CN102386266A - 一种线型聚光透镜太阳电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线型聚光透镜太阳电池组件，它包括线型聚光透镜面板（1）、EVA胶膜层a（2）、EVA胶膜层b（3）、太阳电池（4）和背板（5），太阳电池（4）的一面通过EVA胶膜层a（2）粘接在线型聚光透镜面板（1）上，另一面通过EVA胶膜层b(3)粘接在背板（5）上；线型聚光透镜面板（1）的上部为线型弧形聚光曲面阵列（6）；太阳电池（4）包括多根晶硅太阳电池条（7）和焊带（8），多根晶硅太阳电池条（7）在焊带（8）上焊接连接。本发明采用线型低倍聚光透镜和晶硅太阳电池条，降低了对太阳跟踪器跟踪精度的要求，减少了太阳电池片的用量，降低了组件成本。

Description

一种线型聚光透镜太阳电池组件
技术领域
本发明涉及一种线型聚光透镜太阳电池组件。
背景技术
在目前光伏光电系统中晶硅太阳电池的市场份额占到了80%以上，而晶硅太阳电池平板组件主要由太阳能超白玻璃，粘接剂（EVA），太阳电池片（单晶或多晶），背板材料以及铝合金边框经过一系列的工艺（如：分选、焊接、层压、边框封装等）生产而成。尽管目前晶硅太阳电池组件价格有所下降，但同火电、水电等传统电力成本相比仍有较大差距，而其中一个至关重要的因素就是电池片的价格。
传统常用的太阳电池组件多数为平板太阳电池组件，采用普通的平面玻璃进行透光，电池板的大小需要与平面玻璃的大小相同才能完整地接收太阳入射光线，电池片的用量十分大，因此平板太阳电池组件的生产成本很高。
通过光学透镜来将较大面积区域内的入射光线汇聚到小的电池片上，从而减少电池片的用量来降低系统成本的光伏技术称为聚光光伏技术。目前的聚光光伏技术大都采用菲涅耳透镜作为聚光元件，如ZL200820178188.9，一种高倍聚光太阳电池组件，用于将太阳的光能转换为电能，该组件由太阳电池、聚光镜、底板、框架、玻璃盖板和散热片组成，形状为矩形平板状；菲涅尔透镜粘接在玻璃盖板上，排成阵列；太阳电池按照菲涅尔透镜阵列的排列方式固定在底板上的表面，太阳电池可以串联或并联；散热片安装在底板的另一侧，并用螺钉或导热胶将散热片和太阳电池连接在一起；用螺钉把框架安装在底板上，然后将玻璃盖板粘接到框架的顶部。此专利采用菲涅尔透镜为聚光元件，聚光倍数在100～1000倍左右，一方面由于菲涅尔透镜表面纹路的加工缺陷，会造成一部分入射光线的损失，导致光线透过率仅处于75%左右的较低水平；另一方面，菲涅尔透镜可看作由多个同光轴凸透镜的组合，因此其聚光后光斑能量分布不够均匀；再一方面由于聚光技术必须对应于相应较高精度的太阳跟踪器，而聚光倍数越高对太阳跟踪器的跟踪精度要求越高，因此目前的聚光光伏技术的系统发电成本仍然较平板组件高。
如果采用普通的块状球面凸透镜代替菲涅尔透镜，可以一定程度上解决光线透过率较低的问题，但是块状球面凸透镜只能将光线集中在透镜的焦点，因此无论太阳电池板与透镜面板相隔多少距离安装，都会造成太阳电池板接收面的中心与周边的光斑能量分布不均，从而导致太阳电池内部的电势差，形成内部电流，这部分电流在电池内部消耗掉，减少了太阳电池的输出功率；同时电流的产生也必定带来太阳电池内部温度的升高，从而限制了太阳电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于解决现有平板太阳电池组件和高倍聚光太阳电池组件的不足，提供一种线型聚光透镜太阳电池组件，克服传统平板太阳电池组件不能汇聚太阳光入射光线到电池片上，电池片的利用效率低，生产成本高等缺点；高倍聚光太阳电池组件对太阳跟踪器跟踪精度的要求高、太阳电池接收的光斑能量分布不均匀和使用寿命短等缺点。 
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种线型聚光透镜太阳电池组件，它包括线型聚光透镜面板、EVA胶膜层a、EVA胶膜层b、太阳电池和背板，太阳电池的一面通过EVA胶膜层a粘接在线型聚光透镜面板上，另一面通过EVA胶膜层b粘接在背板上；线型聚光透镜面板的上部为线型弧形聚光曲面阵列；太阳电池包括多根晶硅太阳电池条和焊带，晶硅太阳电池条的位置与线型聚光透镜垂直对应，多根晶硅太阳电池条在焊带上焊接连接。
