无旁路二极管的光伏发电系统的制作方法
【专利摘要】本文中描述了一种光伏发电系统，该系统包括不含旁路二极管的太阳能板。太阳能板包括多个光伏子组件，其中多个光伏子组件中的至少两个光伏子组件并联电连接。光伏子组件包括多个电连接的光伏电池组，其中至少两个组串联电连接。光伏组包括多个光伏电池串，其中光伏电池串包括多个串联电连接的光伏电池。光伏电池串并联电连接，并且光伏电池是微系统使能的光伏电池。
【专利说明】无旁路二极管的光伏发电系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年7月6日提交的并且题为“PHOTOVOLTAIC POWER GENERAT1NSYSTEM FREE OF BYPASS D1DES”的第13/543，297号美国专利申请的优先权。该申请的整体通过引用方式并入于此。
[0003]政府利益声明
[0004]本发明是根据桑迪亚公司(Sandia Corporat1n)和美国能源部之间的DE-AC04-94AL85000合同开发的。美国政府对于本发明具有一定的权利。
【背景技术】
[0005]与利用化石燃料发电有关的环境问题连同这些化石燃料的不可再生性质增加了对替代能源的需求。利用可再生能源的示例性电力系统包括太阳能发电系统、风力发电系统、水电发电系统、地热发电系统等。
[0006]常规的太阳能发电系统——尤其那些被用于向住宅提供电力的系统——包括太阳能板，太阳能板包括多个相对大的硅光伏电池(例如，大约六英寸乘以六英寸)。例如，单个的太阳能板可以包括大约七十二个电池。太阳能电池被制造为输出某个电压(例如，硅电池的0.6伏特)，无论在太阳能电池处接收到的特定波长的太阳辐射的量，这个电压近似恒定，并且在太阳能板内太阳能电池串联电连接，因此太阳能板产生大约40伏特。典型的住宅太阳能系统包括若干(例如，5至10个)太阳能板，并且板串联电连接，从而导致数百个电池串联电连接，共同输出近似等于个体电池的电压总和的电压。然而，要注意的是，当太阳能电池和板电串联布置时，跨每个太阳能板中每个电池的电流必须是相等的。
[0007]由于光伏电池的电流与入射到电池上的光成比例，如果串联连接中的一个电池接收低的光水平，整个的串联连接具有低的电流。因此，当一个电池或电池的一部分具有低的光水平(例如，由于遮蔽)时，包括若干太阳能板的典型太阳能发电系统配置会有严重的电流降低(和功率输出降低)。常常，当太阳能发电系统安装在住宅或其他建筑物上时，树木或其他障碍物可能在附近，并且因此，遮蔽至少组件的一部分会频繁发生。
[0008]当跨太阳能发电系统发生某个图案的遮蔽时，除非保护电气装置在适当的位置上，否则太阳能电池会被严重损坏。例如，如果单个太阳能电池被障碍物遮蔽，并且太阳能发电系统中的所有其他电池均被照射，那么该单个电池会被驱动进入反向击穿，以支持由其他电池生成的电流流动。在当前的太阳能发电安装中，电池电流约为5安培，并且硅电池的击穿电压约为60伏特或更高，这依赖于用于生产电池的电池设计和制造技术。由于击穿跨大电池不是均一过程，相对大的电流(5安培)和相对大的功率(多于100瓦特)会导致装置发生故障在短路或开路状态中，从而导致操作不当和对电池、板、和/或安装的永久损坏。
[0009]为防止太阳能发电安装中的光伏电池被驱动进入反向击穿，旁路二极管被有选择地跨电池定位，从而从没有光电流的电池转移电流并且防止这些电池进入击穿区域。然而，旁路二极管的使用消耗太阳能发电安装中的空间，相对昂贵，并且增加了太阳能板的装配时间。而且，使用旁路二极管会导致过多的功率产生损失，因为每个旁路二极管一般保护板中电池的三分之一(例如，板中通常有三个旁路二极管)。因此，如果一个电池被遮蔽，来自被旁路二极管覆盖的所有电池的功率产生将被损失。
【发明内容】
[0010]以下是对本文中更详细描述的主题的简短概要。这个概要不旨在限制权利要求的范围。
