CN102184996A - 一种提高光伏组件温度稳定性的方法及太阳能光伏组件 - Google Patents

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钟新芳
徐建林
姚琪俊
胡琪
虞云峰
柯能干
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Abstract

本发明公开了一种提高光伏组件温度稳定性的方法及太阳能光伏组件，其特征在于：在太阳能光伏组件上，通过有选择地透过可见光，使紫外及红外波段的光大部分发生反射，保证太阳能光伏组件表面温度均匀性，并在光伏组件底部通过导热材料迅速地将多余的太阳热带走，从而有效地稳定太阳能光伏组件的温度，使光伏组件工作在高效率的低温状态下。

Description

一种提高光伏组件温度稳定性的方法及太阳能光伏组件
技术领域
本发明涉及一种提高光伏组件温度稳定性的方法及太阳能光伏组件，属于太阳能光伏技术领域。
背景技术
太阳电池是利用光伏效应将太阳辐射转换为电能。在传统能源日趋紧张的情况下，太阳电池将成为未来重要的可替代能源，因此需要不断提升效率同时降低成本。目前太阳能光伏组件中晶体硅太阳电池的效率已基本达到极限水平～25％，薄膜硅太阳电池的效率为10～13％。
但是太阳能光伏组件存在最佳工作温度点，其效率在高温下会发生急剧衰减。一般地，太阳电池的短路电流与温度的关联性不是很大，短路电路随着温度上升略有增加；而开路电压随着温度升高近似线性地减少。理论实验结果表明，温度每升高1℃，硅太阳电池的开路电压降下降0.4％，导致输出功率和效率也随之下降。一般硅太阳电池的温度每升高1℃，输出功率将减少0.4～0.5％。因此如何将太阳电池未转化为电的太阳辐射热有效带走是个急需解决的问题。
目前太阳能光伏组件的冷却手段主要通过在下底板设置散热设备来实现，冷却技术一般可以分为被动式冷却和主动式冷却。被动式冷却有较高的可靠性，一般采取散热翅片的实现形式，电池与散热器间良好的热接触是保持电池低温的关键因素。主动式冷却一般是通过流过电池组件背面管道中的流体带走热量，实现电池的冷却，一般采用空气或水为冷却流体。但以上方法需要外接散热设备，提高了太阳能光伏组件成本。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种提高光伏组件温度稳定性的方法及太阳能光伏组件，它可以在不外接设备的情况下，提高光伏组件的温度稳定性，从而提高光伏组件的效率。
本发明的技术方案：一种提高光伏组件温度稳定性的方法，其特征在于：在太阳能光伏组件上，通过有选择地透过可见光，使紫外及红外波段的光大部分发生反射，保证太阳能光伏组件表面温度均匀性，并在光伏组件底部通过导热材料迅速地将多余的太阳热带走，从而有效地稳定太阳能光伏组件的温度，使光伏组件工作在高效率的低温状态下。
前述的提高光伏组件温度稳定性的方法中，所述有选择地透过可见光，使紫外及红外波段的光大部分发生反射的方法为：
在太阳电池片的上玻璃片表面涂覆双层减反射薄膜，双层减反射薄膜包括涂覆在上玻璃片表面的高折射率ITO薄膜和涂覆在高折射率ITO薄膜上的低折射率SiO2或MgF2薄膜，且双层减反射薄膜的高透光波段为400～1200nm，高反射波段为低于400nm的紫外以及高于1200nm的红外波段。
前述的提高光伏组件温度稳定性的方法中，所述导热材料为高导热性的陶瓷涂层，涂覆在太阳电池片的下玻璃片背光面。
前述的提高光伏组件温度稳定性的方法中，所述ITO薄膜厚度为50～90nm，SiO2或MgF2薄膜厚度为90～150nm。
前述的提高光伏组件温度稳定性的方法中，所述陶瓷涂层为TiN陶瓷薄膜。
前述的提高光伏组件温度稳定性的方法中，所述陶瓷涂层的厚度为0.8～3μm。
一种太阳能光伏组件，包括太阳电池片，太阳电池片两面分别通过粘结剂与上玻璃片和下玻璃片相连，其特征在于：所述上玻璃片上表面涂覆有双层减反射薄膜；所述下玻璃片的背光面涂覆有TiN陶瓷涂层。
前述的太阳能光伏组件中，所述双层减反射薄膜为在太阳电池片的上玻璃片表面涂覆的高折射率ITO薄膜，和在ITO薄膜上涂覆的低折射率SiO2或MgF2薄膜，使进入太阳能电池片的太阳光在可见光波段(400～1200nm)。
前述的太阳能光伏组件中，所述所述ITO薄膜厚度为50～90nm，SiO2或MgF2薄膜厚度为90～150nm。
前述的太阳能光伏组件中，所述所述TiN陶瓷涂层的厚度为0.8～3μm。
与现有技术相比，本发明本发明通过在上玻璃受光面的减反射薄膜，有选择地透过可见光，使紫外及红外波段部分的光线大部分发生反射，保证太阳能光伏组件表面温度均匀性；进一步通过在下玻璃背光面的导热陶瓷薄膜，迅速地将多余的太阳热带走。这两层涂层可以有效地稳定太阳能光伏组件的温度，使光伏组件在较高效率下稳定工作，结果显示本发明的组件在标准试验条件下最大输出功率Pm的衰减不超过5％。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图中的标记：1-太阳电池片，2-粘结剂，3-上玻璃片，4-下玻璃片，5-双层减反射薄膜，6-TiN陶瓷涂层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。(请专利事务所律师酌情编写)
实施例。一种提高光伏组件温度稳定性的方法：在太阳能光伏组件上，通过有选择地透过可见光，使紫外及红外波段的光大部分发生反射，保证太阳能光伏组件表面温度均匀性，并在光伏组件底部通过导热材料迅速地将多余的太阳热带走，从而有效地稳定太阳能光伏组件的温度，使光伏组件工作在高效率的低温状态下。所述有选择地透过可见光，使紫外及红外波段的光大部分发生反射的方法为：在太阳电池片的上玻璃片表面涂覆高折射率ITO薄膜，并在ITO薄膜上涂覆低折射率SiO2或MgF2薄膜。所述导热材料为高导热性的陶瓷涂层，涂覆在太阳电池片的下玻璃片背光面。所述上玻璃表面涂覆的两层薄膜的高透光波段为400～1200nm，高反射波段为低于400nm的紫外以及高于1200nm的红外波段。所述ITO薄膜为75nm，SiO2或MgF2薄膜为110nm。所述陶瓷涂层为TiN陶瓷薄膜。所述陶瓷涂层的厚度为1μm。
一种太阳能光伏组件，包括太阳电池片1，太阳电池片1两面分别通过粘结剂2与上玻璃片3和下玻璃片4相连，如图1所示：所述上玻璃片3上表面涂覆有双层减反射薄膜5，该薄膜包括高折射率ITO薄膜5和在ITO薄膜上涂覆的低折射率SiO2或MgF2薄膜6；所述下玻璃片4的背光面涂覆有TiN陶瓷涂层6。所述ITO薄膜为75nm，SiO2或MgF2薄膜为110nm。所述TiN陶瓷涂层的厚度为1μm。

