特性(例えば共形コーティング、弾性重合体、熱硬化樹脂等)を含むメンブレン(6000)と共に用いられうる。   In another embodiment of the invention, the membrane (6000) is formed by combining the membrane (6000) with a membrane reinforcement (7000) such as a mesh layer or a scrim layer. In one embodiment, membrane reinforcement (7000) is added between coats of membrane (6000) (eg, 6100 and 6200) or embedded within individual layers of membrane (6000). The membrane reinforcement (7000) can be used with a membrane (6000) that includes various material properties (eg, conformal coating, elastomeric polymer, thermoset resin, etc.).

メンブレン強化材(7000)の追加によって、光発電構造体(4000)ためのより強度のある保護層や、光発電モジュールの強化を可能にし、および破損時の前面基板(1000)と背面基板(2000)との保持を促進する。強化材(7000)は、熱係数の不一致によってもたらされる光発電構造体内の応力を軽減するようにメンブレンを拘束しうる。メンブレン強化材(7000)は、メッシュ材料(7200)またはスクリム材料(7100)といった形態を取りうる。メンブレン強化材(7000)は、ファイバ、ストリップ、バンドまたは細い棒から構成されてよく、また、モジュール内で単軸方向にまたはランダム方向に織り込まれうる。重合体または細かいガラスファイバは、メンブレン強化材(7000)を構成するための好適な材料である。金属といった導電性の材料は、バスと背面金属電極との間にアーク放電をもたらしうる。   The addition of the membrane reinforcement (7000) enables a stronger protective layer for the photovoltaic structure (4000) and the photovoltaic module to be reinforced, and the front and rear substrates (1000) and (2000) in case of damage. ) And promote retention. The reinforcement (7000) may constrain the membrane to relieve stress in the photovoltaic structure caused by thermal coefficient mismatch. Membrane reinforcement (7000) may take the form of mesh material (7200) or scrim material (7100). The membrane reinforcement (7000) may be composed of fibers, strips, bands or thin rods and may be woven uniaxially or randomly in the module. Polymer or fine glass fiber is a suitable material for constructing the membrane reinforcement (7000). Conductive materials such as metals can cause an arc discharge between the bus and the back metal electrode.

一実施形態では、強化されたメンブレン(例えば6000および7000)を有する光発電モジュールを構成しうる。最初に、アンダーコートメンブレン(6100)が光発電構造体(4000)上に付加される。アンダーコートメンブレン(6100)の後に、アノードおよびカソード電池へのコレクタバスの取り付けが続く。次に、相互接続スクライビングに垂直に延在するとともに背面ボックスおよび外部配線への電流を運ぶバスがアンダーコートメンブレン(6100)上に置かれる。アンダーコートメンブレン(6100)は、光発電構造体(4000)の背面金属電極とバスバーアセンブリ(5000)との間の電気絶縁体として機能する。バスの取り付けの後には、メンブレン強化材(7000)の層の付加が続き、その後、メンブレン強化材の層は、オーバーコートメンブレン(6200)によって覆われる。   In one embodiment, a photovoltaic module having a reinforced membrane (eg, 6000 and 7000) may be constructed. First, an undercoat membrane (6100) is applied on the photovoltaic structure (4000). The undercoat membrane (6100) is followed by attachment of the collector bus to the anode and cathode cells. Next, a bus is placed on the undercoat membrane (6100) that extends perpendicular to the interconnect scribing and carries current to the back box and external wiring. The undercoat membrane (6100) functions as an electrical insulator between the back metal electrode of the photovoltaic structure (4000) and the bus bar assembly (5000). The bath attachment is followed by the addition of a layer of membrane reinforcement (7000), after which the layer of membrane reinforcement is covered by an overcoat membrane (6200).

オーバーコートメンブレン(6200)は、光発電構造体(4000)の封入をもたらし、また、バスバーアセンブリ(5000)も封入する。バス付加後にメンブレン強化材(7000)を追加することで、バスアセンブリ接続部(5200)端のみがアクセス可能となる封入モジュールが形成される。これにより、後続の製造工程時および将来の動作時に壊れやすい光発電構造体(4000)が保護される。複合メンブレン(6100、7000、6200)によって、破損時の前面基板(1000)に対する構造的な強化を提供する。その後の背面電極(2000)および外部シールアセンブリ(3000)の付加が、さらなるモジュールの構造的な強度および環境保護のために追加される。   The overcoat membrane (6200) provides encapsulation of the photovoltaic structure (4000) and also encapsulates the bus bar assembly (5000). By adding the membrane reinforcing material (7000) after the addition of the bus, an encapsulating module in which only the end of the bus assembly connection (5200) is accessible is formed. This protects the photovoltaic structure (4000) that is fragile during subsequent manufacturing steps and during future operations. Composite membranes (6100, 7000, 6200) provide structural reinforcement to the front substrate (1000) in case of failure. Subsequent addition of back electrode (2000) and external seal assembly (3000) is added for additional module structural strength and environmental protection.

図15は、強化された二重メンブレンモジュール構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示し、この強化された二重メンブレンモジュール構造体では、破損が生じた場合に、前面基板(1000)の保持を助けるためにメンブレン強化材(7000)コンポーネントが用いられている。強化された二重メンブレン構造体の分解図である図16は、強化された二重メンブレン構造体の分解図を示しており、モジュールは、スクリムシート強化材(7100)がアンダーコートメンブレン(6100)コートとオーバーコートメンブレン(6200)コートとの間に置かれる二重メンブレン構造体におけるように構成される。バスバーアセンブリ(5000)の印刷は共形メンブレンオーバーコート(6200)内に示される。強化スクリムシート強化材(7100)は、バスバーアセンブリ(5000)に先立ってまたは後に置かれてよい。図16は、バスバーアセンブリ(5000)の後に置かれたスクリムシート強化材(7100)を示す。   FIG. 15 shows an external view of an embodiment of the present invention that uses a reinforced dual membrane module structure, where the front substrate ( 1000) component is used to help retain 1000). FIG. 16, which is an exploded view of the reinforced dual membrane structure, shows an exploded view of the reinforced dual membrane structure, where the scrim sheet reinforcement (7100) is an undercoat membrane (6100). Configured as in a dual membrane structure placed between the coat and the overcoat membrane (6200) coat. Printing of the bus bar assembly (5000) is shown in the conformal membrane overcoat (6200). The reinforced scrim sheet reinforcement (7100) may be placed prior to or after the bus bar assembly (5000). FIG. 16 shows the scrim sheet reinforcement (7100) placed after the bus bar assembly (5000).

図17は、メッシュで強化された二重メンブレンモジュール構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示し、このメッシュで強化された二重メンブレンモジュール構造体では、メッシュシート強化材(7200)がスクリムシート強化材(7100)の代わりに用いられている。   FIG. 17 shows an external view of an embodiment of the present invention using a double membrane module structure reinforced with mesh. In the double membrane module structure reinforced with mesh, a mesh sheet reinforcement (7200) is shown. ) Is used in place of the scrim sheet reinforcement (7100).

図18は、メッシュで強化された二重メンブレン構造体の分解図を示し、このメッシュで強化された二重メンブレン構造体では、モジュールは、メッシュシート強化材(7200)がアンダーコートメンブレン(6100)とオーバーコートメンブレン(6200)との間に置かれる二重メンブレン構造体におけるように、構成される。バスバーアセンブリ(5000)の印刷は、共形メンブレンオーバーコート(6200)内に示される。メッシュシート強化材(7200)は、バスバーアセンブリ(5000)に先立ってまたは後に配置されうる。図18は、バスバーアセンブリ(5000)の後に配置されたメッシュシート強化材(7200)を示す。   FIG. 18 shows an exploded view of a double membrane structure reinforced with mesh, in which the mesh sheet reinforcement (7200) is an undercoat membrane (6100). And in a double membrane structure placed between the overcoat membrane (6200). Printing of the bus bar assembly (5000) is shown in the conformal membrane overcoat (6200). The mesh sheet reinforcement (7200) may be placed prior to or after the bus bar assembly (5000). FIG. 18 shows a mesh sheet reinforcement (7200) placed after the busbar assembly (5000).

