專利名稱：對遮蔽魯棒性的混合布線方案的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及太陽能電池、太陽能電池板和/或太陽能電池陣列，并且更具體地涉及適于捕獲太陽能的設備例如太陽能電池、太陽能電池板和/或太陽能電池陣列的電互連。相關技術的描述太陽能設備例如太陽能電池、太陽能電池板或太陽能電池陣列通常為了使用而定位成具有無阻擋的太陽視線視野。到太陽的無阻擋的通路最大化射到設備的光的量，這最大化所產(chǎn)生和/或捕獲的最后所得到的能量。傳統(tǒng)上，諸如屋頂、在地面上或附近的相對平坦的表面、和具有低植被的山坡的地方是適合的位置。但是，即使在這些合適的位置，太陽能設備仍可能經(jīng)歷太陽光被阻擋的隨機情況。 例如，諸如云、植物和其他結構或者現(xiàn)象的物體可能臨時或者永久地遮蔽一個或者多個設備。由這些物體產(chǎn)生的遮蔽效應降低一個或者多個設備的效率，并且電力輸出可能被最小化或者完全消除。太陽能電池性能的自然變化在制造過程中存在。為了防止較低性能的電池減小整個模塊的輸出，在模塊的制造過程中可以選擇特定的布線方案。盡管這樣的方案可能確實是魯棒的，但是相同的方案可能限制由在模塊或者電池板內(nèi)的其余電池產(chǎn)生的總電力。所以，為了電力的充分生成將不優(yōu)化模塊。所以，存在對太陽能設備的電耦合方案的需要，該方案降低遮蔽效應并且最大化太陽能設備的效率。本發(fā)明處理這樣的需要。發(fā)明概述這里的實施方案提供用于在適于捕獲太陽能的設備例如太陽能電池、太陽能電池板和/或太陽能電池陣列中使用的電互連的方法和裝置。在一種實施方案中，太陽能電池板被描述并且包括定位在太陽能電池板的中心與第一電路電連通的第一多個太陽能設備、 和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備，第二多個太陽能設備與第二電路電連通，第二電路與第一電路不同。在另一種實施方案中，太陽能電池板包括定位在太陽能電池板的中心與串聯(lián)布線電路電耦合的第一多個太陽能設備、和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備， 第二多個太陽能設備與并聯(lián)布線電路電耦合。在另一種實施方案中，太陽能電池板包括定位在太陽能電池板的中心與串聯(lián)布線電路電耦合的第一多個太陽能設備、和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備， 第二多個太陽能設備與H橋布線電路電耦合。
在另一種實施方案中，太陽能電池板包括定位在太陽能電池板的中心與并聯(lián)布線電路電耦合的第一多個太陽能設備、和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備， 第二多個太陽能設備與H橋布線電路電耦合。在另一種實施方案中，太陽能電池板包括定位在太陽能電池板的中心與并聯(lián)布線電路電耦合的第一多個太陽能設備、和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備， 第二多個太陽能設備與串聯(lián)布線電路電耦合。

在另一種實施方案中，太陽能電池板包括定位在太陽能電池板的中心與并聯(lián)布線電路電耦合的第一多個太陽能設備、和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備， 第二多個太陽能設備與串聯(lián)布線電路電耦合。在另一種實施方案中，太陽能電池板包括定位在太陽能電池板的中心與H橋布線電路電耦合的第一多個太陽能設備、和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備， 第二多個太陽能設備與串聯(lián)布線電路電耦合。在另一種實施方案中，太陽能電池板包括定位在太陽能電池板的中心與H橋布線電路電耦合的第一多個太陽能設備、和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備， 第二多個太陽能設備與并聯(lián)布線電路電耦合。在另一種實施方案中，一種用于電連接太陽能電池板的方法被描述并且包括使光照到具有中心區(qū)域的太陽能電池板，所述中心區(qū)域包括至少部分地與位于中心區(qū)域之外的第二多個太陽能設備鄰接的第一多個太陽能設備；利用第一電路電連接第一多個太陽能設備；以及利用與第一電路不同的第二電路電連接第二多個太陽能設備。