(57)【要約】      （修正有）【課題】光発電と建築技術を一つにした光発電建築一体化技術（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ、ＢＩＰＶ）をタイルに応用した発電タイルを提供する。【解決手段】タイル基体は平板部１０及び前記平板部に接続されている少なくとも１つの隆起部を含む。前記平板部の外面には平面電池ウェハの第１の電池ウェハ２が形成されている。少なくとも１つの前記隆起部の外面には前記隆起部の外面とマッチする第２の電池ウェハ３が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイル基体、第１の電池ウェハ及び第２の電池ウェハを含み、前記タイル基体は、平板部及び前記平板部に接続されている少なくとも１つの隆起部を含み、前記第１の電池ウェハは前記平板部の外面に設置されており、前記第２の電池ウェハは、少なくとも１つの前記隆起部の外面に設置されており、且つ少なくとも１つの前記隆起部の外面とマッチする、光発電タイル。
【請求項２】
前記第１の電池ウェハは平板電池ウェハであり、前記第２の電池ウェハは可撓性電池ウェハである、請求項１に記載の光発電タイル。
【請求項３】
前記第１の電池ウェハは前記第２の電池ウェハに並列接続されている、請求項２に記載の光発電タイル。
【請求項４】
前記第１の電池ウェハの端子電圧は前記第２の電池ウェハの端子電圧と等しい、請求項３に記載の光発電タイル。
【請求項５】
バイパスモジュールをさらに含み、前記バイパスモジュールは前記第１の電池ウェハと前記第２の電池ウェハに並列接続されている、請求項３に記載の光発電タイル。
【請求項６】
第１の反充電防止モジュールと第２の反充電防止モジュールをさらに含み、
前記第１の電池ウェハは前記第１の反充電防止モジュールに直列接続されており、前記第１の電池ウェハの正極は前記第１の反充電防止モジュールに接続されており、
前記第２の電池ウェハは前記第２の反充電防止モジュールに直列接続されており、前記第２の電池ウェハの正極は前記第２の反充電防止モジュールに接続されている、
請求項５に記載の光発電タイル。
【請求項７】
接続箱をさらに含み、前記接続箱は前記平板部の内面に設けられ、前記第１の反充電防止モジュール、第２の反充電防止モジュールとバイパスモジュールはいずれも前記接続箱内に設けられる請求項６に記載の光発電タイル。
【請求項８】
前記第１の電池ウェハは、直列接続されている複数のサブ第１の電池ウェハを含む、請求項２〜６の何れか一項に記載の光発電タイル。
【請求項９】
前記第２の電池ウェハは、並列接続されている複数組のサブ第２の電池ウェハを含み、前記第２の反充電防止モジュールは、複数のサブ第２の反充電防止モジュールを含み、前記複数のサブ第２の反充電防止モジュールは前記複数組のサブ第２の電池ウェハと逐一対応して直列接続されており、前記複数組のサブ第２の電池ウェハの正極は前記複数のサブ第２の反充電防止モジュールと逐一対応して接続されている、請求項６に記載の光発電タイル。
【請求項１０】
前記複数組のサブ第２の電池ウェハは前記タイル基体の長手方向に沿って前記隆起部の外面に設けられる、請求項９に記載の光発電タイル。
【請求項１１】
前記タイル基体の長手方向に沿う前記第１の電池ウェハの長さと前記タイル基体の長手方向に沿う前記第２の電池ウェハの長さとの差は５０ｍｍ以下である、請求項１〜１０の何れか一項に記載の光発電タイル。
【請求項１２】
前記光発電タイルは、前記第１の電池ウェハと前記第２の電池ウェハを封止するための電池封止層をさらに含む、請求項１〜１０の何れか一項に記載の光発電タイル。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか一項に記載の光発電タイルを含む光発電システム。
【請求項１４】
各前記光発電タイルは直列接続されている、請求項１３に記載の光発電システム。
【請求項１５】
各前記光発電タイルに含まれた隆起部の数は少なくとも２つであり、少なくとも２つの前記隆起部は第１の隆起部と第２の隆起部を含み、前記第１の隆起部と前記第２の隆起部は、前記光発電タイルに含まれたタイル基体のその幅方向に沿う両端にそれぞれ接続されており、
前記タイル基体の幅方向に沿って隣接する２つの前記光発電タイルのうち、１つの前記光発電タイルに含まれた第２の隆起部の外面は、もう１つの前記光発電タイルに含まれた第１の隆起部の内面と接触し、
前記タイル基体の長手方向に沿って隣接する２つの前記光発電タイルは互いに当接している、
請求項１３に記載の光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願と優先権主張の相互参照＞
本願は、２０１８年０４月１４日に中国特許局へ提出された出願番号を２０１８１０３３４４３４．３とし、発明の名称を「光発電タイル及び光発電システム」とする中国特許出願、及び２０１８年０６月１１日に中国特許局へ提出された出願番号を２０１８１０５９６４９５．７とし、発明名称を「光発電タイル及び光発電システム」とする中国特許出願の２点の優先権を主張し、そのすべての内容を参照により本願に援用する。
【背景技術】
【０００２】
本願は光発電の技術分野に関わり、特に光発電タイル及び光発電システムに関するものである。
【０００３】
