TW202029635A - 鋸齒形太陽能模組 - Google Patents
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Abstract
揭示一種鋸齒形太陽能模組，包含至少一個太陽能電池段；及位於該至少一個太陽能電池段的頂部表面之頂上的頂部玻璃蓋，使得該至少一個太陽能電池段包含至少兩個三角形隔室、位於該至少兩個三角形隔室的交界處的反射器、及沿著第一三角形隔室的邊緣從頂部玻璃蓋延伸並垂直於頂部玻璃蓋延伸的太陽能電池。
Description
此申請案依據美國專利法第119條主張於2018年11月7日提出申請的美國專利臨時申請案第62/756,820號的優先權權利，該專利申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
本揭露內容涉及鋸齒形太陽能模組。
太陽能模組為單個光伏面板，此等光伏面板為連接太陽能電池的組裝件。太陽能電池吸收陽光作為發電的能源。
傳統的太陽能模組以太陽能電池完全覆蓋太陽能模組之裸露區域，並用玻璃保護太陽能電池，如第1圖所示。此等傳統的太陽能模組通常需要使用大量的太陽能材料，從而獲致較高的成本及較低的製造設施有效容量。
本揭露內容提出了改進的太陽能模組及其用途。
在一些實施例中，一種鋸齒形太陽能模組包括：至少一個太陽能電池段；及位於該至少一個太陽能電池段的頂表面之頂上的頂部玻璃蓋，其中該至少一個太陽能電池段包括：第一三角形隔室及第二三角形隔室、位於第一三角形隔室及第二三角形隔室的交界處之反射器、及沿著第一三角形隔室的邊緣從頂部玻璃蓋延伸並垂直於頂部玻璃蓋之太陽能電池。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一三角形隔室包括第一材料，第一材料具有在1.0至1.8的範圍內的第一折射指數。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一折射指數在1.30至1.45的範圍內。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一材料包括乙二醇及水的混合物。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第二三角形隔室包括第二材料，第二材料具有在1.0至1.5的範圍內的第二折射指數。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第二折射指數在1.0至1.33的範圍內。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第二材料包括空氣或乙二醇及水的混合物。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一三角形隔室包括具有第一折射率的第一材料；第二三角形隔室包括具有第二折射率的第二材料；且第一折射率大於或等於第二折射率。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，鋸齒形太陽能模組進一步包括複數個太陽能電池段，其中複數個太陽能電池段中的反射器為單向的。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，太陽能電池的高度與該至少一個太陽能電池段的寬度之間的比值在0.25∶1至0.50∶1的範圍內。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，比值在0.30：1至0.40：1的範圍內。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，反射器包括至少一層的鋁(Al)、銀(Ag)、或鍍鋁的聚酯薄膜。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，頂部玻璃蓋配置成用於光線的完全內部反射。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，鋸齒形太陽能模組進一步包括：位於至少一個太陽能電池段的底部表面之頂上的底部玻璃蓋，其中太陽能電池垂直於底部玻璃蓋延伸。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，頂部玻璃蓋及底部玻璃蓋分別獨立地選自無鹼玻璃或含鹼玻璃。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一三角形隔室包括第一材料，當第一材料具有折射指數n1A
