CN101897037B - 太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够在降低尘埃、尘土等的堆积的同时使太阳光会聚到太阳能电池的太阳能电池组件。本发明的太阳能电池组件具有多个双面接收光式太阳能电池。这些太阳能电池被通过密封树脂材料制成的密封薄片汇聚起来包覆。在密封薄片的重力方向上表面(表面)上接合有表面侧透明板,在该表面侧透明板的表面侧配置有双凸透镜,该双凸透镜使得从太阳能电池组件的表面侧射入的太阳光折射而会聚到太阳能电池。在密封薄片的重力方向下表面(背面)上接合有背面侧透明板,在该背面侧透明板的背面侧设置有凹凸状的反射薄片,该反射薄片使得从太阳能电池组件的表面侧射入的太阳光反射而会聚到太阳能电池。

Description

太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及具有太阳能电池的太阳能电池组件。
背景技术
至于以往的太阳能电池组件,例如公知有如专利文献1所记载那样的太阳能电池组件,该太阳能电池组件在薄片状太阳能电池上设置了依次层叠基体薄片、双凸透镜以及低反射薄片而成的太阳光线聚焦单元。
专利文献1:日本专利文献特开平10-150213号公报。
发明内容
(发明所要解决的问题)
在上述以往技术的太阳能电池组件中,将太阳光线聚焦单元的表面设为了凹凸形状,因此即使在太阳光倾斜射入的早晨和傍晚,也能够使太阳光会聚到太阳能电池。可是,在设置于太阳能电池组件的最上层的太阳光线聚焦单元的凹部中容易堆积尘埃、尘土等,因此会导致发电性能下降。
本发明的目的在于提供一种能够在降低尘埃、尘土等的堆积的同时使太阳光会聚到太阳能电池的太阳能电池组件。
(解决问题的手段)
本发明的太阳能电池组件包括:太阳能电池;包覆部,其被设置成在太阳能电池的表面侧和背面侧覆盖太阳能电池;以及下侧聚光部,其在包覆部的背面侧被设置成凹凸状,使太阳光会聚到太阳能电池;太阳能电池至少能够在背面接收光,并保持间隔配置有多个太阳能电池,下侧聚光部具有如下凹凸形状:在与太阳能电池的中心部相对应的第一位置以及与各太阳能电池之间的间隙中心部相对应的第二位置处,相对于太阳能电池侧成为凹状。
在这样的太阳能电池组件中,能够使得从表面侧射入的太阳光在下侧聚光部反射而会聚到太阳能电池,或者使得从背面侧射入的太阳光在下侧聚光部折射而会聚到太阳能电池。在此,虽然使太阳光反射或折射的下侧聚光部呈凹凸状,但是该下侧聚光部设置在包覆部的背面侧,因此尘埃、尘土等几乎不会在下侧聚光部的凹部中。另外,也可以在包覆部的表面侧设置凹凸状的上侧聚光部,使得从表面侧射入的太阳光在上侧聚光部折射,再在下侧聚光部反射而会聚到太阳能电池。在此情况下,存在凹凸状的下侧聚光部,因此例如即使减少上侧聚光部的凹凸,或者将上侧聚光部的凹凸形状设为大致接近平坦的形状,也能够使太阳光会聚到太阳能电池。因此,与凹凸状的聚光部只存在于包覆部的表面侧的情况相比,尘埃、尘土等不容易在上侧聚光部的凹部中停留。综上可知,能够在降低尘埃、尘土等堆积到太阳能电池组件的上面部同时使太阳光会聚到太阳能电池。
另外,在这样的太阳能电池组件中,由于使得从表面侧射入的太阳光在下侧聚光部反射而会聚到太阳能电池的背面,因此不用单独准备使太阳光反射的反射部件,就能够通过下侧聚光部将来自表面侧的太阳光向太阳能电池引导。而且,由于下侧聚光部具有如下凹凸形状:在与太阳能电池的中心部相对应的第一位置以及与各太阳能电池之间的间隙中心线相对应的第二位置处,相对于太阳能电池侧成为凹状,因此能够使得从表面侧射入的太阳光在下侧聚光部反射而有效地会聚到太阳能电池的背面。
另外,优选的是,下侧聚光部的凸状顶部与第一位置和第二位置之间的中心部相比偏向第一位置侧。
在此情况下,当太阳光以小角度射入太阳能电池组件时,如果太阳光在下侧聚光部的凸状顶部及其近旁反射,则该太阳光容易被引导到太阳能电池的背面。由此,通过下侧聚光部能够使得在宽角度范围内射入的太阳光更有效地会聚到太阳能电池。
另外,优选的是,还包括上侧聚光部,该上侧聚光部在包覆部的表面侧被设置成凹凸状,并使太阳光会聚到太阳能电池,太阳能电池能够在表面和背面接收光。
由于将太阳能电池设置成能够在表面和背面接收光的结构,因此从上方射入的太阳光的一部分会聚到太阳能电池的表面,而太阳光的其他一部分在下侧聚光部反射而会聚到太阳能电池的背面。由此,能够提高对太阳能电池的聚光效率。另外,在包覆部的背面侧设置有凹凸状的下侧聚光部,因此如上述那样,能够使上侧聚光部的凹凸形状与下侧聚光部的凹凸形状相比,更平坦。因而,能够使尘埃、尘土等不容易在上侧聚光部的凹部中停留。