[0011]本文中描述的是与光伏发电系统有关的各种技术。更具体地，本文中描述了不含任何旁路二极管的光伏发电系统。在不例性实施例中，光伏发电系统可包括至少一个太阳能板(还称为组件)，太阳能板由多个光伏子组件组成。每个光伏子组件可以具有在50伏特和2000伏特之间的工作电压，并且因此，多个板可以电并联布置。太阳能板的额定工作电压一般位于200伏特和500伏特之间的范围内，这对于常规商品逆变器来说基本上是最佳的，因为美国当今的监管限制为600伏特，尽管所附的权利要求不被这样的监管限制如此限制。此外，在示例性实施例中，光伏子组件的宽度可以小于30厘米并且长度小于30厘米，尽管考虑其它尺寸的子组件。太阳能板中光伏子组件的并联布置便于防止在特定子组件或一组子组件受到遮蔽时，跨这些子组件之一耗散相对大量的功率。
[0012]在另一个示例性实施例中，每个光伏子组件可以包括多个连接电池的组，其中每个组被配置为输出在2伏特和3伏特之间，以及其中至少组的子集串联电连接。光伏组件中的每组连接电池可以包括多个光伏电池串，其中光伏电池串并联电连接。每个光伏电池串可以包括多个串联电连接的光伏电池。太阳能板中光伏电池这种串联/并联/串联/并联的布置便于防止相对大量的电流被驱动通过任何单个光伏电池，当该电池偶然被遮蔽(而太阳能板中的其他电池被照射)时。
[0013]根据示例，用于构造太阳能板的光伏电池可以是使微系统成为可能的光伏电池，其被配置为具有在0.3伏特和2.0伏特之间的工作电压。由于在给定太阳能板中可以包括相对大量的电池(例如，超过30，000个电池)，对于太阳能板上几乎任何可能的遮蔽图案，可以跨单个电池耗散的功率量将不对任何给定电池造成损坏，即使该电池工作在反向击穿。因此，本文中所描述的太阳能板不需要包括旁路二极管，旁路二极管通常被采用以确保当这些电池的一个或多个工作在反向击穿时，太阳能板中的电池不被损坏。这是因为，在本文中所描述的太阳能板中，跨单个电池的功率耗散不会超过损坏电池的阈值，即使这样的电池被击穿。即，电池可以继续在反向击穿无限工作而不遭受损坏，因为可以导入到太阳能板中任何电池的电流量是相对小的。
[0014]如以上所提到的，太阳能板中的光伏电池可以是微系统使能(microsystem-enabled)的电池。根据示例，这样的电池可以是III_V电池，诸如砷化镓电池、磷化铟镓电池、或者砷化铟镓电池。在其它示例性实施例中，光伏电池可包含硅电池。再在其它实施例中，光伏电池可包含锗光伏电池。根据又一示例性实施例，太阳能板可以包括多结光伏电池，其中，每个多结光伏电池可包含多个不同带隙的光伏电池。根据不例，在多结光伏电池中的每个光伏电池可以被一体地串联电连接，使得多结光伏电池的工作电压等于其中相应微系统使能的光伏电池工作电压的总和。在另一个示例性实施例中，单独类型的光伏电池可以有选择地串联和并联布置，其中电串联布置的光伏电池的数目可以取决于期望输出或中间电压。
[0015]其它方面将通过阅读和理解附图和描述来理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1示出包含多个光伏子组件的示例性太阳能板。
[0017]图2示出包含多个电连接光伏电池的光伏组的示例性光伏子组件。
[0018]图3示出包含多个光伏电池串的示例性光伏电池组。
[0019]图4示出包含多个光伏子组件的另一个示例性太阳能板，光伏子组件本身包含相应多个电连接光伏电池组。
[0020]图5示出示例性多结微系统使能的光伏电池。
[0021]图6示出用于构造不包括旁路二极管的太阳能板的示例性方法。
[0022]图7示出用于构造未能包括旁路二极管的太阳能板的示例性方法。
【具体实施方式】
[0023]与光伏发电系统有关的各种技术现在将参照附图描述，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。另外，如本文中所使用的，术语“示例性”旨在意指用作某物的说明或示例，而不旨在指示优选。
[0024]参照图1，示例性的太阳能板100被示出，其不含任何旁路二极管。在示例性实施例中，太阳能板100的长度可以在1米和2米之间，并且宽度在0.5米和1.5米之间。此外，太阳能板100可以被配置为输出在200伏特和300伏特之间，尽管在其它实施例中，太阳能板100可以被配置为输出高达2000伏特。根据特定示例，太阳能板100可以被配置为输出240伏特。如将由本领域技术人员所理解的，然而，太阳能板100可以输出的电压量可以取决于其中采用太阳能板100的应用，并且可以高于或低于200至300伏特范围。
