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CN102217084A - 高效能太阳能面板和系统 - Google Patents

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CN102217084A
CN102217084A CN2009801451299A CN200980145129A CN102217084A CN 102217084 A CN102217084 A CN 102217084A CN 2009801451299 A CN2009801451299 A CN 2009801451299A CN 200980145129 A CN200980145129 A CN 200980145129A CN 102217084 A CN102217084 A CN 102217084A
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battery
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solar panel
power
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CN2009801451299A
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迈德·尼古垃翰
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Abstract

本发明揭露了一种增强效率的光伏太阳能面板且这种面板可输出交流电(AC)。该面板可包含一密封空间，该密封空间包含第一板，分组的多个能量转换电池，接口矩阵和第二板。该接口矩阵可从该面板以外的位置为单独的能量转换电池或电池的组提供电接口。通过该接口矩阵，一电力模块可连接单独的能量转换电池或电池的组从而优化电力产生效率。本发明还揭露了制作这种面板的方法。本发明进一步揭露了一光伏电力产生系统，其包含至少一个这种的光伏太阳能面板。

Description

高效能太阳能面板和系统
技术领域
本发明涉及太阳能面板领域，尤其是一种增强效率的光伏太阳能面板。
背景技术
我们对化石燃料的依赖导致不断增长的能源成本。温室气体及化石燃料的环境影响近来已创造了巨大的替代能源的机会，例如，举例来说，太阳能。
包含能量转换电池的光伏太阳能面板可将在面板上入射的太阳能转换成电力。
图1例证了一光伏太阳能发电系统的实施。在这个例子中，存在两个并行串，每个串包含六个串联的光伏太阳能面板120。每个面板包括多个能量转换电池110。由系统130产生的整体DC电力供给至一逆变器140，其将DC电力转换为AC电力150，然后反馈供给至配电板160和仪表180，并最终供给至电网190和设备170。在图1所示的系统中，每个面板120内的所述能量转换电池110串联以便调高电压。在系统级上，两个串的每一个内的面板也串联。
串联电路的问题在于包含串联的多个能量转换电池的光伏太阳能面板的总输出可由最弱能量转换电池提供的最小电流确定。具体说明如下，弱能量转换电池为在一光伏太阳能面板中较其他能量转换电池产生较小电流的能量转换电池。该弱能量转换电池较面板中其他的电池存在劣势的电池内在电流产生功能，其产生的原因，例如，举例而言，由于电池的物理损坏，遮光等，或两者结合都将造成电池的故障。为了提高像图1所示的面板输出的总电力，匹配面板内能量转换电池的电流产生能力可以作为主要的考虑因素。能量转换电池的光学属性和电属性中的变化都将导致电流产生能力的不匹配。相关的属性可包含电池厚度的变化，防反射(AR)涂层的变化，半导体掺杂浓度的变化等，或者以上的结合，但不局限于这些。即使面板内的电流产生能力匹配良好的能量转换电池受到附近树木，及/或云，及/或其他物体的遮光，也可基于时间在面板内的个别能量转换电池的电流产生能力中产生变化。再者，面板内与其他正常电池串联的个别故障能量转换电池会限制总电力输出。同样的影响也会作用于包含多个串联的面板的系统上。弱面板会影响多个串联的面板的总电力输出。弱面板的产生原因例如，举例来说，是由于在面板内至少有一个弱能量转换电池或者在所述弱面板上受到局部地遮光。
串联串中的能量转换电池象征性地反向偏置。然而，当在串中存在一个弱能量转换电池时，正常的电池会变为向前偏置并将电力送入电力会消散的该弱能量转换电池。仅以10个串联的电池为例，来自如被遮光的电池的弱能量转换电池的电流大约为自匹配的正常电池的电流的一半。总电压相等并与穿过该弱能量转换电池的电压在符号上相反。正常电池内产生的电力的大部分可能会以热量的形式在弱能量转换电池上消散，从而导致面板内的“热点”。这会导致该弱能量转换电池过热，至少相邻电池中温度会增加，并损坏整个面板。关于光伏系统的计算仿真机电路设计记载在下面的参考文献中，例如，艾登伯(Edenburn)等(“光伏系统的计算仿真”，第十二届IEEE光伏专家会议，1976年，第667～672页)；博比奥(Bobbio)等(“在太阳能电池的串联电阻上”，第十二届IEEE光伏专家会议，1976年，第71～73页)；冈萨雷斯(Gonzalez)和韦佛(Weaver)(“对光伏模块及系统的电路设计的考虑”，第十四届IEEE光伏专家会议，1980年，第582～535页)；以及冈萨雷斯(Gonzalez)等(“中央站应用中多串光伏模块的热点易感性的确定”，第十七届IEEE光伏专家会议，1984年，第668～675页)，上述每一个的内容在此纳入作为参考。
上面与串联电路有关的问题可使用旁路二极管得以改善。图2显示了一面板内多个能量转换电池的示例布局。该面板可包含54个串联的能量转换电池210。这54个能量转换电池210可分成三串，串I 250，串II 260和串III 270。每个串可包括串联的能量转换电池210和旁路二极管220。一个弱能量转换电池会影响其所属串的电力产生，而不会影响另外两串的电力产生。仅举例而言，串II中的弱能量转换电池210’会影响串II 260的电力产生，但不影响串I 250或串III 270的电力产生。
然而，很难应用更多的旁路二极管来进一步改善个别弱能量转换电池对与该弱能量转换电池串联的能量转换电池串的电力产生。这是因为很难接口个别能量转换电池或接口包含有在面板内密封的小量电连接的能量转换电池的一组。
发明内容
在一个实施例中，提供一种光伏太阳能电池面板，其在密封空间中应用排列成多个组的能量转换电池。提供一接口矩阵，其包含多个电导体，这些电导体与所述组电连接并延伸到所述密封空间之外，从而从面板以外的位置为所述组提供电接口。描述了制造所述接口矩阵的示例方法。
在这个实施例的一个应用中，该密封空间由彼此相邻的第一板和第二板提供，在这两个板之间定义出一空间。在所述空间中的至少一个层压层用于为该空间中的所述能量转换电池提供密封。也可以替换使用其他密封空间的方法。该第一板基本上为透明，用来让太阳辐射入射到该面板上。
在一些实施例中，一光伏太阳能面板可包括光伏电池，高电压能量转换电池等，或以上的组合。一高压能量转换电池可包括多个子电池。一高压能量转换电池可产生高压电力，其基本正比于高压能量转换电池所包括的子电池的数量。
在一些实施例中，一光伏太阳能电池面板可产生交流(AC)电力。一光伏太阳能电池面板可包括一电力模块。电力模块可位于该面板的外表面上。
一些实施例可包括制造包括有接口矩阵的电力太阳能电池面板的方法。
在其他实施例中，一光伏电力产生系统可包含至少一个在此所述的光伏太阳能面板。
附图说明
图1说明了包含多个串联光伏太阳能面板的一光伏电力产生系统；
图2说明了包含多个能量转换电池和旁路二极管的一光伏太阳能面板；
图3A说明了实施例中接口矩阵的剖视图；
图3B说明了实施例中接口矩阵的剖视图；
图3C说明了实施例中接口矩阵的剖视图；
图3D说明了实施例中接口矩阵的剖视图；
图3E说明了实施例中接口矩阵的剖视图；
图4A说明了具有接口矩阵和电力模块的一示例光伏太阳能电池面板；
图4A-1说明了图4A中显示的示例光伏太阳能面板的组分层；
图4B说明了具有接口矩阵和电力模块的一示例光伏太阳能电池面板；
图4B-1说明了图4B中显示的示例光伏太阳能面板的组分层；
图5说明了包含一接口矩阵的一示例光伏太阳能面板的剖视图；
图6A说明了具有专用电子的一示例能量转换电池的剖视图；
图6B说明了具有专用旁路二极管的一示例能量转换电池的剖视图；
图7A说明了两个图6A中显示的能量转换电池利用金属带形成一串的剖视图；
图7B说明了两个图6A中显示的能量转换电池利用金属针形成一串的剖视图；
图8说明了将图6A中显示的能量转换电池封装成一光伏太阳能面板的剖视图；
图9A说明了具有连接接口矩阵的专用电子的一组能量转换电池；
图9B说明了串联连接至接口矩阵的多组能量转换电池，其中每组包括专用电子；
图9C说明了并联且连接接口矩阵的多组能量转换电池；
图9D说明了连接接口矩阵的多组能量转换电池；
图9E说明了连接连接接口矩阵的子矩阵的多组能量转换电池；
图10A说明了一示例电力模块的框图；
图10B说明了一示例电力模块的框图；
图10C说明了包含光伏太阳能面板和电力模块的一示例AC面板的框图；
图11说明了包含能量转换电池组和电力模块的一示例AC面板的框图；
图12A说明了实施例中三个串联的能量转换电池的剖视图；
图12B包括了图12B-1，图12B-2和图12B-3，说明了一示例高压电池；
图13说明了光伏太阳能电池面板的一示例制造方法；
图14说明了包含多个AC面板的光伏电力产生系统，其中每个光伏太阳能面板包含一电力模块；
图15A说明了具有电连接组件的一示例电力模块，藉以一AC面板可输出由该面板产生的AC；
图15B说明了AC面板通过电力模块与图15A中示例显示的电连接组件的一示例连接；以及
图15C说明了AC面板通过电力模块与图15A中示例显示的电连接组件的一示例连接。
具体实施方式
该本申请一般涉及一种光伏太阳能面板以及具有增强效率的光伏太阳能面板的系统。
一光伏太阳能面板可包含彼此相邻的第一板和第二板，在这两个板之间定义出一空间，能量转换电池在所述空间中排列为多个组，且一接口矩阵在所述空间中。第一板和第二板之间包括的所述空间可密封以便在其内封套所述能量转换电池。该接口矩阵可包含多个电导体，这些电导体与能量转换电池组电连接并延伸到所述空间之外，以便从该面板外面的位置为组提供电接口。
一光伏太阳能面板可包含第一板。该第一板可大体上为透明，以便太阳辐射入射到该面板上。如此处所用，除非另作说明，大体上代表了其所述数值的+/-20％的变量。仅举例而言，第一板可将入射到面板上的太阳辐射的至少大约50％，或者至少大约60％，或者至少大约70％，或者至少大约80％，或者至少大约90％，或者至少大约95％传送至能量转换电池。如此所用地，大约代表其述数值的+/-20％变量，除非另作说明。第一板可包含至少一材料，其选自玻璃，聚氟乙烯(PVF)，聚酯，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，聚酯薄膜，塑料，聚乙烯，聚酰亚胺，聚酰亚胺和聚二氟化物(polydinofluoride)的其中之一。第一板的厚度可形成大约1微米至大约50厘米，或形成大约10微米至大约10厘米，或形成大约100微米至大约1厘米，或形成大约1毫米至大约8毫米，或形成大约2毫米至大约5毫米。该第一板可包含一防反射(AR)涂层。该AR涂层可包含一介电堆栈及/或至少一材料，其选自含氟聚合物，氧化锌，二氧化钛，二氧化硅，铟锡氧化物，氮化硅，氟化镁等。仅举例而言，该第一板可包含具有低铁含量的淬火和机理玻璃，其利用Amrani A.K.等人(“太阳能电池模块制造”，光能国际杂志，卷2007，论文ID27610)所描述的处理过程进行处理，在此将内容纳入作为参考。
一光伏太阳能面板可包含第二板。该第二板可包含至少一材料，其选自玻璃，聚氟乙烯(PVF)，聚酯，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，聚酯薄膜，塑料，聚乙烯，聚酰亚胺，聚酰亚胺和聚二氟化物(polydinofluoride)。该第二板的厚度可形成大约1毫米至大约50厘米，或形成大约10微米至大约10厘米，或者形成大约100微米至大约1厘米，或者形成大约1毫米至大约8毫米，或者形成大约2毫米至大约5毫米。该第二板可传送接触该第二板的太阳辐射的大约小于50％，或者大约小于40％，或者大约小于30％，或者大约小于20％，或者大约小于10％，或者大约小于5％。该第二板可包含一反射涂层，从而经过能量转换电池的太阳辐射通常都可由该涂层反射回电池。该反射涂层可包含一介电堆栈及/或至少一材料，其选自，例如，金(Au)，银(Ag)，铜(Cu)，铝(Al)，镁(Mg)，镍(Ni)，铁(Fe)，铬(Cr)，钼(Mo)，钨(W)，钛(Ti)，钴(Co)，钽(Ta)，铌(Nb)，锆(Zr)，不锈钢等。该反射涂层可包含一介电堆栈及/或至少一个合金，其包含至少一个元素，例如选自，金(Au)，银(Ag)，铜(Cu)，铝(Al)，镁(Mg)，镍(Ni)，铁(Fe)，铬(Cr)，钼(Mo)，钨(W)，钛(Ti)，钴(Co)，钽(Ta)，铌(Nb)和锆(Zr)。
该第二板可包含与第一板相同的材料及/或相同的厚度。该第二板可包含与第一板不同的材料或不同的厚度。仅举例而言，该第二板可包含与第一板相同的材料，但经过与第一板不同的处理，从而该第二板与第一板相比对太阳辐射的传送要少。处理可包含，例如，一机械或化学表面处理，对材料的元素含量的修改(如，增加或减少)等，或以上的结合。再者，设计该第二板的方式可用来提高去除来自第一板和第二板之间空间的热量。所述去除可同时凭藉传导和辐射。
一光伏太阳能面板可包含至少一个能量转换电池。该能量转换电池可，例如，举例来说，一光伏电池(也为已知的太阳能电池)。光伏电池可由独立的单晶硅或多晶硅(multicrystalline/又为已知的polycrystalline)的晶片组成。光伏电池可由薄膜技术制造。光伏电池可通过在一基板上沉积一个或多个光伏材料的薄层(薄膜)而形成，该基板例如，举例来说，这里所述的第一板或第二板，然后通过激光划片限定出各个电池。该基板可包含至少一材料，其选自玻璃，塑料或金属。该光伏材料可包含碲化铬(CdTe)，铜铟镓硒(CIGS)，无定形硅(a-Si)，或一层无定形硅和多晶硅彼此顶部沉积所在的硅双结。基于薄膜技术制造的光伏电池可包含，例如，举例来说，碲化铬(CdTe)，铜铟镓硒(CIGS)，燃料增敏化太阳能电池(DSC)，如由科纳卡(Konarka)技术公司(www.konarka.com)生产的电源塑料(Power Plastic
Figure BPA00001371678800071
)材料的有机太阳能电池，薄膜硅(TF-Si)，或者无定形硅(a-Si)。熟悉本领域的技术人员可以认识到这里所述的技术应用于各类能量转换电池，包括上面示例提及的那些。
一光伏太阳能面板可包含多个能量转换电池。在一光伏太阳能面板内，能量转换电池可在第一板和第二板之间并邻近地在大体呈两维的平面上分布。如此处所用，“两维平面”可称为大体上与第一板及/或第二板平行的一平面。每个能量转换电池可具有一正极性和一负极性，并可处于电池的一侧或相对侧。如此处所用，能量转换电池的一侧可称为该电池与光伏太阳能面板的两维平面大体平行的一外表面。一顶侧可称为最靠近第一板的该侧。并且，一底侧可称为最靠近第二板的该侧。能量转换电池可通过串联，或并联，或两者的结合进行彼此的连接。一光伏太阳能电池面板内的能量转换电池可分为多个组，例如，举例来说，至少两个组，或至少三个组，或至少四个组，或至少五个组，或至少六个组，或至少七个组，或至少八个组，或至少九个组，或至少十个组，或至少十一个组，或至少十二个组，或更多。如此处所用，一组可称为一定数量的能量转换电池。一组可包含至少一个能量转换电池，或至少两个电池，或至少三个电池，或至少四个电池，或至少五个电池，或至少六个电池，或至少七个电池，或至少八个电池，或至少十个电池，或至少二十个电池，或至少五十个电池，或比五十个电池更多。一组可包含少于二十个能量转换电池，或少于十五个电池，或少于十二个电池，或少于十个电池，或少于八个电池，或少于六个电池，或少于五个电池，或少于四个电池，或少于三个电池，或少于两个电池。一光伏太阳能电池面板内的所有组可包含相同数量的能量转换电池。在该光伏太阳能面板内至少一个组可包含与其他组不同数量的能量转换电池。如果一组包含一个以上的能量转换电池，则该组内的电池可利用至少一串联，或至少一并联，或两者的结合，彼此连接。每个组可包含至少一正极性端和至少一负极性端，藉以该组可与另一组，及/或一接口矩阵，及/或一电子装置电性连接。一光伏太阳能面板内的多个组可利用至少一串联，或至少一并联，或两者的结合，进行连接。
