專利名稱：層壓光電結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種層壓光電結構，具體涉及光電能量源。更具體地，本實用新型涉及使用光電(PV)帶將太陽能轉換成電能。
背景技術：
本實用新型的發明人已經確定，使用光電帶來捕獲太陽能的ー個挑戰是如何將入射光/輻射有效地引導和聚集到光電帶。另ー個挑戰是如何用能夠持續太陽能電池板等的預期使用壽命(例如超過20年)的材料來制造這種聚光器(concentrator,聚集器)。所考慮的ー種可能的解決方案是在光電帶前面使用金屬聚光器。這種解決方案的 缺點包括金屬聚光器是龐大的以及會導致太陽能電池板的厚度顯著增加。另ー個缺點包括暴露的金屬可能腐蝕并隨著其老化而失去反射能力。發明人考慮的另ー種可能的解決方案是在光電帶的頂部上使用薄的透明的聚碳酸酯層。在這種結構中，在聚碳酸酯層中模制了用作棱鏡的多個V形凹槽。到棱鏡的入射光將因此被引導至位于V形凹槽內的光電帶。發明人考慮到這種解決方案的ー個可能的缺點是這種聚碳酸酯層的耐久性和壽命等。更具體地，無法確定地預測長期的(超過20年)半透明度(例如，變模糊、裂紋)、幾何性質穩定性(例如，無收縮)等等。此外，發明人確定的可能對壽命有影響的另一方面是間隙的影響，例如光電帶與光電單元內的導線之間的空氣間隙。因此，期望的是改進的制造光電單元或結構的方法以及由此產生的光電單元或結構。
實用新型內容本實用新型涉及光電能量源。更具體地，本實用新型涉及使用光電(PV)帶將太陽能轉換成電能。本實用新型的ー個目的在于提供一種層壓光電結構，其具有改進的光電結構，能夠解決上述現有技術中存在的至少ー些問題。根據本實用新型的ー個方面提供了一種層壓光電結構，其包括透明材料板，具有多個聚光幾何特征；第一粘合劑材料層，鄰近透明材料板設置；多個光電帶，鄰近第一粘合劑材料層設置，其中多個光電帶根據多個聚光幾何特征的出射光特性相對于透明材料板定位，其中多個光電帶經由多條母線耦接，其中在相鄰光電帶的母線之間限定間隙區域；其中透明材料板、多個光電帶、和第一粘合劑材料層形成復合光電結構；以及其中多個光電帶之間的多個間隙區域在復合光電結構經歷層壓過程之后隨后被粘合劑材料填充。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構還包括第二粘合劑材料層，鄰近多個光電帶；以及剛性材料層，鄰近第二粘合劑材料層；其中復合光電結構包括第二粘合劑材料層和剛性材料層。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構，其中，層壓過程包括使復合光電結構經受小于大氣壓力的壓縮壓力。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構，其中，壓縮壓カ從包括大約0.2個大氣壓至大約0. 6個大氣壓的壓力范圍中選擇。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構，其中，層壓過程包括在第一時間期間內使復合光電結構經受第一壓縮壓力水平；在第二時間期間內使復合光電結構經受第二壓縮壓力水平；其中第一壓縮壓力水平小于第二壓縮壓力水平。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構，其中，第一壓縮壓力水平從由大約25千帕和大約1/4大氣壓組成的組中選擇。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構，其中，第二壓縮壓力水平從由大約50千帕和大約1/2大氣壓組成的組中選擇。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構，其中，層壓過程包括使復合光電結構經·受足夠熔化粘合劑材料的溫度。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構，其中，溫度大于大約120攝氏度。具體地，根據本實用新型的層壓光電結構，其中，第一粘合劑材料層從由EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、和熱塑性材料組成的組中選擇。