時，太陽能電池和反射鏡之間的角度為θ1A
，當第一材料具有折射率n1B
時，太陽能電池與反射鏡之間的角度為θ1B
，當n1A
大於n1B
時，θ1A
大於θ1B
、當n1A
小於n1B
時，θ1A
小於θ1B
、及當n1A
等於n1B
時，θ1A
等於θ1B
。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，鋸齒形太陽能模組進一步包括：複數個太陽能電池段，使得第一三角形隔室包括第一材料，當第一材料具有的折射指數為n1A
時，該複數個太陽能電池段包括x1A
段，當第一材料具有的折射指數為n1B
時，該複數個太陽能電池段包括x1B
段，當n1A
大於n1B
時，x1A
小於x1B
、當n1A
小於n1B
時，x1A
大於x1B
、當x1A
等於n1B
時，x1A
等於x1B
。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，反射器為配置成反射來自頂部反射器表面及底部反射器表面的光線之雙面反射器。
在一些實施例中，一種鋸齒形太陽能模組包含至少一個太陽能電池段；及位於該至少一個太陽能電池段的頂部表面之頂上的頂部玻璃蓋，其中該至少一個太陽能電池段包含至少兩個三角形隔室、位於該至少兩個三角形隔室的交界處的反射器、及沿著第一三角形隔室的邊緣從頂部玻璃蓋延伸並垂直於頂部玻璃蓋延伸的太陽能電池。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，鋸齒形太陽能模組進一步包括：複數個太陽能電池段，其中太陽能電池位於該複數個太陽能電池段中的每一個的交界處。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，至少兩個三角形隔室包括該第一三角形隔室、第二三角形隔室、及第三三角形隔室，及反射器包括位於第一三角形隔室及第二三角形隔室的交界處的第一反射器及位於第三三角形隔室及第二三角形隔室的交界處的第二反射器。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一反射器沿著頂部玻璃蓋的表面會聚到第二反射器。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一三角形隔室及第三三角形隔室包括第一材料，第一材料具有在1.0至1.8的範圍內的第一折射指數。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一折射指數在1.30至1.45的範圍內。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一材料包括乙二醇及水的混合物。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第二三角形隔室包括第二材料，第二材料具有在1.0至1.5的範圍內的第二折射指數。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第二折射指數在1.0至1.33的範圍內。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第二材料包括空氣或乙二醇及水的混合物。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，第一三角形隔室及第三三角形隔室包括具有第一折射率的第一材料；第二三角形隔室包括具有第二折射率的第二材料；且第一折射率大於或等於第二折射率。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，太陽能電池的高度與該至少一個太陽能電池段的寬度之間的比值在0.25∶1至0.50∶1的範圍內。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，比值在0.30：1至0.40：1的範圍內。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，反射器包括至少一層的鋁(Al)、銀(Ag)、或鍍鋁的聚酯薄膜。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，頂部玻璃蓋配置成用於光線的完全內部反射。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，鋸齒形太陽能模組進一步包括：位於至少一個太陽能電池段的底部表面之頂上的底部玻璃蓋，其中太陽能電池垂直於底部玻璃蓋延伸。
