專利名稱：光伏模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏模塊，更具體而言，涉及一種防止由于尺寸的增加導(dǎo)致的重量增加因而可能發(fā)生的下沉。
背景技術(shù)：
近來，作為能源短缺和環(huán)境污染的對(duì)策，正在大規(guī)模地開發(fā)光伏模塊。光伏模塊是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的光伏發(fā)電機(jī)中所用的關(guān)鍵裝置。隨著對(duì)光伏模塊的需求快速增力口，對(duì)增加它們的尺寸的必要性也增加。另外，為了應(yīng)對(duì)由于光伏模塊的對(duì)應(yīng)尺寸導(dǎo)致的重量的增加，具有輕重量的光伏模塊的重要性也在快速增加。防護(hù)玻璃構(gòu)成光伏模塊的重量的最大一部分。通過使用回火技術(shù)在減小防護(hù)玻璃的厚度而減小防護(hù)玻璃的重量的同時(shí)保持其機(jī)械強(qiáng)度。因此，防護(hù)玻璃的強(qiáng)度，包括表面壓應(yīng)力或彎曲應(yīng)力，被增加，而其厚度被減小。然而，隨著防護(hù)玻璃的厚度減小且其彎曲應(yīng)力增加，其相對(duì)于外部載荷的柔韌性也增加。特別是，在降落大量雪的區(qū)域中，或者當(dāng)冬季發(fā)生大雪時(shí)，施加在防護(hù)玻璃的雪載荷異常增加。結(jié)果是，即使3.2mm厚的防護(hù)玻璃片被應(yīng)用到商用光伏模塊，也存在框架掉落和光伏電池被損壞的問題。為了克服由于防護(hù)玻璃的彎曲特性(即下沉)導(dǎo)致的該問題，具有厚度為4_的防護(hù)玻璃片被應(yīng)用到光伏模塊。然而，這種措施與具有輕重量的光伏模塊和薄輪廓的防護(hù)玻璃的目標(biāo)相左。另外，將已經(jīng)累積在光伏模塊上的積雪自動(dòng)移除的“自動(dòng)除雪裝置”被開發(fā)。也存在這樣的情況:其中單獨(dú)的支撐結(jié)構(gòu)“導(dǎo)軌”被增加到光伏模塊的后表面以便防止模塊下沉。然而，這些措施也與減小光伏模塊的重量的目標(biāo)沖突。提供額外的裝置的結(jié)果導(dǎo)致光伏模塊成本的增加。因此，迫切需要一種能夠防止薄防護(hù)玻璃下沉同時(shí)滿足光伏模塊的大尺寸和輕重量的技術(shù)。在發(fā)明背景技術(shù)部分公開的信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景的理解，并且不應(yīng)被認(rèn)為或者是以任何形式建議該信息形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可能已經(jīng)知曉的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各方面提供一種光伏模塊，其防止由于尺寸的增加導(dǎo)致重量增加從而發(fā)生的下沉。還提供一種光伏模塊，其同時(shí)滿足光伏模塊的大尺寸和輕重量。在本發(fā)明一方面，提供一種用于將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏模塊，其具有向外暴露的凸曲面。
在一實(shí)施例中，光伏模塊可進(jìn)一步包括具有四個(gè)側(cè)表面的六面體結(jié)構(gòu)。所述四個(gè)側(cè)表面包括具有弧形形狀截面的第一對(duì)相反側(cè)表面和具有線性截面的第二對(duì)相反側(cè)表面。在一實(shí)施例中，所述第一對(duì)相反側(cè)表面可形成一對(duì)短軸表面，并且所述第二對(duì)相反側(cè)表面可形成一對(duì)長軸表面。所述一對(duì)長軸表面的相反端之間的線性長度長于所述短軸表面的相反端之間的弧形長度。另外，所述一對(duì)短軸表面的所述相反端之間的最短直接距離可比所述一對(duì)短軸表面的所述相反端之間的所述弧形長度短1%至2%。在一實(shí)施例中，所述第一對(duì)相反側(cè)表面可形成一對(duì)長軸表面，并且所述第二對(duì)相反側(cè)表面可形成一對(duì)短軸表面。