可以理解地是多个能量转换电池可在一表面上分布或大体上不是两维平面的表面上分布。仅举例而言，能量转换电池可在如角锥的三维结构的外部表面上分布。本申请的说明书主要基于能量转换电池在大体呈两维平面上分布的情况，这仅仅是出于阐述和方便的目的，但不意在限制申请的范围。例如，对于电力塑料有机太阳能电池，此种电池可围绕大体呈三维的结构来包装。
一光伏太阳能面板可包含一接口矩阵。该接口矩阵可为各个能量转换电池及/或能量转换电池组提供接口。该接口可包含，例如，举例来说，机械接口及/或电接口。仅举例而言，电接口可为面板内的各个电池或电池组提供电连接。机械接口可为如薄形二极管，超势垒整流器，直流-直流(DC-DC)转换器，温度传感器及/或其他专用电子器件的电子组件提供适当的凹槽，以便提供特定的电子功能。
该接口矩阵可位于第一板和能量转换电池之间，及/或能量转换电池和第二板之间。该接口矩阵可包含两个或两个以上的子矩阵。这两个或两个以上的子矩阵可彼此相邻或独立设置。仅举例而言，该接口矩阵可包含两个子矩阵。一个在第一板和能量转换电池之间，另一个在能量转换电池和第二板之间。举另一个例子，接口矩阵在大体呈两维的平面上可包含两个或两个以上的子矩阵，该平面大体平行于能量转换电池所处的平面，其中一个子矩阵可电连接各个能量转换电池及/或电池组的正极性，并且另一个子矩阵可连接电连接各个能量转换电池及/或电池组的负极性。可选地，接口的一个子矩阵可在面板的一侧上为一组电池提供连接而另一个或其他子矩阵可在面板的另一端上为另组或其他组电池提供连接。该接口矩阵可将入射到面板上的太阳辐射的大约至少50％，或者大约至少60％，或大约至少70％，或大约至少80％，或大约至少90％，或大约至少95％传送至能量转换电池。该接口矩阵可传送到达面板内接口矩阵的太阳辐射的大约至少50％，或大约至少60％，或大约至少70％，或大约至少80％，或大约至少90％，或大约至少95％。如果当接口矩阵包含两个或两个以上的子矩阵的情况下，接口矩阵或一子矩阵位于能量转换电池和第二板之间，该接口矩阵或该子矩阵可包含一反射涂层，从而到达该接口矩阵(或该子矩阵)的太阳辐射一般可由涂层反射回电池。该反射涂层可包含任何合适的介电堆栈及/或至少一材料，其选自，例如，金(Au)，银(Ag)，铜(Cu)，铝(Al)，镁(Mg)，镍(Ni)，铁(Fe)，铬(Cr)，钼(Mo)，钨(W)，钛(Ti)，钴(Co)，钽(Ta)，铌(Nb)，锆(Zr)，不锈钢等。该反射涂层可包含任何合适的介电堆栈及/或至少一个合金，其包含至少一个元素，例如选自，金(Au)，银(Ag)，铜(Cu)，铝(Al)，镁(Mg)，镍(Ni)，铁(Fe)，铬(Cr)，钼(Mo)，钨(W)，钛(Ti)，钴(Co)，钽(Ta)，铌(Nb)和锆(Zr)。
所述接口矩阵可包含一个或一个以上的介电二极管，如一印制电路板(PCB)的一电镀绝缘的介电二极管。一介电体可形成一绝缘面。该介电体的厚度可形成大约1纳米至大约50厘米，或形成大约1微米至大约10厘米，或形成大约10微米至大约1厘米，或形成大约50微米至大约1毫米，或形成大约100微米至大约500微米。该介电体可包含至少一层材料。该材料可基于各种考虑选择。仅举例而言，所述考虑可包含高导热，耐久力，蒸气(如，水蒸气)的低渗透，对相邻材料的化学相容性和粘结力，生产过程(如，热压层压过程)的兼容性，阻燃，以及与相邻材料兼容的延展的低温系数及延展的温度系数等。高导热藉方便散热而辅助控制能量转换电池的温度。例如，具有高导热的接口矩阵可从面板的背面传送热量至可散热的金属框且金属框如可当作散热器。一示例的金属框在图5中显示为515。第二板可提供有一背腔，其当作热交换器，冷水可流入这个腔而较热的水自其流出，藉以从面板的背面带走热量。在该腔内，水流可按照蛇形路径布置以便增加与面板背面的接触。这有益于电池的能量转换效率，因为电池温度增加每摄氏度可降低大约0.3％-0.5％的电力输出。接口矩阵的介电体的材料可包含至少一材料，其选自聚氟乙烯(PVF)，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酰亚胺，阻燃4(FR-4)。该介电体可包含PVF，又已知为氟化乙烯，其为具有重复氟乙烯单元的一含氟聚合物。PVF可具有对蒸气的低渗透，低易燃，及对风化，染色和大多数化学品良好的抗力。该PVF应用为各色膜及/或各种最终用途的配方，以及应用为特种涂料的树脂。该PVF可从杜邦公司购买。接口矩阵的介电体可包含聚酯薄膜或双向型聚对苯二甲酸乙二醇酯(boPET)。该介电体可包含聚酰亚胺，其可包含各种工程杂质。聚酰亚胺重量轻，有挠性，且对热量和化学用品有对抗。已知的聚酰亚胺商标名称，例如，聚酰亚胺(Kapton)，Apical，UPILEX，VTEC PI，Norton TH，Kaptrex和Pyralux。一接口矩阵的介电体可包含FR-4，其又可用于制造印制电路板(PCB)。仅举例而言，接口矩阵的一介电体科包含一个或一个以上的聚乙烯层或聚酯层。举另一个例子，接口矩阵的介电体可包含高导热材料层，其夹在具有良好粘结属性的两个层之间。
如果接口矩阵包含两个或两个以上的子矩阵，其中任意一个可包含一介电体。在一些实施例中，接口绝阵的介电体会与第一板，及/或第二板，及/或第一板和第二板之间的任意中间层配合。
接口矩阵可包含多个电导体。这些电导体可电连接一光伏太阳能面板内的一组内，及/或不同组内的能量转换电池。这些电导体可延伸到由能量转换电池限定的空间之外，以便从所述空间及/或面板以外的位置为个别能量转换电池及/或电池组提供电接口。这些电导体可将个别能量转换电池及/或电池组产生的电力传递至空间及/或面板以外的位置。这些电导体可将个别能量转换电池及/或电池组电连接至处于空间及/或面板以外的位置上的其他电子装置。
一电导体可包含至少一个低电阻的导电材料。例如，电阻率可大约小于10000欧姆·毫米(ohm·mm)，或大约小于1000欧姆·毫米，或大约小于500欧姆·毫米，或大约小于100欧姆·毫米，或大约小于50欧姆·毫米，或大约小于1欧姆·毫米，或小于10-3欧姆·毫米。导电材料可包含选自铜，铝，锡，镀锡铜，银，钢，不锈钢，黄铜和青铜等的一种，或以上各种的组合。例如，没有任何限制，铜带可形成大约2毫米至5毫米宽并形成大约50微米至大约300微米厚，由大约10微米至大约30微米的锡层覆盖。电导体的剖面形状可选自长方形，圆形，椭圆形，方形等的一种。电导体可包含一导电带，导电油墨，导电轨道，导电线等。
接口矩阵的电导体可以各种方式布置。电导体，例如，举例来说，一导电轨道可使用自粘带形成，例如，举例来说，由3M公司生产的。这些自粘带可导电。仅举例而言，这些自粘带可包含金属带。这些自粘带可不导电但可将导电轨道粘结于介电体。电导体可通过在介电体的表面上印制导电油墨形成。电导体可利用表面涂覆了具导电材料的介电体而形成，该导电材料如一金属，然后在与光刻相似的过程中处理涂覆表面，从而蚀刻掉不需要的导电材料。所述金属可包含，例如，铜，铝，锡，镀锡铜，银，钢，不锈钢，黄铜和青铜等，或以上各种的组合。电导体可内嵌于接口矩阵的介电体中，使得至少一部分的电导体暴露出来。电导体的暴露部分可包括，例如，举例来说，电导体的暴露的导电表面，悬挂端延伸到介电体之外等，或上述组合。仅举例而言，导电线可置于一模中，该模可填充树脂，然后固化该树脂。这些导电线可包括延伸到介电体之外的悬挂端，从而内嵌于介电体内的导电线可通过将所述悬挂端焊接到个别能量转换电池及/或一组电池来电连接这个别能量转换电池及/或一组电池。该焊接可使用凯斯特(Kester)(www.kester.com)提供的无铅焊料。助焊剂可为非固体，免清洗的助焊剂，如也是凯斯特提供的#979T或#951。在一些实施例中，在能量转换电池和接口矩阵之间存在额外的材料层，其中至少一部分电导体可穿透该附加层，从而与个别电池及/或一组电池电连接。
图3A至图3E说明了接口矩阵的示例布局的剖视图。在图3A中，该接口矩阵可包括一电体310，电导体320和粘结剂330。该粘结剂330可将电导体320粘结于介电体310。电导体可直接与个别能量转换电池及/或一组电池接触电连接。在图3B中，该接口矩阵可包括一介电体310和电导体320。电导体320可内嵌于介电体310中，其中至少一部分电导体，例如，举例来说，电导体的表面被暴露，从而该电导体可直接与个别能量转换电池及/或一组电池接触电连接。在图3C中，该接口矩阵可包括介电体310和电导体320。电导体320可内嵌于介电体310中。电导体可包括，例如，举例来说，悬挂端延伸到介电体310之外并通过将这些悬挂端与个别能量转换电池及/或一组电池焊接来电连接这个别能量转换电池及/或一组电池。该焊接可使用凯斯特(www.kester.com)提供的无铅焊料。助焊剂可为无固相，免清洗的助焊剂，如也是凯斯特提供的#979T或#951。电导体的每一个都可具有矩形剖面形状。在图3D中，该接口矩阵可包括介电体310，电导体320和焊接垫340。电导体320可内嵌于介电体310中，焊接垫340可穿透该介电体310。电导体320可通过焊接垫340电连接个别能量转换电池及/或一组电池。电导体的每一个可具有一矩形剖面形状。在图3E中，该接口矩阵包括一介电体310和电导体320。电导体320可内嵌于给介电体310中。电导体可包括，例如，举例来说，延伸到介电体310之外的悬挂端并可电连接个别能量转换电池及/或一组电池。电导体的每一个可具有圆形剖面形状。
电导体可延伸超过由第一板和第二板限定的空间直到密封空间及/或光伏太阳能面板之外的位置。
光伏太阳能面板可在第一板和第二板限定的空间中包含一层压层。该层压层可为该空间中的能量转换电池提供密封。该层压层可包含第一板，能量转换电池，接口矩阵和第二板。该层压层可进一步包含至少一层的密封剂。该密封剂可包含，例如，举例来说，乙烯酸醋乙烯酯(EVA)。该层压层可包含至少两层的密封剂，一个密封剂层在能量转换电池的每侧上。接口矩阵可从层压层之外或面板之外的位置为个别能量转换电池及/或一组能量转换电池提供电接口。
图4A说明了具有电力模块415的一示例光伏太阳能面板，其中面板中的能量转换电池405可通过接口矩阵450电连接。该面板可包含54个能量转换电池405，但不局限于此。这54个能量转换电池405可分为9个组408。每个组408中的能量转换电池405可在内部串联。每个组可包含一正极性402和一负极性403。每个组408的该正极性402和该负极性403可经由接口矩阵450的电导体455与电力模块415(图中右侧矩形框所示)连接。该电力模块415可在面板的背面上安装或永久连接。
图4A-1说明了在图4A中显示的示例光伏太阳能面板的组分层。图4B-1中相同的符号也代表图4A中相同的零件。该示例的光伏太阳能面板可包含第一板410，其包含，如玻璃或最好为低铁钢化玻璃；密封剂层420，其包含，如EVA；在大体呈两维平面中分布的能量转换电池430；第二密封剂层440，其包含，如EVA；具有电导体455的接口矩阵450；第三密封剂层460，其包含，如EVA；以及第二板470，其包含，如PVF。该玻璃或最好为低铁钢化玻璃的第一板410可包含防反射涂层并经炼制。该接口矩阵450可从面板以外的位置为层压层内的个别能量转换电池405或电连接的电池405的组408提供电接口。至少一个电力模块415位于面板之外。电力模块415可通过接口矩阵450的电导体455电连接面板内的个别能量转换电池405或组408。
图4B说明了具有电力模块415的另一个示例光伏太阳能面板，其中，面板中的能量转换电池405可通过接口矩阵450电连接。图4B-1中显示的相同的符号代表图4A和图4A-1中的相同的零件。该面板可包含54个能量转换单元405，但不局限于。这54个能量转换单元405可分为三个组408，其中每个组可包含18个电池405。每6个电池串联形成一子组460；且三个组408的每一个中的三个子组460通过接口矩阵450的电导体455A串联，从而形成如此的18个电池的组408。这三个组408可经由接口矩阵450的电导体455B和电力模块415并联。在这个情况中，来自面板的电力模块415的两个电导体形成该电力模块415的正极性端415A和负极性端415B。
图4B-1说明了图4B中显示的示例光伏太阳能面板的组分层。图4B-1中显示的相同的符号代表图4A，图4A-1和图4B中相同的零件。该示例光伏太阳能面板可包含第一板410，其包含，如玻璃或最好为低铁钢化玻璃；密封剂层420，其包含，如EVA；在大体呈两维平面中分布的能量转换电池430；第二密封剂层440，其包含，如EVA；具有电导体455的接口矩阵450；第三密封剂层460，其包含，如EVA；第三密封层460，其包含，如EVA；以及第二板470，其包含，如PVF或氟化乙烯(Tedlar)。该玻璃或最好为低铁钢化玻璃的第一板410可包含防反射(AR)涂层。该接口矩阵450可从面板以外的位置为层压层内的个别能量转换电池405或电连接的电池405的组408提供电接口。至少一个电力模块415位于面板之外。电力模块415可通过接口矩阵450的电导体455电连接面板内的个别能量转换电池405或组408。
可以理解地是图4A和图4B仅是出于阐述的目的并不局限本申请的范围。清楚地是接口矩阵可实现众多的拓扑连接结构。
图5显示了一示例光伏太阳能面板的剖视图。505代表第一板510上的防反射涂层；510代表第一板；515代表框；520代表密封剂；525代表能量转换电池；530代表能量转换电池间的电连接；535代表连接能量转换电池与接口矩阵540的电导体545的电连接；540代表接口矩阵；545代表接口矩阵540的电导体；548代表接口矩阵540的介电体；550代表第二板；560代表电力模块；565代表电力模块560内的印制电路板(PCB)；570代表密封胶；572代表连接器；575代表应变消除机制；580代表引线；以及585代表交配连接器、第一板510可为玻璃，最好为低铁钢化玻璃。第二板550可为PVF或氟化乙烯(Tedlar)板。引线580为可自面板传递出交流电(AC)的线路。这个线路可为多导体线路，从而其可适应单相位，两相，分相和三相传输。密封空间可包含在第一板510和第二板550之间的密封空间，并可包括第一板510，密封剂520，在大体呈两维平面上分布的能量转换电池525并通过电连接530彼此连接，具有介电体548和电导体545的接口矩阵540并通过电连接535连接能量转换电池或电池组，以及第二板550。框515可包括，例如，举例来说，为了安全可连接AC接地的铝。面板可包括至少一层密封剂，其中至少一层密封剂可位于第一板和能量转换电池之间，及/或能量转换电池和接口矩阵之间，及/或接口矩阵和第二板之间。电力模块560可包括电子组件，可将面板内的能量转换电池产生的DC电力转换成AC电力。该电力模块560可包括采样及/或修正DC或AC以产生适于传送至例如应用装置及/或电网的电力的组件，该电力入AC电力。该电力模块560可包括监测面板性能的组件。仅举例而言，该电力模块560可包括在面板背面或靠近该背面测量温度的温度传感器(图中未示)。参见下面关于电力模块的说明。引线580可为具有2，3，4，5或更多导体的AC电缆并可由匹配的连接器585终止。连接器572和匹配的连接器585可为面板提供至，例如，举例来说，其他面板的连接。引线580可通过应变消除机制575连接电力模块560，该机制575还可提供如霍克(Hawke)国际(www.ehawke.com)销售的密封。
