SolarCity通過(guò)導(dǎo)電漿料連接重疊的太陽(yáng)能電池的概念可能有助于特斯拉達(dá)到其成本和性能目標(biāo)。特斯拉新太陽(yáng)能屋頂產(chǎn)品面臨的最大問(wèn)題之一是如何克服技術(shù)和成本效益挑戰(zhàn)，阻止其他建筑一體化光伏競(jìng)爭(zhēng)者進(jìn)入屋頂太陽(yáng)能市場(chǎng)。
本周，特斯拉被授予這方面的專(zhuān)利或許可以幫助回答其中一些問(wèn)題。 CB Insights首次報(bào)道的該專(zhuān)利是用于固化施加到兩個(gè)相鄰的光伏電池板的導(dǎo)電漿料的方法，即以“級(jí)聯(lián)”或重疊結(jié)構(gòu)排列的太陽(yáng)能電池，就像特斯拉太陽(yáng)能屋頂一樣。
雖然不清楚特斯拉是否正在使用專(zhuān)利中描述的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)其目前的太陽(yáng)能屋頂生產(chǎn)，但該概念已經(jīng)存在一段時(shí)間了。該專(zhuān)利申請(qǐng)是由solarcity于2016年5月首次提交，在特斯拉收購(gòu)26億美元前六個(gè)月。
特斯拉在5月份開(kāi)始接受訂單，并宣布在8月份首次工作。它還開(kāi)始發(fā)布定價(jià)數(shù)據(jù)，平均價(jià)格為21.85美元/平方英尺，這與標(biāo)準(zhǔn)瓷磚或石板屋頂產(chǎn)品具有成本競(jìng)爭(zhēng)力，但是以每瓦成本為基礎(chǔ)，比現(xiàn)在的太陽(yáng)能電池板價(jià)格更貴。
平鋪的太陽(yáng)能電池板也面臨著核心挑戰(zhàn)：從一個(gè)瓦片到下一個(gè)有效的流動(dòng)，同時(shí)防止雨，風(fēng)，熱和其他屋頂條件，這可能會(huì)破壞系統(tǒng)的性能。
GTM Research美洲研究主管MJ Shiao指出：“產(chǎn)生電池板與電池板接觸的成本是級(jí)聯(lián)或重疊的電池板設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)之一。 “如果有一個(gè)更有效和可靠的方法，這將有助于降低成本，提高設(shè)計(jì)的可行性。”
特斯拉的新專(zhuān)利通過(guò)使用聚合物膏將一個(gè)瓦榫的導(dǎo)電母線連接到另一個(gè)瓦楞來(lái)攻擊挑戰(zhàn)。這種糊狀物既可以物理地結(jié)合兩個(gè)重疊的結(jié)構(gòu)，也可以讓電流從一個(gè)電池流到另一個(gè)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(yīng)更大溫度變化。
但是，它的主要?jiǎng)?chuàng)新圍繞如何電流通過(guò)“傳送帶”，而不是使用批次或固定的過(guò)程。特斯拉稱(chēng)之為“示例性在線熱固化系統(tǒng)”，根據(jù)其專(zhuān)利，它比當(dāng)前可用的另外兩個(gè)選項(xiàng)要好：對(duì)流爐和加熱表面。
對(duì)流爐的問(wèn)題是“這種方法的加熱效率通常很低，因?yàn)榇蟛糠譄崃靠赡軙?huì)逃逸到環(huán)境中”，專(zhuān)利聲明說(shuō)。此外，“空氣必須循環(huán)，以確保在條帶上發(fā)生有效和均勻的對(duì)流”，并且“不均勻的氣流可能導(dǎo)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(yáng)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(zhǎng)時(shí)間，從而降低制造系統(tǒng)的生產(chǎn)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(dǎo)致大的熱應(yīng)力施加到工具上。
特斯拉的專(zhuān)利描述了系統(tǒng)的兩個(gè)主要部分 - 運(yùn)行在下面的太陽(yáng)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(dǎo)率的塑料，以“確保從加熱器發(fā)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(dǎo)電漿料“它還包括一些由空氣間隙分開(kāi)的組件，以允許單個(gè)組件在加熱時(shí)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(yáng)極化涂層或高發(fā)射率涂層”，厚度介于1和100微米之間。
專(zhuān)利說(shuō)明：“設(shè)計(jì)良好的系統(tǒng)可以有效地加熱條帶而不損壞光伏接頭，可將導(dǎo)電漿料固化所需的時(shí)間縮短至25至60秒。”
