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TWI462315B - 使用一積體撓性電路且整合一旁路二極體之光電壓模組 - Google Patents

使用一積體撓性電路且整合一旁路二極體之光電壓模組 Download PDF

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TWI462315B
TWI462315B TW097122763A TW97122763A TWI462315B TW I462315 B TWI462315 B TW I462315B TW 097122763 A TW097122763 A TW 097122763A TW 97122763 A TW97122763 A TW 97122763A TW I462315 B TWI462315 B TW I462315B
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battery
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shielded
electrode
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TW097122763A
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TW200917507A (en
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Puthur Paulson
William Sanders
Ben Tarbell
Original Assignee
Hanergy Holding Group Ltd
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Description

使用一積體撓性電路且整合一旁路二極體之光電壓模組
本發明一般係關於一種光電壓裝置，且更特定言之係關於整合旁路二極體之光電壓模組。
本申請案主張2007年6月19日申請之美國專利申請案第11/812,515號之權利，該案之全部內容係以引用的方式併入本文中。
包含串聯連接的複數個光電壓電池之光電壓(PV)模組使用旁路二極體以圍繞受遮蔽或損壞的電池給電流選路。現有的大多數商用PV模組皆為每串PV電池使用一旁路二極體。某些不使用任何旁路二極體。現有的在PV模組中整合旁路二極體之方法麻煩、成本高，而且常需要一接線箱或一二次串列化操作。此外，目前使用之二極體常常會受到過電流及過熱故障之害。
需要開發整合旁路二極體之替代性光電壓模組以及在光電壓模組中整合旁路二極體之替代性方法。
在一具體實施例中，本發明提供一種光電壓模組，其包括：複數個光電壓電池，其包括一第一光電壓電池及一第二光電壓電池；一集極連接器，其經組態用以收集來自該第一光電壓電池之一電流並將該第一光電壓電池電連接至該第二光電壓電池；以及至少一二極體，其經組態用以旁路該複數個光電壓電池中的至少一電池。
在另一具體實施例中，本發明提供一種光電壓模組，其包括：複數個電池，其包括一第一光電壓電池及一第二光電壓電池，其中該第一光電壓電池包括一作用部分及一受遮蔽部分，該受遮蔽部分經組態為一旁路該第一光電壓電池之二極體。
在另一具體實施例中，本發明提供一種製造一光電壓模組的方法，其包括：提供複數個光電壓電池，其包含一第一光電壓電池與一第二光電壓電池；以及將該第一光電壓電池分為一作用部分及一受遮蔽部分；以及將該第一光電壓電池之受遮蔽部分電連接至該第二光電壓電池，以使該受遮蔽部分經組態為一旁路該第二光電壓電池之二極體。
除另有指定外，"一"或"一個"表示一或多個。
術語"旁路二極體"表示連接至一光電壓模組之一或多個光電壓電池以使得若該(等)電池變成受損壞或遮蔽則其將傳導電流之一二極體。一旁路二極體通常係反並聯地連接至一單一光電壓電池或串聯連接的複數個光電壓電池。圖1A顯示反並聯地連接至一光電壓電池102之一旁路二極體101，其係示意性地繪示為並聯連接的一電壓產生器102G與一二極體102D。電壓產生器102G表示在一正常模式中的光電壓電池102，而二極體102D表示在一反向偏壓模式中的光電壓電池102。該二極體101與光電壓電池102之反並聯連接意謂著該二極體101係反並聯於該二極體102D。換言之，該二極體101與光電壓電池102之反並聯連接意謂 著該二極體101之陽極係連接至該光電壓電池102之陰極，而該二極體101之陰極係連接至該光電壓電池102之陽極。依據圖1A，當光電壓電池102受到損壞或遮蔽時，該電流將穿過該二極體101。
