專利名稱：具有改善附著性的直接安裝光伏裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種直接安裝在結(jié)構(gòu)上的光伏裝置及其方法，更特別是，本發(fā)明涉及ー種適用于直接安裝在例如屋頂平臺(tái)或墻壁的建筑物結(jié)構(gòu)上的光伏屋頂蓋板及其方法。
背景技術(shù)：
過去幾年來，改善太陽(yáng)能發(fā)電的領(lǐng)域中、特別是安裝在建筑物上的發(fā)電裝置的領(lǐng)域中的現(xiàn)有技術(shù)的努力越來越受到行業(yè)的關(guān)注。安裝在建筑物上的發(fā)電裝置的ー種子集是建筑物集成光伏裝置(BIPV)，其中光伏元件是建筑物的集成部分(例如提供諸如屋頂蓋板或壁板的外部天氣防護(hù)裝置)。特別重要的是提供可靠和耐用的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的目的，這些太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)以最小的成本提供最多的千瓦時(shí)(KwH)。與實(shí)現(xiàn)此目的相關(guān)的ー些問題涉及發(fā)電系統(tǒng)容易組裝和安裝、具有相對(duì)高的KwH輸出以及耐用(例如長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受例如相對(duì)大的風(fēng)雨的可能的環(huán)境狀況)的能力。與耐用性相關(guān)的ー個(gè)特殊問題在于例如經(jīng)過(美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室)UL1897(屋頂組件的抗拔性試驗(yàn))確定的風(fēng)カ載荷。這是系統(tǒng)在受到例如超過100英里每小時(shí)或更大的風(fēng)時(shí)不被損壞的能力。與安裝便利性相關(guān)的ー個(gè)特殊問題在于在被要求之前防止BIPV激活(例如發(fā)電)的需要。其他可能的問題與BIPV固有的低摩擦系數(shù)(例如光滑的)和安裝者在系統(tǒng)表面上行走的便利性以及潛在的包裝和運(yùn)輸問題相關(guān)?，F(xiàn)有技術(shù)的安裝到建筑物的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)采取了許多形式，但是可以總體歸納為被安裝到復(fù)雜安裝結(jié)構(gòu)(例如內(nèi)部箱型框架、平臺(tái)豎管，例如=SunPowerModel 31 by SunPower of San Jose, California, USA),形成具有截面厚度(例如25mm或更大)和高剛度(例如大約70000MPa (兆帕)的彈性模量)的太陽(yáng)能發(fā)電組件的太陽(yáng)能面板，或具有與典型浙青屋頂蓋板類似的截面區(qū)域厚度(例如大約I. 5到7mm)和剛度(例如大約5到50MPa)的柔性層壓結(jié)構(gòu)(例如由Uni-Solar of Rochester Hills,Michigan, USA提供的滾制太陽(yáng)能層壓件)。注意到，確信傳統(tǒng)的柏木屋頂蓋板通常為典型的浙青屋頂蓋板的約1-5倍厚，并具有大約4000到9000MPa的剛度，但是沒有風(fēng)カ上拔問題。不會(huì)令人驚訝的是SunPower式系統(tǒng)沒有風(fēng)カ上拔問題(例如由于復(fù)雜安裝結(jié)構(gòu)和/或高剛度)。同樣不奇怪的是Uni-Solar式系統(tǒng)能夠經(jīng)受住風(fēng)カ上拔問題，因?yàn)檎麄€(gè)層壓結(jié)構(gòu)被粘接結(jié)合到建筑物結(jié)構(gòu)。確信的是風(fēng)載荷的以上問題還會(huì)受到裝置傾斜變化(例如在安裝位置上)以及安裝表面高度/平整度變化的影響。與本技術(shù)相關(guān)的文獻(xiàn)中包括以下專利文獻(xiàn)美國(guó)專利公開文獻(xiàn)20090000220、20080245404、20080245399、20080196358、20080196231、20080083169、20080000173、20070295391、20070193135、20050229924、20040216405、20040206035、20040083673、20030188500,20030154680,20020066235 ;美國(guó)專利7299598、7204063、7178295、7118794、6845592、6758019、6725623、6397556、6247289、6148570、5950387、5239802、4686808、4641472、4641471、4627207、4586301、2631887 ；RE38988 以及 PCT 公開文獻(xiàn)W02007123927A2、W02007079382A2、W02003071047A2，出于所有目的，所有這些文獻(xiàn)通過引用結(jié)合于此。