光発電技術が日増しに成熟するなか、光発電技術の建築分野への応用が進んでおり、光発電と建築技術を一つにした光発電建築一体化技術（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ、ＢＩＰＶ）が形成され、従来の建築に光発電機能を持たせている。例えば、光発電技術をタイルに応用して、光発電機能を有する太陽エネルギー発電タイルを形成している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願の１つの態様では光発電タイルを提供する。前記光発電タイルはタイル基体、第１の電池ウェハ及び第２の電池ウェハを含み、前記タイル基体は、平板部及び前記平板部に接続されている少なくとも１つの隆起部を含み、前記第１の電池ウェハは前記平板部の外面に設置されており、前記第２の電池ウェハは、少なくとも１つの前記隆起部の外面に設置されており、且つ少なくとも１つの前記隆起部の外面とマッチする。
【０００５】
一部の実施例において、前記第１の電池ウェハは平板電池ウェハであり、前記第２の電池ウェハは可撓性電池ウェハである。
【０００６】
一部の実施例において、前記第１の電池ウェハは前記第２の電池ウェハに並列接続されている。
【０００７】
一部の実施例において、前記第１の電池ウェハの端子電圧は前記第２の電池ウェハの端子電圧と等しい。
【０００８】
一部の実施例ではバイパスモジュールをさらに含み、前記バイパスモジュールは前記第１の電池ウェハと前記第２の電池ウェハに並列接続されている。
【０００９】
一部の実施例では第１の反充電防止モジュールと第２の反充電防止モジュールをさらに含み、前記第１の電池ウェハは前記第１の反充電防止モジュールに直列接続されており、前記第１の電池ウェハの正極は前記第１の反充電防止モジュールに接続されており、前記第２の電池ウェハは前記第２の反充電防止モジュールに直列接続されており、前記第２の電池ウェハの正極は前記第２の反充電防止モジュールに接続されている。
【００１０】
一部の実施例では接続箱をさらに含み、前記接続箱は前記平板部の内面に設けられ、前記第１の反充電防止モジュール、第２の反充電防止モジュールとバイパスモジュールはいずれも前記接続箱内に設けられる。
【００１１】
一部の実施例において、前記第１の電池ウェハは、直列接続されている複数のサブ第１の電池ウェハを含む。
【００１２】
一部の実施例において、前記第２の電池ウェハは、並列接続されている複数組のサブ第２の電池ウェハを含み、前記第２の反充電防止モジュールは複数のサブ第２の反充電防止モジュールを含み、前記複数のサブ第２の反充電防止モジュールは前記複数組のサブ第２の電池ウェハと逐一対応して直列接続されており、前記複数組のサブ第２の電池ウェハの正極は前記複数のサブ第２の反充電防止モジュールに逐一対応して接続されている。
【００１３】
一部の実施例において、複数組の前記サブ第２の電池ウェハは前記タイル基体の長手方向に沿って前記隆起部の外面に設けられる。
【００１４】
一部の実施例において、前記タイル基体の長手方向に沿う前記第１の電池ウェハの長さと前記タイル基体の長手方向に沿う前記第２の電池ウェハの長さとの差は５０ｍｍ以下である。
【００１５】
一部の実施例において、前記光発電タイルは、第１の電池ウェハと第２の電池ウェハを封止するための電池封止層をさらに含む。
【００１６】
本願のもう１つの態様では光発電システムを提供し、当該光発電システムは上記いずれかの実施例に記載の光発電タイルを含む。
【００１７】
一部の実施例において、各前記光発電タイルは直列接続されている。
【００１８】
一部の実施例において、各前記光発電タイルに含まれた隆起部の数は少なくとも２つであり、少なくとも２つの前記隆起部は第１の隆起部と第２の隆起部を含み、前記第１の隆起部と前記第２の隆起部は、前記光発電タイルに含まれたタイル基体のその幅方向に沿う両端にそれぞれ接続されており、前記タイル基体の幅方向に沿って隣接する２つの前記光発電タイルのうち、１つの前記光発電タイルに含まれた第２の隆起部の外面は、もう１つの前記光発電タイルに含まれた第１の隆起部の内面と接触し、前記タイル基体の長手方向に沿って隣接する２つの前記光発電タイルは互いに当接している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
ここに用いられる図面は例示的なものであり、本願を説明するためのものに過ぎず、本願を限定するものではない。
【００２０】
【図１】図１は、本願の一部の実施例が提供する光発電タイルの俯瞰図である。
【図２】図２は、図１に示す光発電タイルの立体図である。
【図３】図３は、図１に示す光発電タイルにおいてタイル基体における接続箱の位置概念図である。
【図４】図４は、図１に示す光発電タイルにおいてタイル基体におけるバスバーの位置概念図である。
【図５】図５は、図１に示す光発電タイルにおいて電池封止層が第１の電池ウェハと第２の電池ウェハを封止する概念図である。
【図６】図６は、図１に示す光発電タイルにおける反充電防止回路の回路図である。
【図７】図７は、本願の別の一部の実施例が提供する光発電タイルの立体図である。
【図８】図８は、図７に示す光発電タイルにおける反充電防止回路の第１の回路図である。
【図９】図９は、図７に示す光発電タイルにおける反充電防止回路の第２の回路図である。
【図１０】図１０は、本願の一部の実施例が提供する光発電システムの構造概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では本願実施例における図面を組み合わせて本願実施例における技術案について明瞭、完全に説明する。明らかに、記載の実施例は本願の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本願における実施例に基づき、当業者が創造力を働かさずに得られたその他のすべての実施例も本願の請求範囲に属する。