圖1B顯示一旁路二極體101，其反並聯地連接至帶有終端電池103與104的一串聯的光電壓電池。圖1B所顯示的反並聯連接意謂著該二極體101之陽極係電連接至該終端電池103之陰極，而該二極體之陰極係電連接至該終端電池104之陽極。當該串聯中帶有終端電池103與104的光電壓電池中之任何一或多個電池受到損壞或遮蔽時，該二極體101將傳導該電流。
本案發明者開發了在光電壓模組中整合旁路二極體的新方法。因此，本發明係關於一種光電壓模組，其包括至少一經組態用以旁路該模組之至少一光電壓電池的二極體；以及製造包括至少一旁路二極體之光電壓模組的方法。
依據一具體實施例，一光電壓模組包括：至少兩個光電壓電池；一集極連接器；以及一二極體，其經組態用以旁路該模組之一或多個光電壓電池。例如，在2006年6月13日申請而頒予Hachtmann等人之美國專利申請案序號第11/451,616號中說明包含一集極連接器之光電壓模組，該案係以引用的方式全文併入本文中。在本文中，術語"模組"包括至少兩個而較佳的係三個或更多電互連的光電壓電池之一裝配件，該等電池亦可稱作"太陽能電池"。該"集極連接器"係一裝置，其兼用作用於自該模組的至少一 光電壓電池收集電流之一電流集極以及將該至少一光電壓電池與該模組的至少另一光電壓電池電互連之一互連器。一般而言，該集極連接器汲取自該模組的每一電池收集之電流並將其組合以在該模組的輸出連接器處提供一可用的電流與電壓。
圖2示意性顯示一模組1之兩個版本。模組1包括第一及第二光電壓電池3a與3b。應瞭解，模組1可包括三個或更多電池，例如3至10,000個電池。較佳地，該等第一3a與該等第二3b光電壓電池係板形電池，其位置係彼此鄰近，如圖2示意性顯示。當從頂部觀看時，該等電池可具有一方形、矩形(包括條帶狀)、六邊形或其他多邊形、圓形、橢圓形或者不規則形狀。
每一電池3a、3b包括一光電壓材料5，例如一半導體材料。例如，該光電壓半導體材料可包括採用一第IV族半導體材料(例如非晶矽或晶矽)、一第II-VI族半導體材料(例如CdTe或CdS)、一第I-III-VI族半導體材料(例如CuInSe2 (CIS)或Cu(In,Ga)Se2 (CIGS))及/或一第III-V族半導體材料(例如GaAs或InGaP)之一p-n或p-i-n接面。該等p-n接面可包括不同材料的異質接面，例如CIGS/CdS異質接面。每一電池3a、3b還包含前側與後側電極7、9。此等電極7、9可以係指定為第一及第二極性電極，因為電極具有一相反極性。例如，可將該前側電極7電連接至一p-n接面之一n側，而將該後側電極電連接至一p-n接面之一p側。該等電池前表面上的電極7可為一光學透明前側電極，其 係調適成面向太陽，且可包括一透明導電材料，例如氧化銦錫或摻雜鋁的氧化鋅。該等電池後表面上的電極9可為一後側電極，其係調適成背離太陽，且可包括一或多個導電材料，例如銅、鉬、鋁、不銹鋼及/或其合金。此電極9還可包括該基板，在製造電池的過程中，將光電壓材料5及前電極7佈置於該基板之上。
較佳地，載體13包括一撓性電絕緣聚合物膜，其具有薄片或條帶形狀，支撐至少一電導體15。合適的聚合物材料之範例包含熱聚合烯烴(TPO)。TPO包含具有熱塑性性質的任何烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等。亦可使用在太陽光下不會顯著裂化的其他聚合物材料(例如EVA)、其他非烯烴熱塑性聚合物(例如氟聚合物、丙烯酸或聚矽氧)，以及多層層壓物或共擠壓物(例如PET/EVA層壓物或共擠壓物)。絕緣載體13亦可包括任何其他電絕緣材料，例如玻璃或陶瓷材料。載體13可以係一薄片或條帶，其係從一捲軸或線軸展開而用來支撐將一模組1中的三個或更多電池3互連之(多個)導體15。該載體13也可具有除薄片或條帶形狀以外的其他合適形狀。
該導體15可包括任何導電跡線或導線。較佳地將該導體15施加於一絕緣載體13，該載體在佈置該導體期間用作一基板。接著將該集極連接器11與電池3接觸而施加，以使該導體15連接該等電池3之一或多個電極7、9。舉例而言，該導體15可包括一跡線，例如銀膏，如一聚合物與銀粉末混合膏，其係噴塗(例如，網版印刷)在該載體13上以 在該載體13上形成複數個導電跡線。該導體15也可包括一多層跡線。例如，該多層跡線可包括一晶種層與一電鍍層。該晶種層亦可包括任何導電材料，例如銀填充墨水或碳填充墨水，其係以一所需圖案印刷在該載體13上。可藉由高速印刷形成晶種層，例如旋轉網版印刷、平台印刷、旋轉凹版印刷等。該電鍍層可包括可藉由電鍍形成的任何導電材料，例如銅、鎳、鈷或其合金。可藉由在該晶種層上選擇性地形成該電鍍層進行電鍍來形成該電鍍層，該晶種層係用作電鍍槽內之電極之一。或者，可藉由無電極電鍍形成該電鍍層。或者，導體15可包括複數個金屬導線，例如銅、鋁及/或其合金導線，該等導線係由載體13支撐或者附著於該載體13。該等導線或跡線15電接觸該第一光電壓電池3a之第一極性電極7之一表面的主要部分以自此電池3a中收集電流。該等導線或跡線15亦電接觸該第二光電壓電池3b之第二極性電極9之至少一部分以將該電池3b之此電極9電連接至該第一光電壓電池3a之第一極性電極7。該等導線或跡線15可形成與該電極7之一柵格狀接點。如下面更詳細之說明，該等導線或跡線15可包括細柵格線以及可選的粗匯流排條或匯流排線。若存在匯流排條或匯流排線，則可將該等柵格線配置為細"指狀件"，從該等匯流排條或匯流排線延伸。