另外,优选的是,上侧聚光部具有如下凹凸形状:在与各太阳能电池之间的间隙中心部相对应的位置处,相对于太阳能电池侧成为凹状。
在此情况下,例如,通过与将下侧聚光部设为在与太阳能电池的中心部相对应的位置以及与各太阳能电池的之间的间隙中心线相对应的位置处相对于太阳能电池侧成为凹状的凹凸形状的情况相互作用,能够使得从上方射入的太阳光在下侧聚光部反射而更有效地会聚到太阳能电池的背面。
进一步优选的是,下侧聚光部包括金属层,该金属层形成在基体上,并使太阳光向太阳能电池侧反射,下侧聚光部和其他部分是在彼此被层叠的状态下在真空吸附下进行热压而接合的。
在此情况下,可通过一个工序来实施太阳能电池的密封和具有金属层的下侧聚光部的形成,因此可提高可生产性,降低太阳能电池组件的制造成本。
(发明效果)
根据本发明,能够在降低尘埃、尘土等的堆积的同时使太阳光会聚到太阳能电池。由此,可抑制尘埃、尘土等堆积到太阳能电池组件上导致发电性能下降。
附图说明
图1是示出本发明的太阳能电池组件的一个实施方式的截面图;
图2是示出图1所示的太阳能电池组件的俯视图;
图3是示出评价反射薄片的正反射面的光反射特性的方法的图;
图4是示出图1所示的反射薄片的层叠构造的截面图;
图5是示出太阳光会聚到图1所示的太阳能电池的状况的示意图;
图6是示出图1所示的太阳能电池组件适宜地设置在住宅等的房顶上的状态的图;
图7是示出太阳光会聚到图6所示的太阳能电池的状况的示意图;
图8是图6所示的太阳能电池组件的放大图;
图9是示出图1所示的太阳能电池组件的变形例的截面图;
图10是示出太阳光会聚到图9所示的太阳能电池的状况的示意图;
图11是示出图1所示的太阳能电池组件的另一变形例的截面图;
图12是示出在实施例中使用的太阳能电池组件的简要图;
图13是示出图12所示的太阳能电池组件的各形状参数以及实施例的模拟结果的表。
(标号说明)
1太阳能电池组件;2太阳能电池;4密封薄片(包覆部);5表面侧透明板(包覆部);7双凸透镜(上侧聚光部);8背面侧透明板(包覆部);9反射薄片(下侧聚光部);12基体薄片(基体);14高反射率金属层。
具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的太阳能电池组件的优选实施方式。
图1是示出本发明的太阳能电池组件的一个实施方式的截面图,图2是示出图1所示的太阳能电池组件的俯视图。在各图中,本实施方式的太阳能电池组件1例如设置在汽车的车顶、住宅的房顶等上。
太阳能电池组件1包括多个两面受光型太阳能电池(单元)2。这些太阳能电池2以预定的间隔配置成矩阵状。相邻的太阳能电池2之间经由两根中继器(引线框)3相连接。太阳能电池2例如通过廉价且资源丰富的结晶硅制成。
多个太阳能电池2和多个中继器3被通过密封树脂材料制成的密封薄片4汇聚起来包覆。至于密封树脂材料,例如可使用乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂等。在密封薄片4的重力方向上表面(表面)上接合有表面侧透明板5。表面侧透明板5例如通过钢化玻璃白板等制成。
在表面侧透明板5的重力方向上表面侧(表面侧),隔着低折射率硬化膜层6配置有双凸透镜7。双凸透镜7构成上侧聚光部,该上侧聚光部使从太阳能电池组件1的表面侧射入的太阳光折射而会聚到太阳能电池2。表面侧透明板5以及低折射率硬化膜层6的表面呈与双凸透镜7对应的凹凸形状。
在密封薄片4的重力方向下表面(背面)上接合有背面侧透明板8。与表面侧透明板5相同,该背面侧透明板8通过钢化玻璃白板等制成。背面侧透明板8的下表面呈凹凸形状。
在背面侧透明板8的重力方向下表面侧(背面侧)设置有反射薄片9,该反射薄片9具有单向反射面(镜面)9a。反射薄片9构成下侧聚光部,该下侧聚光部使从太阳能电池组件1的表面侧射入的太阳光折射而会聚到太阳能电池2。
至于反射薄片9的单向反射面9a的光反射特性,例如优选当如图3的(a)所示那样使来自激光源10的激光以45度角度射入单向反射面9a并通过亮度测量装置11测量了此时的反射光亮度时,图3的(b)所示那样的成为峰值亮度L的1/2的角度分布(半宽度)为60度以下,尤其优选30度以下。
