CN101569018B - 密封光伏设备 - Google Patents
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Abstract
用于产生光伏电的组件，其具有至少一部分对光能透明的外部组件。该外部组件界定了内部体积。该外部组件可由具有通向外部环境的开口的第一结构构件制成，其中所述开口由至少一个边缘界定。该外部组件还可具有第二结构构件，该构件具有与所述开口的边缘对应的凹部。以此方式，所述第一结构构件的边缘与所述第二结构构件的所述对应凹部结合，并且所述边缘通过密封件与所述对应凹部结合。一个或更多光伏器件被布置在所述内部组件体积内。每一个这样的光伏器件均能够接收光并响应光而产生光伏电。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求于2006年10月6日递交的美国临时专利申请号60/849,882的优先权，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。
技术领域
本申请针对光伏太阳电池结构。具体地，本申请针对包围有源光伏器件的光伏面板或模块的环境密封壳体。
背景技术
图1是常规光伏器件的示意性框图。光伏模块10通常可具有布置在其内的一个或更多个光伏电池12a-b。通常通过在导电材料层18与透明材料层16之间布置半导体结14来制造光伏电池。
透明材料层16可以是形成阴极/阳极对的一侧的透明导电材料。或者，如果透明材料不存在，则阴极/阳极可直接形成在半导体层上，使得光可在其间通过。
在任何情况下，光照射在光伏模块10上并透射通过透明导电材料层16。在半导体中，光子与材料相互作用以在半导体结层14中形成电子-孔穴对。半导体通常被掺杂，由此形成从半导体结层14延伸的电场。因此，当由阳光在半导体内形成孔穴及/或电子时，它们将根据器件的极性而迁移至透明导电材料层16或导电材料层18。这种迁移在电池内形成电流，该电流被导出电池以进行存储和/或即时使用。
显示了太阳电池12a的一个导电结通过导电耦合器8与另一太阳电池12b的相对结电耦合。以此方式，在一个电池中形成的电流可传递至另一个电池，最终在该电池处被收集。当前在图1中示出的设备示出了太阳电池串联耦合的情况，由此形成了更高电压的器件。在另一种方式下，(未示出)太阳电池可并联耦合，由此提高了生成的电流而非电压。在任何情况下，本申请针对任何太阳电池设备，无论其以串联、并联、或以其任何组合的方式电耦合。
图2是光伏设备的示意性框图。光伏设备具有光伏面板20，其包括有源光伏器件，例如以上所述的器件(例如，光伏模块10)。光伏面板20可由一个或多个光伏电池、光伏模块、或其它类似的光伏器件，单个地或多个地，独立或相互组合而形成。框22围绕容纳有源光伏器件的光伏面板的外边缘。框22可水平或呈角度布置。
图3是图2所示光伏设备的侧视剖视图。在此例中，沿以上图2所示的线A-A获得该剖面。光伏面板具有布置在框22内的光伏器件50(例如，光伏电池12)。玻璃、塑料或其它透明屏障26由框22支持而将光伏器件18与外部环境隔离。在一些常规光伏设备中，叠层24布置在光伏器件50与透明屏障26之间。
光照射通过透明屏障26，并照射在光伏器件18上。当光照射在光伏器件18上并被其吸收时，与图1所述相似，可以产生电。
很多太阳电池结都对湿气敏感。经过一定时间，外部环境的湿气及其它部分会渗入太阳电池组件并导致太阳电池结腐蚀。虽然透明屏障26被设计用于遮挡光伏器件18免受上述外部环境的影响，但很多情况下由透明屏障26提供的保护并不足够。
在很多常规光伏面板中，透明屏障26被楔入框内并被橡胶垫密封件围绕。本领域技术人员可理解，透明屏障26以及垫圈密封件通常并不能将设备内部与外部环境真正地隔离。事实上，甚至在一开始，垫圈都会使一定量的外部环境物质渗入由框24及透明屏障26界定的体积中。
虽然这样的密封件在其使用初期可提供基本足够的保护，但橡胶密封件会随时间腐蚀及/或分解。因此，随着时间的推移，外部环境物质中的更多的部分将进入到光伏器件18的半导体部分上，由此会劣化其性能。
在一些常规应用中，叠层24被置于光伏太阳器件50与透明屏障26之间。该叠层24可被加热，由此其融化并附着至光伏器件50以及透明屏障26上，从而为光伏器件18提供进一步的环境保护。
用在光伏设备中的一种上述类型的叠层是乙烯醋酸乙烯(EVA)。EVA被用于有源光伏器件，其被加热并随后在压力下熔合至器件及叠层材料。在约85℃的温度下，EVA熔化并流入光伏器件周围的体积内，并且在大约120-125℃的温度下，EVA开始交联。以此方式，利用EVA作为叠层24，将透明屏障26密封在太阳电池上。
