專利名稱：太陽能發(fā)電頂板及其制造方法
太陽能發(fā)電頂板及其制造方法本發(fā)明的發(fā)明對(duì)象是一種太陽能發(fā)電頂板，其外表面覆蓋有太陽能電池。太陽能 電池安裝有導(dǎo)體和接頭。本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明對(duì)象是太陽能發(fā)電頂板的制造方法。該太陽 能頂板可以安裝在由任何形狀頂板構(gòu)成的屋頂覆層中，能夠完全替代現(xiàn)有屋頂。它與現(xiàn)有 屋頂?shù)谋砻婧驮O(shè)計(jì)一致。該太陽能頂板可用于太陽能屋頂、建筑物外立面和建筑物鑲板。利用太陽能板和太陽能電池將陽光直接轉(zhuǎn)化為電能早已為人們所知。然而在上個(gè) 世紀(jì)，由于高昂的造價(jià)和較低的效能，太陽能電池板實(shí)驗(yàn)的理論意義遠(yuǎn)大于其使用意義。另 一方面，近代光電產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展使得太陽能電池板的廣泛應(yīng)用相對(duì)于傳統(tǒng)日益昂貴的煤 炭、石油及天然氣燃燒發(fā)電系統(tǒng)具有更高的性價(jià)比。這也是過去十年中涉及這個(gè)主題的專 利申請(qǐng)逐漸增多的原因。值得一提的是匈牙利專利No. HU 209 222中提到的借助太陽能電池來利用太陽 能的設(shè)備。這項(xiàng)專利的說明書中描述了一種在支護(hù)結(jié)構(gòu)中相互連接的太陽能電池的特殊排 列。由金屬板或金屬薄片制成的太陽能電池組成一個(gè)復(fù)合太陽能電池板，安裝在無框的支 架中。該復(fù)合太陽能電池板的特征在于其上有一槽用于冷卻以及轉(zhuǎn)移電能。另一個(gè)公開號(hào)為P9901088的匈牙利專利中介紹了一種太陽能電池頂板，其內(nèi)置 太陽能電池的疊加屋頂組件與浙青復(fù)合材料相連。該太陽能電池的特征在于它包括非常薄 的玻璃片，并布置成可防止被其他屋頂組件覆蓋的構(gòu)造。以上兩個(gè)太陽能電池發(fā)明需要與現(xiàn)有屋頂結(jié)構(gòu)合并組建，因此，它們不同于本發(fā) 明中的太陽能發(fā)電頂板。申請(qǐng)文件No. JP2001342725中同樣涉及了一種在屋頂結(jié)構(gòu)中的合并組件的太陽 能電池，同時(shí)列舉了該方案的一個(gè)實(shí)施例，該太陽能電池的特征在于其采用了有機(jī)合成樹 脂保護(hù)覆蓋層，通過骨架結(jié)構(gòu)加固，以消除風(fēng)壓的影響。美國專利No. US2006266406中涉及一種脫硫光電板覆蓋材料的組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 尤其涉及太陽能電池頂板基片的組合和分解。除了描述制作方法和使用材料，該發(fā)明并沒 有指出頂板的具體設(shè)計(jì)，也沒有提供任何相關(guān)附圖
。專利文件No. MXPA04006204、英國專利文件No. GB2414114以及日本專利文件 No. JP2005264483中涉及一種包含太陽能電池的屋頂材料和鑲板的設(shè)計(jì)。上述三個(gè)文件都 涉及最有利的設(shè)計(jì)及載重架和支護(hù)板中太陽能電池的相互連接方法，以達(dá)到希望的效果和 足夠高的電壓。專利文件No. US6065256和日本專利文件No. JP10018514中的屋頂結(jié)構(gòu)適合為安 裝了太陽能電池的屋頂降溫并在冬天時(shí)對(duì)屋頂供暖以融化積雪，該發(fā)明預(yù)先安裝了空氣導(dǎo)管。后五個(gè)發(fā)明專利文件中的解決辦法，因其只涉及了具體實(shí)施例和細(xì)節(jié)問題，故與 本發(fā)明有很大差別。涉及太陽能電池制造方法的發(fā)明通常會(huì)使用非金屬硅。專利No. DE 3626450描述 了適合于制造包括這種太陽能電池的建筑物組件。這種可選方案非常適于明亮的屋頂，此 時(shí)，可以通過組合或者涂塑料薄膜的方式制造太陽能電池，在上述塑料薄膜上涂有0. 05至1.00微米非晶結(jié)構(gòu)硅層。實(shí)用新型No. DE 299 15 196U涉及一種平面的或特殊加工成型的固體，包含太陽 能電池的呈平底鍋形的屋頂材料，每個(gè)都在厚厚的基片上包含有大量太陽能電池。