[发明专利]具有保护电路的高效率低成本太阳能面板

说明书

本发明的一个实施例可以提供太阳能面板。太阳能面板可以包括夹在前盖和后盖之间的多个光伏条带串。串可以被布置成包括多个块的阵列，并且各个块可以包括彼此并联电耦合的串的子集。块内的串的子集可以耦合到旁路二极管。多个块可以彼此串联电耦合。

技术领域

本公开一般涉及太阳能面板。更具体地，涉及实现旁路保护电路的高效率低成本太阳能面板。

定义

“太阳能电池”或“电池”是能够将光转化为电的光伏结构。电池可以具有任何尺寸和任何形状，并且可以由各种材料建造。例如，太阳能电池可以是在硅晶片上制造的光伏结构或者在衬底材料(例如玻璃、塑料或能够支撑光伏结构的任何其它材料)上的一个或多个薄膜，或其组合。

“太阳能电池条带(strip)”、“光伏条带”或“条带”是光伏结构(诸如太阳能电池)的一部分或片段。光伏结构可以被划分成多个条带。条带可以具有任何形状和任何尺寸。条带的宽度和长度可以彼此相同或不同。条带可以通过另外划分先前划分的条带而形成。

“级联”是经由在其边缘上或边缘附近的电极电耦合的太阳能电池或条带的物理布置。有许多方法来物理连接相邻的光伏结构。一种方式是将它们在相邻结构的边缘处或附近(例如，正侧上的一个边缘和负侧上的另一个边缘)物理地重叠。这个重叠的过程有时被称为“混搭”。两个或更多个级联光伏结构或条带可以被称为“级联串”，或者更简单地称为“串”。

“指状线”、“指状电极”和“指状物”是指用于收集载流子的光伏结构的细长的导电(例如金属)电极。

“汇流排”、“总线”或“总线电极”是指用于聚集由两个或更多个指状线收集的电流的光伏结构的细长的导电(例如金属)电极。汇流排通常比指状线宽，并且可以沉积或以其它方式定位在光伏结构上或光伏结构内的任何地方。单个光伏结构可以具有一个或多个汇流排。

“光伏结构”可以指太阳能电池、片段或太阳能电池条带。光伏结构不限于通过特定方法制造的设备。例如，光伏结构可以是晶体硅基太阳能电池、薄膜太阳能电池、非晶硅基太阳能电池、多晶硅基太阳能电池或其条带。

背景技术

用于制造太阳能面板的光伏技术的进步已经帮助太阳能在希望减少他们的碳排放量并降低其每月能源成本的人群中获得大量吸引力。然而，面板通常是手工制造的，这是耗时且易出错的过程，这使得批量生产可靠的太阳能面板成本高昂。

太阳能面板通常包括一个或多个完整的光伏结构串。串中相邻的光伏结构可以以级联布置彼此重叠。例如，2014年10月8日提交的题为“Module Fabrication of SolarCells with Low Resistivity Electrodes”的美国专利申请No.14/510,008中描述了形成太阳能面板的连续光伏结构串，其公开内容通过引用以其全部并入本文。生产具有级联电池布置的太阳能面板可以降低由于电池之间的相互连接引起的电阻，并且可以增加可以装入太阳能面板中的光伏结构的数量。

此外，已经表明，基于并联连接的级联条带串的太阳能面板可以提供若干优点，包括但不限于：减少遮蔽，使得能够双面操作，以及减小内部电阻。可以通过将完整的光伏结构划分成多个片段来建造条带。基于级联条带的太阳能面板的详细描述可以在2014年12月8日提交的题为“HIGH EFFICIENCY SOLAR PANEL”的美国专利申请No.14/563,867(代理人案卷No.P67-3NUS)中找到，其公开内容出于多种用途通过引用以其全部并入本文。

典型的太阳能面板通常实现旁路二极管，其可以通过在坏电池周围提供电流路径来防止电流从好的光伏结构(光伏结构被充分暴露于阳光并且处于正常工作条件)流向坏的光伏结构(烧尽或被部分遮蔽的光伏结构)。理想地，将有一个保护每个光伏结构的旁路二极管。但是，这将需要每个面板有大量的旁路二极管和复杂的电连接。在大多数情况下，可以使用一个旁路二极管来保护一组串联连接的条带，这些条带可以是串或串的一部分。

发明内容