在一個態樣中，可與任何其他態樣或實施例組合，頂部玻璃蓋及底部玻璃蓋分別獨立地選自無鹼玻璃或含鹼玻璃。
現在將詳細參照範例實施例，在伴隨的圖式中圖示此等實施例。將儘可能地於附圖中使用相同的元件符號來表示相同或相似部分。圖式中的部件不一定按比例繪製，而是將重點放在圖示範例實施例的原理上。應當理解，本申請案不限於說明書中描述或圖中示出的細節或方法。亦應該理解，術語僅用於描述性的目的，而不應視為限制性的目的。
另外，本說明書中描述的任何範例皆為說明性的，而非限制性的，並且僅描述了請求保護的發明的許多可能實施例中的一些實施例。通常在本領域面臨的各種條件及參數的其他合適的改進及調整，且對於本領域熟習技術者而言為顯而易見者，皆在本揭示內容的精神和範圍內。
根據一些實施例，本揭露內容藉由使用模組內的反射器的組合並且藉由在玻璃/空氣交界處的完全內部反射來收集進入模組的光，以解決習知太陽能模組的缺陷。因而，本文中所揭露的太陽能模組能產生至少與習知太陽能模組相似的功率，同時在設計上顯著減少了太陽能電池材料。
回到第2圖，揭露了一種太陽能模組200，根據一些實施例，包括至少一個太陽能電池段201；及位於至少一個太陽能電池段201的頂部表面之頂上的頂部玻璃蓋202。進一步而言，至少一個太陽能電池段201包括：第一三角形隔壁208及第二三角形隔壁206、位於第一三角形隔壁208及第二三角形隔壁206的交界處之反射器210、及沿第一三角形隔室208的邊緣垂直於頂部玻璃蓋202延伸並垂直於該頂部玻璃蓋202的太陽能電池212。
在一些範例中，第一三角形隔室208包括第一材料，該第一材料具有在1.0至1.8的範圍內的第一折射指數。舉例而言，第一折射指數可為1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、或可為任何中間值、或可為該等值之間的任何範圍。在一些範例中，第一折射指數在1.30至1.45的範圍內。舉例而言，第一折射指數可為1.30、1.31、1.32、1.33、1.34、1.35、1.36、1.37、1.38、1.39、1.40、1.41、1.42、1.43、1.44、1.45、或可為任何中間值、或可為該等值之間的任何範圍。在一些範例中，第一材料包括乙二醇及水的混合物。舉例而言，第一材料包括具有乙二醇與水的比值為0:100、5:95、10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:40、65:35、70:30、75:25、80:20、85:15、90:10、95:5、100:0、或可為該等值之間的任何中間比值。
在一些範例中，第二三角形隔室206包括第二材料，該第二材料具有在1.0至1.5的範圍內的第二折射指數。舉例而言，第二折射指數可為1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、或可為任何中間值、或可為該等值之間的任何範圍。在一些範例中，第二折射指數在1.0至1.33的範圍內。舉例而言，第二折射指數可為1.0、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.10、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19、1.20、1.21、1.22、1.23、1.24、1.25、1.26、1.27、1.28、1.29、1.30、1.31、1.32、1.33、或可為任何中間值、或可為該等值之間的任何範圍。在一些範例中，第二材料包括空氣。在一些範例中，第二材料包括乙二醇及水的混合物，此混合物有如上文所述用於第一材料的乙二醇與水的比值。
在一些範例中，第二三角形隔室206可為跨越至少一個太陽能電池段201的長度之清澈三角形透明或半透明(例如，塑膠)擠出件。在該擠出件物內部為第二材料(例如，空氣或二氧化矽與水的混合物)。藉由第二隔室上的至少一個末端的上的軟膜蓋防止第一材料進入第二隔室的腔孔(反之亦然，從而防止第二材料進入第二隔室的腔孔)。舉例而言，在某些範例中，第二材料可能會因施加熱量而膨脹，並藉由將膜蓋向內推入第二隔室腔孔且壓縮第一材料，從而將膜蓋移位。此種靈活性可防止頂部玻璃蓋及底部玻璃蓋彎曲或屈曲，以保持所需的光學佈置。在一些範例中，底部玻璃蓋204可用作擠出件的一個壁使得擠出件具有兩個壁(例如，一個壁支撐太陽能電池212、一個壁支撐反射器210)。