根據本實用新型的多種實施方式，入射光聚光器由透明的或半透明的材料(例如，玻璃、丙烯酸樹脂)制成并鄰近光電帶放置。光電帶典型地通過一系列母線(bus bar,匯流條)相互連接。在多種實施方式中，具有包括一系列半圓形區域的橫截面的材料板(例如，玻璃板)被擠壓成型。在操作中，每個半圓形區域作為太陽能聚光器，以將太陽光(例如平行光)朝向在半圓形區域的相對表面上的更小區域改變方向。在多種實施方式中，半圓形區域的幾何聚光特性基于沿著所述半圓形區域的長度的平行光源和探測器來表征。對于聚光器板上的多個半圓形區域來重復這種特性。在多種實施方式中，特性數據可以用作光電帶相對于材料板的定位操作的輸入。例如，這種特性數據可以被使用者用來確定相對于材料板在哪里放置光電帶。作為另ー個實施方式，這種特性數據可以被能拾取光電帶并相對于材料板將光電帶精確定位的機器或設備使用。在多種實施方式中，光電帶相對于材料板的布置使由光電帶捕獲的太陽光最大化。在多種實施方式中，執行ー種受控的層壓過程以減少光電帶、母線或由此產生的光電組件內的其他布線之間的間隙間的空置空間(例如，空氣)。該空置空間可以用材料填充，比如粘合劑材料。更具體地，執行的層壓過程包括在該層壓過程期間在光電結構上施加受控壓縮壓カ輪廓。在多種實施方式中，大約1/4大氣壓(例如大約25千帕)的壓縮壓力被施加至光電組件大約20至30秒(例如25秒)。隨后，將大約1/2大氣壓(例如50千帕)的壓縮壓力施加至光電組件大約30至40秒(例如35秒)。在多種實施方式中，在足夠熔融粘合劑材料的加熱真空室(例如，至少120攝氏度、至少150攝氏度等等)內將壓縮壓カ施加至光電結構。根據本實用新型的ー個方面，披露了形成層壓光電結構的方法。一種技術包括提供具有多個聚光(concentrating,聚集)幾何特征的透明材料板,并鄰近透明材料板設置第一粘合劑材料層。一個過程包括鄰近第一粘合劑材料層設置多個光電帶，其中多個光電帶根據多個聚光幾何特征的出射光特性相對于透明材料板定位，其中多個光電帶中的每個通過關聯的多條母線耦接，其中多個間隙區域位于相鄰光電帶的母線之間。ー種方法包括鄰近多個光電帶設置剛性材料層以形成復合光電結構；以及隨后層壓復合光電結構以用粘合劑材料填充多個間隙區域以及以形成層壓光電結構，其中粘合劑材料粘附到母線。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，在層壓所述復合光電結構前，所述方法還包括鄰近所述多個光電帶設置第二粘合劑材料層，其中所述第二粘合劑材料層位于所述多個光電帶與所述剛性材料層之間。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，層壓所述復合光電結構包括使所述復合光電結構經受小于ー個大氣壓力的壓縮壓力。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，所述壓縮壓カ從包括大約0. 2個大氣壓至大約0. 6個大氣壓的壓力范圍中選擇。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，層壓所述復合光電結 構包括在第一時間期間使所述復合光電結構經受第一壓縮壓力水平；在第二時間期間使所述復合光電結構經受第二壓縮壓力水平；其中所述第一壓縮壓力水平小于所述第二壓縮壓カ水平。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，所述第一壓縮壓力水平從由大約25千帕和大約1/4大氣壓組成的組中選擇。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，所述第二壓縮壓力水平從由大約50千帕和大約1/2大氣壓組成的組中選擇。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，層壓所述復合光電結構還包括使所述復合光電結構經受足夠熔化所述粘合劑材料的溫度。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，所述溫度大于大約120攝氏度。具體地，根據本實用新型的形成層壓光電結構的方法，其中，所述第一粘合劑材料層從由EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、和熱塑性材料組成的組中選擇。