本發明之具體實施例之模組提供一電流收集與互連組態以及比先前技術模組更便宜、更耐用且允許更多光照射該光電壓模組的作用區域之方法。該模組提供自一光電壓 ("PV")電池的電流收集以及基於將在一PV電池中產生的電流傳輸到鄰近電池中及/或從該光電壓模組中向外傳輸到輸出連接器之目的之兩個或更多PV電池的電互連。此外，可很容易地切割、形成與操控該載體。此外，當將薄膜太陽能電池與一金屬基板(例如不銹鋼)互連時，本發明之具體實施例允許使用的互連焊料與該太陽能電池之間具有一比在矽PV電池上使用傳統軟焊接合更好的熱膨脹係數匹配。特定言之，可不使用先前技術之焊接片與串列互連技術而互連該模組之電池。然而，若需要可使用焊接。
圖3與4分別顯示模組1a與1b，其中載體膜13包括印刷在一側上的導電跡線。該等跡線15電接觸電池3a的作用表面(即電池3a的前電極7)，收集在該電池3a上產生的電流。可在該導電跡線15與該電池3a之間添加一導電間隙材料以改善導電及/或穩定至環境或熱應力之介面。藉由一導電片25完成與該第二電池3b之互連，該導電片25同時接觸該導電跡線15與電池3b的後側(即電池3b的後側電極9)。該片25可橫跨該等電池之寬度而連續或可包括連接至該電池上之匹配導體的間斷片。可以導電間隙材料、導電黏合劑、焊料或者藉由強制使該片材料25與電池或導電跡線直接緊密接觸來形成該電連接。壓印該片材料25可改善此介面處的連接。在圖3所示組態中，該集極連接器11在電池3b的後側上延伸，而該片25係位於電池3b的後側上，以在該跡線15與電池3b的後側電極之間形成一電接觸。在圖4所示組態中，集極連接器11係位於電池3a的前側上而該片25從電 池3a的前側延伸至電池3b的後側，以使跡線15電連接至電池3b的後側電極。
簡言之，在圖3與4的模組組態中，該導體15係位於載體膜13之一側上。載體13之至少一第一部分13a係位於該第一光電壓電池3a之一前表面上，以使該導體15電接觸在該第一光電壓電池3a之前側上的第一極性電極7以收集來自電池3a之電流。一導電片25將該導體15電連接至該第二光電壓電池3b之第二極性電極9。此外，在圖3的模組1a中，載體13之一第二部分13b在該第一光電壓電池3a與該第二光電壓電池3b之間延伸，以使載體13之與包括該導體15的側面相對之一側接觸該第二光電壓電池3b之一後側。
圖5與6係在撓性不銹鋼基板上形成之撓性CIGS PV電池模組的照片。圖3所示且在上文中說明的包括一撓性絕緣載體與導電跡線之集極連接器係在該等電池之頂部上形成。圖6顯示該電池之撓性性質，該電池係手動抬升與彎折。
在某些具體實施例中，可將該旁路二極體整合到該光電壓模組中，其係藉由在該集極連接器中提供一第一導線或跡線以電接觸該旁路二極體之一第一電極，及提供一第二導線或跡線以電接觸該旁路二極體之一第二電極。若該二極體經組態用以旁路該模組之僅一電池，則該第一導線或跡線與該第二導線或跡線係分別電接觸該電池之第一與第二極性電極。若該二極體經組態用以旁路該模組之多於一個電池，例如該二極體經組態用以旁路與終端電池A及B 串聯之所有電池，則該第一導線或跡線係電接觸該電池A之第一極性電極，而該第二導線或跡線係電接觸該電池B之第二極性電極。該第一導線或跡線與該第二導線或跡線可以係在其形成期間引入該集極連接器。
該第一導線或跡線及/或該第二導線或跡線可以係藉由產生該集極連接器的導體15之一個或多個斷線而引入該集極連接器。舉例而言，圖7A顯示一光電壓模組，其包括五個串聯電連接的光電壓電池701、702、703、704與705。在圖7A中，該集極連接器包括：導體706L與706R，其連接鄰近電池701與702；導體707L與707R，其連接鄰近電池702與703；導體708L與708R，其連接鄰近電池703與704；以及導體709L與709R，其連接鄰近電池704與705。引入一單一旁路二極體可能需要在一或多個連接該模組之一第一對鄰近光電壓電池之導體中之一第一斷線，以及在一或多個連接該模組之一第二對鄰近光電壓電池之導體中之一第二斷線。
以一使得至少一導體保持不斷線而因此在該對鄰近電池之間提供一電連接的方式將一斷線引入連接一對鄰近電池之導體。因此，可將一斷線僅引入在圖7中連接電池701與702之導體706L與706R二者之一，而非兩個。