【００２２】
関連技術では、太陽エネルギー発電タイルは、タイル基体とタイル基体の受光面に設けられた結晶シリコン電池ウェハとを含み、結晶シリコン電池ウェハを用いて太陽エネルギーを吸収し、これを電気エネルギーに転換してユーザの使用に供する。しかし、太陽エネルギー発電タイルを建築材料として使用する時、各太陽エネルギー発電タイルのタイル基体のエッジ部分を一般的に曲面または異形構造とすることで２つの太陽エネルギー発電タイル間の当接または金具接続を実現しているが、結晶シリコン電池ウェハは一般的に平板状であり、曲げることができないため、結晶シリコン電池ウェハはタイル基体の平面領域にしか形成できず、これによりタイル基体における結晶シリコン電池ウェハの実占有面積が比較的小さく、タイル基体の表面を十分に利用できなくなっており、光発電タイルのタイル基体の利用率は比較的に低い。
【００２３】
上記課題を解決するために、図１〜３に示すように、本願の一部の実施例では光発電タイルを提供し、当該光発電タイルはタイル基体１、第１の電池ウェハ２及び第２の電池ウェハ３を含み、タイル基体１は金属タイル、陶土タイル、セメントタイル、セラミックタイルまたはガラスタイル等であってもよく、ここでは一つ一つ述べない。
【００２４】
タイル基体１は、平板部１０及び平板部１０に接続されている少なくとも１つの隆起部を含む。平板部１０と少なくとも１つの隆起部は一体構造であってもよく、別体式構造であってもよいが、制作の利便性を考慮すると、平板部１０と少なくとも１つの隆起部は一体式構造がよい。隆起部の数は１つ、２つ、３つであってもよく、ここでは具体的に限定しない。一部の実施例において、図１〜図３に示すように、隆起部の数は２つであり、２つの隆起部はそれぞれ第１の隆起部１１と第２の隆起部１２である。
【００２５】
平板部１０の外面には第１の電池ウェハ２が形成されており、少なくとも１つの隆起部の外面には隆起部の外面とマッチする第２の電池ウェハ３が形成されている。当該隆起部は、タイル基体１のエッジに設置された隆起状の当接部材であってもよく、タイル基体１の中部に設けられ且つ当該タイル基体１の長手方向（即ち、図１または図２に示す方向Ｘ）に沿って延在するあるストライプ状の突起部位であってもよい。当該隆起部の外面は突出している状態にあり、当該隆起部の内面は内で凹んでいる状態にある。
【００２６】
以下では図面を組み合わせて本願実施例が提供する光発電タイルの具体的な制作過程について詳しく説明し、そのうち、タイル基体１はフロート板ガラスの制作を例として説明する。
【００２７】
ステップＳ１００：フロート板ガラスを提供し、フロート板ガラスに対して鋼化処理を行い、予め設定されたタイル構造に従ってタイル基体１を熱で折り曲げることで、タイル基体１が平板部１０及び平板部１０に接続されている少なくとも１つの隆起部を含むようにする。
【００２８】
ステップＳ２００：平板部１０の外面に第１の電池ウェハ２を形成し、少なくとも１つの隆起部の外面に第２の電池ウェハ３を形成することで、光発電時に、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３が同時に太陽エネルギーを電気エネルギーに転換するようにする。
【００２９】
本願実施例が提供する光発電タイルを取り付ける時に、光発電タイルに含まれたタイル基体１における平板部１０と少なくとも１つの隆起部の内面を、母屋桁、桟と対向させることで、平板部１０外面に形成された第１の電池ウェハ２と少なくとも１つの隆起部外面に形成された第２の電池ウェハ３を、光に向かって確実に設置する。
【００３０】
本願実施例が提供する光発電タイルの構造及びその具体的な制作過程から分かるように、タイル基体１は平板部１０及び平板部１０に接続されている少なくとも１つの隆起部を含む。少なくとも１つの隆起部の外面には隆起部の外面とマッチする第２の電池ウェハ３が形成されているため、一部の実施例において、第２の電池ウェハ３は可撓性電池ウェハである。従って、第２の電池ウェハ３の可撓性特性により、第２の電池ウェハ３を隆起部の外面にマッチさせて、元は利用できない隆起部の外面に、発電に用いられる第２の電池ウェハ３を形成できるため、光発電タイルにおけるタイル基体１の利用面積が増え、光発電タイルの発電量を向上させている。
【００３１】
図１と図３に示すように、本願実施例における平板部１０の内面に接着またその他の方式で実装ブロック１０１が設けることで、実装ブロック１０１を用いて屋根のスレート用桟を当接するということが理解されよう。一部の実施例において、実装ブロック１０１を平板部１０のタイル基体１の幅方向（即ち、図１または図２に示す方向Ｙ）に沿う中部に設置することで、平板部１０の力受けムラによるタイル基体１の傾斜及び均一でない応力分布の問題を防止し、タイル基体１の使用寿命を保証する。一部の実施例において、図１に示すように、実装ブロック１０１の幅Ｗ１は平板部１０の幅Ｗ２の１／３〜１／２である。そのうち、実装ブロック１０１の幅Ｗ１は実装ブロック１０１のタイル基体１の幅方向における寸法を指し、平板部１０の幅Ｗ２は平板部１０のタイル基体１の幅方向における寸法を指す。
【００３２】