所述一對(duì)短軸表面的相反端之間的線性長度短于所述長軸表面的相反端之間的弧形長度。另外，所述一對(duì)長軸表面的所述相反端之間的最短直接距離可比所述一對(duì)長軸表面的所述相反端之間的所述弧形長度短1%至2%。在一實(shí)施例中，所述光伏模塊可具有瓦片形狀。另外，所述光伏模塊的所述側(cè)表面可被固定地聯(lián)接到框架并且被所述框架支撐；以及所述光伏模塊的所述側(cè)表面所坐落的所述框架的內(nèi)側(cè)表面具有凹圓形狀。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，具有曲率的整體形狀使得可以防止在現(xiàn)有技術(shù)的具有大尺寸的光伏模塊中可能發(fā)生的下沉。還可以防止由下沉可能導(dǎo)致的框架掉落或者光伏電池的損壞。另外，當(dāng)將薄的玻璃片應(yīng)用到光伏模塊時(shí)通過防止下沉可以同時(shí)滿足光伏模塊的大尺寸和輕重量。并且，本發(fā)明的光伏模塊表現(xiàn)出與現(xiàn)有技術(shù)的平坦光伏模塊相同的光傳輸。在預(yù)定的入射角度，本發(fā)明的光伏模塊表現(xiàn)出比現(xiàn)有技術(shù)的光伏模塊更好的光傳輸。另外，由于本發(fā)明的光伏模塊具有瓦片形狀而與現(xiàn)有技術(shù)的均勻平坦形狀不同，可以改善作為室外結(jié)構(gòu)的光伏模塊的美學(xué)價(jià)值。本發(fā)明的方法和設(shè)備具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)從本文包括的附圖和下面的本發(fā)明詳細(xì)說明變得明顯，或者在本文包括的附圖中和下面的本發(fā)明詳細(xì)說明中詳細(xì)提出，本文包括的附圖和本發(fā)明詳細(xì)說明一起用于解釋本發(fā)明的某些理論。


圖1為示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏模塊的透視圖；圖2為示意性地示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光伏模塊的透視圖；圖3為比較根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光伏模塊與現(xiàn)有技術(shù)的光伏模塊的截面視圖；圖4為示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的被緊固到框架的光伏模塊的截面視圖；圖5為示出構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏模塊的防護(hù)玻璃片在Z軸位移的變化量的圖表；和圖6為示出通過測(cè)量構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏模塊的防護(hù)玻璃片的斷裂強(qiáng)度得到的結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施方式
下文中，將結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的光伏模塊的示例性實(shí)施例。在本發(fā)明的下面的說明中，當(dāng)這里包括的已知功能和部件可能使本發(fā)明的主題不清楚時(shí)，將省略它們的詳細(xì)說明。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏模塊100為將諸如太陽能的光能直接轉(zhuǎn)化為電力的光伏發(fā)電裝置。盡管未詳細(xì)示出，光伏模塊100能夠被實(shí)施為這樣的結(jié)構(gòu):其中防護(hù)玻璃片、減震構(gòu)件、光伏電池、減震構(gòu)件和后板被彼此堆疊。這里，防護(hù)玻璃片用于保護(hù)光伏電池免受包括濕氣、灰塵的外部環(huán)境的損害和防止光伏電池?fù)p壞。