專利名稱:太陽能電池組件和發電裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種太陽能電池組件,其包括至少一個太陽能電池部件、一個前表面部件和一個后表面部件,特別地,這種太陽能電池組件具有一種考慮了分類/收集性和可回收性的結構,以及應用了這種太陽能電池組件的發電裝置。本發明還涉及用于這種太陽能電池組件的分離和回收方法。
太陽能電池組件近來有大量不同的應用形式,其中公知的有建筑材料集成型的太陽能電池組件,通過在屋面鋼板上放一光電部件,并用一密封材料蓋住此光電部件形成。將來在帶有這種太陽能電池組件的建筑材料的房屋重建時,太陽能電池組件可能變得不必要,或太陽能電池組件被替換或覆蓋作為金屬底層時,被腐蝕或在受光側的表面材料在長期使用后被損壞。由于這種不必要的太陽能電池組件可能導致環境污染,除非太陽能電池組件的部件適合于分離、分類和處理,這樣要求太陽能電池組件能分離其部件。
還是從生態角度出發,要求將太陽能電池組件分離成可回收的部件,并回收這些部件。
但在傳統的太陽能電池組件中,由于單元是用樹脂密封在后表面部件和前表面部件之間形成的,因而不易分離這些部件。
一種具有特定分離結構的太陽能電池組件發布于日本專利申請公開說明書第5-29160號中。這種太陽能電池組件由一個太陽能電池、一個提供在太陽能電池受光側邊緣的太陽能電池包容部件、一個提供在太陽能電池背面的容器和連接太陽能電池包容部件和容器的螺釘構成。太陽能電池組件可通過擰開太陽能電池、太陽能電池包容部件和容器而分離,但暴露在單元的最外表面的太陽能電池表面的主要部分在經過一段時期使用后表面常常損壞。在這種情況下,回收太陽能電池是不實際的,這種太陽能電池組件在回收性上不能令人滿意。
現在將參看圖5說明用于收集太陽能電池組件的目前的和未來的方法。
舊太陽能電池組件變得不需要,例如重建的房屋安裝有太陽能電池組件或者破損的太陽能電池組件變得不再有用,由于部件的腐蝕或在持續戶外使用后受光側的前表面部件被損壞,它們被收集到例如收集店里。
傳統上處理的工序有例如焚燒、沉積和埋入地下。
但是,考慮到對環境的影響和保護資源,要求回收處理。
可設計這樣的一種回收工序,包括收集單元、粉碎單元、分類被粉碎的產出物和回收必要的材料。
這種回收工序盡管能減少對環境的影響,但是成本高,并且不能充分保護資源。
而且,大多數已上市的太陽能電池組件中,前表面部件、后表面部件、太陽能電池部件和內部過濾器(例如EVA)構成的這種太陽能電池組件有各自不同的使用壽命,最貴的太陽能電池部件相比其它部件有更長的使用壽命。由于這個原因長期以來希望能單獨抽取和再利用太陽能電池部件。
本發明的目的之一是對傳統的太陽能電池部件中用樹脂材料密封的太陽能電池組件的傳統結構進行改進,提供一種太陽能電池組件,可容易地拆卸、分離和分類成單個的組件,而不粉碎收集的太陽能電池組件,其中每一個分類的組件在清洗后或其它合適的處理后可被再利用,不能再利用的組件也能被制成可回收材料或轉換成新資源,這樣能使回收工序同時考慮拯救資源和對環境的影響,并對太陽能電池部件的可回收性有顯著的提高,一種發電裝置采用這種太陽能電池組件制成。
本發明的另一目的是為上述的太陽能電池組件提供一種分離方法和回收方法。
根據本發明,上述目的可通過一種太陽能電池組件來達到。其構成包括太陽能電池部件,提供在太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件和提供在太陽能電池部件的后表面側的后表面部件;其中前表面部件和后表面部件以一種可分開的方式連接;至少前表面部件和太陽能電池部件是相互緊貼,或者前表面部件與一個和太陽能電池部件緊貼的固體層相緊貼;太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件可被分離,而不留下前表面部件、后表面部件或太陽能電池部件的任何殘留物。
根據本發明的另一種太陽能電池組件的構成包括太陽能電池部件;提供在太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件;和提供在太陽能電池部件后表面側的后表面部件;
其中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式相連接;光催化劑提供在前表面部件的與太陽能電池部件相對的至少一個面上;太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件可被分離,而不在太陽能電池部件上留下任何前表面部件或后表面部件的殘留物。
根據本發明的另一種太陽能電池組件的構成包括太陽能電池部件;提供在太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件;提供在太陽能電池部件后表面側的后表面部件;以及用以連接前表面部件和后表面部件的連接部件。
其中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式相連接;至少前表面部件和太陽能電池部件相互緊貼,或者前表面部件與一個和太陽能電池部件相緊貼的固體層相緊貼;太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件可被分離,而不在太陽能電池部件上留下前表面部件或后表面部件的任何殘留物。
根據本發明的另一種太陽能電池組件的構成包括太陽能電池部件;提供在太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件;提供在太陽能電池部件后表面側的后表面部件;以及用以連接前表面部件和后表面部件的連接部件。
其中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式相連接;光催化劑提供在前表面部件的與太陽能電池部件相對的至少一個面上;太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件可被分離,而不在太陽能電池部件上留下前表面部件或后表面部件的任何殘留物。
本發明的另一個目的是提供一種帶有這種太陽能電池組件和電力轉換設備的發電裝置。
本發明的另一個目的是提供一種通過分離上述太陽能電池組件得到太陽能電池部件的方法。
本發明的另一個目的是提供一種通過至少利用分離太陽能電池組件得到的部件中的太陽能電池部件,用以制備另外的太陽能電池組件的再利用方法。
圖1A、1B、2A、2B、3A、3B、3C、4A和4B是說明本發明的最佳實施例的太陽能電池組件結構的示意圖。
圖5是說明體現本發明的太陽能電池組件的回收循環的流程圖。
圖6A、6B和6C是例1的太陽能電池組件的示意圖。
圖7A和7B是例2的太陽能電池組件的示意圖。
圖8A和8B是例3的太陽能電池組件的示意圖。
圖9A、9B、9C、9D、9E和9F是例4的太陽能電池組件的示意圖。
圖10A、10B和10C是例5的太陽能電池組件的示意圖。
圖11A和11B是例6的太陽能電池組件的示意圖。
圖12A、12B、12C、13A、13B和13C是例7的太陽能電池組件的示意圖。
圖14A、14B和14C是例8的太陽能電池組件的示意圖。
圖15A和15B是例9的太陽能電池組件的示意圖。
圖16A、16B和16C是例10的太陽能電池組件的示意圖。
圖17A、17B和17C是例11的太陽能電池組件的示意圖。
下面,用其最佳實施例來說明本發明。圖1A和1B是說明太陽能電池組件的一個例子的示意圖,其構成包括太陽能電池部件、提供在太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件、以及提供在太陽能電池部件的后表面側的后表面部件;其中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式相連接;至少前表面部件和太陽能電池部件相互緊貼,或前表面部件與一個和太陽能電池部件相緊貼的固體層相緊貼,且太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件可被分離,而不在太陽能電池部件上留下前表面部件或后表面部件的任何殘留物,其中圖1A是從受光表面側看的透視示意圖,圖1B是沿圖1A中的線1B-1B的橫截面示意圖。
在此實施例中,在太陽能電池部件1a被提供到后表面部件3a上后,前表面部件2a被疊加到其上,以便與太陽能電池部件1a相緊貼。然后前表面部件2a和后表面部件3a以一種可分離的方式相連接,得到太陽能電池組件4a。
太陽能電池部件1a與導線10的一端相連,其另一端被導向太陽能電池組件4a的外部,構成一個輸出終端。
在本發明實施例的太陽能電池組件中,太陽能電池部件不是象傳統的太陽能電池組件那樣用樹脂密封,而是與前表面部件緊密接觸,以便作用在太陽能電池組件的外力通過前表面部件可被傳遞到太陽能電池部件,這樣最終造成其被破壞。因此最好采用對抗措施來抵消這種外壓力。
另外即使作用的壓力沒有達到太陽能電池部件損壞的水平,也可引起前表面部件和太陽能電池部件的接觸表面之間的摩擦,導致性能惡化,例如前表面部件或太陽能電池部件表面的透光性,最好采取對抗措施來抵消這種現象。最好在設計單元結構時考慮這種現象,特別是在太陽能電池部件是由基礎較弱的晶體硅太陽能電池部件構成的地方,其受壓力影響易于變形。
具體的抵消壓力的對抗措施將在以后說明。
另外由于本發明的太陽能電池組件不采用傳統太陽能電池組件中的樹脂密封,在不同的部分最好采用水密封裝置。具體的水密封裝置將在后面說明。
另外在本發明的實施例中,在前表面部件和后表面部件之間提供有縫隙6,這樣連接可被容易地分開,例如通過向縫隙中插入一螺絲刀或類似的物體。
在上述結構的太陽能電池組件中,太陽能電池組件夾在前表面部件和后表面部件之間,但沒有粘在其上,這樣前表面部件、太陽能電池組件和后表面部件能被容易地分類,結果是能提供一種具有低的制造成本和滿意的分類/收集性的太陽能電池組件。