実装ブロック１０１の設置強度から考慮すると、一部の実施例において、図１に示すように、実装ブロック１０１の高さ（図示しない）を実装ブロック１０１の長さＬ１よりも小さくして実装ブロック１０１に比較的大きい構造強度を持たせなければならない。そのうち、実装ブロック１０１の高さは、平板部１０の所在平面に垂直な方向における実装ブロック１０１の寸法を指し、実装ブロック１０１の長さＬ１はタイル基体１の長手方向における実装ブロック１０１の寸法を指す。
【００３３】
このほか、実装ブロック１０１をスレート用桟に当接する必要があるということを考慮するため、実装ブロック１０１の、平板部１０における位置はスレート用桟の影響を受ける。一部の実施例において、図１に示すように、平板部１０は、タイル基体１の長手方向に沿って対向して設置された第１の端ａと第２の端ｂを含む。実装ブロック１０１の当該第１の端ａに近く一端端面と当該平板部１０の第１の端ａの端面間の距離Ｌ２が３０ｍｍ以上であり、実装ブロック１０１の高さは２０ｍｍ以上であり、即ち、スレート用桟とマッチして当接することができる。
【００３４】
実装ブロック１０１は１つであってもよく、複数であってもよく、ここでは具体的に限定しない。実装ブロック１０１が複数である場合、複数実装ブロック１０１はタイル基体１の幅方向に沿って順に間隔を開けて設置され、複数の実装ブロック１０１のうち両端に位置する２つの実装ブロック１０１間のリンクの中点は、タイル基体１の幅方向に沿う平板部１０の中部に位置する。複数の実装ブロック１０１は等間隔で配列されてもよく、非等間隔で配列されてもよく、ここでは具体的に限定しない。一部の実施例において、複数の実装ブロック１０１は等間隔で配列されている。
【００３５】
図１〜図５に示すように、上記第１の電池ウェハ２を平板電池ウェハとすることで、第１の電池ウェハ２を、タイル基体１に含まれた平板部１０とマッチさせる。平板電池ウェハは可撓性電池ウェハまたは鋼性電池ウェハであってもよい。上記第２の電池ウェハ３は、タイル基体１に含まれた隆起部とマッチする隆起式電池ウェハである。隆起式電池ウェハは湾曲性能の優れた可撓性電池ウェハであってもよく、隆起部形状とマッチする鋼性電池ウェハに予め製作されてもよい。そのうち、鋼性電池ウェハは結晶シリコン電池ウェハであってもよく、可撓性電池ウェハはＣＩＧＳフィルム太陽電池ウェハ等の湾曲しやすい電池ウェハであってもよい。
【００３６】
図１〜図５に示す太陽エネルギー電池チップにおいて隆起部と平板部間の構造が異なるため、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３の光照射角度が一致せず、これにより隆起部外面の第２の電池ウェハ３の単位面積の光照射強度は平板部１０外面の第１の電池ウェハ２の単位面積の光照射強度よりも低くなり、さらには隆起部外面の第２の電池ウェハ３に生じた電流は平板部１０外面の第１の電池ウェハ２に生じた電流よりも小さくなる。第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３を直列回路に置いた場合、第２の電池ウェハ３に生じた小さい電流が第１の電池ウェハ２に生じた大きい電流に対して電流制限の作用を持つことになり、直列回路の総電流を、第２の電池ウェハ３に生じた小さい電流と等しくして、第２の電池ウェハ３に生じた小さい電流は放熱の方式で第１の電池ウェハ２に生じた大きい電流を消費して、エネルギーを無駄に消費してしまう上、太陽電池の出力電圧の変化は光照射からの影響を大きく受ける。これを基に、図６に示すように、本願実施例において第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３を正極接続端子Ｕ＋と負極接続端子Ｕ−との間に並列接続している。従って、当該並列回路から出力された総電流値が第１の電池ウェハ２から出力された電流値と第２の電池ウェハ３から出力された電流値との和と等しいため、不必要なエネルギー消費を回避しているとともに、電池ウェハ放熱の問題を減らすことができ、第２の電池ウェハ３と第１の電池ウェハ２の使用寿命を高めている。同時に、第１の電池ウェハ２の所在分岐路と第２の電池ウェハ３の所在分岐路が互いに影響するのを回避するために、第１の電池ウェハ２の端子電圧は第２の電池ウェハ３の端子電圧と等しい。従って、並列接続後の回路端子電圧は第１の電池ウェハ２の端子電圧と第２の電池ウェハ３の端子電圧と接近し、並列接続による第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３の電池出力電力のロスを低減している。
【００３７】
第１の電池ウェハ２と第２の電極チップ３の表面に光の照射がないか、または第１の電池ウェハ２と第２の電極チップ３の表面が遮蔽されることで、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３がいずれも作動しなくなるか、もしくは、出力が回路におけるそのほかの光発電タイルよりも小さい場合、回路に電流がある時、これら電流は引き続き第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３へ流れるため、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３の発熱を招く。そして、図６、図８と図９に示すように、本願の実施例が提供する光発電タイルはバイパスモジュールＳ３をさらに含み、バイパスモジュールＳ３は第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３に並列接続されている。第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３がいずれも正常に作動できない時、回路にある電流はバイパスモジュールＳ３を介して直接流れ出す。従って、回路に電流がある情況において、電流が第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３に流れ込むことによる第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３の発熱問題を回避することで、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３の発熱により生じる電気エネルギー消費を根本的に解決する。