在图4中示出反射薄片9的具体构造。在该图中,反射薄片9例如包括:基体薄片12,其由热可塑性树脂形成;以及高反射率金属层14,被隔着表面功能化处理层(或者粘底涂层)13层叠在该基体薄片12上,并使太阳光朝向太阳能电池2反射。高反射率金属层14形成上述的单向反射面9a,优选通过光反射率在波长600nm下为80%以上的金属例如银合金(银-钯合金、银-金合金、铂-银合金等)、铝等制成。
在高反射率金属层14上层叠例如折射率为1.1~1.9的透明陶瓷蒸镀层15,在该透明陶瓷层15上层叠有例如折射率为2.0~3.0的透明陶瓷蒸镀层16。至于形成低折射率的透明陶瓷蒸镀层15的陶瓷材料,可使用二氧化硅(硅石)等,至于形成高折射率的透明陶瓷蒸镀层16的陶瓷材料,可使用二氧化钛等。
在透明陶瓷蒸镀层16上层叠有例如由光透过率在波长600nm下为92%以上的透明树脂形成的透明树脂涂层17。透明树脂涂层17与上述的背面侧透明板8(参照图1)粘接。
在这样的反射薄片9中,形成单向反射面9a的高反射率金属层14受到透明陶瓷蒸镀层15的坚固保护。另外,在高反射率金属层14上依次层叠低折射率的透明陶瓷蒸镀层15以及高折射率的透明陶瓷蒸镀层16而成的构造通过基于薄膜光学的光反射作用会提高高反射率金属层14的光反射率。因此,在长期(例如20年左右)在室外使用的情况下,也几乎不会使反射薄片9的光反射特性发生劣化。
回到图1,在如上的太阳能电池组件1中,反射薄片9呈现如下凹凸形状:在与太阳能电池2的宽度方向中心部相对应的位置(拐点X)以及在与沿各太阳能电池2的连接方向相邻的太阳能电池2之间的间隙中心部相对应的位置(拐点Z),相对于重力方向上侧(太阳能电池2一侧,表面侧)成为凹状,并且在拐点X、Z之间的区域,相对于重力方向下侧成为凸状。即,反射薄片9中与背面侧透明板8的薄壁部位相对应的拐点X、Z分别大致位于太阳能电池2的宽度方向中心线(以下称为“单元中心线”)C1以及相邻的太阳能电池2之间的间隙中心线(以下称为“单元间隙中心线”)C2。此时,优选的是,背面侧透明板8的拐点X部分的厚度比背面侧透明板8的拐点Z部分的厚度厚。
双凸透镜7呈现如下凹凸形状:在与沿各太阳能电池2的连接方向相邻的太阳能电池2之间的间隙中心部相对应的位置(拐点W),相对于重力方向下侧成为凹状,并且在相邻的各拐点W之间的区域,相对于重力方向上侧成为凸状。即,双凸透镜7中与表面侧透明板5的薄壁部位相对应的拐点W大致位于上述的单元间隙中心线C2。
因而,如果将双凸透镜7的凹凸间距设为P1,反射薄片9的凹凸间距设为P2,则两者之间具有以下关系。
P1=P2×2
如上述那样构成双凸透镜7以及反射薄片9,从而如图5所示那样,使从倾斜方向射入太阳能电池组件1的太阳光通过双凸透镜7变换(折射)成大致法线方向并行进。此时,太阳光的一部分会聚到太阳能电池2的上表面,太阳光的其他一部分在反射薄片9上反射而会聚到太阳能电池2的下表面。因此,能够使宽角度范围的太阳光直接或通过一次反射步骤会聚到太阳能电池2。
由此,即使在早晨或傍晚时候等太阳光只能以小角度射入太阳能电池组件1的状况下,由于太阳光不会通过重复多次反射而会聚到太阳能电池2,可降低太阳光在聚光时衰减的能量。另外,由于没有会聚到太阳能电池2而浪费掉的太阳光减少,可抑制太阳能电池2的使用量。
另外,反射薄片9具有单向反射式的反射面9a,因此从太阳能电池2的下表面放射出的热线(红外线)在反射薄片9上被向上方反射。因此,来自太阳能电池2的热线有效地释放到外部,从而可抑制太阳能电池2的温度上升。因此,可将由于热量导致其发电效率下降而无法使用的结晶硅用作太阳能电池2。因而,无需将镓砷等高价的半导体化合物用作太阳能电池2,因此在成本、批量生产等方面上有利。
另外,太阳能电池2被密封薄片4覆盖,在组件内部不存在空气层,因此反射薄片9的反射面9a几乎不会老化。因此,提高长期使用时的耐久性,而且对强风等的力学强度也上升。
在制造如上所述的太阳能电池组件1时,依次层叠形成发射薄片9的各部、背面侧透明板8、密封薄片4、太阳能电池2、密封薄片4、表面侧透明板5以及双凸透镜7。然后,以该状态,例如在30kPa以下的真空吸附下同时进行热压,由此得到图1所示的太阳能电池组件1。
如此通过一个工序同时进行太阳能电池2的密封工序和反射薄片9的形成工序,因此无需例如通过使用大型的喷溅装置的后工序来形成反射薄片9。另外,可在辊对辊(ロ一ルトウロ一ル)工艺中进行形成反射薄片9的高反射率金属层14以及透明陶瓷蒸镀层15、16等的涂敷工序,因此使蒸镀工序的可生产性飞跃上升,从而能够充分地消减制造成本。
