具体实施方式

根据优选实施例并如图1A和1B所示，本发明pn型光伏电池10包括涂覆有导电膜12的晶体硅结构11，该导电膜12由p型掺杂剂溶液和n型掺杂剂溶液形成。

p-型和n-型掺杂剂溶液除包括掺杂剂元素外还包含如下详述的类叶红素组分。

在这方面，p型掺杂剂溶液包含来自元素周期表5A族的掺杂剂元素，优选磷，含量为1.5至4质量百分比。而N型掺杂剂溶液包含来自元素周期表2A族的掺杂剂元素，优选钙，含量为0.5至2质量百分比。

p型和n型掺杂剂溶液还包括含量50至70质量百分比的异丙醇、含量15至30质量百分比的松脂树脂、含量0.5至2质量百分比的阳离子氟碳表面活性剂，含量0.5至2.5质量百分比的液态甘油，含量1.5至4质量百分比的硝酸银。

此外，为了形成导电膜12，p型和n型掺杂剂溶液在各自溶液中包括含量为1至5质量百分比的类叶红素。类胡萝卜素是天然色素，具有很强的吸收太阳辐射的能力，还可以作为紫外线过滤器。这些类叶红素优选选自一个组，所述组包括胭脂素、降胭脂树素、番茄红素、角黄素、岩藻黄素和β-胡萝卜素。

p-n型光伏电池10在暴露于阳光时将产生电流。晶体硅结构11中存在的硅原子在其最外电子层中恰好具有四个电子。存在于导电膜12中的磷作为n型掺杂元素具有五个电子，因此磷原子将四个电子共享，留下一个不属于共价键的电子，但其仍被磷原子核的正电荷所吸引。因此，不属于共价键的磷电子很容易挣脱其与磷原子核键的束缚，并且低能量就足以让其挣脱。在这种情况下，这些电子被认为是自由的，并且导电膜12中存在的n型掺杂元素掺杂的晶体硅结构11现在具有n型电子层。

与之相对，钙元素的最外电子层具有两个电子，因此，当替换硅原子时将形成“空穴”，该“空穴”将被定义为缺失两个负电荷，从而形成p型电子层。

将n型和p型两类电子层接触，电子从低电子浓度区域流向高电子浓度区域。当电子离开n型一侧时，p-n接触边界上会积聚正电荷，同样在p型一侧积聚负电荷。在p-n型连接边界处产生的这种电荷不平衡将形成电场，该电场将与电子扩散和空穴的自然趋势相反，从而达到平衡状态。

光子所形成的太阳光照射在p-n型光伏电池上，瞬间就会形成电子-空穴对。每个有足够能量使电子从一个电子层跃到另一个电子层的光子，都会形成一个电子和一个空穴。在此条件下，产生的电子将跃向n型一侧，空穴将移向p型一侧，电子的这种迁跃会形成电流。由于电池的电场会形成电势差，因此就有可能产生电能，而电能正是这两个物理量的乘积。

光子所具有的能量高于使电子从一个电子层跃向另一电子层所需的能量，即，光子在紫外光区域附近以更高频率保持能量，其所提供的多余能量将被转化为热能。同样，光子所具有的能量低于使电子从一个电子层跃向另一电子层所需的能量，即，光子在光红外区域附近以更低频率保持能量，其提供的能量不足以将电子从其轨道释放，结果是该能量转化为热能。

在上述两种情况下，产生的热量导致p-n型光伏电池10和晶体硅结构11的效率降低，由于电池电压降低，因此其可以产生的功率也降低。

由于p型和导电膜型12掺杂溶液中存在类叶红素，p-n型光伏电池10的效率增加。这是因为类叶红素有助于吸收阳光，此外，它们在吸收太阳辐射方面具有很高的能力，尤其是紫外线辐射。

通过吸收紫外线产生的多余能量，类叶红素阻止pn型光伏电池10中热量的产生，并且还吸收紫外线区域中的多余能量，形成指向pn型光伏电池导电带的新电子通量。更具体地说，来自类叶红素分子本身的电子被转移到所谓的导电带上，随之电流增加，电池10的电能也随之增加。

为了具有如图1A所示的光伏系统，必须构建由多个p-n型光伏电池10的连接组成的组件，该组件是通过锡焊料13制成的。为了避免焊接区域13中的问题，电池10需要不含杂质，尤其是在该交界区域中。因此，添加到p型和n型掺杂剂溶液中的异丙醇能够消除可能干扰电池10导电性的杂质并完全清除残留水。

