一種增加光能利用率的太陽能電池組件的製作方法

2023-07-18 12:17:11

專利名稱：一種增加光能利用率的太陽能電池組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能材料和器件領域，尤其涉及一種增加光能利用率的太陽能電池組件。
背景技術：
太陽能作為一種清潔的可再生新能源受到了越來越多的關注，其應用也越來越廣泛，目前太陽能一個最重要的應用就是光伏發電。太陽能光伏發電的最基本單元是太陽能電池，在具體的應用中，通常是將多個太陽能電池片構成太陽能電池組件，然後再將各個太陽能電池組件連接起來構成整體的電流輸出。目前廣泛使用的太陽能電池組件基本上都是由超白低鐵鋼化玻璃、兩層EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物、封裝於兩層EVA之間的太陽能電池和背板組成。當太陽能電池組件工作時，透過超白低鐵鋼化玻璃的太陽光被太陽能電池吸收產生光電流，當組件和負載連接時，就會形成功率輸出。由於太陽能電池組件輸出功率與其接受的光照強度成正比，為了儘可能提高其輸出功率，即提高組件的轉換效率，必須將組件的光能利用率最大化，即增大光的透過率，減小光的反射率。在現有的工藝中採取了很多方法以達到此效果，如組件使用的太陽能電池片在其製備工藝中首先進行了表面制絨處理，金字塔結構的表面增加反射光彈回表面的機率，從而減少反射；其次在電池片表面使用了減反膜，通過幹涉作用，將減反膜上表面反射的光和從減反膜與矽界面處反射回來的光相互抵消以減少反射；另外電池片背表面的高反射層減少了電池背電極的吸收，使到達背面的光線被彈回，再度進入電池被吸收。除了電池片的這些減反工藝外，對於組件使用的部分材料進行一定的處理也能達到此類效果，如鍍有減反膜的鋼化玻璃可以增加光的透過率約3% 4% ；組件使用的背板採用了白色光亮的表面，當太陽光照射到電池片間隙的背板上時，其白色的表面在一定程度上也可以增加對光的反射，然後再通過表層玻璃的反射使這部分光被太陽能電池吸收。以上幾種方式對提高太陽能電池組件的轉換效率都具有一定的作用，但組件對太陽光的利用率還不是最理想，例如對於照射到電池片間隙的背板上太陽光，背板對光的反射方向是隨機的，導致這部分光的利用率很低；太陽能電池片表面的柵線雖然起到匯集電流的作用，但不可避免的遮擋部分光線，降低光的利用率。以一個規格為1580mm*808mm的單晶矽太陽能電池組件為例，若其使用的太陽能電池片尺寸為125mm*125mm，主柵線寬度為 2mm,電池片數量為72片，則電池片間隙之間的面積佔電池片面積的5%左右；對於電池片主柵線遮光的面積，根據主柵線寬度可以得出其佔電池片面積的比例為3%左右，正常情況下照射到組件這兩個部位的太陽光大部分被反射回空氣中，二次利用的比例很小。從上面的分析可以看到，實際上這兩個部位的面積與電池片面積的比例約為8%，如果這部分光能被太陽能電池很好的再利用起來，將能進一步提高太陽能電池組件的轉換效率，增加組件的輸出功率
發明內容
本發明的目的旨在提供一種增加光能利用率的太陽能電池組件，使組件能夠充分利用照射到電池片間隙及電池片主柵線的這部分光能，從而進一步提高太陽能電池組件的轉換效率及輸出功率。本發明實現上述目的的技術方案如下—種增加光能利用率的太陽能電池組件，包括從上到下依次設置並封裝為一體的超白低鐵鋼化玻璃、第一 EVA層、相互連接的太陽能電池片、第二 EVA層及背板，其特徵在於連接太陽能電池片的焊帶表面進行了織構化處理，所述太陽能電池片之間的間隙均設置有電池片間隙反射層，所述電池片間隙反射層的表面進行了織構化處理。進一步的改進是，所述焊帶表面具有若干規則排列的V型溝槽。這樣可以增加對光的反射。再進一步，所述V型溝槽的V型夾角在120度到135度之間。這樣可以保證V型槽兩個面反射的光線到達玻璃表面時其入射角大於臨界角發生全反射以被電池片吸收，而不會折射到空氣中損失。作為優選，所述焊帶的表面具有若干規則排列的半圓型溝槽。以增加對光的反射。作為另一種優選方案，所述焊帶表面設置有焊帶表面反射層。以加強對光的反射。作為優選方案，所述焊帶表面反射層為鋁反射層或銀反射層。所述電池片間隙反射層的基體材料為聚乙烯、聚氟乙烯或聚乙烯對苯二甲酸脂。所述電池片間隙反射層的厚度為100 200微米。所述電池片間隙反射層的表面具有若干規則排列的V型溝槽，所述V型溝槽的V 型夾角在120度到135度之間。所述電池片間隙反射層表面具有很多規則排列的半圓型溝槽。與現有技術相比，本發明對焊帶的表面及電池片間隙之間的電池片間隙反射層表面均進行了織構化的處理，當太陽光照射到此區域時，反射的光線到達玻璃上表面會被再次反射到電池片上，從而使這部分光被太陽能電池重新吸收利用，間接增加了光生電流，即增加組件的輸出功率及轉換效率。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明圖1為本發明第一種實施方式的剖面圖；圖2為本發明另一種實施方式焊帶表面帶有反射層的剖面圖；圖3為本發明的太陽能電池組件局部示意圖。其中，1為超白低鐵鋼化玻璃，21為第一 EVA層，22為第二 EVA層，3為太陽能電池片，4為背板，5為焊帶，6為電池片間隙反射層，7為焊帶表面反射層。