別の方法では、メンブレン(6000)には、メンブレン強化材(7000)材料の微細片が混合されてもよく、その組み合わせが付加される。メンブレン強化材(7000)の微細片とメンブレン(6000)とを混合することによって、製造時に必要とされる工程数を削減し、また、複合メンブレンに盛り込まれる工学的性質がより多様となる。図19は、ファイバが充填されて強化された二重メンブレンモジュール構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示し、このファイバが充填されて強化された二重メンブレンモジュールでは、オーバーコートメンブレン(6200)が、スクリム含浸強化材(7300)によって含浸されている。図20における構造体の分解図は、スクリム含浸強化材(7300)を有するオーバーコートメンブレン(6200)を有する二重メンブレン構造体を示す。   Alternatively, the membrane (6000) may be mixed with fine pieces of membrane reinforcement (7000) material and the combination is added. By mixing the fine pieces of the membrane reinforcing material (7000) and the membrane (6000), the number of steps required at the time of manufacture is reduced, and the engineering properties incorporated in the composite membrane are more diverse. FIG. 19 shows an external view of an embodiment of the present invention using a fiber-reinforced reinforced dual membrane module structure, wherein the fiber-reinforced reinforced dual membrane module includes an overcoat The membrane (6200) is impregnated with a scrim impregnated reinforcement (7300). The exploded view of the structure in FIG. 20 shows a dual membrane structure having an overcoat membrane (6200) with a scrim impregnated reinforcement (7300).

本発明のさらに別の実施形態では、重合体リブ(8000)といった構造コンポーネントが、モジュールの背面基板(2000)と光発電構造体(4000)との間に組み込まれる。これらのリブ要素(8000)は、モジュールの面積全体に周期的に展開されている。   In yet another embodiment of the present invention, structural components such as polymer ribs (8000) are incorporated between the back substrate (2000) of the module and the photovoltaic structure (4000). These rib elements (8000) are periodically spread over the entire area of the module.

図21は、リブを有するメンブレンモジュール構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示す。これらのリブ要素(8000)は、太陽に晒される前面基板(1000)から背面基板(2000)への熱伝達を増加させることによってモジュールの動作温度を下げることを含む幾つかの機能を行う。構造重合体リブ(8000)を使用することによって、さらなるモジュール強度が達成される。リブ(8000)は、光発電構造体(4000)及びメンブレン(6000)(共形コーティングであろうと弾性メンブレンであろうと)と、背面基板(2000)との間の間隙に広がる。そうすることで、リブ(8000)は、前面基板(1000)と背面基板(2000)との間でモジュール荷重を分散させる。モジュールの前部と後部との間の間隙に広がることで、外部シールアセンブリ(3000)二重シールモジュールは、積層構造の機械的特性を有することが可能となる。重合体リブ(8000)は、バスの接着性を維持してメタライゼーションからのバスの剥離を防ぐために、モジュールバス上に付加されうる。エッジバスと中央バスとの接続部上にリブを配置することによって接合の完全性が増加する。   FIG. 21 shows an external view of an embodiment of the present invention using a membrane module structure having ribs. These rib elements (8000) perform several functions, including lowering the operating temperature of the module by increasing heat transfer from the front substrate (1000) exposed to the sun to the back substrate (2000). Further module strength is achieved by using structural polymer ribs (8000). Ribs (8000) extend into the gap between the photovoltaic structure (4000) and membrane (6000) (whether conformal coating or elastic membrane) and the back substrate (2000). In doing so, the ribs (8000) distribute the module load between the front substrate (1000) and the back substrate (2000). By spreading in the gap between the front and back of the module, the outer seal assembly (3000) dual seal module can have the mechanical properties of a laminated structure. Polymer ribs (8000) can be added on the module bus to maintain the adhesion of the bus and prevent peeling of the bus from the metallization. Placing ribs on the connection between the edge bus and the central bus increases the integrity of the joint.

図22は、リブ付き構造体の分解図を示し、このリブ付き構造体では、モジュールは、メンブレン(6000)と背面シート(2000)との間に配置される重合体リブ(8000)を有する単一または二重メンブレン構造体におけるように、構成される。リブ(8000)は、モジュールの前面基板(1000)と背面基板(2000)との間に熱伝導経路を提供し、また、モジュールの前部と後部との間の間隙内に構造上の支持を提供する。   FIG. 22 shows an exploded view of the ribbed structure, in which the module has a single unit with a polymer rib (8000) disposed between the membrane (6000) and the backsheet (2000). Configured as in one or double membrane structures. The ribs (8000) provide a heat transfer path between the module front substrate (1000) and the back substrate (2000) and provide structural support in the gap between the front and back of the module. provide.

重合体リブ(8000)による機械的および熱的利点を達成するために、リブ材料は柔軟でなければならない。すなわち、背面基板(2000)がモジュール構造に組み付けられる場合にモジュールの両面に一致しなければならない。リブ(8000)が隣接面に対してある程度の結合性を有し、リブ(8000)材料が背面基板(2000)がモジュールに組み付けられる場合に密着を確実にするように押し付けることが有利である。構造リブ(8000)は、製造を容易にするために、二重エッジシールの蒸気バリア(3100)と同じ重合体から構成されてよい。   In order to achieve the mechanical and thermal benefits of the polymer rib (8000), the rib material must be flexible. That is, when the back substrate (2000) is assembled into a module structure, it must match both sides of the module. Advantageously, the rib (8000) has some degree of connectivity to the adjacent surface and the rib (8000) material is pressed to ensure tight contact when the back substrate (2000) is assembled to the module. The structural rib (8000) may be composed of the same polymer as the double edge seal vapor barrier (3100) for ease of manufacture.

柔軟材料は、破損時の前面基板(1000)および背面基板(2000)の保持を十分に支援しないことがある。リブ(8000)の柔軟性を補うために、強化された共形および弾性メンブレン構造体を用いてさらなる基板(1000、2000)保持力を提供する。図23に、強化されたリブ付きメンブレンモジュール構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示す。   The compliant material may not adequately assist in holding the front substrate (1000) and the back substrate (2000) in the event of failure. To supplement the flexibility of the ribs (8000), a reinforced conformal and elastic membrane structure is used to provide additional substrate (1000, 2000) retention. In FIG. 23, the external view of one Embodiment of this invention using the reinforced membrane module structure with a rib is shown.

図24は、強化されたリブ付き構造体の分解図を示し、この強化されたリブ付き構造体では、モジュールは、メンブレン(6000)と背面基板(2000)との間に配置された重合体リブ(8000)を有するメンブレン強化構造体(7000)を用いて、構成される。当業者であれば、メンブレン(6000)を有する必要がないことは理解できよう。リブ(8000)は、モジュールの前面基板(1000)と背面基板(2000)との間の熱伝導経路を提供し、また、モジュールの前部と後部との間の間隙内に構造上の支持を与える。幾つかの実施形態では、リブ(8000)は、前面基板(1000)および後部基板(2000)の内側表面全体に分散した熱伝導経路を与える。例えば、リブ(8000)は、前面基板(1000)から、光発電構造体(4000)およびリブ(8000)を通って、背面基板(2000)まで分散した伝導経路を提供するために、光発電構造体(4000)全体に周期的に配列されうる。幾つかの実施形態では、リブはさらに、破損時の破片の保持を支援するために、前面基板(1000)と背面基板(2000)とに(直接的にまたは間接的に)接続可能でありうる。周期的に配列されたリブ(8000)を用いることによって、リブは、前面基板(1000)と背面基板(2000)の面全体に破片を保持することを支援する。   FIG. 24 shows an exploded view of the reinforced ribbed structure in which the module is a polymer rib placed between the membrane (6000) and the back substrate (2000). Constructed with a membrane reinforced structure (7000) having (8000). One skilled in the art will appreciate that it is not necessary to have a membrane (6000). The ribs (8000) provide a heat transfer path between the module's front substrate (1000) and the back substrate (2000) and provide structural support in the gap between the front and back of the module. give. In some embodiments, the ribs (8000) provide a distributed thermal conduction path across the inner surface of the front substrate (1000) and the back substrate (2000). For example, the ribs (8000) provide a distributed conduction path from the front substrate (1000) through the photovoltaic structures (4000) and ribs (8000) to the back substrate (2000). It can be arranged periodically throughout the body (4000). In some embodiments, the ribs may be further connectable (directly or indirectly) to the front substrate (1000) and the back substrate (2000) to assist in holding debris in the event of failure. . By using periodically arranged ribs (8000), the ribs help hold debris over the entire surface of the front substrate (1000) and the back substrate (2000).

