CN102064221A - 一种双面太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明一种太阳能电池组件，是由自上而下依次叠放的表面封装膜、透明胶膜、太阳能电池片、轻质胶膜、绝缘基板、轻质胶膜、太阳能电池片、透明胶膜、表面封装膜所组成，层间无间隙，紧密接触。而绝缘基板又是由自上而下依次叠放的绝缘膜、碳纤维板、轻质胶膜、蜂窝芯、轻质胶膜、碳纤维板、绝缘膜所组成，层间无间隙，紧密接触。其中，为保证电池组件能够与相关结构连接，在蜂窝芯内设置有预埋件，预埋件的具体位置根据连接方式确定。其优点是：具有轻质、高效、有限面积上太阳能能够达到充分利用并且低温特性良好，非常适合平流层浮空器长期区域驻留的需要。它在太阳能光伏技术领域里有应用价值。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种双面太阳能电池组件，属于太阳能光伏技术领域。
二、背景技术：
以前的太阳能电池组件主要应用于宇宙空间或地面，针对平流层飞行器工作环境所设计的电池组件，尤其是双面电池组件还没有出现。随着空天技术领域的进一步拓展，针对航空、航天结合部使用的平流层飞行器已成为各国研究的重点，在这类飞行器中尤以平流层浮空器最受关注。配以太阳能电池阵和可循环储能系统后的平流层浮空器具有飞行高度高、使用时间长、可区域驻留、对环境污染小等优点，可用于通信中继、预警、侦查监视、高空技术验证等领域。由于平流层空间具有温度低(-56℃左右)、气压小(几千帕)、风场平稳(长期是定向、常流风，风速≤20m/s)、臭氧浓度大(300μg/m3左右)、中子辐射强(4cm-2s-1左右)等特点，且平流层浮空器外形尺寸有限，为在有限面积上获得更多的太阳能量，开发了可应用于平流层环境的轻质高效双面太阳能电池组件。
三、发明内容：
1、目的：本发明的目的在于提供一种双面太阳能电池组件，该太阳能电池组件可以在保持电池组件输出特性高效的情况下，尽量提高有限面积上的太阳能利用率，降低自重，有利于其在平流层飞行器上的应用。
本发明所提供的新型高效双面太阳能电池组件，改变了传统单晶硅组件的玻璃式表面封装结构，利用与空间电池基板结构类似的单层碳纤维蜂窝夹层板作为轻质高效太阳能电池组件的背板，达到足够刚度支持的目的；利用透光率很高(90％以上)的膜系材料作为表面封装材料，达到表面材料轻质化的目的；利用高效硅太阳能电池片作为能量输出元，达到整个组件高效输出的目的；利用电池片双面层合，达到有限面积上太阳能充分利用的目的。
2、技术方案：本发明一种双面太阳能电池组件，它是由自上而下依次叠放的表面封装膜、透明胶膜、太阳能电池片、轻质胶膜、绝缘基板、轻质胶膜、太阳能电池片、透明胶膜、表面封装膜所组成，层间无间隙，紧密接触。
所述表面封装膜位于本发明电池组件的外表面，它是一种工程塑料薄膜，在满足足够透光率的情况下起保护太阳能电池片的作用；
所述透明胶膜是一种热熔性胶膜，它填充于表面封装膜与太阳能电池片上表面的间隙之中；
所述太阳能电池片是高效单晶硅电池或高效多晶硅电池，市购产品；
所述轻质胶膜是一种热熔性胶膜，它填充于太阳能电池片下表面与绝缘基板的间隙之中；
所述绝缘基板位于本发明电池组件的中间层，为整个组件提供足够的刚度支持。它是由自上而下依次叠放的绝缘膜、碳纤维板、轻质胶膜、蜂窝芯、轻质胶膜、碳纤维板、绝缘膜所组成，层间无间隙，紧密接触。其中，为保证电池组件能够与相关结构连接，在其中部设置有预埋件，预埋件的具体位置根据连接方式确定。该绝缘膜是一种工程塑料薄膜，起电气绝缘的作用；该碳纤维板由碳纤维预浸料经预压实处理后获得，起支撑面板的作用；该轻质胶膜是一种热熔性胶膜，用于连接碳纤维板与蜂窝芯；该蜂窝芯是纸质结构，起提高刚度、减轻自重的作用；该预埋件设置在蜂窝芯内，起结构间的连接作用。
其中，该表面封装膜采用改性的PET膜或透明TPT膜；
其中，该透明胶膜采用改性的EVA胶膜，透光率应≥90％；
其中，该轻质胶膜采用轻薄型环氧树脂胶膜；
其中，该绝缘膜采用聚酰亚胺薄膜或PET薄膜；
其中，该碳纤维预浸料采用密织型正交双向编织布或密集交替型碳纤维单向布的叠层预浸而成；
其中，该蜂窝芯采用NOMEX纸蜂窝；
其中，该预埋件采用聚甲醛或航空铝合金材料；
以上各层材料的实际使用厚度和尺寸，视具体使用和设计要求而定。
3、优点及功效：本发明一种轻质高效双面电池组件，其优点是：具有轻质、高效、有限面积上太阳能能够达到充分利用并且低温特性良好，非常适合平流层浮空器长期区域驻留的需要。
四、附图说明：
图1为本发明应用到某具体双面太阳能组件实施例中的结构示意图；
图2为组件中相应绝缘基板的结构示意图。