并且在上述的實施例中,前表面部件和后表面部件是通過它們的相互形狀被連接在一起,不是采用一個分離的連接部件。結果部件的數目減少了,同時制造成本可以降低,因為減少的成本可以用于管理這些部件,在收集后,分類/收集性的令人滿意性可減少用于拆卸、分離和分類的成本。
而且上述的結構適合于再利用,因為前表面部件或后表面部件的殘留物在拆卸、分離和分類時并不保留在太陽能電池部件上。
而且在上述的結構中,前表面部件和太陽能電池部件緊密接觸,以避免其內表面間的光的反射,這樣降低太陽能電池組件在發電效率的損失。它也可以防止濕氣在前表面部件和光電部件之間冷凝。
在前表面部件和太陽能電池部件之間有一縫隙層的情況時,太陽能電池部件的溫度由于溫室效應而提高,這樣導致在太陽能電池部件由晶體硅半導體構成的地方的輸出的明顯的損失。但前表面部件和太陽能電池部件緊密接觸的結構能減少輸出損失,即使在晶體硅半導體被用于太陽能電池部件時。圖2A和2B是說明太陽能電池組件4b構成的示意圖,其構成包括太陽能電池部件,提供在太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件,和提供在太陽能電池部件后表面側的后表面部件;
其中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式相連接;光催化劑提供在與太陽能電池部件相對的前表面部件的至少一個表面上;太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件能被分離,而不在太陽能電池部件上留下前表面部件或后表面部件的任何殘留物,其中圖2A是從受光表面一側看的透視示意圖,圖2B是沿圖2A中的線2B-2B的橫截面示意圖。
在本發明實施例中,在太陽能電池部件1b被提供在后表面部件3b上后,前表面部件2b被蓋在其上。然后前表面部件2a和后表面部件3a以一種可分離的方式相連接,得到太陽能電池組件4b。太陽能電池部件1b被連到導線的一端,其另一端被引導到太陽能電池組件4b的外部構成輸出端。
在本發明實施例的太陽能電池組件中,太陽能電池部件不是象傳統的太陽能電池組件那樣用樹脂密封,在太陽能電池組件內有一空氣層80,這樣在太陽能電池組件內導致濕氣冷凝。結果作為一種抵消濕氣冷凝的對抗措施,光催化劑被提供在與太陽能電池部件相對的前表面部件的一個表面上。在本發明實施例中,最好也采用其它的對抗措施來抵消濕氣冷凝。
而且當本發明實施例的太陽能電池組件在前表面部件2b和太陽能電池部件1b之間有一個氣體層80,當前表面部件2b和氣體層80的折射率有較大差異時,這會導致在前表面部件2b的表面的光反射。因而抗反射措施最好應用于前表面部件。
而且由于本發明的太陽能電池組件不象傳統的太陽能電池組件那樣使用樹脂密封,最好在不同的部分使用水密封裝置。
在上述結構的太陽能電池組件中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式連接,太陽能電池部件僅被前表面部件和后表面部件支撐,而不是粘接到其上,這樣前表面部件、太陽能電池部件和后表面部件能被容易地分類,結果能提供一種低制造成本和滿意的分類/收集性的太陽能電池組件。
而且在上述的實施例中,前表面部件和后表面部件通過其相互的形狀連接,而不使用單獨的連接部件。結果部件的數目減少了,同時由于減少了用于管理部件的成本,制造成本得到降低,在收集后,令人滿意的分類/收集性可減少拆卸、分離和分類的成本。
而且上述的結構適合于再利用,因為在拆卸、分離和分類時前表面部件或后表面部件的殘留物不會留在太陽能電池部件上。
而且在上述的結構中,前表面部件和太陽能電池部件最好用相同的材料制成相同的形狀。在這種方法中前表面部件和后表面部件可用同一壓模機來制備,以減少太陽能電池組件的制造成本和改善分類和收集后的回收性。
在上述的實施例中,由于太陽光輻射引起過親水性的光催化劑被提供到與太陽能電池部件相對的前表面部件的表面,這樣即使考慮前表面部件和太陽能電池部件之間的空氣存在,光催化劑被太陽光輻射激發以減少前表面部件的后表面的過親水性,這樣其上的冷凝濕氣形成一個一致的水膜以保證前表面部件的透光性。
在上述的結構中,太陽能電池部件的光電部分與前表面部件相分離,以便作用在太陽能電池部件的外力通過前表面部件傳到太陽能電池部件。結果太陽能電池組件的電性能可以被確保,即使沒有任何特殊的對抗措施來抵消這個壓力。
而且在上述的結構中,在前表面部件和太陽能電池部件間存在的氣體可由于溫室效應提高其溫度,這樣當非定形硅半導體用于太陽能電池部件時,可降低光降解作用和獲得一種退火效果。
而且在上述的結構中,太陽能電池組件本身構成一熱絕緣結構,通過在屋面材料或類似材料中采用這種太陽能電池組件,可提供一種屋面材料或具有高熱絕緣效果的類似的材料。圖3A、3B和3C說明太陽能電池組件4c,其構成包括太陽能電池部件,提供在太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件,提供在太陽能電池部件的后表面側的后表面部件,和用于連接前表面部件和后表面部件的連接部件;其中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式連接;至少前表面部件和太陽能電池部件相互緊密接觸,或前表面部件與一個和太陽能電池部件緊密接觸的固體層緊密接觸;太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件能被分離,而不在太陽能電池部件上留下前表面部件、后表面部件、連接層或固體層任何殘留物,其中圖3A是從受光表面側看的透視示意圖,圖3B是沿圖3A中線3B-3B的橫截面示意圖,圖3C是沿圖3A中線3C-3C的橫截面示意圖。
在本發明實施例中,在太陽能電池部件1c被提供到后表面部件3c上后,前表面部件2c被蓋到其上,以便與太陽能電池部件1c緊密接觸。然后前表面部件2c和后表面部件3c用連接部件12c以一種可分離的方式相連接,以獲得太陽能電池組件c。
太陽能電池部件1c與導線10的一端相連,其另一端被引導到太陽能電池組件c的外部構成輸出端。
而且由于本發明的太陽能電池組件不象傳統太陽能電池組件那樣采用樹脂密封,最好在不同的部分采用水密封裝置81。
在本發明的太陽能電池組件中,太陽能電池部件不是象傳統太陽能電池組件那樣采用樹脂密封,而是與前表面部件緊密接觸,這樣太陽能電池部件最好提供有對抗措施以抵消這種外部壓力,因為在實施例1中解釋的原因。
在上述結構的太陽能電池組件中,太陽能電池部件被夾在前表面部件和后表面部件之間,但不是粘接其上,以便前表面部件、太陽能電池部件和后表面部件能容易地分類。結果可提供一種低制造成本和滿意的分類/收集性的太陽能電池組件。
而且在上述的結構中,前表面部件和后表面部件通過連接部件以可分離的方式連接,以便前表面部件和后表面部件不需要用于相互連接的連接部分,前表面部件和后表面部件的每一個可通過將一平板剪裁成預定的尺寸得到一簡單的形狀來制成。因為這個原因在制造時通過擠壓成型制成此平板材料,以減少制造成本。而且依靠這種結構,可以采用通用平板材料用于前或后表面部件和采用通用屋頂材料用于前或后表面部件,這樣進一步減少制造成本。
而且前或后表面部件的平板形狀改善了回收后的回收性。回收性也能通過在前表面部件和后表面部件中采用相同的材料得到改善。
而且上述結構適合于再利用,因為前表面部件或后表面部件的殘留物不會留在太陽能電池部件上。
而且在上述的結構中,前表面部件和太陽能電池部件緊密接觸以避免在其內表面的光線反射,這樣減少太陽能電池組件的發電效率的損失。這也可能防止在前表面部件和光電部件間的濕氣冷凝。
如果在前表面部件和太陽能電池部件之間存在氣體層,太陽能電池部件的溫度可由于溫室效應被提高,這樣當太陽能電池部件是由晶體硅半導體構成時導致輸出的明顯損失。但是,前表面部件和太陽能電池部件緊密接觸的結構能減少輸出損失,即使當晶體硅半導體用于太陽能電池部件。圖4A和4B是說明太陽能電池組件,其構成包括太陽能電池部件,提供在太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件,提供在太陽能電池部件的后表面側的后表面部件,和用于連接前表面部件和后表面部件的連接部件;其中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式連接;光催化劑提供在與太陽能電池部件相對的前表面部件的至少一個表面上;太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件能被分離,而不在太陽能電池部件上留下前表面部件或后表面部件的任何殘留物,其中圖4A是從受光表面一側看的透視示意圖,圖4B是沿圖4A中的線4B-4B的橫截面示意圖。
在本發明的實施例中,太陽能電池部件1d被夾在前表面部件2d和帶有墊片15的后表面部件3d之間,前表面部件2d和后表面部件3d用一連接部件15固定。
在本發明的實施例中,太陽能電池部件1d的非受光區被墊片15支撐,這里太陽能電池部件1d定位于前表面部件2d和后表面部件3d之間的空的空間內。墊片15也可用作對抗措施抵消壓力。
在本發明的實施例中,在太陽能電池部件1d被提供到后表面部件3d上后,前表面部件2d蓋在其上。然后前表面部件2d和后表面部件3d用連接部件12以一種可分離的方式連接,以得到太陽能電池組件4d。
太陽能電池部件1c與導線10的一端相連,其另一端被引導到太陽能電池組件4b的外部構成輸出端。
在本發明實施例的太陽能電池組件中,太陽能電池部件不象傳統的太陽能電池組件是用樹脂密封,并在太陽能電池組件內有氣體層,這樣可能導致太陽能電池組件內的濕氣冷凝。結果作為抵消濕氣冷凝的對抗措施82,光催化劑被提供在與太陽能電池部件相對的前表面部件的表面上。在本發明的實施例中,最好也采用其它的對抗措施來抵消濕氣冷凝。