具體實施例方式為能進一步了解本發明專利的技術特徵與內容，現將本專利的詳細技術描述如下如圖1及圖3所示，本發明中一種增加光能利用率的太陽能電池組件包括從上到下依次設置並封裝為一體的超白低鐵鋼化玻璃1、第一 EVA層21、相互連接的太陽能電池片 3、第二 EVA層22及背板4，與常規太陽能電池組件不同的是，為了實現組件較高的光利用率，連接太陽能電池片3的焊帶5表面進行了織構化處理。在本實施例中，所述焊帶5表面具有若干規則排列的V型溝槽，V型溝槽的V型夾角在120度到135度之間。當入射光線透過玻璃垂直照射到V型溝槽內表面時，光線將被反射到玻璃的上表面，此時光線對玻璃-空氣界面的入射角為45 60度。由於鋼化玻璃的折射率在1. 5左右，當光從玻璃光密介質進入到空氣光疏介質中時，臨界角為42度。在此種情況下，光線的入射角大於臨界角，因此在玻璃-空氣界面發生全反射，這部分光重新被反射到太陽能電池片，並被電池片吸收。所述焊帶5的表面也可以處理成具有若干規則排列的半圓型溝槽。這種結構也可以提高對太陽光的反射。所述太陽能電池片3之間的間隙均設置有電池片間隙反射層6，所述電池片間隙反射層6的表面進行了織構化處理，電池片間隙反射層6的基體材料為聚乙烯、聚氟乙烯或聚乙烯對苯二甲酸脂中的一種，其厚度為100 200微米，並小於太陽能電池片的厚度。此反射層的表面同樣具有很多規則排列的V型溝槽，所述的V型溝槽內夾角在120度到135度之間，對於照射到該V型溝槽的太陽光線，其反射的原理與焊帶上光線的反射相似，最終這部分光線同樣反射到太陽能電池片的區域並被吸收。同樣，所述電池片間隙反射層6的表面也可以處理成具有很多規則排列的半圓型溝槽。通過在焊帶表面及電池片空隙間反射層表面的光線反射，可以將常規組件中不能被吸收的部分光線轉而被太陽能電池片吸收，此效應間接地增強入射到太陽能電池片上的光強，從而增加了組件的轉換效率及輸出功率。圖2為本發明的另外一種實施例，和圖1不同的是焊帶表面設置有焊帶表面反射層7，該反射層可以為鋁反射層或銀反射層，其對光具有很高的反射率；同時反射層的表面也具有很多規則排列的V型溝槽，對光線的利用能達到圖1同樣的效果。
權利要求
1.一種增加光能利用率的太陽能電池組件，包括從上到下依次設置並封裝為一體的超白低鐵鋼化玻璃(1)、第一 EVA層(21)、相互連接的太陽能電池片(3)、第二 EVA層Q2)及背板G)，其特徵在於連接太陽能電池片⑶的焊帶(5)表面進行了織構化處理，所述太陽能電池片(3)之間的間隙均設置有電池片間隙反射層(6)，所述電池片間隙反射層(6)的表面進行了織構化處理。
2.如權利要求1所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述焊帶(5)表面具有若干規則排列的V型溝槽。
3.如權利要求2所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述V型溝槽的V型夾角在120 度到135度之間。
4.如權利要求1所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述焊帶(5)的表面具有若干規則排列的半圓型溝槽。
5.如權利要求1所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述焊帶(5)表面設置有焊帶表面反射層(7)。
6.如權利要求5所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述焊帶表面反射層(7)為鋁反射層或銀反射層。
7.如權利要求1所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述電池片間隙反射層(6)的基體材料為聚乙烯、聚氟乙烯或聚乙烯對苯二甲酸脂。
8.如權利要求1所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述電池片間隙反射層(6)的厚度為100 200微米。
9.如權利要求1所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述電池片間隙反射層(6)的表面具有若干規則排列的V型溝槽，所述V型溝槽的V型夾角在120度到135度之間。
10.如權利要求9所述的太陽能電池組件，其特徵在於所述電池片間隙反射層(6)表面具有很多規則排列的半圓型溝槽。
全文摘要
本發明公布了一種增加光能利用率的太陽能電池組件，包括從上到下依次設置並封裝為一體的超白低鐵鋼化玻璃(1)、第一EVA層(21)、相互連接的太陽能電池片(3)、第二EVA層(22)及背板(4)，其特徵在於連接太陽能電池片(3)的焊帶(5)表面進行了織構化處理，所述太陽能電池片(3)之間的間隙均設置有電池片間隙反射層(6)，所述電池片間隙反射層(6)的表面進行了織構化處理。與現有技術相比，本發明可以大大提高組件的光利用率，將原本不能為組件利用的光線重新反射到太陽能電池片並被其吸收，此效應間接增加了光生電流，增加了組件的輸出功率及轉換效率。
文檔編號H01L31/048GK102544174SQ20121000293
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者馮濤, 周義, 寧兆偉, 張健超, 梁叢武, 王建軍, 黃濤華 申請人:南通美能得太陽能電力科技有限公司