根據本實用新型的ー個方面，描述了層壓光電結構的構成。ー種裝置包括具有多個聚光幾何特征的透明材料板。一種設備包括鄰近透明材料板設置的第一粘合劑材料層。ー種系統可以包括鄰近第一粘合劑材料層設置的多個光電帶，其中多個光電帶根據多個聚光幾何特征的出射光特性相對于透明材料板定位，其中多個光電帶通過多條母線耦接，其中間隙區域限定在相鄰光電帶的母線之間。在多種實施方式中，透明材料板、多個光電帯、和第一粘合劑材料層形成復合光電結構。在多種實施方式中,在復合光電結構經過層壓處理后，多個光電帶之間的多個間隙區域隨后被粘合劑材料填充。本實用新型具有以下技術效果本實用新型的層壓光電結構具有改進的光電單元，能夠將入射光/輻射有效地弓I導和聚集到光電帶；并且能夠延長層壓光電結構的使用壽命。
為了更全面地理解本實用新型，參考了附圖。應當理解這些附圖將不被認為是對本實用新型范圍的限制，本實用新型的當前描述的實施方式和當前理解的最佳方式將通過使用附圖額外詳細地描述，附圖中[0036]圖IA-圖IB示出了根據本實用新型的實施方式的各個方面；圖2A-圖2C示出了根據本實用新型的多種實施方式的過程的框圖；圖3A-圖3E示出了根據本實用新型的多種實施方式的實例；圖4示出了根據本實用新型的多種實施方式的計算機系統的框圖。
具體實施方式
圖IA-圖IB示出了根據本實用新型的實施方式的各個方面。更具體地，圖IA-圖IB示出了用于確定材料板100的聚光特性的設備。圖IA中，顯示了透明/半透明材料板100的實施方式。如可見的一祥，板100可以包括在第一方向120上的多個聚光元件110。在一個實例中，橫跨板100有大約175個聚光元件，但是在其他的實例中，聚光元件的數量可以變化。在不同的實例中，聚光元件110的標稱間距(nominal pitch)的范圍從大約5. 5毫米到6毫米。在多種實施方式中，板100可以被制造為擠出材料的板，因此，聚光元件可以在第二方向130上延伸，如圖所示。在其他的實施方式中，聚光元件可以在第二方向130上變化。在本實用新型的多種實施方式中，還可以提供光源140和光探測器150。在多種實施方式中，光源140可以為具有聚光兀件110的材料100的表面160提供準直光。在多種實施方式中，光源140可以包括發光二極管(LED)燈、頻閃燈、激光器等等。在其他的實施方式中，太陽可以被用作光源140。本實用新型一些實施方式中，光源140可以提供特定范圍波長的光，例如紅外光、紫外光、微紅光、微綠光等等，這取決于光電帶的波長靈敏度。通常，源140可以提供任何類型的電磁輻射輸出，并且探測器150可以感測這種電磁輻射。在多種實施方式中，光探測器150包括光電探測器，比如電荷耦合器件(CXD)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器等等。在操作中，光探測器150可以是ニ維傳感器并且可以提供與入射到光探測器150的每個光傳感器上的光的強度成比例的輸出。圖IB示出了本實用新型的一個實施方式的另ー個視圖。在這個圖中，板100從頂部或底部顯示。如所示的一祥，板100安裝在框架組件170上。在一些實施方式中，板100可以僅僅被框架組件170的框架部分支撐，而在其他的實施方式中，框架組件170可以包括一塊例如玻璃的透明材料以支撐板100。在圖IB中，顯示了第一運動臂180和第二運動臂190。在多種實施方式中，第一運動臂180可以被限制為在第一方向200上運動，以及第二傳動臂190可以被限制為在第二方向210上運動。設想第一傳動臂180和第二傳動臂190可以分別精確地定位在第一方向200和第二方向210內。在本實用新型的多種實施方式中，光源140被定位在第一傳動臂180和第二傳動臂190的交叉處。在操作中，光源140在板100的頂部上的位置通過定位第一傳動臂180和第二傳動臂190而被精確地控制。在多種實施方式中，光源140的定位精度為±10微米。典型地，一套類似的傳動臂被設置在板100的相對側上，如圖IA所示。在多種實施方式中，光探測器150也定位在這些傳動臂的交叉處。在操作中，光源140和光探測器150典型地被精確地定位在板100的相對側上，如將在下文中描述的一祥。在本實用新型的其他的實施方式中，可以使用其他類型的定位機構。