而且當本發明實施例的太陽能電池組件在前表面部件2d和太陽能電池部件1d之間有一個氣體層,當前表面部件2d和氣體層的折射率有較大差異時,這會導致在前表面部件2b的表面的光反射。因而抗反射措施最好應用于前表面部件。
而且由于本發明的太陽能電池組件不象傳統太陽能電池組件那樣采用樹脂密封,最好在不同的部分采用水密封裝置。
在上述結構的太陽能電池組件中,太陽能電池部件僅被前表面部件和后表面部件支撐,但不是粘接其上,以便前表面部件、太陽能電池部件和后表面部件能容易地分類。結果可提供一種低制造成本和滿意的分類/收集性的太陽能電池組件。
而且在上述的結構中,前表面部件和后表面部件通過連接部件以可分離的方式連接,以便前表面部件和后表面部件不需要用于相互連接的連接部分,前表面部件和后表面部件的每一個可通過將一平板剪裁成預定的尺寸得到一簡單的形狀來制成。因為這個原因在制造時通過擠壓成型制成此平板材料以減少制造成本。而且依靠這種結構,可以采用通用平板材料用于前或后表面部件和采用通用屋頂材料用于前或后表面部件,這樣進一步減少制造成本。
而且前或后表面部件的平板形狀改善了回收后的回收性。回收性也能通過在前表面部件和后表面部件中采用相同的材料得到改善。
而且上述結構適合于再利用,因為前表面部件或后表面部件的殘留物不會留在太陽能電池部件上。
在上述的實施例中,由于太陽光輻射引起過親水性的光催化劑被提供到與太陽能電池部件相對的前表面部件的表面,這樣即使考慮前表面部件和太陽能電池部件之間的空氣存在,光催化劑被太陽光輻射激發以減少前表面部件的后表面的過親水性,這樣其上的冷凝濕氣形成一個一致的水膜,以保證前表面部件的透光性。
在上述的結構中,太陽能電池部件的光電部分與前表面部件相分離,以便作用在太陽能電池部件的外力通過前表面部件傳到太陽能電池部件。結果太陽能電池組件的電性能可以被確保,即使沒有任何特殊的對抗措施來抵消這個壓力。
而且在上述的結構中,在前表面部件和太陽能電池部件間存在的氣體可由于溫室效應提高其溫度,這樣當非定形硅半導體用于太陽能電池部件時可降低光降解作用和獲得一種退火效果。
而且在上述的結構中,太陽能電池組件本身構成一熱絕緣結構,這樣提供一種屋面材料或具有高熱絕緣效果的類似的材料,通過采用在屋面材料或類似材料中采用這種太陽能電池組件。
在實施例1到4所述的太陽能電池組件沒有象傳統的太陽能電池組件那樣采用樹脂密封結構,能采用一種不燃的、半不燃的或阻燃的材料用于前表面部件或后表面部件,以極大地減少太陽能電池組件內的可燃材料的絕對數量,由此提供一種具有極大地改善了防火性的太陽能電池組件。
而且即使當前表面部件在延長使用后被損壞而使透光性惡化,可通過采用一種用于至少前表面部件并替換前表面部件的透明部件來恢復最初的透光性。而且在使用太陽能電池組件經過了預定的使用壽命后,太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件能容易地分類和分離,這樣能得到優良的回收性。
下面將對構成上述的實施例中的太陽能電池組件的部件進行詳細說明。
(太陽能電池部件1)在本發明中采用的太陽能電池部件1(1a到1d)不受特別限制,并可由例如硅半導體或復合半導體構成。在硅半導體中,可采用單晶硅、多晶硅、微晶硅或不定型硅。
而且為獲得希望的電壓和電流,多個太陽能電池部件可在太陽能電池組件內依次和/或并列連接。
另一方面,當單個太陽能電池部件被用于太陽能電池組件時,沒有太陽能電池部件之間的相互連接,以避免連接中的表面不規則性,這樣避免了在夾擠前表面部件和后表面部件之間的太陽能電池部件時,因表面不規則性而產生的應力集中。
而且這種單個太陽能電池部件提供較低的輸出電壓,但可減少由水逐漸地侵蝕進太陽能電池組件而造成的短路的影響。
而且較弱基礎型的太陽能電池部件、提供在不銹鋼基片或玻璃基片上的太陽能電池部件或薄片型的太陽能電池部件,被用于蓋有前表面部件的方式,可不受外部損壞,并能經常地在分類后被再利用。
(前表面部件2)前表面部件2(2a到2d)要求有透光性,并最好有耐老化和耐污物沉積性。
它由透光玻璃或有機樹脂構成較好。
當是玻璃時,玻璃的種類沒有特別限制,但考慮到藍色區段的光的透光性和機械強度,最好是具有低離子含量的退火玻璃。
當是有機樹脂時,這種樹脂的種類沒有特別限制,但考慮到透光性、天氣和污物沉積的不敏感性,最好是氟樹脂例如聚四氟乙烯(ETFE)、聚三氟乙烯或聚氟乙烯、聚丙烯樹脂、聚碳酸樹脂或硅樹脂。
而且對熱塑性樹脂,其能通過加熱變回到原來的物質,在分類后回收性要好于熱固性樹脂,其不能通過加熱變回到原來的物質。由這種熱塑性樹脂構成的前表面部件能被粉碎和粒子化作為原材料再利用。
而且前表面部件、后表面部件和其它部件可由相同種類的熱塑性樹脂構成,以改善分類工作的效率。分類工作的效率也能通過在前表面部件的一局部附上一指出材料的標記,例如一種內部統一標準。
而且,一種添加劑例如一種紫外線吸收劑可被加到上述的材料中,以降低太陽能電池組件的部件的構成材料的損壞。
而且至少前表面部件2和太陽能電池部件1之間的縫隙可用惰性氣體添充以防止損壞,例如前表面部件、太陽能電池部件或后表面部件的氧化,這樣提高耐久性。
為了通過前表面部件2來改善太陽能電池組件的強度,可選擇具有合適厚度和形狀的前表面部件達到希望的強度。
由于前表面部件被和后表面部件機械固定在一起,最好考慮后表面部件3和太陽能電池部件1的線性膨脹系數來選取材料和結構。
(后表面部件3)后表面部件3(3a和3d)沒有特別限制,可由金屬、有機樹脂或陶瓷構成。可以是使用天然的石板或類似的一般用作屋頂材料的物體,而且可以使用由不同材料構成的復合材料。
對有機樹脂、熱塑性樹脂,其能通過加熱變回到原來的物質,在分類后回收性要好于熱固性樹脂,其不能通過加熱變回到原來的物質。由這種熱塑性樹脂構成的后表面部件能被粉碎和粒子化作為原材料再利用。
而且后表面部件可由與前表面部件和其它部件相同種類的熱塑性樹脂構成,以改善分類工作的效率。分類工作的效率也能通過在后表面部件的一局部附上一指出材料的標記,例如一種內部統一標準。
為了通過后表面部件3來改善太陽能電池組件的強度,可選擇具有合適厚度和形狀的后表面部件達到希望的強度。
由于后表面部件被和前表面部件機械固定在一起,最好考慮前表面部件2和太陽能電池部件1的線性膨脹系數來選取材料和結構。
而且,由于太陽能電池部件1的后表面是基本上導電的,后表面部件3最好由絕緣材料構成。
但是這種效果也能通過在后表面部件3和太陽能電池部件1之間提供絕緣層來得到,并且這種方法當后表面部件是由金屬例如鋼板構成時是有效的。
而且,后表面部件3可由彈性材料構成,以改善太陽能電池部件1的固定和太陽能電池組件的防水性,可簡化和前表面部件的連接結構并消除存在于后表面部件3和太陽能電池部件1之間的導致濕氣冷凝的氣體層。
這種效果也能通過在后表面部件3和太陽能電池部件1之間提供絕緣層來得到。
(導線10)本發明中使用的導線10沒有特別限制,可從具有耐熱、耐低溫、機械強度、電絕緣、耐水性、耐油性、耐磨損、耐酸蝕、耐堿蝕等的材料中根據要求的使用的條件恰當地選取。例如,用IV、KIV、HKIV、交聯聚乙烯、氟橡膠、硅氧橡膠、氟樹脂等就較好。除了這種導線,也可使用銅片或銅導線代替導線。
當強烈希望耐劃痕或耐磨損時,電纜結構的導線是可取的。
更特別地是,可使用JIS C3605標準的600V聚乙烯絕緣電纜(EV、EE、CV、CE),JIS C3621標準的600V級EP橡膠絕緣電纜(PN、PV),JIS C3342標準的600V級聚氯乙烯絕緣和屏蔽(平型)電纜(VVR、VVF),JIS C3327標準的1、2、3或4級600V橡皮絕緣軟線電纜(1CT,2CT,3CT,4CT),JIS C3327標準的2、3或4級橡皮600V氯丁橡膠絕緣軟線電纜(2RNCT、3RNCT、4RNCT),JIS C3327標準的2、3或4級EP氯丁橡膠絕緣電纜(2PNCT、3PNCT、4PNCT),或JIS C3312標準的600V級聚氯乙烯絕緣和屏蔽電纜。
(輸出端)本發明中使用的輸出端部分(導線被引導到單元外部的地方)沒有特別限制,但要求在經過一較長的時期后能安全地可靠地引導太陽能電池部件的輸出到太陽能電池組件的外面。因為這個原因,最好使用的部件具有滿意的耐潮濕、防水、電絕緣、耐老化、耐熱、耐低溫、耐油性、耐火性和機械強度。
更特別地是,滿足上述的要求最好通過連接導線到太陽能電池部件和用一密封部件或一終端盒蓋住連接的部分。
而且用作輸出端的部件,為了構成具有優良的分類/收集性和回收性的太陽能電池組件的一部分,最好構成的部件具有滿意的分類/收集性和回收性。
更特別地是,太陽能電池部件和導線之間的連接可通過用導線焊接太陽能電池部件的電極抽頭,并在拆卸和分離太陽能電池組件時,焊接部分可再加熱,這樣太陽能電池組件可容易地分類成太陽能電池部件和導線。
更特別地是,可采用連接太陽能電池部件的電極抽頭和與導線的一端的結構來進行電路連接,這在拆卸和拆卸/分離的再加熱時不需要焊接操作,這樣提供了具有好的回收性的輸出端。
更特別地是,在導線的末端制備有一個帶有與電極相連接部分的裝置,這個裝置在太陽能電池組件的后表面部件上進行連接,這樣太陽能電池組件的太陽能電池部件的電極與輸出端相接觸,以容易地實現電路連接。
在這種結構中,輸出電極的材料和電極并沒有特別的限制,但接觸部分,通過接觸實現電路連接,要求經過一較長的時期能保證其電性能。因為這個原因,最好使用的部件具有滿意的耐腐蝕性、接觸電阻、彎曲性、彈性、伸展性和耐磨損性。例如,使用銅合金例如黃銅、磷青銅、鈹青銅、鈦銅合金或無氧銅。而且輸出端和電極之間的接觸部分可通過氧化或亞硫化作用形成一薄膜。因此,除了應用于可破壞這個薄膜的強電流,最好應用貴金屬電鍍,例如金或鉑或直接在銅合金上鍍錫,使用在銅合金上鍍鎳作為中間薄膜,用于防止相互擴散和改善接觸硬度和耐磨損性。
