CN101339961A - 太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能电池盖板玻璃。提出的太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构，其太阳能电池盖板玻璃的表面具有分布均匀、大小一致的凹正四面体，构成玻璃表面的花纹结构，玻璃背面为平面结构。本发明由于在太阳能电池封装盖板玻璃的表面间隔设置有凹正四面体，因此可以更好地与经过化学腐蚀后硅晶体表面的正金字塔相匹配，更利于吸收太阳入射光线的能量，减少其反射损失。凹正四面体之间的平面间隔形状为梯形，梯形上表面的两条棱是光滑曲面可有效避免平面间隔的反射损失，提高电池的光电转换效率。玻璃表面间隔设置的凹正四面体形状的辊压成型，更加合理地与超白太阳能电池封装盖板玻璃压延成型的短料性相匹配。本发明的花型结构的模具制造工艺简单，有利于工业化生产。

Description

太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构

技术领域

本发明涉及太阳能电池盖板玻璃，主要提出一种太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构。

背景技术

太阳能是人类取之不尽，用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。为了充分有效地利用太阳能，利用光伏效应太阳能电池可以将太阳能转换成电能，世界各国都十分重视。目前光伏产品90％左右仍然是以晶硅电池技术为主。

太阳能光伏电池组件所用的盖板玻璃又称太阳能电池封装玻璃盖板，是太阳能电池制造过程中的一种重要原材料，由于其能够充分透过太阳能以利于硅晶板吸收，并以自身的强度而保护下面的硅晶板不受外界冷雪天气的损坏，这就使太阳能电池组件的盖板玻璃可以应用于各种规格的单晶硅、多晶硅太阳能电池组件。

多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的太阳能电池，构造和生产工艺已定型，已占全世界太阳能电池的90％以上产品，广泛用于空间和地面。目前生产太阳能电池封装盖板玻璃的国外公司主要有日本的旭硝子、法国的圣戈班、英国的皮尔金顿等几家公司；国内有圣戈班的子公司——南京圣韩玻璃公司和河南裕华两家生产。这几个厂家生产的玻璃表面花纹为凹正方形、凹菱形、凹六边形，这些花纹形状都能与硅晶体相配合，但为了使设计的花纹结构更好与太阳能电池的硅晶体表面结构相配合，开发设计新的太阳能电池封装盖板玻璃花纹结构更有利于满足各太阳能电池厂家的多种选择。

发明内容

本发明的目的即是提出一种太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构，使其花纹结构更好地与太阳能电池的硅晶体表面结构相配合，更有利于降低太阳能电池表面的反射损失。

晶体硅结构是由五个原子构成的一个正四面体，硅原子位于正四面体的中心，正四面体的每个角顶原子，又为相邻四个四面体所共有，这样由许多个结构最小单元构成单位晶胞，单位晶胞共有18个原子，正方形晶胞的8个顶角和6个面的中心均有原子，晶胞内部还有四个原子。单位晶胞有秩序地排列成为晶体。Si原子之间的相互结合力是共价键类型的，每个原子可以提供四个未配对电子和四个sp3杂化轨道形成四个共价键，根据量子力学理论，这四个等性杂化轨道的角度分布最大值分别指向正四面体顶点，因此这种共价键具有严格的方向性，这就使硅晶体具有各向异性和解理现象。所谓解理是指晶体受到定向的机械力作用时，可以沿平行于某个平面平整地劈开。晶体硅在空间有四个不同方向的解理面。在解理面上原子密度最大，原子之间结合力最强，但其面间距也最大，面间原子结合力最弱。因此晶体变形和破坏最易发生在解理面上。硅晶体的解理面和滑移面均为{111}晶面。硅晶体表面的金字塔结构是利用硅的各向异性进行定向腐蚀制作而成的，在表面形成为《111》晶面的金字塔结构。

本发明所提出的太阳能电池盖板玻璃的表面具有分布均匀、大小一致的凹正四面体，构成玻璃表面的花纹结构，玻璃背面为平面结构。玻璃表面间隔设置的凹正四面体可使入射光线在硅晶体的锥体上进行散射后，反射到玻璃表面的正四面体上，太阳入射光线如此反复反射，不仅可以降低光的反射损失，延长光程，增加光生载流子的产量；而且玻璃表面的凹正四面体结构可以与硅晶体表面的金子塔结构相匹配，使入射的太阳光线最大限度被吸收，从而增加对光生载流子的收集量，提高太阳能电池的光电转换效率。这种玻璃利用压延方法成型时，通过表面刻有凸正四面体形状的压延辊，造成玻璃板表面压制有相应的凹正四面体花纹。这种花纹不同于普通的压延(压花)玻璃，它的每一个花纹都是一个小的聚光单元，通过聚光作用可使压延玻璃比同样铁含量的光板玻璃电池发电电流提高约17％。

