CN102544174A - 一种增加光能利用率的太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种增加光能利用率的太阳能电池组件，包括从上到下依次设置并封装为一体的超白低铁钢化玻璃(1)、第一EVA层(21)、相互连接的太阳能电池片(3)、第二EVA层(22)及背板(4)，其特征在于：连接太阳能电池片(3)的焊带(5)表面进行了织构化处理，所述太阳能电池片(3)之间的间隙均设置有电池片间隙反射层(6)，所述电池片间隙反射层(6)的表面进行了织构化处理。与现有技术相比，本发明可以大大提高组件的光利用率，将原本不能为组件利用的光线重新反射到太阳能电池片并被其吸收，此效应间接增加了光生电流，增加了组件的输出功率及转换效率。

Description

一种增加光能利用率的太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及太阳能材料和器件领域，尤其涉及一种增加光能利用率的太阳能电池组件。
背景技术
太阳能作为一种清洁的可再生新能源受到了越来越多的关注，其应用也越来越广泛，目前太阳能一个最重要的应用就是光伏发电。太阳能光伏发电的最基本单元是太阳能电池，在具体的应用中，通常是将多个太阳能电池片构成太阳能电池组件，然后再将各个太阳能电池组件连接起来构成整体的电流输出。
目前广泛使用的太阳能电池组件基本上都是由超白低铁钢化玻璃、两层EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物、封装于两层EVA之间的太阳能电池和背板组成。当太阳能电池组件工作时，透过超白低铁钢化玻璃的太阳光被太阳能电池吸收产生光电流，当组件和负载连接时，就会形成功率输出。由于太阳能电池组件输出功率与其接受的光照强度成正比，为了尽可能提高其输出功率，即提高组件的转换效率，必须将组件的光能利用率最大化，即增大光的透过率，减小光的反射率。在现有的工艺中采取了很多方法以达到此效果，如组件使用的太阳能电池片在其制备工艺中首先进行了表面制绒处理，金字塔结构的表面增加反射光弹回表面的几率，从而减少反射；其次在电池片表面使用了减反膜，通过干涉作用，将减反膜上表面反射的光和从减反膜与硅界面处反射回来的光相互抵消以减少反射；另外电池片背表面的高反射层减少了电池背电极的吸收，使到达背面的光线被弹回，再度进入电池被吸收。除了电池片的这些减反工艺外，对于组件使用的部分材料进行一定的处理也能达到此类效果，如镀有减反膜的钢化玻璃可以增加光的透过率约3％～4％；组件使用的背板采用了白色光亮的表面，当太阳光照射到电池片间隙的背板上时，其白色的表面在一定程度上也可以增加对光的反射，然后再通过表层玻璃的反射使这部分光被太阳能电池吸收。
以上几种方式对提高太阳能电池组件的转换效率都具有一定的作用，但组件对太阳光的利用率还不是最理想，例如对于照射到电池片间隙的背板上太阳光，背板对光的反射方向是随机的，导致这部分光的利用率很低；太阳能电池片表面的栅线虽然起到汇集电流的作用，但不可避免的遮挡部分光线，降低光的利用率。以一个规格为1580mm*808mm的单晶硅太阳能电池组件为例，若其使用的太阳能电池片尺寸为125mm*125mm，主栅线宽度为2mm，电池片数量为72片，则电池片间隙之间的面积占电池片面积的5％左右；对于电池片主栅线遮光的面积，根据主栅线宽度可以得出其占电池片面积的比例为3％左右，正常情况下照射到组件这两个部位的太阳光大部分被反射回空气中，二次利用的比例很小。从上面的分析可以看到，实际上这两个部位的面积与电池片面积的比例约为8％，如果这部分光能被太阳能电池很好的再利用起来，将能进一步提高太阳能电池组件的转换效率，增加组件的输出功率。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种增加光能利用率的太阳能电池组件，使组件能够充分利用照射到电池片间隙及电池片主栅线的这部分光能，从而进一步提高太阳能电池组件的转换效率及输出功率。
本发明实现上述目的的技术方案如下：
一种增加光能利用率的太阳能电池组件，包括从上到下依次设置并封装为一体的超白低铁钢化玻璃、第一EVA层、相互连接的太阳能电池片、第二EVA层及背板，其特征在于：
连接太阳能电池片的焊带表面进行了织构化处理，所述太阳能电池片之间的间隙均设置有电池片间隙反射层，所述电池片间隙反射层的表面进行了织构化处理。
进一步的改进是，所述焊带表面具有若干规则排列的V型沟槽。这样可以增加对光的反射。
再进一步，所述V型沟槽的V型夹角在120度到135度之间。这样可以保证V型槽两个面反射的光线到达玻璃表面时其入射角大于临界角发生全反射以被电池片吸收，而不会折射到空气中损失。
作为优选，所述焊带的表面具有若干规则排列的半圆型沟槽。以增加对光的反射。
作为另一种优选方案，所述焊带表面设置有焊带表面反射层。以加强对光的反射。
作为优选方案，所述焊带表面反射层为铝反射层或银反射层。
所述电池片间隙反射层的基体材料为聚乙烯、聚氟乙烯或聚乙烯对苯二甲酸脂。
所述电池片间隙反射层的厚度为100～200微米。
所述电池片间隙反射层的表面具有若干规则排列的V型沟槽，所述V型沟槽的V型夹角在120度到135度之间。
所述电池片间隙反射层表面具有很多规则排列的半圆型沟槽。
与现有技术相比，本发明对焊带的表面及电池片间隙之间的电池片间隙反射层表面均进行了织构化的处理，当太阳光照射到此区域时，反射的光线到达玻璃上表面会被再次反射到电池片上，从而使这部分光被太阳能电池重新吸收利用，间接增加了光生电流，即增加组件的输出功率及转换效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明第一种实施方式的剖面图；
图2为本发明另一种实施方式焊带表面带有反射层的剖面图；
图3为本发明的太阳能电池组件局部示意图。
其中，1为超白低铁钢化玻璃，21为第一EVA层，22为第二EVA层，3为太阳能电池片，4为背板，5为焊带，6为电池片间隙反射层，7为焊带表面反射层。
具体实施方式
为能进一步了解本发明专利的技术特征与内容，现将本专利的详细技术描述如下：
如图1及图3所示，本发明中一种增加光能利用率的太阳能电池组件包括从上到下依次设置并封装为一体的超白低铁钢化玻璃1、第一EVA层21、相互连接的太阳能电池片3、第二EVA层22及背板4，与常规太阳能电池组件不同的是，为了实现组件较高的光利用率，连接太阳能电池片3的焊带5表面进行了织构化处理。在本实施例中，所述焊带5表面具有若干规则排列的V型沟槽，V型沟槽的V型夹角在120度到135度之间。
当入射光线透过玻璃垂直照射到V型沟槽内表面时，光线将被反射到玻璃的上表面，此时光线对玻璃-空气界面的入射角为45～60度。由于钢化玻璃的折射率在1.5左右，当光从玻璃光密介质进入到空气光疏介质中时，临界角为42度。在此种情况下，光线的入射角大于临界角，因此在玻璃-空气界面发生全反射，这部分光重新被反射到太阳能电池片，并被电池片吸收。
所述焊带5的表面也可以处理成具有若干规则排列的半圆型沟槽。这种结构也可以提高对太阳光的反射。
所述太阳能电池片3之间的间隙均设置有电池片间隙反射层6，所述电池片间隙反射层6的表面进行了织构化处理，
电池片间隙反射层6的基体材料为聚乙烯、聚氟乙烯或聚乙烯对苯二甲酸脂中的一种，其厚度为100～200微米，并小于太阳能电池片的厚度。此反射层的表面同样具有很多规则排列的V型沟槽，所述的V型沟槽内夹角在120度到135度之间，对于照射到该V型沟槽的太阳光线，其反射的原理与焊带上光线的反射相似，最终这部分光线同样反射到太阳能电池片的区域并被吸收。
同样，所述电池片间隙反射层6的表面也可以处理成具有很多规则排列的半圆型沟槽。
通过在焊带表面及电池片空隙间反射层表面的光线反射，可以将常规组件中不能被吸收的部分光线转而被太阳能电池片吸收，此效应间接地增强入射到太阳能电池片上的光强，从而增加了组件的转换效率及输出功率。
图2为本发明的另外一种实施例，和图1不同的是焊带表面设置有焊带表面反射层7，该反射层可以为铝反射层或银反射层，其对光具有很高的反射率；同时反射层的表面也具有很多规则排列的V型沟槽，对光线的利用能达到图1同样的效果。