除了上述的結構,也可以形成太陽能電池部件的電極抽頭作為其側表面上的突出接頭,以用這個接頭與導線的末端接觸,來連接通過電阻焊接或超聲波焊接的接觸部分,這樣容易并安全地獲得電路連接。而且在拆卸/分離時,這個焊接部分可被切除,以獲得太陽能電池部件的容易分類而對其無熱影響。
上面提到的輸出端可提供在太陽能電池組件的受光表面,非受光表面或側表面。本發明中使用的連接部件沒有特別限制,但最好能夠容易地連接前表面部件和后表面部件并能容易地分開此連接。
前表面部件和后表面部件的容易連接和分開允許分類前表面部件、太陽能電池部件和后表面部件,這樣太陽能電池組件可容易地分類和收集。
而且前表面部件和后表面部件通過切割或斷開此連接部件的容易分開的結構是充分有效的,其它的部件能被容易地分類和收集。
下面將說明連接部件的最佳例子。
<螺釘、螺栓和螺母、鉸鏈>
用于這種連接的材料沒有特別限制,但最好有滿意的耐老化性和強度。
考慮到回收性,最好是與前或后表面部件相同的材料,具有相互立刻互溶或可磁性分類。而且必須考慮在與前或后表面部件接觸中的腐蝕。
當連接部件是由與前或后表面部件相同或相互立刻互溶的材料構成時,在分類和收集太陽能電池組件時,至少連接部件的一部分被固定到上述材料上,和與這種相同的或相互立刻互溶的材料保留在一起,這樣分類和收集性得到提高。
也可使用一種結構,其連接部件的一部分具有一個容易切割的部分,例如帶有鉗子,并且此連接能通過切除此部分來分離。
本發明的連接方法具有以下的優點。這種方法,不要求用于連接的粘接力,能用于任何材料的前和后表面部件。它也能被容易地應用到不同的形式,因為它不會被前和后表面部件的形狀和尺寸影響。而且當使用螺栓和螺母時,即使在安裝處折斷或損壞也能容易地從商業上可獲得的螺栓和螺母中得到,這樣可得到滿意的維修性。
<雙側粘接帶>
雙側粘接帶在材料和結構上沒有特別限制,但最好具有耐老化、強度、防水性和電絕緣性。而且考慮到回收性,構成的材料最好是與前或后表面部件相互立刻互溶。在這種情況中,更為可取的是使用在雙側具有控制粘接力,在拆卸太陽能電池組件時,一個粘接面保持固定到相互立刻互溶材料的一側,同時另一個粘接面在交接面處被剝去,由此改善分類/收集性。
本發明的連接方法具有下面的優點。這種連接方法不需要另外的工作,例如前和后表面部件的固定形狀,這樣減少了這些部件的成本。它也可用于難以加工的材料。而且,由于前和后表面部件是通過粘接相連,連接可不需在前和后表面部件中保留應力來得到。它也可用作防水方法,例如通過附加一防水雙側粘接帶用來繞在太陽能電池部件的周圍,這樣保證了太陽能電池組件側表面上的防水性。在使用雙側粘接帶時,帶的粘接面最好保持與太陽能電池部件分離。
<固定扣>
在使用固定扣時,它們事先被分別安裝在前和后表面部件的相對的表面上,前和后表面部件通過相互連接固定扣而被固定。具有前和后表面部件的固定扣的固定可不僅通過上述的雙側粘接帶而且可通過不同的方法,例如配合、融合或整體模制來得到。在這種情況下,要求設計時考慮前或后表面部件和固定扣的分類和回收性。
固定扣在材料和結構上沒有特別限制,但最好具有耐老化和強度。而且考慮回收性,最好是由與前或后表面部件相互互溶的材料構成。
在使用的材料是與前或后表面部件相同或相互互溶時,使用的結構其至少連接部件的一部分在太陽能電池組件的分類和收集時保持與這種相同或相互互溶材料固定,這樣改善分類和收集性。
固定扣的一個例子是Sumitomo 3M公司制造的雙鎖固定扣。
本發明的連接方法具有下面的優點。這種連接方法不要求另外的工作,例如前和后表面部件中的固定形狀,這樣減少了部件的成本。它也可用于難以加工的材料。
而且,由于前和后表面部件被固結在一起,連接可不需在前和后表面部件中保留應力來得到。并且通過固定扣的連接允許當前表面部件和后表面部件在制造過程中或在替換前或后表面部件時存在位置錯移時進行方便的再連接。
<皮帶、帶子>
皮帶通過共同連接可用于相互固定前和后表面部件。最好的結構允許有適度的張緊和適度的松弛,但如果皮帶能容易地剪裁。則在張緊后不容易松弛皮帶結構可足夠有效。
帶子可象皮帶那樣通過共同連接用于相互固定前和后表面部件。它最好有合適的拉伸性和彈性,象橡膠帶,并考慮在戶外環境中的使用,最好由硅氧橡膠或EPD橡膠構成。
用皮帶或帶子的連接具有前和后表面部件能被制成簡單形狀例如平的矩形的優點,因為前和后表面部件不要求裝配用的孔或類似的連接部件,這樣改善了制造成本、分類/收集性和回收性。
這種連接方法不要求另外的加工例如在前和后表面部件中的固定形狀,這樣減少了這些部件的成本。
這種不要求用于連接的粘接力的方法可被應用于任何材料的前和后表面部件。而且,這種方法能通過一方便連接的部件例如帶子來連接,不需要在螺栓和螺母中要求的張緊力矩控制,也不需要在雙面粘接帶中的壓力和施壓時間的復雜的過程控制。
<罩套>
在前和后表面部件被相互擠壓后,一個罩套被安裝到它們的一端,這樣機械固定前和后表面部件。
罩套最好是由耐老化的金屬或脂類材料構成。
也可使用雙罩套結構,在被擠壓的前和后表面部件上安裝的橡皮罩套上安裝一鋁框架。
本發明的連接方法具有如下的優點。這種連接方法不需要另外的加工,例如在前和后表面部件中的固定結構,這樣減少了這些部件的成本。
這種不要求用于連接的粘接力的方法可被應用于任何材料的前和后表面部件。而且,這種方法能通過一方便連接的部件例如帶子來連接,不需要在螺栓和螺母中要求的張緊力矩控制,也不需要在雙面粘接帶中的壓力和施壓時間的復雜的過程控制。
而且,作為一個后來附上的部件,罩套能對形狀進行修改,并且罩套的一部分能被用作在頂部固定的部件。
當不使用連接部件時,前和后表面部件最好具有這種用于物理安裝的結構。本發明中使用的防水設施要求防止由來自太陽能電池組件外部的水侵蝕造成的太陽能電池組件電性能、絕緣性能和其部件物理性能的惡化。
在此的防水設施是對太陽能電池部件本身和太陽能電池組件的防水性的要求。
更特別地是,可使用一透明防水薄膜或一固體層用于改善太陽能電池部件自身的防水性,可使用一種擋水材料、襯套或溝槽用于改善整個太陽能電池組件的防水性。
下面將說明防水設施的例子。
<透明防水薄膜>
透明防水薄膜覆蓋在太陽能電池的表面并變干,這樣防止水從太陽能電池部件的前表面進入。
透明防水薄膜在它的材料上沒有特別限制,但最好有優良的耐潮濕、透光性和電絕緣性、可主要使用由聚丙烯樹脂、硅氧樹脂或氟樹脂構成的薄膜。
<固體層>
固體層被夾在太陽能電池部件和前表面部件之間并與太陽能電池部件的表面緊密接觸,這樣保護其表面不潮濕。
固體層的材料最好具有優良的耐老化、絕緣性和透光性,更可取的是,有合適的彈性、化學惰性和高的熔點。
這種材料的例子包括硅橡膠、氟橡膠、聚丙烯橡膠、尿烷樹脂和聚乙烯(EVA等)。
聚乙烯可通過事先交聯在透光性上得到改善。除了這些彈性固體材料,也可使用彈性凝膠或彈性凍膠。
必須選擇不粘的材料,例如在太陽能電池組件實際使用的溫度和濕度下,通過擴散粘到前表面部件或太陽能電池部件。
選擇的材料在拆卸太陽能電池組件時能夠容易地從前表面部件或太陽能電池部件分離也是很重要的。
具有彈性并能消除前表面部件和太陽能電池部件之間的縫隙的固體層,其也用作濕氣冷凝和壓力的對抗措施,將在下面說明。
<擋水材料>
提供擋水材料以便完全地環繞在太陽能電池部件的周圍,并在前和后表面部件之間被支撐,這樣防止水從太陽能電池組件的端部侵入。
擋水材料其沒有特定的材料和形狀限制,但最好具有耐老化、機械強度和低的恒壓縮應力。例如,它可由硅橡膠或乙烯一丙烯橡膠構成。
<襯套>
襯套用于改善導線從太陽能電池組件伸出處的防水性。襯套沒有特定的材料和形狀限制,但最好具有耐老化、機械強度和低的恒壓縮應力。例如,它可由硅橡膠或乙烯-丙烯橡膠構成。它最好是環形,安裝在事先形成的孔內例如在后表面部件內,并且導線被引導穿過襯套的孔以保證防水性。
即使沒有這種襯套,通過同時支撐上述的擋水材料和帶有前和后表面部件的導線可得到類似的效果。
<溝槽>
溝槽可被提供在前表面部件或后表面部件上的前和后表面部件之間的連接表面處,連接面在前表面部件和導線之間,或連接面在后表面部件和導線之間,這樣延長水從太陽能電池組件的外部侵入其內部的通路,獲得防水性。這種溝槽的結構必須設計以達到要求的防水性。
通過這種溝槽獲得防水性的結構不要求另外的部件,能減少成本并具有滿意的裝配、分類和收集性。
(濕氣冷凝防止設施)本發明中使用的濕氣冷凝防止設施要求防止太陽能電池組件的電性能和絕緣性和其部件的物理性能由于太陽能電池組件內的濕氣冷凝造成的惡化。這種設施即使在太陽能電池組件裝配有上述的止水設施時也最好提供,因為太陽能電池組件內存在空氣層時濕氣冷凝就可能發生。
下面將說明濕氣冷凝防止設施的例子。
<光催化劑>
太陽能電池組件內的濕氣冷凝最初影響太陽能電池部件的防水性,也導致與太陽能電池部件相對的前表面部件的表面的模糊(以下指前表面部件的后側面)。
這種模糊增加了太陽光在前表面部件上的反射,并減少了其透光性,這樣降低了太陽能電池組件的電輸出。
太陽能電池部件的防水性已在前面作了說明。
為避免前表面部件的后側面的模糊,一個由唯一或含有光催化劑顆粒的光催化劑構成的表面層形成在前表面部件的后側面,這個光催化劑被太陽光激發以使得前表面部件的后側面具有超親水性,這樣在后側面的濕氣冷凝形成一個均勻的水膜以保證前表面部件的透光性。
更特別地是,光催化劑可由TiO2、ZnO2、SnO2、SnTiO3、WO3、Bi2O3、Ee2O3、CdTe、MnS2、CaS或它們的混合物構成。
這種光催化劑可維持較長的時間并且親水的表面吸收空氣中的濕氣。這樣這種光催化劑可與“孔+濕氣滲透防水材料”聯合使用,這將在下面說明。這里的太陽能電池組件中的濕氣在夜間收集在前表面部件的后側面,并當太陽能電池組件內的溫度由于前表面部件對早晨的太陽光的輻射而提高時,通過這個“孔+濕氣滲透防水材料”被輸送到太陽能電池組件的外部。
<孔+濕氣滲透防水材料(閥)>