在一些範例中，第一三角形隔室208可為跨越至少一個太陽能電池段201的長度之清澈三角形透明或半透明(例如，塑膠)擠出件物。在該擠出件物內部為第一材料(例如，二氧化矽與水的混合物)。藉由第一隔室上的至少一個末端的上的軟膜蓋防止第二材料進入第一隔室的腔孔(反之亦然，從而防止第一材料進入第一隔室的腔孔)，如上所述。在一些範例中，頂部玻璃蓋202可用作擠出件的一個壁使得擠出件具有兩個壁(例如，一個壁支撐太陽能電池212、一個壁支撐反射器210)。
在一些範例中，擠出件(第二三角形隔室206、第一三角形隔室208中的一個或兩者)可為結合至玻璃蓋的聚合材料(例如，PMMA)，使得該聚合材料位於太陽能電池212與第一或第二材料之間並位於反射器210與第一或第二材料之間。在一些範例中，聚合材料可位於頂部或底部玻璃蓋與第一或第二材料之間。如本文中所揭露，經由從反射器210反射離開的光線216及從玻璃/空氣交界處的完全內部反射離開的光線216之組合可由擠出件收集。這涉及到通過玻璃蓋、第一材料、及擠出件(即，PMMA)的路徑。
在一個態樣中，第一三角形隔室208包括具有第一折射率的第一材料；第二三角形隔室206包括具有第二折射率的第二材料；且第一折射率大於或等於第二折射率。在一些範例中，太陽能模組進一步包括複數個太陽能電池段201，其中複數個太陽能電池段中的反射器210是單向的。
在一個態樣中，太陽能電池212的高度與該至少一個太陽能電池段201的寬度之間的比值在0.25∶1至0.50∶1的範圍內。舉例而言，比值可為0.25:1、0.30:1、0.35:1、0.40:1、0.45:1、0.50:1、或可為任何中間值、或可為該等值的任何範圍內。在一些範例中，比值在0.30:1至0.40:1的範圍內。舉例而言，比值可為0.30:1、0.31:1、0.32:1、0.33:1、0.34:1、0.35:1、0.36:1、0.37:1、0.38:1、0.39:1、0.40:1、或可為任何中間值、或可為該等值的任何範圍內。
在一些範例中，反射器210包括至少一層的鋁(Al)、銀(Ag)、鍍鋁聚酯薄膜、或其等組合物。在一些範例中，反射器210為配置成反射來自頂部反射器表面及底部反射器表面二者的光線之雙面反射器。在一些範例中，頂部玻璃蓋202配置成用於光線216的完全內部反射。在一些範例中，模組進一步包括位於至少一個太陽能電池段201的底部表面之頂上的底部玻璃蓋204，其中太陽能電池212垂直於底部玻璃蓋204延伸。在一些範例中，底部玻璃蓋204可為非透明材料，如金屬片材。
在一些範例中，太陽能模組包括複數個太陽能電池段201，其中總段數xN
藉由第一三角形隔室中的第一材料的折射指數(n1
)及模組的整體尺寸決定。概括而言，太陽能模組中的總段數可藉由入射光線所穿透並朝著太陽能電池傳播的材料的折射指數決定。舉例而言，在一些例子中，第一材料具有折射指數n1A
，且太陽能電池212與反射器210之間的角度為θ1A
。在其他例子中，第一材料具有折射指數n1B
且太陽能電池212與反射器210之間的角度為θ1B
。
當n1A
大於n1B
時，則θ1A
將大於θ1B
，表示隨著第一材料的折射指數n1
從n1B
增加至n1A
，角度θ1
亦將從θ1B
增加至θ1A
。因而，與折射指數為n1B
(即，x1A
小於x1B
)相比，當折射指數為n1A
，模組中將需要較少的太陽能電池段來收集等量的光。相反地，當n1A
小於n1B
，則n1A
將小於n1B
，表示隨著第一材料的折射指數n1
從n1B
減少至n1A
，角度θ1
亦將從θ1B
減少至θ1A
。因而，與折射指數為n1B
(即，x1A
大於x1B
)相比，當折射指數為n1A
，模組中將需要較多的太陽能電池段來收集等量的光。
在一些範例中，太陽能模組200亦可包括單一或一對間隔件214以密封複數個太陽能電池段201。間隔件214可為圍繞模組200的周邊的框架，頂部玻璃蓋202及底部玻璃蓋204被固定到該框架。此框架可防止第一三角形隔室208的內容物逸出。舉例而言，亦可包含第二框架(未示出)，以保護玻璃蓋的邊緣，並提供一個將模組連接到單軸追蹤器時夾緊模組的位置。
回到第2及3圖，揭露了太陽能模組(200及300)，根據一些實施例，包括至少一個太陽能電池段(201及301)；及位於該至少一個太陽能電池段的頂部表面之頂上的頂部玻璃蓋(202及302)，其中該至少一個太陽能電池段包含至少兩個三角形隔室(206-208及306-308b)、位於該至少兩個三角形隔室的交界處的反射器(210、310a、及310b)、及沿著第一三角形隔室(208、308a、及308b)的邊緣從頂部玻璃蓋延伸並垂直於玻璃蓋延伸的太陽能電池(212及312)。
在一些範例中，太陽能模組進一步包括：複數個太陽能電池段(212及312)，其中太陽能電池位於該複數個太陽能電池段(201及301)中的每一個的交界處。