此外，松脂树脂和甘油发挥作用，从而使焊料均匀分布。因此，在焊接时，锡自由地流入待焊接的部件中。另一方面，硝酸银是一种极好的能量导体，存在于p型和n型掺杂剂溶液中，以提高电池10交界区域的能量性能。

因此，在多个p-n型光伏电池10的交接处存在的锡焊料13在接合的电池10之间提供导电性，例如，避免影响发电的电隔离区域。

如图3所示，本发明的另一个目的是提供制造封装的p-n10型光伏电池的工艺。该工艺包括以下步骤：

a)用包含类叶红素成分的p型和n型掺杂溶液形成的导电膜12涂覆多个晶体硅结构11，形成多个p-n型光伏电池10；

b)通过锡焊13将多个p-n型光伏电池10结合形成组件15；

c)组件15封装形成封装光伏电池19；

d)电气连接。

a)涂覆阶段

由p型和n型掺杂剂溶液形成的导电膜12涂覆多个晶体硅结构11的步骤包括1份松脂树脂与3份异丙醇混合形成混合物A，将1份类叶红素加入到16份混合物A中，形成均匀的混合物B，1份阳离子氟碳表面活性剂与85份混合物B结合3份硝酸银与1份阳离子氟碳表面活性剂形成混合物C，以及向每44份混合物C中加入1份甘油，形成混合物D(图4)。

一旦形成混合物D，就将其分成等份的混合物D1和混合物D2。针对混合物D1，有向15份混合物D1添加1份磷以形成n型掺杂剂溶液的步骤。针对混合物D2，有向45份半的混合物D2添加1份钙以形成p型掺杂剂溶液的步骤。

接下来，根据图4中的路线1，将晶体硅结构11浸入p型掺杂剂溶液中，然后再浸入n型掺杂剂溶液中。可选地，根据图4中的路线2，也可以将晶体硅结构11浸入n型掺杂剂溶液中，然后再浸入p型掺杂剂溶液中。在该步骤结束时，获得p-n型光伏电池10，然后将其送至最后的干燥步骤以形成导电膜12。

b)连接多个p-n光伏电池的步骤

在该步骤中，将多个p-n型光伏电池10串联设置，形成至少7个电池10的电池组，该电池组连接在一起以形成组件15(图1B)。

结合处通过锡焊料13制成，以便允许结合区域不损害组件15的导电性。

c)组件封装步骤

然后封装所形成的组件15。如图5所示，开始在组件15上方，设置第一层EVA聚合物16以形成负极端。在组件15下方，先设置第二层EVA聚合物17，接下来是TPT(聚酯类树脂)材料的保护底层18，形成正极端。

在组件15的上方和下方设置这些层之后，进行封装，包括将该组件置于层压设备中的真空中。这种封装提供腐蚀保护和防水性能。

最后，对封装组件进行树脂涂层涂敷，其包括在第一层EVA聚合物16形成的负极部件上涂敷一层树脂，例如半透明环氧树脂，形成树脂层14。

该步骤的产品是封装光伏电池19。

d)电气连接

封装光伏电池19接收位于保护底层18外表面上的接线盒(未示出)。该接线盒被设计成允许封装光伏电池19在工作期间连接到电流逆变器(未示出)。然而，稍后将详细描述电连接的优选实施例。

本发明的另一个目的包括光伏瓦20，如图2所示。光伏瓦20优选地由混凝土或纤维水泥制成，但也可以由其他材料制成，例如陶瓷和聚合物，并且容纳多个封装光伏电池19以形成光伏系统。

光伏瓦20可具有包含至少一个波纹21伴随至少一个平台22的波纹形状、不存在平台的波纹形状21、或其他多种形状。封装光伏电池19固定在屋顶瓦片20上，优选通过聚氨酯胶粘合，也可以采用其他类型的固定方式，例如粘合剂、螺钉、铆钉等，使得封装光伏电池19与光伏瓦20形成具有两个功能的单柄：盖屋顶和发电。因此，它们不需要带有铝型材的固定系统和额外的结构将光伏系统固定在屋顶上，屋顶通常的支撑材结构或金属结构就足够了，因为用作屋顶的瓦片本身在结构上已经包括光伏电池。

特别地，封装光伏电池19可以附着在光伏瓦20的平台22上，光伏瓦20的波纹21上，两个连续波纹21之间的凹陷(未示出)处，波纹21的侧壁上，或光伏瓦20表面上的其他位置。

本发明光伏瓦20解决了传统光伏面板的审美问题、固定问题，便于在屋顶上的安装和维护，增加了屋顶的耐用性，允许在限制增加屋顶重量的项目中安装光伏系统，减少材料的使用，降低光伏系统的成本。