連接太陽能電池組件外部和內部的孔形成在前表面部件、后表面部件或太陽能電池組件的連接部件,一種能透過濕氣并具有防水性的材料被安裝在這個孔內,這樣當太陽能電池組件的內部在白天被加熱時,太陽能電池組件內的濕氣通過“孔+濕氣滲透防水材料”被除去。
這種濕氣滲透防水材料由具有比水分子更小的細孔的材料例如Goates(Goates公司)構成較好。
而且一種干燥材料可被提供在太陽能電池組件內用于達到吸收太陽能電池組件內的濕氣和以更有效的方式將濕氣排除到外部。
<真空>
前表面部件和后表面部件之間的縫隙可形成真空以消除冷凝源,這樣防止濕氣冷凝在太陽能電池部件的受光面上。更好的是,所有的太陽能電池組件內的縫隙都被制成真空。
<干燥空氣>
在前表面部件和后表面部件之間縫隙中的空氣可在制備太陽能電池組件時弄干以消除形成冷凝源的水分子,這樣防止濕氣冷凝在與太陽能電池部件或其受光面相對的前表面部件上。更好的是,所有的太陽能電池組件內的縫隙都被充滿干燥空氣。
<無縫隙結構>
無縫隙結構意味著設計用來盡可能消除太陽能電池組件內的縫隙(含空氣縫隙)。這種結構允許消除構成冷凝源的水分子,這樣防止濕氣冷凝在與太陽能電池部件或其受光面相對的前表面部件上。
另一方面,這種無縫隙結構降低了太陽能電池組件的熱絕緣性,因此這種設計必需考慮這兩種因素。
(壓力防止設施)本發明中使用的壓力防止設施是用來防止太陽能電池組件的電性能和絕緣性和由于外力通過前表面部件傳遞到太陽能電池部件而造成其物理性能的損失。
例如,壓力防止設施可以是一種提高前表面部件的強度的用于防止外力通過前表面部件傳遞到太陽能電池部件的結構;一種具有透光性和彈性材料例如在前表面部件和太陽能電池部件之間提供有固體層的結構,這里外力通過前表面部件被傳遞到固體層,并被分散開,這樣以這種分散的方式被傳遞到太陽能電池部件;一種具有透光性和彈性材料例如在前表面部件和太陽能電池部件之間提供有固體層的結構,這樣防止前表面部件和太陽能電池部件之間內表面之間的磨損;一種以平面結構形成太陽能電池部件的表面的方法,這里前表面部件和太陽能電池部件是平面接觸,以減少單位面積上作用的外力;一種事先限制前表面部件和太陽能電池部件的接觸部分的結構,并且通過消除太陽能電池部件在此接觸部分表面的透明電極,將此接觸部分作為非發電區;一種支撐帶有前或后表面部件的太陽能電池組件的非發電部分的結構,這樣以一種非接觸的方式分離太陽能電池組件的受光表面的發電部分和前表面部件;或一種使用一種柔性太陽能電池部件的結構,利用柔性材料例如用不銹鋼板作為太陽能電池部件的替代物。
上述具有透光性和彈性的材料的例子包括硅橡膠、氟橡膠、聚丙烯橡膠、尿烷樹脂和聚乙烯(EVA等)。
聚乙烯可通過事先交聯改善透光性。這些材料必須這樣選擇,以便其在太陽能電池組件的實際使用的溫度和濕度下不會通過例如擴散粘接到前表面部件或太陽能電池部件。
選擇一種在拆卸太陽能電池組件時能容易地與前表面部件或太陽能電池部件分離的材料也是重要的。
(抗反射措施)本發明中使用的抗反射措施沒有特別限制,但盡可能的最好能防止太陽能電池組件輸出的來自前表面部件光反射的損失。更具體地,可使用(1)一種使前表面部件的表面凸起以減少表面的太陽光的反射的方法,(2)一種維持前表面部件和太陽能電池部件,或前表面部件、固體層和太陽能電池部件緊密接觸以消除這些部件間的空氣層并減少反射的方法,(3)一種在前表面部件、這些固體層和太陽能電池部件的前和后表面上形成抗反射層的方法,這樣減少反射。
而且反射可通過下面的方式在選擇其材料時選擇前和后表面部件、固體層和太陽能電池部件的表面層的折射率來減少。
當具有不同折射率的兩層相鄰時,通過降低各自的折射率可減少在兩層界面處的反射。
更具體地,當前表面部件和太陽能電池部件,或前表面部件、固體層和太陽能電池部件象實施例1或3那樣緊密接觸時,對于前表面部件的折射率n1、固體層的n2和太陽能電池部件的表面層的n3,最好有以下的條件(A)n1、n2和n3等于或大于1(防止全反射);(B)n1≤n2≤n3(防止全反射)。
例如,如果太陽能電池部件的表面層(透明導體膜)由折射率2的材料構成,前表面部件最好由例如玻璃(1.45到1.9)、聚丙烯樹脂(1.49)、聚碳酸樹脂(1.59)、氟樹脂(1.34到1.43)或硅樹脂(1.43),同時固體層最好由例如硅橡膠(1.4到1.5)、氟橡膠(1.36)、聚丙烯橡膠(1.4到1.5)、尿烷樹脂(1.5到1.6)或EVA(1.5),這里母原料的混合可給出折射率(同樣的繼承除非有其它的特別)。
(C)當n1、n2和n3能任意地選擇時,最好選擇n1盡可能接近1并減小n1、n2和n3之間的不同(減少反射)。而且當n3被事先決定時,最好的選擇n1和n2來減小被<空氣和n1之間的差異>、<n1和n2之間的差異>和<n2和n3之間的差異>(減少反射)決定了的總反射。
例如,如果太陽能電池部件的表面層(透明導體膜)由具有折射率為2的材料構成,為減少反射,最好使用氟樹脂(1.34)作為前表面部件和尿烷樹脂(1.6)作為固體層(對于垂直入射光具有4.1%的總反射),而不是使用玻璃(1.55)作為前表面部件和尿烷樹脂(1.6)作為固體層(具有5.9%的總反射)。
當前表面部件和太陽能電池部件緊密接觸,其間無固體層,最好服從下面的條件(A)n1、n3等于或大于1(防止全反射);(B)n1≤n3(防止全反射)。
(C)當n1和n3能任意地選擇時,最好選擇n1盡可能接近1并減小n1和n3之間的不同(減少反射)。而且當n3被事先決定時,最好的選擇n1來減小被<空氣和n1之間的差異>和<n1和n3之間的差異>(減少反射)決定了的總反射。
而且當在前表面部件和太陽能電池部件之間存在氣體層時,如果氣體層的折射率n2是可控制的,對于前表面部件的折射率n1、氣體層的n2和太陽能電池部件的表面層的n3,最好服從下面的條件(A)n1、n2和n3等于或大于1(防止全反射);(B)n1≤n2≤n3(防止全反射)。
(C)當n1、n2和n3能任意地選擇時,最好選擇n1盡可能接近1并減小n1、n2和n3之間的不同(減少反射)。而且當n3被事先決定時,最好的選擇n1和n2來減小被<空氣和n1之間的差異>、<n1和n2之間的差異>和<n2和n3之間的差異>(減少反射)決定了的總反射。
如果氣體層的折射率n2接近1(如果氣體層具有與空氣相近的折射率),最好有下面的條件(A)n1和n3盡可能的接近1(減少反射)。本發明將通過其例子來進一步說明,但本發明絕不受這些例子的限制。本發明關于實施例1的例子,其特征在于后表面部件是用具有均勻一致的橫截面的材料形成的。
圖6A到6C是說明例1的太陽能電池組件的示意圖,這里圖6A是在裝配時從受光表面側看的透視圖,圖6B是從受光表面側看的透視圖,圖6C是在完全方式下沿圖6B中線6C-6C的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1a(在表面層具有折射率2)是由晶體硅太陽能電池部件構成,它們串聯以得到希望的電壓。
前表面部件2a、后表面部件2b和罩套部件17由聚碳酸樹脂(折射率1.59)構成。
襯套45由彈性硅橡膠構成。
太陽能電池部件1a的表面因為存在電極等而不是平的,并不能充分地與前表面部件2a直接接觸,所以尿烷樹脂薄片(折射率1.6)被使用作為前表面部件2a和太陽能電池部件1a之間的固體層42。
最初固體層42和前表面部件2a在太陽能電池部件1a上被連續擠壓,并且這些部件被以一種前表面部件2a被指向太陽能電池組件的受光層的方式插進后表面部件3a。然后沿徑向方向兩端部被用罩套17密封。
最后,為形成輸出端,事先插進襯套45的導線被焊接成太陽能電池部件1a的抽頭電極45,并且襯套被移動安裝到后表面部件3a中事先形成的孔47中,這樣太陽能電池組件4a就完成了。
在上述的太陽能電池組件中,由于后表面部件有一致的橫截面并能用壓模模制,模制成本低并可獲得任意長度的太陽能電池組件。
而且對于前和后表面部件,罩套部件和襯套由相同的透明材料構成,材料成本可被減少,并且分類后的回收性可被改善。
而且僅僅插進后表面部件的襯套可被容易地分類。本發明關于實施例1的例子,其特征在于后表面部件用一平板制成澡盆的形狀。
圖7A和7B是說明安裝在戶外支撐上的例2的太陽能電池組件的示意圖,這里圖7A是從受光面的一側看的透視圖,圖7B是沿圖7A中線7B-7B的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1a(具有折射率為1.6的表面層(玻璃底層))是單片式結構,通過在玻璃底層(非受光側)上形成非晶體半導體得到的并將電池分成串聯以的小的部分例如通過激光劃線,這樣減少來自單個電池的輸出電流,并提高整個單元的輸出電壓。絕緣膜48由一定厚度的彈性硅橡膠構成。
前表面部件2a由一個平的白色鋼化玻璃板(折射率1.5)構成,后表面部件3a通過將不銹鋼板的四邊折疊成一澡盆形狀并事先為輸出端提供孔47。墊片49由硅橡膠構成,具有低的永久壓縮張力。后表面部件3a構成支撐50的一部分,其由后表面部件3a和一支座51構成。
最初絕緣膜位于事先放置的后表面部件3a上,太陽能電池部件1a置于其上。然后提供墊片49以便矩形狀環繞太陽能電池部件1a,前表面部件被壓縮。結果,太陽能電池部件2a被夾在前表面部件2a和后表面部件3a之間,墊片49在前表面部件2a和后表面部件3a之間通過擠壓被支撐,以防止水侵入太陽能電池組件內部。
最后,導線10通過提供在后表面部件3a內的孔47被焊接到太陽能電池部件1a,孔被終端盒蓋住,以完成太陽能電池組件4a。在此操作中,終端盒52被安裝,以便以后可移去,通過一雙側粘接帶,構成一聚丙烯底層和一聚丙烯粘接劑,以便有實用上足夠的粘接力,并以后可移去。
在上述的太陽能電池組件中,由于后表面部件通過彎曲平板形成澡盆的形狀,可使用具有低模制成本的通用滾壓機或通用折疊機,并可獲得不同形狀的太陽能電池組件。
而且在收集后,原先的平面形狀可被恢復通過展平折疊的部分或將部件壓平,這樣回收性可被改善。
