CN102473766A - 太阳能电池设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种太阳能电池设备。所述太阳能电池设备包括：太阳能电池面板；第一散热件，在所述太阳能电池面板下；以及多个第二散热件，被插入所述太阳能电池面板和所述第一散热件中。所述太阳能电池设备具有能够有效散热的结构，由此太阳能电池设备具有提高的性能和耐用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池设备。
背景技术
已广泛使用通过光电转化将光能转化为电能的太阳能电池模块来获得有助于地球环境保护的清洁能源。
由于已提高了太阳能电池的光电转化效率，因此包括太阳能电池模块的太阳能电池系统被用于住宅用途。
当热量施加到太阳能电池上时，会降低太阳能电池的性能，因此已研究和探索能够有效地耗散热量的结构。
发明内容
技术问题
本发明提供一种能够有效地耗散热量并且防止发电量降低以及具有优异的耐用性的太阳能电池设备。
技术方案
根据一个实施例的太阳能电池设备，包括：太阳能电池面板；第一散热件，在所述太阳能电池面板下方；以及多个第二散热件，被插入所述太阳能电池面板和所述第一散热件中。
根据一个实施例的太阳能电池设备，包括：衬底；第一散热件，在所述衬底下方；以及第二散热件，穿过所述第一散热件被插入所述衬底中。
根据一个实施例的太阳能电池设备，包括：下衬底；太阳能电池，在所述下衬底上；以及上衬底，在所述太阳能电池上，其中，多个孔形成在所述下衬底的底面中。
有益效果
根据实施例的太阳能电池设备，可以通过第一散热件和第二散热件有效地进行散热。具体地，从太阳能电池面板产生的热量可以通过第二散热件而有效地传递到第一散热件。
此外，由于第二散热件插入太阳能电池面板中，因此可以增加太阳能电池面板和散热件之间的接触面积。因此，太阳能电池面板的热量可以有效地传递到散热件。
结果，根据实施例的太阳能电池设备可以防止由高温导致的发电效率和耐用性的降低。此外，根据实施例的太阳能电池设备可以在不使用额外装置的情形下有效地进行散热。
此外，第一散热件和第二散热件可以包括具有高热导率的金属。此外，第一散热件可以进一步包括冷却栓。从而，根据实施例的太阳能电池设备可以被空气冷却。
附图说明
图1是示出根据实施例的太阳能电池模块的分解透视图；
图2是示出根据实施例的太阳能电池模块的剖视图；
图3是示出第一和第二散热件的平面图；
图4是示出下衬底的底面的平面图；以及
图5至图9是示出根据实施例的太阳能电池模块的制造过程的视图。
具体实施方式
在实施例的描述中，应该理解，当面板、框架、板、部分或翅片被表述为在其它面板、其它框架、其它板、其它部分或其它翅片“上”或“下”时，可以“直接地”或“间接地”在所述其它面板、框架、板、部分或翅片之上，或者可以存在一个或多个中间元件。参照附图描述这样的位置。为了方便或清楚的目的，可以夸大、省略或示意性地画出附图所示的各个元件的厚度和大小。此外，元件的大小不绝对反映实际大小。
图1是示出根据实施例的太阳能电池模块的分解透视图，图2是示出根据实施例的太阳能电池模块的剖视图，图3是示出第一和第二散热件的平面图，图4是示出下衬底的底面的平面图，以及图5至图9是示出根据实施例的太阳能电池模块的制造过程的视图。
参照图1至图9，根据本发明的太阳能电池模块包括太阳能电池面板100、第一散热件200、多个第二散热件300以及框架400。
太阳能电池面板100接收太阳光，以将太阳光转化为电能。太阳能电池面板100包括下衬底10、太阳能电池20和上衬底30。此外，太阳能电池面板100可以进一步包括覆盖太阳能电池20的阻尼膜。
下衬底10具有板状形状。下衬底10支撑太阳能电池20和上衬底30。下衬底10可以包括绝缘材料。下衬底10可以是玻璃衬底、塑料衬底或金属衬底。该支撑衬底可以包括钠石灰衬底。该支撑衬底可以是透明的。该支撑衬底可以是刚性或挠性的。
多个插入孔50形成在下衬底10的底面上。插入孔50可以具有与第二散热件300相对应的形状。插入孔50的深度可以约为下衬底10的厚度的1/3至2/3。
可以通过激光加工或钻孔加工形成插入孔50。插入孔50的大小和数量可以根据太阳能电池面板100的大小和第二散热件300的形状而改变。