リブ(8000)若しくはメンブレン(6000)、または両方は、モジュールの耐用年数にわたって外部シールアセンブリ(3000)を介して浸透する水分を吸収すべく乾燥剤が入れられうる。一実施形態では、重合体リブ(8000)材料は、光発電構造体(4000)を、水分による損傷から保護するように乾燥剤を含みうる。リブ(8000)は、大きな表面積を有するので、さらなる水分吸収力を提供する。   Ribs (8000) or membranes (6000), or both, can be desiccated to absorb moisture that permeates through the outer seal assembly (3000) over the useful life of the module. In one embodiment, the polymer rib (8000) material may include a desiccant to protect the photovoltaic structure (4000) from moisture damage. The rib (8000) has a large surface area and thus provides additional moisture absorption.

さらに、リブ(8000)の構造上の性質は、前面基板(1000)と背面基板(2000)との間の遊離乾燥剤に対して利点をもたらす。例えば、水分が外部シールを介して浸透し、遊離乾燥剤のみが用いられる場合、水分はさらさらした乾燥剤を塊にしてしまう。塊は、バスバーアセンブリ(5000)または光発電構造体(4000)の一部に接触して、短絡を引き起こしてしまうことがある。乾燥剤がリブ(8000)といった構造コンポーネントに組み込まれる場合、乾燥剤は、さらさらした乾燥剤を起因とする問題を排除することを支援することができる。   Furthermore, the structural nature of the ribs (8000) provides an advantage over the free desiccant between the front substrate (1000) and the back substrate (2000). For example, if moisture penetrates through the outer seal and only the free desiccant is used, the moisture will clump the freed desiccant. The mass may contact a portion of the bus bar assembly (5000) or photovoltaic structure (4000), causing a short circuit. If the desiccant is incorporated into a structural component such as a rib (8000), the desiccant can help eliminate problems due to the free-drying desiccant.

モジュール構造内の乾燥部材は、モジュールの耐用年数にわたって外部シールアセンブリ(3000)を介して浸透する水分を吸収する。必要となる乾燥剤の量は、外部シールアセンブリ(3000)の浸透率とモジュールの所望の耐用年数とに依存する。一実施形態では、乾燥剤をリブ(8000)に組み込むおよび/または乾燥剤をメンブレン(6000)に加えることによってモジュールを乾燥させることができる。メンブレン(6000)に選択される材料は、エッジシール(3200)および蒸気バリア(3100)に選択される材料とは異なりうるので、メンブレン(6000)材料は、エッジシール(3200)および蒸気バリア(3100)材料とは異なる浸透率を有しうる。これらの層の乾燥は、それらの浸透率のレベルに依存して行われる。   The drying member within the module structure absorbs moisture that permeates through the outer seal assembly (3000) over the useful life of the module. The amount of desiccant required depends on the permeability of the outer seal assembly (3000) and the desired service life of the module. In one embodiment, the module can be dried by incorporating desiccant into the ribs (8000) and / or adding desiccant to the membrane (6000). Since the material selected for the membrane (6000) can be different from the material selected for the edge seal (3200) and the vapor barrier (3100), the membrane (6000) material can be the edge seal (3200) and the vapor barrier (3100). ) Can have a different permeability than the material. The drying of these layers takes place depending on their level of permeability.

本発明の別の実施形態では、モジュールが破損した場合に、前面基板(1000)および背面基板(2000)の保持を促進するために、好適な特性を有する保持シート(9000)が、メンブレン(6000)と共に、メンブレン(6000)の代わりに、またはメンブレン(6000)として用いられうる。一実施形態では、保持シート(9000)は、共形重合体コートといった、アンダーコートメンブレン(6100)またはオーバーコートメンブレン(6200)と共に用いられうる重合体シートである。例えば、アンダーコートメンブレン(6100)がより脆性の材料から構成される場合、保持シート(9000)は、破損が生じた場合に破損片の保持を支援するように加えられるオーバーコートメンブレン(6200)として用いられうる。この点で、保持シート(9000)は、様々なメンブレン(6000)材料を用いることを可能にする一方で、依然として、モジュールが破損した場合の破片保持の利点を提供する。別の実施形態では、アンダーコートメンブレン(6100)若しくはオーバーコートメンブレン(6200)、または両メンブレンの機能は、アンダーコートメンブレン(6100)またはオーバーコートメンブレン(6200)の代わりに用いられる1以上の保持シート(9000)によって行われうる。一実施形態では、保持シート(9000)は、光発電構造体(4000)を覆うために巻き解かれて貼り付け(例えば接着)られてもよい。   In another embodiment of the present invention, a retention sheet (9000) having suitable properties is used to facilitate the retention of the front substrate (1000) and the back substrate (2000) in the event of a module failure. ), Instead of the membrane (6000) or as the membrane (6000). In one embodiment, the retaining sheet (9000) is a polymer sheet that can be used with an undercoat membrane (6100) or overcoat membrane (6200), such as a conformal polymer coat. For example, if the undercoat membrane (6100) is composed of a more brittle material, the holding sheet (9000) can be used as an overcoat membrane (6200) that is added to assist in holding broken pieces when breakage occurs. Can be used. In this regard, the retention sheet (9000) allows the use of various membrane (6000) materials while still providing the benefits of debris retention if the module fails. In another embodiment, the undercoat membrane (6100) or overcoat membrane (6200), or the function of both membranes, can be used in place of the undercoat membrane (6100) or overcoat membrane (6200). (9000). In one embodiment, the holding sheet (9000) may be unwound and affixed (eg, adhered) to cover the photovoltaic structure (4000).

1つの例示的な実施形態では、保持シート(9000)は保持テープシート(9100)であってよい。これらの保持テープシート(9100)は、片面に接着剤を有する薄い重合体膜から構成されうる。これらの保持テープシート(9100)は、モジュールが破損した場合にガラス破片を保持し、製造およびモジュール使用時に、光発電構造体(4000)を磨耗から保護しうる。共形メンブレンコーティングと同様に、保持シート(9000)は、光発電構造体(4000)の背面金属電極に直接貼り付けられうる。別の実施形態では、保持シート(9000)は、アンダーコートメンブレン(6100)若しくはオーバーコートメンブレン(6200)、または両方の上に貼り付けられうる。保持シート(9000)は、光発電電池の少なくとも大部分を覆うことによって光発電構造体(4000)の表面を実質的に覆って封入する単一シートの形態で貼り付けられうる。保持シート(9000)は、3M、ポリフィルム(Poli−Film)、および三菱から入手できるもののように片面に接着剤を有する単純なフィルム形態でありうる。幾つかの実施形態では、保持シート(9000)は、強度を高めるために繊維で強化されてよい。保持シート(9000)は、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタンといった重合体材料、および、変圧器巻線に用いられるもののように適切な誘電特性を有する紙から構成されてよい。保持シート(9000)は、バスバーアセンブリ(5000)の近傍に用いられてもよい。   In one exemplary embodiment, the retaining sheet (9000) may be a retaining tape sheet (9100). These holding tape sheets (9100) can be composed of a thin polymer film with an adhesive on one side. These holding tape sheets (9100) hold glass fragments in the event of module failure and can protect the photovoltaic structure (4000) from wear during manufacture and module use. Similar to the conformal membrane coating, the holding sheet (9000) can be directly attached to the back metal electrode of the photovoltaic structure (4000). In another embodiment, the retention sheet (9000) can be applied over the undercoat membrane (6100) or overcoat membrane (6200), or both. The holding sheet (9000) can be attached in the form of a single sheet that substantially covers and encloses the surface of the photovoltaic structure (4000) by covering at least the majority of the photovoltaic cell. The holding sheet (9000) can be in the form of a simple film with an adhesive on one side, such as those available from 3M, Poly-Film, and Mitsubishi. In some embodiments, the retaining sheet (9000) may be reinforced with fibers to increase strength. The retaining sheet (9000) may be composed of a polymeric material such as polyethylene, polyester, polyurethane, and paper with suitable dielectric properties such as those used for transformer windings. The holding sheet (9000) may be used in the vicinity of the bus bar assembly (5000).