為引入一旁路該模組之一單一光電壓電池之二極體，可將一斷線引入將該電池之一第一極性電極連接到一第一鄰近電池的導體內，以及將該電池之一第二極性電極連接到一第二鄰近電池的導體內。在圖7B，導體706R中一斷線 產生一連接到電池702之一第一極性電極702U的導線或跡線706R2以及一連接到電池701之一第二極性電極701L的導線或跡線706R1；而導體707R中之一斷線產生一連接到電池702之一第二極性電極702L的導線或跡線707R1以及一連接到電池703之一第一極性電極703U的導線或跡線707R2。一旁路電池702之二極體710將其陽極連接到導線或跡線706R2而將其陰極連接到導線或跡線707R1。
為了引入一旁路多個串聯電連接的電池之二極體，可僅在將該串聯的終端電池連接到該串聯外部的電池之導體中產生斷線。因此，連接該串聯內部電池的集極連接器之導體中無需斷線。舉例而言，在圖7B中，一二極體711經組態用以旁路串聯電連接的電池703與704。因此，在將該串聯之第一終端電池703連接到外部電池702的導線或跡線707R中以及在將該串聯之第二終端電池704連接到外部電池705的導線或跡線709R中產生斷線。在如導體708L或708R之連接該等串聯之電池703與704的導體中無需斷線。
同樣地，為了整合一旁路串聯電連接的電池702、703與704之二極體，斷線可以係產生於諸如導體706L或706R之將該串聯之第一終端電池702連接到外部電池701之一或多個導體中以及諸如導體709L或709R之將該串聯之第二終端電池704連接到外部電池705之一或多個導體中。在諸如導體708L或708R之連接該串聯的電池703與704之導體中或在諸如導体707L或707R之連接該串聯的電池702與703之導體中，皆不需要斷線。
整合於該光電壓模組中之二極體可以係任何合適形式。在某些具體實施例中，該二極體可以係一積體電路(IC)(例如一表面安裝IC或一圓柱形IC)的一部分。該積體電路可具有金屬引線，該等引線可以係直接連接到該集極連接器之導線或跡線。
可使用此項技術中所習知的任何合適方法，例如焊接或使用導電黏合劑，將該二極體附著於該第一導線或跡線與該第二導線或跡線。
依據一第二具體實施例，一光電壓模組包括至少兩個光電壓電池，以使該等電池中的一電池具有一作用部分與一受遮蔽部分，其中後者經組態用以旁路另一光電壓電池。
該電池之作用部分與受遮蔽部分共用一極性電極，並具有一極性之分離的受遮蔽電極。舉例而言，該作用部分與該受遮蔽部分可具有一共同的第二極性電極與分離的第一極性電極。
圖8B所示意性繪示的光電壓電池具有一作用部分801L與一受遮蔽部分801R，其具有一共同的後側電極809，並分別具有分離的前側電極807L與807R。電極807L與807R係彼此電絕緣。該等電極807L與807R之材料可以相同或不同。該作用部分801L包括一佈置於電極807L與809之間的光電壓材料805L，而該受遮蔽部分包括一佈置於電極807R與809之間的半導體材料805R。該光電壓材料805L與該半導體材料805R之成分可以相同或不同。
圖8A至8B顯示製造一光電壓電池的程序，該電池具有 一作用部分與一受遮蔽部分。圖8A中之光電壓電池801包括一第一極性電極807、一第二極性電極809與一佈置於該等電極807與809之間的光電壓材料。一假想線A-A將該光電壓電池分成左與右側子電池801L與801R。圖8A中之左與右側子電池801L與801R共用該第一極性電極807、光電壓材料805與第二極性電極809。圖8C顯示說明如圖8A所示左與右側子電池801L與801R之一電連接的一圖式。在圖8C中，左側子電池801L係繪示為並聯連接的一光電壓電池PCL與一二極體DL，而右側子電池801R係繪示示為並聯連接的一光電壓電池PCR與一二極體DR。在圖8C中左側子電池801L與右側子電池801R係並聯電連接。
在圖8B中，該等左與右側子電池係沿線A-A分離，以使該左側子電池之第一極性電極807L不會電連接至該右側子電池之第一極性電極807R，該左側子電池之光電壓材料805L係與該右側子電池之光電壓材料805R實體上分離且電絕緣，而該第二極性電池809保持為該左側與該右側子電池所共同。圖8D繪示該等左與右側子電池801L與801R在分離後的電連接之一電路圖。在圖8D中，該左側子電池801L係繪示為並聯連接的光電壓電池PCL與二極體DL，而該右側子電池801R係繪示為並聯連接的光電壓電池PCR與二極體DR。該左側子電池801L與該右側子電池801R並非並聯連接，因為其共用僅一共同電極。
將該光電壓電池分離為左側子電池及右側子電池可藉由任何可行的方法來完成。在某些具體實施例中，該等左及 右側子電池可藉由在光電壓電池801之第一極性電極807與光電壓材料805之間劃線來分離。舉例而言，可在上述的板形光電壓電池上實行此類分離方法。圖11繪示藉由劃線而分離成作用與受遮蔽部分的板形光電壓電池。舉例而言，一光電壓電池1101具有一透過其前側電極與光電壓材料而劃線之間隙1110。該間隙1110將電池1101分離成一具有一前側電極1117的作用部分以及一具有一前側電極1107的受遮蔽部分。該電池1101之作用與受遮蔽部分共用一後側電極1104。
