特斯拉新太阳能屋顶产品面临的最大问题之一是如何克服技术和成本效益挑战，阻止其他建筑一体化光伏竞争者进入屋顶太阳能市场。Solar City的通过导电浆料连接重叠太阳能电池的概念可能有助于特斯拉达到其成本和性能目标。
日前，特斯拉被授予这方面的专利。CB Insights首次报道的该专利是用于固化施加到两个相邻的光伏电池板的导电浆料的方法，即以“级联”或重叠结构排列的太阳能电池，就像特斯拉太阳能屋顶一样。
虽然不清楚特斯拉是否正在使用专利中描述的方法来实现其目前的太阳能屋顶生产，但该概念已经存在一段时间了。该专利申请是由Solar City于2016年5月首次提交，在特斯拉收购26亿美元前六个月。
特斯拉在5月份开始接受订单，并宣布在8月份首次工作，并开始发布定价数据，平均价格为21.85美元/平方英尺，这与标准瓷砖或石板屋顶产品相比具有成本竞争力，但是以每瓦成本来看，比现在的太阳能电池板价格更贵。
平铺的太阳能电池板也面临着一个核心挑战：从一个瓦片到下一个瓦片有效的流动，同时需要防雨、防风、防热和其他屋顶条件，因为这可能会破坏系统的性能。
GTM Research美洲研究主管MJ Shiao指出：“电池板与电池板接触的成本是级联或重叠的电池板设计的挑战之一。“如果有一个更有效和可靠的方法，这将有助于降低成本，提高设计的可行性。”
特斯拉的新专利通过使用聚合物膏将一个瓦榫的导电母线连接到另一个瓦楞来面对该挑战。这种糊状物既可以物理地结合两个重叠的结构，也可以让电流从一个电池流到另一个电池，并且意味着比电池之间的焊接金属连接更灵活，同时可适应更大的温度变化。
但是，它的主要创新是围绕如何使电流通过“传送带”，而不是使用批次或固定的过程。特斯拉称之为“示例性在线热固化系统”，根据其专利，它比当前可用的另外两个选项——对流炉和加热表面要好。
对流炉的问题在于，这种方法的加热效率通常很低，因为大部分热量可能会逃逸到环境中。此外，空气必须循环，以确保在条带上发生有效和均匀的对流，不均匀的气流可能会导致条带上的温度不均匀。
加热表面提供了更好的均匀性，但由于在将太阳能电池放置在其上之前需要冷却，因此加热和冷却可能需要很长时间，从而降低制造系统的生产量。此外，大热量的加热和冷却需消耗大量的能量，并且可能导致大的热应力施加到工具上。
特斯拉的专利描述了系统的两个主要部分——运行在下面的太阳能晶片的载体和位于上面的加热元件。
晶片载体包括聚苯并咪唑（PBI）塑料，一种具有非常低热导率的塑料，以确保从加热器发出的热量大部分被捕获在加热器和基板载体之间，因此可以有效地固化导电浆料。它还包括一些由空气间隙分开的组件，以允许单个组件在加热时膨胀。
位于传送带上方的加热元件还具有许多特征，包括具有“基本上深色涂层”的“辐射块”以提高其效率，包括阳极化涂层或高发射率涂层，厚度介于1-100微米之间。
专利说明称：“设计良好的系统可以有效地加热条带而不损坏光伏接头，可将导电浆料固化所需的时间缩短至25-60秒。”
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