可是,如果是太阳能电池2为上表面受光型并在太阳能电池组件的重力方向下表面部上没有设置凹凸形状的反射薄片9的构造,则为了使从上方射入的太阳光充分地会聚到太阳能电池2的上表面,不得不缩短双凸透镜7的焦距。在此情况下,双凸透镜7的凹凸变大,双凸透镜7的凹部变身,因此容易在该凹部中堆积尘埃、尘土等。其结果,导致太阳能电池组件的发电效率下降。
相反,在本实施方式中,使用双面受光式的太阳能电池2,在太阳能电池组件1的重力方向下表面部设置凹凸形状的反射薄片9,通过双凸透镜7使从上方射入的太阳光的一部分朝向反射薄片9前进,使其太阳光在反射薄片9上反射而会聚到太阳能电池2的下表面,因此可以使双凸透镜7的焦距长。因而,能够使双凸透镜7的凹凸小,使双凸透镜7的凹部十分浅。由此,不容易在双凸透镜7的凹部中堆积尘埃、尘土等,因此可减少清洁太阳能电池组件1的清洁频率。
另外,将双凸透镜7的凹凸间距P1设为反射薄片9的凹凸间距P2的两倍,使反射薄片9中与背面侧透明板8的薄壁部位相对应的拐点X、Z分别大致位于单元中心线C1以及单元间隙中心线C2,双凸透镜7中与表面侧透明板5的薄壁部位相对应的拐点W大致位于单元间隙中心线C2,因此射入组件内的太阳光有效地会聚到太阳能电池2。
而且,由于如上述那样双凸透镜7的焦距变长,不容易出现双凸透镜7的色像差、散光等。因而,会有更多的太阳光会聚到太阳光电池2,因此能够进一步提高光学上的聚光效率。
如此,在减少尘埃、尘土等附着和堆积到太阳能电池组件1的上表面的同时,使太阳光有效地会聚到太阳能电池2。其结果,可提高太阳能电池组件1的发电效率。
另外,双凸透镜7的凹凸不大也可以,因此表面侧透明板5的成型时的可脱模性(离开模具的容易度)升高。因而,不容易发生成型不良,因此可提高太阳能电池组件1的可生产性。
在上述的太阳能电池组件1设置于住宅、大厦等房顶的情况下,优选的是,如图6所示,以使双凸透镜7的棱线7a顺延东西方向的方式配置太阳能电池组件1。由此,如图7所示,在日出或日落时以小角度射入太阳能电池组件1的太阳光被有效地捕捉到太阳能电池2,因此在一整天都能够抑制在东西方向上变动大的太阳光的聚光效率下降。另外,能够追随太阳角度的从冬季到夏季的变化,在减小季节导致的变动的同时使太阳光会聚到太阳能电池2。
另外,优选的是,如图8所示,太阳能电池组件1具有以预定间隔切除双凸透镜7以及表面侧透明板5的一部分而成的槽状部18。槽状部18在与双凸透镜7的棱线方向垂直的方向延伸。在此情况下,堆积在双凸透镜7的凹部中的尘埃、尘土等被雨水而流经槽状部18迅速冲洗。由此,即使不进行特别的定期清洁,也能够可靠地防止尘埃、尘土等导致发电效率下降。
图9是示出图1所示的太阳能电池组件1的变形例的截面图。在下面所说明的图中,在与上述的实施方式相同或等同的构件上标注相同标号,而省略其说明。
在该图中,本变形例的太阳能电池组件1在双凸透镜7以及反射薄片9的凹凸形状上与图1所示的太阳能电池组件不相同。具体地说,反射薄片9中与背面侧透明板8的最厚壁部位相对应的凸状顶部(拐点Y)与反射薄片9的凸部中心线(通过上述的单元中心线C1与单元间隙中心线C2之间的中心的线)C3相比偏向单元中心线C1侧。
通过这样的结构,如图10所示那样,在早晨或傍晚时候以小角度射入太阳能电池组件1而在反射薄片9的拐点Y近旁反射的太阳光会可靠地朝向太阳能电池2的下表面行进。因而,能够与该部分相应地拉长双凸透镜7的焦距,因此能够使双凸透镜7的凹凸进一步小,从而使双凸透镜7的凹部更浅。由此,能够在进一步减少尘埃、尘土等附着和堆积到太阳能电池组件1的上表面的同时,使太阳光有效地会聚到太阳能电池2。
本发明并不限于上述实施方式。例如,在上述实施方式中,反射薄片9中与背面侧透明板8的薄壁部位相对应的拐点X、Z分别大致位于单元中心线C1以及单元间隙中心线C2,双凸透镜7中与表面侧透明板5的薄壁部位相对应的拐点W大致位于单元间隙中心线C2,但是,拐点X也可以多少偏离单元中心线C1,拐点Z、W也可以多少偏离单元间隙中心线C2。
另外,在上述实施方式中,在太阳能电池组件1的重力方向上表面部设置双凸透镜7,在太阳能电池组件1的重力方向下表面部设置凹凸状的反射薄片9,但并不是特别地限于这样的构造。也可以是,例如,太阳能电池2为下表面受光型,并且在太阳能电池组件1的重力方向下表面部上设置反射薄片9或双凸透镜7,而在太阳能电池组件的重力方向上表面部不设置使太阳光会聚到太阳能电池2的聚光部。
