CN102884639A

CN102884639A - 辐射收集装置

Info

Publication number: CN102884639A
Application number: CN2011800112919A
Authority: CN
Inventors: A.韦尔热; S.索拉斯基; E.瓦朗坦; D.茹斯
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Saint Gobain Adfors SAS
Current assignee: Saint Gobain Technical Fabrics Canada Ltd; Saint Gobain Glass France SAS; Saint Gobain Adfors SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2013-01-16
Also published as: EP2522037A1; KR20120120288A; US20130008499A1; WO2011083282A1; US9029682B2; FR2955207B1; FR2955207A1; JP2013516778A

Abstract

本发明涉及一种辐射收集装置（20），其包括至少一个辐射收集元件（30）和散射层（2），散射层（2）相对于元件（30）布置在辐射入射到所述装置上的一侧上。散射层（2）包括透明纤维结构（3）以及用于封装该纤维结构的纤维的透明介质（4），纤维结构的纤维的折射率与封装介质的折射率之间的差的绝对值不低于0.05。

Description

辐射收集装置

技术领域

本发明涉及一种辐射收集装置，例如光伏模块。本发明还涉及用于辐射收集元件、特别是用于光伏电池的盖。

背景技术

如已知的，光伏模块包括至少一个能够将辐射能转化成电能的光伏电池作为辐射收集元件。常规地，光伏电池包括能够进行能量转化的材料以及位于该材料的任一侧的两个导电触头或电极。

用来布置在辐射入射到电池上的一侧上的光伏电池的前部电极可以尤其基于透明导电氧化物（或TCO）层形成或者基于透明金属涂层（透明导电涂层或TCC）形成。常规地，该前部电极与光伏模块的前部基材或者具有上釉功能的基材组合，这确保了光伏电池在机械方面得到保护，同时仍允许向电池的良好的辐射传输。

光伏模块的能量转化效率受到到达每个光伏电池的能量转化材料的辐射的量的直接影响。因此，必须提高该效率，使模块上到达能量转化材料的入射辐射的量最大化。为此，第一种已知的策略在于通过使前部基材的至少前表面纹理化（该前表面是用来布置在辐射入射到光伏模块上的一侧上的表面）来提高前部基材的传输属性，以限制模块上的入射辐射在空气/前部基材界面处的反射。另一种已知的策略在于，当模块包括前部电极基于TCO层形成的光伏电池时，向该TCO层设置与前部基材相反的一侧上的表面上的微纹理化。由于这种微纹理化，TCO层捕获入射辐射，从而增加了辐射被电池的能量转化材料吸收的概率。然而，结合有这种纹理化的前部基材或这种微纹理化的TCO层的光伏模块的效率仍然有限。

发明内容

正是这些缺点是本发明特别想要补救的，这是通过提供一种具有比现有技术的装置更好的能量转化效率的辐射收集装置、特别是光伏模块来实现的。

为此，本发明的一个主题是包括至少一个辐射收集元件的辐射收集装置，其特征在于还包括散射层，该散射层相对于收集元件布置在辐射入射到装置上的一侧上，该散射层具有透明纤维结构以及用于封装纤维结构的纤维的透明介质，纤维结构的纤维的折射率与封装介质的折射率之间的差的绝对值等于或大于0.05。

在通篇本申请中，折射率的数值是在550 nm下测量的数值。

在本发明的背景下，术语“透明”指的是至少处于用于装置的辐射收集元件的使用的波长范围内的透明度。作为示例，在包括基于多晶硅的光伏电池的光伏模块的情况下，有利地，每个透明结构或介质在400 nm至1200 nm之间的波长范围内是有利的，这是波长是用于这种类型的电池的使用波长。

通过术语“封装纤维结构的纤维”还应当理解，纤维结构的纤维中的至少一些是被涂覆的。因此，在散射层中，在纤维的材料与封装介质的材料之间存在界面。

散射层相对于收集元件定位在辐射入射到装置上的一侧上，即，定位在收集元件的前部。常规地，在本发明的背景下，辐射收集装置的后-前方向与希望被装置收集的辐射的传播方向相反。

