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特斯拉申請太陽能電池板連接專利提高競爭機會

2017-09-04 14:17:17 GTM 　點擊量：評論 (0)

SolarCity通過導電漿料連接重疊的太陽能電池的概念可能有助于特斯拉達到其成本和性能目標。特斯拉新太陽能屋頂產品面臨的最大問題之一是如何克服技術和成本效益挑戰，阻止其他建筑一體化光伏競爭者進入屋頂太陽能

SolarCity通過導電漿料連接重疊的太陽能電池的概念可能有助于特斯拉達到其成本和性能目標。特斯拉新太陽能屋頂產品面臨的最大問題之一是如何克服技術和成本效益挑戰，阻止其他建筑一體化光伏競爭者進入屋頂太陽能市場。

本周，特斯拉被授予這方面的專利或許可以幫助回答其中一些問題。 CB Insights首次報道的該專利是用于固化施加到兩個相鄰的光伏電池板的導電漿料的方法，即以“級聯”或重疊結構排列的太陽能電池，就像特斯拉太陽能屋頂一樣。

雖然不清楚特斯拉是否正在使用專利中描述的方法來實現其目前的太陽能屋頂生產，但該概念已經存在一段時間了。該專利申請是由solarcity于2016年5月首次提交，在特斯拉收購26億美元前六個月。

特斯拉在5月份開始接受訂單，并宣布在8月份首次工作。它還開始發布定價數據，平均價格為21.85美元/平方英尺，這與標準瓷磚或石板屋頂產品具有成本競爭力，但是以每瓦成本為基礎，比現在的太陽能電池板價格更貴。

平鋪的太陽能電池板也面臨著核心挑戰：從一個瓦片到下一個有效的流動，同時防止雨，風，熱和其他屋頂條件，這可能會破壞系統的性能。

GTM Research美洲研究主管MJ Shiao指出：“產生電池板與電池板接觸的成本是級聯或重疊的電池板設計的挑戰之一。 “如果有一個更有效和可靠的方法，這將有助于降低成本，提高設計的可行性。”

特斯拉的新專利通過使用聚合物膏將一個瓦榫的導電母線連接到另一個瓦楞來攻擊挑戰。這種糊狀物既可以物理地結合兩個重疊的結構，也可以讓電流從一個電池流到另一個電池，并且意味著比電池之間的焊接金屬連接更靈活并且適應更大溫度變化。

但是，它的主要創新圍繞如何電流通過“傳送帶”，而不是使用批次或固定的過程。特斯拉稱之為“示例性在線熱固化系統”，根據其專利，它比當前可用的另外兩個選項要好：對流爐和加熱表面。

對流爐的問題是“這種方法的加熱效率通常很低，因為大部分熱量可能會逃逸到環境中”，專利聲明說。此外，“空氣必須循環，以確保在條帶上發生有效和均勻的對流”，并且“不均勻的氣流可能導致條帶上的溫度不均勻”。

加熱表面提供了更多的均勻性，但由于在將太陽能電池放置在其上之前需要冷卻，因此“加熱和冷卻可能需要很長時間，從而降低制造系統的生產量。” “此外，大熱量的加熱和冷卻可以消耗大量的能量，并且可能導致大的熱應力施加到工具上。

特斯拉的專利描述了系統的兩個主要部分 - 運行在下面的太陽能晶片的載體和位于上面的加熱元件。晶片載體包括聚苯并咪唑(PBI)塑料，一種具有非常低熱導率的塑料，以“確保從加熱器發出的熱量大部分被捕獲在加熱器和基板載體之間，因此可以有效地固化導電漿料“它還包括一些由空氣間隙分開的組件，以允許單個組件在加熱時膨脹。

位于傳送帶上方的加熱元件還具有許多特征，包括具有“基本上深色涂層”的“輻射塊”以提高其效率，“可包括陽極化涂層或高發射率涂層”，厚度介于1和100微米之間。

專利說明：“設計良好的系統可以有效地加熱條帶而不損壞光伏接頭，可將導電漿料固化所需的時間縮短至25至60秒。”

順便說一下，特斯拉的鋼化玻璃太陽能瓦片正在使用松下和Silevo的技術混合，SolarCity在2014年購買了2億美元。與大多數建筑集成光伏(BIPV)產品相比，技術并不相同過去十幾年來，這些使用低效率薄膜太陽能材料已經不能與多晶硅太陽能電池板競爭。