而且前表面部件2a通過其重量被與后表面部件連接,這樣不要求用于前和后表面部件的特殊的安裝結構,并可獲得出色的模制成本、裝配成本和維護性。而且,當在太陽能電池部件和后表面部件之間提供有彈性絕緣膜時,太陽能電池部件總是通過絕緣膜的彈性與前表面部件接觸,這樣前表面部件和太陽能電池部件之間的縫隙可容易地除去。
而且太陽能電池組件通過在支撐部件使用高耐用材料可使用一延長的時期,并可通過替換前表面部件或后表面部件連續使用。
而且由于太陽能電池部件是具有平表面的單片結構,前表面部件和太陽能電池部件可僅通過擠壓消除其間的縫隙,這樣不需要用于消除縫隙的部件,減少了成本和改善了回收性。
而且,僅用雙側粘接帶固定的終端盒可容易地移去,僅被焊接到太陽能電池部件的導線可容易地分類。本發明的例子涉及實施例2,其特征在于前表面部件是用一平板形成,前和后表面部件通過超聲波融合連接。
圖8A和8B是說明例3的太陽能電池組件的示意圖,這里圖8A是從受光表面側看的透視圖,圖8B是沿圖8A中線8B-8B的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1b由一具有不銹鋼底層的非晶體硅部件構成。
前表面部件2b和后表面部件3b由聚碳酸樹脂構成。
前表面部件2b事先在對著太陽能電池部件的表面上提供有一含有光催化劑的表面層。
而且后表面部件3b被事先提供一用于安裝太陽能電池部件1b的太陽能電池部件約束零件53和一用于引入導線10的孔47。
襯套45由硅橡膠構成。
最初多個太陽能電池部件1b被安裝到后表面部件3b上的太陽能電池部件約束零件53,部件1b被串聯以得到希望的電壓。
然后,形成輸出端,連接事先插進襯套45的導線10的一端的銅接頭75被激光焊接到太陽能電池部件1b的抽頭電極46,襯套45被轉動安裝到孔47。
最后前表面部件2b被擠壓,圖解部分B通過超聲波融合被安裝完成太陽能電池組件4b。
在上述的太陽能電池組件中,由于前和后表面部件通過超聲波融合安裝,獲得出色的水密性,前和后表面部件可通過將一改錐或類似的物體插進分離溝槽13來分離。由于沒有用螺釘或類似的物體,可改善裝配性和分離/收集性。
在分類時,后表面部件或前表面部件的殘留物可能分別留在前或后表面部件上,但回收性不受影響,因為前和后表面部件是由相同的材料構成。
在這些被分類的后表面部件上,太陽能電池部件僅僅通過約束零件安裝并能容易地除去。
而且由于前表面部件由一平板構成,可使用通用平板材料,并且制造成本可顯著地降低。
而且導線的銅接頭和太陽能電池部件的抽頭電極是在其端部激光焊接的,這種焊接零件可容易地切除,以分類太陽能電池部件和導線。本發明的例子涉及實施例2,其特征在于太陽能電池組件是在太陽能電池部件形成一個單元后制備的。
圖9A到9F是說明例4的太陽能電池組件的示意圖,這里圖9A是從受光表面側看的透視圖,圖9B是沿圖9A中的線9B-9B的橫截面示意圖,圖9C是沿圖9A中的線9C-9C的橫截面示意圖,圖9D是沿圖9A中的線9D-9D的橫截面示意圖,圖9E是說明圖9B中太陽能電池部件單元的透視圖,圖9F是沿圖9E中的線9F-9F的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1b是由使用不銹鋼底層的非晶體硅電池部件構成。
前表面部件2b和后表面部件3b是由聚碳酸樹脂構成的。
前表面部件2b被事先提供有一含光催化劑的在與太陽能電池部件相對的表面上的表面層。
而且后表面部件3b被事先提供有一用于固定太陽能電池部件單元54的底層55。
在前表面部件2b和后表面部件3b上,在連接面上有止水溝槽56,在導線10的抽頭部分也提供有止水溝槽56。
最初多個太陽能電池部件1b被安裝在支撐板57上,以形成太陽能電池部件單元54。支撐板57提供有約束零件58,這樣可以一種可除去的方式安裝太陽能電池部件1b。支撐板57是由與前表面部件2b和后表面部件3b相同使用的聚碳酸樹脂構成。
然后,在支撐板57上,太陽能電池部件1b被依次連接得到希望的電壓。
然后,導線10被象例3中那樣連接到太陽能電池部件1b,并且在太陽能電池部件單元54中的安裝孔59被插進在后表面部件的底層55,這樣安裝太陽能電池部件單元54到后表面部件3b。然后導線10被引入太陽能電池組件4b的外部,前表面部件2b被裝配以完成太陽能電池組件4b。
前表面部件2b和后表面部件3b通過使用柔性約束零件60來機械安裝,提供在前表面部件2b上,在后表面部件3b上帶有突出部分61。
上述的太陽能電池組件可被容易地分類和收集,因為太陽能電池部件僅僅是通過太陽能電池組件被插進后表面部件的底層的。
而且由于單個的太陽能電池部件被集中整合成一太陽能電池組件,它們可被集中從后表面部件除去,以獲得與例2相比要優異的裝配性和分類/收集性。
而且由于太陽能電池部件以一種與前表面部件間隔的方式被支撐,這可避免外力傳到太陽能電池部件的影響或前表面部件和太陽能電池部件之間的摩擦造成的影響。本發明的例子涉及實施例3,其特征在于后表面部件和連接部件是通過一個鉸鏈整體形成的,導線被制成一個部件以容易附上和分開。
圖10A到10C是說明例5的太陽能電池組件的示意圖,這里圖10A是從受光表面側看的透視圖,圖10B是在裝配時沿圖10A中的線10B-10B的橫截面示意圖,圖10C是在完成方式下沿圖10A中的線10B-10B的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1c(表面層折射率為2)是由晶體硅太陽能電池部件構成的,其被串聯以得到希望的電壓。
前表面部件2c是由白色鋼化玻璃板構成的,同時后表面部件3c和連接部件12是由聚丙烯樹脂(折射率1.49)構成的。
后表面部件3c是由底層部分30和具有一小孔68的封蓋部分31構成的,底層部分30中的樞軸部分62被裝在封蓋部分31中的刻槽孔63中,以構成一用于連接各部分的鉸鏈。
而且在構成連接部件12的卡鎖部分32中,其上的刻槽孔63和底層部分30中的樞軸部分62裝配在一起以構成用于相互連接的鉸鏈。
太陽能電池部件1c的表面由于電極等的存在而不是平的,并且不與前表面部件2c充分直接接觸,這樣一聚丙烯樹脂薄片(折射率1.5)被用作前表面部件2c和太陽能電池部件1c之間的固體層42。
首先太陽能電池部件1c置于后表面部件的底層30上,然后具有太陽能電池部件1c的尺寸的固體層42被置于其上,前表面部件2c再置于其上。最后底層30和封蓋部分31被擠壓并通過卡鎖部分32被機械安裝。
太陽能電池部件1c、固體層42和前表面部件2c通過底層30和封蓋部分31之間的擠壓被支撐,固體層42的外框架部分通過底層30和封蓋部分31之間的擠壓被單獨支撐。
最后,裝配在導線10一端的接頭64通過螺旋安裝在后表面部件3c上,以與太陽能電池部件1c和導線10電路連接,這樣完成了太陽能電池組件4c。
在導線10的端部,樹脂接頭64被整體模制以形成導線組件65,接頭64帶有一個外螺紋83。接頭64也配有一硅橡膠的0形環66,用于實現接頭64和太陽能電池組件4c之間的水密封性。導線10與接頭64端部的接觸點67電連接,接觸點67和太陽能電池部件1c的抽頭電極46通過將接頭64旋進太陽能電池組件4c的后側來實現電連接。
在上述的太陽能電池組件中,底層部分、封蓋部分、卡鎖部分和鉸鏈部分是由相同材料構成的,這樣在分類后不用拆卸就可回收。
而且固體層的外部框架部分被擠在底層部分和封蓋部分之間,這樣太陽能電池組件可被制成防水的,而不使用另外的墊片或類似的物體,并且由于缺少這種另外的部件分類/回收性可被改善。
而且太陽能電池部件和導線之間的電連接,與例1到4的焊接相對比,通過將導線組件旋進太陽能電池組件也可達到,這里得到出色的裝配性、導線的可替換性和分類/收集性。本發明的例子涉及實施例3,其特征在于使用了在收集后不要求拆卸或分離的連接部件。
圖11A和11B是說明例6的太陽能電池組件的示意圖,這里圖11A是從受光表面側看的透視圖,圖11B是在裝配時沿圖11A中的線11B-11B的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1c(具有表面層折射率為2)是由晶體硅太陽能電池部件構成的,其被串聯以得到希望的電壓。
前表面部件2c是由白色鋼化玻璃板(折射率1.45)構成的,同時后表面部件3c是由ABS樹脂構成的。
前表面部件2c僅在雙側粘接帶8的區域有一黑色罩套14,用以防止其上的太陽光輻射。
雙側粘接帶8是由聚苯乙烯底層構成。其雙側覆蓋有一與ABS樹脂(PS/ABS相互互溶雙側帶,由Sumitomo 3M公司制造)相互互溶的粘性材料。選擇此粘性材料是為了滿足條件“后表面部件3c和雙側帶8之間的粘接力”>“前表面部件2c和雙側帶8之間的粘接力”。
太陽能電池部件1c的表面由于電極等的存在而不是平的,并且不與前表面部件2c充分直接接觸,這樣一硅橡膠薄片(折射率1.5)被用作前表面部件2c和太陽能電池部件1c之間的固體層42。
開始,凸緣套環70被裝配在后表面部件3c中的一臺階孔69上,用于抽出導線10。凸緣套環70是由ABS樹脂構成并帶有外螺紋。
然后雙側粘接帶8按矩形形狀被粘接在后表面部件3c上,太陽能電池部件1c和固體層位于雙側粘接帶8內。然后前表面部件2c被擠壓與雙側粘接帶粘在一起。
然后導線10被插進由ABS樹脂構成的止動器71中,其內部帶有一傾斜的內螺紋,并被焊接到太陽能電池部件1c。
最后凸緣套環70和止動器71被旋動,以將導線10機械固定到太陽能電池組件4c,并保證在連接處的水密性,這樣就完成了太陽能電池組件4c。
上述的太陽能電池組件通過將一改錐或類似物體插入分離溝槽13內,可被容易地分類成前表面部件、固體層、太陽能電池部件和后表面部件。
在分類時,由與后表面部件的材料相互互溶的材料構成的雙側帶可保留,以便后表面部件不用剝除雙側帶就可再使用。本發明的例子涉及實施例3,其主要特征在于使用了普通屋面材料作為后表面部件。