另外,在上述实施方式中,说明了通过曲面来形成背面侧透明板8的下表面以及反射薄片9的凹凸形状的情况(参照图1),但是也可以通过曲面以外的面来形成该凹凸形状,例如也可以如11所示的背面侧透明板8和反射薄片9那样,通过平面来形成。
另外,在上述实施方式中,说明了太阳能电池组件1设置在汽车的车顶、住宅的房顶等具有重力的场所的情况,但是本发明理所当然地也可以适用于无重力的情况。
下面,说明与上述实施方式相当的实施例。
[第一实施例]
使用射出成型级的聚碳酸酯树脂(旭硝子製のレキサン:旭硝子制的莱克桑(lexan)),并通过注射压缩成型机(東芝機械製:东芝机械制)来注射成型出外型尺寸为150nm×150nm、薄壁部位的最低厚度为3mm、柱体的排列间距(凹凸间距)P1为30mm的带双凸透镜式表面侧透明板。双凸透镜的焦距f设为50mm。在双凸透镜的表面上,通过浸渍法来涂敷有氟系涂膜(旭硝子製のサイトツプ:旭硝子制的“CYTOP”),从而在提高防污性的同时提高反射防止能力。
另外,同样,通过聚碳酸酯树脂的注射成型来成型出外型尺寸为150mm×150nm、薄壁部位的最低厚度为7mm、凸面阵列部的排列间距(凹凸间距)P2为15mm的背面侧透明板。至于由单向反射面形成的凸面阵列部的剖面形状,如图12所示那样的各形状参数为如图13所示那样的值。
接着,通过电晕放电加工对凸面阵列部进行表面功能化处理(易粘接处理),通过喷溅法来堆积膜厚为200nm的银-钯合金(钯浓度为5重量%),从而形成单向反射面(镜面)。然后,在银-钯合金喷溅膜上底涂膜厚为5μm的丙烯酸酯类光聚合树脂,并照射紫外线,从而设置银-钯合金保护膜。此时,在同一条件下,喷溅膜在平滑的聚碳酸酯上的单向反射性是半高值为7°。
其次,准备双面受光型单晶硅太阳能电池(尺寸为10mm×125mm、厚度为200μm),其具有n+/p/p+接合构造,其表面被实施反射防止加工和网纹加工。然后,如图1和图2所示那样,太阳能电池(单元)之间的间距设为与双凸透镜的凹凸间距P1相同的30mm,使用宽度为2mm的引线框并通过回流焊接来制成串联连接的单元串(セルストリング)。
接着,对由双面受光型太阳能电池组成的单元串进行单元串的高精度定位,以使得如图1所示那样,单元中心线C1位于双凸透镜的焦点轴上,背面侧透明板的薄壁部位的拐点Z位于单元间隔中心线C2,双凸透镜的薄壁部位的拐点W位于单元间隔中心线C2。
接着,通过由两张厚度成600μm的乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂形成的密封薄片(EVAフイル,三井化学フアブロ製;EVA薄片,三井化学制)来夹入单元串,再通过上述的表面侧透明板和背面侧透明板来夹入这些,并在背面侧透明板的下部(形成有单向反射面的一侧)设置具有由A-PET/铝箔/A-PET组成的层叠构造的太阳能电池组件用底座(エヌケ一パツケ一ジング製NK封装制)。然后,通过覆膜式真空干膜贴膜机(ダイヤルラム型真空ドライラミネ一タ一)(エヌピ一シ一製:NBC制),在135℃、15分钟的热压条件下进行真空干膜贴膜,从而制成太阳能电池组件。
然后,对太阳能电池组件分别模拟了使光以90°以及45°射入时的组件输出功率。另外,模拟了在太阳能电池组件配置成相对于水平面倾斜30°的情况下尘埃在双凸透镜上停留的情况。
其模拟结果,如图13所示。由于使单元中心线C1位于双凸透镜的焦点轴上,并使背面侧透明板的拐点Z以及双凸透镜的拐点W位于单元间隔中心线C2,而对太阳能电池进行有效的聚光,从而确保了希望的组件输出功率。另外,由于使用具有较小的凹凸的双凸透镜,而堆积到双凸透镜的表面部上尘埃变少了。
[第二实施例]
注射成型出具有与上述第一实施例相同的外型尺寸和凹凸间距的带双凸透镜式表面侧透明板。双凸透镜的焦距f设为120mm。在双凸透镜的表面上,通过浸渍法来涂敷有氟系涂膜(旭硝子製のサイトツプ:旭硝子制的“CYTOP”),从而在提高防污性的同时提高反射防止能力。
关于背面侧透明板,通过注射成型来成型出具有与上述第一实施例相同的外型尺寸的透明板,凹凸间距P2设为与上述第一实施例相同。另外,如图9所示,背面侧透明板的剖面形状设为厚壁部位的拐点Y偏向单元中心线C1侧的形状。另外,设置在背面侧透明板上的银合金喷溅膜的单向反射性设为与上述第一实施例相同,其半高值为7°。
关于单元串,与上述第一实施例相同,进行单元串的高精度定位,以使得背面侧透明板的薄壁部位的拐点Z位于单元间隔中心线C2,双凸透镜的薄壁部位的拐点W位于单元间隔中心线C2。