與本發(fā)明太陽能發(fā)電頂板相比，很明顯上述發(fā)明需要相對(duì)大型且昂貴的經(jīng)特殊設(shè) 計(jì)的屋頂組件，包括幾排太陽能電池。它們不能和現(xiàn)有的屋頂或其他金屬片等結(jié)合，當(dāng)上述 屋頂組件老化時(shí)需更換整個(gè)屋頂。眾所周知，關(guān)于常用的頂板的標(biāo)準(zhǔn)是，在安置頂板時(shí)，它們的底部及兩邊裝配有毗 鄰的頂板，換句話說，它們?cè)诿總€(gè)方向都排水。因此，每一部分由平面板組成的包含太陽能 電池的屋頂必須分別從各個(gè)方向安裝防水密封。這就使得它們的實(shí)施復(fù)雜昂貴。與本發(fā)明最接近的德國專利文件No. DE 44 08 508描述了一種解決上述頂板標(biāo) 準(zhǔn)問題的方案。該發(fā)明通過設(shè)計(jì)頂板使其底部、頂部、側(cè)邊與原始頂板的設(shè)計(jì)一致來解決問 題。這樣，這種板能夠與屋頂結(jié)合，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的頂板，而不需要傳統(tǒng)的密封層。在這個(gè)優(yōu)選 方案中，平面太陽能電池只嵌入頂板的中心平面部分，整個(gè)屋頂表面不能參與產(chǎn)生電能，只 是它的一個(gè)部分。為了消除上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種太陽能電池頂板及其制造方法，這 樣就能夠形成形狀、排列和顏色做成完全一致，并且在其整個(gè)表面具有太陽能電池層的頂 板。因此，如果有人要安裝太陽能電池屋頂，本發(fā)明可以不破換原有屋頂結(jié)構(gòu)和整體外觀， 僅僅用太陽能電池頂板替換原有的頂板即可。本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電頂板，該頂板外表面覆蓋有太陽能電池。太陽能電池 裝有電線和接頭，用來代替各種頂板使用。本發(fā)明太陽能電池頂板的實(shí)質(zhì)是它有一個(gè)形狀和大小合適的由塑料或合成樹脂 制成的基片，該基片具有安裝在基片外表面上含有太陽能電池的可變形的太陽能電池層， 在基片表面里和/或表面上分布有導(dǎo)線和接頭，此外，太陽能電池層直接或者通過導(dǎo)體螺 柱與導(dǎo)線相連，將太陽能電池層通過保護(hù)層密封在防水材料里，保護(hù)層與安裝在太陽能電 池上的頂片外表面形狀一致。在優(yōu)選方案中，本發(fā)明的組件是按照權(quán)利要求1實(shí)現(xiàn)的。實(shí)施例的個(gè)例按照權(quán)利 要求2至9實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明太陽能電池頂板的制造方法的實(shí)質(zhì)是先按照生產(chǎn)和使用的形狀大小準(zhǔn)備 基片模板，然后在上面布置導(dǎo)線和接頭或者給它們先留下空間，之后再來安裝。另外，根據(jù) 頂片形狀設(shè)置一個(gè)凹槽用來放置隨后安裝的導(dǎo)體和電池，然后將塑料材料經(jīng)過鍛壓、鑄造、 鑄壓成型做成模板形狀，制成基片。接著，將可變形的太陽能電池層安裝在固化的基片的平 面和凸面上，太陽能電池層在適當(dāng)點(diǎn)與導(dǎo)線和接頭電連接，安裝在太陽能電池層的基片表 面覆蓋透明的防風(fēng)、防熱、防霧保護(hù)層以防止頂片的機(jī)械損耗，并與基片相配。權(quán)利要求11-15中描述了個(gè)別不同的方法。下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所述太陽能電池頂片圖Ia是裝有電池的太陽能電池頂板的實(shí)施例的A-A剖面圖；圖Ib是圖Ia所示剖面圖的放大圖；圖2是本發(fā)明太陽能電池頂板的分解圖。圖Ia是本發(fā)明裝有電池的太陽能電池頂板A-A剖面圖，圖2是其分解圖。圖Ib