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)ー種直接安裝到結(jié)構(gòu)(例如建筑物結(jié)構(gòu)、壁和/或屋頂平臺(tái))的光伏 裝置及其方法。本發(fā)明克服了以上描述的問題/缺陷的ー種或多種。此外，本發(fā)明涉及ー種新型的安裝到建筑物的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。這種新系統(tǒng)是通過緊固件(例如釘子、螺釘?shù)?安裝到建筑物結(jié)構(gòu)的多個(gè)單獨(dú)“蓋板式”結(jié)構(gòu)，并具有高剛度(例如大約高至大約IOOOOMPa)和大約15_的厚度。令人吃驚的是，由于系統(tǒng)的相對(duì)高的剛度/厚度(例如類似于柏木)，會(huì)需要這里公開的改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)以上描述的目的。因此，根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，設(shè)想ー種適用于直接安裝在結(jié)構(gòu)上的光伏裝置，該裝置包括有源部分，其包括光伏電池組件，所述光伏電池組件具有使得光能傳輸?shù)焦夥b置的光敏部分以便轉(zhuǎn)換成電能的頂表面部分和具有底部結(jié)合區(qū)域的底表面；以及無源部分，其緊鄰并連接到所述有源部分，所述無源部分具有用于接收緊固件以便將所述裝置連接到所述結(jié)構(gòu)的區(qū)域，并且在頂表面上具有頂部結(jié)合區(qū)域；其中所述頂部結(jié)合區(qū)域和所述底部結(jié)合區(qū)域中的ー個(gè)包括第一結(jié)合元件，另ー個(gè)包括第二結(jié)合元件，所述第二結(jié)合元件被設(shè)計(jì)成與豎直重疊的相鄰光伏裝置上的第一結(jié)合元件相互作用，以便將所述裝置結(jié)合到所述相鄰裝置或所述結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的進(jìn)ー步的特征在于這里描述的特征的ー種或任何組合，例如所述第一結(jié)合元件包括形成粘合劑結(jié)合元件的粘合劑，并且所述第二結(jié)合元件包括用于接收所述第一結(jié)合元件的至少一部分的相容材料；所述第一結(jié)合元件在所述有源部分的底表面上與所述有源部分的周邊共同延伸或者布置在有源部分的周邊25mm以內(nèi)；所述第二結(jié)合元件包括用于接收所述第一結(jié)合元件的至少一部分的至少ー個(gè)凹入凹腔；所述至少一個(gè)凹入凹腔具有至少I. Omm的凹腔深度；所述第一結(jié)合元件還包括布置在所述粘合劑的外表面之上的可移除離型襯墊，所述可移除離型襯墊被移除，使得所述第一和第二結(jié)合元件或者所述第一結(jié)合元件和結(jié)構(gòu)形成結(jié)合部；所述可移除離型襯墊從所述光伏裝置的周邊側(cè)向延伸至少10mm，從而形成側(cè)向延伸部分，并且至少在所述結(jié)合區(qū)域中的一個(gè)內(nèi)返回折疊到自身上；所述可移除離型襯墊覆蓋所述有源部分的頂表面部分的一部分，并且是不透明(例如不透光)或限光的，以防止所述電池產(chǎn)生電能，直到其被移除；所述可移除離型襯墊包括安裝者容易接近的印刷安裝指令；所述移除離型襯墊包括帶防滑措施的外表面；所述結(jié)合元件包括壓敏粘合劑，所述壓敏粘合劑在_40°C和85°C之間的溫度下根據(jù)ASTM D 903-98保持3PLI (磅每線性英寸)、更優(yōu)選為5PLI且最優(yōu)選為10PLI的最小剝離力，并根據(jù)ASTM D 412-06具有> 500%、更優(yōu)選為> 1000%的延伸率；所述頂部結(jié)合區(qū)域、底部結(jié)合區(qū)域或兩者的一部分包括相對(duì)于平表面將表面面積增加大于5%的成形表面；所述第一結(jié)合元件和第二結(jié)合元件包括具有組件厚度的鉤環(huán)緊固件組件，其中所述鉤環(huán)緊固件的組件厚度至少90%布置在至少ー個(gè)凹入凹腔內(nèi)；所述第一結(jié)合元件、第二結(jié)合元件或兩者被構(gòu)造成連續(xù)元件或隔開一空間的不連續(xù)元件；所述裝置在所述無源部分的與所述有源部分相対的邊緣處或附近具有増加的厚度。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設(shè)想ー種在結(jié)構(gòu)上組裝至少兩個(gè)光伏裝置的方法，該方法包括如下步驟a.提供至少兩個(gè)光伏裝置，所述光伏裝置包括可移除離型襯墊；有源部分，其包括光伏電池組件，所述光伏電池組件具有使得光能傳輸?shù)焦夥b置的光敏部分以便轉(zhuǎn)換成電能的頂表面部分和具有底部結(jié)合區(qū)域的底表面；以及無源部分，其緊鄰并連接到所述有源部分，所述無源部分具有用于接收緊固件以便將所述裝置連接到所述結(jié)構(gòu)的區(qū)域，并且在頂表面上具有頂部結(jié)合區(qū)域；b.提供多個(gè)機(jī)械緊固件；c.