本發(fā)明涉及太陽能光伏應用產(chǎn)品領域，尤其涉及一種用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M及其制備方法。

背景技術：

將太陽能電池組布置在車頂上，只要有太陽光照射到就能給機動車提供源源不斷的電能，不僅能夠幫助汽車降低汽油、柴油、天然氣的消耗，減少二氧化碳的排放，改善空氣質量，而且可以延長充電式電動汽車的續(xù)航里程，提高電動汽車使用的便利性和靈活性。

乘用型機動車，考慮到車身美觀和風阻系數(shù)的要求，車頂通常都不是平面，而是復雜的雙曲面，即在互相垂直的第一方向和第二方向上都存在一定的弧度，弧度的大小根據(jù)車身的形狀和尺寸而不同。然而，目前太陽能電池片或者太陽能組件多為平面結構，將其貼合到曲面的外表面或者內(nèi)表面，通常要使平面材料發(fā)生一定的塑性形變，如公開號為cn1794472a的中國發(fā)明專利揭露了采用弧面層壓模具，將通過串聯(lián)/并聯(lián)形成的太陽能組件層壓到太陽能汽車天窗上形成一體化結構，由于太陽能電池中絕大部分是脆性材料，如主流的單晶或者多晶太陽能電池，這種塑性形變產(chǎn)生的應力使得脆性材料容易在生產(chǎn)過程中破損或者隱裂等外觀缺陷，導致產(chǎn)品的良品率低下。

最近興起的薄膜型太陽能電池，如非晶硅、碲化鎘、cigs、gaas、聚合物太陽能電池等，沉積在1mm厚度以下的柔性或者半柔性襯底上，如不銹鋼、pet薄膜、超薄玻璃等，在一定程度上能夠解決上述問題，如公開號為cn103296114a的中國發(fā)明專利揭露了薄膜太陽能電池與汽車天窗結合的結構和制作方法，薄膜電池先沉積在超薄的玻璃上，再通過層壓實現(xiàn)與汽車天窗的結合。厚度在1mm以下的超薄玻璃具有可彎曲性，因此在合片的過程中超薄玻璃可以貼合到汽車天窗玻璃的彎曲表面，但此方法比較適用于彎曲程度不高的汽車天窗。另有如公開號為cn103915519a的中國發(fā)明專利揭露了一種太陽能夾層玻璃，只能應用在第一方向的曲率半徑≥4757.1mm，第二方向的曲率半徑≥8333.2mm的小曲率雙曲面上。當汽車天窗的尺寸越來越大，特別是大面積的大曲率雙曲面玻璃車頂?shù)某霈F(xiàn)，使得太陽能電池鋪設的難度大大增加。如果仍然采用上述方法將柔性太陽能電池與車頂貼合，通常太陽能電池只能貼合一個方向，而在另一個方向上，會形成褶皺或者波浪型紋路。此問題嚴重的話容易會引起氣泡或者空鼓，不僅影響車頂?shù)耐庥^視覺效果，而且由于局部大應力的存在，降低了太陽能電池的可靠性和安全性。

所以，有必要設計一種適用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M及其制備方法以解決上述技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M及其制備方法，滿足雙曲面車頂表面貼合的需求，減少貼合過程中電池破裂的問題，提高太陽能電池的可靠性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M，包括：上封裝層、膠膜層、太陽能電池組及下封裝層；所述膠膜層將所述上封裝層、所述下封裝層與所述太陽能電池組粘接在一起；所述上封裝層和所述下封裝層設置為與所述雙曲面車頂形狀相適應的曲面；所述曲面為沿著第一方向和第二方向彎曲的雙曲面；所述太陽能電池組包含若干子電池串；所述子電池串中的子電池個數(shù)≥1，所述子電池為將薄膜太陽能電池板或晶硅太陽能電池片分割而成；所述子電池沿所述第一方向排列成所述子電池串；所述子電池串沿所述第二方向平行鋪設；所述子電池串間為并聯(lián)連接、串聯(lián)連接及并聯(lián)和串聯(lián)相結合連接的至少一種結構。

本發(fā)明所公開的用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M的有益效果在于：本發(fā)明中所述子電池為將薄膜太陽能電池板或晶硅太陽能電池片分割而成，如此，將原來一整片的薄膜太陽能電池板或者晶硅太陽能電池片分割成更小尺寸的子電池單元，與全尺寸電池相比，更小尺寸的子電池單元能夠沿著曲率方向進行排布而不至于受到很大的應力作用，對于雙曲率表面具有更好的貼合能力，很大程度上減少了貼合過程中電池破裂的問題。此外，更小尺寸的子電池，可以更加靈活地在雙曲面的兩個方向進行串聯(lián)或者并聯(lián)的排布，通過合理的串并聯(lián)設計，可以起到預防熱斑效應的作用，因此，相比全部電池片串聯(lián)的結構或者一整塊太陽能板的方式，小尺寸子電池的連接可以保證更為可靠的發(fā)電性能。

優(yōu)選的，所述子電池串之間存在間距，所述間距≥2mm。其有益效果在于，子電池串與子電池串之間保持一定距離可以防止在封裝過程中子電池串之間發(fā)生重疊或者碰撞。進一步地，子電池串與子電池串之間的間距可調(diào)，可以依次形成間隔交替的透光區(qū)域，實現(xiàn)車頂?shù)耐腹狻?/p>

優(yōu)選的，所述子電池串中的子電池個數(shù)等于1時，所述子電池沿所述第二方向的長度為35mm～750mm，所述曲面沿所述第一方向彎曲的曲率半徑小于所述曲面沿所述第二方向彎曲的曲率半徑。其有益效果在于，子電池的寬度可隨第二方向上的曲率進行調(diào)整，曲率越大，子電池的寬度越小，越容易貼合到彎曲的弧面，由此實現(xiàn)雙曲面車頂?shù)膽谩?/p>

優(yōu)選的，所述子電池為薄膜太陽能電池，所述薄膜太陽能電池具有可彎曲性。其有益效果在于，每個子電池可以沿第一方向自由彎曲，因此可以滿足雙曲面的曲率要求。

優(yōu)選的，所述子電池串中的子電池個數(shù)大于1時，所述子電池沿所述第一方向串聯(lián)在一起形成子電池串，所述曲面沿所述第一方向彎曲的曲率半徑小于所述曲面沿所述第二方向彎曲的曲率半徑。進一步優(yōu)選的，所述子電池沿所述第一方向的長度為5mm～85mm。其有益效果在于，寬度更小的子電池先沿曲率半徑較小的方向排列，可以更好的貼合曲面。

優(yōu)選的，所述子電池包含第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極的極性相反，所述子電池的第一電極與相鄰子電池的第二電極之間通過導電膠堆疊粘接，粘接區(qū)域的重疊寬度在0.5mm～2.5mm。其有益效果在于，與焊接的剛性連接相比，導電膠具有一定彈性，在加熱時容易發(fā)生塑性形變，使子電池與子電池之間可以形成一定的角度，貼合到彎曲的表面，既具有很好的彎曲性，又能夠保證電學接觸的可靠性。此外，重疊寬度太窄，會增加子電池串的串聯(lián)電阻，降低子電池之間的粘接強度；太寬的重疊寬度會增加子電池表面的被遮擋的區(qū)域，導致子電池有效發(fā)電區(qū)域減少，功率下降。采用上述結構，子電池之間緊密堆積，所有可以被光照射的區(qū)域都填充滿了太陽能電池，有效面積利用率很高，可以實現(xiàn)較高的光電轉化效率，該結構下太陽能電池組的光電轉化效率可以達到20％以上。

優(yōu)選的，所述子電池之間按間距排布，所述子電池包含第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極的極性相反，所述子電池的第一電極通過互聯(lián)條與相鄰子電池的第二電極連接，所述子電池與所述互聯(lián)條粘接區(qū)域的重疊寬度在0.5mm～2.5mm。其有益效果在于，子電池之間以固定間距排布，子電池與子電池之間的間隔區(qū)域可以允許可見光透過，實現(xiàn)車頂透光的效果。互聯(lián)條柔軟可以彎曲，作為子電池間的連接材料，能很好地貼合到彎曲表面。

優(yōu)選的，所述子電池和互聯(lián)條之間通過導電膠粘接。其有益效果在于，以導電膠作為粘接材料，可以滿足子電池與互聯(lián)條之間的粘結強度和電學接觸。