5分別表示安裝在基片4上的導(dǎo)線3、太陽能電池層2和保護(hù)層1上的放大圖。在圖中可以清 楚的看出太陽能電池頂板10包括由塑料或合成樹脂制成的模塑成所需頂板的形狀大小的 基片4以及安裝于基片4的外表面的可變形太陽能電池層2。圖Ia所示為實(shí)施例中太陽能電池頂板10的剖面圖，其中導(dǎo)線3安裝在基片4的 表面。基片4表面有一種接頭，該接頭由插座7和接套8組成。另一種由導(dǎo)電螺柱9組成 的接頭安裝于基片4中。太陽能電池層2 —部分直接與導(dǎo)線3與相應(yīng)的正負(fù)極連接，另一 部分通過導(dǎo)電螺柱9與相應(yīng)的正負(fù)極連接。導(dǎo)電螺柱9上安裝有一個(gè)0型環(huán)13。太陽能電 池層2上完全覆蓋著被光照亮的基片4外表面。另外，將太陽能電池層2通過保護(hù)層密封 在防水材料里，保護(hù)層與基片4外表面形狀一致。在所示太陽能電池頂板10的實(shí)施例中，設(shè)計(jì)有一個(gè)凹槽11用于容納電池5和輔 助電池5和基片4電子控制器的連接，電池5安裝在凹槽11中。在沒有電池5的實(shí)施例 中，凹槽11可以省略。通過在基片4上安裝散熱片6，太陽能電池頂板10提供了可選冷卻 系統(tǒng)，優(yōu)選的，冷卻系統(tǒng)安裝在凹槽11附近。圖Ia沒有對(duì)此進(jìn)行表示，但是如果需要，可以 在基片4或保護(hù)層1中加入發(fā)熱絲用于融化積雪。圖2所示為與相應(yīng)形狀大小的普通頂板重疊放置的太陽能電池頂板10。在太陽 能電池頂板10的重疊部分，通過安裝在適當(dāng)位置且相互連接的導(dǎo)電螺柱9和接套8傳遞電 能。圖中還表示了錯(cuò)誤指示光源12，其安裝在基片4的上部非重疊部分。在圖2中標(biāo)出了 導(dǎo)線3及其結(jié)構(gòu)，以便理解操作，當(dāng)然它們是被太陽能電池層2和透明保護(hù)層1覆蓋的。利用本發(fā)明的方法制造太陽能電池頂板具有很多優(yōu)勢(shì)。太陽能頂板可以安裝在任 意形狀頂板組成的屋頂覆層上。它不破壞屋頂表面的形狀和完整性能夠方便調(diào)節(jié)。利用本 發(fā)明的方法甚至可以將太陽能頂板安裝在前面列出的任何建筑物上，因?yàn)樗男螤詈皖伾?可以隨意調(diào)節(jié)。此外，無需對(duì)屋頂結(jié)構(gòu)做變換，也無需再另外建造任何裝置。本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于該太陽能電池頂板的重量只有常規(guī)頂板重量的一半。 同時(shí)，可以在太陽能電池頂板上安裝電池，這樣可以方便在夜間或者陰雨天時(shí)利用收集到 的能源。再一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)太陽能電池頂板發(fā)生故障時(shí)，通過亮著的內(nèi)置錯(cuò)誤指示燈可 以指示故障。這樣，太陽能頂板的任何故障都可以容易的檢測(cè)并維修。
權(quán)利要求
一種太陽能發(fā)電頂板，它的外表面安裝有太陽能電池，該太陽能電池上安裝了導(dǎo)體和接頭，其特征在于，該太陽能頂板(10)具有由塑料或合成樹脂制成的基片(4)，該基片形成適合形狀、尺寸并且能夠變形的太陽能電池層(2)，該太陽能電池層包含安裝在基片(4)的外表面上的太陽能電池，導(dǎo)線(3)和接頭在基片(4)的表面內(nèi)和/或表面上，此外，該太陽能電池層(2)直接或通過導(dǎo)電螺栓(9)與導(dǎo)線(3)相連，并且該太陽能電池層(2)通過透明的保護(hù)層(1)以防水的方式密封著，該透明的保護(hù)層與基片(4)的外表面的形狀嚴(yán)格一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池頂板，其特征在于，所述的太陽能電池層(2)完整 地覆蓋在接受照射的基片(4)的外表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或/和2所述的太陽能電池頂板，其特征在于，所述的透明的保護(hù)層(I)是一種透明的、使裝有太陽能電池的基片(4)防風(fēng)化、防熱和防凍的薄片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的太陽能電池頂板，其特征在于，所述的太陽能 電池頂板能夠疊置于適合形狀和尺寸的普通頂板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的太陽能電池頂板，其特征在于，所述的太陽能 電池頂板具有一個(gè)用于容納以及輔助電池(5)與基片(4)中的電子控制器之間連接的凹槽(II)，并且電池(5)安裝于凹槽(11)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的太陽能電池頂板，其特征在于，在基片(4)的 