[发明专利]柔性发电机

说明书

本发明涉及发电机领域，特别涉及能将太阳辐射转换为电能的那些。

背景技术

将太阳辐射转换或转化为电能的发电机通常包括光伏器件，这个光伏器件通常安装在支撑物上。所述光伏器件在本领域也被称为太阳能电池。作为已知的光伏效应的结果发生能量转换，即，照射在太阳能电池上的太阳辐射当被其活动区吸收时产生电能。活动区通常含有半导体材料，所述半导体材料可能由刚性单晶硅、多晶硅或玻璃制成。具有刚性活动区的太阳能电池在本领域中通常被称为刚性太阳能电池。虽然刚性太阳能电池提供了清洁、高效的能源，但其刚性基材有几个缺点，它们是脆的、体积大的，并且在许多应用中使太阳能电池的可接受性最小化。

为了减轻上述缺点，开发了柔性基材上的太阳能电池，US6548751中提到一个这样的例子。这种在柔性基材上的太阳能电池在本领域中通常被称为柔性太阳能电池。US6548751描述了一种构建在塑料基材上的薄膜型柔性太阳能电池，其包含p型碲化镉层和n型硫化镉层，它们在足够低的温度溅射沉积到塑料基材上以避免损坏或熔化塑料并且使碲化镉的结晶最小化。通过母线网络覆盖的透明导电氧化物层沉积在n型层上。导电金属的背接触层沉积在p型层之下并且使电流采集电路完整。半导体层可以是无定形或多晶结构。

从CN2838046中也已知一种柔性发电机，而CN101132031描述了一种用于制造柔性发电机的方法。CN2838046描述了连接到柔性底部材料(即，柔性支撑物)的多个刚性太阳能电池。柔性支撑物可以包含纺织物或塑料膜。每两个太阳能电池的相邻边缘之间留有间隙，并且太阳能电池串联连接，以形成一个较大的折叠式发电机。各太阳能电池包含一个上粘接剂层和一个下粘接剂层以及一个上部的透明聚四氟乙烯复合材料的外层和一个下部的透明聚四氟乙烯复合材料的外层，其中所述上部的外层大于其他层以形成悬挂的外围(hanging circumference)。连接孔可以分布在所述悬挂的周围上用于将太阳能电池单元固定在柔性基材上。太阳能电池平放在柔性基材上，并通过线与上部外层的周围上的柔性底部材料胶接或缝合。CN2838046的发电机的优点为，良好的柔韧性和折叠性，可用于例如服装中。

从FR2934206中已知一种车顶，其具有用有机型太阳能电池覆盖的主要部件，所述有机型太阳能电池用于捕获太阳能并将其转化成电能使车辆的电气设备的一部分运转。车顶是柔性的并且可折叠的，可以打开或关闭。太阳能电池被固定在固定于车顶的聚合物带上，并且外部受到透明的合成层的保护。

然而，据观察，在已知的柔性发电机(例如上面所公开的那些)中，其中使用的太阳能电池的塑料基材是脆性的，并且可以很容易地损坏或破裂。此外，包含其上固定有刚性或柔性太阳能电池的柔性支撑物的发电机具有上述缺点，即，它们是脆性的并且具有相当短的使用期。特别地，观察到，大型柔性太阳能电池必须靠刚性支撑物(例如刚性屋顶或刚性板材)支撑。如果未受支撑的，在其自身的重量下或在由不利的环境因素(例如风、风夹带的碎片的冲击、积聚的雨水等)所产生的外部力量之下，大型柔性太阳能电池容易破裂。这些缺点通过US2010/239797中公开的柔性太阳能电池得到部分缓解。

US2010/239797公开了一种柔性太阳能电池，其中使用层状材料，所述层状材料包含超高分子量聚乙烯纤维的层，该层的每一侧均被聚乙烯或聚丙烯制成的膜所包围。根据US2010/239797，所述层状材料是轻量的，并具有高稳定性或耐撕裂性和高弹性模量。

然而，观察到US2010/239797的柔性太阳能电池具有降低的机械稳定性，因为在恶劣环境下的使用过程中纺织物支撑物伸长和/或收缩。由于其显著的机械不稳定性，用作支撑物的纺织物在安装于其上的太阳能电池上引起机械载荷。这些机械载荷不利地影响太阳能电池的耐久性，并可能导致其受损或甚至使其彻底失败。

因此，本发明的一个目的是提供一种较小程度上表现上述缺点的柔性发电机。本发明的一个具体目的是提供一种与已知的发电机相比具有更好的耐久性的柔性发电机。本发明的另一个目的是提供一种自支撑的、大型的、柔性的发电机，它具有良好的机械稳定性，如在其使用期期间具有降低的伸长和/或收缩。

发明概述