一旦分離，便可選擇該等左與右側子電池之一電池作為該光電壓電池之一作用部分，而可選擇該等左與右側子電池之另一電池為該光電壓電池之一受遮蔽部分。選擇作為受遮蔽部分的子電池可受遮蔽以使其僅用作一旁路二極體而非一光電壓電池。
圖8E繪示圖8B之光電壓電池801的一電路圖，其中該右側子電池801R受遮蔽。
可藉由各種技術來實行遮蔽。在某些具體實施例中，遮蔽可藉由在選擇作為受遮蔽部分的子電池(例如圖8E上的右側子電池801R)之第一極性電極之上佈置一不透明層來實行。在某些具體實施例中，可藉由以一方式彎曲該等子電池之共同電極(即圖8中的第二極性電極809)而使得當選擇作為該作用部分的子電池之第一極性電極面向太陽時選擇作為受遮蔽部分的子電池之第一極性電極背離太陽，來實施遮蔽。圖12B顯示此一具體實施例。在圖12B中，該 等撓性子電池801L與801R之共同電極809係彎曲成使得該右側子電池807R之第一極性電極807R背離太陽。
圖9A顯示一具有一作用部分901L及一受遮蔽部分901R的光電壓電池901與一具有作用部分902L及受遮蔽部分902R的光電壓電池902之一連接，其使得該受遮蔽部分901R經組態為一旁路該光電壓電池902之二極體。換言之，該光電壓電池901之受遮蔽部分901R之一第一極性電極907R係電連接至該光電壓電池902之一第二極性電極908，而該光電壓電池902之一第一極性電極906係電連接至該光電壓電池901之一第二極性電極909。若該光電壓電池902本身具有一作用部分與一受遮蔽部分，則光電壓電池901之第二極性電極909係電連接至該光電壓電池902之一作用部分之一第一極性電極。
圖9B係與圖9A之光電壓電池配置對應之一電路圖。在圖9B中，該光電壓電池901之作用部分901L係繪示為並聯電連接的一光電壓電池PCL與一二極體DL，該光電壓電池901之受遮蔽部分901R係繪示為一二極體DR，而該光電壓電池902係繪示為並聯連接的一光電壓電池PC與一二極體D。在圖9B中，該二極體DR旁路該光電壓電池PC。
圖10A表示經重新繪示而使該電池901係顯示於該電池902之上以使該電連接變清晰的圖9B之一電路圖。
圖10B表示一圖，其繪示多個光電壓電池之一電連接，使得該等光電壓電池之每一電池具有一作用部分與一受遮蔽部分，而每一電池之一受遮蔽部分經組態為一旁路另一 電池之一作用部分的二極體。在圖10B中，電池1002之一受遮蔽部分(顯示在右側)係一旁路電池1001之一作用部分(顯示在左側)的二極體；電池1003之一受遮蔽部分係一旁路電池1002之一作用部分的二極體；電池1004之一受遮蔽部分係一旁路電池1003之一作用部分的二極體；電池1005之一受遮蔽部分係一旁路電池1004之一作用部分的二極體；電池1006之一受遮蔽部分係一旁路電池1005之一作用部分的二極體；電池1001之一受遮蔽部分係一旁路電池1006之一作用部分的二極體。
圖11顯示一光電壓模組，其包括光電壓電池1101、1102與1103。該光電壓電池1101具有一作用部分1101L與一受遮蔽部分1101R，其共用一共同後側電極1104。該電池1101之作用部分具有一前側電極1117，該電池之受遮蔽部分具有一前側電極1107。該等作用與受遮蔽部分之前側電極係藉由一劃線的間隙1110分離。光電壓電池1102具有一作用部分與一受遮蔽部分，其共用一共同後側電極1105。該電池1102之作用部分具有一前側電極1118，該電池之受遮蔽部分具有一前側電極1108。該等作用與受遮蔽部分之前側電極係藉由一劃線的間隙1111分離。該光電壓電池1103具有一作用部分與一受遮蔽部分，其共用一共同後側電極1106。該電池1103之作用部分具有一前側電極1119，該電池之受遮蔽部分具有一前側電極1109。該等作用與受遮蔽部分之前側電極係藉由一劃線的間隙1112分離。
圖11所繪示的光電壓模組具有一集極連接器，其包括導 體1113與1114。該等導體1113將該電池1102之後側電極1105連接到該電池1101的作用部分之前側電極1117，而該導體1114將該電池1102的受遮蔽部分之前側電極1108連接到該電池1101之後側電極1104。導體1114為該光電壓電池1102的受遮蔽部分之前側電極1108提供遮蔽。如圖11所示，該電池1108之受遮蔽部分經組態為一旁路該電池1101之作用部分的二極體。
圖11所繪示的光電壓模組亦包含一集極連接器，該集極連接器包含導體1115與1116。該導體1115將該電池1103之後側電極1106連接到該電池1102的作用部分之前側電極1118，而該導體1116將該電池1103的受遮蔽部分之前側電極1109連接到該電池1102之後側電極1105。導體1116為該光電壓電池1103的受遮蔽部分之前側電極1109提供遮蔽。如圖11所示，該電池1109之受遮蔽部分經組態為一旁路該電池1102之作用部分的二極體。
