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 編者按：SolarCity通過導(dǎo)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(dá)到其成本和性能目標(biāo)。特斯拉新太陽能屋頂產(chǎn)品面臨的最大問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(dǎo)電漿料的方法，即以“級聯(lián)”或重疊結(jié)構(gòu)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(xiàn)其目前的太陽能屋頂生產(chǎn)，但該概念已經(jīng)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(fā)布定價數(shù)據(jù)，平均價格為21.85美元/平方英尺，這與標(biāo)準(zhǔn)瓷磚或石板屋頂產(chǎn)品具有成本競爭力，但是以每瓦成本為基礎(chǔ)，比現(xiàn)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(zhàn)：從一個瓦片到下一個有效的流動，同時防止雨，風(fēng)，熱和其他屋頂條件，這可能會破壞系統(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聯(lián)或重疊的電池板設(shè)計的挑戰(zhàn)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(shè)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(dǎo)電母線連接到另一個瓦楞來攻擊挑戰(zhàn)。這種糊狀物既可以物理地結(jié)合兩個重疊的結(jié)構(gòu)，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(yīng)更大溫度變化。

但是，它的主要創(chuàng)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(tǒng)”，根據(jù)其專利，它比當(dāng)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(huán)境中”，專利聲明說。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(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。

特斯拉的專利描述了系統(tǒng)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(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(fā)射率涂層”，厚度介于1和100微米之間。

專利說明：“設(shè)計良好的系統(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(shù)混合，SolarCity在2014年購買了2億美元。與大多數(shù)建筑集成光伏（BIPV）產(chǎn)品相比，技術(shù)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(jīng)不能與多晶硅太陽能電池板競爭。

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