因此，透明屏障26和垫圈一起通过阻止大部分的外部环境物质进入由透明屏障26与框界定的体积内，而试图成为组件的第一道防御。叠层可起到独立于任何垫圈的备用保护线的作用。实践中，边缘密封通常被认为是任选的。
但是，即使具有该双层环境防护，还是要避免外部环境物质的强大侵入，因为常规组件设计中的一个弱点存在于太阳电池的边缘。在一些情况下，这些边缘已经包涂有机聚合物以防止湿气或其它环境污染物腐蚀太阳电池结。同样的，如橡胶垫圈的情况一样，虽然这样的有机聚合物耐水，但其并非不渗水。因此，与橡胶垫圈类似，经过一定时间进入组件体积内的环境物质会不利地影响该屏障的功效，再经过一定时间，甚至会使太阳电池劣化。
应当注意，以上讨论仅就一般性质而言。在本申请中对具体参考文献的讨论或引用不应被解释为承认这些参考文献是本发明的现有技术。
附图说明
结合在本说明书中并作为本说明书的一部分的附图说明了本发明的一个或更多实施方案并与详细说明一起用于解释本发明的原理和应用。
在图中：
图1是常规光伏器件的示意性框图。
图2是常规光伏设备的示意性框图。
图3是图2所示光伏设备的侧视剖视图。
图4是示例性光伏设备的切面(slice)示意图。
图5是图3的光伏设备沿图3中光伏设备的纵轴的剖视图。
图6a是外部透明屏障的开口的正视图，其详细示出了开口的边缘的轮廓。
图6b是罩的正视图，其详细示出了位于该罩上的凹部。
图7是详细示出置于罩的凹部内的一部分密封剂材料的侧视剖视图。
图8是详细示出正在被加热并且至少部分被熔化的密封剂的侧视剖视图。
图9是详细示出一个实施方案的侧视剖视图，在该实施方案中，外部透明屏障与罩相接触。
图10是详细示出另一个实施方案的侧视剖视图，在该实施方案中，外部透明屏障与罩相接触。
图11是另一密封实施方案的剖视图。
图12是图3的外部透明屏障与框的结合部的放大图。
详细说明
以下就使用熔化玻璃料的气密密封太阳电池构造来描述本发明的实施方案。本领域的普通技术人员将理解本发明的以下详细说明仅是示例性质而非意在构成任何方面的限制。基于本公开内容，本领域的技术人员将理解本发明的其它实施方案是显而易见的。现将具体参考附图所示的本发明的应用。将在附图及以下详细说明中使用相同的参考标号来表示相同或类似的部件。
为了清楚起见，并未示出和说明本文所述的应用的全部常规特征。当然可以理解的是，在开发任何这样的实际应用的过程中，必须做出大量针对应用的具体决定以实现开发者的具体目的，例如满足应用及商业相关的要求，并且这些具体目的由于应用以及研制者的不同而发生变化。此外，可以理解的是，这样的研发会很复杂并极耗时间，但其仍是本领域普通技术人员基于本文的公开内容执行的常规工程手段。
图4是示例性光伏设备的切面(slice)视图。显示了光伏设备28具有壳体及布置在壳体内的光伏器件。尽管光伏器件12a可具有任何几何状态，但在该具体例子中，该光伏器件为平面或矩形形状。光伏器件12a位于外部透明屏障26a内，透明屏障26a用于至少部分地包围光伏器件12a并保护其免受周围环境的影响。虽然示出外部透明屏障26a是圆柱形，但也可使用其它任何几何形状。
在一些选择的实施方案中，本文公开的任何光伏器件均包括刚性衬底。可使用若干不同计量单位(包括但不限于杨氏模数)来测量材料的刚性。在固体力学中，杨氏模数(E)(也称为杨氏模量、弹性模量、弹性模数或拉伸模数)是对给定材料的刚度的度量。对于较小应变，其被定义为应力的变化率与应变的比率。可根据在材料样本上进行的张力测试期间生成的应力-应变曲线的斜率来通过试验确定杨氏模数。在下表中给出各种材料的杨氏模数。
| 材料 | 以GPa为单位的杨氏模数(E) | 以Ibf/in2为单位的杨氏模数(E)(psi) |
| 橡胶(小应变) | 0.01-0.1 | 1,500-15,000 |
| 低密度聚乙烯 | 0.2 | 30,000 |
| 聚丙烯 | 1.5-2 | 217,000-290,000 |
| 聚对苯二甲酸乙二酯 | 2-2.5 | 290,000-360,000 |
| 聚苯乙烯 | 3-3.5 | 435,000-505,000 |
| 尼龙 | 3-7 | 290,000-580,000 |
| 铝合金 | 69 | 10,000,000 |
| 玻璃(所有类型) | 72 | 10,400,000 |
| 黄铜和青铜 | 103-124 | 17,000,000 |