【００３８】
一部の実施例において、図６に示すように、本願実施例が提供する光発電タイルは第１の反充電防止モジュールＳ１と第２の反充電防止モジュールＳ２をさらに含む。第１の電池ウェハ２は第１の反充電防止モジュールＳ１に直列接続されており、且つ第１の電池ウェハ２の正極は第１の反充電防止モジュールＳ１に接続されている。従って、正極接続端子Ｕ＋が第１の反充電防止モジュールＳ１を介して第１の電池ウェハ２に電気的に接続されていることで、第１の電池ウェハ２が破損しまたは遮蔽されて使用できない時、第１の反充電防止モジュールＳ１により、反充電防止回路に電流がある時に第１の電池ウェハ２を充電するのを回避する。同様に、第２の電池ウェハ３は第２の反充電防止モジュールＳ２に直列接続されており、且つ第２の電池ウェハ３の正極は第２の反充電防止モジュールＳ２に接続されている。従って、正極接続端子Ｕ＋を第２の反充電防止モジュールＳ２を介して第２の電池ウェハ３に電気的に接続されていることで、第２の電池ウェハ３が破損しまたは遮蔽されて使用できない時、第２の反充電防止モジュールＳ２により反充電防止回路に電流がある時に第２の電池ウェハ３を充電するのを回避する。このことから分かるように、本願実施例は、第２の電池ウェハ３と第１の電池ウェハ２を並列接続させ、第１の反充電防止モジュールＳ１を増設して、第１の電池ウェハ２を保護し、第２の反充電防止モジュールＳ２を増設して第２の電池ウェハ３を保護することで、そのうちの１つの電池ウェハが使用できない時、第１の反充電防止モジュールＳ１または第２の反充電防止モジュールＳ２が、回路にある電流が、対応して接続されている第１の電池ウェハ２または第２の電池ウェハ３への充電を回避でき、ホットスポット効果とエネルギー消費を阻止して、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３を保護するという目的を達する。
【００３９】
後文の説明に便宜を図るために、第１の反充電防止モジュールＳ１の所在分岐路を第１の反充電防止分岐路と定義し、第２の反充電防止モジュールＳ２の所在分岐路を第２の反充電防止分岐路と定義し、第１の反充電防止分岐路、第２の反充電防止分岐路とバイパスモジュールＳ３の所在分岐路が並列で形成された回路を反充電防止回路と定義する。
【００４０】
図６に示すように、反充電防止回路に電流があり、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３が遮蔽されるかまたは破損した時、バイパスモジュールＳ３を介して第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３の所在光発電タイルの反充電防止回路から電流を直接流し出すことで、上記第１の反充電防止モジュールＳ１と第２の反充電防止モジュールＳ２が当該電流を消費するのを回避できる。
【００４１】
一部の実施例において、図１と図３に示すように、露天環境による電子デバイスへのダメージを避けるために、本願実施例が提供する光発電タイルは接続箱１０２をさらに含む。当該接続箱１０２は平板部１０の内面に設けられる。第１の反充電防止モジュールＳ１、第２の反充電防止モジュールＳ２とバイパスモジュールＳ３はいずれも接続箱１０２内に設けられる。従って、接続箱１０２により第１の反充電防止モジュールＳ１、第２の反充電防止モジュールＳ２とバイパスモジュールＳ３を保護できるだけではなく、平板部１０を接続箱１０２の保護傘とすることもでき、露天太陽光の直接照射によるダメージから接続箱１０２を保護することで、第１の反充電防止モジュールＳ１、第２の反充電防止モジュールＳ２とバイパスモジュールＳ３の二次保護を実現している。第１の反充電防止モジュールＳ１、第２の反充電防止モジュールＳ２、バイパスモジュールＳ３のうちの１つまたは複数が破損した場合、接続箱１０２から破損したモジュールを直接除去し、新たなモジュールと交換してもよく、これにより第１の反充電防止モジュールＳ１、第２の反充電防止モジュールＳ２とバイパスモジュールＳ３のメンテナンスをより利便にする。
【００４２】
図６に示すように、上記第１の反充電防止モジュールＳ１、第２の反充電防止モジュールＳ２とバイパスモジュールＳ３はいずれも片方向導通機能を有する反充電防止デバイスである。例えば、ダイオードであれば、ダイオードの負極は正極接続端子Ｕ＋に接続されており、ダイオードの正極は第２の電池ウェハ３または第１の電池ウェハの正極２に接続されている。
【００４３】