[0025]太阳能板100包括多个光伏子组件102至148。虽然太阳能板100被示出为包括24个光伏子组件，但要理解的是，太阳能板100可以包括更多或更少的光伏子组件，这取决于其中采用太阳能板100中的应用，用于将太阳能板100安装在其上的可用空间量，以及太阳能板100中的光伏子组件102至148的布置。
[0026]在示例性实施例中，光伏子组件102至148可以彼此并联电连接。因此，每个光伏子组件可输出大约相同的电压(例如，在200伏特和600伏特之间)。在另一个示例性实施例中，不是每个光伏子组件102至148均被并联电连接，而是至少光伏子组件102至148中的子集可以连接到功率管理集成电路，其中这样的集成电路可以配置为输出期望的电压和/或电流，期望的电压和/或电流来自于从电连接到集成电路的光伏子组件102至148的子集产生的功率。例如，太阳能板100可以包括被直接连接到每个光伏子组件102至148的单个集成电路。那么功率管理集成电路可使太阳能板100输出功率的最终量处在预定义的、期望的水平(电压和电流)。在另一个示例性布置中，光伏子组件的子集可以并联耦合，并且这样的子集可以连接到功率管理集成电路。例如，光伏子组件的第一子集可以包括可以并联电连接的光伏子组件102、104、106和108。类似地，光伏子组件的第二子集可以包括可以并联电连接的光伏子组件110、112、114和116。光伏子组件的第一子集和光伏子组件的第二子集然后可以连接到集成电路，集成电路执行功率管理以使太阳能板100输出期望功率量。其他的布置也考虑，并且旨在归入所附于此的权利要求的范围内。
[0027]太阳能板100中光伏子组件102至148中至少一些的并联布置有效降低当光伏子组件中的一个或多个光伏电池工作在反向击穿时，任何光伏子组件(或其中的电池)被损坏的可能性。因为光伏子组件102至148中的至少一些电并联布置，当光伏子组件102至148中的至少一个被遮蔽时，组件之间的电流匹配不需要发生。这有效地降低了可能会跨任意一个光伏子组件耗散的功率量，从而降低了当太阳能板100中光伏子组件的至少一部分被遮蔽时损坏该子组件的风险。因此，太阳能板100没有旁路二极管。
[0028]现在参照图2，可以被包括在太阳能板100中的示例性光伏子组件200被示出。根据示例，光伏子组件200的尺寸的长度可以在10厘米和30厘米之间，并且宽度在10厘米和30厘米之间。光伏子组件200包括多个电连接的光伏电池组202至240，其中组202至240串联电连接。虽然光伏子组件200被示出为包括20个组，但要理解的是，光伏子组件200中的组的数量和布置可取决于光伏子组件200输出的期望电压。此外，虽然光伏子组件200被示出为是太阳能板的可定义的、物理的子元件，但是要理解的是，光伏子组件可以由太阳能板中被采用用于连接电池的电路来定义；两种布置都旨在归入所附于此的权利要求的范围内。
[0029]根据示例，光伏子组件200可以包括大约100个组，其中每个组被配置为输出一致的电压；例如，大约2.4伏特。在这样的示例中，光伏子组件200的期望输出是大约240伏特。此外，如将在本文示例中所示出的，一些组可以并联连接。例如，光伏子组件200可以包括第一多个串联连接的组和第二多个串联连接的组，其中第一多个组和第二多个组并联连接。
[0030]在如上所述的示例中，组202至240中的每个组被配置为输出约2.4伏特。即使光伏子组件200中的组202至240的子集被遮蔽，由于电压输出从而相对低并且通过组202至240的电流相对低(在毫安的量级)，即使组中的个体电池工作在反向击穿，跨组202至240耗散的功率不足以使这些组202至240(或其中的电池)遭受损坏。因此，光伏子组件200不需要包含连接到组202至240中的任何组的任何旁路二极管。