| 钛(Ti) | 105-120 | 15,000,000-17,500,000 |
| 碳纤维增强塑料(单向，沿晶粒) | 150 | 21,800,000 |
| 熟铁及钢 | 190-210 | 30,000,000 |
| 钨(W) | 400-410 | 58,000,000-59,500,000 |
| 碳化硅(SiC) | 450 | 65,000,000 |
| 碳化钨(WC) | 450-650 | 65,000,000-94,000,000 |
| 单碳纳米管 | 1000+ | 145,000,000 |
| 金刚石(C) | 1050-1200 | 150,000,000-175,000,000 |
在本申请的一些实施方案中、当利用具有20Gpa或更大、30Gpa或更大、40Gpa或更大、50Gpa或更大、60Gpa或更大、或70Gpa或更大的杨氏模数的材料进行制造时，该材料(例如，有源光伏器件的衬底)被视为刚性的。在本申请的一些实施方案中，当材料的杨氏模数在一定应变范围内为常量时，该材料(例如，有源光伏器件的衬底)被视为刚性的。这样的材料被称作线性的，并被认为遵循Hooke定律。因此，在一些实施方案中，有源光伏器件的衬底由遵循Hooke定律的线性材料制成。线性材料的例子包括但不限于钢、碳纤维以及玻璃。橡胶及泥土(除在极低应变下外)为非线性材料。在一些实施方案中，当承受较大范围力内的任何大小的力(例如，在1达因与105达因之间、在1000达因与106达因之间、在10,000达因与107达因之间)，其遵循弹性的较小形变理论，使得当承受上述力时材料仅发生较小的拉伸或缩短或其它形变时，材料被视为是刚性的。要求这些示例性材料具有小的形变(或形变的梯度)，在数学上是指，当暴露至上述力时，和这些量的一次方相比，这些量中任意一个的二次方小得可以忽略不计。另一种说明对刚性材料的要求的方法是这些材料在较大范围的力的情况下可由仅具有线性项的应变张量来表示。在Borg，1962，Fundamentals of Engineering Elasticity，Princeton，New Jersey，第36-41页中说明了材料的应变张量。在一些实施方案中，当具有足够尺寸及大小的材料的样本在重力作用下不会弯曲时，就将该材料视为刚性的。
提供罩30以与透明屏障26a的外部开口端的端部配合。当罩30与外部透明屏障26a结合时，其完成了对光伏设备的密封，由此将光伏设备28的内部体积与外部环境隔离开。
图5是图3的光伏设备沿图3中的光伏设备的纵向轴线的剖视图。罩30具有位于其内的凹部或槽32，其基本上符合外部透明屏障26a的径向剖面几何形状。以此方式，当放置成与外部透明屏障26a接触时，罩30将覆盖外部透明屏障26a的开口并与边缘34接触。罩30与外部透明屏障26a的开口的边缘之间的接触在凹部内发生，由此外部透明屏障26a的边缘34位于凹部内。当外部透明屏障26a的边缘34被置于罩30的凹部32中时，可以通过布置在罩30内的凹部32的壁来限制罩30相对于外部透明屏障26a的横向运动。
图6a是外部透明屏障26a的开口的正视图，详细示出了开口的边缘的轮廓。图6b是罩30的正视图，详细示出了位于其上的凹部32。以此方式，示出了外部透明屏障26a的开口的边缘的轮廓对应于布置在罩30内的凹部32。其还用于示出外部透明屏障26a的开口以及罩30的凹部32在彼此靠近或接触时将配合在一起。
在图7中，密封剂材料36的一部分置于罩30的凹部内，凹部由罩30的壁38a-b界定。在一个实施方案中，密封剂材料可以是玻璃、或片状玻璃或粉末玻璃的固体块。当然也可使用其它密封剂材料。
在图8中，密封剂36被加热并至少部分熔化。因此，熔化的密封剂36流入罩30的凹部内。
在图9中，外部透明屏障26a与罩30发生接触。外部透明屏障26a的边缘34与熔化密封剂36发生接触。因此，当外部透明屏障26a的边缘34遇到熔化的密封剂36时，密封剂流至边缘34周围。
在图10中，外部透明屏障26a与罩30完全接触。此时，密封剂已经被置于凹部内。具体而言，密封剂已经被置于外部透明屏障26a的边缘34的两侧周围。以此方式，在外部透明屏障26a周围形成两侧密封。这使得围绕外部透明屏障26a的边缘34形成环境密封。
在一种情况下，在图10中基本示出的两侧密封使作用在外部透明屏障26a的壁上的力平衡。因此，壁的寿命可被延长，因为其在两侧不会承受过大的不平衡的应力，换句话说，其将不会承受拉伸应力。不同的是，因为两侧密封，所述设备承受压缩应力。