对于根据本发明的光伏模块，辐射收集元件是光伏电池，并且散射层定位在该电池的前部。由于纤维结构的纤维的折射率与封装介质的折射率之间的相对较大的差值，散射层能够改善辐射被引导到光伏电池的能量转化材料的路径，这一方面是通过增加了辐射被电池的能量转化材料吸收的概率的辐射捕获效应实现的，并且另一方面是通过增加了大的辐射入射角下的角度雾度效应实现的。

因此，对于根据本发明的光伏模块并且与不具有本发明中所限定的散射层的现有技术模块相比较，可以对于相同厚度的能量转化材料增加模块的能量转化效率，或者，可以在减小能量转化材料的厚度的同时保持相同的能量转化效率，也就是说，可以降低模块的成本。

根据本发明的一个有利的特征，用于封装纤维结构的纤维的介质是聚合物材料。特别地，封装介质可以由例如基于聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、聚氨酯、离子交联聚合物的聚合物层压夹层形成，或者由基于聚烯烃纤维的粘结剂形成。作为变型，封装介质可以由前部基材形成，前部基材由收集装置的热塑性聚合物制成。特别地，适当的透明热塑性聚合物的示例尤其包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）、聚碳酸酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、氟聚合物如乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）和聚四氟乙烯（PTFE）。

无论是具有编织结构还是非编织结构，纤维结构的纤维都在从机械方面增强封装介质时起到作用。特别地，当封装介质是层压夹层或收集装置的前部基材时，该夹层或基材的刚性因此而增加。根据本发明的光伏模块因此而具有改进的机械性能，尤其是在容许的负载方面，这使其能够通过严格的机械测试，例如由IEC标准所提供的用于检验模块对风雪加载的抵抗能力的测试。当封装介质是模块的用来在前部被玻璃基材覆盖的层压夹层时，源于纤维结构的机械增强而导致的夹层的增大的刚性使得能够在夹层的前部使用较薄的玻璃，并因此能够减小模块的厚度和重量。

根据本发明的一个有利的特征，纤维结构包括玻璃纤维和/或聚合物纤维。在玻璃纤维的情况下，构成纤维的玻璃可以具有任何可纤维化玻璃类型，特别是E玻璃。在聚合物纤维的情况下，具体地，这些纤维可以是聚酯纤维或诸如聚乙烯或聚丙烯之类的聚烯烃纤维。有利地，纤维结构具有在10 g/m²至500 g/m²之间、优选在10 g/m²至100 g/m²之间的每单元面积的质量，并且包括具有在1微米至20微米之间、优选在5微米至15微米之间的直径的纤维。优选地，纤维结构具有10微米至1毫米之间的厚度。

在实际中，可以通过改变一个或多个参数来调节散射层的雾度和光透射属性，特别地，这些参数选自于纤维结构的每单元面积的质量、纤维结构的纤维的直径、纤维结构的纤维的组分、封装介质的组分。根据本发明，纤维结构的纤维的组分和封装介质的组分被改变成使得纤维结构的纤维的折射率与封装介质的折射率的差的绝对值等于或大于0.05。根据本发明的一个有利的特征，散射层具有等于或大于80%的总的光透射以及等于或大于40%的雾度值。在本申请中，根据ISO 9050:2003来确定包括直光透射和散射光透射的元件的总的光透射。此外，被表示为百分比的元件的雾度值被理解为意指该元件偏转辐射的能力的量表示。在本申请中，使用根据ASTM D 1003标准的雾度计来测量雾度值。

纤维结构可以是非编织结构或编织结构。对于非编织结构，纤维通常是混合的，而对于非编织结构，纤维在经纱和纬纱方向上对准。在这两种情况下，纤维结构起到向封装介质提供机械加强的作用。当纤维结构为编织时，机械加强在经纱和纬纱方向上特别充分。在一个有利实施例中，纤维结构是纱，从而确保散射层中的纤维的随机分布。常规地，术语“纱”应当理解为意指从完全分散的细丝形成的非编织结构。利用这用纱，散射层的属性——特别是在雾度和光透射方面——因而充分地统一。