在另一種實施方案中，一種用于將電力從太陽能電池板傳輸?shù)截撦d的方法被描述并且包括使光照到具有中心區(qū)域的太陽能電池板，所述中心區(qū)域包括至少部分地與位于中心區(qū)域之外的第二多個太陽能設備鄰接的第一多個太陽能設備；以及通過電路將電力從第一多個太陽能設備傳輸?shù)截撦d，來自第一多個太陽能設備的電力獨立于第二多個太陽能設備的電力產(chǎn)生潛力。在一些實施方案中，通過從電池板的電路消除被遮蔽的電池，電池板的其余部分將不受被消除的、較低性能的電池的輸出的限制。分塊的電池板包含在中心的更加積極的布線方案和在邊緣的更加魯棒的布線方案。這個實施方案與單一的均勻方法不同，單一的均勻方法規(guī)定包括中心未遮蔽的電池的整個電池板將不在最佳狀態(tài)產(chǎn)生。附圖的簡要描述所以通過參考實施方案，可以有本發(fā)明的上述特征可被詳細地理解的方式、上面簡要概述的本發(fā)明的更加具體的描述，其中一些實施方案在附圖中被說明。但是，應注意， 附圖只說明這個發(fā)明的典型的實施方案，而且因此不應當被考慮為它的范圍的限制，因為本發(fā)明可以允許其他同樣有效的實施方案。

圖1是太陽能電池板的一種實施方案的示意性俯視圖；圖2是其他形式的太陽能電池板的俯視圖；圖3是具有非均勻布線方案的太陽能電池板的一種實施方案的俯視圖；圖4是具有非均勻布線方案的太陽能電池板的另一種實施方案的俯視圖。為了便于理解，在可能的情況下，使用相同的參考數(shù)字來表示附圖共有的相同的元件。設想在一種實施方案公開的元件可以在沒有特別陳述的情況下在其他實施方案上被有利地使用詳細描述本發(fā)明一般涉及太陽能電池、太陽能電池板和/或太陽能電池陣列，并且更具體地涉及適于捕獲太陽能的設備例如太陽能電池、太陽能電池板和/或太陽能電池陣列的電互連。下面的描述被提出以使本領域技術人員能夠制造和使用本發(fā)明，并且在專利申請的上下文及其需要中被提供。對在這里描述的優(yōu)選實施方案和一般原理和特征的各種修改對本領域技術人員將是容易明顯的。因此，本發(fā)明沒有被規(guī)定為限于所示出的實施方案，而是應與符合這里描述的原理和特征的最寬的范圍一致。本發(fā)明的實施方案一般提供用于在適于捕獲太陽能的設備例如太陽能電池、太陽能電池板和/或太陽能電池陣列中使用的電互連的方法和裝置。如這里描述的電互連被配置成最小化由可以暫時或者永久地阻擋來自太陽能設備的太陽光的一個或多個物體產(chǎn)生的遮蔽效應或者將其消除。圖1是太陽能電池板100的一種實施方案的示意性俯視圖。太陽能電池板100包括從諸如太陽110的光源接收光的多個電池105。每一個電池105可以是包括適于將陽光轉(zhuǎn)換成電的PN結的光伏設備。例如，太陽能電池板100包括在均勻串聯(lián)布線方案中互連到負載115的72個電池105，負載115可以是電器、諸如電池或者電容器的存儲介質(zhì)、或者到電網(wǎng)的連接。在圖1中描繪的太陽能電池板100至少部分被一個或者多個遮蔽源120、125遮蔽。遮蔽源120、125的一個或者兩個消極地影響太陽能電池板100的性能并且減少負載115 可利用的電力。在圖1中，遮蔽源125是可以是有機或者無機物質(zhì)的固體物質(zhì)的斑點或者區(qū)域，該固體物質(zhì)附接到太陽能電池板100的表面或被太陽能電池板100的表面支持?？梢源碚诒卧?25的有機或者無機物質(zhì)的例子包括土、鳥或者動物的糞、植被物質(zhì)例如樹葉、 樹枝、花粉、樹皮、堅果、漿果等、以及其他物質(zhì)。遮蔽源125可以以隨機間隔和/或在太陽能電池板100的隨機區(qū)域處沉積在太陽能電池板100的表面上，并且遮蔽太陽能電池板100 的至少一部分。遮蔽源120是在太陽能電池板100附近種植或者允許生長的植物，例如樹或者灌木。遮蔽源120、125可以完全地或者部分地阻擋一個或多個電池105使其不被光照至IJ，這些電池105在源120、125之下或者以其他方式被源120、125遮蔽。對一個或者多個電池105的遮蔽通過降低從太陽能電池板100到負載115的可利用的凈電力來最小化整個太陽能電池板100的效率。當陰影135A-135C在太陽能電池板100的整個表面上移動時，遮蔽源120可以在一天的部分時間阻擋特定的電池105。相反，遮蔽源125可以在整個白天時間全部地或者部分地阻擋特定的電池。