然后,进行了与上述第一实施例相同的模拟,其模拟结果,由于背面侧透明板的拐点Y偏离中心的效果而进行了充分有效的聚光,从而组件输出功率进一步上升。另外,由于使用焦距充分长的双凸透镜,而进一步抑制了尘埃堆积到双凸透镜的表面部上。
[第三实施例]
关于上述第二实施例的表面侧透明板,如图8所示那样沿双凸透镜的棱线配置间距为30mm、宽度为2mm的槽状部。关于其他,与上述第二实施例相同。
然后,进行了与上述相同的模拟,其模拟结果,由于设置槽状部而变得容易通过雨水来冲洗尘埃,从而堆积到双凸透镜的表面部上尘埃变得极少。
[第四实施例]
在上述第一实施例中,替代在背面侧透明板上形成银合金喷溅膜,而如图4所示那样形成具有单向反射层的反射薄片。至于反射薄片的基体,使用通过T型模具挤压成型来成型的厚度为175μm的A-PET薄片,在该薄片上施加电晕放电处理而进行表面功能化处理,再在其单面上通过辊涂机涂敷10μm的丙烯酸类的光聚合单体,并照射紫外线,从而硬化光聚合单体。
然后,在充分地热干燥该薄片而排出渗气之后,将该薄片放入辊对辊式的真空蒸镀装置中,在涂敷了光聚合单体的面上蒸镀银为97%、钯为3%的银-钯合金并其膜厚为550nm,从而形成银合金蒸镀层。然后,通过辊对辊式的磁控喷溅装置,在氧环境下喷溅300nm的二氧化硅,再在氧环境下在其上面喷溅200nm的钛,从而形成氧化钛的光学薄膜。
接着,通过辊涂机在氧化钛蒸镀面上涂敷10μm的丙烯酸类的光聚合单体,并照射紫外线,从而硬化光聚合单体。最后,通过热辊熔敷厚度20μm的间规聚丙烯系热封膜,从而得到反射薄片。
在如此得到的反射薄片上依次叠置背面侧透明板、EVA薄片、单元串、EVA薄片、表面侧透明板,之后通过覆膜式真空干膜贴膜机(エヌピ一シ一製:NBC制)在与上述相同的热压条件下进行真空干膜贴膜,从而制成太阳能电池组件。
然后,进行了与上述相同的模拟,其模拟结果,由于通过辊对辊工艺能够有效地形成高反射率的单向反射面,不仅提高发电性能,质量也稳定,可提高可生产性。
[第五、六实施例]
制成如下太阳能电池组件:关于具有与上述第一实施例相同的外型尺寸的表面侧透明板以及背面侧透明板,改变双凸透镜的薄壁部位的拐点W相对于单元间隔中心线C2的位移量L1、以及改变背面侧透明板的薄壁部位的拐点Z相对于单元间隔中心线C2的位移量L2(参照图12的(b))。
然后,进行了与上述相同的模拟,其模拟结果,关于组件输出功率,虽然与上述第一实施例相比,均都下降了,但是确保了最低水平。另外,关于尘埃在双凸透镜上停留的情况,均都是与上述第一实施例相同的程度。
[第七实施例]
制成如下太阳能电池组件:关于具有与上述第二实施例相同的外型尺寸的表面侧透明板以及背面侧透明板,使背面侧透明板的厚壁部位的拐点Y的位置向离开单元中心线C1的一侧偏离中心。
然后,进行了与上述相同的模拟,其模拟结果,关于组件输出功率,虽然与上述第一实施例相比,下降了,但是确保了最低水平。另外,关于尘埃在双凸透镜上停留的情况,是与上述第一实施例相同的程度。
[第八实施例]
制成如下太阳能电池组件:关于具有与上述第二实施例相同的外型尺寸的表面侧透明板以及背面侧透明板,双凸透镜的凹凸间距P1与背面侧透明板的凹凸间距P2的关系为P1≠2×P2。
然后,进行了与上述相同的模拟,其模拟结果,关于组件输出功率,虽然与上述第一实施例相比,下降了,但是确保了最低水平。另外,关于尘埃在双凸透镜上停留的情况,是与上述第一实施例相同的程度。
(产业上的可利用性)
根据本发明,能够在降低尘埃、尘土等的堆积的同时使太阳光会聚到太阳能电池。由此,可抑制尘埃、尘土等堆积到太阳能电池组件上导致发电性能下降。

Claims (3)

1.一种太阳能电池组件,包括:
太阳能电池;
包覆部,被设置成在所述太阳能电池的表面侧和背面侧覆盖所述太阳能电池;以及
下侧聚光部,在所述包覆部的背面侧被设置成凹凸状,使太阳光会聚到所述太阳能电池;
所述太阳能电池至少能够在背面接收光,并保持间隔配置有多个所述太阳能电池,
所述下侧聚光部具有如下凹凸形状:在与所述太阳能电池的中心部相对应的第一位置以及与所述各太阳能电池之间的间隙中心部相对应的第二位置处,相对于所述太阳能电池侧成为凹状,
所述下侧聚光部的反射特性是:在反射光的亮度的角度分布下半宽度为60度以下,
所述太阳能电池组件还包括上侧聚光部,该上侧聚光部在所述包覆部的表面侧被设置成凹凸状,使所述太阳光会聚到所述太阳能电池,
所述上侧聚光部具有如下凹凸形状:在与所述各太阳能电池之间的间隙中心部相对应的位置处,相对于所述太阳能电池侧成为凹状,