[0031]现在参照图3，示例性组300被示出，其可以被包括作为光伏子组件200中的组202至240之一。组300包括多个光伏电池302至332。跟据示例，光伏电池302至332可以是微系统使能的光伏电池，微系统使能的光伏电池是使用微加工概念构建的相对薄(1.0至50微米厚)、小(横向50微米至10毫米)的光伏电池。在另一示例中，光伏电池可以不大于长度2厘米乘以宽度2厘米。例如，通过引用方式并入于此的以下参考文献描述了使用微加工技术构建包含众多光伏电池的光伏组件:NielSon等人的“Microscale C-SI (C)PV Cells for Low-Cost Power，，，34th IEEE Photovoltaic Specialist Conference, June7-102009，Philadelphia, PA, 978-1-4244-2950/90，以及 Nielson 等人的 “Microscale PVCells for Concentrated PV Applicat1ns,，，24th European Photovoltaic Solar EnergyConference, September 21-25, 2009, Hamburg, Germany 3-936338-25-6。总之，这些参考文献描述了一个太阳和具有集成微光学透镜的聚光系统，并且进一步描述了已经使用硅(Si)和砷化镓(GaAs)中的外延剥离制作的、具有超过10%的效率的相对薄的电池。
[0032]据此，光伏电池302至332可以是或包括Si电池、GaAs电池、和/或铟镓磷(磷化铟镓)(InGaP)电池。因此，要理解的是，光伏电池302至332中至少一个可为II1-V族光伏电池。另外或替代地，光伏电池302至332可以包括至少一个锗(Ge)光伏电池。更进一步地，光伏电池302至332可以是、或可被包括在多结电池中，多结电池包括具有不同带隙的不同类型的光伏电池的层。针对其间的介电层，异质集成(例如，竖直堆叠)不同的电池类型可以产生高性能的多结电池，其中光伏板的设计者免于单片电池的晶格匹配和串联连接的约束。
[0033]在示例性实施例中，光伏电池302至332的每个电池可以是多结电池，其中，对于每个多结电池，层被一体地连接。这在相对小的空间量中有效地创建串联电连接的光伏电池串。在另一个示例性实施例中，如将在本文中示出的，多结电池中的电池可以不被一体地连接。在又一个示例性实施例中，光伏电池302至332可以是相同类型(硅)的。还考虑光伏电池的其它布置。
[0034]在示例性实施例中，子组件300可以包括第一光伏电池串334、第二光伏电池串336、第三光伏电池串338和第四光伏电池串340。第一光伏电池串334包括串联电连接的光伏电池302至308。类似地，第二光伏电池串336包括串联电连接的光伏电池310至316。第三光伏电池串338包括串联电连接的光伏电池318至324，并且第四光伏电池串340包括串联电连接的光伏电池326至332。第一光伏电池串334、第二光伏电池串336、第三光伏电池串338和第四光伏电池串340并联电连接。
[0035]如将由本领域技术人员所理解的，不同类型的光伏电池具有不同的工作电压。例如，如果光伏电池302至332是Ge电池，工作电压可以为大约0.3伏特。如果光伏电池302至332为Si电池，那么工作电压可以是大约0.6伏特。如果光伏电池302至332是GaAs电池，那么工作电压可以是大约0.9伏特，并且如果光伏电池302至332是InGaP电池，那么工作电压可以是大约1.3伏特。根据示例，光伏电池302至332可以是Si电池。在这样的示例中，光伏电池串334至340的每个光伏电池串输出约2.4伏特(公共电压)，并且因此组300的输出为大约2.4伏特。在这种情况下，串334、336、338和340针对不同的电池类型具有不同数目的电池，从而接近公共电压。例如，在示例性实施例中，第一光伏电池串334可以包括8个锗电池(8X0.3 = 2.4)，第二光伏电池串336可以包括4个硅电池(4X0.6=2.4)，第三光伏电池串338可以包括3个GaAs电池(3X0.9 = 2.7)，以及第四光伏电池串340可以包括2个InGaP电池(2X1.3 = 2.6)。轻微的电压失配是可以容忍的，并且如果期望的话，可以使用更大数目的电池和更高的电压，以提供更精确的电压匹配。在前面描述的另一个实施例中，功率管理电路可以用于独立地使由不同电池类型的串联连接生成的电压升至公共电压。如果太阳能板100的期望输出是约240伏特，则光伏子组件200可以包括一百个串联电连接的组300。因此，太阳能板100中的每个子组件102至148输出大约240伏特，并且太阳能板100的输出因而是大约240伏特。
