太阳能模块结构制造技术

公开了一种太阳能模块设计的不同实施例。在一些实施例中，太阳能模块包括具有倾斜的波导剖面的光学元件。该太阳能模块的该光学元件直接耦合到包含太阳能电池的接收器。该接收器还耦合到该模块的背板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能模块结构 对其它申请的交叉引用本申请要求于2009年11月25日递交的申请号为61/283，097，题为“LAMINATEDSOLAR MODULE CONSTRUCTION FOR FLAT PANEL CONCENTRATOR OPTIC”的美国临时专利申请的优先权，该申请通过引用被合并于此用于所有用途。
技术介绍
现有的太阳能模块的设计受到各种限制。具有改进的太阳能模块结构将是有用的。附图说明在下面的详细说明和附图中公开了本专利技术的各种实施例。 图I示出太阳能面板的一个实施例的立体图。图2A示出模块的一个实施例的截断的截面图。图2B示出具有接收器堆叠的剖视图的集中器单元的一个实施例的截面图。图2C示出其中模块的两个主要部分被配合的方式的实施例。图2D示出具有平背板的集中器单元的一个实施例的截面图。图3是对比未经过滤的太阳光谱与过滤后的太阳光谱的图表。图4A-4B示出用以使光学元件逐渐变细的方式的实施例的立体图和侧视图。图5A-5F示出背板构造的不同实施例。图6A-6B示出框架连接的实施例。具体实施例方式本专利技术可以以多种方式来实施，包括实施为过程、设备、系统、物质的成份、包含在计算机可读存储介质上的计算机程序产品，以及/或者处理器，诸如配置为执行由耦合到处理器的存储器提供的和/或在其上存储的指令的处理器。在本说明书中，这些实施方式或本专利技术可能采用的任何其它形式可称为技术。通常，所公开的过程的各步骤的顺序在专利技术的范围之内可以变化。除非另有说明，诸如被描述为被配置用以执行任务的处理器或存储器的部件可以被实施为被暂时配置为在给定时间执行该任务的一般部件，或者被制造为执行该任务的特定部件。如此处使用的，术语“处理器”是指被配置用来处理诸如计算机程序指令的数据的一个或多个装置、电路和/或处理核。以下结合示出本专利技术的原理的附图提供对本专利技术的一个或多个实施例的详细说明。结合这样的实施例来描述本专利技术，但并不意图使本专利技术受限于任何实施例。本专利技术的范围只由权利要求来限定，并且本专利技术包括众多的替代、修改和等价物。在下面的说明中提出了许多具体的细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。提供这些细节的目的是为了举例，并且在不具有这些具体细节的一些或全部的情况下可以根据权利要求来实现本专利技术。为清楚起见，未对在本专利技术的相关
中已知的技术材料进行详细说明，以便不至于不必要地模糊本专利技术。太阳能模块被用于诸如聚光光伏(CPV)发电和液体加热的应用。此处公开了一种独特的CPV太阳能模块设计的各种实施例。图I示出太阳能面板100的一个实施例的立体图。在一些实施例中，模块结构100将具有接收器的平坦的线聚焦光学元件集成面板形状。使用线聚焦光学元件的优势是可采用标准的单轴太阳能跟踪而不是较不标准的两轴跟踪。在一些实施例中，模块100的光学元件有倾斜的或锥形的波导剖面并直接耦合到模块100中的太阳能电池。此处公开的太阳能模块设计提供CPV的经济好处，同时保持低剖面的面板形状。保持低剖面的面板形状提供各种优势，诸如降低的运输成本、减少的风荷载以及与现有的太阳能基础设施(诸如市售的跟踪系统)的兼容性。为了说明的目的，本说明书的一些附图描绘出特定的模块设计。然而，所公开的技术并不限于这些设计，并且针对其它的设计可以类似地采用所公开的技术。