本发明还包括一个铝合金边框，铝合金边框包覆在线型聚光透镜太阳电池组件周边。
本发明的有益效果是：（1）同平板太阳电池组件相比，本发明采用线型聚光透镜面板替代了一般平板太阳电池组件中的平面玻璃，对入射光线起到了有效的汇聚作用，从而减少了太阳电池片的用量，提高了太阳电池片的利用效率，降低了组件成本；（2）同高倍聚光太阳电池组件相比，本发明为低倍聚光太阳电池组件，降低了对太阳跟踪器跟踪精度的要求，还能有效实现规模化生产，降低了组件成本。 
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明线型聚光透镜面板结构示意图
图3为本发明太阳电池结构示意图
图4为本发明线型聚光透镜与晶硅太阳电池条光线折射关系示意图
图中，1-线型聚光透镜面板，2- EVA胶膜层a，3- EVA胶膜层b，4-太阳电池，5-背板， 6-线型弧形聚光曲面阵列，7-晶硅太阳电池条，8-焊带，9-铝合金边框。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：如图1所示，一种线型聚光透镜太阳电池组件，它包括线型聚光透镜面板1、EVA胶膜层a2、EVA胶膜层b3、太阳电池4和背板5，太阳电池4的一面通过EVA胶膜层a2粘接在线型聚光透镜面板1上，另一面通过EVA胶膜层b3粘接在背板5上，采用透明、耐老化、粘结性好的EVA胶膜层将太阳电池各组件粘接封装在一起，避免太阳电池直接暴露在大气中，有效减少其光电转换机能的衰减；线型聚光透镜太阳电池组件还包括一个铝合金边框9包覆在线型聚光透镜太阳电池组件周边，采用密封胶将铝合金边框9和太阳电池组件固定粘接；背板5采用氟系薄膜背板，位于太阳电池4的背面，对电池片起保护和支撑作用。
如图2所示，线型聚光透镜面板1的上部为线型弧形聚光曲面阵列6，线型弧形聚光曲面阵列6的表面为类圆弧曲面。可以有效地将入射光线汇聚到太阳电池4上，大大节约了太阳电池4的用量。
如图3所示，太阳电池4分为单晶硅太阳电池板或多晶硅太阳电池，它包括多根带状晶硅太阳电池条7和焊带8，每根晶硅太阳电池条7分别焊接到焊带8上，焊带8将多根晶硅太阳电池条7串联或并联连接。
如图4所示，太阳光入射到表面为类圆弧曲面的线型聚光透镜6后，被透镜折射到透明的EVA胶膜层a2后汇聚到晶硅太阳电池条7上，为了达到太阳电池4的最高利用效率，保证晶硅太阳电池条7可以恰好完全接收通过线型聚光透镜6汇聚下来的太阳光，线型聚光透镜6的宽度L、晶硅太阳电池条7的宽度l、线型聚光透镜6与晶硅太阳电池条7之间的距离H以及透镜折射角度θ之间的关系应该满足：tanθ=                                                ；在实际工业生产中，取线型聚光透镜6的宽度L为5～10mm，晶硅太阳电池条7的宽度l为2～5mm，线型聚光透镜6与晶硅太阳电池条7之间的距离H为5～10mm。
依次将热压成型的线型聚光透镜面板1、EVA胶膜层a2、焊接好的太阳电池4、EVA胶膜层b3和背板5放入层压机中进行层压，成型后装上铝合金边框9并用密封胶密封制成最终的线型聚光透镜太阳电池组件。

Claims (2)

1.一种线型聚光透镜太阳电池组件，其特征在于：它包括线型聚光透镜面板（1）、EVA胶膜层a（2）、EVA胶膜层b（3）、太阳电池（4）和背板（5），太阳电池（4）的一面通过EVA胶膜层a（2）粘接在线型聚光透镜面板（1）上，另一面通过EVA胶膜层b(3)粘接在背板（5）上；线型聚光透镜面板（1）的上部为线型弧形聚光曲面阵列（6）；太阳电池（4）包括多根晶硅太阳电池条（7）和焊带（8），晶硅太阳电池条（7）的位置与线型聚光透镜（6）垂直对应，多根晶硅太阳电池条（7）在焊带（8）上焊接连接。
2.根据权利要求1所述的一种线型聚光透镜太阳电池组件，其特征在于：它还包括一个铝合金边框（9），铝合金边框（9）包覆在线型聚光透镜太阳电池组件周边。
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