玻璃纤维的非编织纱通常含有粘合剂，该粘合剂粘合纤维并且向纱提供足够的刚性以使纱能够被容易地处理。该粘合剂——通常包括至少一种能够粘合纤维的聚合物——被选择为透明的并且可以是对本领域技术人员已知的任何合适的类型。粘合剂在纱中的存在由于便于纱的处理而在根据本发明的辐射收集装置的工业制造中是有利的。然而，粘合剂必须仅仅覆盖纱的玻璃纤维的有限的表面，使得有效地穿过散射层的辐射遇到纤维与封装介质之间的界面。为了本发明的正确执行，粘合剂优选占玻璃纤维纱的重量的大约5%至30%、更优选地占5%至20%。

根据本发明的一个有利的特征，散射层布置在辐射收集元件的前部电极上。装置的辐射收集元件可以是光伏电池。

在根据本发明的辐射收集装置的一个有利的实施例中，装置包括第一光伏电池和第二光伏电池，第一光伏电池的吸收剂材料具有第一吸收光谱，第二光伏电池的吸收剂材料具有第二吸收光谱，第二吸收光谱相对于第一吸收光谱至少部分地分开，散射层插入在第一光伏电池与第二光伏电池之间。

本发明的另一个主题是用于辐射收集元件、特别是用于光伏电池的盖，该盖包括透明基材和散射层，其中散射层具有透明纤维结构和用于封装纤维结构的纤维的透明介质，纤维结构的纤维的折射率与封装介质的折射率的差的绝对值等于或大于0.05。

盖的散射层可以布置在基材的一个面上。作为变型，当基材由热塑性聚合物制成时，盖的散射层可以结合到基材中，其中基材的至少一部分形成用于封装纤维结构的纤维的介质。

附图说明

参照附图，本发明的特征和优点将在下面对根据本发明的辐射收集装置的仅仅作为示例给出的三个实施例的描述中变得显而易见，在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的光伏太阳能模块的示意性截面图；

图2是根据本发明的第二实施例的光伏太阳能模块的与图1类似的截面图；以及

图3是根据本发明的第三实施例的光伏太阳能模块的与图1类似的截面图。

具体实施方式

图1所示的光伏太阳能模块20包括光伏电池30，光伏电池30由形成p-n结的多晶硅晶圆构成。在图1中能够看到，模块20包括具有上釉功能的前部基材1和具有支撑功能的后部基材8。前部基材1——其用来布置在太阳辐射入射到模块20上的一侧上——可以特别地由具有非常低的氧化铁含量的超清晰透明玻璃制成，或者由透明的热塑性聚合物制成。

后部基材8由任何合适的材料——无论是否透明——制成，并且在其指向模块20的内部的表面上（也就是说，在太阳辐射入射到模块上的一侧上）支承导电层7，导电层7形成光伏电池30的后部电极。作为示例，层7是金属层，特别地，层7由银或铝制成。

如常规的那样，形成后部电极的层7被能够将太阳能转化成电能的多晶硅晶圆6覆盖。晶圆6本身被形成电池30的前部电极的透明的导电层5覆盖。因此，光伏电池30通过层5、6和7的层叠而形成。在本示例中，形成电池30的前部电极的层5是基于铝掺杂氧化锌（AZO）的层。作为变型，层5可以是基于另一种掺杂的透明导电氧化物（TCO）或诸如银基叠层的透明金属涂层（TCC）的层。

散射层2定位在形成前部电极的层5与前部基材1之间。该散射层2包括E玻璃纤维的透明纱3和由PVB制成的透明基体4，透明纱3的折射率n3为大约1.57，透明基体4的折射率n4为大约1.48，透明基体4封装纱3。因此，纱3的纤维的折射率与基体4的折射率的差值为大约0.09。能够用于纱3的玻璃纤维纱的示例是Saint-Gobain Technical Fabrics公司销售的U50型的纱，该纱具有50 g/m²的克重或每单位面积的质量。