將所述至少兩個(gè)光伏裝置中的ー個(gè)放置在所述結(jié)構(gòu)上；d.通過所述多個(gè)機(jī)械緊固件中的至少兩個(gè)，將放置的光伏裝置固定到所述結(jié)構(gòu)；e.將所述至少兩個(gè)光伏裝置的第二個(gè)部分放置在所述結(jié)構(gòu) 上，并部分放置在步驟c的所述光伏裝置的頂部上ば.通過所述多個(gè)機(jī)械緊固件中的至少兩個(gè)，將所述第二個(gè)放置的光伏裝置固定到所述結(jié)構(gòu)上；以及g.在所述第二個(gè)放置的光伏裝置的頂表面部分的一部分上下壓，在該結(jié)構(gòu)上完成所述至少兩個(gè)光伏裝置的組裝。本發(fā)明的進(jìn)ー步的特征在于這里描述的特征的ー種或任何組合，例如所述至少兩個(gè)光伏裝置包括可移除離型襯墊，其中所述離型襯墊覆蓋所述結(jié)合區(qū)域中的至少ー個(gè)，從所述光伏裝置的周邊側(cè)向延伸至少10mm，以形成側(cè)向延伸部分，并且至少在所述結(jié)合區(qū)域中的一個(gè)內(nèi)返回折疊到自身上；包括通過在下壓步驟之前在所述側(cè)向延伸部分上拉動(dòng)來移除可移除離型襯墊的步驟；所述可移除離型襯墊覆蓋所述有源部分的頂表面部分的一部分，并且是不透明或限光的，以防止電池產(chǎn)生電能，直到其被移除；所述可移除離型襯墊包括安裝者容易接近的印刷安裝指令；所述可移除離型襯墊包括帶防滑措施的外表面。應(yīng)該理解到以上引用的方面和例子是非限定性的，如同這里描述和說明的本發(fā)明中具有的其他內(nèi)容。


圖I是示例性成組的組裝后的光伏裝置的頂部透視圖。圖2是圖I的單個(gè)光伏裝置的頂部透視圖。圖3是圖I的單個(gè)光伏裝置的底部透視圖。圖4是具有示例性凹腔的單個(gè)光伏裝置的一部分的頂部透視圖。圖5A-E是示例性凹腔輪廓截面的側(cè)視圖。圖6是具有示例性襯墊帶的單個(gè)光伏裝置的頂部透視圖。圖7是表示返回折疊的圖6的示例性襯墊帶的側(cè)視圖。圖8是具有另ー示例性襯墊帶的單個(gè)光伏裝置的頂部透視圖。圖9是單個(gè)光伏裝置和示例性端蓋的頂部分解透視圖。圖10是單個(gè)光伏裝置和示例性端蓋的頂部透視組裝圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明針對(duì)ー種用于彼此固定和/或?qū)?zhǔn)至少多個(gè)豎直相鄰(重疊)的光伏裝置組件10 (或重疊光伏裝置陣列)的光伏組件系統(tǒng)。該裝置10優(yōu)選地直接安裝到結(jié)構(gòu)(例如建筑物結(jié)構(gòu)、壁和/或屋頂平臺(tái))。本發(fā)明尋求通過獨(dú)特的互鎖方案克服風(fēng)カ上拔的問題，并任選地利用該方案解決以上描述的ー些其他潛在問題。圖I表示處于組裝配置的三個(gè)光伏裝置10 (例如下部光伏裝置陣列包括兩個(gè)水平相鄰的裝置10，并且重疊的上部光伏裝置陣列包括ー個(gè)裝置10)。光伏裝置通常，本發(fā)明所考慮的光伏裝置10的構(gòu)造類似于PCT申請(qǐng)PCT/US09/42496中公開的構(gòu)造，該申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/050341的優(yōu)先權(quán)，兩個(gè)申請(qǐng)出于所有目的通過引用結(jié)合于此。該裝置可以廣義地描述成在至少三個(gè)側(cè)面通過聚合殼體封裝的多層層壓組件(具有聚合和非聚合層)。裝置10優(yōu)選地適用于直接安裝到結(jié)構(gòu)，例如建筑物屋頂平臺(tái) (具有或不具有例如屋頂氈墊或在先的浙青蓋板層的其他物體)，而不需要中間的保持結(jié)構(gòu)(例如框架、軌道、豎管等)。廣義來說，裝置10用來以與標(biāo)準(zhǔn)浙青蓋板類似的方式安裝在建筑物(例如屋頂)上。在優(yōu)選實(shí)施方式中，裝置10是矩形形狀，具有大致平的構(gòu)型和小于大約20mm,更優(yōu)選為小于大約15mm,并且通常大于大約2mm,更優(yōu)選地大于大約5mm的厚度。設(shè)想到其他形狀(方形、圓形、多邊形等)、其他構(gòu)型(例如彎曲、臺(tái)階等)和厚度(大于大約15mm)也是可以的。光伏裝置10還可進(jìn)一步如圖2和3所示限定為具有有源部分20和緊靠并連接到有源部分20的無源部分40的裝置10。有源部分20可包括具有使得光能傳輸?shù)焦夥b置10的光敏部分26以便轉(zhuǎn)換成電能的頂表面部分24的光伏電池組件22。該光伏電池組件22還具有底表面部分28，底表面部分28具有底部結(jié)合區(qū)域30。它還具有周邊32和厚度34。無源部分40可包括用于接收緊固件(例如螺釘、釘子或其他機(jī)械緊固件(未示出))的區(qū)域42，緊固件適用于將裝置10連接到結(jié)構(gòu)(例如屋頂平臺(tái)或壁)。無源部分還可限定為頂表面部分44、底表面部分46和頂部結(jié)合區(qū)域48。它具有周邊50和厚度52。無源部分40還可包括例如用來將多個(gè)裝置10串聯(lián)在一起的電聯(lián)接器殼體(未示出)的連接裝置。