例如，ー單臂機器人臂可以被用來精確地定位光源140并且ー單個機器人臂可以被用來精確地定位光探測器150。圖2A-圖2B示出了根據本實用新型的多種實施方式的過程的框圖。為了方便，可以參考在圖IA-圖IB中示出的元件。起初，在步驟300，提供了板100。在多種實施方式中，板100可以由不同等級和質量的玻璃、塑料、聚碳酸酷、半透明材料等制成。在多種實施方式中，板100包括任何數量或類型的聚光器110，所述聚光器可以整體地形成在板100內。一些情況下，板100可以由擠壓過程、模塑過程、研磨/拋光過程、或其結合形成。接著，在步驟310，將板100安裝到支撐框架 組件170上。設想將板100固定至框架組件170，使得可以執行精確的測量。如上文討論的一祥，框架組件170可以包括ー塊透明的玻璃、塑料等以支撐板100的重量。在本實用新型的多種實施方式中，在步驟320，隨后可以執行ー個或多個校準步驟以將板100上的位置與光源140和光探測器160的位置相互關聯。例如，板100的轉角可以相對于支撐框架組件170在兩個維度上定位。在其他的實施方式中，可以執行其他類型的校準，比如將光源140直接暴露于光探測器150以便在后續步驟中將探測到的光的量規格化(normalize,歸一化)。在常規的操作中，雜步驟330，將光源140和光探測器150定位在確定的位置。例如，如果板100可以被分隔成位置陣列，光源140和光探測器150可以定位在期望的位置，例如(0，O)、(14，19)、(32，32)等等。接下來，隨著光源140照射板100的包括聚光結構110的ー側(步驟340)，在步驟350，光探測器150記錄從板100的另ー側出射的光的強度。在本實用新型的多種實施方式中，光探測器150記錄來自ー個或多個聚光器110的部分的出射光。例如，光探測器150的視域可以記錄一個聚光器110(如圖IB中示出的一祥)、或者記錄多個聚光器110的聚集。在本實用新型的多種實施方式中，可以將半透明/不透明材料(例如こ烯/こ酸こ烯酯(EVA)、聚こ烯醇縮丁醛(PVB)、沙林樹脂(Surlyn)、熱固性材料、熱塑性材料等等)的板設置在板100上的面向光探測器150的ー側。在這種實施方式中，材料的板有助于出射照度(exitant illumination)的光學檢測。更具體地，因為由制造者提供的材料的散射特性，出射照度的位置/輪廓和強度變得對光探測器150更明顯。在后續的將在下文中描述的層壓步驟(加熱、加壓、計時)中，薄的材料的散射特性顯著地減小并且該薄的材料變得更加透明。在多種實施方式中，板的材料可以是EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等等。在其他的實施方式中，板的材料可以是羊皮紙材料等等。在多種實施方式中，在步驟360，將探測到的照度數據與板100的陣列位置關聯，然后將所述照度數據存儲在計算機存儲器中。在一些實施方式中，光探測器150可以捕獲和提供ー幀或多幀照度數據。在這種實施方式中，多幀照度的平均值可以被用來減少支撐框架組件的寄生振動、由于光源140和光探測器150的運動而產生的瞬時振動等等的影響。在多種實施方式中，如果不是所有陣列位置的照度數據都被捕獲(步驟370)，則可以對另外的陣列位置重復上面的過程。接下來，在本實用新型的多種實施方式中，在步驟380，存儲的照度數據和陣列位置數據被用來確定板100的出射光輪廓。更具體地，光輪廓可以包括光的強度和板100的X、y坐標。[0060]在本實用新型多種實施方式中，在步驟390，基于出射光輪廓，可以執行圖像處理功能以確定用于布置光電帶的定位數據。例如，可以執行形態學細化(thinning，疏化)操作以確定用于光電帶設置的一條或多條中心線，可以執行邊緣輪廓描繪操作以提供用于光電帶設置的輪廓線，等等。這種定位數據也可以存儲在計算機存儲器中。在本實用新型的一些實施方式中，設想被聚光器110聚集的光的寬度比光電帶的狹窄寬度小。因此，在一些實施方式中，聚集的光應該集中在光電帶之內。設想到這將提高(例如，最大化)給定光電帶的相對于出射光的最大光聚集。接下來，在步驟400，定位數據可以被使用者等用來在背襯材料上設置光電帶。在一些實施方式中，定位數據(例如中心線)可以與轉角定位(corner registration) 一起印刷在背襯材料上等。