圖11亦顯示電極1120，其可將該電池1103的作用部分之前側電極1119電連接到該模組之另一電池(未顯示)。電極1121為該電池1101的受遮蔽部分之前側電極1107提供遮蔽。電極1121可以係連接到另一(未顯示)電池之一後側電極，以使該電池1101之受遮蔽部分經組態為一旁路此另一電池的二極體。
儘管上文參考特定較佳具體實施例，但應理解本發明並不受此限制。熟習此項技術者會明白可對所揭示的具體實施例進行各種修改，且意在將此類修改包含於本發明之範 疇內。本文中所引用的所有公告案、專利申請案及專利案之全部內容係以引用的方式併入本文中。
1‧‧‧模組
1a‧‧‧模組
1b‧‧‧模組
3a‧‧‧第一光電壓電池
3b‧‧‧第二光電壓電池
5‧‧‧光電壓材料
7‧‧‧前側電極/第一極性電極
9‧‧‧後側電極/第二極性電極
11‧‧‧集極連接器
13‧‧‧載體/載體膜
13a‧‧‧載體13之一第一部分
13b‧‧‧載體13之一第二部分
15‧‧‧導體/跡線
25‧‧‧導電片
101‧‧‧旁路二極體
102‧‧‧光電壓電池
102D‧‧‧二極體
102G‧‧‧電壓產生器
103‧‧‧終端電池
104‧‧‧終端電池
701‧‧‧光電壓電池
701L‧‧‧第二極性電極
702‧‧‧光電壓電池
702L‧‧‧第二極性電極
702U‧‧‧第一極性電極
703‧‧‧光電壓電池
703U‧‧‧第一極性電極
704‧‧‧光電壓電池
705‧‧‧光電壓電池
706L‧‧‧導體
706R‧‧‧導體
706R1‧‧‧導線或跡線
706R2‧‧‧導線或跡線
707L‧‧‧導體
707R‧‧‧導體
707R1‧‧‧導線或跡線
707R2‧‧‧導線或跡線
708L‧‧‧導體
708R‧‧‧導體
709L‧‧‧導體
709R‧‧‧導體
710‧‧‧二極體
711‧‧‧二極體
801‧‧‧光電壓電池
801L‧‧‧作用部分/左側子電池
801R‧‧‧受遮蔽部分/右側子電池
805‧‧‧光電壓材料
805L‧‧‧光電壓材料
805R‧‧‧半導體材料
807‧‧‧第一極性電極
807L‧‧‧第一極性電極
807R‧‧‧第一極性電極
809‧‧‧第二極性電極/共同的後側電極
901‧‧‧光電壓電池
901L‧‧‧作用部分
901R‧‧‧受遮蔽部分
902‧‧‧光電壓電池
906‧‧‧第一極性電極
907R‧‧‧第一極性電極
908‧‧‧第二極性電極
909‧‧‧第二極性電極
1001‧‧‧光電壓電池
1002‧‧‧光電壓電池
1003‧‧‧光電壓電池
1004‧‧‧光電壓電池
1005‧‧‧光電壓電池
1006‧‧‧光電壓電池
1101‧‧‧光電壓電池
1101L‧‧‧作用部分
1101R‧‧‧受遮蔽部分
1102‧‧‧光電壓電池
1103‧‧‧光電壓電池
1104‧‧‧後側電極
1105‧‧‧後側電極
1106‧‧‧後側電極
1107‧‧‧前側電極
1108‧‧‧前側電極
1109‧‧‧前側電極
1113‧‧‧導體
1114‧‧‧導體
1115‧‧‧導體
1116‧‧‧導體
1117‧‧‧前側電極
1118‧‧‧前側電極
1119‧‧‧前側電極
1120‧‧‧電極
1121‧‧‧電極
D‧‧‧二極體
DL‧‧‧二極體
DR‧‧‧二極體
PC‧‧‧光電壓電池
PCL‧‧‧光電壓電池
PCR‧‧‧光電壓電池
圖1A示意性顯示一旁路一光電壓電池之二極體。圖1B示意性顯示二極體旁路多個串聯連接的光電壓電池之一電路示意圖。
圖2示意性顯示包括兩個光電壓電池及一撓性集極連接器之一側光電壓模組。
圖3與4示意性顯示包括兩個光電壓電池與一撓性集極連接器的光電壓模組之一斷面圖。
圖5係在撓性不銹鋼基板上形成之一撓性Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)電池的一照片。
圖6係顯示在撓性不銹鋼基板上形成之CIGS電池之一撓性性質的一照片。
圖7A至7B示意性顯示具有在鄰近光電壓電池之間有斷線的導體之一光電壓模組。
圖8A至8B示意性顯示具有一作用部分與一受遮蔽部分之一光電壓電池以及製造此一電池之一程序。
圖8C至8E顯示包含一作用部分與一受遮蔽部分之一光電壓電池的電路示意圖。
圖9A示意性顯示兩個光電壓電池之一電連接，使得一電池之一受遮蔽部分用作一用於另一電池之旁路二極體。
圖9B顯示針對圖9A中兩個光電壓電池之電路示意圖。
圖10A顯示兩個光電壓電池之一電連接的電路示意圖， 使得一電池之一受遮蔽部分用作一用於另一電池之旁路二極體。圖10B係顯示多個各包括一作用部分與一受遮蔽部分的光電壓電池之一電連接之一電路圖，使得一電池之一作用部分用作一用於另一電池之旁路二極體。
圖11係包括複數個光電壓電池及一集極連接器之一光電壓模組之一三維視圖，其中一光電壓電池之一受遮蔽部分用作一用於另一光電壓電池之旁路二極體。