所述上侧聚光部的凹凸间距是所述下侧聚光部的凹凸间距的两倍。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
所述下侧聚光部包括金属层,该金属层由银合金的蒸镀膜形成。
3.如权利要求2所述的太阳能电池组件,其中,
所述下侧聚光部还包括被涂敷并被硬化了的丙烯酸类的光聚合单体。
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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2944383B1 (fr) * 2009-04-09 2015-03-13 Saint Gobain Structure composite transparente integrant une cellule photovoltaique
JP2011003834A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
KR101352982B1 (ko) * 2009-09-25 2014-01-27 한국전자통신연구원 태양전지용 평면형 렌즈 및 평면형 렌즈를 구비한 태양전지 모듈
EP2328185B1 (en) * 2009-09-28 2014-10-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Solar cell module manufacturing method
JP2011096718A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
JP2011096919A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
US20120211054A1 (en) * 2009-11-06 2012-08-23 Yoshinori Suga Solar cell module
FR2954000B1 (fr) * 2009-12-14 2012-01-06 Commissariat Energie Atomique Dispositif reflecteur pour module photovoltaique a cellules bifaciales
CN102013445B (zh) * 2010-06-10 2013-09-04 常州天合光能有限公司 可调节透光的太阳电池组件
US8223433B2 (en) * 2010-08-09 2012-07-17 Palo Alto Research Center Incorporated Stationary sunlight redirecting element and system
WO2012096548A2 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell module
CN102156341B (zh) * 2011-03-01 2012-11-28 孙涛 一种太阳光双面反射板及其制造使用方法
JP5131791B2 (ja) * 2011-03-14 2013-01-30 学校法人 関西大学 集光フィルム及び太陽電池モジュール
CN102820361A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 刘莹 一种可扩展背光面受光角度的光伏辅助系统
WO2013010313A1 (zh) * 2011-07-18 2013-01-24 矽明科技股份有限公司 一种增加太阳能电池光电转换效率的结构
US20130081673A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Sunpower Corporation Arched photovoltaic module
US8328077B1 (en) * 2011-11-01 2012-12-11 Flextronics Ap, Llc PV cell mass reflow
NL2007970C2 (en) * 2011-12-14 2013-06-17 Senter Technum Solar concentrator system.