図１、図３と図４に示すように、平板部１０の内面に実装ブロック１０１をさらに設ける場合、上記接続箱１０２の位置が実装ブロック１０１を避けて設置するべきである。一般的に実装ブロック１０１と接続箱１０２間の間隔は４０ｍｍよりも小さくてはならず、勿論実際の情況に応じて両者間の距離を設定することもできる。同時に、図４に示すように、これにあわせて光発電タイルのバスバー１０３を隆起部の内面に設置して、バスバー１０３が長い間露天で設置されることによる損耗を防止するとともに、リードが、接続箱１０２内に位置する第１の反充電防止モジュールＳ１、第２の反充電防止モジュールＳ２とバイパスモジュールＳ３に接続されることにも便宜を図る。
【００４４】
第２の電池ウェハ３と第１の電池ウェハ２が良好な封装效果を有することを保証するために、図５に示すように、本願実施例が提供する光発電タイルは、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３を封止するための電池封止層４をさらに含む。電池封止層４は、第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３によって形成された電池層４０と、タイル基体１の外面との間に位置する第１の封止層４１と、電池層４０の受光面に形成された第２の封止層とを含む。第１の封止層４１は第１の接着フィルムを含む。第２の封止層は、電池層４０の受光面に順に積層された第２の接着フィルム４２、密封層４３、透明封止板４４を含む。そのうち、密封層４３は絶縁防水の役割を果たし、ブチルゴム等を用いることができる。第１の接着フィルムと第２の接着フィルム４２は高防水のポリオレフィン接着フィルム、例えばＰＯＥ（Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ポリオレフィン弾性体）接着フィルムを採用することができる。透明封止板４４は可撓性前板またはガラス前板等を用いることができ、高阻水率等の特性を有することで、電池層４０が長い使用寿命を有することを保証する。
【００４５】
タイル基体１が透光材料である場合、光発電タイル透明封止板４４とすることができる。従って、タイル基体１は光発電タイルの全体形状を提供しながら、透明封止板４４の役割も実現できる。タイル基体１は防水の裏板材料により代替することができる。裏板材料はアルミニウムを含む裏板、ＴＰＴ（Ｔｅｄｌａｒ  ＰＥＴ  Ｔｅｄｌａｒ、ポリフッ化ビニル複合膜）裏板等である。
【００４６】
一部の実施例において、図１〜図５に示すように、本願実施例において隆起部は弧状構造であり、隆起部の（タイル基体１の幅方向に沿った）横断面は半円形であり、１つの隆起部の外面に第２の電池ウェハ３を形成し、平板部１０の外面に第１の電池ウェハ２を形成する。隆起部をタイル基体１の当接部材とする場合、上記隆起部の数は２つであり、２つの隆起部はそれぞれ第１の隆起部１１と第２の隆起部１２である。平板部１０は第１の隆起部１１と第２の隆起部１２との間に設置される。図１と図２に示すように、第１の隆起部１１における、平板部１０の第１の端ａと一致する一端の隆起外径は第１の隆起部１１における、平板部１０の第２の端ｂと一致する一端の隆起内径と等しい。第２の隆起部１２における、平板部１０の第１の端ａと一致する一端の隆起外径は第２の隆起部１２における、平板部１０の第２の端ｂと一致する一端の隆起内径と等しい。第１の隆起部１１の内面隆起半径は第２の隆起部１２の外面隆起半径と等しい。従って、第１の隆起部１１と第２の隆起部１２は、一端が小さく、一端が大きいラッパ状構造を呈するため、２つの光発電タイルをタイル基体１の長手方向に沿って当接させることができる。
【００４７】
雨水の侵入を防止するために、光発電タイルの所在環境の通年の風向に応じて、タイル基体１の幅方向に沿って、隣接する２つの光発電タイルを左当接または右当接の方式で当接することができる。例示として、１つの光発電タイルの第１の隆起部１１の内面はもう１つ光発電タイルの第２の隆起部１２の外面と接触する。もう一つの例示として、そのうちの１つの光発電タイルの第１の隆起部１１の外面はもう１つ光発電タイルの第２の隆起部１２の内面と接触する。
【００４８】
図９に示すように、本願のもう一部の実施例では光発電タイル２００をさらに提供する。当該光発電タイル２００と、上記いずれかの実施例が提供する光発電タイル１００との違いは以下の通りである。
【００４９】
図７〜図９に示すように、光発電タイル２００において第１の電池ウェハ２は、直列接続されている複数のサブ第１の電池ウェハ２０を含む。そのうち、第１の電池ウェハ２は平板部１０に設けられ、その各部分の受光面積と光照射強度は同一であるため、複数のサブ第１の電池ウェハ２０の配列方式は比較的自由である。
【００５０】
勿論、光発電タイル１００に含まれた第１の電池ウェハ２の具体的な構造は図８と図９の方式を参照して設置することもできる。
【００５１】
図８〜図９に示すように、光発電タイル２００において第２の電池ウェハ３は、並列接続されている複数組のサブ第２の電池ウェハ３０を含み、第２の反充電防止分岐路は、正極接続端子Ｕ＋と負極接続端子Ｕ−の間に並列接続されている複数の反充電防止分路を含み、各反充電防止分路は１つのサブ反充電防止モジュールを含み、複数の反充電防止分路に含まれたサブ反充電防止モジュールは上記反充電防止モジュールを構成する。言い換えれば、第２の反充電防止モジュールは複数のサブ第２の反充電防止モジュールを含む。
【００５２】
上記複数のサブ第２の反充電防止モジュールを複数組のサブ第２の電池ウェハと逐一対応して直列接続し、複数組のサブ第２の電池ウェハの正極を複数のサブ第２の反充電防止モジュールと逐一対応して接続することで、サブ第２の反充電防止モジュールにより、回路に電流がある時、電流が、遮蔽されたまたは破損した一組のサブ第２の電池ウェハに流れ込むのを防止する。そのうち、各組のサブ第２の電池ウェハは少なくとも２つの直列または並列接続されているサブ第２の電池ウェハ３０を含む。