遮蔽源120可以被認為是永久的障礙物，其日復一日地影響太陽能電池板100，直到源120被移除或者太陽能電池板100被重新安置。相反，遮蔽源125可以被認為是臨時的障礙物，其可以通過天氣事件(例如風或者雨)、遮蔽源的分解、或者太陽能電池板100的物理清潔而減輕。另外，遮蔽源120、125的出現(xiàn)的頻率和/或概率是不同的。例如，遮蔽源 120的出現(xiàn)可以通過觀察方法預測，而遮蔽源125的出現(xiàn)是臨時隨機的并且可以以假設的相等概率影響太陽能電池板100的任何區(qū)域。太陽能電池板100可以經(jīng)歷除了由遮蔽源120、125產(chǎn)生的陰影以外的有相似的效率降低的遮蔽事件。例如，其他的臨時障礙物除了引起隨機遮蔽事件的其他臨時障礙物以外還包括云層、來自停放的車輛的陰影、來自建筑活動的陰影。永久的障礙物包括固定的障礙物，例如與遮蔽源120類似的樹或者灌木，以及建筑物、廣告牌、標志、或者可以遮蔽太陽能電池板100的至少一部分的其他結構。除了表面附接的或者表面支持的遮蔽源例如遮蔽源125之外，其他臨時障礙物由于地球的軸向旋轉(zhuǎn)和/或障礙物自身的運動而以一種類似于永久障礙物的方式遮蔽太陽能電池板100。例如，諸如遮蔽源120的永久障 礙物將最初在太陽能電池板100的邊緣130A 上形成陰影，并且該陰影隨后向中心140且越過太陽能電池板100移動到邊緣130B(以下午例子中)?？蛇x地，諸如遮蔽源120的永久障礙物可以最初在太陽能電池板100的邊緣130B上形成陰影，并且該陰影隨后向中心140且越過太陽能電池板100移動到邊緣 130A(在上午例子中)。同樣地，臨時障礙物例如云可以最初在一個邊緣上形成陰影，并且越過太陽能電池板100移動。在由云形成的陰影的情況中，由于云的運動和/或地球的轉(zhuǎn)動，該陰影可以隨后在整個太陽能電池板100上形成陰影。在任一情況中，最初被遮蔽的邊緣130A或者130B可以相對于太陽能電池板100的其他部分在延長的時間段內(nèi)保持被遮蔽。在下午時期期間的一個例子中，遮蔽源120在太陽能電池板100的第一邊緣130A 處或附近形成第一陰影135A。當?shù)厍蚶@它的軸旋轉(zhuǎn)時，第一陰影135A發(fā)展成第二陰影 135B，其最終遮蔽太陽能電池板100的中心140以及第一邊緣130A。當?shù)厍蚶^續(xù)它的轉(zhuǎn)動時，第二陰影135B擴展為第三陰影135C，其遮蔽太陽能電池板100的第二邊緣130B以及中心140和第一邊緣130A。盡管沒有示出，諸如云的臨時障礙物可能導致太陽能電池板100 的遮蔽，其類似于由遮蔽源120導致的遮蔽。例如，由云投影的陰影可能遮蔽第一邊緣130A 而形成第一陰影135A，并且在整個太陽能電池板100上移動，這將第一陰影135A擴展為第二和第三陰影135B、135C。在任一例子中，第一邊緣130A可以相對于中心140和第二邊緣 130B在延長的時間段內(nèi)保持被遮蔽源120或云遮蔽。由于在第一邊緣130A上的電池105相對于中心140經(jīng)歷更長時間的遮蔽和/或更大的陽光規(guī)避，在第一邊緣130A上的電池105與接收更多陽光的其他電池105相比以降低的效率操作。將電池105連接到負載115的均勻布線方案從在太陽能電池板100上的每一個電池105聚集電流和/或電壓，并且將凈電流和/或電壓傳送到負載115。因此，如果一個或者多個電池105被遮蔽并且沒有以全效率或者接近全效率操作，負載115可利用的凈電流和/或電壓被減小。由太陽能電池板100產(chǎn)生的降低的凈電力可能出現(xiàn)，即使中心 140和/或第二邊緣130B可能正在接收最大量或者接近最大量的光。圖2描繪了其他形式的太陽能電池板200A、200B的俯視圖，這些太陽能電池板可能經(jīng)歷如圖1中描述的遮蔽效應。太陽能電池板200A的每一個電池105以均勻的串聯(lián)-并聯(lián)布線方案相互連接，而太陽能電池板200B的每一個電池105以均勻的“H橋”布線方案相互連接。在這些太陽能電池板200A、200B的任一個中，如這里描述的遮蔽效應由于均勻的布線方案而消極地影響太陽能電池板200A、200B的性能。圖3描繪具有非均勻的布線方案的太陽能電池板300的俯視圖，太陽能電池板300 包括與在太陽能電池板300的中心140內(nèi)的電池340互連的第一電路310A，和與沿太陽能電池板300的邊緣130A、130B的電池305A、305B互連的多個第二電路310B。