図25を参照すると、リブ付きモジュール構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示し、このリブ付きモジュール構造体では、破損時に前面および背面基板(1000、2000)を保持するように保持テープシート(9100)が用いられている。   Referring to FIG. 25, there is shown an external view of an embodiment of the present invention using a ribbed module structure that holds the front and back substrates (1000, 2000) when broken. A holding tape sheet (9100) is used.

図26は、保持テープシート(9100)がメンブレン(6000)上に配置されたテープ保持構造体の分解図を示す。保持テープシート(9100)は、モジュールの前部と後部との間の間隙を充填しない。リブ(8000)がこの間隙に広がるように、または、ある場合には間隙を充填するように、また、熱的および構造上の支持を与えるように用いられうる。一実施形態では、リブ(8000)は、メンブレン(6000)、メンブレン強化材(7000)および保持シート(9000)と共に用いられうる。他の実施形態では、これらの要素のうちの1以上が用いられなくともよい。当業者であれば、本発明に合致した多くの様々な実施形態およびこれらの構造の組み合わせに気付くであろう。多くの実施形態では、リブ(8000)は、順番に貼り付けられるこれらの材料のうちで最後であり、また、これらの他の要素の上に貼り付けられてよい。   FIG. 26 shows an exploded view of the tape holding structure in which the holding tape sheet (9100) is disposed on the membrane (6000). The retaining tape sheet (9100) does not fill the gap between the front and back of the module. Ribs (8000) can be used to extend into this gap, or in some cases to fill the gap, and to provide thermal and structural support. In one embodiment, the ribs (8000) can be used with a membrane (6000), a membrane reinforcement (7000) and a retaining sheet (9000). In other embodiments, one or more of these elements may not be used. Those skilled in the art will be aware of many different embodiments and combinations of these structures consistent with the present invention. In many embodiments, the rib (8000) is the last of these materials that are applied in sequence and may be applied over these other elements.

図27を参照すると、別の実施形態では、破損時に前面および背面基板(1000、2000)を保持するように保持テープストリップ(9200)が用いられうる。図28は、保持テープストリップ(9200)が、バス配列に平行にメンブレン(6000)の上に配置された平行ストリップ構造体の分解図を示す。   Referring to FIG. 27, in another embodiment, a holding tape strip (9200) can be used to hold the front and back substrates (1000, 2000) in case of failure. FIG. 28 shows an exploded view of a parallel strip structure in which the retaining tape strip (9200) is placed on the membrane (6000) parallel to the bus arrangement.

幾つかの実施形態では、保持テープストリップ(9200)は、周期的に、または、モジュールが破損した場合にガラス破片を保持するのに適したパターンで配置される重合体テープストリップの形態を取る。保持テープストリップ(9200)を用いると、材料削減に加えて、貼り付けのために容易に利用可能なテープディスペンサマシンを使うことができる。   In some embodiments, the retaining tape strip (9200) takes the form of a polymer tape strip that is arranged periodically or in a pattern suitable for retaining glass fragments in the event of module failure. With the retention tape strip (9200), in addition to material savings, a tape dispenser machine that is readily available for application can be used.

図29は、保持テープシート(9100)の代わりに、破損時にモジュール破片を保持するために保持テープストリップ(9200)を用いるリブ付きモジュール構造体を示す。図30の分解図には、エッジバス配列に垂直にメンブレン(6000)の上に配置された保持テープストリップ(9200)を示す。平行(図28参照)および垂直(図30参照)配置の両方の変形では、保持テープストリップ(9200)は、連続したストリップとしてまたはストリップの折り合わせ体としてバスの平面に対して1つまたは複数の向きに配置されうる。   FIG. 29 shows a ribbed module structure that uses a holding tape strip (9200) to hold module debris in the event of failure instead of the holding tape sheet (9100). The exploded view of FIG. 30 shows the retaining tape strip (9200) placed on the membrane (6000) perpendicular to the edge bath array. In both parallel (see FIG. 28) and vertical (see FIG. 30) arrangements, the retaining tape strip (9200) is one or more relative to the plane of the bus as a continuous strip or as a strip fold. Can be oriented.

本発明のさらに別の実施形態では、背面基板(2000)の近傍において、モジュール内の空間用の軽量かつ均一な充填材を提供するように、発泡体中間層(10100)構造コンポーネントを用いうる。内部モジュール構造に発泡体を接着させるために接着剤を用いてよい。一実施形態では、発泡体中間層(10100)は、接着剤付き材料のシートで覆われうる多孔性発泡体であってよく、または、発泡体のより良好な接着を可能にするために接着剤をスプレーで塗布してもよい。一実施形態では、接着剤は、保持テープシート(9100)または保持テープストリップ(9200)であってよい。発泡体中間層(10100)は、二重シールモジュールを、積層モジュールと同様の機械的および熱的特性を有する構造に変換する。発泡体中間層(10100)は、追加する重量を最小限にしてモジュール全体に均一に荷重を消散させ、また、前面基板(1000)面と背面基板(2000)面との間に実質的に均一な熱伝導を提供し、それによりモジュールの動作温度を下げる。発泡体中間層(10100)は、前面基板(1000)および背面基板(2000)の面全体に亘って熱伝導を分散させることによって実質的に均一な熱伝導を提供することができる。接着された場合、発泡体中間層(10100)は、破損時の前面基板(1000)と背面基板(2000)との両方のさらなる保持を提供する。幾つかの実施形態では、発泡体中間層(10100)は、光発電構造体(4000)の背面金属電極に直接貼り付けられてもよい。発泡体中間層は、アンダーコートメンブレン(6100)の代用品として、アンダーコートメンブレン(6100)と共に用いられるものの、第2の共形コーティングの代わりに用いられるか、または、メンブレン(6100および/または6200)に追加して加えられてもよい。別の実施形態では、発泡体中間層(10100)は、メンブレン(6000)、メンブレン強化材(7000)、リブ(8000)、および保持シート(9000)のいずれかまたはすべてと共に用いられてよい。当業者であれば、本発明に合致して用いられうる、これらのコンポーネントの各々の様々な実施形態と、これらのコンポーネントの様々な組み合わせとを認識するであろう。   In yet another embodiment of the present invention, a foam intermediate layer (10100) structural component may be used in the vicinity of the back substrate (2000) to provide a lightweight and uniform filler for the space within the module. An adhesive may be used to adhere the foam to the internal module structure. In one embodiment, the foam interlayer (10100) may be a porous foam that may be covered with a sheet of adhesive material, or an adhesive to allow better adhesion of the foam. May be applied by spraying. In one embodiment, the adhesive may be a retaining tape sheet (9100) or a retaining tape strip (9200). The foam intermediate layer (10100) converts the double seal module into a structure having similar mechanical and thermal properties as the laminated module. The foam intermediate layer (10100) dissipates load evenly throughout the module with minimal added weight and is substantially uniform between the front substrate (1000) and back substrate (2000) surfaces. Provides good heat transfer, thereby lowering the operating temperature of the module. The foam intermediate layer (10100) can provide substantially uniform heat conduction by dispersing heat conduction across the entire surface of the front substrate (1000) and the back substrate (2000). When adhered, the foam intermediate layer (10100) provides further retention of both the front substrate (1000) and the back substrate (2000) in case of failure. In some embodiments, the foam intermediate layer (10100) may be applied directly to the back metal electrode of the photovoltaic structure (4000). The foam intermediate layer is used with the undercoat membrane (6100) as a substitute for the undercoat membrane (6100), but is used in place of the second conformal coating, or the membrane (6100 and / or 6200). ) And may be added. In another embodiment, the foam intermediate layer (10100) may be used with any or all of the membrane (6000), membrane reinforcement (7000), ribs (8000), and retaining sheet (9000). Those skilled in the art will recognize various embodiments of each of these components and various combinations of these components that may be used consistent with the present invention.