圖12A示意性繪示一光電壓電池之一斷面側視圖，該電池類似於圖8B所繪示的電池。圖12B示意性繪示一光電壓電池之一斷面側視圖，該電池具有背離太陽之一第一極性電極之一受遮蔽部分。
101‧‧‧旁路二極體
102‧‧‧光電壓電池
102D‧‧‧二極體
102G‧‧‧電壓產生器

Claims (14)

  1. 一種光電壓模組，其包括：複數個光電壓電池，其包括一第一光電壓電池與一第二光電壓電池；一集極連接器，其經組態用以收集來自該第一光電壓電池之一電流，並將該第一光電壓電池電連接至該第二光電壓電池；以及至少一二極體，其經組態用以旁路該複數個光電壓電池中的至少一電池；其中該集極連接器包括一電接觸該二極體之一第一電極的第一導線或跡線以及一電接觸該二極體之一第二電極的第二導線或跡線；且其中該第一導線或跡線將該第一光電壓電池之該第一極性電極電連接至該二極體之該第一電極，該第二導線或跡線將該第一光電壓電池之該第二極性電極電連接至該二極體之該第二電極，且其中該二極體經組態用以旁路該第一光電壓電池。
  2. 一種光電壓模組，其包括：複數個光電壓電池，其包括一第一光電壓電池與一第二光電壓電池；一集極連接器，其經組態用以收集來自該第一光電壓電池之一電流，並將該第一光電壓電池電連接至該第二光電壓電池；以及至少一二極體，其經組態用以旁路該複數個光電壓電 池中的至少一電池；其中該集極連接器包括一電接觸該二極體之一第一電極的第一導線或跡線以及一電接觸該二極體之一第二電極的第二導線或跡線；且其中該複數個光電壓電池進一步包括一第三光電壓電池，該第一導線或跡線將該第一光電壓電池之該第一極性電極電連接至該二極體之該第一電極，而該第二導線或跡線將該第三光電壓電池之一第二極性電極電連接至該二極體之該第二電極，且其中該二極體經組態用以旁路該第一光電壓電池與該第三光電壓電池。
  3. 一種光電壓模組，其包括：複數個光電壓電池，其包括一第一光電壓電池與一第二光電壓電池；一集極連接器，其經組態用以收集來自該第一光電壓電池之一電流，並將該第一光電壓電池電連接至該第二光電壓電池；以及至少一二極體，其經組態用以旁路該複數個光電壓電池中的至少一電池；其中該第一光電壓電池包括一作用部分與一受遮蔽部分，後者經組態為一旁路該第二光電壓電池之二極體；且其中：該第一光電壓電池包括：一第一極性電極，其包括一面向太陽之透明部分及一與該透明部分電絕緣之受遮蔽 部分；一第二極性電極，其背離太陽；以及一光電壓材料，其係佈置於該第一極性電極與該第二極性電極之間，該光電壓材料包括一第一部分及藉由一間隙與該第一部分分離之一第二部分，該第一部分係佈置於該第一極性電極的該透明部分與該第二極性電極之間，而該第二部分係佈置於該第一極性電極的該受遮蔽部分與該第二極性電極之間；該第一光電壓電池之該作用部分係藉由該第一光電壓電池之該第一極性電極之該透明部分與該第一光電壓電池之該光電壓材料之該第一部分來定義；該第一光電壓電池之該受遮蔽部分係藉由該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分與該光電壓材料之該第二部分來定義；該第一光電壓電池之該等作用與該等受遮蔽部分共用該第一光電壓電池之該第二極性電極；以及該第二光電壓電池之一第一極性電極係電連接至該第一光電壓電池之該第二極性電極，而該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分係電連接至該第二光電壓電池之該第二極性電極。
  4. 如請求項3之光電壓模組，其中該集極連接器包括複數個跡線或導線，該等跡線或導線包含至少一遮蔽導線或跡線，此類遮蔽導線或跡線係佈置於該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分上而使該遮蔽導線或跡線阻擋來自該第一光電壓電池之該光電壓材料之該第 二部分的陽光。
  5. 如請求項3之光電壓模組，其中該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分經組態為背離太陽。
  6. 一種光電壓模組，其包括：複數個光電壓電池，其包括一第一光電壓電池與一第二光電壓電池；一集極連接器，其經組態用以收集來自該第一光電壓電池之一電流，並將該第一光電壓電池電連接至該第二光電壓電池；以及至少一二極體，其經組態用以旁路該複數個光電壓電池中的至少一電池；其中該第一光電壓電池包括一作用部分與一受遮蔽部分，後者經組態為一旁路該第二光電壓電池之二極體；且其中：該第一光電壓電池包括一第二極性電極；該第一光電壓電池之該作用部分包括一透明的第一極性電極與一佈置於該第二極性電極與該透明的第一極性電極之間的一光電壓材料；該第一光電壓電池之該受遮蔽部分包括一受遮蔽的第一極性電極與一佈置於該第二極性電極與該受遮蔽的第一極性電極之間的半導體材料；該透明的第一極性電極係與該受遮蔽的第一極性電極電絕緣，而該第一光電壓電池之該作用部分之該光電壓 材料係與該第一光電壓電池之該受遮蔽部分之該半導體材料分離；以及該第一光電壓電池之該受遮蔽部分之該受遮蔽的第一極性電極係電連接至該第二光電壓電池之一第二極性電極，而該第一光電壓電池之該第二極性電極係電連接至該第二光電壓電池之一第一極性電極。