優(yōu)選的，所述子電池為晶硅太陽能電池。其有益效果在于，實現(xiàn)了脆性平面材料應用于雙曲面車頂上。

優(yōu)選的，所述太陽能電池組中的子電池串選用薄膜太陽能子電池串、晶硅太陽能子電池串中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述太陽能電池組中的子電池串同時選用薄膜太陽能子電池串和晶硅太陽能子電池串時，所述晶硅太陽能子電池串用于布置在車頂靠近車頭和靠近車尾的邊緣部位，所述薄膜太陽能子電池串用于布置在車頂?shù)某鲞吘壊课恢獾闹虚g部位。其有益效果在于，采用薄膜和晶硅混合型的結構，可同時滿足透光和高效率發(fā)電的需求，最優(yōu)化的利用車頂面積，又不損失車頂?shù)耐腹庑浴＿M一步優(yōu)選的，所述薄膜太陽能子電池串采用以超薄玻璃為基板的非晶硅薄膜電池，所述超薄玻璃的厚度為0.1mm～1mm，所述非晶硅薄膜電池采用透明導電氧化物作為電極。其有益效果在于，超薄玻璃基板本身具有很好的透光性，透明導電氧化物作為前電極和背電極也具有85％以上的可見光透過率，且非晶硅薄膜本身在可見光具有一定透光性，因此可以實現(xiàn)一定比例的可見光透過。

優(yōu)選的，所述曲面沿所述第一方向彎曲的曲率半徑為1200～6000mm，沿所述第二方向彎曲的曲率半徑為2000～15000mm。

優(yōu)選的，所述第一方向與所述第二方向垂直。

優(yōu)選的，所述太陽能模組與車頂貼合或是車頂?shù)囊徊糠帧?/p>

優(yōu)選的，所述太陽能模組還包括正極引線、負極引線、匯流帶及接線盒，所述若干子電池串的正極通過正極引線與所述匯流帶焊接在一起，所述若干子電池串的負極通過負極引線與所述匯流帶焊接在一起，所述匯流帶將所述若干子電池串產(chǎn)生的電引入所述接線盒。

優(yōu)選的，所述子電池串為并聯(lián)連接時，所述子電池串一端的正極使用導電膠與所述正極引線連接，所述子電池串另一端的負極使用導電膠與所述負極引線連接。其有益效果在于，導電膠的粘接更具有彈性，能夠滿足適當彎曲的要求。

優(yōu)選的，所述子電池串為并聯(lián)連接時，所述子電池串一端的正極通過互聯(lián)條采用導電膠粘接或焊接的方式與所述正極引線連接，所述子電池串另一端的負極通過互聯(lián)條采用導電膠粘接或焊接的方式與所述負極引線連接。其有益效果在于，互聯(lián)條柔軟具有彈性，能夠滿足適當彎曲的要求。

優(yōu)選的，所述下封裝層預留出穿孔位置，所述匯流帶從所述穿孔位置穿出接入所述接線盒，所述接線盒通過硅膠粘接的方式安裝于所述下封裝層的遠離所述太陽能電池組一側的表面。其有益效果在于，當所述下封裝層直接是車頂?shù)囊徊糠謺r，所述接線盒通過所述下封裝層預留出的穿孔位置安裝于車內(nèi)，避免了常規(guī)的安裝于車外由于環(huán)境影響導致可靠性降低。

本發(fā)明還提供了一種用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M的制備方法，其包含如下步驟：

s1.根據(jù)雙曲面車頂?shù)男螤钪谱魃戏庋b層和下封裝層，使所述上封裝層和所述下封裝層具有與所述雙曲面車頂形狀相適應的曲面，所述曲面為沿著第一方向和第二方向彎曲的雙曲面；

s2.根據(jù)雙曲面車頂?shù)男螤詈统叽缤ㄟ^激光切割將薄膜太陽能電池板或晶硅太陽能電池片分割成若干更小的子電池；

s3.將所述子電池沿所述第一方向排列成若干子電池串，所述子電池串中的子電池個數(shù)≥1；

s4.將所述若干子電池串沿所述第二方向平行鋪設，并按并聯(lián)、串聯(lián)及并聯(lián)和串聯(lián)相結合連接的至少一種方式進行連接，形成太陽能電池組；

s5.將所述太陽能電池組置于所述上封裝層與所述下封裝層之間，在所述上封裝層與所述太陽能電池組之間、所述太陽能電池組與所述下封裝層之間鋪設膠膜層，然后進行封裝處理。

本發(fā)明所提供的用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M的制備方法的有益效果為：預先根據(jù)車頂?shù)那婺Ｐ椭谱魃戏庋b層和下封裝層，然后根據(jù)車頂?shù)男螤詈统叽鐚蕚涫褂玫奶柲茈姵匕寤蛘咛柲茈姵仄指畛扇舾筛〉淖与姵貑卧?，沿著曲面進行排布，減小了應力作用，再將預先制備好的曲面封裝層與太陽能電池組進行封裝，很大程度上減少了封裝過程中電池破裂的問題。采用該制備方法制備出的太陽能模組與雙曲面車頂具有相同的形狀，可以直接貼合在車頂上或者直接作為車頂一部分使用，節(jié)能環(huán)保的同時也不影響美觀。

優(yōu)選的，所述子電池串中的子電池個數(shù)大于1時，所述子電池包含第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極的極性相反，使用導電膠將所述子電池的第一電極與相鄰子電池的第二電極堆疊粘接在一起，粘接區(qū)域的重疊寬度在0.5mm～2.5mm。

優(yōu)選的，所述導電膠是固態(tài)的導電雙面膠，通過熱壓的方式將所述子電池的第一電極與相鄰子電池的第二電極粘接在一起。

優(yōu)選的，所述導電膠具有流動性，通過點膠或者印刷的方式，將所述導電膠涂敷在所述子電池的第一電極表面和相鄰子電池的第二電極表面，將相鄰子電池粘接在一起，并在所述封裝處理過程中進行熱固化。

優(yōu)選的，所述子電池串中的子電池個數(shù)大于1時，所述子電池包含第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極的極性相反，所述子電池的第一電極通過互聯(lián)條與相鄰子電池的第二電極連接，所述子電池與所述互聯(lián)條粘接區(qū)域的重疊寬度在0.5mm～2.5mm。

優(yōu)選的，所述子電池和互聯(lián)條之間通過導電膠粘接。

優(yōu)選的，所述導電膠是固態(tài)的導電雙面膠，通過熱壓的方式分別將所述子電池的第一電極與所述互聯(lián)條的一端粘結在一起，將所述互聯(lián)條的另一端與相鄰子電池的第二電極粘接在一起。

優(yōu)選的，所述導電膠具有流動性，通過點膠或者印刷的方式，將所述導電膠涂敷在所述子電池的第一電極表面和相鄰子電池的第二電極表面，并在所述封裝處理過程中進行熱固化。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明中所述子電池為將薄膜太陽能電池板或晶硅太陽能電池片分割而成，如此，將原來一整片的薄膜太陽能電池板或者晶硅太陽能電池片分割成更小尺寸的子電池單元，使沿著雙曲表面進行排布時應力減小，很大程度上減少了貼合過程中電池破裂的問題，不僅實現(xiàn)了脆性平面材料在雙曲面車頂上的應用，而且不會影響車頂?shù)耐庥^視覺效果。

2、本發(fā)明中所述子電池串中的子電池為將薄膜太陽能電池板或晶硅太陽能電池片分割而成，所述子電池串間為并聯(lián)連接、串聯(lián)連接及并聯(lián)和串聯(lián)相結合連接的至少一種結構，由此采用更小尺寸的子電池可以更加靈活地在雙曲面的兩個方向進行串聯(lián)或者并聯(lián)的排布，可以滿足不同的電壓需求，而且相比一整塊太陽能電池板來說可以起到預防熱斑效應的作用，保證更為可靠的發(fā)電性能。

3、本發(fā)明中所述子電池串之間存在間距，通過調(diào)整子電池串之間的距離可以實現(xiàn)車頂?shù)耐腹庑Ч?/p>

4、本發(fā)明中所述子電池之間按間距排布，通過調(diào)整子電池之間的距離可以實現(xiàn)車頂?shù)耐腹庑Ч?/p>

5、本發(fā)明中所述子電池串中的子電池的第一電極與相鄰子電池的第二電極之間通過導電膠堆疊粘接，采用導電膠進行粘接，與焊接相比，導電膠的粘接更具有彈性，能夠在子電池串發(fā)生彎曲的時候提供緩沖，保持電學連接的可靠性，同時還滿足了適當彎曲的要求。