図31は、発泡体中間層(10100)モジュール構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示し、この発泡体中間層モジュール構造体では、モジュールの前部と後部との間の空隙に広がるために、また、少なくともある場合には間隙を充填するために発泡体シートが用いられる。図32にこの構造体の分解図を示し、図32では、モジュールは、メンブレン(6000)と背面基板(2000)との間のリブ(8000)と共に配置される発泡体中間層(10100)を用いて構成される。当業者であれば、メンブレン(6000)を有する必要がないことが理解できよう。   FIG. 31 shows an external view of an embodiment of the present invention using a foam intermediate layer (10100) module structure, in which the gap between the front and back of the module is shown. Foam sheets are used to spread out and at least in some cases to fill the gaps. FIG. 32 shows an exploded view of this structure, in which the module uses a foam intermediate layer (10100) placed with ribs (8000) between the membrane (6000) and the back substrate (2000). Configured. One skilled in the art will appreciate that it is not necessary to have a membrane (6000).

発泡体中間層(10100)を構成する材料は、乾燥剤を含むように選択されうる。例えば、乾燥剤と組み合わされた高い水分浸透率を有する発泡体中間層(10100)は、外部シールアセンブリ(3000)を介して浸透する水分が吸収されることを可能にする。熱伝導性および/または強化特性が向上した材料を発泡体中間層(10100)に組み込んでもよい。   The material comprising the foam intermediate layer (10100) can be selected to include a desiccant. For example, a foam intermediate layer (10100) having a high moisture permeability combined with a desiccant allows moisture that permeates through the outer seal assembly (3000) to be absorbed. Materials with improved thermal conductivity and / or reinforcing properties may be incorporated into the foam intermediate layer (10100).

ある実施形態では、モジュールの組立てに先立って、発泡体中間層(10100)を特定の形状に切断することが有益でありうる。例えば、発泡体中間層(10100)がリブ(8000)と共に用いられる場合、発泡体中間層(10100)は、リブ(8000)の周りの領域を充填するように切断されうる。発泡体中間層(10100)の多孔性によって適切な熱伝達が阻まれる場合に、リブ(8000)を追加することによって、熱伝達が支援されうる。外部シールアセンブリ(3000)を介して浸透する水分の吸収を促進するために、乾燥剤入り重合体材料(図示せず)を発泡体中間層(10100)の周囲に沿って用いてよい。   In certain embodiments, it may be beneficial to cut the foam intermediate layer (10100) to a specific shape prior to assembly of the module. For example, if the foam intermediate layer (10100) is used with ribs (8000), the foam intermediate layer (10100) can be cut to fill the area around the ribs (8000). Heat transfer can be assisted by the addition of ribs (8000) if the porosity of the foam intermediate layer (10100) prevents proper heat transfer. A desiccant polymer material (not shown) may be used around the foam intermediate layer (10100) to facilitate absorption of moisture that permeates through the outer seal assembly (3000).

図33は、構造中間層(10200)構造体を用いた本発明の一実施形態の外観図を示し、この構造中間層構造体では、光発電モジュールの前部と後部との間の間隙に広がるように、または、ある場合には間隙を充填するように構造中間層(10200)が用いられる。構造中間層(10200)は、熱的特性、構造上の特性、および乾燥特性を与えるように設計されうる。一実施形態では、構造中間層(10200)は、重量および材料使用量を削減するために、波形またはエンボス加工形状に作られた発泡体を用いて形成されうる。波形またはエンボス加工形状は、強化材および乾燥剤を含みうる重合体のプレキャスト層を用いて形成されてもよい。構造中間層モジュール(10200)構造体の分解図である図34は、メンブレン(6000)と背面基板(2000)との間の構造中間層(10200)を示す。当業者であれば、本発明に合致して用いられうる、これらのコンポーネントの各々の様々な実施形態と、コンポーネントの様々な組み合わせとを認識するであろう。   FIG. 33 shows an external view of an embodiment of the present invention using a structural intermediate layer (10200) structure, which extends into the gap between the front and rear of the photovoltaic module. As such, or in some cases, a structural interlayer (10200) is used to fill the gap. The structural interlayer (10200) can be designed to provide thermal properties, structural properties, and drying properties. In one embodiment, the structural interlayer (10200) may be formed using a foam made in a corrugated or embossed shape to reduce weight and material usage. The corrugated or embossed shape may be formed using a precast layer of polymer that may include a reinforcement and a desiccant. FIG. 34, which is an exploded view of the structural intermediate layer module (10200) structure, shows the structural intermediate layer (10200) between the membrane (6000) and the back substrate (2000). Those skilled in the art will recognize the various embodiments of each of these components and the various combinations of components that may be used consistent with the present invention.

非常にロバストなモジュール構造を必要とする状況では、モジュールの構築時に挿入される固体中間層(10300)を効果的に形成するように、高密度発泡体または非常に低い気泡率を有するプレキャスト構造中間層を用いてよい。図35は、モジュールの前部と背部との間の間隙に広がる固体中間層(10300)を使用する本発明の一実施形態の外観図を示す。固体中間層(10300)は、熱的および構造上のモジュール特性を向上させるが、乾燥剤入りの外周部を必要とする。図36は、固体中間層(10300)および乾燥剤入り中間層外周部(10400)がメンブレン(6000)と背面基板(2000)との間に位置付けられた中間層構造の分解図を示す。   In situations where a very robust modular structure is required, a high density foam or a precast structural intermediate with a very low cell rate can be formed to effectively form a solid intermediate layer (10300) that is inserted during module construction. Layers may be used. FIG. 35 shows an external view of one embodiment of the present invention using a solid interlayer (10300) that spans the gap between the front and back of the module. The solid interlayer (10300) improves thermal and structural module properties, but requires a perimeter with a desiccant. FIG. 36 shows an exploded view of the intermediate layer structure in which the solid intermediate layer (10300) and the intermediate layer outer peripheral portion (10400) containing the desiccant are positioned between the membrane (6000) and the back substrate (2000).

図36に示すように、固体中間層(10300)の外周周りで、エッジシール(3200)と固体中間層(10300)との間に間隙が存在しうる。この間隙は、固体中間層外周部(10400)を用いて充填されてよい、および/または、広げられてよい。固体中間層外周部(10400)は、エッジシール(3200)を介して浸透する水分を吸収する乾燥剤を含む。固体中間層(10300)の1つの利点は、強度を増大させるためにスクリムを埋め込むことができる点である。幾つかの実施形態では、固体中間層(10300)は、モジュール全体のロバスト性を増大させるために、固体の耐久性重合体/スクリムから構成されうる。高い荷重においてモジュールの破損が生じた場合でも、固体中間層(10300)はモジュールの完全性を保持しうる。さらに、固体中間層(10300)が(直接的または他の構造を介して)前面基板(1000)および背面基板(2000)に接続される場合、固体中間層(10300)は破損時の破片の保持を支援する。   As shown in FIG. 36, there may be a gap between the edge seal (3200) and the solid intermediate layer (10300) around the outer periphery of the solid intermediate layer (10300). This gap may be filled and / or widened using the solid intermediate layer perimeter (10400). The solid intermediate layer outer periphery (10400) includes a desiccant that absorbs moisture that permeates through the edge seal (3200). One advantage of the solid interlayer (10300) is that a scrim can be embedded to increase strength. In some embodiments, the solid interlayer (10300) can be composed of a solid durable polymer / scrim to increase the robustness of the overall module. Even in the event of module failure at high loads, the solid interlayer (10300) can retain the integrity of the module. Further, if the solid intermediate layer (10300) is connected (directly or via other structures) to the front substrate (1000) and the back substrate (2000), the solid intermediate layer (10300) retains debris upon failure. To help.