基于這種定位數據，使用者可以大致地沿中心線等手工放置光電帶或光電單元(光電帶的組，例如，光電組件、光電串、光電模塊)。在其他的實施方式中，定位數據可以被輸入機器人類型的拾取和放置機器中，該機器拾取ー個或多個光電帶或光電單元并將它們在背襯材料、真空吸盤等上的適當的位置放下。在多種實施方式中，放置精度可 以是+/-15微米。在多種實施方式中，粘合劑材料(例如EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等)可以設置在光電帶和背襯材料之間。在本實用新型的其他的實施方式中，光電帶可以被放置在上文描述的散射材料(例如EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等)的的薄層上，該薄層被放置在板100的背側上，例如與聚光器110相対的側。在步驟410，所述過程可以重復以放置下ー個光電帶或光電單元，直到所有期望的光電帶或光電單元都被放置。隨后，在步驟420，可以執行焊接步驟，以將一個或多個光電帶相對于其他光電電耦接和物理約束或者將ー個或多個光電單元相對于其他光電單元電耦接和物理約束。在多種實施方式中，在步驟430，將粘合劑材料層設置在焊接的光電帶或光電單元上。在一些實施方式中，可以使用比如こ烯/こ酸こ烯酯(EVA)、聚こ烯醇縮丁醛(PVB)、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等等的粘合劑材料層。隨后，在步驟440，將板100設置在粘合劑材料層上。在多種實施方式中，可以使用任何數量的定位標記等以使得板100被精確地設置在光電帶或光電單元上。更具體地，板100應該被對準使得光電帶被定位在各自的聚光器110的下方的適當的地點或位置處。在其他的實施方式中，當在這些步驟中將光電帶放置在上文描述的薄散射層(在板100上)時，可以將額外的材料層(例如EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等)設置在光電帶上，然后可以將背襯材料設置在該額外的粘合劑層上。因此，在一些實施方式中，復合光電結構通過在板100的頂部上構建來形成，而在其他的實施方式中，復合光電結構通過在背襯材料的頂部上構建來形成。在多種實施方式中，在步驟450，所產生的材料夾層在溫度設置為高于大約200華氏度的加熱爐中被結合/層壓。更具體地，該溫度典型地為足夠使粘合劑材料(例如EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等等)熔融(例如，大約120攝氏度、大約150攝氏度等等)并將光電帶或光電單元、背襯和板100結合到一起。在一些實施方式中，除了將材料結合到一起外，隨著粘合劑(例如EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等等)熔融，它占據了相鄰的光電帶或光電單元之間的之前是間隙區域的區域。這種熔融的粘合劑有助于防止光電帶相對于彼此橫向移動，并幫助保持光電帶相對于板100的對準。此外，粘合劑材料占據了光電單元之間的母線之間的之前是間隙區域的區域。如將在下文中討論的一祥，有利地，可以控制用于層壓步驟的時間、溫度和壓カ參數。在多種實施方式中，一條或多條導線可以在結合步驟之前和/或之后被設置(sting)以提供光電帶或光電單元之間的電連接。在步驟460，這些導線因此從完成的光電板提供電能輸出。圖3A-圖3C示出了根據本實用新型的多種實施方式的實例。更具體地，圖3A示出了透明板510的一部分的橫截面500。如可見的一祥，示出了多個聚光器，例如520和525。在圖3A中，示出了來自于照明源的多條平行光線530撞擊到空氣/玻璃界面，并被引向區域550和560 (具有聚集光的區域)。如上文討論的一祥，傳感器捕獲透明板510 上光聚集的區域550和560的位置。如在這個實例中所示的一祥，散射材料層540可以鄰近板510設置以幫助傳感器捕獲區域550和560的位置。如將在下文中討論的一祥，在多種實施方式中，散射材料層540也可以用作粘合層。更具體地，在層壓過程之前(例如，圖3C)，粘合層趨向于散射入射光，而在層壓過程之后(例如，圖3D和E)，粘合層趨向于相對于玻璃板固定光電帶，以及趨向于變得相對透明。如從這個實施方式中可見的一祥，聚光器典型地不是相同的尺寸、形狀、或間距。