頂部結(jié)合區(qū)域48和底部結(jié)合區(qū)域30可以進(jìn)一歩限定成包括第一結(jié)合元件36，并且另ー個(gè)包括第二結(jié)合元件50。在功能上，結(jié)合元件36和50可以被設(shè)計(jì)成在裝置10與相鄰光伏裝置10豎直重疊時(shí)彼此相互作用。這些結(jié)合元件之一也可將裝置10結(jié)合到結(jié)構(gòu)上，如果其下方?jīng)]有其他裝置。任選地，結(jié)合區(qū)域30、48可包括相對(duì)于平表面將表面面積增加5%以上、更優(yōu)選地増加15%以上且最優(yōu)選地增加25%以上的成形表面。設(shè)想到還可以結(jié)合具有豎直部件(例如從表面28和/或44的突出部)的結(jié)構(gòu)(未示出)，例如針對(duì)粘合劑的失效引入所需的剪切分量。同樣設(shè)想到添加開放的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，以防止彎折破碎式失效。在ー種優(yōu)選實(shí)施方式中，無源部分的頂表面部分44可包括聚こ烯、聚丙烯、熱塑性聚烯烴、烯烴嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、硅酮、和許多其他聚合物，具有或不具有填料，特別是包括玻璃填料。
在ー種優(yōu)選實(shí)施方式中，有源部分20的底表面部分28可包括熱塑性聚烯烴(“ΤΡ0”)、熱塑性弾性體、烯烴嵌段共聚物(“0BC”)、天然橡膠、合成橡膠、聚氯こ烯和其他弾性和塑性材料、聚烯烴、聚酯酰胺、聚砜、醋酸纖維、丙烯酸、聚氯こ烯、尼龍、聚碳酸酷、酚醛樹脂、聚醚醚酮、聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酷、環(huán)氧樹脂，包括玻璃和礦物填充的合成物，或其任何組合。凹入凹腔 設(shè)想到裝置10還可包括至少ー個(gè)凹入凹腔60，見圖4。此凹腔60可布置在頂表面部分28或底表面部分46或頂表面24、44上，并通常具有小于厚度34、52的深度。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，凹腔60具有至少大約I. Omm的凹腔深度62。凹腔可作為連續(xù)凹腔或作為不連續(xù)凹腔的多個(gè)分段(例如多個(gè)凹腔60)橫跨裝置(例如從ー側(cè)到另ー側(cè))。凹腔可以具有任何的形狀(例如方形、矩形、梯形、圓形等)，并且具有變化的凹腔輪廓64 (例如凹入、方形、三角形、圓形或其任何組合)，如圖5A-E所示。優(yōu)選地，凹腔60可具有適用于接收任一結(jié)合元件36、50或兩者的幾何形狀和輪廓。結(jié)合元件結(jié)合元件36、50通常用作將兩個(gè)至少部分豎直相鄰的裝置10彼此連接(結(jié)合)或者在“底部”裝置10的情況下將其連接(結(jié)合)到結(jié)構(gòu)的裝置。設(shè)想到結(jié)合元件36、50可以是粘合剤、鉤環(huán)緊固件組件或者鄰接表面(例如在組裝之前，粘合劑只位于結(jié)合部的一側(cè)上時(shí)，第二元件50是鄰接表面)。在位置上，優(yōu)選的是至少一個(gè)結(jié)合元件定位在裝置10之一的周邊處或附近，雖然設(shè)想到結(jié)合元件可以更靠近裝置10的中心。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一結(jié)合元件36在有源部分20的底表面部分28上與有源部分的周邊一起延伸或者布置在有源部分的周邊大約25_內(nèi)。為了清楚的目的，術(shù)語(yǔ)“布置”指的是元件的定位，而“連接地布置”指的是元件彼此接觸地定位。在粘合劑結(jié)合元件的情況下，設(shè)想到所選粘合劑與正在結(jié)合的表面至少部分相容(例如裝置10或結(jié)構(gòu)的聚合表面)。通常，優(yōu)選的是結(jié)合元件包括在-40°C和85°C之間的溫度根據(jù)ASTM D 903-98保持大約3PLI (磅每線性英寸)、更優(yōu)選為大約5PLI且最優(yōu)選為大約10PLI或更多的最小剝離カ并根據(jù)ASTM D 412-06具有大約> 500%、更優(yōu)選為>大約1000%的延伸率的粘合剤。同樣優(yōu)選的是粘合劑保持大約O. 5mm或更大、更優(yōu)選為從大約O. 7mm到大約2. Omm的厚度(組裝之后)。在一種實(shí)施方式中，粘合劑結(jié)合元件包括壓敏粘合劑(PAS)或接觸粘合劑，接觸粘合劑在接觸時(shí)結(jié)合到表面(不需要固化時(shí)間)或者通過非常小的壓カ結(jié)合到相應(yīng)表面(例如鄰接裝置10或結(jié)構(gòu)或浙青蓋板)。它們可以以溶劑和乳膠或水基形式得到。確信的是壓敏粘合劑和接觸粘合劑通常基于非交聯(lián)的橡膠粘合剤、丙烯酸或聚氨酷。同樣確信的是壓敏粘合劑形成粘彈性結(jié)合部，具有強(qiáng)力和永久的粘性，在不需要多于手指或手掌壓カ的情況下粘接；并且不需要水，溶劑或熱活化。