[0036]通过使用该示例，太阳能板100包括38，400个电池。当太阳能板100整体被照射时，每个组中的光伏电池302至332生成4毫瓦的电功率。对于微系统使能的光伏电池，即使这个电池工作在反向击穿，跨单个电池的电功率在100毫瓦的量级也没有破坏性。由于如本文中描述的太阳能板中的光伏电池、子组件和组件的串联/并联/串联/并联的选择性布置，非常不可能出现跨单个电池的超过100毫瓦的电功率。给定这样的示例性布置，并且通过利用微系统使能的光伏电池，很显而易见的是，由上述光伏电池组成的太阳能板可以不含任何旁路二极管，这是由于即使当太阳能板的一部分受到遮蔽时，单独电池也不可能被损坏。
[0037]现在参照图4，可以被包括作为太阳能板100中的光伏子组件102至148之一的示例性光伏子组件400被示出。根据示例，光伏子组件400可以包括多个多结光伏电池，使得每个多结光伏电池包括多个光伏电池。如上所讨论的，每个多结光伏电池可包括Si光伏电池和II1-V族光伏电池。在更具体的示例中，每个多结光伏电池可包含Ge光伏电池、Si光伏电池、GaAs光伏电池和InGaP光伏电池。
[0038]示例性光伏子组件400包括72个多结光伏电池，其中每个多结光伏电池包括Ge电池、Si电池、GaAs电池和InGaP电池。这些不同的电池被示出为彼此相邻布局；然而，这样的布局是为了解释的目的。如上所指出的，多结电池中的电池被堆叠在彼此的顶部上。在另一个示例性实施例中，电池可以以并排配置来放置(例如，如果使用光谱扩展光学)。
[0039]光伏组件400包括串联连接的不同数目的每个电池类型(以创建串)，以达到相似的中间(更高)电压。这些串可以并联连接以有效增加电流。在示例中，由光伏组件400输出的期望中间电压可以是大约10伏特。如上所讨论的，Ge电池可以具有大约0.3伏特的工作电压，Si电池可具有大约0.6伏特的工作电压，GaAs电池可以具有大约0.9伏特的工作电压，并且InGaP电池可具有约1.3V的工作电压。因此，光伏子组件400可以包括第一Ge电池串402和第二 Ge电池串404，每串均包括36个串联电连接的电池。因此，第一Ge电池串402和第二 Ge电池串404各自输出大约10.8V。
[0040]示例性光伏子组件400进一步包括第一 Si电池串406、第二 Si电池串408、第三Si电池串410和第四Si电池串412。Si电池串406至412中的每一个串可以包括18个串联电连接的电池，从而导致每串输出大约10.8伏特。
[0041]另外子组件400可以包括第一 GaAs电池串414、第二 GaAs电池串416、第三GaAs电池串418、第四GaAs电池串420、第五GaAs电池串422和第六GaAs电池串424。GaAs电池串414至424的每一个串可以包括12个串联电连接的电池，从而导致每个GaAs电池串输出大约10.8伏特。
[0042]进一步地，子组件400还可以包括第一 InGaP电池串426、第二 InGaP电池串428、第三InGaP电池串430、第四InGaP电池串432、第五InGaP电池串434、第六InGaP电池串436、第七InGaP电池串438、第八InGaP电池串440、以及第九InGaP电池串442。InGaP电池串426至442的每一个串可以包括8个串联电连接的电池，从而导致每个InGaP电池串输出大约10.4伏特。
[0043]根据以上所述，可以确定每个电池串的中间工作电压可以是大约10伏特。可以进一步确定，由不同电池类型的串输出的电压是不完全相同的，并且因此由子组件400输出的电压将是电池串输出的最低电压。
[0044]由于只有一种类型的电池初始串联连接，从子组件400中其他电池输出的功率相对地不受光谱移位的影响，该光谱移位造成一种类型的电池相对于另一种电池的输出降低。例如，来自一种电池类型的电流的10 %降低，会产生阵列电流从1 %到4.3 %的降低，这依赖于哪种电池降低了太阳能输入。因此，当与常规的光伏组件相比时，子组件400更不容易受到光谱移位的影响而输出功率降低，光谱移位以不等方式影响电池类型的响应。