6、本發(fā)明中所述晶硅太陽能子電池串用于布置在車頂靠近車頭和靠近車尾的邊緣部位，所述薄膜太陽能子電池串用于布置在車頂?shù)某鲞吘壊课恢獾闹虚g部位，通過靈活搭配薄膜太陽能電池和晶硅太陽能電池在雙曲車頂上的使用，可以保證車頂部分的透光，而且還能夠兼顧一定的發(fā)電效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1沿第一方向的截面示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例1沿第二方向的截面示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例1太陽能電池組沿雙曲面車頂排布的平面示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例2太陽能電池組沿雙曲面車頂排布的平面示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例3沿第一方向的截面示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例3沿第二方向的截面示意圖。

圖7為本發(fā)明實施例3太陽能電池組沿雙曲面車頂排布的平面示意圖。

圖8為本發(fā)明實施例4沿第一方向的截面示意圖。

圖9為本發(fā)明實施例4沿第二方向的截面示意圖。

圖10為本發(fā)明實施例4太陽能電池組沿雙曲面車頂排布的平面示意圖。

圖11為本發(fā)明實施例5太陽能子電池串沿雙曲面車頂排布的平面示意圖。

圖12為本發(fā)明實施例6太陽能電池組沿雙曲面車頂排布的平面示意圖。

圖13為本發(fā)明實施例7太陽能電池組沿雙曲面車頂排布的平面示意圖。

圖14為本發(fā)明實施例8高效晶硅太陽能子電池串沿第一方向的截面示意圖。

圖15為本發(fā)明實施例8薄膜太陽能子電池串沿第一方向的截面示意圖。

圖16為本發(fā)明實施例8太陽能電池組沿雙曲面車頂排布的平面示意圖。

圖17為本發(fā)明所公開的太陽能模組的制備方法的流程圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發(fā)明進行詳細描述，但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領域的普通技術人員根據(jù)這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明實施例提供了一種用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M，如圖5至圖7所示。所述太陽能模組包括上封裝層310、膠膜層320、太陽能電池組330及下封裝層340；所述膠膜層320將所述上封裝層310、所述下封裝層340與所述太陽能電池組330粘接在一起；所述上封裝層310和所述下封裝層340設置為與所述雙曲面車頂形狀相適應的曲面；所述曲面為沿著第一方向和第二方向彎曲的雙曲面，在本發(fā)明更優(yōu)的實施例中，所述第一方向與所述第二方向垂直；所述太陽能電池組330包含若干子電池串336；所述子電池串336中包含若干子電池331，子電池331的個數(shù)≥1，子電池331為將薄膜太陽能電池板或晶硅太陽能電池片分割而成；所述子電池331沿所述第一方向排列成所述子電池串336；所述子電池串336沿所述第二方向平行鋪設；所述子電池串336之間為并聯(lián)連接、串聯(lián)連接及并聯(lián)和串聯(lián)相結合連接的至少一種結構。本發(fā)明將原來一整片的薄膜太陽能電池板或者晶硅太陽能電池片分割成更小尺寸的子電池單元331，與全尺寸電池相比，更小尺寸的子電池單元331能夠分別沿著方向和方向進行排布而不至于受到很大的應力作用，對于雙曲率表面具有更好的貼合能力，很大程度上減少了貼合過程中電池破裂的問題。

參閱圖6和圖7，所述子電池串336之間存在間距，所述間距≥2mm，以防止子電池串336之間的重疊或者碰撞。在本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例中，所述子電池串336之間的間距為2mm～4mm，保證在不發(fā)生重疊或碰撞的基礎上盡可能多的利用車頂面積鋪設太陽能電池，以提高發(fā)電效率。通常由于子電池串336覆蓋部分沒有或者較少有光線透過，在本發(fā)明另一種優(yōu)選的實施例中，子電池串336之間的間距也可以優(yōu)化到足夠的寬度，所述子電池串336之間的間距為3～80mm，以滿足車內(nèi)采光的需求。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述上封裝層310和所述下封裝層340預先根據(jù)車頂?shù)男螤罴庸こ尚蜑榕c所述雙曲面車頂形狀相適應的曲面。所述上封裝層310采用無機玻璃，或者采用透光聚合物材料，如涂層處理的聚碳酸酯或涂層處理的pet、etfe，所述上封裝層310的厚度通常在1mm～4mm之間，具有一定的強度以保護內(nèi)部的太陽能電池組330，同時所述上封裝層310具備足夠低的水汽透過率，如在40度90％相對濕度下，100um的厚度滿足水汽透過率低于5克/平方米/天，防止使用過程中水汽進入薄膜太陽能電池組330引起失效，而且所述上封裝層310可見光透過率不小于85％，以保證有足夠的光線進入所述太陽能電池組330內(nèi)部被吸收利用。所述下封裝層340可以是無機玻璃，也可以是不銹鋼，還可以是塑料材質如涂層處理的pet，其靠近所述太陽能電池組330的表面，具有一定的強度，對內(nèi)部的所述太陽能電池組330起到機械支撐的作用。

參閱圖6，所述膠膜層320將所述上封裝層310，下封裝層340與所述太陽能電池組330粘接在一起，并且對于三者之間的空隙進行填充，以排除三者之間的空氣。所述膠膜層320可以是eva或者pvb，也可以是聚烯烴類材料如poe、tpo，還可以是有機硅，其可見光透過率大于85％，且具有足夠低的水汽透過率，如在40度90％相對濕度下，100um的厚度滿足水汽透過率低于10g/m2/天。

在發(fā)明優(yōu)選的實施例中，將所述太陽能模組貼合在雙曲面車頂朝向車內(nèi)的下表面，或者貼合在雙曲面車頂朝向車外的上表面，從而形成雙曲面太陽能車頂；在本發(fā)明更優(yōu)選的實施例中，所述下封裝層340直接是車頂?shù)囊徊糠?。所述車頂可以是汽車天窗，也可以是車頂其它部位?/p>

一般來說，對于雙曲面車頂，曲率半徑越小，曲率越大，即車頂?shù)幕《仍酱?，所述太陽能電池組330就越難貼合在車頂上。在本發(fā)明所公開的太陽能電池模組用于雙曲面車頂時的優(yōu)選的實施例中，所述上封裝層310和所述下封裝層340沿所述第一方向彎曲的曲率半徑為1200～6000mm，沿所述第二方向彎曲的曲率半徑為2000～15000mm，所述太陽能電池組330在封裝過程中不會出現(xiàn)破損，所述太陽能電池模組與所述車頂能夠很好的貼合在一起。在本發(fā)明更優(yōu)選的實施例中，所述上封裝層310和所述下封裝層340沿所述第一方向彎曲的曲率半徑優(yōu)選為1200～4700mm，沿所述第二方向彎曲的曲率半徑優(yōu)選為2000～8000mm。值得注意的是，這里所述的優(yōu)選是指，與現(xiàn)有技術相比，采用本發(fā)明所述的技術方案尤其解決了太陽能模組在大曲率雙曲面車頂?shù)牡膽?，而本發(fā)明所述的大曲率雙曲面即為沿所述第一方向彎曲的曲率半徑在1200～4700mm、沿所述第二方向彎曲的曲率半徑在2000～8000mm的雙曲面。

如圖7所示，所述太陽能模組還包括正負極引線332、匯流帶333及接線盒334，所述若干子電池串336的正極通過正極引線332與所述匯流帶333焊接在一起，所述若干子電池串336的負極通過負極引線332與所述匯流帶333焊接在一起，所述匯流帶333將所述若干子電池串336產(chǎn)生的電引入所述接線盒334。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述下封裝層340預留出穿孔位置，參閱圖6，所述匯流帶333從所述穿孔位置穿出接入所述接線盒334。在本發(fā)明更優(yōu)選的實施例中，所述接線盒334通過硅膠粘接的方式安裝于所述下封裝層的遠離所述太陽能電池組330一側的表面。當所述下封裝層340直接是車頂?shù)囊徊糠謺r，所述接線盒334通過所述下封裝層340預留出的穿孔位置安裝于車內(nèi)，避免了常規(guī)的安裝于車外由于環(huán)境影響導致可靠性降低。

