CN101669213A - 具有陶瓷支撑板的光伏模块或面板 - Google Patents
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Abstract
一种光伏模块(1)包括多个光伏电池单元(100)，电性互连以定义光学有源表面(2)，该光伏电池单元(100)封闭在电绝缘的正面覆盖层(3a)和背面覆盖层(3b)之间，该正面覆盖层(3a)由正面覆盖元件(4)在正面覆盖，该正面覆盖元件(4)具有机械保护光伏电池单元(100)的作用，该背面覆盖层(3b)在背面由支撑元件支撑，该支撑元件是限制厚度的陶瓷板。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏模块或面板。
为适应多样化能源生产来源的需要，受目前的资源耗尽及已被证实的矿物燃料引起气候变化的性质的影响，最近数十年来已经逐步发展了光电技术。
背景技术
光伏模块已知的各种技术：市场上最普遍出现的得益于其廉价并且相对可靠的是由单晶或多晶材料制成的电池单元(cell)组成的模块。
这些电池单元由半导体材料制成的薄片组成，一般为硅，尤其为掺杂属于元素周期表中的III或V族原子，制成p-n结。为了降低在部分硅上由太阳能反射产生的性能损失，该薄片在暴露于太阳光的表面上(n层)进行抗反射涂覆处理。
电池单元一般组合使用：这种情况下实现电池单元的电互连格子(lattice)以限定模块的光学有源(photo-active)表面。
模块包括各种叠层(superposed layers)，电池单元格子仅是这些中的一种。
首先为了确保正确的功能性，电池单元必须在两层电介质材料之间绝缘。一般使用密封(sealing)树脂薄片，大多数情况下为EVA(乙烯-醋酸乙烯(vinyl-ethyl acetate))。
密封的电池单元格子通常有正面玻璃保护。在本文件的下文中模块的正面为预先设置成暴露于太阳光的那侧。因此该模块的正面为对应于n型掺杂硅层的那侧，而背部对应于p型掺杂硅层。保护玻璃保证良好的光传输，以及确保器件电池单元的机械保护。
最后，关于密封的格子的后部，有个主要具有器件支撑功能的后部罩(posterior closure)。用于制造该后部罩的材料必须满足经济、机械阻力和低热膨胀系数的明显需求，并且可能地还应该是电绝缘体。此外，该材料必须容易获得大尺寸板。在公知的后部罩产品中通常使用的材料是有颜色或者没有颜色的钢化玻璃(tempered glass)，以及聚氟乙烯(PVF，商业上称为Tedlar
)。
然而，考虑到EVA树脂的透明度和可能在构成格子的电池单元之间的或者远离其周围的未覆盖空间的出现，在安装的模块中可以看见后部罩。
在玻璃或者PVF面板的情形中，安装的面板可能是令人讨厌的，尤其考虑到相对于通常用于构造(building)结构的材料缺乏总体美学一致性。
发明内容
本发明的主要目的是避免现有技术的缺点，提供一个包含后部罩的光伏模块，所述后部罩当设置在其它通常用于构造(building)设计的材料环境中时其具有一致性。
本发明的进一步目的是，通过构造和配置，产生特别适合用作包覆大表面的结构和支承模块的光伏模块。
本发明的一个优点涉及本发明的光伏模块的制造容易和廉价，其展现大的暴露表面。
本发明的另一个优点涉及本发明的光伏面板的后部罩的廉价、机械抗性和电阻以及低的热膨胀系数。
附图说明
本发明的其它特征和优点将通过下面发明的优选实施例的具体描述更好的体现，其完纯粹作为附图的相应示图的非限制例子显示，其中：
图1是本发明光伏模块的透视分解图；
图2是根据本发明的光伏模块的截面示意图。
具体实施方式
参照附图的示图，1表示根据本发明的整个光伏模块。
光伏面板(photovoltaic panel)1包括多个光伏电池单元(photovoltaic cell)100，所述光伏电池单元电性互连以限定光学有源表面2。以格子的方式互连的光伏电池单元100的电性互连，优选使用由导体材料制成的格栅(grid)实现，每个电池单元通过公知为条带(ribbon)的金属连接器连接至相邻的电池单元。