【００５３】
図８と図９に示すように、上記第２の電池ウェハ２が並列接続されている複数組のサブ第２の電池ウェハを含む場合、各反充電防止分岐路に含まれるサブ反充電防止モジュールをダイオードとすることで、ダイオードの負極を正極接続端子Ｕ＋に接続し、ダイオードの正極を各組のサブ第２の電池ウェハの正極に接続する。
【００５４】
図７〜図９に示すように、本願実施例では、隣接する２つのサブ第１の電池ウェハ２０を互いに独立させて、隣接する２つのサブ第１の電池ウェハ２０間の独立と絶縁を保証していると理解できる。同様に、隣接する２つのサブ第２の電池ウェハ３０も相互の独立を保持すべきである。
【００５５】
第２の電池ウェハ３の設置位置が隆起部の外面にあり、隆起部の隆起高さが位置の違いにより相違するため、第２の電池ウェハ３の異なる部位の受光面積と光照射強度は異なる。しかし、平板部１０によって形成された第１の電池ウェハ２にはこのような問題が存在しない。従って、隆起部の隆起高さに近い所に第２の電池ウェハ３を設置するように選択する。具体的に、第２の電池ウェハ３が複数組のサブ第２の電池ウェハを含む場合、複数組のサブ第２の電池ウェハは隆起高さに近い部位に設置される。
【００５６】
例示的なものとして、図７に示すように、本願実施例ではタイル基体１の長手方向に沿って、隆起部の隆起高さに近くなっている。よって、本願実施例において複数組のサブ第２の電池ウェハを前記タイル基体１の長手方向（即ち、図７における方向Ｘ）に沿って隆起部の外面に設け、各組のサブ第２の電池ウェハ内の各サブ第２の電池ウェハ３０をタイル基体１の長手方向に沿って隆起部に設けることで、各サブ第２の電池ウェハ３０の受光面積と光照射強度を近づけ、各組のサブ第２の電池ウェハ内の各サブ第２の電池ウェハ３０の直列接続時の電流ロスは比較的少なくしている。
【００５７】
上記サブ第１の電池ウェハ２０と上記サブ第２の電池ウェハ３０の数に至っては、直列接続後、すべてのサブ第２の電池ウェハ３０上の端子電圧がすべてのサブ第１の電池ウェハ２０上の端子電圧と等しいという制約を考慮する必要があるとともに、サブ第２の電池ウェハ３０のタイル基体１の長手方向における長さが等しいという制約を両立し、これにより、隆起部の面積を最大限利用する。
【００５８】
またさらに、本願実施例ではサブ第２の電池ウェハ３０とサブ第１の電池ウェハ２０を並列接続する時、以下の２つの要件から考慮すべきである。
【００５９】
第１の要件：タイル基体１の長手方向に沿う第２の電池ウェハ３の長さと、タイル基体１の長手方向に沿う第１の電池ウェハ２の長さとの差を５０ｍｍ以下とすることで、タイル基体１の面積の効果的な利用を保証するとともに、一定の建築美観性を保証する。
【００６０】
第２の要件：第２の電池ウェハ３が隆起部の外面に設けられる時の単位面積の隆起部の受光面積と光照射強度と、平板部１０の外面に設けられる時の単位面積の隆起部の受光面積と光照射強度に差異があるため、第２の電池ウェハ３の電圧は第１の電池ウェハ２電圧の９０％−９９％であることを考慮すると、本願実施例では、サブ第２の電池ウェハ３０とサブ第１の電池ウェハ２０との直列接続を選択すれば、第２の電池ウェハ３と第１の電池ウェハ２がともに平板部１０に設けられる時、第２の電池ウェハ３の電圧は、第１の電池ウェハ２の電圧の１％−１０％よりも高いということを保証しなければならない。従って、第２の電池ウェハ３が隆起部に設けられる場合、隆起部に設けられた第２の電池ウェハ３の不均一な受光による発電ロスを元は高出力の電圧を用いて相殺することができるとともに、直列接続の形式で各組のサブ第２の電池ウェハの端子電圧を高めることで、各組のサブ第２の電池ウェハの端子電圧を、直列接続されているサブ第１の電池ウェハ２０の端子電圧と等しくする。
【００６１】
上記２つの要件を考慮すると、本願実施例において各サブ第１の電池ウェハ２０は単結晶シリコン電池ウェハ（略称、ＨＩＴ）であり、単結晶シリコン電池ウェハは、エッジに面取りを有する正方形構造であり、当該構造の単結晶シリコン電池ウェハを正方形の単結晶シリコン電池ウェハと見なして直並列設計計算を行い、当該正方形の単結晶シリコン電池ウェハの辺長を１５６ｍｍに設定し、各サブ第２の電池ウェハ３０にはＣＩＧＳフィルム太陽電池ウェハ（略称ＣＭ）、ＣＩＧＳフィルム太陽電池ウェハという２つの規格があり、第１の規格ＣＭは長さが３１２ｍｍ、幅が４３．７５ｍｍであり、第２の規格ＣＭは長さが２１１ｍｍ、幅が５８ｍｍである。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
【表２】
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【００６４】
【表３】
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【００６５】
【表４】
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【００６６】
