一種太陽能光伏板的製作方法
2024-04-12 08:47:05
本發明涉及一種半導體太陽能光伏設備組件，特別是一種太陽能光伏板。
背景技術：
太陽能電池組件是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，太陽能是一種新型能源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點。太陽能電池組件的壽命比較長，其主要由低鐵超白鋼化玻璃、EVA膠膜、晶體矽太陽能電池陣列以及背板在一定的溫度、壓力和真空條件下熔融、粘結形成剛性的整體結構。考慮太陽能電池組件在實際中的使用效果，單位面積功率產出已經成為評價光伏組件的重要參數之一。同時，考慮單晶矽、多晶矽原材料的短缺、晶片成本高以及降低生產成本等因素，在現有的技術基礎上必須提高太陽能電池組件的光電轉化效率，即高效率的太陽能電池組件。可以知道的是，太陽能組件的效率不僅僅受到光照效率的影響，組件的溫度同樣會對發電效率產生較大的影響。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明公開了一種太陽能光伏板，光伏照射效率高，產品結構穩定性好，同時避免在產品表面發生強烈的反射，而避免光汙染和光能量在散射中消耗，發電效率高，同時具有良好的散熱性能，使用壽命長，在壽命期限內效率穩定，不易發生損壞。
本發明公開的太陽能光伏板，至少包括光電轉換結構和光照調節結構，光電轉換結構和光照調節結構之間平行地層疊設置，其中光照調節結構具有對光線的單向透射功能，並且該透射方向為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向。
本發明方案通過設置的光照調節結構，以在光伏板表面發生單向透射行為——是光線由外界單向進入光電轉換結構而無法再向外側轉換，而降低光電轉換結構(如半導體矽功能單元等)的光子接收效率，從而提升單位面積的有效工作效率，從而儘可能地提升產品的光電轉換效率。
本發明公開的太陽能光伏板的一種改進，光照調節結構包括至少一層的單向透射膜：當具有多層單向透射膜時其層疊設置且每一層的透射方向均為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向。本方案通過設置的多層單向透射膜通過設置的多層單向透射結構，實現了對光傳輸行為的多次精細控制，從而對自然光的光強分布通過透射方向的調控進行調整，而實現在整個產品光電轉換結構全範圍內的穩定工作，以避免光照分布不均，從而提升光伏效率，進一步的降低直接反射損失，並且該多層結構還可以增強設備的耐磨損性能，極大的延長使用壽命。
本發明公開的太陽能光伏板的一種改進，當光照調節結構具有多層單向透射膜時其層疊設置且每一層的透射方向均相同。
本發明公開的太陽能光伏板的一種改進，光照調節結構與光電轉換結構最接近的內側設置有向光電轉換結構所在側全反射的全反射結構。本方案通過設置在最內側的全反射結構，使得照射到光電轉換結構上的光照，在被其反射時被全反射結構進一步的反射回答轉換結構上，而進一步地降低反射損失，以提升光電轉換效率。
本發明公開的太陽能光伏板的一種改進，太陽能光伏板還包括EVA層，其為外露表面包覆有隔氧層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層，EVA層貼合於光電轉換結構背部。
本發明公開的太陽能光伏板的一種改進，EVA層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層的組成包括，以重量份計：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交聯固化劑1-2份，熱穩定劑0.2-0.5份，導熱劑5-10份，苯基乙烯基矽樹脂15-20份。
本發明公開的太陽能光伏板的一種改進，EVA層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層中導熱劑包括經過偶聯劑預處理的多孔材料，多孔材料包括多孔氧化鋅粉末和多孔氧化鋁粉末，在導熱劑中其組成包括，以重量份數計：多孔氧化鋅粉末10-20份；多孔氧化鋁粉末20-30份。
由半導體物理理論可知，載流子的擴散係數隨溫度的升高而稍有增大，因此，光生電流IL也隨溫度的升高有所增加。但Io隨溫度的升高是指數增加，因而Uoc隨溫度的升高急劇下降。由此，當溫度升高時，I-U曲線形態改變，填充因子下降，故光/電轉換效率隨溫度的增加而下降。
經研究和試驗表明，太陽能電池工作溫度的升高會引起短路電流的少量增加，並引起開路電壓發生嚴重降低。溫度變化對於開路電壓的影響之所以大，是因為開路電壓直接同製造電池的半導體材料的禁帶寬度有關，而禁帶寬度會隨溫度的變化而發生改變。對於矽材料來說，禁帶寬度隨溫度的變化率約為-0.003eV/℃，從而導致開路電壓變化率約為-2mV/℃。也就是說，電池的工作溫度每升高1℃，開路電壓約下降2mV，大約是正常室溫時0.55V的0.4％。隨著溫度的升高，電池的光電轉換效率還好持續下降。由此可以看出溫度控制對太陽能電池效率的重要性和突出意義。