图11是另一实施方案的剖视图。在该例中，外部透明屏障26b的壁具有布置在其端部上的凹入构件38。罩30a具有由延伸边缘界定的端部。罩30a的延伸边缘的形状对应于外部透明屏障26b上凹入构件38的形状。在此例中，密封剂被置于凹入构件内并至少部分熔化。罩30a的延伸边缘置于凹入构件38内，由此形成密封。以此方式，尽管手段被倒转，但使边缘与充满密封剂的凹部配合的工艺仍然可以完成。
上述设备并不局限于以上示出的单一的透明或细长壳体。事实上，两侧密封以及形成诸如上述的环境密封的能力可被用于常规光伏组件。以图2及图3所示的设备为例。与此前细长及/或单一外部透明屏障的图中所示非常类似的，可使平坦或平面状透明屏障26与框配合。
图12是图3的外部透明屏障与框的结合部的放大图。在此方式中，透明屏障26配合在容纳了熔化密封剂的框的槽中。在此方式中，双侧配合密封可应用至常规外观的光伏组件中。在透明屏障26是玻璃并且框22是金属的情况中，该组件围绕由玻璃-金属及/或玻璃-玻璃密封件保护的内部体积。此外，该密封对于非凹入构件是双面的。就平面或矩形或多面太阳组件而言，凹入构件及边缘构件可与图12所示的情况相反。在此情况下，凹部可形成在外部透明屏障26上，而框22的特征在于具有延伸边缘。
可以多种方式来实现密封剂的加热及熔化。温度可升高至使得密封剂软化和/或熔化的值。可通过诸如直接与热表面接触、感应加热金属部件、接触火焰或热空气、或者吸收来自激光的光等方式来进行加热。在一个实施方案中，可在凹部外熔化密封剂，然后在其处于至少部分熔化阶段时将其加入凹部。
在一个实施方案中，密封剂是玻璃。在另一实施方案中，玻璃是玻璃质的。其它可用的密封剂可包括附着至玻璃的金属焊料、其它低温熔点金属、或具有较好的环境密封特性的陶瓷。
如图所示的外部透明屏障26是密封太阳器件并对太阳电池提供支撑及保护的任何透明屏障。外部透明屏障26a的尺寸及大小由其内容纳的单个或多个器件的尺寸及大小决定。外部透明屏障26a可由玻璃、塑料或其它任何合适的材料制成。可用于制造透明管状壳体310的材料的例子包括但不限于玻璃(例如，作为例子的钠钙玻璃)、诸如聚甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸树脂、聚碳酸酯、含氟聚合物(例如，Tefzel或Teflon)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、Tedlar或一些其它的合适的透明材料。
在一些具体实施方案中，外部透明屏障26由玻璃制成。本发明涵盖用于透明管状或透明细长壳体的各种玻璃，其中一些玻璃在本节进行了描述，其它玻璃是相关领域的技术人员已知的。普通玻璃包含约70％的无定形二氧化硅(SiO2)，无定形二氧化硅是在石英及其多晶型物沙子中发现的相同的化合物。在一些实施方案中，通过加入其它化合物或加热处理，改进或甚至完全改变普通玻璃的性质。
如上所述，在一些实施方案中，外部透明屏障26由纯净塑料制成。塑料可以是玻璃的廉价替代品。但是，塑料材料通常在受热时更不稳定，具有较差的光学特性，并且不能防止水分子穿过外部透明屏障26a。如果不对最后一个缺陷进行补救，该缺陷会对光伏器件造成损坏并会大大缩短其寿命。
各种材料可用于生产外部透明屏障26，包括但不限于，聚氨脂聚合物、丙烯酸聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、含氟聚合物、硅树脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、硅胶、环氧化物、乙烯醋酸乙烯(EVA)、全氟烷氧基氟碳(PFA)、尼龙/聚酰胺、交联聚乙烯(PEX)、聚烯烃、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚四氟乙烯(PTFE)、热塑性共聚物(例如，
其通过聚合乙烯及四氟乙烯：
单体而获得)、聚氨脂、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、
乙烯基、以及
或其任何组合或变体。
外部透明屏障26可包括多个透明管状或透明细长壳体层。在一些实施方案中，每个透明管状壳体均由不同材料制成。