电池单元和条带的整体是封闭在正面覆盖层3a和背面覆盖层3b之间的。此外，正面覆盖层3a由正面覆盖元件4在正面覆盖，而背面覆盖层3b由支撑元件在背面支撑。
覆盖层3a、3b由绝缘材料构成，因为它们的主要功能是电隔离光伏电池单元100构成的格子。然而，对于覆盖层3a、3b，密封光伏电池单元从而消除腐蚀的风险也很重要。该层3a、3b还可有利地用作关于正面覆盖元件4和支撑元件的结合物(bond)。
最后，重要地，为了透过光子至少正面覆盖层3a应该是透明的，所述光于正面撞击该器件时必须不能遇到障碍物以到达光学有源表面2。
为了满足上述需求，有利地使用由惰性树脂胶(inert resin glue)制成的覆盖层3a、3b，优选为由EVA(乙烯-醋酸乙烯)制成。EVA是一种达到150/160℃温度时聚合的单体，内部地密封电池单元格子，并且完成上面提及的组成模块的元件之间的粘结作用。EVA聚合后是透明的。为了防止覆盖层3a、3b内部形成气泡，聚合优选在密闭环境中进行。该覆盖层3a、3b的厚度在优选实施例中大约为半毫米。
正面覆盖层3a由正面覆盖元件4在正面覆盖，其具有机械地保护在后面的光伏电池单元100的作用。通常正面覆盖元件4由钢化玻璃构成，其必须能确保良好的机械阻力和极好的光传输。正面覆盖元件4的厚度优选在3.2至8毫米之间。
支撑元件有利地由限制厚度的陶瓷板5构成。板由陶瓷材料制成使得当该板在构造领域中其它常用材料环境中使用时给出了一致性效果的外观。此外，限制厚度的板意味着整个器件不笨重并且便于运输和安装。陶瓷板5优选具有不大于3毫米不小于一个半毫米的厚度。陶瓷板5优选由玻化陶瓷粉末(vitrifiedceramic powders)制成，通过焙烧由陶瓷粉末压合获得的板形体实现。为了通过贯穿面板的电连接，可以在陶瓷板5中制造至少两个孔5a。玻化陶瓷(vitrifiedceramic)是用于此的极佳材料，因为它完全满足经济、电阻对环境条件的要求，还具有需要的低热膨胀系数。
陶瓷板5的主尺寸和相应的整个光伏模块的主尺寸甚至可非常大，导致板的广阔表面积。优选地陶瓷板5的主尺寸是长3米宽1米。
获得的相当大表面积相比于现有技术带来一个优点，根据上述现有技术正常地很难使用带有由硅晶片制成的有源元件的Tedlar玻璃产生具有大尺寸的面板。
Claims (9)
1、一种光伏模块(1)，包括多个光伏电池单元(100)，电互连以限定光学有源表面(2)，该光伏电池单元(100)封闭在电绝缘的正面覆盖层(3a)和背面覆盖层(3b)之间，所述正面覆盖层(3a)由正面覆盖元件(4)在正面覆盖，所述正面覆盖元件(4)具有对光伏电池单元(100)的机械保护的作用，所述背面覆盖层(3b)由支撑元件在后面支撑，所述支撑元件是限制厚度的陶瓷板(5)。
2、权利要求1的光伏模块(1)，其中所述陶瓷板(5)具有3毫米或3毫米以下的厚度。
3、权利要求2的光伏模块(1)，其中所述陶瓷板(5)的厚度是1.5毫米或1.5毫米以上。
4、前述任一权利要求的光伏模块(1)，其中所述陶瓷板(5)由玻化陶瓷材料构成，该玻化陶瓷材料通过焙烧由压合陶瓷粉末获得的板形产品制成。
5、权利要求4的光伏模块，其中所述陶瓷板(5)通过在连续生产线上压合陶瓷粉末获得。
6、权利要求5的光伏模块(1)，其中所述陶瓷板(5)具有导致其大表面面积的主尺寸。
7、权利要求6的光伏模块(1)，其中所述陶瓷板(5)的主尺寸是一米和三米。
8、前述任一权利要求的光伏模块(1)，其中所述正面覆盖层(3a)和所述背面覆盖层(3b)包括惰性树脂胶。
9、权利要求7的光伏模块(1)，其中所述正面覆盖层(3a)和所述背面覆盖层(3b)包括乙烯-醋酸乙烯。
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