在實踐中，已經確定聚光器的間距橫跨板可以從40微米變化到500微米。此外，聚光器不需要是對稱的。因此，對不同的以及甚至相鄰的聚光器，光聚集的區域可以變化很大。如從這個實施方式中可見的一祥，區域560是偏心的，并且區域560比區域550寬。在其他的實施方式中，許多其他的差別可以在實踐中表現出來。如圖3B中示出的一祥，聚光區域的寬度、位置等沿著玻璃板510的擠出軸線570并不必然地或典型地是均勻的。在這個實例中，可以看出聚光器580的寬度可以沿擠出軸線570變化，聚光區域590的寬度可以沿擠出軸線570變化，聚光區域可以是偏心的，等等。鑒于上述內容，可以看出由于玻璃板500的聚光器幾何形狀的寬可變性，因此光電帶相對于聚光區域的適當的布置是期望的。在圖3C示出的實例中，光電帶600和610被示出設置在圖3B的區域550和560下方。在多種實施方式中，光電帶的寬度典型地比聚光區域的寬度寬25%。在多種實施方式中，相信如果光以不是正交于板510的角度進入聚光器(例如與法線成3至5度，或者更大)，該光仍然可以入射到光電帶上。在當前的實例中，聚光區域的寬度范圍從大約I. 8毫米到2. 2毫米，但是也設想其他寬度區域范圍。例如，隨著板510的質量控制(包括聚光器的幾何均勻性和幾何精確性、玻璃的透明度等)的提高，聚光區域的寬度應該減小，例如，具有大約0. 25毫米、0. 5毫米、I毫米等的更小的寬度。如圖3C中示出的一祥，光電帶600和610通過粘合層620和625而鄰接玻璃板500和背襯層630。如可見的ー樣,在多種實施方式中，第一粘合層620可以設置在光電帶(600和610)與背襯層630之間，以及第ニ粘合劑層625可以設置在光電帶￠00和610)與玻璃板500之間。此外，間隙區域(例如區域640)存在于相鄰的母線605和615之間以及相鄰的光電帶(600和610)之間。在一些當前的實施方式中，相鄰的母線之間的高度典型地小于200微米。在圖3D中，圖3C中示出的結構經受精確控制的層壓過程。在粘合層由EVA、PVB、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等材料形成的情況下，第一粘合劑層620和第二粘合劑層625熔化并回流。如在圖3D中可見的ー樣,第一粘合劑層620和第二粘合劑層625可以混合到一起以形成單個的層，如通過粘合劑層650所示出的一祥。在這種實施方式中，層壓過程之前光電帶和母線之間的空隙(例如間隙區域640)，在層壓過程之后則被例如EVA的粘合劑材料填充(區域660)。在多種實施方式中,粘合劑材料粘附到光電帶和/或母線。結果，光電帶600和610不僅相對于玻璃板550和背襯層630被固定，而且也通過回流的EVA材料而相對于彼此橫向固定。此外，維持了母線605和615之間的先前存在的分離。在多種實施方式中，粘合劑材料作為屏障以減少相鄰的光電帶和/或相鄰的母線之間的焊料短路(例如，由于使用者向下推動母線而使其連接光電帶)。此外，粘合劑材料作為對濕度、腐蝕、污染物等等的屏障。在本實用新型其他的實施方式中，可以使用單個的粘合劑層，如圖3E中不出的一祥。在本實用新型的多種實施方式中，層壓過程包括精確控制的時間、溫度和/或物理壓縮變化輪廓。在一個實例中，向下按壓材料的疊層的壓縮壓カ范圍從大約0. 2到0. 6個大氣壓。在多種實施方式中，層壓壓カ輪廓包括使圖3C中示出的結構經受大約25千帕(例如，1/4大氣壓)的壓縮壓カ大約25秒,然后經受大約50千帕(例如，1/2大氣壓)的 壓カ大約50秒。在這個時間段期間，EVA材料等被加熱到熔點，例如大約大于120攝氏度、大于150攝氏度，或更大，這取決于特定類型的粘合劑材料的熔點。根據實驗，本實用新型已經確定如果層壓過程在大約I個大氣壓的壓縮壓カ下執行，隨著例如EVA材料的粘合劑材料的熔化和回流，間隙區域在相鄰的光電帶之間仍然存在以及在相鄰光電帶之間的母線之間仍然存在，如前文描述的一祥。在本實用新型其他的實施方式中，可以確定其他的時間、溫度和壓縮壓カ的組合，這些組合提供前文描述的益處，而不需要本領域普通技術人員過度的實驗。在本實用新型其他的實施方式中，當使用比如PVB、沙林樹脂、熱固性材料、熱塑性材料等的其他粘合劑材料吋，時間、溫度、壓カ和類似特性可以被使用者類似地監控，以使得其他的粘合劑材料執行如EVA材料類似的功能，如前文所述的。