[0045]再次参照图1，太阳能板100(虽然没有示出)可以与逆变器关联，逆变器将太阳能板100输出的电压从DC变换为由这个太阳能板100产生的电功率的消费者期望的相位下的AC。进一步，虽然没有示出，太阳能板100可以包括被配置为将来自太阳的光聚集到其中的光伏电池上的微聚光光学件(optics)。在另一个示例性实施例中，不是进行电池类型之间的精确电压匹配，微电子学件(microelectronics)可以用来使中间电压处于期望的水平(由组件102至148中的每一个输出的电压)。因此，光伏子组件或组可以包括一个或多个DC至DC转换器(具有微功率跟踪电子学件)，以使中间输出电压大致相等并且动态可调。此外，光伏组可以包括微逆变器，其将电池或电池布置输出的DC电压变换成AC电压。由于太阳能板100中的个体电池尺寸相对小，在电池、子组件或组之间有足够的空间，以用于添加针对升压转换和功率跟踪的各种微电子装置。
[0046]现在参照图5，示例性异质(非单片)集成多结光伏电池500的剖视图被示出。多结光伏电池500包括多个光伏电池:InGaP电池508首先接收来自太阳的光；GaAs电池506紧邻InGaP电池508 ；Si电池504紧邻GaAs电池506 ；以及Ge电池502紧邻Si电池504。要理解的是，其它布置由本发明人考虑了，并且旨在归入所附于此的权利要求的范围内
[0047]其中太阳能板100被有利采用的示例性实施例包括其中至少部分遮蔽是可能的的任何安装。例如，附近有树木的建筑物的屋顶；具有间歇云层覆盖的区域，靠近空中交通的区域等。另外，本文中描述的特征在如下安装中是有益的:其中太阳能板100、其部分或整个安装是柔性的、弯曲的、随形的(conformed)、或其它非平面的，以这样的方式，使得太阳能板100的至少一部分总是受到遮蔽。在这样的安装中，太阳能板可以在太阳能板100不包括旁路二极管的情况下输出期望电压。
[0048]现在参照图6至图7，各种示例性方法被示出和描述。虽然方法被描述为一系列按序列执行的动作，但是要理解的是，方法并不受序列的顺序的限制。例如，一些动作可以按与本文所述不同的顺序发生。另外，动作可以与另一动作同时发生。此外，在一些实例中，可以不是所有的动作都需要以实现本文中所描述的方法。
[0049]现在参照图6，示例性方法600被示出，其便于创建无旁路二极管的太阳能板。方法600开始于602,并且在604处,多个微系统使能的光伏电池被接收。在不例性实施例中，微系统使能的光伏电池可以在其背面上具有正接触和负接触两者。
[0050]在606处，多个微系统使能的光伏电池可电连接以创建光伏子组件，其中光伏子组件不含旁路二极管。如以上所讨论的，通过微系统使能的光伏电池行进的相对小量的电流确保当这样的电池受到遮蔽、当工作在反向击穿时，任何个体光伏电池不被损坏。
[0051]在608处，多个光伏子组件电连接以创建太阳能板。因为光伏子组件由微系统使能的光伏电池组成，太阳能板可以不含旁路二极管。然而，在示例性实施例中，太阳能板可以包括功率管理集成电路，功率管理集成电路电连接到太阳能板中的光伏子组件，使得功率管理集成电路可以至少部分地基于由相应的光伏子组件输出的电压来输出电功率。在另一个实施例中，功率管理集成电路可以被放置成与组连接，使得光伏电池串被电连接到功率管理集成电路，并且子组件的输出是基于连接到集成电路的相应组输出的电压。方法600完成于610。
[0052]现在参照图7，用于创建无旁路二极管的太阳能板的另一示例性方法700被示出。方法700开始于702，并在704处多个光伏子组件被接收。
[0053]在706处，光伏子组件电连接，以生成太阳能板，其中至少光伏子组件的子集并联电连接，并且其中太阳能板不含旁路二极管。方法700完成于708。
[0054]注意，已提供若干示例用于解释的目的。这些示例不被解释为限制所附于此的权利要求。此外，可以意识到的是，本文中提供的示例可以被改动，但仍然归入权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种光伏子组件，包括: 多个微系统使能的光伏电池，所述光伏电池彼此电连接，其中所述多个微系统使能的光伏电池中的每个微系统使能的光伏电池的尺寸为不大于两厘米高和不大于两厘米宽，并且其中所述光伏子组件不含任何旁路二极管。