本發(fā)明還提供了一種用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M的制備方法，參照圖17，其包含如下步驟：

s1.根據(jù)雙曲面車頂?shù)男螤钪谱魃戏庋b層和下封裝層，使所述上封裝層和所述下封裝層具有與所述雙曲面車頂形狀相適應的曲面，所述曲面為沿著第一方向和第二方向彎曲的雙曲面；

s2.根據(jù)雙曲面車頂?shù)男螤詈统叽缤ㄟ^激光切割將薄膜太陽能電池板或晶硅太陽能電池片分割成若干更小的子電池；

s3.將所述子電池沿所述第一方向排列成若干子電池串，所述子電池串中的子電池個數(shù)≥1；

s4.將所述若干子電池串沿所述第二方向平行鋪設，并按并聯(lián)、串聯(lián)及并聯(lián)和串聯(lián)相結合連接的至少一種方式進行連接，形成太陽能電池組；

s5.將所述太陽能電池組置于所述上封裝層與所述下封裝層之間，在所述上封裝層與所述太陽能電池組之間、所述太陽能電池組與所述下封裝層之間鋪設膠膜層，然后進行封裝處理。

現(xiàn)有技術制備太陽能模組的工藝方法僅適用于彎曲程度不高的汽車車頂，當汽車車頂尺寸越來越大，特別是大面積、大曲率的雙曲面玻璃車頂?shù)某霈F(xiàn)，使得太陽能電池鋪設的難度大大增加。而本發(fā)明所公開的制備方預先根據(jù)車頂?shù)那婺Ｐ椭谱魃戏庋b層和下封裝層，然后根據(jù)車頂?shù)男螤詈统叽鐚蕚涫褂玫奶柲茈姵匕寤蛘咛柲茈姵仄指畛扇舾筛〉淖与姵貑卧刂孢M行排布，減小了應力作用，再將預先制備好的曲面封裝層與太陽能電池組進行封裝，很大程度上減少了封裝過程中電池破裂的問題。采用該制備方法制備出的太陽能模組與雙曲面車頂具有相同的形狀，可以直接貼合在車頂上或者直接作為車頂一部分使用，節(jié)能環(huán)保的同時也不影響美觀。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，使用導電膠將所述子電池串中的子電池串聯(lián)粘接在一起。在本發(fā)明更優(yōu)選的實施例中，所述導電膠是固態(tài)的導電雙面膠，通過熱壓的方式將所述子電池串聯(lián)粘接在一起。在本發(fā)明另一更優(yōu)選的實施例中，所述導電膠具有流動性，通過點膠或者印刷的方式，將所述導電膠涂敷在子電池電極表面，然后在后續(xù)封裝處理過程中進行熱固化。采用導電膠進行粘接，與焊接相比，導電膠的粘接更具有彈性，能夠在子電池串發(fā)生彎曲的時候提供緩沖，保持電學連接的可靠性，同時還滿足了適當彎曲的要求。

以下結合具體的實施例對本發(fā)明進行更為詳細的闡述。

實施例1：

參閱圖1至圖3所示。圖3是太陽能電池組130沿雙曲面車頂鋪排的平面示意圖，圖1是所述太陽能電池組130沿第一方向的截面圖，圖2是所述太陽能電池組130沿第二方向的截面圖。所述太陽能電池組130被膠膜層120封裝在上封裝層110與下封裝層140之間。太陽能電池組130包含子電池131、正負極引線132、匯流帶133及接線盒134。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述上封裝層110采用厚度為2.1mm的超白高透半鋼化玻璃，可見光透過率在90％以上，所述下封裝層140采用厚度為2.1mm的普通半鋼化玻璃，可見光透過率在85％以上，以提高所述太陽能電池組130的光電轉化效率。所述上封裝層110和所述下封裝層140預先根據(jù)車頂?shù)男螤钤阡摶鋮s過程中通過磨具加工成型為與所述雙曲面車頂形狀相適應的曲面。在本發(fā)明實施例中，所述上封裝層110和所述下封裝層140為沿第一方向和第二方向彎曲的雙曲面，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述第一方向與所述第二方向垂直，所述曲面沿所述第一方向的曲率半徑小于所述曲面沿所述第二方向的曲率半徑。所述上封裝層110和所述下封裝層140沿所述第一方向彎曲的曲率半徑為1200～6000mm，優(yōu)選的曲率半徑為1200mm～4700mm；所述上封裝層110和所述下封裝層140沿所述第二方向彎曲的曲率半徑為2000～15000mm，優(yōu)選的曲率半徑為2000mm～8000mm。值得注意的是，這里所述的優(yōu)選的曲率半徑是指，在應用于沿第一方向彎曲的曲率半徑在1200～4700mm、沿第二方向彎曲的曲率半徑在2000～8000mm的大曲率雙曲面車頂時，采用本發(fā)明所述的技術方案實施時，在后續(xù)封裝處理中，所述太陽能電池組130無應力破損，與現(xiàn)有技術相比，實現(xiàn)了大曲率雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M的應用。

所述太陽能電池組130為柔性的薄膜太陽能電池，所述薄膜太陽能電池在一維方向上具有可彎曲性，可以是以薄玻璃為襯底的薄膜太陽能電池，如非晶硅薄膜太陽能電池、微晶硅薄膜太陽能電池、碲化鎘薄膜太陽能電池，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述薄玻璃的厚度為0.1～1.0mm；也可以是以不銹鋼為襯底的薄膜太陽能電池，如非晶硅薄膜太陽能電池、非晶硅鍺薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述不銹鋼襯底的厚度為0.03～0.5mm；也可以是以聚合物為襯底的薄膜太陽能電池，如鈣鈦礦薄膜太陽能電池、有機半導體薄膜太陽能電池、gaas化合物半導體薄膜太陽能電池，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述聚合物襯底的厚度為0.03～0.5mm。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述太陽能電池組130采用的薄膜太陽能電池為沉積在超薄玻璃基底上的非晶硅薄膜太陽能電池，其中超薄玻璃基底為化學強化的厚度為0.5mm鈉鈣玻璃，所述非晶硅薄膜太陽能電池從下至上依次包括：附著層siox，厚度為5～30nm，主要用來提高非晶硅薄膜與超薄玻璃基底的附著力，并且阻擋玻璃中的na離子析出腐蝕透明導電薄膜；第一電極，也即下電極，為透明導電氧化物薄膜，如摻硼氧化鋅，其優(yōu)化的方塊電阻在8～20ohm/sq，厚度通常在1200～1800nm范圍，可見光透過率在85％以上；用來提供太陽能發(fā)電的作用的光電轉化層，依次包括厚度為10～20nm的非晶硅n層、厚度為200～300nm的非晶硅本征層、厚度為5～15nm的非晶硅p層；以及第二電極，也即上電極，為透明導電氧化物薄膜，如摻硼氧化鋅，其優(yōu)化的方塊電阻在8～20ohm/sq，厚度通常在1200～1800nm范圍，可見光透過率在85％以上；所述第一電極和第二電極主要用于將薄膜太陽能電池組130產(chǎn)生的電流導出。

將上述薄膜太陽能電池通過激光切割的方法，分割成若干條狀的子電池131，如圖1和圖2所示，每個子電池131沿所述第一方向的長度為略小于所要覆蓋的車頂沿所述第一方向的長度，所述子電池131沿所述第二方向的寬度在35mm～750mm，具體地，根據(jù)要鋪設的車頂?shù)那拾霃蕉?，車頂沿所述第二方向的曲率半徑越小，子電?31沿所述第二方向的寬度越小，越容易貼合到沿第二方向彎曲的弧面。由于采用了超薄玻璃襯底，每個子電池131在所述第一方向上具有足夠的柔性可以沿所述第一方向自由彎曲，因此可以同時滿足車頂沿所述第一方向和所述第二方向的曲率要求。此時，每個子電池自成一串，也即每個子電池串中的子電池個數(shù)為1。

一般情況下，子電池131與子電池131的距離為2～4mm，以防止子電池131與子電池131在封裝過程中重疊或者接觸，如圖3所示。為了盡可能利用鋪設面積，子電池131與子電池131的距離為2mm，為了提高工藝良率，在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，所述距離為3mm，在本發(fā)明另一優(yōu)選的實施例中，所述距離為4mm。

如圖1和圖3，將所述子電池131的兩頭通過導電膠135將子電池131的正極與正負極引線132的正極粘結在一起，通過導電膠135將子電池131的負極與正負極引線132的負極粘結在一起。所述導電膠135可以是固態(tài)的導電雙面膠，如日立化成或者索尼化學的cf膠帶，通過熱壓的方式粘結到子電池131的正負極表面，也可以是具有一定流動性的導電膠135或者導電膏，如epotech的h20e、日立化成的cp-300，需要通過點膠或者印刷的方式，將導電膠135涂敷在子電池131的正負極表面，并在后續(xù)的封裝處理工藝中進行熱固化，與正負極引線132粘結在一起。通過正負極引線132，所有的子電池131并聯(lián)在一起，同時正負極引線132又與匯流帶133焊接在一起，將太陽能產(chǎn)生的電引入到接線盒134中，所述接線盒134中集成有直流電壓轉化模塊和最佳功率點追蹤模塊，可以根據(jù)外部電路的需求將太陽能發(fā)電按照一定電壓和電流輸出。以上構成了薄膜太陽能電池組130。