外部透明屏障26可呈任何几何形状，尽管在图中其为圆柱形。外部屏障的其它剖面可以是任何形状或具有任何数量的边，包括具有任意n边多边形的剖面。多边形剖面的这些边无需在长度上彼此相同。具体而言，其可用于细长到多壁或(在纯弓形屏障的情况下)全壁(omni-wall)的外部透明屏障。一般而言，上述讨论可用于对太阳电池提供支撑及保护的任何透明细长壳体。更一般地，本说明书应被视为应用至常规光伏组件的一般矩形结构。因此，所有这些都应被视为落入本发明的***及方法的范围内。
附图中的光伏器件的形状可以是任何形状或尺寸，只要其能被装配进套管状外部壳体内。此外，尽管仅示出了一个器件，附图及说明应被解释为涵盖套管状外部壳体内的任何数量的光伏器件。
取决于使用的材料，可以实现10-9cc/秒、10-8cc/秒、10-7cc/秒、10-6cc/秒、10-5cc/秒(全部在标准压力及温度下)的氦泄漏速率。因此，应认为公开了10-5cc/秒-10-7cc/秒、10-6cc/秒-10-8cc/秒、10-7cc/秒-10-9cc/秒的所有范围。小于10-8cc/秒的泄漏速率应被认为是气密密封。
在一些实施方案中，密封剂罩30与外部透明屏障26a的壁之间形成的密封具有10-4g/m2·天或更小的水蒸气传输率(WVTR)。在一些实施方案中，在密封剂罩30与外部透明屏障26a的壁之间形成的密封具有10-5g/m2·天或更小的水蒸气传输率(WVTR)。在一些实施方案中，在密封剂罩30与外部透明屏障26a的壁之间形成的密封具有10-6g/m2·天或更小的水蒸气传输率(WVTR)。在一些实施方案中，在密封剂罩30与外部透明屏障26a的壁之间形成的密封具有10-7g/m2·天或更小的水蒸气传输率(WVTR)。在一些实施方案中，在密封剂罩30与外部透明屏障26a的壁之间形成的密封具有10-8g/m2·天或更小的水蒸气传输率(WVTR)。
在一些实施方案中，在密封剂罩30与外部透明屏障26a的壁34之间的密封利用玻璃、粉末玻璃或更通常的陶瓷材料实现。在优选实施方案中，该玻璃或陶瓷材料具有200℃至450℃的熔化温度。在实施方案中，该玻璃或陶瓷材料具有300℃与450℃的熔化温度。在实施方案中，该玻璃或陶瓷材料具有350℃与400℃的熔化温度。
涵盖用于产生光伏电的组件。该组件由至少一部分对光能透明的外部组件形成，并界定内部组件体积。外部组件可由第一结构构件形成，该第一结构件具有对外部环境的开口，其中该开口由至少一个边缘界定。外部组件还具有第二结构构件，其具有与所述开口的边缘对应的凹部。以此方式，第一结构构件的边缘与第二结构构件的对应凹部结合，并且所述边缘通过密封件与所述对应凹部结合。光伏器件布置在所述内部组件体积内。光伏器件可接收光并响应光而产生电。
第一结构构件可由透明构件形成。在一个例子中，第一结构构件是细长结构。在更具体的例子中，第一结构构件是管状结构。第一结构构件可具有弓形特征。或者，第一结构构件的特征在于具有n边多边形剖面，其中n是大于2的整数。第二结构构件可以是金属罩。
第二结构构件可由透明构件制成。在一个例子中，第二结构构件是细长结构。在更具体的例子中，第二结构构件是管状结构。第二结构构件可具有弓形特征。或者，第二结构构件的特征在于n边多边形剖面，其中n是大于2的整数。第一结构构件可以是金属罩。
用于产生光伏电的组件的特征还可以在于具有外部组件，该外部组件的至少一部分对光能透明。该外部组件的特征在于具有端部。该端部的特征在于界定开口的边缘，其中该边缘具有至少多个边。
组件还具有罩，该罩的特征在于具有布置在其表面内的凹部。该凹部对应于边缘，其中该罩能够通过将边缘置于凹部内而与细长外部组件配合。
罩通过密封剂固定至细长外部组件，其中所述罩与所述细长外部组件界定气密密封内部体积。光伏器件布置在内部体积内。
在一个例子中，罩与密封剂之间的密封是玻璃到金属的密封。外部组件与密封剂之间的密封可以是玻璃到玻璃的密封。
在一个例子中，外部组件的特征在于一定的长度及宽度，其中所述外部组件的长度至少是宽度的三倍。外部组件可具有弓形特征，或呈管状结构。外部组件的特征还可以在于具有n边多边形的剖面，其中n是大于2的整数。
还考虑了用于产生光伏电的组件。提供了至少一部分对光能透明的细长外部组件。外部组件在端部具有开口，开口具有边缘。边缘具有至少多个边。外部组件的长度基本上大于该外部组件的剖面的宽度。
还提供了在其表面内布置了凹部的罩。该凹部对应于边缘，而罩能够通过将边缘置于凹部内而与细长外部组件配合。利用密封剂将罩固定至细长外部组件，由此形成气密密封的内部体积。一个或更多光伏器件布置在内部体积内，其中一个或更多光伏器件能够接收光并产生电。
可以用外部组件制造用于产生光伏电的组件。外部组件具有对光能透明的第一组件构件。在该外部组件的端部，存在限定开口的端部结构。提供罩以覆盖开口。