通過設置的具有多孔結構的多孔材料，在EVA層中通過多孔結構跟樹脂材料進行充分的接觸，極大地增加散熱和熱傳導面積，從而利於提高將組件產生的熱量及時傳導散發出去，有利於對溫度的控制，降低溫度因素對組件發電效率的影響，同時還能降低產品的熱老化速度，從而延長使用壽命，降低應用成本。
本發明公開的太陽能光伏板的一種改進，EVA層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層中導熱劑的多孔材料還包括經過偶聯劑預處理的泡沫鋁鎂合金粉10-15重量份。
通過採用偶聯劑溶液蒸汽浸潤的方式對多孔材料進行表面預處理以提高其與EVA的相容性，該方式可以可以克服表面張力對液相偶聯劑溶液在微孔浸潤時的阻礙作用，從而提升材料的結合效果。
本發明公開的太陽能光伏板的一種改進，偶聯劑預處理為將多孔材料經偶聯劑溶液蒸汽充分浸潤，浸潤的程度為在溶劑被蒸發後多孔材料表面形成偶聯劑薄層。在多孔材料的多孔表面形成一個薄層的有效的偶聯劑層，從而極大地降低對偶聯劑的消耗避免浪費，同時還能夠減小過量偶聯劑對環境的汙染，同時該偶聯劑薄層還有利於多孔材料與EVA混溶時EVA進入表面微孔，增加材料的接觸面積提高熱量傳遞效果的同時還起到了增強機械性能的作用。
本發明公開的太陽能光伏板具有組件結構堅定穩定，質量輕便，通過改善透射條件而增強了光轉換效率，並且配合在特定位置設置的全反射結構，可以降低逆向反射，同時提高在整個產品上的光電轉換結構上的光強分布均勻度，從而實現整體的均勻穩定發電，並且提高光伏發電的單位效率，使得光伏板的太陽能利用效率高，發電效率高，同時具有良好的散熱性能，使用壽命長，在壽命期限內效率穩定，不易發生損壞。
具體實施方式
下面結合具體實施方式，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
結構實施例1
本實施例中太陽能光伏板，至少包括光電轉換結構和光照調節結構，光電轉換結構(可以為單晶矽薄層或者多晶矽薄層或者半導體高聚物薄層等，下同)和光照調節結構(可以為無色單向透射膜等，下同)之間平行地層疊設置，其中光照調節結構具有對光線的單向透射功能，並且該透射方向為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向。
在包括而不限於本方案中，還可以使具體產品的需要設置支架、集電裝置等必要或者非必要結構，這裡並非為本申請技術方案的必要限定，而不作明確的限定。
結構實施例2
本實施例中太陽能光伏板，至少包括光電轉換結構和光照調節結構，光電轉換結構(可以為單晶矽薄層或者多晶矽薄層或者半導體高聚物薄層等，下同)和光照調節結構(可以為無色單向透射膜等，下同)之間平行地層疊設置，其中光照調節結構具有對光線的單向透射功能，並且該透射方向為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向，光照調節結構具有一層的單向透射膜。
結構實施例3
本實施例中太陽能光伏板，至少包括光電轉換結構和光照調節結構，光電轉換結構(可以為單晶矽薄層或者多晶矽薄層或者半導體高聚物薄層等，下同)和光照調節結構(可以為無色單向透射膜等，下同)之間平行地層疊設置，其中光照調節結構具有對光線的單向透射功能，並且該透射方向為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向，光照調節結構具有兩層疊合設置的單向透射膜：該兩層單向透射膜時其層疊設置且每一層的透射方向均為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向。
結構實施例4
本實施例中太陽能光伏板，至少包括光電轉換結構和光照調節結構，光電轉換結構(可以為單晶矽薄層或者多晶矽薄層或者半導體高聚物薄層等，下同)和光照調節結構(可以為無色單向透射膜等，下同)之間平行地層疊設置，其中光照調節結構具有對光線的單向透射功能，並且該透射方向為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向，光照調節結構具有三層(還可以具有更多層)疊合設置的單向透射膜：該三層(具有更多層時)單向透射膜時其層疊設置且每一層的透射方向均為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向。
與包括而不限於上述實施例相區別的，當光照調節結構具有多層單向透射膜時其層疊設置且每一層的透射方向均為由光照調節結構指向光電轉換結構所在的方向但並不全部相同(即包括每一層的透射方向均不相同或者有部分相同的情形；部分相同時，相同的單向透射膜可以相同設置也可以間隔設置)。
與包括而不限於上述實施例相區別的，當光照調節結構具有多層單向透射膜時其層疊設置且每一層的透射方向均相同。