US9379269B2 (en) * 2012-02-29 2016-06-28 Bakersun Bifacial crystalline silicon solar panel with reflector
ES2824125T3 (es) 2012-03-27 2021-05-11 3M Innovative Properties Co Módulos fotovoltaicos que comprenden medios de direccionamiento de luz y métodos para fabricar los mismos
KR101892277B1 (ko) * 2012-10-18 2018-10-04 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
EP2725628B1 (en) * 2012-10-23 2020-04-08 LG Electronics, Inc. Solar cell module
US20150255654A1 (en) * 2014-03-04 2015-09-10 Morgan Solar Inc. Solar power cell matrix
WO2014138858A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Morgan Solar Inc. Concentrated photovoltaic panel
US9714756B2 (en) * 2013-03-15 2017-07-25 Morgan Solar Inc. Illumination device
US9960303B2 (en) 2013-03-15 2018-05-01 Morgan Solar Inc. Sunlight concentrating and harvesting device
US20160172518A1 (en) * 2013-07-09 2016-06-16 3M Innovative Properties Company Reflective microstructured films with microstructures having curved surfaces, for use in solar modules
US10608580B2 (en) * 2013-10-31 2020-03-31 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Concentrator photovoltaic unit, concentrator photovoltaic module, concentrator photovoltaic panel, and concentrator photovoltaic apparatus
JP6399288B2 (ja) * 2014-07-15 2018-10-03 大日本印刷株式会社 太陽電池複合型表示体
JP2016062931A (ja) * 2014-09-15 2016-04-25 国立大学法人長岡技術科学大学 集光型太陽電池モジュール及び集光型太陽光発電システム
US20180026578A1 (en) * 2015-02-12 2018-01-25 Bolymedia Holdings Co. Ltd. Concentrated solar energy system
CN106288437B (zh) * 2015-06-01 2018-11-20 博立码杰通讯(深圳)有限公司 多功能太阳能系统
CN104868001A (zh) * 2015-06-17 2015-08-26 河海大学常州校区 一种新型双面光伏太阳电池组件
CN104966748B (zh) * 2015-07-31 2017-09-26 江苏中信博新能源科技股份有限公司 一种双面匀光的双面电池组件
CN104993002A (zh) * 2015-07-31 2015-10-21 中信博新能源科技(苏州)有限公司 一种双面光伏电池
EP3362744A4 (en) 2015-10-12 2019-06-12 3M Innovative Properties Company LIGHT REDIRECTION FILM USEFUL WITH SOLAR MODULES
EP3391420B1 (en) * 2015-12-15 2023-05-03 Flisom AG Structuring of a photovoltaic apparatus
CN105450147A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 江苏宇兆能源科技有限公司 一种具有防雨功能的双玻双面光伏车棚发电系统
WO2017118905A1 (en) 2016-01-06 2017-07-13 Flisom Ag Flexible photovoltaic apparatus
US11158752B2 (en) * 2016-05-12 2021-10-26 Insolight Sa Optomechanical system for capturing and transmitting incident light with a variable direction of incidence to at least one collecting element and corresponding method
WO2018138548A1 (en) * 2017-01-25 2018-08-02 Morgan Solar Inc. Solar concentrator apparatus and solar collector array
CA3144672A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Hyperstealth Biotechnology Corporation System and method of amplifying solar panel output
EP3803982A4 (en) * 2018-05-30 2022-02-16 Flex, Ltd. DOUBLE SIDED SOLAR MODULE
EP3667738A1 (en) * 2018-12-12 2020-06-17 BASF Coatings GmbH Photovoltaic module
CN111725342A (zh) * 2020-06-30 2020-09-29 深圳市鹏城新能源科技有限公司 高吸收率的光伏组件
CN114856045A (zh) * 2022-04-21 2022-08-05 浙江合特光电有限公司 一种可控透光强度的光伏幕墙
WO2023228896A1 (ja) * 2022-05-27 2023-11-30 京セラ株式会社 太陽電池モジュール

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60128678A (ja) * 1983-12-15 1985-07-09 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 太陽電池モジユ−ル
DE3741485A1 (de) * 1987-12-08 1989-06-22 Fraunhofer Ges Forschung Solarmodul
US5646397A (en) * 1991-10-08 1997-07-08 Unisearch Limited Optical design for photo-cell
JPH10150213A (ja) 1996-11-19 1998-06-02 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池とその製造方法
WO1998031054A1 (fr) * 1997-01-13 1998-07-16 Hitachi, Ltd. Transducteur photoelectrique et dispositif l'utilisant
JP3174549B2 (ja) * 1998-02-26 2001-06-11 株式会社日立製作所 太陽光発電装置及び太陽光発電モジュール並びに太陽光発電システムの設置方法
JP3670835B2 (ja) * 1998-04-22 2005-07-13 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
JP4036616B2 (ja) * 2000-01-31 2008-01-23 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
US20040091632A1 (en) * 2001-03-28 2004-05-13 Hitoshi Matsunami Process for coating with radiation-curable resin composition and laminates
WO2003096080A2 (en) * 2002-05-08 2003-11-20 Target Technology Company, Llc. Silver alloy thin film reflector and transparent electrical conductor
WO2005074039A1 (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Kyocera Corporation 太陽電池モジュール及び太陽光発電装置
DE102004004465A1 (de) * 2004-01-28 2005-08-18 Altmann, Dirk Photovoltaischer Solargenerator
JP2005344964A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷蔵庫
US8039731B2 (en) * 2005-06-06 2011-10-18 General Electric Company Photovoltaic concentrator for solar energy system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平11-24325A 1999.01.29
JP特开平11-307791A 1999.11.05

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