  7. 一種光電壓模組，其包括：複數個光電壓電池，其包含一第一光電壓電池及一第二光電壓電池，其中該第一光電壓電池包括一作用部分及一受遮蔽部分，該受遮蔽部分經組態為一旁路該第二光電壓電池之一作用部分的二極體；其中：該第一光電壓電池包括：一第一極性電極，其包括一面向太陽之一透明部分及一與該透明部分電絕緣之受遮蔽部分；一第二極性電極，其背離太陽；以及一光電壓材料，其係佈置於該第一極性電極與該第二極性電極之間，該光電壓材料包括一第一部分及藉由一間隙與該第一部分分離之一第二部分，該第一部分係佈置於該第一極性電極的該透明部分與該第二極性電極之間，而該第二部分係佈置於該第一極性電極的該受遮蔽部分與該第二極性電極之間；該第一光電壓電池之該作用部分藉由該第一光電壓電池之該第一極性電極之該透明部分與該第一光電壓電池之該光電壓材料之該第一部分來定義； 該第一光電壓電池之該受遮蔽部分藉由該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分與該光電壓材料之該第二部分來定義；該第一光電壓電池之該等作用與該等受遮蔽部分共用該第一光電壓電池之該第二極性電極；以及該第二光電壓電池之一第一極性電極係電連接至該第一光電壓電池之該第二極性電極，而該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分係電連接至該第二光電壓電池之一第二極性電極。
  8. 如請求項7之光電壓模組，其進一步包括一遮蔽導線或跡線，該遮蔽導線或跡線係佈置於該第一極性電極之該受遮蔽部分上而使該遮蔽導線或跡線阻擋來自該第一光電壓電池之該光電壓材料之該第二部分的陽光。
  9. 如請求項7之光電壓模組，其中該第二光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分經組態為背離太陽。
  10. 如請求項7之光電壓模組，其中：該第一光電壓電池包括一第二極性電極；該第一光電壓電池之該作用部分包括一透明的第一極性電極與一佈置於該第二極性電極與該透明的第一極性電極之間的光電壓材料；該第一光電壓電池之該受遮蔽部分包括一受遮蔽的第一極性電極與一佈置於該第二極性電極與該受遮蔽的第一極性電極之間的半導體材料；該透明的第一極性電係與該受遮蔽的第一極性電極電 絕緣，而該第一光電壓電池之該作用部分之該光電壓材料係與該第一光電壓電池之該受遮蔽部分之該半導體材料分離；以及該第一光電壓電池之該受遮蔽部分之該受遮蔽的第一極性電極係電連接至該第二光電壓電池之一第二極性電極，而該第一光電壓電池之該第二極性電極係電連接至該第二光電壓電池之一第一極性電極。
  11. 一種製造一光電壓模組之方法，其包括：提供複數個光電壓電池，其包括一第一光電壓電池與一第二光電壓電池；將該第一光電壓電池分離為一作用部分與一受遮蔽部分；以及電連接該第一光電壓電池之該受遮蔽部分到該第二光電壓電池以使該受遮蔽部分經組態為一旁路該第二光電壓電池之二極體；其中：該第一光電壓電池包括：一第一極性電極，其包括面向太陽之一透明部分；一第二極性電極，其背離太陽；及一光電壓材料，其係佈置於該第一極性電極與該第二極性電極之間；以及該分離包括：將該第一光電壓電池之該第一極性電極分成該透明部分與一受遮蔽部分，該受遮蔽部分係與該透明部分電絕緣；及將該光電壓材料分成一第一部分與一第二部分，該第二部分係與該第一部分分離而使該第 一光電壓電池之該作用部分係藉由該第一極性電極之該透明部分與該光電壓材料之該第一部分來定義，該第一光電壓電池之該受遮蔽部分係藉由該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分與該第一光電壓電池之該光電壓材料之該第二部分來定義，並使該第一光電壓電池之該等受遮蔽與作用部分透過該第一光電壓電池之該第二極性電極而電連接。
  12. 如請求項11之方法，其中該分離該第一光電壓電池包括透過該第一光電壓電池之該第一極性電極與該第一光電壓電池之該光電壓材料來劃線。
  13. 如請求項12之方法，其進一步包括在該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分上佈置一遮蔽導線或跡線，其中該遮蔽導線或跡線阻擋來自該第一光電壓電池之該光電壓材料之該第二部分的太陽。
  14. 如請求項11之方法，其進一步包括將該第一光電壓電池之該第二極性電極彎曲成使該第一光電壓電池之該第一極性電極之該受遮蔽部分背離太陽。
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