个别能量转换电池可电连接至专用电子器件。如此处上所用，专用电子器件称为采样及/或修正从个别能量转换电池及/或电池组输入的电力的电子器件。专用电子器件可位于光伏太阳能电池面板的密封空间内。至少一部分专用电子器件可位于面板的密封空间之外。专用电子器件可包含至少一个组件是选自旁路二极管，DC-DC转换器，最大功率点跟踪(MPPT)电路等的其中一个，或上述的组合。仅举例而言，专用电子器件可包括薄形旁路二极管。旁路二极管可履行IEC 61730-2太阳能安全标准的规定。该旁路二极管可至少包含选自肖特基二极管一PN二极管，和超势垒整流器(SBR)，例如，举例来说，Diodes公司提供的零件编号SBR10U45SP5的其中之一。可使用Microsemi公司提供的如肖特基二极管的薄形二极管(零件编号SFDS1045L和SFDS1045LH)。例如Rodov V.等人(工业应用IEEE学报，卷44，编号1，第234～237页，2008.1/2)和成型I(电力系统设计，第55～52页，2008.12)中都可以发现关于SBR的内容描述，两个出处的每一个均在此纳入作为参考。术语“旁路二极管”作为通用形式使用且其指具整流在一个方向内经过而不经过另一个方向的效果的任意装置或装置的组合。一DC-DC转换器可增加及/或调整个别能量转换电池或电池组的产生DC的输出电压。具有或不具有专用电子器件的个别能量转换电池可电性串联或并联或两者组合至其他个别能量转换单元，至少局部地通过接口矩阵及/或其他电池组，从而形成一光伏太阳能面板。一MPPT电路或算法可自太阳发现或追踪到每个能量转换电池或一组电池的主要负载条件以及照明条件所需的最大电力点，反过来可确定每个电池或一组电池的光学操作电压和电流。美国专利第6,046,919，7,394,237，以及7,479,774号描述了各种适于MPPT算法的方法，每一个均在此纳入作为参考。简略而言，来自太阳般的DC电力可在一时间间隔内使用来自DC电压传感器及/或电流传感器的信号计算。这个电力可与相同时间间隔内的电力比较，而不是从一较早时间点。同时该DC电压可与一较早点的电压比较。如果DC电力及/或DC电压中存在变化，则电压可根据电力随电压的变化率改变一增量。电力和电压的计算及/或比较可在不同时间上重复。时间间隔可预先确定。该时间间隔可固定。仅举例而言，该时间间隔可从大约1毫秒至大约60秒，或从大约10毫秒至30秒，从大约50毫秒至大约10秒。该时间间隔可改变。仅举例而言，该时间间隔可以电力及/或计算及/或比较的前一个周期的电压中的变化幅度来变化。这种算法可内嵌于电力模块内的微控制器中。
图6A说明了具有专用电子器件的能量转换电池的示例实施方式的示意图。该能量转换电池壳为光伏电池。在图6A中，600代表进来的太阳辐射；610代表能量转换电池；611代表遭受进来的太阳辐射600的顶侧上的母线，其可电连接能量转换电池610和N型半导体612并可收集到达能量转换电池610的顶侧如电子的电荷载子；612代表N型半导体；613代表P型半导体；614代表P-N结；615代表导电层，如金属层，其可电连接能量转换电池610的P型半导体613，及/或专用电子器件616；616代表电连接能量转换电池610的专用电子器件，其中，这些专用电子器件可包含旁路二极管，DC-DC转换器，MPPT电路，或具有执行特定任务的嵌入算法的集成电路芯片等，或以上的组合；617代表导电层，如金属层，其可电连接能量转换电池610的N型半导体612，及/或母线611，及/或专用电子器件616；以及618代表绝缘体，其可将N型半导体612和P型半导体613自母线611和导电层617绝缘。
图6B说明了具有包括有旁路二极管619的专用电子器件的一示例能量转换电池。图6B中显示的相同的符号代表图6A中相同的零件。619代表旁路二极管；620代表旁路二极管619的N型半导体，621代表旁路二极管619的P型半导体；以及622代表旁路二极管619的P-N结。
可以理解地是图6A和图6B仅出于阐述的目的并不作为显示本申请的范围。具有较靠近电池顶侧的P型半导体和较靠近电池底侧的N型半导体的一能量转换电池可使用与图6A和图6B中所描述的相似布局。
能量转换电池的顶侧可包括一防反射(AR)涂层(图6A和图6B中未示)。一防反射涂层可包含，例如，举例来说，氮化硅，其可利用如丝网印制至少局部金属化。遭受太阳辐射的能量转换电池的顶侧可包含一导电材料，其可具有一多样几何结构。参见，例如，格林M.A.(“太阳能电池”，新南威尔士大学，1998.12，第153～161页)，其内容在此纳入作为参考。该导电材料可收集电荷载子，如，到达顶侧的电子。该导电材料科包含一宽道，其可称作“母线611”。一能量转换电池壳具有一个或一个以上的母线。这些母线可电连接电极。母线611可位于一能量转换电池的顶侧，从例如串联或并联或两者结合地电连接若干能量转换电池。母线611可将电荷载子从能量转换电池传递出来。美国专利第4,542,258号中记载了关于母线611的内容，在此将其纳入作为参考。一能量转换电池的底侧可利用反射及/或导电的材料覆盖。该材料可为，例如，举例来说，一金属。该金属可包含，例如，举例来说，铝。可存在导线，例如，举例来说，与电池底侧上的材料电接触的银。该导线与电池顶侧上的母线611相似。导线收集到达能量转换电池的低侧的电荷载子及/或将这些电荷载子从该电池传递出来。
图6A中以616表示的专用电子器件或者图6B中以619表示的旁路二极管会占用大约0.1立方毫米至大约100立方毫米，或大约1立方毫米至80立方毫米，或大约5立方毫米至50立方毫米，或大约10立方毫米至40立方毫米，或大约20立方毫米至30立方毫米，或大约25立方毫米。该体积在平行于能量转换电池的顶侧及/或底侧的方向中可包含选自矩形，方形，圆形，椭圆形，菱形，梯形等的其中一种剖面形状，或以上的组合。这个体积的至少两侧可金属化用作旁路二极管的极性来讲该旁路二极管电连接能量转换电池，而不限于藉由热压粘合或导电胶。在图6A和图6B中体现出提供了绝缘体618用来避免例如，举例来说，N型半导体612，P型半导体613，和如旁路二极管619的专用电子器件616之间的电短路。该绝缘体618可包含真空，空气或适当的介电材料。适当的介电材料可至少包括选自乙烯酸醋乙烯脂(EVA)和聚氟乙烯(PVF)。可以理解地是图6A和图6B中的零件仅出于阐述的目的，并不限制本申请的范围。该旁路二极管未封装并以完全处理晶片的形式属本发明的范围内，其中如果将旁路二极管连接太阳能电池的问题变为晶片与晶片粘合的问题，就可使用如锡的软金属通过热压技术实现。
旁路二极管可包含具有调整能力的任意装置，一般旨在旁路二极管的参考文献如下：美国专利第4,542,258号，第4,577,051号，第4,759,803号，第5,616,185号，第6,262,358号，第6,313,395号，第6,326,540-B1号，第6,690,041-B1号，第6,799,742号，第6,979,771号，第7,449,630-B2号，每一个均在此将内容纳入作为参考。
具有如图6A和如图6B所示的专用电子器件的能量转换电池可利用例如，举例来说，金属带，金属针等，或两者的组合进行电连接。仅举例而言，图7A显示了使用金属带730串联的两个这样的能量转换电池720以便形成一串；以及图7B显示了可使用金属针740串联的两个这样的能量转换电池720以便形成一串一金属带730(图7A)或金属针740(图7B)可将一能量转换电池的正极性电连接至下一个能量转换电池的负极性从而形成一串联。金属带或金属针可将一能量转换电池的正极性电连接至下一个能量转换电池的正极性，并将该能量转换电池的负极性连接至该下一个能量转换电池的负极性，从而形成一并联。
具有如图6A和图6B所示的专用电子器件的能量转换电池可电连接在一起，如图7A和图7B中所示，用于形成一串，进而封装成一光伏太阳能面板。如上所述，一串指为电性串联的能量转换电池或光伏太阳能面板。仅举例而言，一串可指为在面板内串联的一组能量转换电池；一串可指为在面板内串联的能量转换电池组；一串可指为串联的若干面板。
图8显示了将具有专用电子器件的这样的能量转换电池示例封装成一光伏太阳能电池面板。810代表进来的太阳辐射；811代表第一板，如，玻璃板，或最好为低铁钢化玻璃。该第一板811可包含一防反射(AR)涂层。812代表第一密封剂层。813代表在底侧上具有导电层819和专用电子器件814的能量转换电池。专用电子器件814可包括旁路二极管，DC-DC转换器，MPPT电路等，或以上的组合。能量转换电池可通过一电连接818串联，该电连接例如，举例来说，为金属带，金属针等，或两者的组合。815代表绝缘层。816代表第二密封剂层。817代表第二板。该第二板817可包含聚氟乙烯(PVF)膜。第一密封剂层812及/或第二密封剂层816可包含乙烯酸醋乙烯脂(EVA)。该绝缘层815可提供用于容纳专用电子器件814，藉以为能量转换电池与第二板817结合提供两个平行表面。这个结构进而会使用例如热压层压凭借两个层的密封剂(812和816)进行密封。812，813，814，815和816可在第一板811和第二板817之间密封从而产生出密封空间。具有专用电子器件的能量转换电池的示例布局会便于制造面板，这是因为，例如，举例来说，能量转换电池813在大体呈两维的平面内分布，及/或专用电子器件814容纳于具有至少两个平行表面(如，一个平行表面在电池的底侧上与导电层819接触，而另一个平行表面与密封剂816的第二层接触)的绝缘层815中。这会便于具有或不具有专用电子器件814的能量转换电池813层压和封装成具有至少两个平行表面(如817和812)的平面并便于产生出密封空间。太阳辐射作用于第一板811并到达能量转换电池813用于光伏的产生。
一组电池可电连接专用电子器件。专用电子器件可至少包含选自旁路二极管，DC-DC转换器，MPPT电路，或具有执行特定任务的嵌入算法的集成电路芯片，例如，举例来说，MPPT算法，等等的其中之一，或以上的组合。电连接一组电池的专用电子器件类似于上述电连接至个别能量转换电池的专用电子器件。具有或不具有专用电子器件的一组电池可串联或并联或两者结合地电连接至个别能量转换电池及/或其他电池组并在光伏太阳能电池面板中的一密封空间内密封，如上所述。
图9A说明了具有专用电子器件930的示例组910的示意图。该组910可包含一个能量转换电池920。对于熟悉本领域的技术人员而言，每个能量转换电池920可包含多个能量转换电池920。一组910内的能量转换电池920可电性串联。该组910可电连接至专用电子器件930。这些专用电子器件930可至少包含选自旁路二极管，DC-DC转换器，MPPT电路，或具有执行特定任务的嵌入算法的集成电路芯片等的其中之一，或以上的组合。具有其专用电子器件930的组910可包含正极性输出940和负极性输出950。组910可电连接接口矩阵955。该接口矩阵955可包含至少一个在组910之外的电连接(图中未示)。组910与其专用电子器件930之间的电连接可通过接口矩阵955来实现。
图9B说明了一示例光伏太阳能面板的示意图。该面板可包括多个组910。每个组910可包含至少一个能量转换电池920。每个组910中的至少一个能量转换电池920可电性串联。每个组910可包含专用电子器件930。这些专用电子器件930可包含至少一个组件是选自旁路二极管，DC-DC转换器，MPPT电路，或具有执行特定任务的嵌入算法的集成电路芯片等的其中之一，或以上的组合。多个组910可电性串联。这些串联的组910可通过正极性输出960和负极性输出970电连接至接口矩阵955。组910内的电池的所有或局部连接及/或专用电子器件930的全部或局部连接可通过接口矩阵955实现。由面板产生的电力可经由接口矩阵955自面板传递出去至，例如，举例来说，其他用于进一步处理的电子装置，及/或电器，及/或电网。
图9C说明了一示例光伏太阳能面板的示意图。该面板可包括多个组910。每个组910可包含至少一个能量转换电池920。每个组910中的至少一个能量转换电池920可电性串联。多个组910可电性并联。个别能量转换电池920及/或电池组910可包括专用电子器件。至少一个并联的分支可包括多个组910的电池，这些电池组处于串联，并联(如图4B所示)，或以上两者的结合，其中，每个组可包含专用电子器件930。串联的组910可通过正极性输出960和负极性输出970电连接至接口矩阵955。组910的并联也可由如图4B所示的接口矩阵建立。由面板产生的电力可自面板传递出去至，例如，举例来说，其他用于进一步处理的电子装置，及/或电器，及/或电网。
图9D说明了一示例光伏太阳能面板的示意图。该面板可包括多个组910。每个组910可包含一个或一个以上的能量转换电池920。每个组910中的一个或一个以上的能量转换电池920可电性串联。个别能量转换电池920及/或电池组910可包括专用电子器件。多个组910的每一个可通过正极性输出940和负极性输出950电连接至接口矩阵955。组910经由接口矩阵955可彼此串联，或彼此并联，或两者结合的方式电连接。由面板产生的电力可经由接口矩阵955自面板传递出去至，例如，举例来说，其他用于进一步处理的电子装置，及/或电器，及/或电网。组910可经由彼此独立的借口矩阵955从面板向外传递电力。
图9E说明了一示例光伏太阳能面板的示意图。该面板可包括多个组910。每个组910可包含至少一个能量转换电池920。每个组910中的至少一个能量转换电池920可电性串联。个别能量转换电池920及/或电池组910可包括专用电子器件。每个组910可通过正极性输出940和负极性输出950电连接接口矩阵955的子矩阵955A，955B，955C。接口矩阵955的子矩阵955A，955B，955C可物理地及/或电性地彼此隔离，如图所示。由面板产生的电力可经由接口矩阵955自面板传递出去至，例如，举例来说，其他用于进一步处理的电子装置，及/或电器，及/或电网。组910可将有彼此独立的接口矩阵955的子矩阵955A，955B，955C从面板向外传递电力。
一光伏太阳能面板可电连接位于面板之外的一电力模块。该电力模块可装在一合适的环氧树脂中，该环氧树脂可结合面板的外部表面；或其可位于一合适的盒子中，该盒子可粘结面板的外部表面。如此处所用，面板的一外部表面称为向外面朝向外界而不是面向面板内的一表面。仅举例而言，该电力模块可粘结于该面板的第二板的一外部表面。该电力模块可在一空间，如一盒子中密封。仅举例而言，容纳有该电力模块的密封空间可通过在电力模块的整体物理空间中填充如由Dow化工提供的合适的环氧树脂而形成。该电力模块可包含至少一个组件是选自旁路二极管，超势垒整流器，最大峰值电力跟踪(MPPT)电路，变压器，DC-DC转换器，DC-AC逆变器，微控制器，微处理器，数模转换器，模数转换器，温度传感器，湿度传感器，频率测量装置，具有如MPPT算法的嵌入算法的内存装置等的其中之一，或以上的组合，或者具有嵌入算法的集成电路，或者ASIC(专用集成电路)。该DC-AC逆变器可包含防孤岛效应，过载电流，潜流，过电压，欠压预防措施等，或以上的组合。电力模块可包含一电路。该电路可嵌在印制电路板或芯片上。该电力模块可包含至少一个电力线载波通信(PLC)芯片组。该电力模块的操作可被监测或该电力模块可响应来自该电力模块之外的位置的反馈或控制，或容纳电力模块的密封空间之外的反馈或控制。该电力模块可包含至少一个WiFi或基于芯片组的电池，如那些用在蜂窝通信的手机中的电池。仅举例而言，该电力模块可通过WiFi，蜂窝网络，或PLC从包含多个面板的一电网的远程控制中心接收命令，并可自动调节面板的操作参数，并从而调节该电力模块。该电力模块可将操作参数发送至用于监测目的的远程控制中心，从而该远程控制中心可调节相同电网内其他面板的操作。一面板的操作参数可包含，例如，举例来说，可用的太阳能，温度，电压，电流，能量转换效率(如，在面板上入射的太阳能与面板产生的电力之间的比率)，等等，或以上的组合。一电力模块的操作参数可包含，例如，举例来说，自该面板输入的电压及/或电流，输出至电网或电器的电压及/或电流，能量转换效率(如，电力输入与输出的比率)等等，或以上的组合。