在一些範例中，至少兩個三角形隔室包括第一三角形隔室308a、第二三角形隔室306、及第三三角形隔室308b，且反射器包括位於第一三角形隔室308a與第二三角形隔室306的交界之第一反射器310a、及位於第三三角形隔室308b與第二三角形隔室306的交界之第二反射器310b。
在一些範例中，第一反射器310a沿著頂部玻璃蓋302的表面會聚到第二反射器310b。在一些範例中，第一反射器310a長度與第二反射器310b長度之間的比值可為5:95、10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:40、65:35、70:30、75:25、80:20、85:15、90:10、95:5、或可任何為任何中間值、或可為該等值之間的任何範圍內。在一些範例中，第一反射器310a長度與第二反射器310b長度之間的比值可為50:50。在一些範例中，第一反射器310a長度與第二反射器310b長度之間的比值可為70:30。
在一些範例中，第一三角形隔室308a及第三三角形隔室308b包括第一材料且第二三角形隔室306包括第二材料，兩者都在本文中所述。再者，第3圖中所描的太陽能模組的各個部分的幾何形狀、材料、及功能性可能與第2圖中的本文中所述相似。舉例而言，模組進一步包括位於至少一個太陽能電池段301的底部表面之頂上的底部玻璃蓋304，其中太陽能電池312垂直於底部玻璃蓋304延伸。在一些範例中，底部玻璃蓋304可為非透明材料，如金屬或玻璃纖維片材。在一些範例中，太陽能模組300亦可包括單一或一對間隔件314以密封複數個太陽能電池段301。間隔件314在功能及位置上類似於間隔件214。
範例
本文中所述的實施例將進一步在以下範例闡明。
單向的鋸齒形太陽能模組
本文中揭露的單向的太陽能模組可為朝向單一方向(第2圖)之此等反射器。舉例而言，第8圖圖示了根據一些實施例，單向的太陽能電池模組配置的透視圖。
反射器可放置的最佳角度取決於部署的太陽能模組的緯度，及該位置的模組的南北向傾斜度。在一些範例中，至少在最初，可假定模組沒有傾斜。在一些範例中，可藉由單一軸(東西向)追蹤來控制模組的傾斜，在該追蹤過程中，模組可全天追蹤太陽的位置。因此，從南北角度看，此等模組保持與地面平行。
藉由東西向追蹤，太陽相對於模組的角度為位置的緯度及季節的函數。舉例而言，在鳳凰城，緯度大約為33.44°N，夏至時的太陽比正常高10° (即，緯度與地球23.44°傾斜之間的差值)(見第4圖)。藉由考慮太陽的最高位置(例如，在夏季)，可相對於太陽能電池的垂直條放置一個反射器(例如，第2及3圖中呈角度θ1
)，使得經由完全內部反射被反射器及/或頂部玻璃蓋/空氣交界反射離開的光線直接或間接撞擊到太陽能電池。反射的角度至少取決於季節(有關鳳凰城的資訊，見於第5圖)。除夏季外，當太陽比其夏季最高峰位置低時，太陽在天空中處於位置較低處，在冬至時達到其最低點，比正常低56.88°。在所有如此較低角度上，光線繼續直接或藉由反射落在太陽能電池上，且由於此種現象，獲致全照明(即會從反射器反射回來較少之部分損失)之特定反射器角度擇定了電池之間的間隙。藉由比較太陽能電池之間的距離與太陽能電池的高度，可決定太陽能電池材料的節省量。以鳳凰城為例，(當第一三角形隔室中的折射率為1.5)此節省量為68.5％，表示第5圖(與第2圖類似)的太陽能電池模組設計使用減少了68.5％的太陽能電池材料，即獲致與傳統的太陽能電池模組(例如，如第1圖所示)大約相同的結果。由於反射器角度能針對緯度進行優化，因此在較高緯度下，觀察到使用單向的太陽能組件更多的太陽能電池材料節省量。再者，在太陽能電池材料節省量方面有些許犧牲時，為某個緯度優化的反射器角度在較高緯度下亦可能為完全有效率的。
再者，單向的太陽能模組還可以允許散射光(通過底部玻璃蓋)撞擊到模組的背面，以產生能量(即，背側照明)。換言之，反射器為配置成反射來自頂部反射器表面及底部反射器表面的光線之雙面反射器。
雙向鋸齒形太陽能模組
本文揭露的雙向太陽能模組可為在相同的太陽能電池段中面向不同方向的兩個反射器(例如，第3圖)。越接近赤道(即，較低緯度)，可使用雙向太陽能模組來實現更多的太陽能電池材料節省量。舉例而言，在赤道，太陽能電池模組的配置可能如第6圖所示(面北的反射器長度與面南的反射器長度之間的比值為50:50)，(當第一及第三三角形隔室中的折射率為1.5)因為太陽能電池能夠從任一方向吸收光(儘管通常而言，太陽能電池的一側通常比另一側產生更多的能量)，實踐了約73％的太陽能電池材料節省量。在一些範例中，與相反的一側相比，太陽能電池帶有電互連結線的一側產生約為80％的功率。