Claims (10)

1.一种增加光能利用率的太阳能电池组件，包括从上到下依次设置并封装为一体的超白低铁钢化玻璃(1)、第一EVA层(21)、相互连接的太阳能电池片(3)、第二EVA层(22)及背板(4)，其特征在于：
连接太阳能电池片(3)的焊带(5)表面进行了织构化处理，所述太阳能电池片(3)之间的间隙均设置有电池片间隙反射层(6)，所述电池片间隙反射层(6)的表面进行了织构化处理。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述焊带(5)表面具有若干规则排列的V型沟槽。
3.如权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述V型沟槽的V型夹角在120度到135度之间。
4.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述焊带(5)的表面具有若干规则排列的半圆型沟槽。
5.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述焊带(5)表面设置有焊带表面反射层(7)。
6.如权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述焊带表面反射层(7)为铝反射层或银反射层。
7.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述电池片间隙反射层(6)的基体材料为聚乙烯、聚氟乙烯或聚乙烯对苯二甲酸脂。
8.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述电池片间隙反射层(6)的厚度为100～200微米。
9.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述电池片间隙反射层(6)的表面具有若干规则排列的V型沟槽，所述V型沟槽的V型夹角在120度到135度之间。
10.如权利要求9所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述电池片间隙反射层(6)表面具有很多规则排列的半圆型沟槽。
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