[發(fā)明專利]用于聚光光伏系統(tǒng)的接收器及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010240094.1
• 申請(qǐng)日: 2010-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN102280508A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.·C·克萊門斯;C·R.·埃萬(wàn)斯二世;D·瓊斯;E·文度爾;P·J.·德澤納;R·凱利;M·彭謝瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 兆瓦太陽(yáng)能公司
• 主分類號(hào): H01L31/052
• 分類號(hào): H01L31/052;H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡勝利

技術(shù)領(lǐng)域

本文描述的主題通常涉及光伏系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體地，本文公開的主題涉及用于光伏系統(tǒng)的接收器以及用于制造這樣的接收器的方法。

背景技術(shù)

光伏電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。一種類型的太陽(yáng)能光伏收集器是非聚光的收集器，其直接截取太陽(yáng)輻射，用于轉(zhuǎn)換為電能。由于這樣的系統(tǒng)直接接收太陽(yáng)能而沒有任何放大，所以有時(shí)將它們稱為“一倍太陽(yáng)強(qiáng)度”系統(tǒng)。用于將光伏電池裝配到硬板中以用于利用非聚光的陽(yáng)光產(chǎn)生能量的傳統(tǒng)方法包括多個(gè)步驟。首先，通過將撓性扁鋼絲(扁平柔性電纜)焊接至單個(gè)電池而將它們串列成線性電路。然后將電池串裝配成一列或幾列平行的二維陣列。將布線陣列放置在由襯底材料、易熔聚合物(例如EVA)和透明蓋板組成的夾層中，然后將該夾層真空地層壓并安裝在框架中。然后將具有旁路二極管的接線盒連接至組合件的后部。該過程是勞動(dòng)密集型的，并且在每個(gè)處理步驟中暴露易碎的電池使其經(jīng)受損壞的危險(xiǎn)。過程的一些階段(例如串列電池)可以是自動(dòng)化的，但是自動(dòng)化設(shè)備通常是專用于該任務(wù)的，并且因此是相當(dāng)昂貴的。

比較而言，聚光光伏系統(tǒng)試圖通過使用低成本的光學(xué)器件(例如鏡子或透鏡)以使陽(yáng)光聚焦，而減少光伏電池的總面積，從而減少這些成本中的至少一些。對(duì)于使用聚光物的系統(tǒng)，需要開發(fā)可替換的太陽(yáng)能電池板(在聚光光伏應(yīng)用中典型地稱為“接收器”)，與用于“一倍太陽(yáng)強(qiáng)度”而制造的電池板中所使用的相比，其包括較小的電池和更好的熱驅(qū)散系統(tǒng)。較小的電池可以管理由聚光的陽(yáng)光產(chǎn)生的更高的電流密度，并且更好的熱量管理系統(tǒng)經(jīng)常用于驅(qū)散大量的廢熱。可能使用與在“一倍太陽(yáng)強(qiáng)度”電池板中使用的相同的方法來(lái)構(gòu)成用于聚光光伏系統(tǒng)的這樣的較小的接收器。可以對(duì)較小的電池施加串列操作，并且可以將熔融的夾層中的襯底材料以適當(dāng)?shù)谋壤鎿Q為被動(dòng)或主動(dòng)的散熱片。

然而，盡管由于用于聚光系統(tǒng)的接收器的較小比例而導(dǎo)致的這些節(jié)約，這樣的方法可能需要比在“一倍太陽(yáng)強(qiáng)度”電池板的制造中所使用的甚至更多的專用設(shè)備，并且通常不能在電池和散熱片之間提供最佳的熱接觸。此外，一些傳統(tǒng)的易熔聚合物在暴露至聚光的陽(yáng)光下時(shí)迅速降解，所以一般使用替代材料。在光伏接收器中的較小元件、更先進(jìn)的材料和更好的熱驅(qū)散相結(jié)合使得必然經(jīng)受更高的制造成本的風(fēng)險(xiǎn)，這將會(huì)抵消通過減少電池面積而實(shí)現(xiàn)的節(jié)約中的一些或全部。

因此，存在對(duì)于用于聚光光伏系統(tǒng)的接收器和用于制造這樣的接收器的方法的需要，使得能夠?qū)⒐夥邮掌鞯牟牧虾徒M件成本減少至低于“一倍太陽(yáng)強(qiáng)度”電池板的水平。

發(fā)明內(nèi)容

本文描述的主題包括用于聚光光伏系統(tǒng)的接收器和用于制造這樣的接收器的方法。一方面，提供一種用于聚光光伏系統(tǒng)的接收器。該接收器可以包括襯底，其至少一部分是導(dǎo)熱的；位于襯底的第一表面上的多個(gè)電接觸墊；以及多個(gè)光伏電池。每個(gè)光伏電池可以具有用于在使用過程中暴露至光源的第一表面；和與第一表面相反的第二表面。第二表面可以包括跨過第二表面延伸的多個(gè)導(dǎo)電軌跡，其用于傳導(dǎo)由被照亮?xí)r的光伏電池產(chǎn)生的電流，其中每個(gè)導(dǎo)電軌跡的至少一部分電耦合至一個(gè)電接觸墊。

另一方面，提供一種用于制造用于聚光光伏系統(tǒng)的接收器的方法。該方法可以包括將多個(gè)電接觸墊定位在襯底的第一表面上；將焊錫膏施加至電接觸墊；將多個(gè)光伏電池放置在電接觸墊上；施加熱量以使焊錫膏回流；以及去除所施加的熱量以使回流的焊錫膏凝固。每個(gè)光伏電池可以具有用于在使用過程中暴露至光源的第一表面；和與第一表面相反的第二表面。第二表面可以包括跨過第二表面延伸的多個(gè)導(dǎo)電軌跡，其用于傳導(dǎo)由被照亮?xí)r的光伏電池產(chǎn)生的電流，其中焊錫膏將每個(gè)導(dǎo)電軌跡的一部分連接至一個(gè)電接觸墊。

再一個(gè)方面，提供一種用于聚光光伏系統(tǒng)的接收器。該接收器可以包括襯底，其至少一部分是導(dǎo)熱的；在襯底的第一表面上的多個(gè)第一電接觸墊；在襯底的第一表面上的多個(gè)第二電接觸墊，第二電接觸墊與第一電接觸墊間隔開；多個(gè)光伏電池，其中的每一個(gè)電池包括跨過電池的第一表面延伸的多個(gè)第一導(dǎo)電軌跡和跨過電池的第二表面延伸的多個(gè)第二導(dǎo)電軌跡；以及微刻蝕的導(dǎo)電突片，其將第一導(dǎo)電軌跡電連接至第二電接觸墊。第一導(dǎo)電軌跡可以具有第一極性，并且第二導(dǎo)電軌跡可以具有與第一極性相反的第二極性，其中第一和第二導(dǎo)電軌跡傳導(dǎo)由被照亮?xí)r的光伏電池產(chǎn)生的電流，并且其中每個(gè)第二導(dǎo)電軌跡的一部分電耦合至一個(gè)第一電接觸墊。