位于下衬底10中心的插入孔的密度高于位于下衬底10外周部分的插入孔的密度。下衬底10可以被划分为位于下衬底10中心处的中心区域CA和环绕该中心区域CA的外周区域OA。同样，太阳能电池面板100可以被划分为中心区域CA和外周区域OA。
位于中心区域CA处的插入孔之间的间隔小于位于外周区域OA处的插入孔之间的间隔。详细地，与位于外周区域OA处的插入孔相比，位于中心区域CA处的插入孔被密集地布置。更详细地，从中心区域CA到外周区域OA，插入孔50之间的间隔可以增加。
插入孔50的直径可以在约2mm到约15mm的范围内。插入孔50可以具有圆柱形外形。
太阳能电池20被安置在下衬底10上。太阳能电池20接收太阳光，以将太阳光转化为电能。例如，太阳能电池20可以包括CIGS基太阳能电池、硅基太阳能电池或燃料敏感太阳能电池。
上衬底30被安置在太阳能电池20上。上衬底30是透明的并且用作入射太阳光的光接收表面。上衬底30是用于保护太阳能电池20的保护玻璃。例如，上衬底30可以包括钢化玻璃、
第一散热件200被安置在太阳能电池面板100下。第一散热件200耗散从太阳能电池面板100产生的热量。第一散热件200可以具有高热导率。例如，第一散热件200可以包括Cu、Al或其合金。
第一散热件200包括与插入孔50相对应的多个穿孔60。穿孔60穿过第一散热件200形成。此外，当俯视时，穿孔60具有与相应的插入孔50的形状相同的形状。
第一散热件200包括散热板210和多个散热翅片220。
散热板210具有板形形状。散热板210的厚度在约1mm到约3mm的范围内。散热板210与下衬底相对并且当俯视时具有与下衬底10相同的形状。此外，散热板210直接与太阳能电池面板100接触。详细地，散热板210结合到太阳能电池面板100的底面，就是说，通过热压过程结合到下衬底10的下侧。
散热翅片220从散热板210向下延伸。散热板210可以与散热翅片220一体形成，但是实施例不限于此。例如，散热板210可以根据固化剂的反应温度通过各种方法与下衬底10联结。
第二散热件300在穿过穿孔60的同时部分地插入到插入孔50中。第二散热件300可是具有柱体形状。例如，第二散热件300可以具有圆柱体形状或棱柱形状。各个第二散热件300的直径可以在约2mm至约15mm的范围内，并且第二散热件300和插入孔50之间的公差可以在约-0.1mm至约-1mm的范围内。
第二散热件300与太阳能电池面板100(即下衬底10)直接接触。此外，第二散热件300与第一散热件200直接接触。
第二散热件300具有高热导率。例如，第二散热件300具有在约340W/m.K至约400W/m.K范围内的热导率。第二散热件300可以包括Cu、Al或其合金。
此外，第二散热件300可以具有与下衬底10的热膨胀系数相对应的热膨胀系数。详细地，由于第二散热件300的热膨胀系数基本等于下衬底10的热膨胀系数，因此，下衬底10不会因第二散热件300的膨胀而被损坏。
第一散热件200和第二散热件300可以具有相同的材料。详细地，第一散热件200和第二散热件300可以具有相同的金属。此外，第一散热件200和第二散热件300可以互相一体形成。
安置在中心区域CA的第二散热件300的数量可以大于安置在外周区域OA的第二散热件300的数量。详细地，第二散热件300被密集地布置在中心区域CA。因此，安置在中心区域CA的第二散热件300之间的间隔小于安置在外周区域OA的第二散热件300之间的间隔。更详细地，从太阳能电池面板100的中心区域CA到外周区域OA，第二散热件300之间的间隔可以变大。
具体地，当根据实施例的太阳能电池模块通过容纳太阳能电池而发电时，太阳能电池面板100的中心区域CA会比阳能电池面板100的外周区域OA更热。此时，由于更多数量的第二散热件300被安置在中心区域CA，因此，热量可以从太阳能电池面板100均匀地耗散。
框架400容纳太阳能电池面板100、第一散热件200和第二散热件300。框架400围住太阳能电池面板100和第一散热件200的侧面。
为了有效地散热，框架400仅被安置在太阳能电池面板100和第一散热件200的侧面处。此外，框架400的宽度可以大于太阳能电池面板100和第一散热件200的厚度之和。
从太阳能电池面板100产生的热量可以通过第一散热件200和第二散热件300而被散发到外部。详细地，从太阳能电池面板100产生的热量通过第二散热件300、散热板210和散热翅片220被散发到外部。