亦可在較高緯度下使用雙向太陽能模組，根據特定位置(即，緯度)使用面北的及面南的反射器的優化角度，以確保完全內部反射(TIR)。反射器的角度在不同的緯度變化。舉例而言，如第7圖中的鳳凰城所示，因為冬至時太陽的低角度，面南的反射器的角度必須比面北的反射器的陡峭，以在面北的反射器長度與面南的反射器長度之間形成大約70:30的比值。此舉獲致增加30％之太陽能電池材料節省量。採用如第7圖所示的配置，由於背側照明的效率為80％，雙向太陽能模組產生的能量大約為單向模組的94％。
雙向太陽能模組可能特別適用於，因底層結構可能會擋住一部分模組，因而從背面照明獲得有限功率增益的此等應用中。舉例而言，在住宅應用中，底層的屋頂擋住了太陽能組件的整個後部，只有很小的機會來自空氣間隙的光線會照亮背側，該空氣間隙是為了幫助太陽能電池更低溫、更高效地運行而製造的。在商業及工業應用與住宅應用的應用中，因為屋頂具有不需要穿透屋頂膜並保持低風壓的鎮重系統，模組幾乎與屋頂平行地放置，與住宅應用類似。在一些範例中，非透明的背面片材可代替底部玻璃蓋。
玻璃蓋
在一些範例中，頂部玻璃蓋及/或底部玻璃蓋可使用康寧公司的EAGLE XG®
玻璃(「Eagle」)。Eagle玻璃為硼鋁矽酸鹽環保玻璃，不含重金屬(砷、銻、鋇、或鹵化物)或鹼，且具有高表面品質、出色的熱性質、低密度、及高耐化學性。
較薄的Eagle玻璃可能基本上降低了模組重量(大部分歸因於玻璃蓋)，從而為隔室中的增量材料提供了經費。舉例而言，可使用1.0毫米厚的Eagle玻璃製作前後蓋，而使用2.5毫米蘇打玻璃的傳統模組製作前後蓋。
Eagle玻璃的另一個好處為模組壽命。習知模組經常遭受由玻璃蓋中的鹼遷移引起的潛在誘導裂化(PID)。由於Eagle玻璃不含鹼，消除了PID的根本原因。第9圖圖示了根據一些實施例，用Eagle玻璃頂部與底部蓋以及蘇打石灰玻璃頂部與底部蓋構建的太陽能模組，平均效率隨著時間的推移裂化。測量500小時間隔後的效率裂化，在此期間，將多電池模組曝露於85°C溫度及85％的相對濕度下，其中太陽能電池的偏壓約為-1000V。底部玻璃蓋在最初的500小時間隔內完全短路，而包括Eagle玻璃頂部與底部蓋的組件在3000小時後仍未裂化。
本文揭露的太陽能模組的優點包括：(1)減少了所使用的太陽能電池材料，從而獲得傳統的模組(例如，反射器)中所未具有功能之經費；(2)太陽能電池製造設施的有效容量增加(即，相對於習知模組的模組，由於模組中太陽能電池材料使用量的減少，增加了等量消耗的材料所產生的模組數量)；(3)太陽能電池配置與玻璃蓋正交，而非像傳統的模組那樣與玻璃蓋共面，從而提高了機械強度，並允許使用更薄的蓋玻璃材料，如Eagle玻璃，以進一步降低材料的重量並防止潛在的裂化(即，將太陽能電池微細單一化，並將太陽能電池放置在垂直於玻璃蓋的撓性電路上，使得撓性電路能撓曲以防止微細單一化的太陽能電池中出現裂紋)。
如本文中所用的，術語「近似」、「大約」、「基本上」及類似的術語旨在具有廣泛的含義，與本揭示內容的標的相關之本領域熟習技藝者共同及可接受的用法相一致。閱讀本揭示內容之本領域熟習技藝者應當理解，此等術語旨不將此等特徵的範圍限制於所提供的精確數值範圍之前提下，以允許描述及要求保護的某些特徵。因此，此等術語應被解釋成表示所描述及請求保護的標的之非實質性或無關緊要的修改或變更，皆視為在所附申請專利範圍中記載的發明的範圍內。
如本文所使用的，「任選的」、「任選地」或類似用詞意圖意指隨後描述的事件或情況能發生或並未發生，且該描述包含事件或情況發生的範例及並未發生事件或情況的範例。除非另作說明，則本文中所用的不定冠詞「一(a)」或「一(an)」及其相應的定冠詞「該」係指至少一個，或一個或多個。
本文中對元件位置的引用(例如，「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」等)僅用於描述附圖中各種元件的定向。應當注意，根據其他範例性實施例，各種元件的定向可不同，且此等變化旨在被本揭示內容所涵蓋。
關於本文中基本上任何複數及/或單數術語的使用，本領域熟習技藝者能根據上下文及/或應用適當地從複數轉換為單數複數及/或從單數轉換為複數。為清楚起見，本文內可明確地闡述各種單數/複數排列。
對於此領域熟習技術者顯而易見的是，在不脫離本案所請求標的的精神或範圍的情況下，能進行各種修改及變化。因此，除了按照隨附申請專利範圍及該等均等物外，所請求的標的不受限制。
200:太陽能模組
201:太陽能電池段
202:頂部玻璃蓋
204:底部玻璃蓋
206:第二三角形隔壁
208:第一三角形隔壁
210:反射器
212:太陽能電池
214:間隔件
216:光線
300:太陽能模組
301:太陽能電池段
302:頂部玻璃蓋
304:底部玻璃蓋
306:第二三角形隔壁