圖12A到12C是說明例7的太陽能電池組件的示意圖,這里圖12A是從受光表面側看的透視圖,圖12B是沿圖12A中的線12B-12B的橫截面示意圖,圖12C是沿圖12A中的線12C-12C的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1c(具有表面層折射率為2)是由晶體硅太陽能電池部件構成的,其被串聯以得到希望的電壓。
前表面部件2c是由白色鋼化玻璃板(折射率1.45)構成的,同時后表面部件3c是由不銹鋼板構成的。
后表面部件3c帶有孔47用于插入連接部件12和抽出導線10,然后被折疊成圖12B中所示的形狀。更特別的是,在底槽側的約束部分34,后表面部件3c從平面部分72被向下折疊,并進一步朝頂脊側向后折疊。而且在頂脊側的約束部分35,部件被向上垂直折疊,并進一步朝底槽側向后折疊。折疊工作可用用于普通屋面材料的卷形機來進行。
連接部件12是由能容易連接和分開的螺栓和螺母構成。
至于在前表面部件2c和太陽能電池部件1c之間的固體層42,可使用尿烷樹脂薄片(折射率1.6)。
由于后表面部件3c是電導體,要求在太陽能電池部件1c和后表面部件3c之間有絕緣,PET樹脂薄片被用作其間的絕緣片44。
最初,在后表面部件3c上放置絕緣片44,事先帶有一接觸點67的導線的一部分被放置于其上。然后放置事先帶有抽頭電極46的太陽能電池部件1c,接著固體層42被放置于其上和放置一由EPDM橡膠構成的止水部件,以便完全環繞太陽能電池部件1c的周邊。
導線10的另一端通過后表面部件3c內的孔47被引導到太陽能電池組件4c的外部。
最后前表面部件2c被擠壓,前表面部件2c和后表面部件3c用連接部件12機械固定夾住絕緣片44、導線10、太陽能電池部件1c、固體層42和止水部件11,這樣就完成了集成有橫向屋面型的屋面材料的太陽能電池組件4c。導線10以一種被擠壓在防水部件11和后表面部件3c之間的方式被引導到外部,這樣防止水從抽頭部分侵入。
通過太陽能電池部件1c的抽頭電極46和接觸點67的接觸來實現所需的電連接。
上述的太陽能電池組件可減少制造成本,由于后表面部件可用用于普通屋面材料的成形機來制備。而且集成有屋面材料的太陽能電池組件具有與傳統的屋面材料類似的約束部分,這樣能以同樣的方式作為或聯合使用傳統的屋面材料。
而且通過太陽能電池部件和導線的接觸得到電連接,這可獲得出色的裝配性和分類/收集性。
而且可得到集成有屋面材料的太陽能電池組件,和傳統的屋面材料的形狀相同,通過按同樣的過程修正后表面部件的形狀。
圖13A到13C是說明集成有用于板條形屋面的屋面瓦的太陽能電池組件的示意圖,這里圖13A是從受光表面側看的透視圖,圖13B是沿圖13A中的線13B-13B的橫截面示意圖,圖13C是沿圖13A中的線13C-13C的橫截面示意圖。本發明的例子涉及實施例3,其主要特征在于使用了普通屋面材料作為后表面部件。與例7中使用的部分有用的普通屋面材料相比,本例不經任何加工即可使用普通屋面材料。
圖14A到14C是說明例8的太陽能電池組件的示意圖,這里圖14A是從受光表面側看的透視圖,圖14B是沿圖14A中的線14B-14B的橫截面示意圖,圖14C是沿圖14A中的線14C-14C的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1c(表面層折射率為2)是由晶體硅太陽能電池部件構成的,其被串聯以得到希望的電壓。
前表面部件2c是由氟樹脂板(折射率1.34)構成的,同時后表面部件3c是由商業上可得到的屋面板構成的。
連接部件12是由一通過將一不銹鋼板折疊成一方的U形罩套構成。
至于在前表面部件2c和太陽能電池部件1c之間的固體層42,可使用氟樹脂薄片(折射率1.36)。
最初,在后表面部件3c上放置事先焊接有導線10(平電纜)的太陽能電池部件1c,然后固體層42被放置于其上和放置一由EPDM橡膠構成的止水部件以便完全環繞太陽能電池部件1c的周邊。接著前表面部件2c被擠壓和最后前表面部件2c和后表面部件3c的端部用連接部件12機械固定以夾住太陽能電池部件1c、固體層42和止水部件11,這樣就完成了集成有屋面瓦的屋面材料的太陽能電池組件4c。
導線10以一種被擠壓在防水部件11和后表面部件3c之間的方式被引導到外部,這樣防止水從抽頭部分侵入。
上述的太陽能電池組件可減少制造成本,由可使用商業上可得到的屋面板。而且集成有屋面材料的完成的太陽能電池組件能以同樣的方式作為或聯合使用傳統的屋面材料。
而且當使用一種通過形成一通孔而使強度惡化的材料,例如屋面板時,對于后表面部件,通過使用罩套形的連接部件,本發明例子的太陽能電池組件可在不損失屋面材料強度的情況下來制備。本發明的例子涉及實施例3,其主要特征在于使用了普通屋面材料作為后表面部件。
圖15A和15B是說明例9的太陽能電池組件的示意圖,這里圖15A是從受光表面側看的透視圖,圖15B是沿圖15A中的線15B-15B的橫截面示意圖。
太陽能電池部件1c(表面層折射率為2)是由帶有柔性不銹鋼底層的非晶體硅太陽能電池部件構成的。
前表面部件2c是由白色鋼化玻璃板(折射率1.5)構成的,同時后表面部件3c是由具有特殊形狀的如圖15A和15B所示的日本屋面瓦構成的。更特殊的是,一用于包容太陽能電池部件1c的凹槽36位于后表面部件3c的中心,同時一限制部分37用于定位前表面部件2c,連接部件12位于較上的部分,用于抽出導線的孔47位于凹槽的中心。
連接部件12是由具有方的十字斷面的EPDM矩形環構成。
而且對于在前表面部件2c和太陽能電池部件1c之間的固體層42,可使用交聯EVA薄片(折射率1.5)。
最初,事先連接導線10的太陽能電池部件1c被置于后表面部件3c的凹槽36。導線10通過孔47被抽出到太陽能電池組件4c的外部,帶有刻槽84的襯套45被安裝到導線10上并在其上移動以安裝到孔47上。然后固體層42被置于太陽能電池部件1c上,前表面部件2c再置于其上。最后,連接部件12被壓進前表面部件2c的端部和限制部分37之間的縫隙以完成集成有日本屋面瓦形狀的屋面材料的太陽能電池組件4c。
上述的太陽能電池組件的設計出色,其表面光滑并與商業上可得到的日本屋面瓦的形狀相同。它也能以相同的方式工作作為或與普通的日本屋面瓦聯合使用。本發明的例子涉及實施例3,其主要特征在于使用了現有的屋面材料作為前表面部件。
圖16A到16C是說明例10的太陽能電池組件的示意圖,這里圖16A是說明裝配在建筑38的窗口39上的方式,圖16B是沿圖16A中的線16B-16B的橫截面示意圖,圖16C是從建筑38內看時的一種安裝方式。
太陽能電池部件1c(具有表面層折射率為2)是由晶體硅太陽能電池部件構成的,其串聯以以獲得希望的電壓。
前表面部件2c是由現有建筑38的窗口39(折射率1.5)構成的,同時后表面部件3c是由帶有多個可分離吸杯的聚碳酸樹脂板構成的。后表面部件3c也帶有用于將太陽能電池部件1c壓到前表面部件2c的彈性部分41。
在裝配到后表面部件3c的吸杯40中,那些與太陽能電池部件1c接觸的用來固定同一物體,同時那些與前表面部件2c相接觸的用作連接部件12。
而且尿烷樹脂薄片(折射率1.6)被用作固體層42,用來消除太陽能電池部件1c和前表面部件2c之間的縫隙和防止其間的滑動。
最初,事先與導線10相連的太陽能電池部件1c被安裝到吸杯,用于固定太陽能電池部件1c,然后固體層42被置于太陽能電池部件1c上,用于和前表面部件1c一起裝配的吸杯40也被安裝到該處。這樣太陽能電池部件1c和固體層42被后表面部件3c擠壓到前表面部件2c。
上述太陽能電池組件可顯著減少制造成本,由于現存建筑的窗玻璃是被用作前表面部件,應用性也可被改善。
而且它可從建筑物內部應用,這可實現出色的應用性、維修性和收集性,由于防水結構可被簡化,成本也可進一步地降低[例子11]本發明的例子涉及實施例4,其主要特征在于使用了廉價的樹脂棒作為連接部件和使用了防水措施用于支撐太陽能電池部件。
圖17A到17C是說明例11的太陽能電池組件的示意圖,這里圖17A是從受光表面側看的透視圖,圖17B是沿圖17A中的線17B-17B的橫截面示意圖,圖17C是說明連接前表面部件和后表面部件的方法及連接部件被切割的方式的示意圖。
太陽能電池部件1d(具有表面層折射率為2)是由非晶體硅太陽能電池部件構成的,其被串聯以得到希望的電壓。
前表面部件2d和后表面部件3d是由具有相同形狀的相同材料(白色鋼化玻璃板)構成,帶有用于插連接部件12的孔47。
前表面部件2d事先帶有一含有光催化劑的表面層,位于與太陽能電池部件相對的表面上。
用于防止水從太陽能電池組件4d的端部侵入的止水部件11是由具有獨立小孔的泡沫硅樹脂構成。
連接部件12由一根變性的PPE構成。
最初,如圖17B中圓圈部分的放大圖所示,在后表面部件3d上,作為接頭的抽頭電極46在太陽能電池部件1d的側面被制成突出狀,放置的太陽能電池部件1d的抽頭電極46被阻力焊接到位于導線10端部的接觸點67。然后止水部件11被放置,以便部分地擠壓太陽能電池部件1d的周邊,前表面部件2d被置于其上。
最后,連接部件12被插進前表面部件2d和后表面部件3d的孔47,連接部件12的上、下端通過超聲波融合被熔化以形成止動部分73,這樣就完成了太陽能電池組件4d。
除了上述的結構,也可以以一種突出到太陽能電池部件的側面的接頭形狀來形成太陽能電池部件的抽頭電極,以與帶有這種突出部分的導線的端部相接觸,并通過阻力焊接或超聲波焊接與凸起的端部相連,這樣容易而安全的獲得電連接,并在拆卸時通過切割這些焊接部分而容易分類。
上述的太陽能電池組件可采用簡單形狀的后和前表面部件,例如帶孔的平板或最終是平的矩形形狀,這樣進一步改善了制造成本、分類/收集性和回收性。
而且用前和后表面部件夾擠太陽能電池部件的帶有止水部件的簡單結構,允許提供低制造成本的太陽能電池組件。
而且前和后表面部件通過將一改錐或類似的物體插入縫隙74或通過切割連接部件和太陽能電池部件的中間部分來容易地分離,僅僅在前和后表面部件之間擠壓,可容易地取出。