用在专用电子器件及/或电力模块中的可用组件的例子记载在下面几篇文献中，Mohen N等人(“电力电子技术，转换器，应用，及设计”，约翰Wiley&Sons公司，第161～297页，美国ISBN 978-0-471-22693-2)；电信，数字通信及工业能源产品(32页)，卷3，康达克电子科技有限公司；麦克雷尔公司，麦克 开关模式选择指南，2008.12(第11，15页)；约翰香农(John Shanon)，设计要点1012，标题为“通过提高性能缩小太阳能面板的尺寸”，提供在线性科技网站上；公开号为2009/0020151的美国专利申请，名称为“应用多个逆变器将直流转换为交流的方法及装置”，公开日期为2007年7月16日，以及公开号为2009/0160259的美国专利申请，名称为“分布的能量转换系统”，公开日期为2008年12月20日，以上的每一个的内容在此纳入作为参考。
接口矩阵可包含在一光伏太阳能面板中电性连接至个别能量转换电池及/或不同组电池的层次结构。仅举例而言，一光伏太阳能面板可包含六个能量转换电池。这些能量转换电池可分组，从而每个组可包含六个电性连接的能量转换电池。该面板可包含十组能量转换电池。每两组可形成一族群。该面板可包含五个族群。这里使用的术语族群仅是出于阐述的目的，并不意在说明面板内能量转换电池的物理分布的任何变化。该接口矩阵可包含三级导体。第一级可将每组电性连接至旁路二极管和DC-DC转换器和具有嵌入算法的MPPT电路，以便优化该组的电力输出；第二级可将每个族群电性连接至一逆变器从而将直流(DC)转变为交流(AC)；以及第三级可电性连接五个族群以便将产生的电力传递至AC输出。以此方式，弱的能量转换电池仅会影响其所属的组的电力输出，并不影响相同族群内的组的电力输出，或相同面板内的其他族群的电力输出。可以理解地是这个例子仅是出于阐述的目的，并不意在限制申请的范围。接口矩阵可为面板内的密封空间内的个别能量转换电池及/或电池组提供电接口，使得与位于面板内及/或以外的电子装置电连接。
图10A显示了根据电流应用的一方面，一光伏太阳能面板与其对应的一示例电力模块的框图。光伏太阳能面板和电力模块的组合可在电力模块修正的面板输出为AC电力时被称作一AC面板。该面板可包含多个能量转换电池(图中未示)。这些能量转换电池可分组。每个组可包含至少一个能量转换电池。仅举例而言，该面板可包含如图9A至图9E所示实施例中的任意一个。1000代表由图9A至图9E所示的个别能量转换电池及/或电池组产生的DC输入；1010代表DC电压传感器及/或电流传感器；1020代表DC-DC转换器；1030代表DC-AC逆变器；1040代表AC电压传感器及/或电流传感器；1050代表微控制器；以及1060代表AC输出。DC电压传感器及/或电流传感器1010可在输入1000测量来自太阳能面板(图中未示)的电压及/或电流，从而确定DC输入1000是否具有足够的电压及/或电流，作为随后电子装置1060的适当输入，其中DC输入可被采样及/或修正从而产生AC输出1060。测量输入电压和电流的另一个原因是确定面板正运行在最大峰值电力点。电流传感器可为高阻抗放大器，其用于测量经过一检测电阻的电压或该测量基于如Allegro微系统公司提供的ACS714的霍尔效应传感器的技术。电压传感器可为适当的电阻式分压器。DC-DC转换器1020可提升电压DC电压及/或有必要提供绝缘。DC-DC转换器可为升压，降压-升压，反激，推挽，半桥或全桥，但不局限于此。逆变器1030可将DC-DC转换器的DC输出转换成AC。这个AC可用作至电力电气的AC输出1060；或可馈至电网(也称作公用电网)。再者，AC电力可为单相或三相。可在专用电子器件或电力模块中有用的组件的例子记载在下面几篇文献中，Mohen N.等人(“电力电子技术，转换器，应用，及设计”，约翰Wiley&Sons公司，第161～297页，美国ISBN 978-0-471-22693-2)；零件编号PS21963-4，PS21963-4A和PS21963-4C的数据表和应用要点DK-PS21962，DK-PS21963，DK-PS21964，DK-PS21965，版本4，新鸿电子公司成立的超小DIP-IPM基础发展理事会，Pavilion路173号，扬伍德，美国宾夕法尼亚州15697-1800；Wibawa T.Chou，“使用IGBT建立高效500W太阳电力逆变器”，电子器件设计(2009)，第43～46页，提供在www.electronicdesign.com上，上述每一个均在此纳入作为参考。AC电压传感器及/或电流传感器1040测量的AC电压及/或电流信号可馈至微控制器1050。由DC电压传感器及/或电流传感器1010测量的DC电压及/或电流信号也可馈至微控制器1050。该微控制器1050可基于该DC电压及/或电流信号及该AC电压及/或电流信号实时调节DC-DC转换器1020及/或逆变器1030，从而可优化该AC输出。为了将DC转换成AC，则感测到的AC电压可用作对电流的参考，该电流可作为输出从面板传递出去。这种方式该电压可保持锁相，以便从逆变器输出电流。该逆变器可包含4或6个MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，分别为单相或三相。存在多种驱动这些装置的栅的方式。例如，所有的栅可在高切换频率上驱动；或高压侧的栅可在高频切换频率上切换，而低压侧上的栅可在40-70Hz，最好并名义上50或60Hz的线频率上驱动。再者，DC-DC转换器和逆变器都可配置一脉宽调制(PWM)方案，从而调整相应的输出。在本申请中存在几款合适的微控制器，他们包括，微芯片，德克萨斯仪器，和飞思卡尔，但不局限于此。从1010指向1050的两个箭头代表从1010至1050存在DC电压信号和电流信号；以及从1040指向1050的两个箭头代表从1040到1050存在AC电压信号和电流信号。
该AC面板可产生AC电力并可连接到市电中。该AC面板可提供防孤岛预防措施。连接了一AC面板或一些AC面板的一电网的孤岛在含有该AC面板或这些AC面板的市电系统的一部分与主市电切断连接时会出现，而此时该AC面板或这些AC面板在该绝缘的部分(叫做孤岛)中持续为市电的线提供电力。应该关注这个不想要的孤岛，因为其会对市电，用电设备，维修人员及一般大众构成危险。如在Sandia国家实验室(参见例如J.史蒂文斯，R.波恩，J.吉恩，S.冈萨雷斯，和G.克恩，“在市电互连光伏系统中防孤岛方法的发展及测试”，Sandia报告SAND 2000-1939，2000年8月，以上每一个均在此纳入作为参考)开发的那些防孤岛算法可用于电力模块从而当市电中出现某些违规操作时关闭该电力模块。电力模块中嵌入的算法课包含防孤岛算法。这些算法可检查市电的状态，如果电压电平及/或线频率中存在变化，则该防孤岛算法会迫使该电力模块切断且不再为电网提供电力。这些算法的更多细节可http://www.electricdistribution.ctc.com/pdfs/Ye_PES03-179.pdf中找到，在此纳入作为参考。
图10B显示了一光伏太阳能面板与其对应的一示例电力模块的框图。光伏太阳能面板和电力模块的组合可在电力模块修正的面板输出为AC电力时被称作一AC面板。图10B中显示的相同的符号代表图10A中相同的零件。1000代表由个别能量转换电池及/或电池组产生的DC输入；1010代表DC电压传感器及/或电流传感器；1040代表AC电压传感器及/或电流传感器；1050代表微控制器；1060代表AC输出；1065代表电力电子器件，其可包括DC-DC转换器和逆变器；1070代表相位检测器；1085代表低通滤波器(LPF)；以及1090代表压控振荡器(VCO)。如此处所用，电力电子器件可看作电力模块的一个或以上的电子装置或组件。如此处所用，逆变器可看做DC-AC逆变器。锁相回路(PLL，图中未示)可包含相位检测器1070，低通滤波器(LPF)1085和压控振动器(VCO)1090。PLL可将AC的锁相采样从AC电压传感器及/或电流传感器1040提供至面板的电力电子器件1065。压控振动器(VCO)1090可名义上设定振荡频率为大约50Hz至大约60Hz。AC输出1060可在AC电压传感器及/或电流传感器1040中采样，其中产生的AC电压及/或电流信号可馈至相位检测器1070。相位检测器1070的输出可通过低通滤波器(LPF)1085反馈至VCO 1090。这种方式，VCO 1090的输出可保持锁相至，例如，举例来说，电网中的供电中。熟悉本领域技术人员清楚地是PLL可在模拟或数字电子器件中实现。DC输入1000可馈至DC电压传感器及/或电流传感器1010从而确定DC输入被采样和调整产生AC输出1060所在的随后电子装置中是否有适当的输入。再者，DC输入电压和电流的采样可通过一最大峰值电力追踪算法预测出最优操作点。如果DC输入适当，则该DC电压及/或电流信号可馈至微控制器1050；并且DC输入1000可被传递至电力电子器件1065中，其中，DC输入可被调整成AC输出1060。该AC输出1060可适用于市电。从PLL的信号可馈至微控制器1050。该微控制器1050可基于信号实时调节，从而电力电子器件1065，例如DC-DC转换器及/或DC-AC逆变器，可实现优化AC输出1060。
图10C显示了一示例太阳能面板和电力模块的框图。光伏太阳能面板和电力模块的组合可在电力模块修正的面板输出为AC电力时被称作一AC面板。该面板可包含多个能量转换电池。图10C中显示的相同的符号代表图10A及/或图10B中相同的零件。1005代表光伏太阳能面板，其可产生高DC电压，藉以消除对DC-DC转换器的需要。从面板的给定表面面积看，较高DC电压可通过增加电池数量并使用较小电池来实现。依据电力电位和设计，DC-DC转换器可具有大约90％-95％的效率；给定较高的启动DC电压并通过去除该DC-DC转换器，可以获得一较大的整体效率。1010代表DC电压传感器及/或电流传感器；1030代表DC-AC逆变器；1040代表AC电压传感器及/或电流传感器；1050代表微控制器；以及1060代表AC输出。仅举例而言，如果市电电压的均方根(RMS)为120V，则峰值电压约为170V。由于存在高效AC面板并因此AC电流可有效地压入市电，面板可具有大于170V的电压输出，从而允许逆变器或任意其他电力电子器件中出现电位降。考虑到这个面板可产生AC输出电压的至少大约80％，或至少大约100％，或至少大约120％，或至少大约140％，或至少大约160％，或至少大约180％，或至少大约200％的DC电压。由此，鉴于每个电池壳产生大约0.6V的事实，具有360个电池的一面板产生大约216V，其足以直接馈至逆变器而不需要使用DC-DC转换器来增加电压。可容纳260个较小电池的一面板可约具有与一面板相同的尺寸，该面板呈10x6矩阵并具有的电池每个为156mmx156mm(例如由JA太阳销售的JAP6系列www.jasolar.com)，而且电力输出基本相同。如上所述，一10x6矩阵意味着矩阵包含60个能量转换电池，这些电池布局成10组，每组包含6个能量转换电池。此种尺寸大约为992mmx1650mm或更小。对于面板一给定的输出电力，面板越小，鉴于面板产生的每单位面积电力，该面板的更高效。对于具有较大能量转换电池的面板，其可产生较小电压和较大电流的电力；且对于具有较能量转换电池的面板，其可产生较大电压和较小电流的电力。能量转换电池可用在具有每个电池为156mmx26mm的6x60的矩阵中。可选地，电池可在具有每个电池为78mmx52mm的12x30的矩阵中。电池可通过接口矩阵串联。具有可产生比0.6V更大的电压的能量转换电池存在优势。根据电流应用的另一个方面，下面描述这种高压电池。通过使用薄膜沉积技术与激光划线产生的这种高压面板，从而定义出，例如，在一给定表面面积内的360个电池或甚至更多的电池，这个应用也属本申请的范围内。例如，由Schuco(www.schuco-isa.com)制造的MPE-380-AL-01面板在12x216的矩阵中使用了2592个电池，产生出一201VDC电压。提供的另一个例子是使用如由Konarka科技公司(www.konarka.com)生产的电力塑料(Power Plastic
Figure BPA00001371678800261
)材料的有机光伏(OPV)电池。这种材料可，例如，覆盖建筑物的外观并联接这里所述的电力模块，从而产生于市电电力兼容的AC电力。DC电压传感器及/或电流传感器1010可测量来自面板1005的DC输入的电压及/或电流，从而确定DC输入是否具有足够的电压及/或电流作为DC输入可被采样和调整来产生AC输出1060并传递最大峰值电力所在的随后电子装置的适当输入。美国专利第6,046,919号，第7,394,237号和第7,479,774号每一个在此纳入作为参考，每个都描述了适于MPPT算法的各种方法。操作机制类似于以上描述地内容。
仅举例而言，电力模块可包含DC-DC转换器，逆变器，电力放大器(如，电压放大器或电流放大器)，如变压器，电感和电容，可用来提升电力输出的电压或电流的反馈电路组件，等等，或以上的组合。电力电子器件1065可包含另一个用于从DC转换到AC的数字或模拟电路。例如，用于开关电源中的概念在应用于本申请中时可属本申请的范围内；且千瓦(kW)级逆变器的所用的概念当用于每个面板的几瓦时可属本申请的范围内。电力电子器件1065可包含最大电力点追踪(MPPT)电路。该MPPT可从每个能量转换电池或电池组在当时的负载条件下发现并追踪到最大电力点，从而可反过来确定每个电池或每组电池的最优操作电压。图10A至图10C所示的电力模块，或其一部分，可位于中央。仅举例而言，电力电子器件1065可为一个印制电路板。
图11显示了包含光伏太阳能面板和电力模块的一示例AC面板的框图。该面板包含多组能量转换电池。每组1110可包含串联，或并联或两者组合的四个能量转换电池1105，但不局限于此。可以理解地是每组可包含四个以上或四个以下的能量转换电池。仅举例而言，每个组可包含一个电池，或两个电池，或三个电池，或六个电池，或六个以上的电池。该面板可包含三个组。该面板可包含三个以上或三个以下的组。仅举例而言，该面板可包含一个组，两个组，或四个组，或四个以上的组。每个组1110可电连接图10A所示的专用电子器件。专用电子器件可包含DC电压传感器及/或电流传感器1120，DC-DC转换器1130，逆变器1140，和AC电压传感器/电流传感器1150，等等，或以上的组合。面板内的多个组可分享如图11所示的一个微控制器1160。每个组可利用其自身的微控制器电连接专用电子器件。图11中的每个组可如图10A中描述地工作。如果个别组可产生高压DC，该DC可直接馈至逆变器而不需要通过DC-DC转换器增加电压，如图10C中所示。具有专用电子器件的多个组1110可电性并联，如图11所示，或电性串联，或两者的组合。MPPT和防孤岛算法均可嵌入微控制器的内存中。产生的AC电力可通过1170输出至，例如，举例来说，一电网或市电。
图12A显示了能量转换电池1210的示例电连接。每个能量转换电池1210可包括在顶表面1220上的一母线，其可用作该电池的负极性，以及在底侧上的一母线，其可用作该电池的正极性。为了形成一串联，第一电池的负极性可通过电连接1240连接至第二电池的正极性，且该第二电池的负极性可通过电连接1240连接至第三电池的正极性。电连接1240可包括导电带，例如，举例来说，镀锡铜带。电连接1240可包括绝缘涂层或边缘绝缘，从而起在电池之间不会发生不希望的短路。熟悉本领域技术人员众所周知的是一能量转换电池壳可在其底侧上同时具有正极性和负极性。这种电池与接口矩阵结合的使用也属本申请的范围。
一光伏太阳能面板可包含多个能量转换电池。根据本发明的一个方面，这多个能量转换电池的至少其中一个可为高压能量转换电池。高压电池的制造是通过将其分为许多较小的子电池并串联这些子电池从而形成单一电池而获得。