結論として、本発明の様々な実施形態を上述したが、これらは限定ではなく例示的にのみ提示されたことを理解すべきである。当業者には、形態および細部における様々な変更が本発明の精神および範囲から逸脱することなくなしうることは明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではないが、特許請求項の範囲および精神ならびにそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。   In conclusion, while various embodiments of the present invention have been described above, it should be understood that they have been presented by way of example only and not limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and detail can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the invention should not be limited by any of the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the scope and spirit of the claims and their equivalents.

Claims (79)

前面基板と、
前記前面基板に取り付けられて、少なくとも1つの光発電電池を有する光発電構造体と、
メンブレンと、を備え、
前記メンブレンおよび前記前面基板は前記光発電構造体を実質的に封入する、光発電モジュール。
A front substrate;
A photovoltaic structure attached to the front substrate and having at least one photovoltaic cell;
A membrane,
The photovoltaic module, wherein the membrane and the front substrate substantially enclose the photovoltaic structure.
前記光発電構造体から離間して配置される背面基板をさらに備える、請求項1に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 1, further comprising a back substrate disposed apart from the photovoltaic structure. 前記メンブレンは、スプレーを用いて前記光発電構造体に貼り付けられる、請求項1に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 1, wherein the membrane is attached to the photovoltaic structure using a spray. 前記メンブレンは、ブラッシング、スプレー、精密スプレー、ステンシリング、スクリーニング、蒸着、接着、印刷、圧延およびスキージングからなる群から選択される方法を用いて、前記光発電構造体に貼り付けられる、請求項1に記載の光発電モジュール。   The membrane is affixed to the photovoltaic structure using a method selected from the group consisting of brushing, spraying, precision spraying, stenciling, screening, vapor deposition, adhesion, printing, rolling and squeezing. The photovoltaic module according to 1. 前記メンブレンは共形コーティングを備える、請求項1に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 1, wherein the membrane comprises a conformal coating. 前記メンブレンは重合体材料を備える、請求項1に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 1, wherein the membrane comprises a polymer material. 前記メンブレンは弾性重合体材料を備える、請求項6に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 6, wherein the membrane comprises an elastomeric polymer material. 前記メンブレンは熱可塑性材料を備える、請求項1に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 1, wherein the membrane comprises a thermoplastic material. 前記メンブレンは乾燥剤を備える、請求項1に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 1, wherein the membrane includes a desiccant. 前記メンブレンは保持テープを備える、請求項1に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 1, wherein the membrane includes a holding tape. バスバーアセンブリをさらに備え、
前記バスバーアセンブリは、
前記光発電構造体に接続されたアノードエッジコレクタバスと、
前記光発電構造体に接続されたカソードエッジコレクタバスと、
前記アノードエッジコレクタバスに接続されたアノード中央メインバスと、
前記カソードエッジコレクタバスに接続されたカソード中央メインバスと、を備える、請求項1に記載の光発電モジュール。
A bus bar assembly;
The bus bar assembly is
An anode edge collector bus connected to the photovoltaic structure;
A cathode edge collector bus connected to the photovoltaic structure;
An anode central main bus connected to the anode edge collector bus;
The photovoltaic module according to claim 1, further comprising a cathode central main bus connected to the cathode edge collector bus.
前記メンブレンは、
前記光発電構造体の近傍にあるアンダーコートメンブレンと、
オーバーコートメンブレンと、を備え、
前記アノード中央メインバスおよび前記カソード中央メインバスは、前記アンダーコートメンブレンと前記オーバーコートメンブレンとの間に位置付けられる、請求項11に記載の光発電モジュール。
The membrane is
An undercoat membrane in the vicinity of the photovoltaic structure;
An overcoat membrane,
The photovoltaic module according to claim 11, wherein the anode central main bus and the cathode central main bus are positioned between the undercoat membrane and the overcoat membrane.
前記オーバーコートメンブレンおよび前記アンダーコートメンブレンは、異なる材料から構成される、請求項12に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 12, wherein the overcoat membrane and the undercoat membrane are made of different materials. 前記オーバーコートメンブレンおよび前記アンダーコートメンブレンは、異なる貼り付け方法を用いて付加される、請求項12に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 12, wherein the overcoat membrane and the undercoat membrane are added by using different attaching methods. 前記メンブレンは、前記メンブレン内に埋め込まれるメンブレン強化材料を備える、請求項1に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 1, wherein the membrane includes a membrane reinforcing material embedded in the membrane. 前記メンブレン強化材料は、メッシュ、スクリム、ファイバ、ストリップ、バンド、および細い棒からなる群から選択される、請求項15に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 15, wherein the membrane reinforcing material is selected from the group consisting of a mesh, a scrim, a fiber, a strip, a band, and a thin bar. 前記メンブレン強化材料は、重合体、ガラス、ファイバガラス、重合体複合材料、およびガラス複合材料からなる群から選択される、請求項15に記載の光発電モジュール。   16. The photovoltaic module according to claim 15, wherein the membrane reinforcing material is selected from the group consisting of a polymer, glass, fiber glass, polymer composite material, and glass composite material. 前記前面基板と背面基板との間に配置される乾燥剤材料をさらに含む、請求項2に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 2, further comprising a desiccant material disposed between the front substrate and the back substrate. 前記メンブレンと前記背面基板との間の間隙と、
前記間隙に広がる構造コンポーネントと、をさらに備える、請求項2に記載の光発電モジュール。
A gap between the membrane and the back substrate;
The photovoltaic module according to claim 2, further comprising a structural component extending in the gap.
前記構造コンポーネントはリブを備える、請求項19に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 19, wherein the structural component comprises a rib. 前記構造コンポーネントは発泡体を備える、請求項19に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 19, wherein the structural component comprises a foam. 前記構造コンポーネントは前記メンブレンおよび前記背面基板に接続される、請求項19に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 19, wherein the structural component is connected to the membrane and the back substrate. 前記構造コンポーネントは、前記光発電モジュール全体に分布した荷重を消失させるように構成され、前記構造コンポーネントは、前記前面基板と背面基板との間に、分散した熱伝導を提供するように構成される、請求項19に記載の光発電モジュール。   The structural component is configured to dissipate a load distributed throughout the photovoltaic module, and the structural component is configured to provide distributed heat conduction between the front substrate and the back substrate. The photovoltaic module according to claim 19. 前記メンブレンに接続される少なくとも1つの保持テープストリップをさらに備え、
前記少なくとも1つの保持テープストリップは、少なくとも1つの面が接着剤で被覆されている、請求項1に記載の光発電モジュール。
Further comprising at least one retaining tape strip connected to the membrane;
The photovoltaic module of claim 1, wherein the at least one holding tape strip is coated with an adhesive on at least one surface.
前記少なくとも1つの保持テープストリップは、重合体、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、および誘電紙からなる群から選択された材料を含む、請求項24に記載の光発電モジュール。   25. The photovoltaic module of claim 24, wherein the at least one retaining tape strip comprises a material selected from the group consisting of a polymer, polyethylene, polyester, polyurethane, and dielectric paper. 光発電モジュールを製造する方法であって、
少なくとも1つの光発電電池を備える光発電構造体を前面基板上に形成する工程と、
前記光発電構造体上にメンブレンを付加する工程と、を備え、
前記メンブレンおよび前記前面基板は前記光発電構造体を実質的に封入する、方法。
A method of manufacturing a photovoltaic module,
Forming a photovoltaic structure comprising at least one photovoltaic cell on a front substrate;
Adding a membrane on the photovoltaic structure,
The membrane and the front substrate substantially encapsulate the photovoltaic structure.