其所述多个凹正四面体之间的平面间隔为0.04～0.15毫米，其间隔形状为梯形，梯形的棱面为光滑曲面。

所述凹正四面体的底边长为0.6～1.2毫米，凹正四面体高度为0.5～1.0毫米，凹正四面体的每个顶点处为一光滑曲面。

太阳能电池封装盖板玻璃的表面花纹的制作方法有许多种，如其可为：可塑状态的玻璃液在压延成型过程中，利用一种表面具有相应凸正四面体结构的模具(辊筒)的辊压而使玻璃表面形成分布均匀的、大小一致的多个凹正四面体。根据所设计玻璃表面花纹的结构形状，可以很好地控制模具上凸正四面体的底边长短及凸正四面体之间的距离及其它。所采用模具上凸正四面体的各个顶点处为光滑曲面，也可为尖形，其成型的玻璃表面凹正四面体的顶点处为光滑曲面。这是因为：实际在玻璃成型过程中，玻璃在成型温度范围内处于可塑状态，玻璃的表面张力力图把表面缩成球状，致使正四面体的四个顶点也趋于光滑曲面；同理正四面体四个面的棱也为光滑曲面。

本发明由于采用了以上设计，其具有以下优点：1、本发明由于在太阳能电池封装盖板玻璃的表面间隔设置有凹正四面体，因此其可以更好地与经过化学腐蚀后硅晶体表面的正金字塔相匹配，更有利于吸收太阳入射光线的能量，减少其反射损失。2、凹正四面体之间的平面间隔形状为梯形，梯形上表面的两条棱是光滑曲面可有效避免平面间隔的反射损失，提高电池的光电转换效率。3、本发明玻璃表面间隔设置的凹正四面体形状的辊压成型，更加合理地与超白太阳能电池封装盖板玻璃压延成型的短料性相匹配。4、本发明的花型结构的模具(辊筒)制造工艺简单，有利于工业化生产。

附图说明

图1为本发明玻璃表面花纹平面示意图。

图2为正四面体其中一个面的平面示意图。

图3为单个正四面体立体结构示意图。

图4为平行入射光线经玻璃断面和硅晶体散射后示意图。

具体实施方式

结合附图给出的实施例来对本发明花纹形状加以说明：

如图1所示，玻璃表面具有间隔排列的多个凹正四面体，每个四面体的四个面均为正三角形，即由上表面的正三角形和向下凹陷部分的三个正三角形面组成正四面体，平面上所看到的三角形为上表面的三角形。相临两个正四面体的距离为0.04～0.15mm，即从图1上显示每个正四面体其上表面的正三角形与相临正三角形的距离为0.04～0.15mm；两个对顶正三角形的距离为0.17～0.28mm。正四面体的四个顶点处为光滑曲面；正四面体的棱即四个面的交界处也为光滑曲面。

如图2所示，每个正四面体的底边长为0.6～1.2mm，凹正四面体的高度为底边到对面曲面顶点的距离，为0.5～1.0mm，凹正四面体的每个顶点处为光滑曲面。

如图3所示，凹正四面体的每个顶点处为一光滑曲面，各棱也是光滑曲面。每个正四面体具有的四个面均为正三角形，即由玻璃表面的一个正三角形和向下凹陷部分的三个正三角形(面)组成正四面体。

如图4所示，平行的入射光线经过玻璃表面的凹金字塔体后被单晶硅晶体表面的凸金字塔体散射，散射的光线又被玻璃表面的凹金字塔体反射为多束光线，如此反复反射散射，使入射光线的损失降低到最小。

Claims (5)

1、一种太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构，其特征是：太阳能电池盖板玻璃的表面具有分布均匀、大小一致的凹正四面体，构成玻璃表面的花纹结构，玻璃背面为平面结构。

2、根据权利要求1所述的太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构，其特征是：所述多个凹正四面体之间的平面间隔形状为梯形，梯形的棱面为光滑曲面。

3、根据权利要求1所述的太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构，其特征是：所述凹正四面体的每个顶点处为一光滑曲面；正四面体的棱即四个面的交界处为光滑曲面。

4、根据权利要求1所述的太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构，其特征是：所述多个凹正四面体之间的平面间隔为0.04～0.15毫米。

5、根据权利要求1所述的太阳能电池盖板玻璃表面花纹结构，其特征是：所述凹正四面体的底边长为0.6～12毫米，凹正四面体高度为0.5～1.0毫米。

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