壓敏粘合劑和接觸粘合劑可以在各種化學(xué)組分或系統(tǒng)中得到。ー些設(shè)想到的PSA包括丙烯酸和甲基丙烯酸酯粘合劑、橡膠基壓敏粘合剤、苯こ烯共聚物(SIS/SBS)和有機(jī)硅。在與其他樹脂系統(tǒng)比較時(shí)，丙烯酸粘合劑以出色的抵抗惡劣環(huán)境的能力和快速固化時(shí)間而眾所周知。丙烯酸壓敏粘合劑通常使用丙烯酸脂系統(tǒng)。こ烯丙烯酸こ酯(EEA)或こ烯甲基丙烯酸酯(EMA)共聚物用來形成熱融PSA的粘合剤。天然橡膠、合成橡膠或弾性體密封劑和粘合劑可以基于各種系統(tǒng)，例如有機(jī)硅、聚氨酷、氯丁、丁基橡膠、丁ニ烯、異戊ニ烯或氯丁橡膠。在ー種優(yōu)選實(shí)施方式中，PSA包括こ烯丙烯共聚物帶、橡膠基粘合劑、合成橡膠基帯、PE泡沫帶以及丙烯酸基和/或以上材料以多層構(gòu)造形式的組合，例如丙烯酸/PET/丙烯酸。最為優(yōu)選的粘合劑是丁基粘合劑帶。設(shè)想到粘合劑的ー些重要的性能包括在不便用例如底料的第二材料的情況下與屋頂結(jié)構(gòu)具有即時(shí)強(qiáng)力附著/粘接性、且在極端惡劣天氣(例如85°C的高溫)下仍能長(zhǎng)時(shí)間保持高強(qiáng)度、且提供部件與屋頂結(jié)構(gòu)液密附接的粘合齊U?？梢再?gòu)買到的粘合劑(商標(biāo))的一些例子包括丁酯Ashland Plioseal接縫帶、AdcoPVA系列(例如PVA 600BT和650BT);橡膠基Adco SP-505固化屋頂接縫帶；合成橡膠基MACtac TM1039和GS系列；こ烯丙烯共聚物SikaLastomer 68 ;丙烯酸/PET/丙烯酸強(qiáng)化Tesa Tape4965PET 以及 PE 泡沫帶Tesa Tape 62932D/C 泡沫帶。在鉤環(huán)緊固件組件的情況下，在_40°C和85°C之間的溫度下根據(jù)ASTM D 903-98，最小剝離カ(鉤環(huán)之間)為大約3PLI (磅每線性英寸)、更優(yōu)選為大約5PLI且最優(yōu)選為大約IOPLI或更大。在這種情況下，設(shè)想到鉤環(huán)緊固件組件被結(jié)合到裝置10 (例如經(jīng)由粘合 齊U、熱熔、覆蓋模制、超聲焊接或機(jī)械緊固)?？梢瞥x型襯墊在如上所述使用粘合劑的情況下，會(huì)需要包括可移除離型襯墊80，如圖6-8所示。設(shè)想到可移除離型襯墊80可以用來幫助運(yùn)輸和安裝，并且便于要結(jié)合在一起的兩個(gè)裝置10的對(duì)準(zhǔn)和放置。襯墊80也可提供下面任選實(shí)施方式描述的附加功能。設(shè)想到襯墊80可以由相對(duì)薄(例如小于大約L Omm厚)的大致聚合薄膜構(gòu)成。襯墊80可以是單層薄膜，或者可以是具有相同或不同材料的多層的多層薄膜。設(shè)想到的ー些材料是高密度聚こ烯(HDPE)和聚涂覆牛皮紙離型紙(襯墊)。確信的是例如厚度和柔性的特性可能具有ー些重要性。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，可移除離型襯墊可以布置在粘合劑的外表面之上，并且被移除，使得第一和第二結(jié)合元件或第一結(jié)合元件和結(jié)構(gòu)形成結(jié)合。在另ー優(yōu)選實(shí)施方式中，可移除離型襯墊80從光伏裝置的周邊側(cè)向延伸至少IOmm,形成側(cè)向延伸部分82。襯墊80至少在結(jié)合區(qū)域之一內(nèi)返回折疊到自身上。折疊使得襯墊80更容易剝離。在另ー優(yōu)選實(shí)施方式中，可移除離型襯墊覆蓋光敏部分26的一部分，并且不透明(例如不透光)或者限光(例如至少對(duì)于希望的波長(zhǎng)，或者足以限制，防止發(fā)電)，以防止電池產(chǎn)生電能(例如對(duì)于系統(tǒng)或安裝者的安全來說認(rèn)為過高的任何電流或電流大小)，直到它被移除。任選地，可移除離型襯墊還可包括印刷安裝指令(例如字符和/或圖形信息)，以便安裝者接近。任選地，可移除離型襯墊還可包括帶有防滑措施(例如紋理或高摩擦系數(shù))的外表面84。裝置的局部幾何結(jié)構(gòu)設(shè)想到希望増加裝置10的前邊緣處或附近施加的壓カ大小，例如以克服裝置傾斜的變化(例如在安裝位置上)以及安裝表面高度/平整度的變化。為此ー種方式可以通過改變裝置10中的壓力點(diǎn)和力傳輸來實(shí)現(xiàn)。改變壓力點(diǎn)和カ傳輸?shù)末`種可能的方式可以增加裝置10在邊緣92處或附近的厚度。這可以通過裝置10的幾何結(jié)構(gòu)的局部變化來實(shí)現(xiàn)(例如局部厚度改變大約O. 5-15mm)。此厚度増加可以通過改變模具形狀而使得裝置更厚或通過將ー個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的部件添加到裝置10以便局部增加裝置10的高度(例如在安裝之前或過程中)來提供。設(shè)想到任何數(shù)量的部件可用于此目的；例如可以緊固到裝置10的調(diào)整帶或夾具。其中添加單個(gè)獨(dú)立的部件(例如端蓋90)的一種示例性例子在圖9和10中表示。在此例子中，獨(dú)立部件是配合在裝置的一個(gè)邊緣之上的U形通道。端蓋90布置在裝置10的頂部邊緣92之上。設(shè)想到希望將裝置10盡可能靠近此位置(例如在大約25mm以內(nèi)或更小)緊固(例如通過釘子)，以便在裝置10內(nèi)的緊固區(qū)域42的下方設(shè)置高度。方法