シールを用いて前記前面基板に背面基板を接続する工程をさらに備える、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, further comprising connecting a back substrate to the front substrate using a seal. 前記シールを用いて前記前面基板に前記背面基板を接続する工程は、外部シールアセンブリを用いて前記前面基板に前記背面基板を接続する工程を備え、前記外部シールアセンブリは蒸気バリアおよびエッジシールを備える、請求項27に記載の方法。   Connecting the back substrate to the front substrate using the seal comprises connecting the back substrate to the front substrate using an external seal assembly, the external seal assembly comprising a vapor barrier and an edge seal. 28. The method of claim 27. 前記光発電構造体上に前記メンブレンを付加する工程は、前記光発電構造体上に前記メンブレンをスプレーする工程を含む、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein adding the membrane on the photovoltaic structure includes spraying the membrane on the photovoltaic structure. 前記光発電構造体上に前記メンブレンを付加する工程は、ブラッシング、スプレー、精密スプレー、ステンシリング、スクリーニング、接着、印刷、圧延およびスキージングからなる群から選択される方法を用いて行われる、請求項26に記載の方法。   The step of adding the membrane on the photovoltaic structure is performed using a method selected from the group consisting of brushing, spraying, precision spraying, stenciling, screening, bonding, printing, rolling and squeezing. Item 27. The method according to Item 26. 前記光発電構造体上に前記メンブレンを付加する工程は、共形コーティング、重合体、弾性重合体、熱可塑性材料、および熱硬化性材料からなる群から選択されるメンブレン材料を付加する工程を含む、請求項26に記載の方法。   Adding the membrane on the photovoltaic structure includes adding a membrane material selected from the group consisting of conformal coatings, polymers, elastomeric polymers, thermoplastic materials, and thermosetting materials. 27. The method of claim 26. 前記光発電構造体に前記メンブレンを付加する工程は、前記光発電構造体に前記メンブレンを接着させる工程を含む、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein adding the membrane to the photovoltaic structure includes adhering the membrane to the photovoltaic structure. 前記光発電構造体にバスバーアセンブリを接続する工程をさらに備え、
前記メンブレンは前記バスバーアセンブリを実質的に封入する、請求項27に記載の方法。
Further comprising connecting a bus bar assembly to the photovoltaic structure;
28. The method of claim 27, wherein the membrane substantially encloses the bus bar assembly.
前記メンブレンを付加する工程は、
前記光発電構造体の近傍にあるアンダーコートメンブレンを付加する工程と、
オーバーコートメンブレンを付加する工程と、を備える、請求項26に記載の方法。
The step of adding the membrane includes
Adding an undercoat membrane in the vicinity of the photovoltaic structure;
27. A method according to claim 26, comprising applying an overcoat membrane.
前記光発電構造体にアノードエッジコレクタバスを接続する工程と、
前記光発電構造体にカソードエッジコレクタバスを接続する工程と、
前記アンダーコートメンブレンを付加する工程と、
前記アンダーコートメンブレンによって前記光発電構造体から絶縁されるアノード中央メインバスを前記アノードエッジコレクタバスに接続する工程と、
前記アンダーコートメンブレンによって前記光発電構造体から絶縁されるカソード中央メインバスを前記カソードエッジコレクタバスに接続する工程と、
電流を背面ボックスに供給するように構成されるバス接続部に前記アノード中央メインバスおよび前記カソード中央メインバスを接続することと、
前記アノード中央メインバスおよび前記カソード中央メインバスを実質的に封入する前記オーバーコートメンブレンを付加することと、をさらに備える、請求項34に記載の方法。
Connecting an anode edge collector bus to the photovoltaic structure;
Connecting a cathode edge collector bus to the photovoltaic structure;
Adding the undercoat membrane;
Connecting an anode central main bus insulated from the photovoltaic structure by the undercoat membrane to the anode edge collector bus;
Connecting a cathode central main bus insulated from the photovoltaic structure by the undercoat membrane to the cathode edge collector bus;
Connecting the anode central main bus and the cathode central main bus to a bus connection configured to supply current to the back box;
35. The method of claim 34, further comprising adding the overcoat membrane that substantially encloses the anode central main bath and the cathode central main bath.
前記アンダーコートメンブレンは、前記アノードエッジコレクタバスまたは前記カソードエッジコレクタバスに前記光発電構造体を接続する前に、付加される、請求項32に記載の方法。   33. The method of claim 32, wherein the undercoat membrane is applied prior to connecting the photovoltaic structure to the anode edge collector bus or the cathode edge collector bus. 前記メンブレンを付加する工程は、強化材料を備える前記メンブレンを付加する工程を備える、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein adding the membrane comprises adding the membrane comprising a reinforcing material. 前記強化材料を備える前記メンブレンを付加する工程は、
前記光発電構造体の近傍にあるアンダーコートメンブレンを付加する工程と、
前記アンダーコートメンブレンの近傍に前記強化材料を付加する工程と、
オーバーコートメンブレンを付加する工程と、を備え、
前記オーバーコートメンブレンおよびアンダーコートメンブレンは、前記メンブレン強化材料を実質的に封入する、請求項37に記載の方法。
Adding the membrane comprising the reinforcing material,
Adding an undercoat membrane in the vicinity of the photovoltaic structure;
Adding the reinforcing material in the vicinity of the undercoat membrane;
A step of adding an overcoat membrane,
38. The method of claim 37, wherein the overcoat membrane and undercoat membrane substantially encapsulate the membrane reinforcing material.
前記強化材料を備える前記メンブレンを付加する工程は、
メッシュ、スクリム、ファイバ、ストリップ、バンド、または細い棒からなる群から選択される材料を付加する工程を備える、請求項37に記載の方法。
Adding the membrane comprising the reinforcing material,
38. The method of claim 37, comprising adding a material selected from the group consisting of mesh, scrim, fiber, strip, band, or wand.
前記メンブレンの近傍に構造コンポーネントを位置決めする工程と、
シールを用いて前記前面基板に背面基板を接続する工程と、をさらに備え、
前記構造コンポーネントは、前記前面基板から前記背面基板に分散した熱伝導を与えるように構成される、請求項26に記載の方法。
Positioning a structural component in the vicinity of the membrane;
Connecting a back substrate to the front substrate using a seal, and further comprising:
27. The method of claim 26, wherein the structural component is configured to provide distributed heat conduction from the front substrate to the back substrate.
前記構造コンポーネントはリブおよび発泡体を備える、請求項40に記載の方法。   41. The method of claim 40, wherein the structural component comprises a rib and a foam. 前記発泡体は、多孔性発泡体、波形発泡体、エンボス加工発泡体、および高密度発泡体からなる群から選択される、請求項41に記載の方法。   42. The method of claim 41, wherein the foam is selected from the group consisting of porous foam, corrugated foam, embossed foam, and high density foam. 前記メンブレンに前記構造コンポーネントを接続する工程と、
前記背面基板に前記構造コンポーネントを接続する工程と、をさらに備える、請求項40に記載の方法。
Connecting the structural component to the membrane;
41. The method of claim 40, further comprising connecting the structural component to the back substrate.
前記メンブレンに保持テープを接着する工程をさらに含む、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, further comprising adhering a retention tape to the membrane. 前面基板と、
前記前面基板に取り付けられて、第1エッジおよび第2エッジを有する前記光発電構造体と、
バスバーアセンブリと、
前記バスバーアセンブリが前記光発電構造体に前記第1エッジおよび前記第2エッジで接続することを可能にするように構成されるメンブレンと、を備え、
前記メンブレンおよび前記前面基板は前記光発電構造体の残りの部分を封入する、光発電モジュール。
A front substrate;
The photovoltaic structure attached to the front substrate and having a first edge and a second edge;
A busbar assembly;
A membrane configured to allow the bus bar assembly to connect to the photovoltaic structure at the first edge and the second edge;
The photovoltaic module, wherein the membrane and the front substrate enclose the remaining portion of the photovoltaic structure.
前面基板と、
前記前面基板に取り付けられて、少なくとも1つの光発電電池を有する光発電構造体と、
前記光発電構造体から離間される背面基板と、
前記背面基板と前記光発電構造体との間に配置される構造コンポーネントと、を備える、光発電モジュール。
A front substrate;
A photovoltaic structure attached to the front substrate and having at least one photovoltaic cell;
A back substrate spaced from the photovoltaic structure;
A photovoltaic module comprising: a structural component disposed between the back substrate and the photovoltaic structure.