與包括而不限於上述實施例相區別的，光照調節結構與光電轉換結構最接近的內側設置有向光電轉換結構所在側全反射的全反射結構。
與包括而不限於上述實施例相區別的，太陽能光伏板還包括EVA層，其為外露表面包覆有隔氧層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層，EVA層貼合於光電轉換結構背部。
以下有關EVA層的實施例可以分別單獨或者同時地使用於包括而不限於上述結構實施例中所描述的技術方案，而不超出本發明要求的範圍。
EVA層實施例1
本實施例中EVA層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層的組成包括(以重量份計)：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交聯固化劑1.5份，熱穩定劑0.2份，導熱劑9份，苯基乙烯基矽樹脂15份。
EVA層實施例2
本實施例中EVA層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層的組成包括(以重量份計)：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交聯固化劑1.8份，熱穩定劑0.5份，導熱劑7份，苯基乙烯基矽樹脂20份。
EVA層實施例3
本實施例中EVA層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層的組成包括(以重量份計)：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交聯固化劑1.2份，熱穩定劑0.35份，導熱劑8份，苯基乙烯基矽樹脂18份。
EVA層實施例4
本實施例中EVA層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層的組成包括(以重量份計)：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交聯固化劑2份，熱穩定劑0.4份，導熱劑10份，苯基乙烯基矽樹脂19份。
EVA層實施例5
本實施例中EVA層的高散熱熱穩定改性EVA塑膠層的組成包括(以重量份計)：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交聯固化劑1份，熱穩定劑0.3份，導熱劑5份，苯基乙烯基矽樹脂16份。
與EVA層實施例1-5相區別地，EVA層還可以包括經過偶聯劑預處理的多孔材料，多孔材料包括多孔氧化鋅粉末和多孔氧化鋁粉末，在導熱劑中其組成包括(以重量份數計)多孔氧化鋅粉末10份(還可以為11、12、13、14、15、16、17、18、19、20以及10-20份之間其它任意值)；多孔氧化鋁粉末20份(還可以為21、22、23、24、25、26、27、28、29、30以及20-30份之間其它任意值)。
與前述實施例相區別地，多孔材料還包括經過偶聯劑預處理的泡沫鋁鎂合金粉(以重量份數計)10份(還可以為11、12、13、14、15、11.7、13.4、14.2以及10-15份之間其它任意值)。
與前述實施例相區別地，偶聯劑預處理為將多孔材料經偶聯劑溶液蒸汽充分浸潤，浸潤的程度為在溶劑被蒸發後多孔材料表面形成偶聯劑薄層。
本發明技術方案製得的太陽能光伏板，在廣州珠海區測試點於夏季無雲，室溫30攝氏度以上，微風1-2級條件下測試。
以結構實施例1和EVA層實施例1共同構成的實施方式11，經過測試，由本方案得到的太陽能電池在25攝氏度時效率最高，輸出功率最大；在25攝氏度下，經過測試證明光強越強功率越高，同時，在同等光照條件以及同等電池面積條件下，輸出功率與現有技術產品相比較提升20％以上(如單晶矽片規格125*62.5mm，片數4*9＝36，輻照度1000W/m2，環境溫度25℃，AM＝15時：現有技術太陽能電池的功率約為50W，功率公差範圍：±3％；本申請技術的實施方式11的太陽能電池的功率約為62W，功率公差範圍：±2.5％。經過測試，本申請其它實施方案均滿足本處性能測試，並且測試性能不低於本處同等條件下所示)。本處結論同樣適用於本發明技術方案包括而不限於上述實施例組成的技術方案在內的所有技術方案，本文不再一一列舉。
本處實施例對本發明要求保護的技術範圍中點值未窮盡之處以及在實施例技術方案中對單個或者多個技術特徵的同等替換所形成的新的技術方案，同樣都在本發明要求保護的範圍內；同時本發明方案所有列舉或者未列舉的實施例中，在同一實施例中的各個參數僅僅表示其技術方案的一個實例(即一種可行性方案)，而各個參數之間並不存在嚴格的配合與限定關係，其中各參數在不違背公理以及本發明述求時可以相互替換，特別聲明的除外。
本發明方案所公開的技術手段不僅限於上述技術手段所公開的技術手段，還包括由以上技術特徵任意組合所組成的技術方案。以上所述是本發明的具體實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護範圍。