在本發(fā)明中同樣設(shè)想到一種在結(jié)構(gòu)上組裝至少兩個(gè)光伏裝置(如上所述的裝置10)的方法。本發(fā)明的方法可包括如下步驟a.提供至少兩個(gè)光伏裝置，所述光伏裝置包括可移除離型襯墊；有源部分，其包括光伏電池組件，所述光伏電池組件具有使得光能傳輸?shù)焦饷舨糠忠员戕D(zhuǎn)換成電能的頂表面部分和具有底部結(jié)合區(qū)域的底表面；以及無源部分，其緊鄰并連接到所述有源部分，所述無源部分具有用于接收緊固件以便將所述裝置連接到所述結(jié)構(gòu)的區(qū)域，并且在頂表面上具有頂部結(jié)合區(qū)域；b.提供多個(gè)機(jī)械緊固件；c.將所述至少兩個(gè)光伏裝置中的ー個(gè)放置在所述結(jié)構(gòu)上；d.通過所述多個(gè)機(jī)械緊固件中的至少兩個(gè)，將放置的光伏裝置固定到所述結(jié)構(gòu)；e.將所述至少兩個(gè)光伏裝置的第二個(gè)部分放置在所述結(jié)構(gòu)上，并部分放置在步驟c的所述光伏裝置的頂部上ば.通過所述多個(gè)機(jī)械緊固件中的至少兩個(gè)，將所述第二個(gè)放置的光伏裝置固定到所述結(jié)構(gòu)上；以及g.在所述第二個(gè)放置的光伏裝置的頂表面部分的一部分上下壓，在該結(jié)構(gòu)上完成所述至少兩個(gè)光伏裝置的組裝。任選地，該方法還包括所述至少兩個(gè)光伏裝置包括可移除離型襯墊，其中所述離型襯墊覆蓋所述結(jié)合區(qū)域中的至少ー個(gè)，從所述光伏裝置的周邊側(cè)向延伸至少10mm，以形成側(cè)向延伸部分，并且至少在所述結(jié)合區(qū)域中的一個(gè)內(nèi)返回折疊到自身上；通過在下壓步驟之前在所述側(cè)向延伸部分上拉動(dòng)來移除可移除離型襯墊的步驟；所述可移除離型襯墊覆蓋所述有源部分的頂表面部分的一部分，并且是不透明或限光的，以防止電池產(chǎn)生電能，直到被移除；所述可移除離型襯墊包括安裝者容易接近的印刷安裝指令；所述可移除離型襯墊包括帶防滑措施的外表面。除非另外說明，這里描述的多種結(jié)構(gòu)的尺寸和幾何結(jié)構(gòu)不用來限制本發(fā)明，并且其他尺寸或幾何結(jié)構(gòu)也是可以的。多個(gè)結(jié)構(gòu)部件可以通過單個(gè)集成結(jié)構(gòu)提供。替代地，單個(gè)集成結(jié)構(gòu)可以分成単獨(dú)的多個(gè)部件。另外，雖然本發(fā)明的特征只在ー個(gè)所示實(shí)施方式中描述，但對(duì)于任何給定應(yīng)用，這種特征可以與其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其他特征組合。從中還將理解到這里獨(dú)特結(jié)構(gòu)的制造及其操作也構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的方法。已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以在本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)進(jìn)行某些改變。因此，應(yīng)該閱讀以下權(quán)利要求來確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。以上申請(qǐng)中提到的任何數(shù)值包括以ー個(gè)単位的増量從低值到高值的所有值，只要在任何低值和任何高值之間具有至少2個(gè)單位的間隔。作為例子，如果說明例如溫度、壓力、時(shí)間等エ藝變量的分量或值的大小例如從1-90，優(yōu)選從20-80，更優(yōu)選從30-70，意圖在于例如15-85、22-68、43-51、30-32等值在此說明書中明確列舉。對(duì)于小于I的值，如果適當(dāng)?shù)脑挘瑓g位可以認(rèn)為是0.0001、0.001、0.01或O. I。這些只是具體意圖的例子，并且所列舉的最低值和最高值之間的數(shù)值的所有可能組合可以認(rèn)為以類似的方法在此申請(qǐng)中明確說明。除非另外說明，所有范圍包括兩個(gè)端點(diǎn)以及端點(diǎn)之間的所有數(shù)字。結(jié)合一個(gè)范圍使用的“大約”或“大致”適用于該范圍的兩端。因此，“大約20-30”指的是覆蓋“大約20-大約30”，包括至少所述的端點(diǎn)。所有文章和參考文獻(xiàn)(包括專利申請(qǐng)和公開文獻(xiàn))的公開出于所有目的通過引用
木彡ロ ロ。描述組合的術(shù)語(yǔ)“基本上包括”應(yīng)該包括所述的元素、成分、部件或步驟，以及沒有實(shí)質(zhì)上影響該組合的基本和新穎性能的其他元素、成分、部件或步驟。