由于所有子電池131為并聯(lián)結構，即使有其中的一塊或者幾塊子電池131被陰影遮擋，無法發(fā)電，其他沒有被遮擋的子電池131仍然能夠輸出電流，不受影響。對比一整塊電池板的情況，如果其中一部分被陰影遮擋，這塊電池板的發(fā)電量將受到很大影響，且被遮擋部分會形成嚴重的熱斑效應，造成電池板的失效。因此，本發(fā)明不僅可以滿足雙曲表面貼合的需求，而且可以減輕熱斑效應對雙曲面太陽能車頂?shù)挠绊?，具有更好的實用性和可靠性?/p>

最后，將所述薄膜太陽能電池組130鋪設在上封裝層110和下封裝層140之間進行封裝處理。薄膜電池組130和上封裝層110之間，薄膜電池組130和上封裝層140之間分別用膠膜層120通過高溫高壓或者高溫層壓的方式將三者粘結在一起，所述膠膜層120填充三者中間的空隙，排除中間的空氣，起到密封和粘結雙重作用。優(yōu)選的，所述膠膜層120采用pvb材料，pvb具有較好的阻水性，防止使用過程中水汽進入所述薄膜太陽能電池組130引起失效，而且pvb對可見光的吸收率低于10％，可以讓盡量多的太陽光被所述薄膜太陽能電池組130吸收利用。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，高溫高壓工藝是在高壓釜中進行的，將所述上封裝層110，太陽能電池組130和下封裝層140之間的空氣抽出后，將溫度升高到140～150℃，同時施加5～10個大氣壓的壓力，讓膠膜層充分融化，填充滿三者之間的空隙，將三者粘接為一體。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，高溫層壓工藝是在帶金屬磨具的層壓機中進行的，將溫度升高到140～150℃，將所述上封裝層110、太陽能電池組130和下封裝層140堆疊好放置在層壓機中，抽取真空，真空壓力在-30～-70kpa左右，層壓30分鐘，即可抽出上封裝層110、太陽能電池組130和下封裝層140之間的空氣，讓膠膜層充分融化交聯(lián)，填充滿三者之間的空隙，將三者粘接為一體。

所述接線盒134通過硅膠粘接的方式安裝于所述下封裝層140的外表面，從而便于與車內(nèi)的電池組或者用電器連接。所述外表面即所述下封裝層遠離所述太陽能電池組130一側的表面。具體地，在所述下封裝層140上預留出穿孔位置，讓所述匯流帶133穿出，接入到所述接線盒134中。當所述下封裝層140直接是車頂?shù)囊徊糠謺r，所述接線盒134通過所述下封裝層預留出的穿孔位置安裝于車內(nèi)，避免了常規(guī)的安裝于車外由于環(huán)境影響導致可靠性降低。

表1是本實施例應用于不同曲率半徑的雙曲面車頂?shù)谋∧ぬ柲茈姵啬＝M封裝情況，表中所述尺寸的描述，是指沿所述第一方向的長度*沿所述第二方向的長度。

本發(fā)明所公開的用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M不僅實現(xiàn)了薄膜太陽能電池在大曲率雙曲面車頂上的應用，不會影響車頂?shù)耐庥^視覺效果，而且提高了太陽能模組的可靠性。

實施例2：

本發(fā)明實施例與實施例1的區(qū)別在于，為了滿足玻璃車頂采光的需求，如圖4所示，本發(fā)明實施例采用更窄的薄膜子電池條，將太陽能電池組230中子電池231之間的間距拉開，所述間距>4mm，子電池231區(qū)域為低透過率區(qū)域，間隙區(qū)域為高透過率區(qū)域，依次高低透過率間隔來實現(xiàn)透光的效果。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，子電池231的寬度優(yōu)選為35mm，子電池與子電池之間的間距優(yōu)選為9mm，依次形成間隔交替的透光區(qū)域，上述結構可以提供60w左右的功率，且能夠滿足30％可見光透過率的要求。

實施例3：

本發(fā)明實施例與實施例1的區(qū)別在于，本實施例中的太陽能電池組330采用晶硅太陽能電池，由于晶硅太陽能電池較脆，在曲面上的應力較薄膜太陽能電池更大，因此需切割的子電池尺寸更小，請參閱圖5至圖7。

根據(jù)車頂?shù)那婺Ｐ椭谱魃戏庋b層310和下封裝層340，優(yōu)選的，為了提高太陽能電池組330的光電轉化效率，所述上封裝層310采用3mm～4mm超白高透鋼化玻璃，可見光透過率在90％以上，玻璃的雙曲表面是在鋼化過程中通過磨具形成的。下封裝層340可以是無機玻璃，也可以是不銹鋼，還可以是塑料材質如涂層處理的pet，還可以直接是車頂?shù)囊徊糠?，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，下封裝層340為黑色的tpt(tedlar-pet-tedlar)材料，為常見的光伏背板材料，其厚度在0.20～0.50mm。在本發(fā)明實施例中，所述上封裝層310和所述下封裝層340為沿第一方向和第二方向彎曲的雙曲面，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述第一方向與所述第二方向垂直，所述曲面沿所述第一方向的曲率半徑小于所述曲面沿所述第二方向的曲率半徑。所述上封裝層310和所述下封裝層340沿所述第一方向彎曲的曲率半徑為1200～6000mm，優(yōu)選的曲率半徑為1200mm～4700mm；所述上封裝層310和所述下封裝層340沿所述第二方向彎曲的曲率半徑為2000～15000mm，優(yōu)選的曲率半徑為2000mm～8000mm，值得注意的是，上述所述的優(yōu)選的曲率半徑是指，在應用于沿所述第一方向彎曲的曲率半徑在1200～4700mm、沿所述第二方向彎曲的曲率半徑在2000～8000mm的大曲率雙曲面車頂時，采用本發(fā)明所述的技術方案實施時，在后續(xù)封裝處理中，所述太陽能電池組330無應力破損，與現(xiàn)有技術相比，實現(xiàn)了大曲率雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M的應用。

所述晶硅太陽能電池指的是以多晶硅或者單晶硅為基底的任何太陽能電池，只要上表面和下表面具有相反的電學極性，就能夠滿足要求，比如說最為普遍的p型單多晶硅太陽能電池，或者更高效率的p型perc電池，n型pert電池，n型異質結(hit，heterojunctionwithintrinsicthin-layer)電池。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述太陽能電池組330采用的高效晶硅電池為單晶硅異質結(hit，heterojunctionwithintrinsicthin-layer)電池片，尺寸為156mm*156mm，其光電轉化效率高達22％，該電池片包含作為第一電極的上表面電極和作為第二電極的下表面電極，所述上表面電極和所述下表面電極的極性相反。

如圖5，采用激光切割的辦法，將上述電池片切割成若干個子電池331。在本發(fā)明實施例中，子電池331沿所述第一方向的寬度為5mm～85mm，具體地，根據(jù)要鋪設的車頂?shù)那拾霃蕉?，所述車頂沿所述第一方向彎曲的曲率半徑越小，通常需要將電池片切割成寬度越小的子電?31，以便更好的貼合曲面。在所述第二方向上，所述子電池331的長度可以是一片電池片的長度，也可以是一片電池片的幾等分之一，取決于所述車頂沿所述第二方向彎曲的曲率半徑大小，越小的曲率半徑就要求將電池切割得更小，以減少子電池331受到的應力。由此，將原來一整片電池片切分成若干條子電池331，子電池331的長度和寬度是原先電池片的1/2或者1/3或者1/4，甚至更小，封裝在曲面上受到的應力相比一整片電池片來說大大下降，切割后子電池331的寬度越小，封裝后由于應力裂片的概率越低。