底面安裝散熱片(6)，優(yōu)選的，安裝于凹槽(11)附近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的太陽能電池頂板，其特征在于，錯(cuò)誤指示光源 (12)安裝于基片(4)和/或保護(hù)層(1)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的太陽能電池頂板，其特征在于，基片(4)的材 料是堅(jiān)硬的、防熱、防凍以及防裂的不燃塑料或與合成樹脂混合來提供適合的顏色，或是一 種混合的填充物材料，優(yōu)選的為級(jí)配砂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的太陽能電池頂板，其特征在于，在所述的基片 (4)內(nèi)安裝有加熱絲。
10.一種用于制造如權(quán)利要求1-9中任何一項(xiàng)所述的太陽能電池頂板的方法，其特征 在于，預(yù)先準(zhǔn)備好像要制造或使用的某種形狀和大小的基片(4)的模版，然后導(dǎo)線(3)和電 子接頭既能夠放置在模板中，也能夠稍后安裝在為它們預(yù)留的空間內(nèi)，然后通過鍛壓、鑄造 或?qū)⑺x擇的塑料材料注入到模具中來生產(chǎn)基片(4)，然后將能夠變形的太陽能電池層安 裝在固化的基片(4)的平整表面以及凸表面上，并且在所述的太陽能電池層(2)上的適當(dāng) 位置電子連接著導(dǎo)線(3)和/或接頭，然后在已經(jīng)裝有太陽能電池層的基片(4)上蓋上一 層透明的、放風(fēng)化、防熱和防凍的保護(hù)層(1)，來防止頂板受到機(jī)械損耗并且所述的保護(hù)層 與基片(4)相匹配。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造太陽能電池頂板的方法，其特征在于，根據(jù)頂板(10) 類型制作為電子控制器和電池預(yù)留空間的凹槽(11)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制造太陽能電池頂板的方法，其特征在于，所述的太 陽能電池層⑵通過整合或粘合而安裝在基片⑷的表面，更進(jìn)一步來說，當(dāng)將所述的保護(hù) 層⑴覆蓋在基片的表面上時(shí)，裝有太陽能電池層⑵的基片⑷的整個(gè)表面，包括邊緣， 始終被透明的，防紫外線的塑料薄片覆蓋著，優(yōu)選的，為0. 5至1毫米的厚度，然后通過收縮2將保護(hù)層以防水的方式密封基片。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任何一項(xiàng)所述的制造太陽能電池頂板的方法，其特征在 于，在安裝保護(hù)層(1)前或安裝保護(hù)層的過程中，將錯(cuò)誤指示光源(12)安裝在基片(4)上 或保護(hù)層(1)的邊緣，優(yōu)選的是閃爍的紅色LED燈。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任何一項(xiàng)所述的制造太陽能電池頂板的方法，其特征在 于，將電子控制器和電池(5)安裝在基片⑷上的凹槽(11)內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任何一項(xiàng)所述的制造太陽能電池頂板的方法，其特征在 于，一種加熱絲(6)由良好的熱導(dǎo)體制成，安裝或粘貼于基片(4)上，優(yōu)選的，位于凹槽(11) 附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能產(chǎn)生電能的太陽能頂板及其制造方法。本發(fā)明的特征在于，所述的太陽能頂板包括一個(gè)由塑料或合成樹脂模塑而成的基片和一個(gè)包含太陽能電池的可變形的太陽能電池層，該電池層具有合適的形狀大小，安裝于基片的外表面，導(dǎo)線和接頭位于基片的表面，此外，太陽能電池層直接或通過導(dǎo)電螺栓與導(dǎo)線相連，太陽能電池層通過保護(hù)層以防水的方式密封著，與安裝在基片外表面形狀嚴(yán)格一致。
文檔編號(hào)H01L31/052GK101933163SQ200880126389
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者米克洛什·托斯 申請(qǐng)人:米克洛什·托斯