這里描述元素、成分、部件或步驟的組合的術(shù)語(yǔ)“包括”或“包含”的使用也考慮到由該元素、成分、部件或步驟基本上構(gòu)成的實(shí)施方式。多個(gè)元素、成分、部件或步驟可以通過單個(gè)集成元素、成分、部件或步驟來提供。替代地，單個(gè)集成元素、成分、部件或步驟可以分成単獨(dú)的多個(gè)元素、成分、部件或步驟。用來描述元素、成分、部件或步驟的“一”或“一個(gè)”的公開不打算排出其他的元素、成分、部件或步驟。這里對(duì)于屬于某一族的元素或金屬的所有引用均參考CRC Press, Inc于1989年出版并擁有版權(quán)的元素周期表。對(duì)于ー個(gè)或多個(gè)族的任何參考應(yīng)該使用用于編組的IUPAC系統(tǒng)針對(duì)該元素周期表內(nèi)所反映的ー個(gè)或多個(gè)族來進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種能夠直接安裝在結(jié)構(gòu)上的光伏裝置，包括 有源部分，其包括光伏電池組件，所述光伏電池組件具有使得光能傳輸?shù)焦夥b置的光敏部分以便轉(zhuǎn)換成電能的頂表面部分和具有底部結(jié)合區(qū)域的底表面；以及 無源部分，其緊鄰并連接到所述有源部分，所述無源部分具有用于接收緊固件以便將所述裝置連接到所述結(jié)構(gòu)的區(qū)域，并且在頂表面上具有頂部結(jié)合區(qū)域； 其中所述頂部結(jié)合區(qū)域和所述底部結(jié)合區(qū)域中的一個(gè)包括第一結(jié)合元件，另一個(gè)包括第二結(jié)合元件，所述第二結(jié)合元件被設(shè)計(jì)成與豎直重疊的相鄰光伏裝置上的第一結(jié)合元件相互作用，以便將所述裝置結(jié)合到所述相鄰裝置或所述結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述第一結(jié)合元件包括形成粘合劑結(jié)合元件的粘合劑，并且所述第二結(jié)合元件包括用于接收所述第一結(jié)合元件的至少一部分的相容材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其中，所述第一結(jié)合元件在所述有源部分的底表面上與所述有源部分的周邊共同延伸或者布置在所述有源部分的周邊25mm內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的裝置，其中，所述第二結(jié)合元件包括用于接收所述第一結(jié)合元件的至少一部分的至少一個(gè)凹入凹腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置,其中，所述至少一個(gè)凹入凹腔具有至少I.Omm的凹腔深度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的裝置，其中，所述第一結(jié)合元件還包括布置在所述粘合劑的外表面之上的可移除離型襯墊，所述可移除離型襯墊被移除，使得所述第一結(jié)合元件和第二結(jié)合元件或者所述第一結(jié)合元件和所述結(jié)構(gòu)形成結(jié)合部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述可移除離型襯墊從所述光伏裝置的周邊側(cè)向延伸至少IOmm,從而形成側(cè)向延伸部分,并且至少在所述結(jié)合區(qū)域中的一個(gè)內(nèi)返回折疊到自身上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其中，所述可移除離型襯墊覆蓋所述有源部分的頂表面部分的一部分，并且是不透明或限光的，以防止所述電池產(chǎn)生電能，直到其被移除。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的裝置，其中，所述可移除離型襯墊包括安裝者容易接近的印刷安裝指令。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8或9所述的裝置，其中，所述可移除離型襯墊包括帶防滑措施的外表面。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述結(jié)合元件包括壓敏粘合劑，所述壓敏粘合劑在-40°C和85°C之間的溫度下根據(jù)ASTM D 903-98保持3PLI (磅每線性英寸)、更優(yōu)選為5PLI且最優(yōu)選為10PLI的最小剝離力，并根據(jù)ASTM D 412-06具有> 500%、更優(yōu)選為> 1000%的延伸率。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述頂部結(jié)合區(qū)域、底部結(jié)合區(qū)域或兩者的一部分包括相對(duì)于平表面將表面面積增加大于5%的成形表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求4-12任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述第一結(jié)合元件和第二結(jié)合元件包括具有組件厚度的鉤環(huán)緊固件組件，其中所述鉤環(huán)緊固件組件厚度的至少90%布置在至少一個(gè)凹入凹腔內(nèi)。