第一结构被定义为从罩与端部结构中选择的一个结构。第一结构的特征在于具有边缘。
第二结构被定义为罩与端部结构中不是第一结构的另一个结构。第二结构的特征在于具有布置在其内部的凹部，其中该凹部在形状上与第一结构的边缘的轮廓对应。
第一结构通过附着在边缘周围的密封剂而固定至第二结构上。结合的第一结构与第二结构界定出内部体积。一个或更多光伏器件被布置在内部体积内。
外部组件可具有长度，该长度基本大于外部组件沿其长度的剖面的尺寸。外部组件可包含弓形特征。外部组件可具有多边形剖面。
在一个例子中，第一结构是端部结构。在另一例子中，第一结构是罩。密封剂可以是玻璃。
用于制造光伏组件的方法可包括数个步骤。该方法包括提供具有内部体积的储存构件的步骤。储存构件具有布置在其内的光伏器件，以及具有至少一个壁的外部组件。外部组件具有从外部环境至内部体积的开口。
然后，提供密封构件。来自储存构件或密封构件的第一构件的特征在于具有凹部。储存构件或密封构件中另一个构件，即第二构件，其特征在于在形状上与凹部对应的边缘特征。
密封材料被置于凹部内。密封材料可在处于凹部内时被熔化，或其可在凹部外被熔化并加入凹部。密封剂可完全或部分熔化。
边缘构件被置于至少部分熔化的密封材料内。在将边缘构件置于密封材料中之后，允许密封材料在边缘构件周围固化。这用于密封向内部体积的开口。
因此，说明并示出了具有气密密封的光伏设备。本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的前提下，对本发明可进行各种改进和改变是可能的。当然，在各个附图及伴随的文字中描述的各个特征可被组合在一起。
因此，应当清楚地理解本发明并不意在受到附图中具体描述和说明的具体特征的限制，本发明的概念应由所附权利要求的范围界定。应当理解，在不背离所附权利要求描述的本发明的精神及范围的前提下，可以对本发明进行各种改变、替代以及变换。
虽然已经示出并描述了本发明的实施方案及应用，但本领域的技术人员通过本公开内容可以理解，在不背离本文所述的发明概念的情况下可能实现较以上说明更多的改变。因此，除了所附权利要求的精神之外，本发明并不受任何限制。
Claims (38)
1.一种用于产生电的组件，所述组件包括：
细长外部组件，该细长外部组件的至少一部分对光能透明，并且所述细长外部组件界定出内部组件体积，所述细长外部组件包括：
第一结构构件，其具有通向外部环境的开口，所述开口由至少一个边缘界定；以及
第二结构构件，其具有与所述至少一个边缘对应的凹部，其中所述凹部由第一表面和第二表面限定，且所述第一表面和所述第二表面沿所述凹部的整个长度彼此相对，以及其中所述第二结构构件包括将所述第一表面与所述第二表面分隔开的第三表面；
其中，所述第一结构构件的所述至少一个边缘与所述第二结构构件的所述对应的凹部结合；
其中，所述至少一个边缘通过密封件与所述对应的凹部结合；并且
一个或更多光伏器件被布置在所述内部组件体积内，其中，所述一个或更多光伏器件中的光伏器件能够接收光能并响应于光能而产生电，以及其中
所述一个或更多光伏器件位于从由所述第一结构构件和所述第二结构构件组成的组中选出的第一部分之中，并且
其中非所述第一部分的第二部分从由所述第一结构构件和所述第二结构构件组成的组中选出，其中所述第二部分是与所述第一部分结合的罩，并且所述一个或更多光伏器件和所述细长外部组件之间有间隙。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述第一结构构件至少部分地包括透明构件。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其中所述第一结构构件呈细长形，且其中所述第一部分是所述第一结构构件。
4.根据权利要求1所述的组件，其中所述第一结构构件呈管状，且其中所述第一部分是所述第一结构构件。
5.根据权利要求1所述的组件，其中所述第一结构构件具有弓形特征，且其中所述第一部分是所述第一结构构件。
6.根据权利要求1所述的组件，其中所述第一结构构件的特征在于具有n边多边形剖面，其中n是大于2的整数，且其中所述第一部分是所述第一结构构件。
7.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二结构构件是金属罩，且其中所述第一部分是所述第一结构构件。
8.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二结构构件至少部分地包括透明构件，且其中所述第一部分是所述第二结构构件。