參閱圖5和圖7，在本發(fā)明的實施例中，將子電池331的上表面電極與一側相鄰的子電池331的下表面電極通過導電膠235粘結，同時將該子電池331的下表面電極與另一側相鄰的子電池331的上表面電極通過導電膠335粘結，所有子電池331的上表面電極極性與下表面電極相反，按照此方式頭尾相疊，形成子電池串336，在子電池串336內(nèi)部，子電池331與子電池331為串聯(lián)，也即每個子電池串336中的子電池331的個數(shù)大于1。子電池331與子電池331之間粘結區(qū)域的重疊寬度在0.5mm～2.5mm，如果重疊寬度太窄，會增加子電池331的串聯(lián)電阻，降低子電池331之間的粘結強度；太寬的重疊寬度會增加電池表面的被遮擋的區(qū)域，導致子電池331有效發(fā)電區(qū)域的減少，功率下降。在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，所述重疊寬度為0.5mm，在本發(fā)明另一優(yōu)選的實施例中，所述重疊寬度為1.2mm，在本發(fā)明其它優(yōu)選的實施例中，所述重疊寬度為2.0mm，在本發(fā)明還一優(yōu)選的實施例中，所述重疊寬度為2.5mm。

導電膠335中的基體材料是熱固定或者熱塑性樹脂材料，如有機硅，環(huán)氧樹脂，聚氨酯或者丙烯酸樹脂，內(nèi)部含有導電顆粒，如片狀銀粉，當導電膠335被加熱并且受擠壓時，導電顆粒相互連接，形成網(wǎng)絡，起到導電的作用，基體材料如環(huán)氧樹脂或者有機硅膠作為粘結材料，起到粘結固定的作用，以滿足子電池331與子電池331之間的粘結強度和電學接觸。后續(xù)封裝過程通常要加熱，導電膠335具有一定彈性，在加熱時容易發(fā)生塑性形變，使子電池331與子電池331之間可以形成一定的角度，貼合到彎曲的表面，因此所述子電池串336就可以實現(xiàn)沿所述第一方向的彎曲。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，導電膠335可以是固態(tài)的導電雙面膠，如日立或者索尼化學的cf膠帶，通過熱壓的方式將子電池331正極表面與相鄰子電池的負極表面粘結在一起；也可以是具有一定流動性的導電膠335或者導電膏，如epotech的h20e，通過點膠機將導電膠335均勻涂敷在子電池331的正負極表面，并在后續(xù)的封裝工藝中熱固化，對相鄰子電池331起到粘結和導電的雙重效果。

參閱圖6和圖7，將所述子電池串336沿所述第二方向平行排布，使所述子電池串336均勻地鋪滿整個車頂，子電池串336與子電池串336之間的距離為2～4mm，以防止子電池串336與子電池串336在封裝過程中重疊或者接觸。為了盡可能利用鋪設面積，子電池串336之間的距離為2mm，為了提高工藝良率，在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，所述距離為3mm，在本發(fā)明另一優(yōu)選的實施例中，所述距離為4mm。

將所述子電池串336的最開始一片與結尾一片分別通過導電膠335與正負極引線332連接在一起，正負極引線332又通過焊接的方式與匯流帶333連接在一起，并且通過匯流帶333進入接線盒334中。所述接線盒334中集成有直流電壓轉化模塊和最佳功率點追蹤模塊，可以根據(jù)外部電路的需求將太陽能發(fā)電按照一定電壓和電流輸出。所述正負極引線332為鍍錫銅焊帶，銅基體的厚度為0.10～0.35mm，寬度為3mm～5mm。所有子電池串336的正極通過正負電極引線332的正極與匯流條333焊接在一起，所有子電池串336的負極通過正負電極引線332的負極與匯流帶333焊接在一起，通過匯流帶333將太陽能發(fā)電送入接線盒334中。以上構成了太陽能電池組330。

利用膠膜層320將上封裝層310，下封裝層340與太陽能電池組330粘結在一起的，并且對于三者之間的空隙進行填充，以排除三者之間的空氣。膠膜層320可以是eva，pvb，也可以是聚烯烴類材料如poe，tpo，還可以是有機硅，需要滿足可見光透過率大于85％的要求，具有足夠低的水汽透過率，如在40度90％相對濕度下，100um的厚度滿足水汽透過率低于10g/m2/天。所述膠膜層320在此起到的作用有兩個方面，一個是粘結上封裝層310，太陽能電池組330和下封裝層340，二是為太陽能電池組330與上、下封裝層310、340之間提供緩沖作用，避免在封裝過程中脆性材料之間相互碰撞，導致破損。

將太陽能電池組330和膠膜層320夾在上封裝層310和下封裝層340之間，隨后進行封裝處理。所述封裝處理是在帶金屬磨具的層壓機中進行的，將溫度升高到140～150度，將上述結構堆疊好放置在層壓機中，抽取真空，真空壓力在-30～-70kpa左右，層壓30分鐘左右，即可抽出上封裝層310，太陽能電池組330和下封裝層340之間的空氣，讓膠膜層320充分融化交聯(lián)，填充滿三者之間的空隙，將三者粘結為一體。

最后，將匯流帶333穿過下封裝層340預留的穿孔，引出到接線盒334中。接線盒334通過硅膠粘結的方式安裝于下封裝層340的外表面，與車上的電池組或者用電器連接。

在此結構中，所述太陽能電池組330中所有子電池331之間為緊密堆積結構，子電池331之間沒有縫隙，整塊太陽能電池組330中唯一的縫隙為子電池串336之間留出的2～4mm安全距離，因此太陽能電池組330能夠實現(xiàn)在有限面積下的高能量密度，適合作為全封閉不透光的車頂太陽能組件，實現(xiàn)較高的發(fā)電效率，可以達到20％以上。臨近的子電池331之間為串聯(lián)連接，子電池串336與子電池串336為并聯(lián)連接，即使有其中的一塊或者幾塊子電池331被陰影遮擋，無法發(fā)電，只會影響到該子電池串336的輸出，而不會影響到其他電池串的工作。對比一整塊電池板所有子電池331均為串聯(lián)的結構，如果其中一部分被陰影遮擋，這塊電池板的發(fā)電量將受到很大影響，且被遮擋部分會形成嚴重的熱斑效應，造成電池板的失效。因此，上述結構不僅可以滿足脆性晶硅太陽能電池在雙曲表面貼合的需求，實現(xiàn)高的發(fā)電效率，而且可以減輕熱斑效應對太陽能電池模組的影響，具有更好的實用性和可靠性。

表2是本實施例應用于不同曲率的雙曲面車頂?shù)木Ч杼柲茈姵啬＝M封裝情況，表中所述尺寸的描述，指沿所述第一方向的長度*沿所述第二方向的長度。

實施例4：

本發(fā)明實施例與實施例3的區(qū)別在于，在實施例3的基礎上拉大子電池串中子電池與子電池之間的間距，利用子電池與子電池之間的空白區(qū)域透光來實現(xiàn)車頂?shù)耐腹狻?/p>

請參閱圖8至圖10。首先，根據(jù)車頂?shù)那婺Ｐ椭谱魃戏庋b層410和下封裝層440，為了提高太陽能電池組430的光電轉化效率，所述上封裝層410為厚度為2.1mm的超白高透半鋼化玻璃，可見光透過率在90％以上，所述下封裝層440為厚度為2.1mm的普通半鋼化玻璃，可見光透過率在85％以上。所述上封裝層410和所述下封裝層440的雙曲表面是在鋼化冷卻過程中通過磨具形成的。在本發(fā)明實施例中，所述上封裝層410和所述下封裝層440為沿第一方向和第二方向彎曲的雙曲面，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述第一方向與所述第二方向垂直，所述曲面沿所述第一方向的曲率半徑小于所述曲面沿所述第二方向的曲率半徑。所述上封裝層410和所述下封裝層440沿所述第一方向彎曲的曲率半徑為1200～6000mm，優(yōu)選的曲率半徑為1200mm～4700mm；所述上封裝層410和所述下封裝層440沿所述第二方向彎曲的曲率半徑為2000～15000mm，優(yōu)選的曲率半徑為2000mm～8000mm。值得注意的是，上述所述的優(yōu)選的曲率半徑是指，在應用于沿所述第一方向彎曲的曲率半徑在1200～4700mm、沿所述第二方向彎曲的曲率半徑在2000～8000mm的大曲率雙曲面車頂時，采用本發(fā)明所述的技術方案實施時，在后續(xù)封裝處理中，所述太陽能電池組430無應力破損，與現(xiàn)有技術相比，實現(xiàn)了大曲率雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M的應用。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，采用異質結(hit，heterojunctionwithintrinsicthin-layer)太陽能電池片，所述太陽能電池片包括作為第一電極的上表面電極和作為第二電極的下表面電極，所述上表面電極和所述下表面電極具有相反的導電極性，所述太陽能電池片的光電轉化效率可以達到22％以上，所述太陽能電池片的尺寸為156mm*156mm。采用激光切割的辦法，將太陽能電池片切割成若干個子電池431。所述子電池431沿所述第一方向的寬度為5mm～85mm，具體取決于要鋪設的車頂沿所述第一方向彎曲的曲率半徑大小，所述曲率半徑越小，通常需要將所述太陽能電池片切割成寬度越小的子電池431，以便更好的貼合曲面。所述子電池431沿所述第二方向的寬度可以是一片電池片的長度，也可以是一片電池片的幾等分之一，具體取決于要鋪設的車頂沿所述第二方向彎曲的曲率半徑大小，越小的曲率半徑就要求將所述太陽能電池片切割得更小，以減少子電池431受到的應力。由此，將原來一整片電池片切分成若干條子電池431，子電池431的長度和寬度是原先電池片的1/2或者1/3或者1/4，甚至更小，封裝在曲面上受到的應力相比一整片電池片來說大大下降，切割后子電池431的寬度越小，封裝后由于應力裂片的概率越低。