そのうち、表２と表４において、ＨＩＴ列数は、ＨＩＴがタイル基体１の幅方向（即ち、方向Ｙ）に沿って配列する行数を指し、ＨＩＴ行数は、ＨＩＴがタイル基体１の長手方向（即ち、方向Ｘ）に沿って配列する行数を指し、ＣＭ直列数は、各組のサブ第２の電池ウェハに含まれたサブ第２の電池ウェハ３０の数を指し、ＣＭ並列数はサブ第２の電池ウェハ３０の組数を指し、ＨＩＴストリング電圧は、直列接続されている複数のサブ第１の電池ウェハ２０の端子電圧を指し、ＣＭストリング電圧は、各組のサブ第２の電池ウェハ３０の端子電圧を指し、長さ差分値は、タイル基体１の長手方向に沿った、すべてのサブ第２の電池ウェハ３０とすべてのサブ第１の電池ウェハ２０の長さとの差を指し、電圧差分値は、電圧差と、直列接続されている複数のサブ第１の電池ウェハ２０の端子電圧との間の百分比を指し、そのうち、電圧差は、各組のサブ第２の電池ウェハ３０の端子電圧と、直列接続されている複数のサブ第１の電池ウェハ２０の端子電圧との差を指す。
【００６７】
表１と表２から分かるように、本願実施例においてサブ第１の電池ウェハ２０とサブ第２の電池ウェハ３０の第１の直並列接続設計の任意結果については、図９に示すように、サブ第１の電池ウェハ２０の数は４つであり、各ウェハは切断する必要がなく、サブ第２の電池ウェハ３０の組数は３つであり、各組のサブ第２の電池ウェハは、５つの直列接続されているサブ第２の電池ウェハ３０を含み、４つのサブ第１の電池ウェハ２０はタイル基体１の長手方向に沿って一列に設置され、３組のサブ第２の電池ウェハはタイル基体１の長手方向に沿って一列に設置され、各組のサブ第２の電池ウェハはタイル基体１の長手方向に沿って一列に設置されている。具体的な回路図は図９を参照されたい。
【００６８】
表３と表４から分かるように、本願実施例においてサブ第１の電池ウェハ２０とサブ第２の電池ウェハ３０の第２の直並列接続設計分析の任意結果は比較的多く、その中の１つを実施例として説明すると、具体的に図８に示すように、タイル基体１の長手方向に沿って、それが１２個のサブ第１の電池ウェハ２０によって１列に配列され、１５個のサブ第２の電池ウェハ３０によって１列に配列されている。本願実施例においてサブ第１の電池ウェハ２０とサブ第２の電池ウェハ３０の第２の直並列接続設計分析結果において、当該実施例にて１２個のサブ第１の電池ウェハ２０は、４つの完全な単結晶シリコン電池ウェハを切断してなるものである。
【００６９】
比較することで分かるように、第１の直並列接続設計分析結果の任意結果は単結晶シリコン電池ウェハを切断する必要がなく、第２の直並列接続設計分析結果の任意結果は単結晶シリコン電池ウェハを切断する必要があるが、その中の並列接続構造が比較的少ないため、反充電防止デバイスとバスバー１０３（図４を参照）を省略することができる。同時に、第１の直並列接続設計分析結果の任意結果と第２の直並列接続設計分析結果の任意結果を用いることで、並列接続されている第１の電池ウェハ２と第２の電池ウェハ３の電圧をできるだけマッチさせて（即ち、できるだけ等しくする）、電流の損失を回避するとともに電圧の損失を避けることができる。
【００７０】
図１０に示すように、本願の一部の実施例では光発電システム３００をさらに提供し、当該光発電システム３００は複数の上記実施例に記載の光発電タイル１００または光発電タイル２００を含む。
【００７１】
従来技術との比較において、本願実施例が提供する光発電システムの有益な效果は上記技術案が提供する光発電タイルの有益效果と同一であり、ここでは改めて説明しない。
【００７２】
具体的に、本願実施例において各光発電タイルに含まれた第１の電池ウェハ２は第２の電池ウェハ３に並列接続される。各光発電タイルは直列接続されることで、電流の最大出力を保証する。
【００７３】
一部の実施例において、図１〜図５、図７と図１０に示すように、各光発電タイルに含まれた隆起部の数は少なくとも２つであり、少なくとも２つの隆起部は第１の隆起部１１と第２の隆起部１２を含み、第１の隆起部１１と第２の隆起部１２は、光発電タイルに含まれたタイル基体１の幅方向（即ち、方向Ｙ）に沿う両端に接続され、タイル基体１の幅方向（即ち、方向Ｙ）に沿って隣接する２つの光発電タイル（第１の光発電タイル５１と第２の光発電タイル５２）のうち、１つの光発電タイルに含まれた第２の隆起部１２の外面は隣接する光発電タイルに含まれた第１の隆起部１１の内面と接触し、タイル基体１の長手方向（即ち、方向Ｘ）に沿って隣接する２つの光発電タイルは当接している。
【００７４】
タイル基体１の長手方向に沿って隣接する２つの光発電タイルは当接している。具体的に言えば、各光発電タイルに含まれたタイル基体１の長手方向に沿って隣接する２つの光発電タイルのうち、１つの光発電タイルに含まれた第１の隆起部１１の外面は隣接する光発電タイルに含まれた第１の隆起部１１の内面と接触し、その中の１つの光発電タイルに含まれた第２の隆起部１２の外面は隣接する光発電タイルに含まれた第２の隆起部１２の内面と接触する。
【００７５】
光発電タイルに含まれた隆起部の数は３、４または４つ以上であってもよく、ここでは具体的に限定しない。
【００７６】
上記実施の形態の説明において、具体的な特徴、構造、材料または特性はいずれか１つまたは複数の実施例または例示において適切な方式で組み合わせることができる。
【００７７】
以上の記載は、本願の具体的な実施の形態に過ぎず、本願の請求範囲はこれにより制限されない。本分野を熟知している当業者が本願で開示した技術範囲内で容易に想到できるいかなる変化または置換は、本願の請求範囲に含まれる。よって、本願の請求範囲は前記請求項の請求範囲を基準とすべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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