例如，模块的所示出的和/或所描述的层中的一个或多个可以被其它的层和/或材料替代，模块的所示出的和/或所描述的层中的一个或多个可以是可选的，模块的所示出和/或所描述的层中的一个或多个可以以不同的方式来组织或排序，取代模块的所示出的和/或所描述的层中的 一个或多个或者与它们相结合地可以使用一个或多个其它层，等等。图2A示出模块的一个实施例的截断的截面图。在一些实施例中，模块200包含图I的面板100。模块200包括被框架204界定的多个诸如集中器单元202的集中器单元。如在给定的例子中所示出的，模块200包含多个材料层，所述多个材料层包括顶板或初级光学元件206、(多个)亚表层208、次级光学元件210、中间或包覆层212、接收器214和背板216。在下面进一步详细说明了这些层中的每一个。顶板206促进入射光到模块200中的透射，并包括可透射材料层。在一些实施例中，顶板206构成了模块200的初级光学元件。具有低光降解率的低铁浮法玻璃是可用于顶板206的材料的一个例子。顶板206可以用于多种用途中的任何一种。例如，顶板206充当盖板，该盖板用作保护模块200免受环境和诸如降水和紫外线辐射的其它外部因素的影响的屏障。此外，顶板206为任何期望的抗反射涂层和/或其它过滤能量的入射光谱的涂层的施加提供基板。此外，顶板206提供了平坦的基础面，以在装配过程中在其上安装和/或定位(多个)亚表层208和/或光学元件210。此外，顶板206向模块200提供了结构刚性。在一些实施例中，顶板206的材料可以在顶表面和底表面其中之一或它们两者上是织构化的以影响光路。例如，轧制或图案化的玻璃工艺可用于形成玻璃顶板中的透镜特征。在某些情况下，将光学元件整合在顶板材料中可以简化模块结构，诸如在下面进一步描述的图2D的实施例中。可以将一个或多个可选的亚表层208结合到顶板206的内侧面。在一些实施例中，(多个)亚表层208包括一个或多个诸如EVA(乙烯醋酸乙烯酯)的聚合物。(多个)亚表层208可以用于多种用途中的任何一种。例如，(多个)亚表层208可过滤掉入射光谱中对下面的光学元件210潜在地有害或在其它方面不需要的部分。例如，已知紫外线光降解几类聚合物，因此添加亚表层208到吸收紫外线光的顶板206可以防止在后续层的每一个中发生降解。图3是对比未经过滤的AMl. 5标准太阳测试光谱与玻璃和EVA过滤后的光谱的图表。如所示出的，在紫外线范围内(即< 400nm)的能源量在透射通过分别组成顶板206和(多个)亚表层208的低铁玻璃和EVA层后显著降低(如果未被清除的话)。此夕卜，(多个)亚表层208可以便于接合在顶板206和光学元件210之间。例如，如果使用诸如玻璃的易碎材料用于顶板206，那么可以增加柔软的聚合物亚表层208作为促进顶板206和光学元件210之间的化学附着的共形层。而且，(多个)亚表层208可以使得超越诸如溶剂接合或冷焊的传统层压工艺的接合工艺选择成为可能。传统的高温层压工艺可能会使得光学元件210变形、融化，或以其它方式损害光学元件210。可通过将聚合物基板208层压到顶板206上并且随后使用诸如溶剂接合或焊接的低温处理来将光学元件层210接合到聚合物基板208，来避免高温层压工艺。此外，(多个)亚表层208可以控制顶板206和光学元件210界面处的热膨胀和其它相关应力。例如，如果顶板206和光学元件210的材料之间存在显著的热膨胀系数不匹配，则可以插入具有中间的热膨胀系数的聚合物亚表层208，以减轻在模块200的加热或冷却过程中产生的热应力。光学元件210包括可透射材料，该可透射材料将入射光引导到与接收器214的接口一致的焦点区域。在一些实施例中，光学元件210包括模块200的次级光学元件。在一些实施例中，光学元件210包括波导。在一些实施例中，模块200的多个光学部件形成集中器光学元件。在一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·舒尔茨，S·高希，C·格林默，K·费恩，
申请(专利权)人：榕树能源公司，
类型：发明
国别省市：