為了實現(xiàn)透光的效果，子電池431與子電池431之間以一定間距排布，所述間距范圍為3mm～80mm，子電池431與子電池431之間的間隔區(qū)域可以允許可見光透過。由于間距越大，可利用的受光面積越小，為了保持一定發(fā)電功率，在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，所述間距為3mm，在本發(fā)明另一優(yōu)選實施例中，所述間距為10mm；為了進一步提高透光率，在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，所述間距為30mm，在本發(fā)明另一優(yōu)選實施例中，所述間距為50mm，在本發(fā)明其它優(yōu)選實施例中，所述間距為80mm。

子電池431之間通過均勻分布的2～5根互聯(lián)條437連接，如圖8、圖10?；ヂ?lián)條437為鍍錫銅焊帶，銅基體的厚度在0.10～0.25mm，寬度在0.5～2.0mm，互聯(lián)條437柔軟可以彎曲。子電池431和互聯(lián)條437之間通過導電膠435進行粘結。導電膠435以環(huán)氧樹脂為基體，也可以以有機硅膠為基體，內(nèi)部含有導電顆粒如片狀銀粉，當導電膠435被加熱并且受擠壓時，導電顆粒相互連接，形成網(wǎng)絡，起到導電的作用，環(huán)氧樹脂或者有機硅膠作為粘結材料，起到粘結固定的作用，以滿足子電池431與互聯(lián)條437之間的粘結強度和電學接觸。每個子電池431包含一個作為第一電極的上表面電極和一個作為第二電極的下表面電極，一個子電池331的上表面電極通過互聯(lián)條437與后一個子電池431的下表面電極連接，該子電池431的下表面電極通過互聯(lián)條437與前一子電池431的上表面電極連接，以此形成子電池串436，在子電池串436內(nèi)部，子電池431與子電池431為串聯(lián)，也即每個子電池串436中的子電池431的個數(shù)大于1。子電池431與互聯(lián)條437粘結區(qū)域的重疊寬度在0.5～2.5mm，如果重疊寬度太窄，會增加兩者之間的串聯(lián)電阻，降低子電池431與互聯(lián)條437的粘結強度；重疊寬度太大，會增加電池表面的被遮擋的區(qū)域，導致子電池431有效發(fā)電區(qū)域的減少，功率下降。在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，所述重疊寬度為0.5mm，在本發(fā)明另一優(yōu)選的實施例中，所述重疊寬度為1.2mm，在本發(fā)明其它優(yōu)選的實施例中，所述重疊寬度為2.0mm，在本發(fā)明還一優(yōu)選的實施例中，所述重疊寬度為2.5mm。

通過柔性的互聯(lián)條437和具有一定彈性的導電膠435連接而形成的子電池串436具有足夠的柔性，可以沿所述第一方向彎曲貼合車頂。子電池串436沿著所述第二方向平行鋪設，如圖9和圖10，子電池串436與子電池串436之間的間距通常大于2mm，以保證在封裝過程中兩個子電池串436不發(fā)生重疊或者碰撞，為了實現(xiàn)透光的效果子電池串與子電池串的間距為3～80mm。由于子電池串之間的間距越大，可利用的受光面積越小，為了保持一定發(fā)電功率，在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，所述間距為3mm，在本發(fā)明另一優(yōu)選實施例中，所述間距為10mm；為了進一步提高透光率，在本發(fā)明一優(yōu)選的實施例中，所述間距為30mm，在本發(fā)明另一優(yōu)選實施例中，所述間距為50mm，在本發(fā)明其它優(yōu)選實施例中，所述間距為80mm。

如圖8和圖10，每個子電池串436的兩頭分別通過互聯(lián)條437采用導電膠435粘結的方式或者焊接的方式與正負極引線432連接。正負極引線432為鍍錫銅焊帶，銅基體的厚度為0.10～0.35mm，寬度為3～5mm。所有子電池串436的正極通過正負電極引線432的正極與匯流帶433焊接在一起，所有子電池串436的負極通過負正電極引線432的負極與匯流帶433焊接在一起，通過匯流帶433將太陽能發(fā)電送入接線盒434中。以上構成了晶硅透光太陽能電池組430。

然后，將晶硅太陽能電池組430置于上封裝層410與下封裝層440之間，三者之間分別鋪設膠膜層420進行封裝處理。所述膠膜層420為厚度在0.30～0.60mm的pvb膠膜或者poe膠膜，在可見光范圍的透過率>85％。膠膜層420在此起到的作用有兩個方面，一是粘結上封裝層410，太陽能電池組430和下封裝層440，二是為太陽能電池組430與上封裝層410、下封裝層440之間提供緩沖作用，避免在封裝過程中脆性材料之間相互碰撞，導致破損。所述封裝處理是在帶金屬磨具的層壓機中進行的，將溫度升高到140～150℃，將上述結構堆疊好放置在層壓機中，抽取真空，真空壓力在-30～-70kpa左右，層壓30分鐘，即可抽出上封裝層410、太陽能電池組430和下封裝層440之間的空氣，讓膠膜層420充分融化，填充滿三者之間的空隙，將三者粘結為一體。所述封裝處理也可以在高壓釜中進行，將上封裝層410，太陽能電池組430和下封裝層440之間的空氣抽出后，將溫度升高到140～150℃，同時施加5～10個大氣壓的壓力，讓膠膜層420充分融化，填充滿三者之間的空隙，將三者粘結為一體。

最后，將匯流帶433穿過下封裝層440預留的穿孔，引出到接線盒434中。接線盒434通過硅膠粘結的方式安裝于下封裝層440的外表面，與車上的電池組或者用電器連接。

表3是本實施例應用于不同曲率的雙曲面車頂?shù)耐腹庑途Ч杼柲茈姵啬＝M封裝情況，表中所述尺寸的描述，指沿所述第一方向的長度*沿所述第二方向的長度。

實施例5：

本發(fā)明實施例與實施例4的區(qū)別在于，在實施例4中，子電池串436中的子電池431之間通過均勻分布的2～5根互聯(lián)條437連接，所述互聯(lián)條437為鍍錫銅焊帶，銅基體的厚度在0.10～0.25mm，寬度在0.5～2.0mm，而本實施例中，如圖11所示，子電池串536中的子電池531之間的互聯(lián)條537為直徑為0.15～0.35um的銅線，所述銅線外包裹低熔點的合金層，如錫鉍銀，銦合金，或者包含導電顆粒的導電膠，所述銅線數(shù)目為12～30根。

本發(fā)明實施例采用很細的銅線作為互聯(lián)條，使得子電池串536中子電池531與子電池531之間的連線幾乎肉眼不可見，可以盡量減少互聯(lián)條537對視線和光線的遮擋，進一步提高透光率。此外通過增加互聯(lián)條537的數(shù)量來改善子電池531與子電池531之間的導電性，互聯(lián)條表面的低熔點合金，可以幫助互聯(lián)條537在后續(xù)封裝處理中140～160℃的層壓或者高壓釜溫度下，就能夠與子電池531上下表面形成良好的電學接觸。

實施例6：

本發(fā)明實施例是實施例3的變形。對于沿第二方向彎曲的曲率半徑小、沿第一方向彎曲的曲率半徑大的雙曲面車頂?shù)膽茫景l(fā)明實施例將實施例3變形為子電池631沿著第二方向串聯(lián)排布，子電池631的連接方式與實施例3類似，通過導電膠粘接形成子電池串636，子電池串636沿第一方向并聯(lián)排布。