2.如权利要求1所述的光伏子组件，进一步包括第一组，其中所述第一组包括第一串微系统使能的光伏电池和第二串微系统使能的光伏电池，其中所述第一串微系统使能的光伏电池中的电池串联电连接，其中所述第二串微系统使能的光伏电池中的电池串联电连接，并且其中所述第一串和第二串并联电连接。
3.如权利要求2所述的光伏子组件，进一步包括第二组，其中所述第二组包括第三串微系统使能的光伏电池和第四串微系统使能的光伏电池，其中所述第三串微系统使能的光伏电池中的电池串联电连接，其中所述第四串微系统使能的光伏电池中的电池串联电连接，其中所述第三串和所述第四串并联电连接，并且其中所述第一组与所述第二组串联电耦合。
4.如权利要求1所述的光伏子组件，输出在500伏特和2000伏特之间。
5.如权利要求1所述的光伏子组件，进一步包括: 第一组，其中所述第一组包括: 第一串微系统使能的光伏电池； 第二串微系统使能的光伏电池，其中所述第一串微系统使能的光伏电池中的电池串联电连接，其中所述第二串微系统使能的光伏电池中的电池串联电连接；以及 功率管理集成电路，其电连接到所述第一串微系统使能的光伏电池和所述第二串微系统使能的光伏电池，其中所述功率管理集成电路至少部分基于由所述第一串微系统使能的光伏电池和所述第二串微系统使能的光伏电池输出的电压来输出预定义量的电功率，并且基于外部操作条件或系统操作命令动态可调。
6.如权利要求1所述的光伏子组件，长度小于30厘米，并且宽度小于30厘米。
7.如权利要求1所述的光伏子组件，其中在所述多个光伏电池中的至少一个光伏电池在所述至少一个光伏电池的背面上具有正和负的电接触两者。
8.如权利要求1所述的光伏子组件，其中所述多个微系统使能的电池包括InGaP电池或InGaAs电池中的至少一个。
9.如权利要求1所述的光伏子组件，其中所述多个微系统使能的电池包括GaAs电池。
10.如权利要求1所述的光伏子组件，其中所述多个微系统使能的电池包括Ge电池和Si电池中的至少一个。
11.如权利要求1所述的光伏子组件，其中多个多结电池分别包括所述多个光伏电池。
12.如权利要求1所述的光伏子组件，包括在太阳能板中。
13.如权利要求12所述的光伏子组件，其中所述太阳能板不含任何旁路二极管。
14.如权利要求13所述的光伏子组件，其中所述太阳能板是非平面的。
15.—种太阳能板,包括: 第一光伏子组件，所述第一光伏子组件包括第一多个光伏电池；以及 第二光伏子组件，所述第二光伏子组件包括第二多个光伏电池，其中所述第一光伏子组件和所述第二光伏子组件并联电连接，并且其中所述太阳能板不含任何旁路二极管。
16.如权利要求15所述的太阳能板，被配置为输出在200伏特和600伏特之间。
17.如权利要求15所述的太阳能板，其中所述第一光伏子组件的长度小于30厘米并且高度小于30厘米。
18.如权利要求15所述的太阳能板，其中所述第一光伏子组件包括: 第一组光伏电池，其中所述第一组光伏电池包括: 第一串微系统使能的光伏电池；以及 第二串微系统使能的光伏电池，其中所述第一串微系统使能的光伏电池中的电池串联电连接，其中所述第二串微系统使能的光伏电池中的电池串联电连接，并且其中所述第一串微系统使能的光伏电池和所述第二串微系统使能的光伏电池并联电连接。
19.如权利要求18所述的太阳能板，其中多个多结光伏电池包括所述第一串微系统使能的光伏电池和所述第二串微系统使能的光伏电池。
20.—种太阳能板,包括: 多个光伏子组件，其中所述多个光伏子组件彼此并联电连接，其中每个光伏子组件包括彼此串联电连接的多个II1-V光伏电池或彼此串联电连接的多个硅电池中的至少一个，并且其中所述太阳能板不含任何旁路二极管。
【文档编号】H01L31/05GK104508834SQ201380035972
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2012年7月6日
【发明者】A·L·伦蒂尼, G·N·尼尔森, M·奥坎丹 申请人:桑迪亚公司