[发明专利]用于聚光光伏系统的接收器及其制造方法

说明书

技术领域

本文描述的主题通常涉及光伏系统领域。更具体地，本文公开的主题涉及用于光伏系统的接收器以及用于制造这样的接收器的方法。

背景技术

光伏电池将太阳能转换为电能。一种类型的太阳能光伏收集器是非聚光的收集器，其直接截取太阳辐射，用于转换为电能。由于这样的系统直接接收太阳能而没有任何放大，所以有时将它们称为“一倍太阳强度”系统。用于将光伏电池装配到硬板中以用于利用非聚光的阳光产生能量的传统方法包括多个步骤。首先，通过将挠性扁钢丝(扁平柔性电缆)焊接至单个电池而将它们串列成线性电路。然后将电池串装配成一列或几列平行的二维阵列。将布线阵列放置在由衬底材料、易熔聚合物(例如EVA)和透明盖板组成的夹层中，然后将该夹层真空地层压并安装在框架中。然后将具有旁路二极管的接线盒连接至组合件的后部。该过程是劳动密集型的，并且在每个处理步骤中暴露易碎的电池使其经受损坏的危险。过程的一些阶段(例如串列电池)可以是自动化的，但是自动化设备通常是专用于该任务的，并且因此是相当昂贵的。

比较而言，聚光光伏系统试图通过使用低成本的光学器件(例如镜子或透镜)以使阳光聚焦，而减少光伏电池的总面积，从而减少这些成本中的至少一些。对于使用聚光物的系统，需要开发可替换的太阳能电池板(在聚光光伏应用中典型地称为“接收器”)，与用于“一倍太阳强度”而制造的电池板中所使用的相比，其包括较小的电池和更好的热驱散系统。较小的电池可以管理由聚光的阳光产生的更高的电流密度，并且更好的热量管理系统经常用于驱散大量的废热。可能使用与在“一倍太阳强度”电池板中使用的相同的方法来构成用于聚光光伏系统的这样的较小的接收器。可以对较小的电池施加串列操作，并且可以将熔融的夹层中的衬底材料以适当的比例替换为被动或主动的散热片。

然而，尽管由于用于聚光系统的接收器的较小比例而导致的这些节约，这样的方法可能需要比在“一倍太阳强度”电池板的制造中所使用的甚至更多的专用设备，并且通常不能在电池和散热片之间提供最佳的热接触。此外，一些传统的易熔聚合物在暴露至聚光的阳光下时迅速降解，所以一般使用替代材料。在光伏接收器中的较小元件、更先进的材料和更好的热驱散相结合使得必然经受更高的制造成本的风险，这将会抵消通过减少电池面积而实现的节约中的一些或全部。

因此，存在对于用于聚光光伏系统的接收器和用于制造这样的接收器的方法的需要，使得能够将光伏接收器的材料和组件成本减少至低于“一倍太阳强度”电池板的水平。

发明内容

本文描述的主题包括用于聚光光伏系统的接收器和用于制造这样的接收器的方法。一方面，提供一种用于聚光光伏系统的接收器。该接收器可以包括衬底，其至少一部分是导热的；位于衬底的第一表面上的多个电接触垫；以及多个光伏电池。每个光伏电池可以具有用于在使用过程中暴露至光源的第一表面；和与第一表面相反的第二表面。第二表面可以包括跨过第二表面延伸的多个导电轨迹，其用于传导由被照亮时的光伏电池产生的电流，其中每个导电轨迹的至少一部分电耦合至一个电接触垫。

另一方面，提供一种用于制造用于聚光光伏系统的接收器的方法。该方法可以包括将多个电接触垫定位在衬底的第一表面上；将焊锡膏施加至电接触垫；将多个光伏电池放置在电接触垫上；施加热量以使焊锡膏回流；以及去除所施加的热量以使回流的焊锡膏凝固。每个光伏电池可以具有用于在使用过程中暴露至光源的第一表面；和与第一表面相反的第二表面。第二表面可以包括跨过第二表面延伸的多个导电轨迹，其用于传导由被照亮时的光伏电池产生的电流，其中焊锡膏将每个导电轨迹的一部分连接至一个电接触垫。

再一个方面，提供一种用于聚光光伏系统的接收器。该接收器可以包括衬底，其至少一部分是导热的；在衬底的第一表面上的多个第一电接触垫；在衬底的第一表面上的多个第二电接触垫，第二电接触垫与第一电接触垫间隔开；多个光伏电池，其中的每一个电池包括跨过电池的第一表面延伸的多个第一导电轨迹和跨过电池的第二表面延伸的多个第二导电轨迹；以及微刻蚀的导电突片，其将第一导电轨迹电连接至第二电接触垫。第一导电轨迹可以具有第一极性，并且第二导电轨迹可以具有与第一极性相反的第二极性，其中第一和第二导电轨迹传导由被照亮时的光伏电池产生的电流，并且其中每个第二导电轨迹的一部分电耦合至一个第一电接触垫。