关于电连接，优选地并且如图6、7和8以及图8A所示，用于光伏瓦20的电连接组件包括在光伏瓦20中，特别是在光伏瓦20的后表面221上与光伏电池10相对处，嵌入第一主连接器121，其中电连接组件包括用于光伏瓦20的每个光伏电池10的第一主连接器121。

从图8A中可见，嵌入光伏瓦20后表面221中的每个第一主连接器121与附接到前表面211的光伏电池10的电气母线101、101′相连接，使得光伏电池10产生的电能被引导至第一主连接器121。

如图9和图10所示，电连接组件优选地包括连接到一对主导线141的多个第二主连接器131，形成主导体排线151。每个第二主连接器131覆盖有高介电强度、机械刚度和热绝缘的聚合物绝缘体。

更具体地并从图9和图9A中可见，多个第二主连接器131间隔连接到一对主导线141，并且连续第二主连接器131之间的间距与嵌入光伏瓦20中的连续第一主连接器121之间的间距一致。此外，连接到形成主导体排线151的主导线141的第二主连接器131的数量根据成排互连的光伏瓦20的数量而变化。

因此，图9和图14的接线图显示多个第二主连接器131，它们间隔开地连接到形成主导体排线151的一对主导线141，该主导体排线151在其端部包括设有至少一个二极管251的连接终端171。二极管251的作用是防止发生反向电流。

每条主导体排线151连接一排或一行光伏瓦20，从第二主连接器131装配到第一主连接器121起，与主导线151组装和互连的瓦片20的每行或每排，都在瓦片20线、连接端子171等的末端处留出空余。

第二主连接器131与第一主连接器121嵌合且电性连接，以将由至少一个光伏电池10产生并由第一主连接器121接收的电能通过一对主导线141传导至连接端子171。

图10和图15依次显示出至少一个并且优选多个次连接器191，该连接器连接到形成次级导体排线161的一对次导线241。该次级导体排线161的功能是将瓦片20的行或排连接至逆变器元件261或微型逆变器上。

因此，次级导体排线161的每个次连接器191关联或连接到主导体排线151的连接端子171，主导体排线151将光伏瓦20中产生的电能传导至逆变器元件261。

在这方面，从图11、12和13中可见，第一主连接器121嵌入光伏瓦20中，没有任何暴露的端子或电缆，保证这些瓦片20的安全性，避免的电击风险。如上所述的，每个第一主连接器121嵌入在光伏瓦20的后表面221中以接收由光伏电池10产生的电能。

在光伏瓦20成排或成行安装在相关屋顶上之后，第二主连接器131成排地装配到瓦片20的每个第一主连接器121上，如图11所示。

一旦完成构成所需覆盖物的多排装配，主导体排线151的连接端子171连接到次级导体排线161的次连接器191，并且次级导体排线161的端部与逆变器元件261相连。

图12显示与图11所示这些相同的连接，但是其为俯视图。在这种情况下，可以看出主导体排线151的主导线对受到瓦片20的保护，因此它们不需要由防紫外线材料制成，因为它们没有暴露在阳光下，瓦片20之间的导电是在屋顶下完成的，不受紫外线的影响。

所有连接器，无论主连接器还是次连接器，都具有8mm端子，支持70安的电流。此外，它们由镀锡黄铜制成，这是一种非常好的电能传导材料，并且具有很强的耐腐蚀性。

第一主导体121与第二主导体131的连接除了第二主导体131套管上的爪子外，在第一主导体121上还有爪子，以防止断线和接触不良，防止电弧和消除火灾风险。

本发明的目的在于在光伏瓦20的安装中使用光伏瓦20的电连接组件具有实用性，使得电连接不可能发生错误，即足以将瓦片20安装在所需的屋顶空间，第一主导体121中的第二主导体131的连接或插头以及在连接端子171中的次级导体排线161的次连接器191的连接或插头足够光伏瓦20运行并且足以令人满意的方式获取其产生的电能。

本发明的另一个目的是包含用于上述光伏瓦20的电连接组件的光伏瓦20。

因此，安装了包含用于光伏瓦20的电连接组件的光伏瓦20，无需使用诸如MC4型端子和接线盒之类的部件，这些部件广泛用于这种类型的连接，尽管如此这没有使瓦片20的电连接不安全，因为电连接装置防止形成电弧、接触不良和电击。同时也消除了火灾隐患。

用于光伏瓦20的电连接组件的另一个优点是电连接的简单性，省去了用于安装瓦片20和电连接组件的专业工人。

以上描述了优选实施例的示例，应当理解，本发明的范围包括其他仅由所附权利要求内容限制的可能的变形，包括可能的等同变形。