[发明专利]集成有微型联接装置的绝缘玻璃部件

说明书

技术领域

本发明大体涉及了含光伏模块的绝缘玻璃部件。

背景技术

太阳能电池和其它光伏器件将可见光和其它太阳辐射转化为可使用的电能。这种能量转换的发生是由于光伏效应的结果。太阳辐射(日光)冲击在光伏器件上被半导体材料的活性区域如非晶硅本征的i层所吸收，在活性区域产生电子-空穴对。通过光伏器件中的结电场分离电子和空穴。由结所致的电子和空穴的分离导致了电流和电压的产生。电子朝半导体材料中具有n-型传导性的区域流动。空穴朝半导体材料中具有p-型传导性的区域流动。只要光在光伏器件中持续产生电子-空穴对，电流就会流经连接n型区域到p型区域的外部电路。

非晶单结装置由三层构成。它们是非本征或掺杂的p和n层，以及本征或无掺杂的i层(至少不含有意掺杂)。i层比掺杂层厚得多。这主要是由于在i层吸收的光被转换成可用于外部回路的电力。i层(有时称作吸收层)的厚度决定吸收多少光。当i层吸收一个光子，即产生一个单位的电流(一个电子-空穴对)。然而这种电流自身不能流动。因此，含有带电掺杂离子的p-层和n-层建立了穿过i层的强电场。正是这个电场使电荷流出i层并将其送入到能为电子元件供电的外部电路中。

薄膜太阳能电池通常由在基板上的含半导体膜组成，如非晶硅。太阳能电池的基板可由玻璃或金属制成，如铝，铌，钛，铬，铁，铋，锑，或钢。钠钙玻璃常用来做基板，因为它价廉，耐用而且透明。如果使用玻璃基板，则可在形成含半导体膜之前在玻璃基板上使用一种透明的导电涂层，如锡的氧化物。在太阳能电池背面可形成金属接触(metallic contact)。为了提供有吸引力的光伏模块，通常将太阳能电池置于金属框架内。

多年来，不计其数的太阳能电池经过发展取得了不同程度的成功。单结非晶硅太阳能电池很有效但通常达不到多结太阳能电池的功率和转换效率。多结太阳能电池可由多种材料构成，这些材料可以捕捉更宽部分的太阳光谱并将其转换为电能。多结太阳能电池用具有宽且低的能带隙的本征i层的非晶硅和它的合金制得，如氢化非晶硅碳和氢化非晶硅锗。在两个结上都有着相同能带隙材料的多结非晶硅太阳能电池通常有一个相对高的开路电压和低电流；它们通常捕捉太阳光谱中波长为400到900纳米(nm)的日光转换为电。

非晶硅太阳能电池包括氢化非晶硅(a-Si:H)材料的主体，这个材料可以在硅烷的辉光放电中形成。在电池的主体中存在电场，这种电场是由构成主体的不同掺杂类型的半导体区域所形成的。

非晶硅太阳能电池通常是由硅烷辉光放电而制成。辉光放电过程包括在部分真空容器中在相对较低压力和较高温度下通过一种气体进行能量释放。制造非晶硅太阳能电池的典型工艺包括在真空容器中将一块基板放置于一个加热过的元件之上，同时在低压下将硅烷放入真空容器中，这样在两个电极之间发生了辉光放电且非晶硅膜沉积于基板上。多结太阳能电池的节段，层板或电池之间是电连接的，如通过激光划片。

含有绝缘玻璃部件(insulating glass units，IGUs)的太阳能电池板已经被开发用于多种不同的建筑结构。IGUs含有能由日光产生电的光伏器件。

IGUs作为绿色建筑设计中的关键部分受到越来越高的重视，在全世界范围内建筑师对它的需求与日俱增。IGUs尤其适合应用在窗口，它赋予太阳能模块透明性的能力提供了广泛的建筑灵活性，因为它允许光线射入的同时可以产生太阳电能。然而传统IGUs经常连有如接线盒的连接器，其会干扰IGUs在建筑结构上的安装。传统IGUs经常有漏电问题从而不能提供适当的电绝缘。这将限制IGUs在绿色建筑结构上的应用。

发明内容

在一种实施方式中提供了一个带有绝缘玻璃部件(IGU)的太阳能电池板。在IGU边缘附近有一个外形小巧的连接器。在另一种实施方式中，提供了带有一组IGUs和一个外部框架的太阳能电池板。IGUs位于外部框架内。每个IGU包括第一基板和第二基板，微型联接装置，和光伏模块。第二基板和第一基板基本平行。两块基板相分隔并被密封。微型联接装置位于两个基板之间。这个微型联接装置在两块基板的边缘处且未延伸出两个基板的边缘。微型联接装置在一对导线的第一末端和一对引线(leads)的第一末端之间装有电耦合器(electrical coupling)。所述一对导线的第二末端延伸出了两块基板的边缘。所述一对引线的第二末端穿过第一基板。光伏模块与第一基板耦合。光伏模块还与所述一对引线的第二末端耦合。

以下参照附图更详细地描述本发明更多的实施方式，特性和优点以及本发明各种不同实施方式的结构和操作。

附图说明