在這個實施方案中，第一電路310A和第二電路310B是不同的，以在投射陰影350A、350B的遮蔽事件的情況中最大化太陽能電池板300的效率，陰影350A、350B影響邊緣(在這個視圖中是邊緣 130B)與影響中心140不同。在這個實施方案中，陰影305A、305B在下午例子中從左邊緣130B向中心140移動。由于在這個例子中電池305B相對于在太陽能電池板300的中心140中的一個或者多個電池305C在更長的時間段內(nèi)保持被遮蔽，電池305B的效率降低了。但是，沿著邊緣130B 的電池305B從中心140中的電池305C電去耦。因此，到電池305B 的減少的陽光沒有顯著地影響整個太陽能電池板300的效率，這導致與圖1中的太陽能電池板100和圖2中的太陽能電池板200A、200B的負載115可利用的凈電流和/或凈電壓相比較，負載115可利用更大的凈電流和/或凈電壓。在這個實施方案中，第一電路310A作為連接太陽能電池板300的中心140中的電池305C的“H橋”電路示出。可選地，第一電路310A可以是串聯(lián)-并聯(lián)電路以及串聯(lián)電路，只要第一電路310A與第二電路310B不同。同樣地，第二電路310B作為連接電池305A、 305B的串聯(lián)電路示出。可選地，第二電路310B可以包括并聯(lián)、串聯(lián)-并聯(lián)和/或“H橋”電路，只要第二電路310B與第一電路310A不同。另外，雖然邊緣130A和130B包括分立的電路310B，但是邊緣130A、130B中可以只有一個包括電路310B，而太陽能電池板300的另一個邊緣可以包括與第一電路3IOA相同的電路。圖4描繪了具有非均勻布線方案的太陽能電池板400的另一種實施方案的俯視圖，太陽能電池板400包括與在太陽能電池板300的中心140中的電池405E相互連接的第一電路410A，和與沿太陽能電池板300的邊緣130A-130D的電池405A-405D相互連接的多個第二電路410B、410C。在這個實施方案中，第一電路410A和第二電路410B、410C是不同的，以在投射陰影450A、450B的遮蔽事件的情況中最大化太陽能電池板400的效率，陰影 450A、450B影響太陽能電池板400的角落420與影響太陽能電池板400的中心140不同。在這個實施方案中，陰影450A、450B在下午例子中從角落420向中心140移動。由于電池405B和405C在這個例子中相對于太陽能電池板300的一個或者多個電池405C-405E在更長的時間段內(nèi)保持被遮蔽，電池405B、405C的效率被降低。但是，電池 405C-405E從在角落420處的電池405B、405C電去耦。因此，到電池405B、405C的減少的陽光沒有顯著地影響整個太陽能電池板400的效率，這導致與圖1中的太陽能電池板100和圖2中的太陽能電池板200A、200B的負載115可利用的凈電流和/或凈電壓相比，負載115 可利用更大的凈電流和/或凈電壓。雖然根據(jù)所示出的實施方案描述了本發(fā)明，本領域的普通技術人員將容易認識至IJ，可能存在對這些實施方案的改變，并且那些改變應當在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此， 本領域的普通技術人員可以進行許多修改而不偏離所附的權利要求的精神和范圍。
權利要求
1.一種太陽能電池板，包括第一多個太陽能設備，其定位在所述太陽能電池板的中心，與第一電路電連通；以及第二多個太陽能設備，其圍繞所述第一多個太陽能設備，所述第二多個太陽能設備與第二電路電連通，所述第二電路與所述第一電路不同。
2.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述第一電路從由串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、H 橋電路和其組合組成的組中選擇。
3.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述第二電路從由串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、H 橋電路和其組合組成的組中選擇。
4.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述第一電路包括串聯(lián)電路，而所述第二電路包括并聯(lián)電路。