前記構造コンポーネントはリブを備える、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component comprises a rib. 前記リブは前記光発電構造体上に周期的に配列される、請求項47に記載の光発電モジュール。   48. The photovoltaic module of claim 47, wherein the ribs are periodically arranged on the photovoltaic structure. 前記リブはポリイソブチレンを備える、請求項47に記載の光発電モジュール。   48. The photovoltaic module of claim 47, wherein the rib comprises polyisobutylene. 前記リブは柔軟材料を備える、請求項47に記載の光発電モジュール。   48. The photovoltaic module of claim 47, wherein the rib comprises a flexible material. 前記構造コンポーネントは発泡体を備える、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component comprises a foam. 前記発泡体は、多孔性発泡体、波形発泡体、およびエンボス加工発泡体からなる群から選択される、請求項51に記載の光発電モジュール。   52. The photovoltaic module of claim 51, wherein the foam is selected from the group consisting of a porous foam, a corrugated foam, and an embossed foam. 前記構造コンポーネントは固体中間層を備える、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component comprises a solid interlayer. 前記固体中間層は高密度発泡体を備える、請求項53に記載の光発電モジュール。   54. The photovoltaic module of claim 53, wherein the solid intermediate layer comprises a high density foam. 前記構造コンポーネントは発泡体およびリブを備える、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component comprises a foam and a rib. 前記構造コンポーネントは乾燥剤を組み込む、請求項46に記載の光発電モジュール。   49. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component incorporates a desiccant. 前記構造コンポーネントは前記前面基板および前記背面基板に接続するように構成される、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component is configured to connect to the front substrate and the back substrate. 前記構造コンポーネントは、前記前面基板と前記背面基板との間に、分散した熱伝導を与えるように構成される、請求項57に記載の光発電モジュール。   58. The photovoltaic module of claim 57, wherein the structural component is configured to provide distributed heat conduction between the front substrate and the back substrate. 前記構造コンポーネントは、破損時に前記前面基板を保持するために、前記前面基板に接続するように構成される、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component is configured to connect to the front substrate to hold the front substrate in the event of failure. 前記構造コンポーネントは、破損時に前記背面基板を保持するために、前記背面基板に接続するように構成される、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component is configured to connect to the back substrate to hold the back substrate in the event of failure. 前記構造コンポーネントは、前記光発電モジュール全体に荷重の散逸を与えるように構成される、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, wherein the structural component is configured to provide load dissipation across the photovoltaic module. 前記前面基板と前記背面基板との間にシールを形成するように構成される外部シールアセンブリと、
乾燥剤が入れられ、前記外部シールアセンブリと前記固体中間層との間に配置される固体中間層外周部と、をさらに備える、請求項53に記載の光発電モジュール。
An external seal assembly configured to form a seal between the front substrate and the back substrate;
54. The photovoltaic module of claim 53, further comprising a solid intermediate layer outer periphery that is filled with a desiccant and disposed between the outer seal assembly and the solid intermediate layer.
前記前面基板と前記背面基板との間にシールを形成するように構成される外部シールアセンブリをさらに備える、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, further comprising an external seal assembly configured to form a seal between the front substrate and the back substrate. メンブレンをさらに備え、前記メンブレンおよび前記前面基板は、前記光発電構造体を実質的に封入する、請求項46に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module according to claim 46, further comprising a membrane, wherein the membrane and the front substrate substantially enclose the photovoltaic structure. 前記メンブレンに接着する少なくとも1つの保持テープストリップをさらに備える、請求項64に記載の光発電モジュール。   65. The photovoltaic module of claim 64, further comprising at least one retaining tape strip that adheres to the membrane. 前記構造コンポーネントを前記背面基板に接着する少なくとも1つの保持テープストリップをさらに備える、請求項46に記載の光発電モジュール。   47. The photovoltaic module of claim 46, further comprising at least one retaining tape strip that adheres the structural component to the back substrate. 光発電モジュールを製造する方法であって、
少なくとも1つの光発電電池を有する光発電構造体を前面基板上に形成する工程と、
前記前面基板から前記背面基板への分散した熱伝導を与えるように構成される構造コンポーネントを前記光発電構造体と背面基板との間に位置付ける工程と、
シールを用いて前記前面基板に前記背面基板を接続する工程と、を備える、方法。
A method of manufacturing a photovoltaic module,
Forming a photovoltaic structure having at least one photovoltaic cell on a front substrate;
Positioning a structural component configured to provide distributed heat conduction from the front substrate to the back substrate between the photovoltaic structure and the back substrate;
Connecting the back substrate to the front substrate using a seal.
前記構造コンポーネントはリブを備える、請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, wherein the structural component comprises a rib. 前記構造コンポーネントは発泡体を備える、請求項67に記載の方法。   68. The method of claim 67, wherein the structural component comprises a foam. 破損時に前記前面基板を保持するために、前記前面基板に前記構造コンポーネントを接続することをさらに含む、請求項67に記載の方法。   68. The method of claim 67, further comprising connecting the structural component to the front substrate to hold the front substrate in case of failure. 前記前面基板に前記構造コンポーネントを接続する工程は、
前記光発電構造体に前記構造コンポーネントを接着する工程を備える、請求項70に記載の方法。
Connecting the structural component to the front substrate comprises:
The method of claim 70, comprising gluing the structural component to the photovoltaic structure.
前記前面基板に前記構造コンポーネントを接続する工程は、
前記光発電構造体上にメンブレンを付加する工程と、
前記メンブレンに前記構造コンポーネントを取り付ける工程と、を備え、
前記メンブレンおよび前記前面基板は前記光発電構造体を実質的に封入する、請求項69に記載の方法。
Connecting the structural component to the front substrate comprises:
Adding a membrane on the photovoltaic structure;
Attaching the structural component to the membrane,
70. The method of claim 69, wherein the membrane and the front substrate substantially encapsulate the photovoltaic structure.
破損時に前記背面基板を保持するために、前記背面基板に前記構造コンポーネントを接続する工程をさらに含む、請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, further comprising connecting the structural component to the back substrate to hold the back substrate in case of failure. 前記背面基板に前記構造コンポーネントを接続する工程は、
前記構造コンポーネントに保持テープの第1面を接着する工程と、
前記保持テープの第2面を前記背面基板に接着させる工程と、を備える、請求項73に記載の方法。
Connecting the structural component to the back substrate comprises:
Bonding the first surface of the holding tape to the structural component;
75. The method of claim 73, comprising adhering a second surface of the holding tape to the back substrate.
前面基板と、
前記前面基板に取り付けられた光発電構造体と、
前記光発電構造体から離間されて間隙を形成する背面基板と、
前記背面基板と前記光発電構造体との間の前記空隙に広がる構造コンポーネントと、を備える、光発電モジュール。
A front substrate;
A photovoltaic structure attached to the front substrate;
A back substrate that is spaced apart from the photovoltaic structure to form a gap;
A photovoltaic module comprising: a structural component extending in the gap between the back substrate and the photovoltaic structure.
前記構造コンポーネントは、前記前面基板と前記背面基板との間に、分散した熱伝導を与えるように構成される、請求項75に記載の光発電モジュール。   76. The photovoltaic module of claim 75, wherein the structural component is configured to provide distributed heat conduction between the front substrate and the back substrate. 前記構造コンポーネントは、前記光発電モジュール全体に分布した荷重の散逸を与えるように構成される、請求項75に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 75, wherein the structural component is configured to provide load dissipation distributed throughout the photovoltaic module. 前記構造コンポーネントは、破損時に前記前面基板を保持するように構成される、請求項75に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 75, wherein the structural component is configured to hold the front substrate in the event of failure. 前記構造コンポーネントは、背面基板と前記光発電構造体との間の間隙を充填する、請求項75に記載の光発電モジュール。   The photovoltaic module of claim 75, wherein the structural component fills a gap between a back substrate and the photovoltaic structure.
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