9.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二结构构件呈细长形，且其中所述第一部分是所述第二结构构件。
10.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二结构构件呈管状，且其中所述第一部分是所述第二结构构件。
11.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二结构构件具有弓形特征，且其中所述第一部分是所述第二结构构件。
12.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二结构构件的特征在于具有n边多边形剖面，其中n是大于2的整数，且其中所述第一部分是所述第二结构构件。
13.根据权利要求1所述的组件，其中所述第一结构构件是金属罩，且其中所述第一部分是所述第二结构构件。
14.根据权利要求1所述的组件，其中，
所述第一结构构件至少部分地包括透明构件；
所述第一结构构件是细长管；
所述第二结构构件是金属罩，并且
所述第一部分是所述第一结构构件。
15.根据权利要求1所述的组件，其中，
所述第二结构构件至少部分地包括透明构件；
所述第二结构构件是细长管；
所述第一结构构件是金属罩，并且
所述第一部分是所述第二结构构件。
16.根据权利要求1所述的组件，其中所述外部组件具有10-6cc/秒或更小的氦泄漏速率。
17.根据权利要求1所述的组件，其中所述外部组件具有10-8cc/秒或更小的氦泄漏速率。
18.一种用于产生电的组件，所述组件包括：
(A)细长外部组件，该细长外部组件的至少一部分对光能透明，所述细长外部组件的特征在于具有端部，所述端部的特征在于限定开口的边缘，所述边缘至少具有多个边；以及
(B)罩，具有设置在其表面内的凹部，所述凹部对应于所述边缘，其中所述凹部由第一表面和第二表面限定，且所述第一表面和所述第二表面沿所述凹部的整个长度彼此相对，其中，所述罩能够通过将所述边缘置于所述凹部内而与所述细长外部组件配合，且其中所述罩包括将所述第一表面与所述第二表面分隔开的第三表面；
所述罩通过密封剂固定至所述细长外部组件，所述罩与所述细长外部组件界定出气密密封的内部体积；以及
布置在所述内部体积中的一个或更多个光伏器件，其中所述一个或更多个光伏器件中的光伏器件能够接收光能并响应于光能而产生电，且其中所述一个或更多个光伏器件位于所述细长外部组件之中，所述一个或更多个光伏器件和所述细长外部组件之间有间隙。
19.根据权利要求18所述的组件，其中所述罩与所述密封剂之间的密封是玻璃至金属的密封。
20.根据权利要求18或19所述的组件，其中所述细长外部组件的特征在于长度及宽度，其中所述细长外部组件的所述长度至少是所述宽度的三倍。
21.根据权利要求18所述的组件，其中所述细长外部组件与所述密封剂之间的密封是玻璃至玻璃的密封。
22.根据权利要求18所述的组件，其中所述细长外部组件是管状结构。
23.根据权利要求18所述的组件，其中所述细长外部组件具有弓形特征。
24.根据权利要求18所述的组件，其中所述细长外部组件的特征在于具有n边多边形剖面，其中n是大于2的整数。
25.根据权利要求18所述的组件，其中所述细长外部组件具有10-6cc/秒或更小的氦泄漏速率。
26.根据权利要求18所述的组件，其中所述细长外部组件具有10-8cc/秒或更小的氦泄漏速率。
27.一种用于产生电的组件，所述组件包括：
(A)细长外部组件，该细长外部组件的至少一部分对光能透明，所述细长外部组件的特征在于具有端部，所述端部的特征在于限定开口的边缘，所述边缘至少具有多个边；以及
(B)罩，具有设置在其表面内的凹部，所述凹部对应于所述边缘，其中所述凹部由第一表面和第二表面限定，且所述第一表面和所述第二表面沿所述凹部的整个长度彼此相对，其中，所述罩能够通过将所述边缘置于所述凹部内而与所述细长外部组件配合，且其中所述罩包括将所述第一表面与所述第二表面分隔开的第三表面；
所述罩通过密封剂固定至所述细长外部组件，所述罩与所述细长外部组件界定出气密密封的内部体积；以及
布置在所述内部体积中的一个或更多个光伏器件，其中所述一个或更多个光伏器件中的光伏器件能够接收光能并响应于光能而产生电；其中，
所述细长外部组件的长度大于所述细长外部组件的剖面的宽度，
所述一个或更多个光伏器件位于所述细长外部组件之中，且
所述一个或更多个光伏器件和所述细长外部组件之间有间隙。