在本發(fā)明更優(yōu)的實施例中，為了獲得更高電壓，參考圖12，其中一個子電池串636的正極與另一個子電池串636的負極通過匯流條638連接，所述匯流條638為鍍錫銅焊帶，銅基體的厚度為0.10～0.35mm，寬度為3～5mm，所有子電池串636通過匯流條638串聯(lián)連接，其電流方向如圖12中箭頭所示，由此實現(xiàn)更高的輸出電壓。

實施例7：

本發(fā)明實施例是實施例4的變形。對于沿第二方向彎曲的曲率半徑小、沿第一方向彎曲的曲率半徑大的雙曲面車頂?shù)膽茫与姵?31沿著第二方向串聯(lián)排布，為了實現(xiàn)透光的效果，子電池731的連接方式可參考實施例4，子電池731與子電池731以一定間距排布，子電池731與子電池731之間的間隔區(qū)域可以允許可見光透過，子電池731之間通過均勻分布的互聯(lián)條737連接形成子電池串736。

在本發(fā)明更優(yōu)的實施例中，太陽能電池組730結構可參閱圖13所示解決實施例6中全部串聯(lián)導致電壓較高的問題。具體的，將太陽能電池組730其中兩個子電池串736通過正負極引線732使正極與正極連接，負極與負極連接，形成一個電池串組，將另外兩個子電池串736通過正負極引線732使正極與正極連接，負極與負極連接，形成另一個電池串組，將電池串組正極連接負極串聯(lián)起來，一個電池串組提供負極，另一個電池串組提供正極，分別通過匯流帶733匯入接線盒734，其電流方向如圖中箭頭所示。由此通過合理的串并聯(lián)布置，既能夠滿足不同的電壓要求，也可以起到預防熱斑效應的作用，保證更為可靠的發(fā)電性能。

實施例8：

請參閱圖14至圖16所示，為了同時滿足透光和高效率發(fā)電的需求，最優(yōu)化的利用車頂面積，又不損失玻璃車頂?shù)耐ㄍ感?，太陽能模組中的太陽能電池組830可以同時采用高效率晶硅太陽能子電池串8361和薄膜太陽能子電池串8362混合型的結構。

如圖14，所述高效率晶硅太陽能子電池串8361的結構可以參考實施例3。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述高效率晶硅太陽能子電池串8361由高效晶硅異質結(hit，heterojunctionwithintrinsicthin-layer)電池串聯(lián)而成，關于子電池串8361的具體結構請參考實施例3，在此不再贅述。由于子電池串8361為不透光部分，為了滿足透光效果，將子電池串8361布置在雙曲面車頂彎曲程度最大的靠近車頭和靠近車尾的邊緣部分，由于子電池串8361中子電池831與子電池831之間采用了導電膠的彈性連接，保證了很好的彎曲性，而且電學接觸可靠。

如圖15，所述薄膜太陽能子電池串8362的結構可以參考實施例1。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，采用以超薄玻璃基板上的非晶硅薄膜電池，所述超薄玻璃的厚度為0.1mm～1mm，具有很好的透光性，使用透明導電氧化物作為前電極和背電極也具有85％以上的可見光透過率，且非晶硅薄膜本身在可見光具有一定透光性，約10％左右，因此在這個區(qū)域可以實現(xiàn)一定比例的可見光透過。更優(yōu)選的，將所述薄膜太陽能子電池串8362布置于雙曲面車頂?shù)某鲞吘壊课恢獾闹虚g部位，通常所述中間部位表面較為平整，因此可以采用較大面積的薄膜子電池串8362。具體的，根據(jù)表面的曲率不同，薄膜子電池串8362可以是一整塊，也可以由若干條組成。

如圖16，所有高效率晶硅太陽能子電池串8361、薄膜太陽能子電池串8362通過正負極引線832將所有子電池串的正極與匯流帶833焊接在一起，所有電池串的負極與匯流帶833焊接在一起。以上構成了混合型太陽能電池組830。進一步地，所述高效率晶硅太陽能子電池串8361和所述薄膜太陽能子電池串8362需要進行電壓的匹配設計，使得在電池串并聯(lián)兩端的電壓一致，避免電壓失配引起的電流逆流。

采用此晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池混合配置的方式，可以保證車頂部分的透光，而且還能夠兼顧一定的發(fā)電效率。

表4顯示了上述實施例中用于雙曲面車頂?shù)奶柲苣＝M的電性能，還包括了一些沒有在上述實施例中被提及的排列或者連接方式的太陽能模組。

實施例1圖3中緊密排列的6條薄膜子電池并聯(lián)形成的電池組，在尺寸為980*680mm的車頂上可以提供最大輸出74w左右的功率，采用薄玻璃為襯底的薄膜電池，本身薄膜具有10％左右的可見光透過。

實施例2圖4中采用比圖3更窄的薄膜子電池22條，子電池的寬度為35mm，子電池與子電池之間的間距為9mm，依次形成間隔交替的透光區(qū)域，可以提供60w左右的功率，且能夠滿足30％可見光透過率的要求。

實施例3圖7中將高效率的異質結(hit，heterojunctionwithintrinsicthin-layer)電池片進行分割，每一等分為一個子電池，用導電膠將子電池粘結成電池串，在980*680mm的車頂上可以實現(xiàn)最高140w的功率，且根據(jù)外部需求，輸出的電壓從13.5v～80.7v可調(diào)，當所有電池串并聯(lián)時電壓最小，所有電池串串聯(lián)時電壓最大。為了實現(xiàn)最大的太陽能電池功率輸出，實施例3采用了全封閉不透光的結構，值得注意的是，全封閉不透光的結構，車頂全面積太陽能轉化效率高達21％。

要實現(xiàn)車頂?shù)耐腹猓梢酝ㄟ^拉大子電池與子電池之間的間距，利用子電池與子電池之間的空白區(qū)域透光來實現(xiàn)，如實施例4圖10所示，在30％透光率的情況下，太陽能電池組最大的功率仍然有98w，車頂全面積太陽能轉化效率仍然有14.7％。

實施例6和實施例7中的子電池串沿第一方向平行排布，類似的，在這種排布下，太陽能電池組的電壓仍然能夠根據(jù)需要從19.6～78v可調(diào)，也可以通過子電池間距的調(diào)整來實現(xiàn)車頂透光的需求，如實施例7中圖13。

另一種實現(xiàn)車頂透光的結構是結合半透光的薄膜電池和高效率的晶硅電池，在需要透光的區(qū)域布置半透光的薄膜電池，在不需要透光的區(qū)域布置高效率的晶硅電池，這樣既能夠保證一定的透光率，又不至于大量犧牲太陽能電池組的最大輸出功率，如實施例8中圖16，中心區(qū)域的可見光透過率為10％，整個電池組的最大輸出功率可以95w，此實施例的優(yōu)點是薄膜電池在整個透光區(qū)域內(nèi)顏色均勻且透光均勻柔和，與晶硅電池通過拉開間距實現(xiàn)的透光效果相比，更加美觀，且能夠實現(xiàn)多種不同的顏色。

綜上所述，本發(fā)明針對具有雙曲面結構的大曲率車頂或者大曲率玻璃天窗，提出了一種太陽能模組鋪設和封裝的方法，其要點在于先將準備使用的太陽能電池板或者太陽能電池片進行切割，均勻分割成若干更小的子電池單元，更小的子電池單元，與全尺寸電池相比，能夠沿著曲面弧線方向進行排布而不至于受到很大的應力作用，對于曲率半徑較小的曲面具有更好的貼合能力，很大程度上減少了封裝過程中電池破裂的問題。采用以導電膠對子電池與子電池進行粘結，與焊接相比，導電膠的粘結更具有彈性，能夠在子電池串發(fā)生彎曲的時候提供緩沖，保持電學連接的可靠性，同時還滿足了適當彎曲的要求。最后，小尺寸的子電池，可以更加靈活地在雙曲面車頂上沿第一方向和第二方向進行串聯(lián)或者并聯(lián)的排布，通過合理的串并聯(lián)布置，既能夠滿足不同的電壓要求，也可以起到預防熱斑效應的作用，相比全部電池片串聯(lián)的結構或者一整塊太陽能板的方式，小尺寸子電池的連接可以保證更為可靠的發(fā)電性能。

盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領域的普通技術人員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改進、增加以及取代是可能的。