如在图1中示意性示出的，聚合物基体4封装纱3，并且具有与纱大致相同的厚度。然而，聚合物基体4可以具有比纱3的厚度大的厚度，然后纱3被封装在聚合物基体4的仅仅一部分。纱3在机械方面加强了PVB基体4，使得散射层2具有比仅由PVB制成的层大的刚性，并且具有与散射层2相同的厚度。

通过纱3的纤维与封装基体4之间在折射率上的相对较大的差值，辐射在纱的纤维与基体之间的界面处被强烈地散射，导致散射层2的高雾度值。散射层2因此具有大于40%的高雾度值，并且还具有大于80%的高的光透射。在实际中，可以通过改变一个或多个参数来调节散射层2的雾度和光透射属性，以获得提供雾度与光透射之间的有利的折中的散射层2；特别地，这些参数选自于纱3的每单元面积的质量、纱3的纤维的直径、纱3的纤维的组分、聚合物基体4的组分。

根据两个主要效应，布置在光伏电池30的前面的散射层2的高雾度通过能量转化材料6促进了入射到模块上的辐射的高百分比的吸收。

第一效应是由于散射层2导致的辐射捕获效应，或者说是光捕获效应。具体地，由于纱3的纤维与基体4之间的界面处的强烈散射，层2中以及下面的层5、6中的辐射的光学路径被延长，从而增加了辐射被定位在层2的后部的晶圆6的光伏半导体材料吸收的概率。散射层2因此在某种程度上用作引导件，该引导件保持并引导模块20内的辐射，直至其被能量转化材料6吸收。

第二效应，或者说是“角度雾度”效应对应于对于辐射的大角度入射，在散射层2与模块的下面的层（在该第一实施例中为前部电极5）之间的界面处的反射减少。由于纱3的纤维与基体4之间的界面处的散射，具有在模块20上的高入射角的射线在散射层2内“变直”，从而以低入射角遇到模块的下面的层5。由于接近于90°的高入射角的范围促进了散射层2与下面的层5之间的界面处的反射，所以伴随着层2中的散射导致的射线的变直的是反射的显著减少。因此，较宽范围的入射角的辐射被传递到能量转化材料6，从而增加了模块20上的入射辐射被能量转化材料6吸收的量。

这两个效应与散射层的高的总光透射相组合以用来增加光伏模块20相对于不含有散射层的现有技术的相似光伏模块的能量转化效率。

在图2所示的第二实施例中，与第一实施例的元件相似的元件具有相同的参考，但是数字增加了100。该第二实施例的光伏太阳能模块120与前面的模块20的不同之处在于，模块120包括薄膜光伏电池130来代替包括多晶硅晶圆的电池，薄膜光伏电池130的吸收剂层基于包括铜、铟和硒的黄铜矿化合物，称为CIS吸收剂层。可选地，镓可以被添加到这种CIS吸收剂层中，以提供CISG吸收剂层，或者铝或硫可以被添加到这种CIS吸收剂层中。

根据第二实施例的模块120包括具有上釉功能的前部基材101和具有支撑功能的后部基材108。后部基材108在其指向模块120的内部的表面上支承导电层107，导电层107形成模块的光伏电池130的后部电极。作为示例，层107基于钼。当后部基材108由玻璃制成并且后部电极107由钼制成时，在后部基材108与层107之间有利地布置特别地基于氮化硅Si₃N₄的层（未示出），以形成碱性势垒层。

