特斯拉申请太阳能电池板连接专利 提高竞争机会

 SolarCity通过导电浆料连接重叠的太阳能电池的概念可能有助于特斯拉达到其成本和性能目标。特斯拉新太阳能屋顶产品面临的最大问题之一是如何克服技术和成本效益挑战，阻止其他建筑一体化光伏竞争者进入屋顶太阳能市场。
 
本周，特斯拉被授予这方面的专利或许可以帮助回答其中一些问题。 CB Insights首次报道的该专利是用于固化施加到两个相邻的光伏电池板的导电浆料的方法，即以“级联”或重叠结构排列的太阳能电池，就像特斯拉太阳能屋顶一样。
 
虽然不清楚特斯拉是否正在使用专利中描述的方法来实现其目前的太阳能屋顶生产，但该概念已经存在一段时间了。该专利申请是由solarcity于2016年5月首次提交，在特斯拉收购26亿美元前六个月。
 
特斯拉在5月份开始接受订单，并宣布在8月份首次工作。它还开始发布定价数据，平均价格为21.85美元/平方英尺，这与标准瓷砖或石板屋顶产品具有成本竞争力，但是以每瓦成本为基础，比现在的太阳能电池板价格更贵。
 
平铺的太阳能电池板也面临着核心挑战：从一个瓦片到下一个有效的流动，同时防止雨，风，热和其他屋顶条件，这可能会破坏系统的性能。
 
GTM Research美洲研究主管MJ Shiao指出：“产生电池板与电池板接触的成本是级联或重叠的电池板设计的挑战之一。 “如果有一个更有效和可靠的方法，这将有助于降低成本，提高设计的可行性。”
 
特斯拉的新专利通过使用聚合物膏将一个瓦榫的导电母线连接到另一个瓦楞来攻击挑战。这种糊状物既可以物理地结合两个重叠的结构，也可以让电流从一个电池流到另一个电池，并且意味着比电池之间的焊接金属连接更灵活并且适应更大温度变化。
 
但是，它的主要创新围绕如何电流通过“传送带”，而不是使用批次或固定的过程。特斯拉称之为“示例性在线热固化系统”，根据其专利，它比当前可用的另外两个选项要好：对流炉和加热表面。
 
对流炉的问题是“这种方法的加热效率通常很低，因为大部分热量可能会逃逸到环境中”，专利声明说。此外，“空气必须循环，以确保在条带上发生有效和均匀的对流”，并且“不均匀的气流可能导致条带上的温度不均匀”。
 
加热表面提供了更多的均匀性，但由于在将太阳能电池放置在其上之前需要冷却，因此“加热和冷却可能需要很长时间，从而降低制造系统的生产量。” “此外，大热量的加热和冷却可以消耗大量的能量，并且可能导致大的热应力施加到工具上。
 
特斯拉的专利描述了系统的两个主要部分 - 运行在下面的太阳能晶片的载体和位于上面的加热元件。晶片载体包括聚苯并咪唑(PBI)塑料，一种具有非常低热导率的塑料，以“确保从加热器发出的热量大部分被捕获在加热器和基板载体之间，因此可以有效地固化导电浆料“它还包括一些由空气间隙分开的组件，以允许单个组件在加热时膨胀。
 
位于传送带上方的加热元件还具有许多特征，包括具有“基本上深色涂层”的“辐射块”以提高其效率，“可包括阳极化涂层或高发射率涂层”，厚度介于1和100微米之间。
 
专利说明：“设计良好的系统可以有效地加热条带而不损坏光伏接头，可将导电浆料固化所需的时间缩短至25至60秒。”
 
顺便说一下，特斯拉的钢化玻璃太阳能瓦片正在使用松下和Silevo的技术混合，SolarCity在2014年购买了2亿美元。与大多数建筑集成光伏(BIPV)产品相比，技术并不相同过去十几年来，这些使用低效率薄膜太阳能材料已经不能与多晶硅太阳能电池板竞争。
 
来源：GTM