減震構(gòu)件是保護(hù)光伏電池免受包括濕氣滲透的外部環(huán)境的損害的層，并且通過將光伏電池和防護(hù)玻璃片粘合在一起而形成密封。減震構(gòu)件可由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)形成。另外，光伏電池例如由從太陽光產(chǎn)生電壓和電流的發(fā)電裝置構(gòu)成。在一示例中，光伏電池可包括透明導(dǎo)電氧化物電極、吸光層、背面電極層和絕緣膜。這里，吸光層可根據(jù)其材料由單晶或多晶硅、使用銅銦鎵硒(CIGS)或碲化鎘(CdTe)的半導(dǎo)體化合物、通過吸收可見光能夠析出電子的光敏分子染料被吸收在納米顆粒的多孔膜上的染料敏化劑，或者非晶硅形成。如圖1所示，光伏模塊100具有向外暴露的凸曲面，以便增加針對(duì)諸如雪的外部載荷的抗變形特性，即，以便防止在外部載荷下可能發(fā)生的下沉。如圖中所示，光伏模塊100能夠被設(shè)置為具有四個(gè)側(cè)表面的六面體。在這四個(gè)側(cè)表面中，第一對(duì)相反側(cè)表面具有弧形形狀截面，第二對(duì)相反側(cè)表面具有線性截面。具體地，在根據(jù)該實(shí)施例的光伏模塊100中，側(cè)表面包括彼此面對(duì)的一對(duì)短軸表面101和彼此面對(duì)的一對(duì)長軸表面102。這里,該對(duì)短軸表面101被定義為在相反端之間的線性長度比一對(duì)長軸表面102的相反端之間的弧形長度短的一對(duì)表面。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，該對(duì)短軸表面101為弧形形狀，該對(duì)長軸表面102為線性形狀。由于彼此面對(duì)的該對(duì)短軸表面101為弧形形狀，光伏模塊100的表面以凸曲面向外暴露。這里，凸曲面的度數(shù)必須被控制到不損壞太陽光的傳輸同時(shí)增加光伏模塊100抵抗外部載荷的強(qiáng)度的程度。凸曲面的度數(shù)能夠通過與平坦光伏模塊比較而被計(jì)算(參見圖3)。也就是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選的是形成光伏模塊100中的凸曲面的一對(duì)短軸表面101的相反端之間的最短直接距離L2比該對(duì)短軸表面101的相反端之間的弧長LI短1%至2%。其至關(guān)重要的含義將在稍后詳細(xì)描述。如圖2中所不,在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光伏模塊100中，一對(duì)長軸表面102是弧形形狀，然而一對(duì)短軸表面102是線性形狀。由于彼此面對(duì)的一對(duì)長軸表面102是弧形形狀，向外暴露的光伏模塊100的表面形成凸曲面。與本發(fā)明前一實(shí)施例類似，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例，光伏模塊100的凸曲面的度數(shù)必須被控制到不損壞太陽光的傳輸?shù)耐瑫r(shí)增加光伏模塊100抵抗外部載荷的強(qiáng)度的程度。這里，凸曲面的度數(shù)能夠通過與平坦光伏模塊比較而被計(jì)算。在本發(fā)明該實(shí)施例中，優(yōu)選的是形成光伏模塊100中的凸曲面的一對(duì)長軸表面102的相反端之間的最短直接距離比該對(duì)長軸表面102的相反端之間的弧長短1%至2%。因此，本發(fā)明的光伏模塊100被設(shè)置為使得短軸表面101或長軸表面102為弧形形狀，從而將光伏模塊100的向外暴露的表面限定為凸曲面。這里，將光伏模塊100的與凸曲面相反的表面限定為凸曲面，從而光伏模塊100大體上具有瓦片形。當(dāng)光伏模塊100以這種方式具有瓦片形時(shí)，被設(shè)置作為室外結(jié)構(gòu)的光伏模塊100能夠改進(jìn)建筑物的美學(xué)價(jià)值。