308:第一三角形隔壁
308b:第三三角形隔室
310a:反射器
310b:反射器
312:太陽能電池
314:間隔件
藉由以下結合附圖的詳細描述，將更全面地理解此揭示內容，其中：
第1圖圖示了傳統的太陽能模組配置。
第2圖圖示了根據一些實施例之太陽能模組配置。
第3圖圖示了根據一些實施例之太陽能模組配置。
第4圖圖示了根據一些實施例，在鳳凰城的太陽光線配置。
第5圖圖示了根據一些實施例之單向的太陽能電池模組配置。
第6及7圖圖示了根據一些實施例之雙向的太陽能電池模組配置。
第8圖圖示了根據一些實施例之單向的太陽能電池模組配置的透視圖。
第9圖圖示了根據一些實施例，由Eagle玻璃頂部蓋與底部蓋以及蘇打石灰玻璃頂部蓋與底部蓋配置成的太陽能模組的平均效率隨時間劣化的情況。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
Claims (35)
- 一種鋸齒形太陽能模組，包括： 至少一個太陽能電池段；及 一頂部玻璃蓋，位於該至少一個太陽能電池段的一頂表面之頂上，其中該至少一個太陽能電池段包括： 一第一三角形隔室及一第二三角形隔室， 一反射器，位於該第一三角形隔室及該第二三角形隔室的該交界處，及 一太陽能電池，沿著該第一三角形隔室的一邊緣從該頂部玻璃蓋延伸並垂直於該頂部玻璃蓋。
- 如請求項1所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第一三角形隔室包括一第一材料，該第一材料具有在1.0至1.8的一範圍內的一第一折射指數。
- 如請求項2所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第一折射指數在1.30至1.45的一範圍內。
- 如請求項2所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第一材料包括乙二醇及水的一混合物。
- 如請求項1所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第二三角形隔室包括一第二材料，該第二材料具有在1.0至1.5的一範圍內的一第二折射指數。
- 如請求項5所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第二折射指數在1.0至1.33的一範圍內。
- 如請求項5所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第二材料包括空氣或乙二醇及水的一混合物。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中： 該第一三角形隔室包括具有一第一折射指數的一第一材料； 該第二三角形隔室包括具有一第二折射指數的一第二材料；及 該第一折射指數大於或等於該第二折射指數。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，進一步包括： 複數個太陽能電池段， 其中該複數個太陽能電池段中的該反射器為單向的。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中該太陽能電池的一高度與該至少一個太陽能電池段的一寬度之間的一比值在0.25∶1至0.50∶1的一範圍內。
- 如請求項10所述之鋸齒形太陽能模組，其中該比值在0.30∶1至0.40∶1的一範圍內。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中該反射器包括至少一層的鋁(Al)、銀(Ag)、或鍍鋁的聚酯薄膜。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中該頂部玻璃蓋配置成用於光線的完全內部反射。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，進一步包括： 一底部玻璃蓋，位於該至少一個太陽能電池段的一底部表面之頂上， 其中該太陽能電池垂直於該底部玻璃蓋延伸。