在此情形中，可以增大太阳能电池面板100和第一散热件200之间的接触面积以及太阳能电池面板100和第二散热件300之间的接触面积之和。
因此，从太阳能电池面板100产生的热量可以有效地传送到第一散热件200和第二散热件300。
此外，第二散热件300插入形成在下衬底10中的插入孔50中，以联结第一散热件200和太阳能电池面板100。因此，可以用加强的联结力组装根据实施例的太阳能电池模块。因此，可以提高太阳能电池模块的强度。
因此，根据实施例的太阳能电池模块可以被第一散热件200和第二散热件300有效地冷却，而不需要使用额外的冷却装置。
具体地，利用散热板210和散热翅片220通过空气冷却方法可以充分地冷却太阳能电池面板100。
因此，根据实施例的太阳能电池模块可以防止由高温导致的性能降低，从而可以提高太阳能电池的耐用性。就是说，太阳能电池面板可以具有提高的性能和耐用性。
为了制造根据实施例的太阳能电池模块，需要制备太阳能电池面板100。
参照图5，在下衬底10上形成太阳能电池20，在太阳能电池20上形成阻尼膜，并且在阻尼膜上形成上衬底30。之后，上衬底30通过阻尼膜被压结合到太阳能电池20上，由此形成太阳能电池面板100。
参照图6，通过激光加工或钻孔加工在下衬底10的底面中形成插入孔50。相反，可以在形成太阳能电池20和上衬底30之前先形成插入孔50。
参照图7，第一散热件200与下衬底10的底面联结。此时，第一散热件200与太阳能电池面板100对齐，从而可以与插入孔50相对应地安置穿孔60。
根据本实施例，在分别在下衬底10和第一散热件200中单独地形成插入孔50和穿孔60之后，下衬底10与第一散热件200联结。然而，实施例不限于此。例如，在衬底10与第一散热件200联结后可以同时形成插入孔50和穿孔60。
此外，如图8所示，第二散热件300通过穿孔60插入到插入孔50中。此外，如图9所示，插入有第二散热件300的插入孔50可以具有台阶差。
详细地，插入孔50可以包括第一插入孔1和相对于第一插入孔1具有台阶差的第二插入孔2。在此情形中，第二散热件300先通过穿孔60插入第一插入孔1中，然后通过向第二散热件300施加压力而被插入第二插入孔2中。
因此，可以增强第二散热件300和下衬底10之间的联结力。此时，第二散热件300插入到插入孔50中并且部分地插入到穿孔60中。
就是说，插入穿孔60中的第二散热件300可以部分地与第一散热件200连接。此外，第二散热件300可以通过焊接过程等与第一散热件200一体形成。
因此，太阳能电池面板100产生的热量可以通过第二散热件300和第一散热件200而耗散到外部。此时，可以通过控制插入孔50的深度调节下衬底10与第二散热件300之间的接触面积。
因此，根据本实施例的太阳能电池模块，可以最大化下衬底10与第二散热件300之间的接触面积，同时保持下衬底10的强度。
然后，如图2所示，框架400被放置为围住太阳能电池面板100和第一散热件200的侧面，由此形成根据实施例的太阳能电池模块。
框架400可以比第一散热件200的散热翅片220长。此外，框架400可以被构造为仅围住太阳能电池面板100和第一散热件200的侧面。在此情形中，根据实施例的太阳能电池模块可以容易地从外部接收风能。
如上所述，根据实施例的太阳能电池模块可以通过利用第一散热件200和第二散热件300有效地进行散热。
具体地，从太阳能电池面板100产生的热量可以通过被插入太阳能电池面板100中的第二散热件300而有效地传递到第一散热件200。
结果，根据实施例的太阳能电池模块可以防止由高温导致的发电量降低并可以提高耐用性。此外，根据实施例的太阳能电池模块可以在不使用额外能量的情形下有效地进行散热。
此外，由于第一散热件200和第二散热件300具有优异的热导率，因此可以提高冷却性能。具体地，太阳能电池模块可以在没有风的情况下被冷却。如果风吹向太阳能电池模块，则太阳能电池模块可以被空气冷却，从而可以提高冷却性能。
此外，太阳能电池面板100可以被单独应用到太阳能电池模块。就是说，太阳能电池面板100可以在没有第一散热件200和第二散热件300的情况下有效地进行散热。这是由于下衬底10的底面的表面积可以因插入孔50而增大。