5.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述第一電路包括串聯(lián)電路，而所述第二電路包括H橋電路。
6.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述第一電路包括并聯(lián)電路，而所述第二電路包括H橋電路。
7.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述第一電路包括并聯(lián)電路，而所述第二電路包括串聯(lián)電路。
8.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述第一電路包括H橋電路，而所述第二電路包括串聯(lián)電路。
9.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述第一電路包括H橋電路，而所述第二電路包括并聯(lián)電路。
10.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述太陽能電池板包括至少兩個邊緣，所述至少兩個邊緣的每一個包括多個電池，并且所述至少兩個邊緣的至少一個耦合到所述第二電路。
11.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述太陽能電池板包括至少四個邊緣，所述至少四個邊緣的每一個包括多個電池，并且所述至少四個邊緣的至少兩個耦合到所述第二電路。
12.如權利要求1所述的太陽能電池板，其中所述太陽能電池板包括至少四個邊緣， 所述至少四個邊緣的每一個包括多個電池，并且所述四個邊緣的每一個耦合到所述第二電路。
13.一種用于電連接太陽能電池板的方法，包括使光照到具有中心區(qū)域的太陽能電池板，所述中心區(qū)域包括第一多個太陽能設備， 所述第一多個太陽能設備至少部分地與位于所述中心區(qū)域之外的第二多個太陽能設備鄰接；利用第一電路電連接所述第一多個太陽能設備；以及利用與所述第一電路不同的第二電路電連接所述第二多個太陽能設備。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述第一多個太陽能設備的電力產(chǎn)生潛力獨立于所述第二多個太陽能設備的電力產(chǎn)生潛力。
15.如權利要求13所述的方法，其中所述第一電路從由串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、H橋電路和其組合組成的組中選擇。
16.如權利要求13所述的方法，其中所述第二電路從由串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、H橋電路和其組合組成的組中選擇。
17.如權利要求13所述的方法，其中所述第一電路包括串聯(lián)電路，而所述第二電路包括并聯(lián)電路。
18.如權利要求13所述的方法，其中所述第一電路包括串聯(lián)電路，而所述第二電路包括H橋電路。
19.如權利要求13所述的太陽能電池板，其中所述第一電路包括并聯(lián)電路，而所述第二電路包括H橋電路。
20.一種用于從太陽能電池板產(chǎn)生電力并且傳輸?shù)截撦d的方法，包括使光照到具有中心區(qū)域的太陽能電池板，所述中心區(qū)域包括第一多個太陽能設備，所述第一多個太陽能設備至少部分地與位于所述中心區(qū)域之外的第二多個太陽能設備鄰接； 以及通過電路將電力從所述第一多個太陽能設備傳輸?shù)剿鲐撦d，來自所述第一多個太陽能設備的電力獨立于所述第二多個太陽能設備的電力產(chǎn)生潛力。
全文摘要
本發(fā)明涉及對遮蔽魯棒性的混合布線方案。描述了用于在適于捕獲太陽能的設備例如太陽能電池、太陽能電池板和/或太陽能電池陣列中使用的電互連的方法和裝置。在一種實施方案中，描述了太陽能電池板。該太陽能電池板包括定位在太陽能電池板的中心與第一電路電連通的第一多個太陽能設備、和圍繞第一多個太陽能設備的第二多個太陽能設備，第二多個太陽能設備與第二電路電連通，第二電路與第一電路不同。
文檔編號H01L31/02GK102437218SQ201110285628
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權日2010年9月24日
發(fā)明者伊西克·C·奇吉爾亞里, 安德里斯·G·海吉杜斯 申請人:奧塔裝置公司