图12B-1(主视图)，图12B-2(后视图)和图12B-3(侧视图)显示了包含硅晶片1250的一示例高压电池。可以理解地是这里所述的机制可应用于其他种类的能量转换电池，这些电池至少包含了除了硅以外的一材料。1250代表硅晶片；1255代表子电池；1260(虚线，不按比例)代表硅晶片1250的顶侧上的母线；1270(主视图和后视图中的大圆)代表硅晶片1250中的孔，该硅晶片1250填充有导电插头1272(前视图和后视图中的内圆)和绝缘涂层1275(前视图和后视图中大圆和内圆之间的圆环)；1280代表硅晶片1250的顶侧上的母线上的断裂；1290代表硅晶片1250的底侧上的母线；以及1295代表在硅晶片1250的底侧上的该母线上的断裂，以及任意其他可用的导电材料上的断裂。子电池1255可通过错开断裂电池的顶侧1260上的母线和底侧1290上的母线(及任意其他可用的导电材料)而定义，从而在相邻子电池的正和负极性之间存在重叠。填充有导电插头1272的晶片穿孔1270可实现自所示相邻子电池的相反极性的电连接。该晶圆通孔1270除了通过其内的导电插头之外不会导电。该晶圆通孔1270可在下文中称作孔。导电插头1272可包含绝缘涂层1275，从而该导电插头1272不会在相邻子电池之间发生短路。一晶圆通孔可由，例如，举例来说，等离子蚀刻，反应离子蚀刻，离子束铣，或通过激光打孔生成。孔中可填充如铜或钨的适当的导电材料。图12B中的高压电池可包含六个子电池。由这个电池产生的DC的电压可为六个子电池的DC的电压之和。仅举例而言，如果一156mmx156mm能量转换电池分为26mmx156mm的6个子电池，且如果每个子电池可产生大约0.6伏的一DC，大约6x0.6＝3.6V的DC电压可从此种高压电池获得。六十个此种高压电池可用于一面板内并自面板获得大约60x3.6V＝216V DC的DC电压。这种DC电压适于图10C中显示的实施例中的输入。
一高压电池可包括六个以上或六个以下的子电池。高压电池可包括至少两个子电池，或至少五个子电池，或至少十个子电池，或至少二十个子电池。高压电池的总电力大体上与不包含子电池的能量转换电池保持相同。高压电池可产生高DC电压，大体上直接与子电池的数量成正比，而电流会下降相同的比例。由于高压电池的电流会小，相对地小插头(在侧面观察)可用于子电池的互连。这样的优势在于子电池之间的重叠最小。又，一个子电池与相邻子电池的连接通过一个或一个以上的孔/导电插头结构生成，从而分布了电流，避免导电插头的局部受热。高压电池的制造方法类似于薄膜技术，藉以光伏材料(如，碲化镉(CdTe)，铜铟镓硒(CIGS)，和无定形硅(a-Si)模块)可直接在一基板上沉积。该基板可包含至少一种材料是选自，玻璃，金属，塑料或任何其他适当材料的其中之一。孔及/或插头可通过恰当的蚀刻和薄膜沉积-类似于IC制造中所使用地技术来制造。
一光伏太阳能面板可如这里所述地制造。该面板可包含第一板，能量转换电池，接口矩阵和第二板。
第一板比第二板直接受到太阳辐射，或更靠近受到太阳辐射的表面。该第一板可至少包含一材料板，该材料选自玻璃，聚氟乙烯(PVF)，聚酯，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，聚酯薄膜，塑料，聚乙烯，聚酰亚胺，聚酰亚胺和聚二氟化物(polydinofluoride)的其中之一。该第一板可包含玻璃。该玻璃可包含一光滑表面及/或如由Guardian产业公司销售的具有或不具有糙面精整的一纹理或棱镜的EcoGuard玻璃。此种玻璃的数据表在此纳入作为参考。光滑表面可覆盖层宽带防反射(AR)涂层，从而通过减少反射增强太阳辐射的整体光谱的传播。
能量转换电池壳包含光伏电池。能量转换电池壳包含高压光伏电池。能量转换电池可分组。每组可包含至少一个能量转换电池。如果一组包含一个以上的能量转换电池，则一组内的电池壳电性串联，并联或以上两者地结合。一组内的电池之间的电性连接可通过各种方法建立。仅举例而言，每组可包含四个电性连接(串联及/或并联)的能量转换电池，经由导电带焊接在一起。该导电带可包含，例如，举例来说，镀锡铜带或普通的圆铜线。仅举例而言，该导电带可形成大约2毫米至大约4毫米宽，且大约100微米厚。该导电带可涂覆合金，例如，举例来说，锡或锡/银合金。可以理解地是在一组内的电池之间建立一串行电连接的方法可通过极小的修改及/或明显的修改就用于建立并行电连接。焊料可为凯斯特(Kester)(www.kester.com)提供的无铅焊锡。助焊剂可为无固相，免清洗的焊剂，如也是由凯斯特提供的#979T或#951。面板可进一步包含焊垫。焊垫可在电池的底侧上，其中该底侧可视为比相对的电池顶侧更远离第一板的一侧。焊垫可为每个组的正极性和负极性提供电接口用于在该组之外电性连接至，例如，举例来说，接口矩阵。
该接口矩阵可包含导电轨或导线的一网络。一导电轨或导线的一个端部可连接焊垫；另一个端部可延伸到该面板之外的位置。仅举例而言，导电轨或导线的另一个端部可延伸至一电力模块，其可位于第二板的外部表面上，其中该外部表面可称作向外朝向外界，而不朝向面板内的一表面。
选择包含电导体及/或介电体的一接口矩阵的材料可基于如下考虑，例如，举例来说，该接口矩阵与形成密封空间的过程的兼容性，该过程例如，举例来说，热压层压过程，以及可直接接触该接口矩阵的相邻表面。一相邻表面可包含密封剂(如，EVA)的相邻表面，能量转换电池(如，硅)的相邻表面，在能量转换电池上的表面涂层(如，铝)的相邻表面，第二板(如，PVF)的相邻表面，等等。
制作接口矩阵的方法可包含在一介电体上放置导电轨。这个过程类似于制作一大印制电路板的过程。该导电轨可包含金属轨。该介电体可包含除了密封剂的第二层或第二板的独立层。该介电体可与密封剂的第二层，或第二板配合。仅举例而言，在一侧上有粘结剂的金属带或带状物可用于在含有氟化乙烯的介电体上基本地“绘制”金属轨。该金属轨可包含悬挂的金属端，金属轨通过该金属端可例如通过焊垫电连接至能量转换电池。
制作接口矩阵的另一种方法可包含利用导电材料涂覆介电体；限定出导电轨；以及取出不为导电轨的导电材料。该介电体可包含除了密封剂的第二层或第二板的独立层。该介电体可与密封剂的第二层，或第二板配合。该导电材料可包含金属(如，铜)。这个方法低成本并可用于大规模生产。
制作该接口矩阵的再一个方法可包含在一空间中临时保持导线；在空间中填充熔融介电体材料；以及让该介电体材料固化。导线可包含金属，例如，举例来说，铜，铝，锡，锡镀铜，银，钢，不锈钢，黄铜和青铜，等等，或以上的组合。该介电体材料可包含，例如，举例来说，树脂，环氧树脂，等等，或以上的组合。
面板可包含至少一层的密封剂。面板可包含第一密封剂层。该第一密封剂层可在第一板和能量转换电池之间。面板可包含第二密封剂层。该第二密封剂层可在能量转换电池和接口矩阵之间。面板可包含第三密封剂层。该第三密封剂层可包含，例如，EVA，或介电材料，等等，或以上的组合。
第二板可包含至少一种材料的板，该材料选自玻璃，聚氟乙烯(PVF)，聚酯，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，聚酯薄膜，塑料，聚乙烯，聚酰亚胺，聚酰亚胺和聚二氟化物(polydinofluoride)的其中之一。
电力模块可位于面板之外。电力模块的至少一部分可容纳在一箱体中。此种箱体可位于面板之外。仅举例而言，该箱体可安装在面板的第二板的外表面上。如上所述，该外表面看作是向外朝向外界而不朝向面板内的一表面。接口矩阵可为电力模块提供个别能量转换电池或电池组的电接口。该电力模块可包含至少一个组件是选自旁路二极管，超势垒整流器，最大峰值电力追踪(MPPT)电路，变压器，DC-DC转换器，DC-AC逆变器，微控制器，微处理器，模数转换器，数模转换器，温度传感器，湿度传感器，频率测量装置的其中之一，以及如MPPT及/或防孤岛算法的嵌入算法。该电力模块可包含具有至少一个所述组件的印制电路板。
制造一光伏太阳能面板的方法可包含在一平坦表面上放置第一板；放置能量转换电池组；放置接口矩阵；在能量转换电池组和接口矩阵之间形成电连接；放置第二板；以及形成包括该第一板，能量转换电池组，接口矩阵，和第二板的密封空间。该密封空间可由例如层压形成。
该层压可通过在大约150摄氏度至大约180摄氏度对上述所有层加热，并施加大约10分钟至大约15分钟的压力而完成。真空压力便于从面板去除空气从而防止面板中的气泡。关于层压过程的描述记载于以上的参考文献中，在El Amrani等人(“太阳模块制造”，光能国际期刊，卷2007，文章ID 27610)，其在此纳入作为参考。
第一板可包括一玻璃，最好为低铁钢化玻璃。所述玻璃壳在使用之前清洗和干燥。
一光伏太阳能面板可包含至少一层的密封剂。该方法可包括在放置能量转换电池组之前在第一板上放置第一密封剂层。该方法可包括在防止接口矩阵之前在能量转换电池组上放置第二密封剂层。该方法可包括在防止第二板之前在接口矩阵上放置第三密封剂层。
在形成密封空间之后，该方法可进一步包括构架该面板。
该方法可包括通过接口矩阵在能量转换电池和电力模块之间形成电连接。至少一部分的专用电子器件，如，旁路二极管，可位于该面板内，如在个别能量转换电池的底侧上。如果表面包含位于面板之外的专用电子器件的至少一部分，则该方法可包括通过接口矩阵在能量转换电致和专用电子器件之间形成电连接。该电力模块和专用电子器件可安装在面板上。仅举例而言，该电力模块和专用电子器件可容纳于同一个箱体中并安装在面板的外表面上，其中该箱体不会阻挡入射到面板上的太阳辐射。
制造一光伏太阳能面板的方法可记载于下面的参考文献中，Amrani A.K.等人(“太阳模块制造”，光能国际期刊，卷2007，文章ID 27610)，其在此纳入作为参考。
图13显示了制造一光伏太阳能面板的示例方法，该方法包括清洗和干燥玻璃板，在平坦表面上放置该玻璃板；在该玻璃板上放置第一层密封剂(密封剂1)；在该第一密封剂层(密封剂1)顶部放置能量转换电池组，一些能量转换电池可彼此串联，或并联，或两者的结合，从而形成组；在能量转换电池组顶部放置第二密封剂层(密封剂2)；在该第二密封剂层(密封剂2)顶部放置接口矩阵；在能量转换电池组和接口矩阵之间利用焊接形成电连接；放置第三密封剂层(密封剂3)；在该第三密封剂层(密封剂3)顶部放置第二板(背板)；以及形成包括该玻璃板，第一密封剂层(密封剂1)，能量转换电池组，第二密封剂层(密封剂2)，接口矩阵，第三密封剂层(密封剂3)的密封空间；以及热压层压该第二板(背板)；架构该面板；粘接电力模块；通过焊接，将接口矩阵以外的导体连接PCB，在电力模块中容纳该印制电路板(PCB)；以及测试和封装该面板。形成电池组可包括在锡镀铜带上应用焊料；将该镀锡带焊成母线。仅举例来说，粘接可使用硅胶实现。
一光伏电力产生系统可包含至少一个，或至少两个，或至少三个，或至少五个，或至少八个，或至少十个，或至少十五个，或至少二十个，或至少二十五个，或至少三十个，或至少四十个，或至少五十个，或至少八十个，或至少一百个所述的光伏太阳能面板，其中，至少一些光伏太阳能面板可包括电力模块。一光伏太阳能面板与一电力模块的组合可叫做一AC面板。
图14显示了具有多个AC面板1420的一示例系统的框图。每个AC面板1420可包含多个能量转换电池1410并且其可产生单相，两相，分相，或三相AC电力。每个AC面板1420可传递120V，240V或208V等的电压。能量转换电池1410可分组。每组可包含至少一个能量转换电池1410。每组可包括专用电子器件。每AC面板1420可包含电力模块1430。每个面板1420可产生AC 1440。多个面板1420可经由AC总线1435彼此并联。该AC总线1435可包含至少两个导体，一个带电一个中性。该AC总线1435可包含三个导体，但不局限于此，从而两个可分配给两个有源电力线，而一个中性。在这个情形中，两个有源导体可具有彼此成180°异相的AC电压。例如，两个有源导体可每一个为120V，AC总线1435承载的总电压可为240V。AC总线1435可包含四个导体，但不局限于此，其中两个可分配给有源电力线，一个可分配成中性，而一个可分配给AC接地。该AC总线1435可包含5个导体，但不局限于此，这5个导体用于三相输电，藉以三个可分配至有源线，有源线的每一个与相邻线成120°异相，一个可分配中性，而一个可分配给AC接地。仅举例而言，对于三相，中性电压的相位可为大约110至大约120V，并且，相间电压大约为208V。可以理解的是在这个例子中电压值仅出于阐述的目的，并不意在限制申请的范围。不同的电压置可通过对AC面板进行极小的修改及/或明显的修改来获得，其中所述修改对于熟悉本领域技术人员而言是显而易见的。AC总线1435可穿透电力模块。每个AC面板可为AC总线提供与AC电压同相的额外的电流。这个方式中，连接AC总线1435的AC面板越多，流经AC总线1435的电流1440越大。该AC1440可馈至电性板1450。通过该电性板1450，该AC1470可通过仪表1480发送至应用设备1460，及/或电网1490。一表面内不同的组彼此串联。功能异常，及/或被遮光，及/或在面板内较其他电池包含劣势/不匹配电力产生能力/属性的一弱能量转换电池不会影响相同面板内其他电池的电力产生。仅举例而言，至少一个能量转换电池壳包含单晶硅，而其他电池壳包含多晶硅。可选地且仅举例而言，接口矩阵可在面板内为“混搭”电池提供装置，从而可减少与电池能力匹配的电流。就考虑到预装配电池分选而言，这会降低制造成本。再者，从图14所示的实施例可以明确看出AC面板没有彼此串联。如果所有的面板均相同，可将电力均等地提供给AC总线1435。如果面板不相同，一个面板的缺陷不会影响相邻面板的电力产生能力。
图15A显示了具有电连接组件1500的一示例电力模块，藉以一AC面板可输出由该面板产生的AC。1500代表具有如下所述电连接组件的一AC面板(图中未示)的电力模块1510；1505代表印制电路板(PCB)；1510代表与光伏太阳能面板(图中未示)电连接的电力模块；1515代表应变消除机制；1520代表引线；1525代表配合连接器；1530代表输入-输出导体；以及1535代表连接器。电力模块1510安装在面板(图中未示)的背面上并可产生AC电力。如上所述，背面意思是第二板的外表面，或比第一板更靠近第二板的面板的外表面。电力模块1510可包括连接器1535和引线1520，其可通过应变消除机制1515连接该电力模块。1515也可在引线进入电力模块所处的点上对引线密封。1515可，例如，举例来说，包含电缆接头，如由霍克(Hawke)国际销售的电缆接头。引线1520的长度可在大约30cm至大约3m的范围内，或稍微长于面板的线性尺寸的宽度，从而当面板彼此靠近安装和放置时，该引线1520足够长，从而一个面板的配合连接器1525可连接下一个相邻面板的连接器1535。引线1520的程度可为面板的线性尺寸的大约50％至大约300％，或大约75％至大约200％，或大约100％或大约150％。在引线1520的末端上，会包含配合连接器1525。在电力模块1510内，会包含输入-输出导体1530，其是或不是PCB 1505的一部分。从面板产生的电力可变为AC然后馈至输入-输出导体1530，因而馈至引线1520，进而馈至配合连接器1525。
图15B显示了通过电力模块AC面板与包含连接器1535和配合连接器1525的电连接组件1500的一示例连接。图15B中的该电连接可通过多个连接器1535，输入-输出导体1530，引线1520，和配合连接器1525构成。仅举例而言，如图15A所示设计地该电力模块1510提供120V单相，或240V分相，但并不局限于此。该电力模块1510可配置提供两相，其中每一相为彼此180°异相。引线1520可包含两个有源导体(图中未示)，其可承载彼此180°异相的电流。为了阐述的目的，所述两相叫做相-1和相-2。该电力模块1510可同时输出相-1和相-2。仅举例而言，一个有源导体可具有相位相-1的大约120V电压，第二道题可具有相位相-2的大约120V电压，且第三导体为中性。依据电力因素，两个有源导体上的AC电流也可为彼此大约180°异相。进一步可在本申请的范围内提供由电器所使用或被馈至市电电网的分相结构，如果在一给定电力产生系统中(如图14所示)，参考图15A，该电力模块1500的电连接组件可包含3导体引线1520。如果在电力产生系统内一些面板产生相-1的AC电压而其他面板产生相-2的AC电压，且两组面板提供相同的三导体AC总线，则该系统电力输出大约可为240V。以这个方式，分相结构基本上以分布的方式综合从而产生大约240V的系统输出，而不需要240V的电力模块。这个分相结构(不限制应用240V电力模块，也在本申请的范围内)，比一240V电力模块更具优势，因为可降低AC面板的电力模块中DC-DC转换器的使用，并藉以提高电力产生系统的效率大约4％至大约15％。