尽管已参照若干说明性实施例描述了本发明，但是应该理解，本领域技术人员可以推导出的许多其它改进和实施例都将落在本公开的原理的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内可以对所讨论的组合排列的组成部件和/或排列方式进行各种变型和改进。除了对组成部件和/或排列方式进行变型和改进之外，对本领域技术人员来说替换使用也是显然的。
工业应用性
根据实施例的太阳能电池设备可以用于太阳能电池领域。
Claims (19)
1.一种太阳能电池设备，包括：
太阳能电池面板；
第一散热件，在所述太阳能电池面板下方；以及
多个第二散热件，被插入所述太阳能电池面板和所述第一散热件中。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其中，所述太阳能电池面板包括：
衬底；
在所述衬底上的后电极层；
在所述后电极层上的光吸收层；以及
在所述光吸收层上的前电极层，
其中，多个插入孔形成在所述衬底中。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池设备，其中，所述第一散热件形成有与所述插入孔相对应的多个穿孔。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池设备，其中，所述第二散热件被插入所述插入孔和所述穿孔中。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池设备，其中，所述插入孔的深度对应于所述衬底的厚度的约1/3到约2/3。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其中，所述第一散热件包括：
面对所述太阳能电池面板的散热板；以及
从所述散热板延伸的多个散热翅片。
7.根据权利要求2所述的太阳能电池设备，其中，所述第二散热件具有与所述衬底的热膨胀系数相对应的热膨胀系数。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其中，所述第二散热件的热导率在约340W/m.K到约400W/m.K的范围内。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，进一步包括用于容纳所述太阳能电池面板和所述第一散热件的框架，其中，所述框架的宽度大于所述太阳能电池面板和所述第一散热件的厚度的和。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其中，所述太阳能电池面板包括中心区域和环绕所述中心区域的外围区域，并且位于所述中心区域的所述第二散热件之间的间隔小于位于所述外围区域的所述第二散热件之间的间隔。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池设备，其中，所述第二散热件包括Cu、Al或它们的合金。
12.一种太阳能电池设备，包括：
衬底；
第一散热件，在所述衬底下方；以及
第二散热件，穿过所述第一散热件被插入所述衬底中。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池设备，其中，所述第二散热件的直径在约2mm到约15mm的范围内。
14.根据权利要求12所述的太阳能电池设备，其中，所述第二散热件具有柱体形状。
15.根据权利要求12所述的太阳能电池设备，其中，所述第一散热件和所述第二散热件包括相同的材料。
16.根据权利要求12所述的太阳能电池设备，进一步包括：
在所述衬底上的太阳能电池；以及
在所述太阳能电池上的上衬底。
17.一种太阳能电池设备，包括：
下衬底；
太阳能电池，在所述下衬底上；以及
上衬底，在所述太阳能电池上，
其中，多个孔形成在所述下衬底的底面中。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池设备，其中，所述孔之间的间隔从所述下衬底的中心部分向外周部分逐渐增大。
19.根据权利要求17所述的太阳能电池设备，其中，所述下衬底被划分为在所述下衬底的中心部分处的中心区域和环绕所述中心区域的外周区域，并且位于所述中心区域中的所述孔之间的间隔小于位于所述外周区域中的所述孔之间的间隔。
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