為了使光伏模塊100的一對(duì)短軸表面或者一對(duì)長軸表面102具有弧形形狀，光伏模塊100的上述部件被層疊。之后，從所述一對(duì)短軸表面101或者一對(duì)長軸表面102的兩側(cè)沿中心方向施加相同的壓力，從而光伏模塊100被彎曲，從而形成凸曲面。彎曲的光伏模塊100由于其彈性能夠恢復(fù)到平坦形狀。因此，如圖4所示，保持和支撐光伏模塊100的側(cè)表面的框架200被設(shè)置在設(shè)置有光伏模塊100的地面上，從而光伏模塊100向上傾斜。當(dāng)框架200以這種方式被設(shè)置時(shí)，光伏模塊100在被固定到框架200時(shí)能夠保持其形狀。因此可以防止光伏模塊100恢復(fù)到平坦形狀。這里，透明防護(hù)玻璃片設(shè)置在光伏模塊100的上表面和下表面上。當(dāng)光伏模塊100的側(cè)表面與框架200聯(lián)接時(shí)，防護(hù)玻璃的周界在組裝過程期間可能損壞或者折斷。在本發(fā)明中，為了防止該問題，光伏模塊100的側(cè)表面待坐落的框架200的內(nèi)部分可被倒圓，從而具有凹形。另外，為了加強(qiáng)光伏模塊100與框架200之間的聯(lián)接，密封材料可被填充在光伏模塊100所坐落的框架200的內(nèi)部分中。下面將描述根據(jù)本發(fā)明的光伏模塊的特性。為了估計(jì)根據(jù)本發(fā)明的光伏模塊100的特性，模擬光伏模塊100的部件中的防護(hù)玻璃。具體地，使得沒有被回火的玻璃片具有凸曲面。這里，玻璃具有1600_X 1000mm的面積和2mm的厚度。之后，IOOOPa的載荷被施加到玻璃的整個(gè)面積上。測(cè)量應(yīng)用到玻璃的下沉的量(Z軸位移)和最大的主應(yīng)力。結(jié)果表示在圖5和下表I中，與平坦的玻璃進(jìn)行比較。這里，玻璃的凸曲面通過將短軸方向上的玻璃的長度減小到980mm (減小約2%)而形成。
權(quán)利要求
1.一種光伏模塊，用于將光能轉(zhuǎn)化為電能，包括向外暴露的凸曲面。
2.如權(quán)利要求1所述的光伏模塊，包括具有四個(gè)側(cè)表面的六面體結(jié)構(gòu)，其中所述四個(gè)側(cè)表面包括具有弧形形狀截面的第一對(duì)相反側(cè)表面和具有線性截面的第二對(duì)相反側(cè)表面。
3.如權(quán)利要求2所述的光伏模塊,其中所述第一對(duì)相反側(cè)表面形成一對(duì)短軸表面,并且所述第二對(duì)相反側(cè)表面形成一對(duì)長軸表面，所述一對(duì)長軸表面的相反端之間的線性長度長于所述短軸表面的相反端之間的弧形長度。
4.如權(quán)利要求3所述的光伏模塊，其中所述一對(duì)短軸表面的所述相反端之間的最短直接距離比所述一對(duì)短軸表面的所述相反端之間的所述弧形長度短1%至2%。
5.如權(quán)利要求2所述的光伏模塊,其中所述第一對(duì)相反側(cè)表面形成一對(duì)長軸表面,并且所述第二對(duì)相反側(cè)表面形成一對(duì)短軸表面，所述一對(duì)短軸表面的相反端之間的線性長度短于所述長軸表面的相反端之間的弧形長度。
6.如權(quán)利要求5所述的光伏模塊,其中所述一對(duì)長軸表面的所述相反端之間的最短直接距離比所述一對(duì)長軸表面的所述相反端之間的所述弧形長度短1%至2%。
7.如權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的光伏模塊，具有瓦片形狀。
8.如權(quán)利要求7所述的光伏模塊，其中 所述光伏模塊的所述側(cè)表面被固定地聯(lián)接到框架并且被所述框架支撐；以及 所述光伏模塊的所述側(cè)表面所坐落的所述框架的內(nèi)側(cè)表面具有凹圓形狀。
全文摘要
一種光伏模塊，用于將光能轉(zhuǎn)化為電能。該光伏模塊具有向外暴露的凸曲面。該光伏模塊防止由于尺寸的增加導(dǎo)致的重量增加因而可能發(fā)生的下沉。
文檔編號(hào)H01L31/048GK103199132SQ20131000475
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者李會(huì)官, 尹敬敏, 曺瑞英, 權(quán)潤瑛, 南貞守, 樸敬旭, 崔宰榮 申請(qǐng)人:三星康寧精密素材株式會(huì)社