图15C显示了通过电力模块AC面板与电连接组件1500的一示例连接。图15C详细地分解显示了图15A的输入-输出导体1530。对于分相或2-相拓扑布局，该输入-输出导体1530由3个独立的导体构成：在相-1的有源导体1570，在相-2的有源导体1550和中性导体1560。一个AC面板可在相1提供有源导体1570而另一个可在相2提供有源导体1550.对于分相拓扑布局，相-1和相-2之间的相差大约为180°。以此方式，如果AC面板产生大约120V的AC，则提供的整个电压在系统级上大约为240V。在这个系统中，产生相-1电力的面板的数量和产生相-2电力的面板数量可相同或不同。产生相-1电力的面板位置相对于产生相-2电力的面板的位置可独立于由面板产生的电力并馈至系统。无论电力模块是否产生相-1或相-2的电力，都可通过在该电力模块中切换图10A或图10B的DC输入1000或AC输出1060或图11的1170的极性来控制。相同的概念可应用于3相信号，其中图15A的输入-输出导体1530可包含三个有源导体和一个中性导体，其中，三个有源导体之间的相位大约为120°。
熟悉本领域的技术人员可认识到应用不同于这里所述的实施例的各种结合和特点。相似地，对于熟悉本领域的技术人员而言，上面所讨论的各种结构和特点，以及每个结构或特点的其他已知的等效形式，均可根据这里所述的原理混搭来实现方法。可以理解地是所述的例子仅出于阐述的目的，并没有限制申请的范围。
这里所参考的所有授权专利，申请专利，公开的申请专利，及其他材料，如文献，书籍，说明书，出版物，文件等等，在此整体纳入作为参考，但除了任何与上述参考文献历史相关的起诉文件，其中的任何一个会与本申请文件相矛盾或冲突，或者其中的任何一个可能会限制本申请文件现在或以后的权利要求书中所要保护最广范围外。举例而言，如果在本申请所引用的参考文献中的术语的描述，限定，及/或使用上和与本申请文件相关的术语之间存在任何矛盾或冲突，则优先采用本申请文件中术语的描述，限定，及/或使用。

Claims (20)

1.一种光伏太阳能面板，其特征在于，包含：
彼此相邻的第一板和第二板，在这两个板之间定义了一空间，所述第一板为透明，以便太阳辐射在该面板上入射；
能量转换电池，在所述空间中布置成多个组，每个组包含至少一个能量转换电池，这些能量转换电池在两个板之间且与这两个板邻近地分布在大体呈两维的平面上；以及
接口矩阵，在所述空间中，所述矩阵包含多个电导体，用于电连接所述组并延伸到所述空间之外，从而从该面板的外面的位置为所述组提供电接口，所述空间被密封从而在其内容纳所述能量转换电池。
2.如权利要求1所述的光伏太阳能面板，其特征在于，进一步包含，至少一层的密封剂，在所述空间中，从而为该空间中的所述能量转换电池提供所述密封，其中，所述密封剂层中的密封剂大体上填充了两个板，所述能量转换电池和接口矩阵之间的空间。
3.如权利要求1所述的太阳能面板，其特征在于，所述能量转换电池布局呈至少两个组。
4.如权利要求1所述的太阳能面板，其特征在于，所述第一板和所述第二板包含至少一种选自玻璃，聚氟乙烯(PVF)，聚酯，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，聚酯薄膜，塑料，聚乙烯，聚酰亚胺，聚酰亚胺和聚二氟化物(polydinofluoride)的其中之一的材料。
5.如权利要求1所述的太阳能面板，其特征在于，所述接口矩阵包含介电层。
6.如权利要求1所述的太阳能面板，其特征在于，所述电导体位于第二板上。
7.如权利要求5所述的太阳能面板，其特征在于，所述电导体嵌在所述介电层内。
8.如权利要求5所述的太阳能面板，其特征在于，所述电导体粘接在所述介电层的至少一个表面上。
9.如权利要求8所述的太阳能面板，其特征在于，所述电导体包含导电轨。
10.如权利要求1所述的太阳能面板，其特征在于，所述电导体包含至少一种选自铜，铝，锡，锡镀铜，银，钢，不锈钢，黄铜和青铜的其中之一的材料。
11.如权利要求1所述的太阳能面板，其特征在于，所述接口矩阵进一步包含旁路二极管。
12.如权利要求11所述的太阳能面板，其特征在于，所述旁路二极管包含超势垒整流器。
13.如权利要求1所述的太阳能面板，其特征在于，所述接口矩阵进一步包含直流-直流(DC-DC)转换器。
14.一种光伏太阳能面板，其特征在于，包含：
彼此相邻的第一板和第二板，在这两个板之间定义了一空间，所述第一板为透明，以便太阳辐射在该面板上入射；
能量转换电池，在所述空间中布置成多个组，每个组包含至少一个能量转换电池，这些能量转换电池在两个板之间且与这两个板邻近地分布在大体呈两维的平面上；以及
接口矩阵，在所述空间中，所述矩阵包含多个电导体，用于电连接所述组并延伸到所述空间之外，
电力模块，其中，所述接口矩阵为所述组提供与所述电力模块的电接口，所述空间密封以在其内容纳所述能量转换电池。
15.如权利要求14所述的太阳能面板，其特征在于，所述电力模块在第二空间中密封并永久地粘接所述光伏太阳能面版，其中该面板产生交流(AC)电力。
16.如权利要求14所述的太阳能面板，其特征在于，所述电力模块包含至少一个是选自旁路二极管，超势垒整流器，变压器，直流-直流(DC-DC)转换器，直流-交流(DC-AC)逆变器，最大峰值电力追踪电路的其中之一。
17.如权利要求16所述的太阳能面板，其特征在于，所述直流-交流(DC-AC)逆变器包含防孤岛，过载电流，潜流，过电压，或欠压预防措施。
18.如权利要求14所述的太阳能面板，其特征在于，所述电力模块容纳至少一个是选自微控制器，微处理器，模数转换器，数模转换器，温度传感器，湿度传感器，频率测量装置，二极管，嵌入算法的其中之一。
19.一种包含至少一个如权利要求1所述的太阳能面板的光伏电力产生系统。
20.一种制造如权利要求1所述的太阳能面板的方法，其特征在于，包含：
提供第一板，第二板，布局为多个组的能量转换电池，以及接口矩阵；
放置该第一板；
在该第一板上、以大体呈两维平面的分布放置能量转换电池；
放置该接口矩阵；
在该接口矩阵和该能量转换电池之间形成电连接；
在该接口矩阵上放置该第二板；以及
形成一密封空间，其包含该第一板，该第二板，能量转换电池和该接口矩阵。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105450147A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 江苏宇兆能源科技有限公司 一种具有防雨功能的双玻双面光伏车棚发电系统
CN105474406A (zh) * 2013-04-13 2016-04-06 速力斯公司 智能光伏电池和模块
CN105514196A (zh) * 2016-02-18 2016-04-20 苏州佳亿达电器有限公司 集成mos场效应管逆变器的太阳能电池板的制造方法
CN105577083A (zh) * 2015-12-31 2016-05-11 江苏宇兆能源科技有限公司 一种用于道路隔音的双玻双面光伏声屏障发电系统
CN105978444A (zh) * 2016-05-25 2016-09-28 黄石金能光伏有限公司 一种可调光的建材型光伏构件及光伏系统
CN109245712A (zh) * 2017-07-03 2019-01-18 北京信邦同安电子有限公司 太阳能组件及其分体式功率优化接线盒
CN115387700A (zh) * 2022-08-26 2022-11-25 德尔堡窗业有限公司 一种具有光伏发电功能的房屋门窗
TWI831814B (zh) * 2018-07-19 2024-02-11 加州政府沙加緬度市公用事業部 用於估計和預測太陽能發電的技術

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8283558B2 (en) * 2009-03-27 2012-10-09 The Boeing Company Solar cell assembly with combined handle substrate and bypass diode and method
US10873186B2 (en) 2009-06-15 2020-12-22 Yehoshua Fishler Electrical grid solar energy harvesting system
AU2010261324B2 (en) * 2009-06-15 2014-08-07 Yehoshua Fishler Electrical grid solar energy harvesting system
US8530990B2 (en) 2009-07-20 2013-09-10 Sunpower Corporation Optoelectronic device with heat spreader unit
US9012766B2 (en) 2009-11-12 2015-04-21 Silevo, Inc. Aluminum grid as backside conductor on epitaxial silicon thin film solar cells
US8809671B2 (en) * 2009-12-08 2014-08-19 Sunpower Corporation Optoelectronic device with bypass diode
US8497656B2 (en) * 2010-04-28 2013-07-30 Matthew N Portis, Jr. Solar powered umbrella table
US9214576B2 (en) 2010-06-09 2015-12-15 Solarcity Corporation Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
US20110316343A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 International Business Machines Corporation Photovoltaic module with integrated diagnostics
CN101915859A (zh) * 2010-07-13 2010-12-15 常州亿晶光电科技有限公司 El测试仪的拉板遮光装置
US20120024337A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 John Bellacicco Apparatus facilitating wiring of multiple solar panels
US8563849B2 (en) * 2010-08-03 2013-10-22 Sunpower Corporation Diode and heat spreader for solar module
US8789568B2 (en) 2010-08-06 2014-07-29 First Solar, Inc. Tape detection system
WO2012021872A2 (en) * 2010-08-12 2012-02-16 Sager Brian M Thermoelectric stack coating for improves solar panel function
US10347775B2 (en) * 2010-08-30 2019-07-09 Shoals Technologies Group, Llc Solar array recombiner box with wireless monitoring capability
US9773928B2 (en) 2010-09-10 2017-09-26 Tesla, Inc. Solar cell with electroplated metal grid
US9800053B2 (en) * 2010-10-08 2017-10-24 Tesla, Inc. Solar panels with integrated cell-level MPPT devices
CN103119781B (zh) * 2010-10-29 2015-08-05 株式会社藤仓 色素增感太阳能电池模块
JP2012138518A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Sony Corp 太陽光発電モジュールおよび検査方法
JP5601206B2 (ja) * 2011-01-07 2014-10-08 ソニー株式会社 太陽光発電モジュールおよび太陽光発電システム
US8134067B1 (en) 2011-01-21 2012-03-13 Chin-Yao Tsai Thin film photovoltaic device
MY153788A (en) * 2011-02-23 2015-03-31 Mimos Berhad A photovoltaic device
US20120229161A1 (en) * 2011-03-11 2012-09-13 E-Lightric, Inc. Method For Detecting Underperforming Solar Wafers In A Solar Panel or Underperforming Solar Panel in a Solar Array
US8922062B2 (en) 2011-03-14 2014-12-30 Sunpower Corporation Automatic voltage regulation for photovoltaic systems
US9054256B2 (en) 2011-06-02 2015-06-09 Solarcity Corporation Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application
CN103890956A (zh) * 2011-06-22 2014-06-25 摩根阳光公司 光伏发电系统
TW201306408A (zh) * 2011-07-26 2013-02-01 Delta Electronics Inc 可分散與區域執行最大功率追蹤之太陽能發電系統及其接線盒
WO2013030236A2 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Optistring Technologies Ab Dc-ac inverter for photovoltaic systems
US9680301B2 (en) 2011-10-27 2017-06-13 Sunpower Corporation Master-slave architecture for controlling operation of photovoltaic power plants
US10181541B2 (en) * 2011-11-20 2019-01-15 Tesla, Inc. Smart photovoltaic cells and modules
KR20140095565A (ko) * 2011-11-20 2014-08-01 솔렉셀, 인크. 스마트 광발전 전지 및 모듈
US20130249293A1 (en) * 2012-03-26 2013-09-26 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Functional back glass for a solar panel