更具體地，期望粘合劑材料填充光電帶之間的空氣間隙區域，并提供前文所述的保護性的和預防性的特征。圖4示出了根據本實用新型的多種實施方式的計算機系統的框圖。更具體地，示出了計算機系統600，該計算機系統可以適于控制光源、光探測器、和/或光電設置設備，處理數據，控制層壓裝置等等，如前文描述的一祥。圖4為根據本實用新型的多種實施方式的典型的計算機系統700的框圖。多種實施方式中，計算機系統700典型地包括監控器710、計算機720、鍵盤730、用戶輸入裝置740、網絡接ロ 750等等。在本實施方式中，用戶輸入裝置740典型地具體化為計算機鼠標、跟蹤球、跟蹤板、無線遙控等等。用戶輸入裝置740典型地允許用戶選擇監控器710上顯現的對象、圖標、文本、控制點等等。在一些實施方式中，監控器710和用戶輸入裝置740可以被集成，比如，基于比如由Wacom銷售的Cintiq的顯示器的交互觸摸屏顯示器或觸筆，等等。網絡接ロ 750的實施方式典型地包括以太網卡、調制解調器(電話、衛星、電纜、綜合業務數字網(ISDN))、(異步的)數字用戶線路(DSL)単元等等。網絡接ロ 750典型地連接到所示的計算機網絡。在其他的實施方式中，網絡接ロ 750可以被物理集成在計算機720的主板上，可以是軟件程序，比如軟件數字用戶線路等等。計算機720典型地包括慣用的計算機器件(比如處理器760)，以及記憶存儲裝置(比如隨機存取存儲器(RAM) 770)、磁盤驅動器780，以及將上述器件相互連接的系統總線790。在一個實施方式中，計算機720為個人兼容計算機，具有多個微處理器，比如英特爾公司的至強(Xeon )微處理器。此外，在本實施方式中，計算機720可以包括基于UNIX的操作系統。隨機存取存儲器770和磁盤驅動器780是用于非暫態存儲的有形的介質的實例，所述非暫態存儲為圖像、操作系統、配置文件，在本實用新型的實施方式中，包括指令計算機720執行前文描述的功能和過程的計算機可讀的可執行計算機代碼等等。例如，計算機可執行代碼可以包括指揮計算機系統執行在圖2A-圖2C中示出的各種捕捉、處理、光電放置步驟等等的代碼；指揮計算機系統執行在圖3C-圖3D中示出的受控層壓過程等等的 代碼；本文中描述的任何處理步驟；等等。其他類型的有形的介質包括軟盤、可移動硬盤、光學存儲介質(比如⑶-R0M、DVD、藍光光盤(Blu-Ray disk))、半導體存儲器(比如閃存)、只讀存儲器(ROM)、帶備用電源的易失性存儲器)、網絡存儲裝置等等。在本實施方式中，計算機系統700可以還包括使得能夠通過比如超文本傳輸協議(HTTP)、傳輸控制協議/互聯網協議(TCP/IP)、實時傳送協議/實時流協議(RTP/RTSP)等等的網絡的實現通信的軟件。在本實用新型的替換的實施方式中，也可以使用其他的通信軟件和傳輸協議，例如互聯網分組交換協議(IPX)、用戶數據報協議(UDP)等等。圖4為能夠實現本實用新型的代表性計算機系統。對于本領域內普通技術人員來說將很顯然的是，許多其他的硬件和軟件配置適用于本實用新型。例如，可以考慮使用其他的微處理器，比如酷睿(Core )或安騰(Itanium )微處理器；超微設備公司(AdvancedMicro Devices, Inc)的暗龍(OpteronTM)或弈龍(Phenom )微處理器；等等。此外，還可以使用英偉達(NVidia)、冶天(ATI)等等的圖形處理器(GPU)以加速渲染。此外，可以考慮其他類型的操作系統，比如，微軟公司的比如'Windows7 、WindowsNT 等等的視窗(Windows )操作系統、甲骨文(Oracle)的Solaris操作系統、LINUX操作系統、UNIX操作系統、蘋果公司的MAC操作系統等等。根據前文披露的內容，本領域普通技術人員將認識到基于討論的實施方式可以實現許多變化。例如，在一個實施方式中，與前文描述的玻璃板尺寸大致相同的感光材料層設置在透明材料板下面。隨后，該復合物被暴露于太陽光下。因為材料是感光性的，所以一定長度的時間之后，光聚集的區域可以顯得比在玻璃板下方的其他區域更亮或更暗。在這種實施方式中，所述材料然后可以被用作可視模板以用于放置光電帶或単元。更具體地，使用者可以簡單地將光電帶放置在光聚集的區域。一旦所有的光電帶都被放置，感光材料可以被去除或被用作前文提到的背襯的一部分。