- 如請求項14所述之鋸齒形太陽能模組，其中該頂部玻璃蓋及該底部玻璃蓋分別獨立地選自一無鹼玻璃或一含鹼玻璃。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中： 該第一三角形隔室包括一第一材料， 當該第一材料具有一折射指數為n1A 時，該太陽能電池與該反射器之間的角度為θ1A ， 當該第一材料具有一折射指數為n1B 時，該太陽能電池與該反射器之間的角度為θ1B ， 當n1A 大於n1B 時，θ1A 大於θ1B ， 當n1A 小於n1B 時，θ1A 小於θ1B ，及 當n1A 等於n1B 時，θ1A 等於θ1B 。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，進一步包括： 複數個太陽能電池段，其中： 該第一三角形隔室包括一第一材料， 當該第一材料具有一折射指數為n1A 時，該複數個太陽能電池段包括x1A 段， 當該第一材料具有一折射指數為n1B 時，該複數個太陽能電池段包括x1B 段， 當n1A 大於n1B 時，x1A 小於x1B ， 當n1A 小於n1B 時，x1A 大於x1B ， 當n1A 等於n1B 時，x1A 等於x1B 。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中該反射器為一雙面反射器，配置成反射來自一頂部反射器表面及一底部反射器表面的光線。
- 一種鋸齒形太陽能模組，包括： 至少一個太陽能電池段；及 一頂部玻璃蓋，位於該至少一個太陽能電池段的一頂部表面之頂上， 其中該至少一個太陽能電池段包括： 至少兩個三角形隔室， 一反射器，位於該至少兩個三角形隔室的該交界處，及 一太陽能電池，沿著一第一三角形隔室的一邊緣從該頂部玻璃蓋延伸並垂直於該頂部玻璃蓋。
- 如請求項19所述之鋸齒形太陽能模組，進一步包括： 複數個太陽能電池段， 其中該太陽能電池位於該複數個太陽能電池段中的每一個的一交界處。
- 如請求項19所述之鋸齒形太陽能模組，其中： 該至少兩個三角形隔室包括該第一三角形隔室、一第二三角形隔室、及一第三三角形隔室，及 該反射器包括一第一反射器及一第二反射器，該第一反射器位於該第一三角形隔室及該第二三角形隔室的該交界處，該第二反射器位於該第三三角形隔室及該第二三角形隔室的該交界處。
- 如請求項21所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第一反射器沿著該頂部玻璃蓋的一表面會聚到該第二反射器。
- 如請求項21所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第一三角形隔室及該第三三角形隔室包括一第一材料，該第一材料具有在1.0至1.8的一範圍內的一第一折射指數。
- 如請求項23所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第一折射指數在1.30至1.45的一範圍內。
- 如請求項23所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第一材料包括乙二醇及水的一混合物。
- 如請求項21所述之鋸齒狀太陽能模組，其中該第二三角形隔室包括一第二材料，該第二材料的一第二折射率在1.0至1.5的一範圍內。
- 如請求項26所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第二折射指數在1.0至1.33的一範圍內。
- 如請求項26所述之鋸齒形太陽能模組，其中該第二材料包括空氣或乙二醇及水的一混合物。
- 如請求項21所述之鋸齒形太陽能模組，其中： 該第一三角形隔室及該第三三角形隔室包括具有一第一折射指數的一第一材料； 該第二三角形隔室包括具有一第二折射指數的一第二材料；及 該第一折射指數大於或等於該第二折射指數。
- 如請求項19至29中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中該太陽能電池的一高度與該至少一個太陽能電池段的一寬度之間的一比值在0.25∶1至0.50∶1的一範圍內。
- 如請求項30所述之鋸齒形太陽能模組，其中該比值在0.30∶1至0.40∶1的一範圍內。
- 如請求項19至29中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中該反射器包括至少一層的鋁(Al)、銀(Ag)、或鍍鋁的聚酯薄膜。
- 如請求項19至29中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，其中該頂部玻璃蓋配置成用於光線的完全內部反射。
- 如請求項19至29中任一項所述之鋸齒形太陽能模組，進一步包括： 一底部玻璃蓋，位於該至少一個太陽能電池段的一底部表面之頂上， 其中該太陽能電池垂直於該底部玻璃蓋延伸。
- 如請求項34所述之鋸齒形太陽能模組，其中該頂部玻璃蓋及該底部玻璃蓋分別獨立地選自一無鹼玻璃或一含鹼玻璃。
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