而且由于前和后表面部件是由相同部件構成的,當透光性被延長使用后前表面部件上的損傷降低時,可通過交換前和后表面部件來保存原先的透光性。
而且,通過切割抽頭電極和接觸點的焊接部分,太陽能電池部件和導線可容易地拆卸和分離,而對太陽能電池部件沒有熱影響。
在本發明的太陽能電池組件中,即使當部件的一部分在延長的戶外使用中被破壞,也可僅分離被破壞的部件,收集和再使用可用的部件。
而且在壽命期后,太陽能電池組件可被分離成太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件,其可容易地分類和回收。
尤其是,具有更長的壽命期和更高制造成本的太陽能電池部件可被分離而沒有其它部件的殘留物,由此可提供具有出色的回收性能的太陽能電池組件。
權利要求
1.一種太陽能電池組件,包括太陽能電池部件;在所說太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件;以及在所說太陽能電池部件后表面側的后表面部件;其中,所說的前表面部件和所說的后表面部件以一種可分離的方式被連接;至少所說前表面部件和所說的太陽能電池部件是緊密接觸的,或者前表面部件與和所說的太陽能電池部件緊密接觸的固體層緊密接觸;所說的太陽能電池部件、所說的前表面部件和所說的后表面部件可被分離,而不在所說太陽能電池部件上留下所說前表面部件、所說后表面部件或所說固體層的任何殘留物。
2.根據權利要求1的太陽能電池組件,其中所說的組件不包括固體層,并存在以下關系空氣的折射率≤所說前表面部件的折射率≤所說太陽能電池部件的最外層的折射率;或者所說組件包括固體層,并存在如下關系空氣的折射率≤所說前表面部件的折射率≤所說固體層的折射率≤所說太陽能電池部件的最外層的折射率。
3.根據權利要求1的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件由相同的材料構成。
4.根據權利要求1的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件是由相互互溶的材料構成的。
5.根據權利要求1的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件具有相同的形狀。
6.根據權利要求1的太陽能電池組件,其中至少所說的前表面部件和所說的后表面部件中的一個的形狀是平的矩形平板。
7.根據權利要求1的太陽能電池組件,進一步包括一連接分離部分,用于分離所說前表面部件和所說后表面部件的連接。
8.根據權利要求1的太陽能電池組件,進一步包括在所說前表面部件和所說太陽能電池部件之間的具有透光性的彈性薄片。
9.根據權利要求1的太陽能電池組件,其中所說的太陽能電池部件是柔性的。
10.根據權利要求1的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件是通過相互配合而連接的。
11.一種太陽能電池組件,包括太陽能電池部件;在所說太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件;以及在所說太陽能電池部件的后表面側的后表面部件;其中,所說的前表面部件和所說的后表面部件以一種可分離的方式被連接;至少在所說前表面部件的與所說的太陽能電池部件相對的面上提供光催化劑;所說的太陽能電池部件、所說的前表面部件和所說的后表面部件可被分離,而不在所說太陽能電池部件上留下所說前表面部件、所說后表面部件的任何殘留物。
12.根據權利要求11的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件由相同的材料構成。
13.根據權利要求11的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件是由相互互溶的材料構成的。
14.根據權利要求11的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件具有相同的形狀。
15.根據權利要求11的太陽能電池組件,其中至少所說的前表面部件和所說的后表面部件中的一個的形狀是平的矩形平板。
16.根據權利要求11的太陽能電池組件,進一步包括一連接分離部分,用于分離所說前表面部件和所說后表面部件的連接。
17.根據權利要求11的太陽能電池組件,其中所說的太陽能電池部件是柔性的。
18.根據權利要求11的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件是通過相互配合而連接的。
19.一種太陽能電池組件包括太陽能電池部件;在所說太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件;在所說太陽能電池部件的后表面側的后表面部件;以及用于連接所說前表面部件和所說后表面部件的連接部件;其中,所說的前表面部件和所說的后表面部件以一種可分離的方式被連接;至少所說前表面部件和所說太陽能電池部件是緊密接觸的,或所說前表面部件與和所說太陽能電池部件緊密接觸的固體層緊密接觸;所說的太陽能電池部件、所說的前表面部件和所說的后表面部件可被分離,而不在所說太陽能電池部件上留下所說前表面部件、所說后表面部件或所說連接部件的任何殘留物。
20.根據權利要求19的太陽能電池組件,其中,所說的組件不包括固體層,并存在如下關系空氣的折射率≤所說前表面部件的折射率≤所說太陽能電池部件的最外層的折射率,或所說組件包括固體層,并存在如下關系空氣的折射率≤所說前表面部件的折射率≤所說固體層的折射率≤所說太陽能電池部件的最外層的折射率。
21.根據權利要求19的太陽能電池組件,其中,所說的連接部件是由與所說前或后表面部件的材料相同或相互互溶的材料構成;且在分離所說太陽能電池部件、所說前表面部件和所說后表面部件時,至少所說連接部件的一部分是僅僅安裝在構成所說前或后表面部件的相同或相互互溶的材料上。
22.根據權利要求19的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件由相同的材料構成。
23.根據權利要求19的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件是由相互互溶的材料構成的。
24.根據權利要求19的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件具有相同的形狀。
25.根據權利要求19的太陽能電池組件,這里至少所說的前表面部件和所說的后表面部件中的一個的形狀是平的矩形平板。
26.根據權利要求19的太陽能電池組件,進一步包括一在所說前表面部件和所說太陽能電池部件之間的彈性薄片。
27.根據權利要求19的太陽能電池組件,其中所說的太陽能電池部件是柔性的。
28.一種太陽能電池組件包括太陽能電池部件;在所說太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件;在所說太陽能電池部件的后表面側的后表面部件;以及用于連接所說前表面部件和所說后表面部件的連接部件;其中,所說的前表面部件和所說的后表面部件以一種可分離的方式被連接;至少在與所說前表面部件所說的太陽能電池部件相對的面上提供光催化劑;所說的太陽能電池部件、所說的前表面部件和所說的后表面部件可被分離,而不在所說太陽能電池部件上留下所說前表面部件、所說后表面部件或所說連接部件的任何殘留物。
29.根據權利要求28的太陽能電池組件,其中,所說的連接部件是由與所說前或后表面部件的材料相同或相互互溶的材料構成;且在分離所說太陽能電池部件、所說前表面部件和所說后表面部件時,至少所說連接部件的一部分是僅僅安裝在構成所說前或后表面部件的相同或相互互溶的材料上。
30.根據權利要求28的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件由相同的材料構成。
31.根據權利要求28的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件是由相互互溶的材料構成的。
32.根據權利要求28的太陽能電池組件,其中所說的前表面部件和所說的后表面部件具有相同的形狀。
33.根據權利要求28的太陽能電池組件,這里至少所說的前表面部件和所說的后表面部件中的一個的形狀是平的矩形平板。
34.根據權利要求28的太陽能電池組件,其中所說的太陽能電池部件是柔性的。
35.一種發電裝置,其中包括根據權利要求1到34中的任何一項所述的太陽能電池組件和電力轉換設備。
36.一種用于太陽能電池組件的分離方法,其中包括分離根據權利要求1到34中的任何一項所述的太陽能電池組件,以獲得太陽能電池部件。
37.一種用于太陽能電池組件的回收方法,包括以下步驟制備太陽能電池組件,以及使用根據權利要求36的方法獲得的太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件。
全文摘要
本發明提供一種太陽能電池組件,其包括太陽能電池部件、位于太陽能電池部件的受光表面側的前表面部件、和位于太陽能電池部件的后表面側的后表面部件,其中,前表面部件和后表面部件以一種可分離的方式連接,至少前表面部件和太陽能電池部件是緊密接觸的,或前表面部件與一個和太陽能電池部件緊密接觸的固體層緊密接觸,太陽能電池部件、前表面部件和后表面部件可被分離,而不在太陽能電池部件上留下前表面部件、后表面部件或固體層的任何殘留物。
文檔編號E04D3/40GK1265523SQ00103139
公開日2000年9月6日 申請日期2000年1月14日 優先權日1999年1月14日
發明者笹岡誠, 深江公俊, 鹽見哲, 牧田英久, 系山誠紀 申請人:佳能株式會社