US10115841B2 (en) 2012-06-04 2018-10-30 Solaredge Technologies Ltd. Integrated photovoltaic panel circuitry
DE102012217105A1 (de) * 2012-09-24 2014-04-17 Robert Bosch Gmbh Elektrische Schaltung und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Schaltung
US9461189B2 (en) 2012-10-04 2016-10-04 Solarcity Corporation Photovoltaic devices with electroplated metal grids
US9865754B2 (en) 2012-10-10 2018-01-09 Tesla, Inc. Hole collectors for silicon photovoltaic cells
US10027114B2 (en) * 2012-10-25 2018-07-17 Mpowersolar Inc. Master slave architecture for distributed DC to AC power conversion
US9379641B2 (en) 2012-10-25 2016-06-28 SunEdison Microinverter Products LLC Energy recovery circuit for distributed power converters in solar cells
US9270201B1 (en) * 2012-10-25 2016-02-23 mPower Solar Inc. Solar inverter
US9356537B2 (en) 2012-10-25 2016-05-31 SunEdison Microinverter Products LLC Slave circuit for distributed power converters in a solar module
US20140153303A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 SunEdison Microinverter Products LLC Solar module having a back plane integrated inverter
US9281436B2 (en) 2012-12-28 2016-03-08 Solarcity Corporation Radio-frequency sputtering system with rotary target for fabricating solar cells
US9219174B2 (en) 2013-01-11 2015-12-22 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US10074755B2 (en) 2013-01-11 2018-09-11 Tesla, Inc. High efficiency solar panel
US9412884B2 (en) 2013-01-11 2016-08-09 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
EP2770539A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-27 Total Marketing Services Electronic management system for electricity generating cells, electricity generating system and method for electronically managing energy flow
US9837559B2 (en) * 2013-03-13 2017-12-05 China Sunergy (Nanjing) Co. Ltd. Soldering system
DE102013204814A1 (de) 2013-03-19 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Fotovoltaik-Modul und Verfahren zur Herstellung eines Fotovoltaik-Moduls
US10784815B2 (en) 2013-04-13 2020-09-22 Sigmagen, Inc. Solar photovoltaic module remote access module switch and real-time temperature monitoring
WO2014182802A1 (en) * 2013-05-07 2014-11-13 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Photovoltaic (pv)-based ac module and solar systems therefrom
WO2014186300A1 (en) 2013-05-12 2014-11-20 Solexel, Inc. Solar photovoltaic blinds and curtains for residential and commercial buildings
CN103257298B (zh) * 2013-05-14 2015-08-26 合肥工业大学 基于参数自适应Sandia频率偏移法的并网逆变器孤岛检测方法
US9624595B2 (en) 2013-05-24 2017-04-18 Solarcity Corporation Electroplating apparatus with improved throughput
CN103500773A (zh) * 2013-09-16 2014-01-08 深圳市索阳新能源科技有限公司 一种新型高效的背接触式太阳能发电组件及其制造方法
US10530018B2 (en) * 2013-12-13 2020-01-07 Infineon Technoogies Ag Panel, a method for fabricating a panel and a method
GB2522408A (en) 2014-01-14 2015-07-29 Ibm Monolithically integrated thin-film device with a solar cell, an integrated battery and a controller
EP3144945B1 (en) * 2014-05-12 2021-10-13 Sharp Kabushiki Kaisha Light power generation apparatus
US10309012B2 (en) 2014-07-03 2019-06-04 Tesla, Inc. Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing
CN104158208A (zh) * 2014-07-15 2014-11-19 阳光电源股份有限公司 一种单级光伏并网逆变器及其控制方法和应用
WO2016028825A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-25 Solexel, Inc. Photovoltaic solar module metallization and distributed shade management connection and fabrication methods
US10756669B2 (en) 2014-12-04 2020-08-25 Solarmass Energy Group Ltd. Solar roof tile
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
US9947822B2 (en) 2015-02-02 2018-04-17 Tesla, Inc. Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells
DE202015102238U1 (de) * 2015-05-04 2015-06-01 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaik-Zelle und Photovoltaik-Modul
US9761744B2 (en) 2015-10-22 2017-09-12 Tesla, Inc. System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer
US9842956B2 (en) 2015-12-21 2017-12-12 Tesla, Inc. System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures
US9496429B1 (en) 2015-12-30 2016-11-15 Solarcity Corporation System and method for tin plating metal electrodes
DE102016001628A1 (de) * 2016-02-15 2017-08-17 Hochschule Luzern Technik & Architektur Farbiges Abdeckglas für Photovoltaikmodul
US10115838B2 (en) 2016-04-19 2018-10-30 Tesla, Inc. Photovoltaic structures with interlocking busbars
WO2018068057A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-12 Kent Kernahan System and method for configuring an array of solar panels to be safe for human contact
US20180204967A1 (en) * 2017-01-18 2018-07-19 David R. Hall Segmented Solar Module
CN109217806A (zh) * 2017-07-03 2019-01-15 北京信邦同安电子有限公司 太阳能组件的分体式功率优化模组
US10672919B2 (en) 2017-09-19 2020-06-02 Tesla, Inc. Moisture-resistant solar cells for solar roof tiles
CN207149569U (zh) * 2017-09-27 2018-03-27 君泰创新（北京）科技有限公司 一种光伏组件
US11190128B2 (en) 2018-02-27 2021-11-30 Tesla, Inc. Parallel-connected solar roof tile modules
CN108321228B (zh) * 2018-02-28 2019-10-11 江苏龙美光电科技有限公司 太阳能光伏组件
US10490682B2 (en) 2018-03-14 2019-11-26 National Mechanical Group Corp. Frame-less encapsulated photo-voltaic solar panel supporting solar cell modules encapsulated within multiple layers of optically-transparent epoxy-resin materials
KR102667789B1 (ko) * 2018-07-13 2024-05-21 트리나 솔라 컴패니 리미티드 태양광 발전 장치 및 태양광 발전 블라인드
US11031332B2 (en) 2019-01-31 2021-06-08 Texas Instruments Incorporated Package panel processing with integrated ceramic isolation
EP3947159A4 (en) * 2019-03-22 2022-12-21 Northrop Grumman Systems Corporation SOLAR PANEL MODULE
US10530292B1 (en) * 2019-04-02 2020-01-07 Solarmass Energy Group Ltd. Solar roof tile with integrated cable management system
US20200382052A1 (en) * 2019-05-29 2020-12-03 Solarwindow Technologies, Inc Homogeneous transparent coated greenhouse electrical generating devices, and internal and external electrical interconnections
US11848394B2 (en) * 2019-12-19 2023-12-19 Airbus Defence And Space Sas Photovoltaic module and flexible satellite solar generator
US11398795B2 (en) 2019-12-20 2022-07-26 GAF Energy LLC Roof integrated photovoltaic system
CA3165505A1 (en) 2020-01-22 2021-07-29 Nathan Peterson Integrated photovoltaic roofing shingles, methods, systems, and kits thereof
US11961928B2 (en) 2020-02-27 2024-04-16 GAF Energy LLC Photovoltaic module with light-scattering encapsulant providing shingle-mimicking appearance
WO2021221750A1 (en) 2020-04-30 2021-11-04 GAF Energy LLC Photovoltaic module frontsheet and backsheet
CN115769383A (zh) 2020-06-04 2023-03-07 Gaf能源有限责任公司 光伏屋顶板及其安装方法
US11843067B2 (en) 2020-07-22 2023-12-12 GAF Energy LLC Photovoltaic modules
WO2022035473A1 (en) 2020-08-11 2022-02-17 GAF Energy LLC Roof mounted photovoltaic system and method for wireless transfer of electrical energy