28.一种用于产生电的组件，所述组件包括：
细长外部组件，其中所述细长外部组件的至少一部分对光能透明，所述细长外部组件包括：
位于所述细长外部组件的端部的端部结构，其具有被所述细长外部组件的至少一个壁限定的开口；
能够覆盖所述开口的罩；
第一结构，其选自所述罩以及所述端部结构，其特征在于具有边缘；
第二结构，其不是所述第一结构、并选自所述罩以及所述端部结构，其特征在于具有设置在其内的凹部，所述凹部在形状上对应于所述第一结构的所述边缘的轮廓，其中所述凹部由第一表面和第二表面限定，且所述第一表面和所述第二表面沿所述凹部的整个长度彼此相对，以及其中所述第二结构包括将所述第一表面与所述第二表面分隔开的第三表面；
所述第一结构通过密封剂固定至所述第二结构，所述密封剂附着在与所述边缘相关的多个边周围以形成固定密封，从而使所述第一结构与所述第二结构结合，该结合的所述第一结构与所述第二结构界定出内部体积；以及
布置在所述内部体积内的一个或更多个光伏器件，其中所述一个或更多个光伏器件中的光伏器件能够接收光能并响应于光能而产生电，且所述一个或更多个光伏器件与所述细长外部组件之间有间隙。
29.根据权利要求28所述的组件，其中所述细长外部组件的长度大于在沿所述细长外部组件长度上的点处所取的所述细长外部组件的剖面的尺寸。
30.根据权利要求28或29所述的组件，其中所述细长外部组件包含弓形特征。
31.根据权利要求28所述的组件，其中所述细长外部组件具有多边形剖面。
32.根据权利要求28所述的组件，其中所述第一结构是所述端部结构。
33.根据权利要求28所述的组件，其中所述第一结构是所述罩。
34.根据权利要求28所述的组件，其中所述密封剂是玻璃。
35.根据权利要求28所述的组件，其中所述细长外部组件具有10-6cc/秒或更小的氦泄漏速率。
36.根据权利要求28所述的组件，其中所述细长外部组件具有10-8cc/秒或更小的氦泄漏速率。
37.一种用于产生电的组件，所述组件包括：
界定出内部组件体积的细长外部组件，所述细长外部组件的长度大于所述细长外部组件沿其长度的剖面的尺寸，其中，所述细长外部组件的至少一部分对光能透明，所述细长外部组件包括：
端部结构，其位于所述细长外部组件端部，并具有被所述细长外部组件的至少一个壁限定的开口；
罩，其能够覆盖所述开口；
第一结构，其选自所述罩及所述端部结构，其特征在于具有边缘；
第二结构，其不是所述第一结构、并选自所述罩以及所述端部结构，其特征在于具有设置在其内的凹部，所述凹部在形状上对应于所述第一结构的所述边缘的轮廓，其中所述凹部由第一表面和第二表面限定，且所述第一表面和所述第二表面沿所述凹部的整个长度彼此相对，以及其中所述第二结构包括将所述第一表面与所述第二表面分隔开的第三表面；
所述第一结构通过密封剂固定至所述第二结构，所述密封剂附着在所述边缘的两边周围以形成密封，结合的所述第一结构与所述第二结构界定出内部体积；和
布置在所述内部组件体积内的一个或更多个光伏器件，其中所述一个或更多个光伏器件中的光伏器件能够接收光能并响应于光能而产生光伏电，且所述一个或更多个光伏器件和所述细长外部组件之间有间隙。
38.一种制造光伏组件的方法，所述方法包括：
(A)提供储存构件，所述储存构件包括：
具有至少一个壁的细长外部组件，所述至少一个壁界定内部体积，所述细长外部组件具有自外部环境至所述内部体积的开口，所述开口由边缘界定，所述边缘具有多个边；以及
所述内部体积内的一个或更多光伏器件，其中所述一个或更多光伏器件中的光伏器件能够在垂直于所述储存构件的长轴的方向上接收光能，并响应于光能而产生光伏电；
(B)提供覆盖所述开口的密封构件；
其中来自所述储存构件或所述密封构件的第一构件具有凹部；
其中，第二构件，即来自所述储存构件或所述密封构件、除所述第一构件以外的另一构件，具有边缘特征，所述边缘特征在形状上对应于所述凹部；
(C)将密封材料置于所述凹部内；
(D)溶化所述凹部内的至少一部分所述密封材料；和
(E)将所述第二构件的边缘特征置于至少部分熔化的所述密封材料内；
在将所述第二构件的边缘特征置于在所述密封材料内的动作之后，允许所述密封材料在所述第二构件的边缘特征周围固化；
将所述边缘置于至少部分熔化的所述密封材料内的步骤以及允许所述密封材料在所述第二构件的边缘特征周围固化的步骤用于密封通向所述内部体积的所述开口，
其中所述一个或更多光伏器件和所述细长外部组件之间有间隙。
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