Claims (10)

1.一种提高光伏组件温度稳定性的方法，其特征在于：在太阳能光伏组件上，通过有选择地透过可见光，使紫外及红外波段的光大部分发生反射，保证太阳能光伏组件表面温度均匀性，并在光伏组件底部通过导热材料迅速地将多余的太阳热带走，从而有效地稳定太阳能光伏组件的温度，使光伏组件工作在高效率的低温状态下。
2.根据权利要求1所述的提高光伏组件温度稳定性的方法，其特征在于，所述有选择地透过可见光，使紫外及红外波段的光大部分发生反射的方法为：
在太阳电池片的上玻璃片表面涂覆双层减反射薄膜，双层减反射薄膜包括涂覆在上玻璃片表面的高折射率ITO薄膜和涂覆在高折射率ITO薄膜上的低折射率SiO2或MgF2薄膜，且双层减反射薄膜的高透光波段为400～1200nm，高反射波段为低于400nm的紫外以及高于1200nm的红外波段。
3.根据权利要求1所述的提高光伏组件温度稳定性的方法，其特征在于：所述导热材料为高导热性的陶瓷涂层，涂覆在太阳电池片的下玻璃片背光面。
4.根据权利要求2所述的提高光伏组件温度稳定性的方法，其特征在于：所述ITO薄膜厚度为50～90nm，SiO2或MgF2薄膜厚度为90～150nm。
5.根据权利要求3所述的提高光伏组件温度稳定性的方法，其特征在于：所述陶瓷涂层为TiN陶瓷薄膜。
6.根据权利要求3或5所述的提高光伏组件温度稳定性的方法，其特征在于：所述陶瓷涂层的厚度为0.8～3μm。
7.一种太阳能光伏组件，包括太阳电池片(1)，太阳电池片(1)两面分别通过粘结剂(2)与上玻璃片(3)和下玻璃片(4)相连，其特征在于：所述上玻璃片(3)上表面涂覆有双层减反射薄膜(5)；所述下玻璃片(4)的背光面涂覆有TiN陶瓷涂层(6)。
8.根据权利要求7所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述双层减反射薄膜(5)为在太阳电池片的上玻璃片(3)表面涂覆的高折射率ITO薄膜，和在ITO薄膜上涂覆的低折射率SiO2或MgF2薄膜。
9.根据权利要求7所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述ITO薄膜厚度为50～90nm，SiO2或MgF2薄膜厚度为90～130nm。
10.根据权利要求7所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述TiN陶瓷涂层的厚度为0.8～3μm。
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