图中标号说明如下：
1.表面封装膜，2.透明胶膜，3.太阳能电池，4.轻质胶膜，
5.绝缘基板，6.绝缘膜，7.碳纤维板，8.预埋件，
9.蜂窝芯。
五、具体实施方式：
下面结合图1、图2，对本发明中的太阳能电池组件作进一步的说明：
本发明一种太阳能电池组件，如图1、图2所示，它是由自上而下依次叠放的表面封装膜1、透明胶膜2、太阳能电池片3、轻质胶膜4、绝缘基板5、轻质胶膜4、太阳能电池片3、透明胶膜2、表面封装膜1所组成；而绝缘基板5又是由自上而下依次叠放的绝缘膜6、碳纤维板7、轻质胶膜4、预埋件8、蜂窝芯9、轻质胶膜4、碳纤维板7、绝缘膜6所组成。所有层间均无间隙，紧密接触。
其中，该表面封装膜1采用改性的PET膜；
其中，该透明胶膜2采用改性的EVA胶膜，透光率应≥90％；
其中，该太阳能电池片3采用高效单晶硅电池；
其中，该轻质胶膜4采用轻薄型环氧树脂胶膜；
其中，该绝缘膜6采用聚酰亚胺薄膜；
其中，该碳纤维板7由碳纤维预浸料经预压实处理后获得；而该碳纤维预浸料采用密织型正交双向编织布叠层预浸而成；
其中，该蜂窝芯9采用NOMEX纸蜂窝；
其中，该预埋件8为板型结构，采用聚甲醛材料；
该表面封装膜1位于本发明电池组件的外表面，在满足足够透光率的情况下起保护太阳能电池片的作用；该透明胶膜2填充于表面封装膜1与太阳能电池片3上表面的间隙之中；轻质胶膜4填充于太阳能电池片3下表面与绝缘基板5的间隙之中；该绝缘基板5位于本发明电池组件的中间层，为整个组件提供足够的刚度支持。对于绝缘基板5中的各层结构：绝缘膜6起电气绝缘的作用；碳纤维板7由碳纤维预浸料经预压实处理后获得，起支撑面板的作用；轻质胶膜4用于连接碳纤维板7与蜂窝芯9；蜂窝芯9起提高刚度、减轻自重的作用；蜂窝芯9中的预埋件8起结构间连接的作用。
Claims (10)
1.一种双面太阳能电池组件，其特征在于：它是由自上而下依次叠放的表面封装膜、透明胶膜、太阳能电池片、轻质胶膜、绝缘基板、轻质胶膜、太阳能电池片、透明胶膜、表面封装膜所组成，层间无间隙，紧密接触；
所述表面封装膜位于电池组件的外表面，它是一种工程塑料薄膜，在满足足够透光率的情况下起保护太阳能电池片的作用；
所述透明胶膜是一种热熔性胶膜，它填充于表面封装膜与太阳能电池片上表面的间隙之中；
所述太阳能电池片是高效单晶硅电池、高效多晶硅电池；
所述轻质胶膜是一种热熔性胶膜，它填充于太阳能电池片下表面与绝缘基板的间隙之中；
所述绝缘基板位于电池组件的中间层，为整个组件提供足够的刚度支持；它是由自上而下依次叠放的绝缘膜、碳纤维板、轻质胶膜、蜂窝芯、轻质胶膜、碳纤维板、绝缘膜所组成，层间无间隙，紧密接触；其中，为保证电池组件能够与相关结构连接，在其中部设置有预埋件；该绝缘膜是一种工程塑料薄膜，起电气绝缘的作用；该碳纤维板由碳纤维预浸料经预压实处理后获得，起支撑面板的作用；该轻质胶膜是一种热熔性胶膜，用于连接碳纤维板与蜂窝芯；该蜂窝芯是纸质结构，起提高刚度、减轻自重的作用；该预埋件是聚甲醛，设置在蜂窝芯内，起结构间的连接作用。
2.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该透明胶膜采用改性的EVA胶膜，透光率应≥90％。
3.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该轻质胶膜采用轻薄型环氧树脂胶膜。
4.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该绝缘膜采用聚酰亚胺薄膜。
5.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该绝缘膜采用PET薄膜。
6.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该碳纤维预浸料采用密织型正交双向编织布。
7.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该碳纤维预浸料采用密集交替型碳纤维单向布。
8.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该蜂窝芯采用NOMEX纸蜂窝。
9.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该预埋件采用航空铝合金材料。
10.根据权利要求1所述的一种双面太阳能电池组件，其特征在于：该预埋件采用聚甲醛材料。
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