CN116420231A (zh) 2020-09-03 2023-07-11 Gaf能源有限责任公司 建筑集成光伏系统
US11444569B2 (en) * 2020-10-14 2022-09-13 GAF Energy LLC Mounting apparatus for photovoltaic modules
US11454027B2 (en) 2020-10-29 2022-09-27 GAF Energy LLC System of roofing and photovoltaic shingles and methods of installing same
CA3197598A1 (en) 2020-11-13 2022-05-19 Gabriela Bunea Photovoltaic module systems and methods
EP4256618A4 (en) 2020-12-02 2025-01-01 GAF Energy LLC STEP FLAPS FOR PHOTOVOLTAIC AND ROOF SHINGLES
US11459757B2 (en) 2021-01-19 2022-10-04 GAF Energy LLC Watershedding features for roofing shingles
US11967661B1 (en) 2021-01-27 2024-04-23 Bae Systems Space & Mission Systems Inc. Solar panel design and methods for magnetic cleanliness
CA3208699A1 (en) 2021-02-19 2022-08-25 William Sirski Photovoltaic module for a roof with continuous fiber tape
MX2023011156A (es) 2021-03-29 2023-10-05 GAF Energy LLC Componentes electricos para sitemas fotovoltaicos.
WO2022236029A1 (en) 2021-05-06 2022-11-10 GAF Energy LLC Photovoltaic module with transparent perimeter edges
MX2023014362A (es) 2021-06-02 2023-12-15 GAF Energy LLC Modulo fotovoltaico con encapsulante de dispersion de la luz que proporciona una apariencia que imita a las tejas.
US20220393637A1 (en) * 2021-06-03 2022-12-08 GAF Energy LLC Roofing module system
US12009781B2 (en) 2021-07-06 2024-06-11 GAF Energy LLC Jumper module for photovoltaic systems
CN113541590B (zh) * 2021-07-14 2023-02-03 潍坊科技学院 自动展开式光伏电板自清洁太阳能发电设备及其实施方法
US11512480B1 (en) 2021-07-16 2022-11-29 GAF Energy LLC Roof material storage bracket
US11728759B2 (en) 2021-09-01 2023-08-15 GAF Energy LLC Photovoltaic modules for commercial roofing
WO2023141566A1 (en) 2022-01-20 2023-07-27 GAF Energy LLC Roofing shingles for mimicking the appearance of photovoltaic modules
US12013153B2 (en) 2022-02-08 2024-06-18 GAF Energy LLC Building integrated photovoltaic system
WO2023164494A1 (en) 2022-02-23 2023-08-31 GAF Energy LLC Roofing shingle and method of manufacturing same
US11984521B2 (en) 2022-03-10 2024-05-14 GAF Energy LLC Combined encapsulant and backsheet for photovoltaic modules
US12199550B2 (en) 2022-04-08 2025-01-14 GAF Energy LLC Low profile connector for solar roofing systems
US12088247B2 (en) * 2022-05-20 2024-09-10 Inergy Holdings, Llc. Modular photovoltaic power production system
US12237809B2 (en) 2022-06-06 2025-02-25 GAF Energy LLC Active component indicators for photovoltaic systems
US12145348B2 (en) 2022-08-24 2024-11-19 GAF Energy LLC System for forming a roofing membrane, and associated method
US12034089B2 (en) 2022-09-01 2024-07-09 GAF Energy LLC Anti-reflective photovoltaic shingles and related methods
WO2024059462A1 (en) 2022-09-13 2024-03-21 GAF Energy LLC Sensing roofing system and method thereof
WO2024073288A1 (en) 2022-09-26 2024-04-04 GAF Energy LLC Photovoltaic modules integrated with building siding and fencing
US12143064B2 (en) 2022-09-29 2024-11-12 GAF Energy LLC Jumper module with sleeve
US12031332B2 (en) 2022-10-25 2024-07-09 GAF Energy LLC Roofing materials and related methods
US12231075B2 (en) 2022-10-27 2025-02-18 GAF Energy LLC Building integrated photovoltaic systems
US11811361B1 (en) 2022-12-14 2023-11-07 GAF Energy LLC Rapid shutdown device for photovoltaic modules
US12176849B2 (en) 2023-02-23 2024-12-24 GAF Energy LLC Photovoltaic shingles with multi-module power electronics
US12009782B1 (en) 2023-04-04 2024-06-11 GAF Energy LLC Photovoltaic systems with wireways

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321330A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Sony Corp オプトエレクトロニクス装置及びその製造方法、並びに情報記録及び／又は再生装置
JP2000114572A (ja) * 1999-11-17 2000-04-21 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュ―ル
US20060054210A1 (en) * 2003-12-15 2006-03-16 Bernard Proisy Photovoltaic module with an electronic device in the laminated stack
EP1840976A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Internal electrical connections used for a photovoltaic module
CN101089325A (zh) * 2006-03-06 2007-12-19 金凌 透光夹层中空保温光伏节能建筑构件

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU8519891A (en) * 1990-08-01 1992-03-02 Staktek Corporation Ultra high density integrated circuit packages, method and apparatus
JP3630967B2 (ja) * 1997-01-21 2005-03-23 キヤノン株式会社 太陽電池アレイおよび太陽光発電装置
JPH11330521A (ja) * 1998-03-13 1999-11-30 Canon Inc 太陽電池モジュ―ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、太陽電池モジュ―ルの故障特定方法
US6966184B2 (en) * 2002-11-25 2005-11-22 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic power generating apparatus, method of producing same and photovoltaic power generating system
US20050224109A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-13 Posbic Jean P Enhanced function photovoltaic modules
US7772716B2 (en) * 2007-03-27 2010-08-10 Newdoll Enterprises Llc Distributed maximum power point tracking system, structure and process
US20090000654A1 (en) * 2007-05-17 2009-01-01 Larankelo, Inc. Distributed inverter and intelligent gateway
US20090014050A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 Peter Haaf Solar module system and method using transistors for bypass
US20090014058A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 Miasole Rooftop photovoltaic systems
US20090308426A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Kent Kernahan Method and apparatus for installing, testing, monitoring and activating power generation equipment
US20100043868A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-25 David Sun System and method for integrated solar power generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321330A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Sony Corp オプトエレクトロニクス装置及びその製造方法、並びに情報記録及び／又は再生装置
JP2000114572A (ja) * 1999-11-17 2000-04-21 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュ―ル
US20060054210A1 (en) * 2003-12-15 2006-03-16 Bernard Proisy Photovoltaic module with an electronic device in the laminated stack
CN101089325A (zh) * 2006-03-06 2007-12-19 金凌 透光夹层中空保温光伏节能建筑构件
EP1840976A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Internal electrical connections used for a photovoltaic module

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105474406A (zh) * 2013-04-13 2016-04-06 速力斯公司 智能光伏电池和模块
CN105450147A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 江苏宇兆能源科技有限公司 一种具有防雨功能的双玻双面光伏车棚发电系统
CN105577083A (zh) * 2015-12-31 2016-05-11 江苏宇兆能源科技有限公司 一种用于道路隔音的双玻双面光伏声屏障发电系统
CN105514196A (zh) * 2016-02-18 2016-04-20 苏州佳亿达电器有限公司 集成mos场效应管逆变器的太阳能电池板的制造方法
CN105514196B (zh) * 2016-02-18 2017-04-05 苏州佳亿达电器有限公司 集成mos场效应管逆变器的太阳能电池板的制造方法
CN105978444A (zh) * 2016-05-25 2016-09-28 黄石金能光伏有限公司 一种可调光的建材型光伏构件及光伏系统
CN109245712A (zh) * 2017-07-03 2019-01-18 北京信邦同安电子有限公司 太阳能组件及其分体式功率优化接线盒
TWI831814B (zh) * 2018-07-19 2024-02-11 加州政府沙加緬度市公用事業部 用於估計和預測太陽能發電的技術
CN115387700A (zh) * 2022-08-26 2022-11-25 德尔堡窗业有限公司 一种具有光伏发电功能的房屋门窗

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