如從這種實施方式中可見的一祥，對于實施本實用新型的實施方式而言，計算機、數字圖像傳感器、精確的x-y表等等不是必需的。在本實用新型的其他的實施方式中，可以使用位移傳感器，例如激光測量裝置、激光測距儀等等。更具體地，激光位移傳感器可以與圖2A-圖2B中的步驟300-380 —起使用。在這種實施方式中，步驟380的測量的和確定的光輪廓被確定，如前文討論的一祥。此外，激光位移傳感器可以被用來幾何地測量例如玻璃的透明材料板的表面。考慮隨后確定透明板的精確測量的幾何表面。在本實用新型一些實施方式中，可以使用基恩士(Keyence)LK電荷耦合器件(CCD)激光位移傳感器等等。在這種實施方式中，透明板的測量幾何模型和確定的光輪廓然后被彼此關聯。在多種實施方式中，任何數量的常規軟件算法可以被用來創建透明材料的計算機模型。這個計算機模型關聯作為輸入的幾何表面的描述并然后輸出預測的出射光位置。在多種實施方式中，多個透明板可以經歷步驟300-380以確定多個光輪廓，并經歷激光測量以確定多個測量幾何表面。在多種實施方式中，計算機模型可以基于這些多個數據樣本。隨后，在本實用新型多種實施方式中，可以提供新的透明板。這個新的透明板然后將經過激光測量以確定測量幾何表面。接下來，基于所述測量幾何表面和上面確定的計算機模型，計算機系統然后可以預測來自新透明板的出射照度的位置。在多種實施方式中，然后可以使用預測的出射照度位置來執行步驟390-460。在本實用新型其他的實施方式中，除了激光之外可以使用其他類型的測量裝置，比如物理探頭等等。 在本實用新型其他的實施方式中，光電帶可以被放置在EVA層的頂部上，或者類似地直接放置在玻璃聚光器的底部表面上。這些材料然后可以經過加熱處理，如前文描述的一祥。因此，在這種實施方式中，可以不需要剛性背襯材料。在其他的實施方式中，光源可以是面光源、線光源、點光源或燈。此外，燈可以是ニ維的電荷耦合器件(CCD)陣列、線陣
歹Ij等等。閱讀本文之后，本領域普通技術人員可以設想其他的實施方式。在其他的實施方式中，可以有利地進行前文披露的實用新型的組合或亞組合。結構的模塊圖和流程圖為了易于理解而分組。但是，應該理解在本實用新型的替換的實施方式中考慮了模塊的組合、新模塊的加入、模塊的重新排布等等。因此，說明書和附圖被認為是說明性的而不具有限制性的意義。但是，顯然地，在不偏離更寬的精神和范圍的情況下，可以對其做多種修改和變化。
權利要求1.一種層壓光電結構，其特征在于，包括 透明材料板，具有多個聚光幾何特征； 第一粘合劑材料層，鄰近所述透明材料板設置； 多個光電帶，鄰近所述第一粘合劑材料層設置，其中，所述多個光電帶根據所述多個聚光幾何特征的出射光特性相對于所述透明材料板定位，其中，所述多個光電帶經由多條母線耦接，其中在相鄰光電帶的母線之間限定間隙區域； 其中，所述透明材料板、所述多個光電帶和所述第一粘合劑材料層形成復合光電結構；以及 其中，在所述復合光電結構經歷層壓過程之后，所述多個光電帶之間的多個間隙區域隨后被所述粘合劑材料填充。
2.根據權利要求I所述的層壓光電結構，其特征在于，還包括 第二粘合劑材料層，鄰近所述多個光電帶；以及 剛性材料層，鄰近所述第二粘合劑材料層； 其中，所述復合光電結構包括所述第二粘合劑材料層和所述剛性材料層。
專利摘要本實用新型提供了一種層壓光電結構，其涉及使用光電帶將太陽能轉換成電能的領域。本層壓光電結構包括具有多個聚光幾何特征的透明材料板；鄰近透明材料板設置的第一粘合劑材料層；鄰近第一粘合劑材料層設置的多個光電帶，多個光電帶根據多個聚光幾何特征的出射光特性相對于透明材料板定位，多個光電帶經由多條母線耦接，在相鄰光電帶的母線之間限定間隙區域；透明材料板、多個光電帶、和第一粘合劑材料層形成復合光電結構；以及多個光電帶之間的多個間隙區域在復合光電結構經歷層壓過程之后隨后被粘合劑材料填充。該層壓光電結構具有改進的光電單元，能夠將入射光/輻射有效地引導和聚集到光電帶；并且能夠延長層壓光電結構的使用壽命。
文檔編號H01L31/052GK202601654SQ201120555389
公開日2012年12月12日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者阿沛·馬赫什瓦里, 拉格胡南丹·差瓦爾 申請人:太陽能公司