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述第一結(jié)合元件、第二結(jié)合元件或兩者被構(gòu)造成連續(xù)元件或隔開一空間的不連續(xù)元件。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述裝置在所述無源部分的與所述有源部分相對(duì)的邊緣處或附近具有增加的厚度。
16.一種在結(jié)構(gòu)上組裝至少兩個(gè)光伏裝置的方法，包括以下步驟 a.提供至少兩個(gè)光伏裝置，所述光伏裝置包括 可移除離型襯墊； 有源部分，其包括光伏電池組件，所述光伏電池組件具有使得光能傳輸?shù)焦饷舨糠忠员戕D(zhuǎn)換成電能的頂表面部分和具有底部結(jié)合區(qū)域的底表面；以及 無源部分，其緊鄰并連接到所述有源部分，所述無源部分具有用于接收緊固件以便將所述裝置連接到所述結(jié)構(gòu)的區(qū)域，并且在頂表面上具有頂部結(jié)合區(qū)域； b.提供多個(gè)機(jī)械緊固件； c.將所述至少兩個(gè)光伏裝置中的一個(gè)放置在所述結(jié)構(gòu)上； d.通過所述多個(gè)機(jī)械緊固件中的至少兩個(gè)，將放置的光伏裝置固定到所述結(jié)構(gòu)； e.將所述至少兩個(gè)光伏裝置的第二個(gè)部分放置在所述結(jié)構(gòu)上，并部分放置在步驟c的所述光伏裝置的頂部上； f.通過所述多個(gè)機(jī)械緊固件中的至少兩個(gè)，將所述第二個(gè)放置的光伏裝置固定到所述結(jié)構(gòu)上；以及 g.在所述第二個(gè)放置的光伏裝置的頂表面部分的一部分上下壓，在該結(jié)構(gòu)上完成所述至少兩個(gè)光伏裝置的組裝。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述至少兩個(gè)光伏裝置包括可移除離型襯墊，其中所述離型襯墊覆蓋所述結(jié)合區(qū)域中的至少一個(gè)，從所述光伏裝置的周邊側(cè)向延伸至少10mm，以形成側(cè)向延伸部分，并且至少在所述結(jié)合區(qū)域中的一個(gè)內(nèi)返回折疊到自身上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，包括通過在下壓步驟之前在所述側(cè)向延伸部分上拉動(dòng)來移除可移除離型襯墊的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求16、17或18任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述可移除離型襯墊覆蓋所述有源部分的頂表面部分的一部分，并且是不透明或限光的，以防止電池產(chǎn)生電能，直到其被移除。
20.根據(jù)權(quán)利要求16、17、18或19任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述可移除離型襯墊包括安裝者容易接近的印刷安裝指令。
21.根據(jù)權(quán)利要求16、17、18或19任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述可移除離型襯墊包括帶防滑措施的外表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于直接安裝在結(jié)構(gòu)上的光伏裝置。該裝置包括具有光伏電池組件的有源部分，該光伏電池組件具有使得光能傳輸?shù)焦夥b置的光敏部分以便轉(zhuǎn)換成電能的頂表面部分和具有底部結(jié)合區(qū)域的底表面；以及緊鄰并連接到有源部分的無源部分，無源部分具有用于接收緊固件以便將裝置連接到結(jié)構(gòu)的區(qū)域，并且在頂表面上具有頂部結(jié)合區(qū)域；其中頂部和底部結(jié)合區(qū)域中的一個(gè)包括第一結(jié)合元件，另一個(gè)包括第二結(jié)合元件，第二結(jié)合元件被設(shè)計(jì)成與豎直重疊的相鄰光伏裝置上的第一結(jié)合元件相互作用，以便將該裝置結(jié)合到所述相鄰裝置或結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L31/048GK102714245SQ201080047727
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者C·小布朗, J·R·基尼漢, M·L·伯文, R·J·克里雷曼, S·利克利, T·C·普魯姆 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司