层107被基于黄铜矿化合物（特别是CIS或CISG）的吸收剂材料的层106包围，层106能够将太阳能转化为电能。吸收剂层106本身被硫化镉CdS（未示出）的层包围——可选地，该硫化镉CdS的层与未掺杂的本征氧化锌ZnO（同样未示出）的层相组合——，然后吸收剂层106被形成电池130的前部电极的导电透明层105包围。模块120的光伏电池130因此通过层105、106和107的层叠而形成。在本示例中，形成电池130的前部电极的层105是基于铝掺杂氧化锌（AZO）的层。作为变型，层5可以是基于另一种掺杂的透明导电氧化物（TCO）或诸如银基叠层的透明金属涂层（TCC）的层。

与第一实施例类似，散射层102定位在形成前部电极的层105与前部基材101之间。与第一实施例的散射层2相同，该散射层102包括由E玻璃纤维制成的透明纱103和由PVB制成的封装基体104。PVB封装基体或者由任何其他的聚合物层压夹层制成的封装基体的使用对于将模块120的功能层保持在前部基材101与后部基材108之间的适当位置是有利的。

与前面一样，根据上述两个效应，即辐射捕获效应和角度雾度效应，通过布置在光伏电池130前面的散射层102的高雾度，相对于不含有散射层的相似模块的效率，增加了模块120的能量转化效率。

在图3所示的第三实施例中，与第一实施例的元件相似的元件具有相同的参考，但是数字增加了200。该第三实施例的光伏太阳能模块220与前述模块的不同之处在于，模块220包括通过两个光伏电池230和240的叠置形成的“四线级联电池”。

从图3中可以看到，模块220包括具有上釉功能的前部基材201和具有支撑功能的后部基材208，在前部基材201与后部基材208之间布置有模块的功能层的叠层。布置在模块220的前部的电池240是薄膜电池，其吸收剂层216基于非晶硅，该非晶硅吸收在大约300 nm至600 nm之间的波长范围内的太阳光谱的高能光子。布置在模块220的后部的电池230是薄膜电池，其吸收剂层206是CIGS吸收剂层，该CIGS吸收剂层在大约500 nm至1000 nm之间的波长范围内进行吸收。由于前部电池240的吸收光谱与后部电池230的吸收光谱至少部分地分开，所以光谱的不被前部电池240用于能量转化的部分可以被后部电池230使用。级联的电池因此可以优化模块220对太阳辐射的使用。

在模块220的前部，前部基材201覆盖前部电池240，从前部基材201开始，前部电池240依次包括：形成电池240的前部电极的导电透明层215；基于非晶硅的吸收剂层216；以及形成电池240的后部电极的另一个导电透明层217。作为示例，形成前部电池240的电极的层215和217中的每一个是基于铝掺杂氧化锌（AZO）的层。作为变型，每个层215或217可以是基于另一种掺杂的透明导电氧化物（TCO）或诸如银基叠层的透明金属涂层（TCC）的层。

在模块220的后部，后部基材208支承后部电池230，从后部基材208开始，后部电池230依次包括：形成电池230的后部电极的导电层207；具有大约500 nm至4000 nm之间的厚度的CIGS吸收剂层206；与未掺杂的本征氧化锌ZnO（未示出）的层相组合的硫化镉CdS的层（同样未示出）；以及形成电池230的前部电极的透明导电层205。作为示例，形成后部电极的层207基于钼而形成前部电极的层205是基于铝掺杂氧化锌（AZO）的层。作为变型，层205可以是基于另一种掺杂的透明导电氧化物（TCO）或诸如银基叠层的透明金属涂层（TCC）的层。

在本实施例中，根据本发明，散射层202在形成电池230的前部电极的层205与形成电池240的后部电极的层217之间定位在后部电池230的前部。与第一实施例的散射层2相同，散射层202包括E玻璃纤维的纱203和由PVB制成的封装基体204。

与前面一样，通过辐射捕获和角度雾度这两个效应，布置在后部电池230的前部的散射层202改善了入射到模块220上的辐射向后部电池的吸收剂层206的引导。散射层202因此增加了入射到模块220上的辐射的被吸收剂层206吸收的量，并因此提高了模块220的能量转化效率。

散射层202在构成四线级联电池的两个电池之间的定位对于提高模块220的能量转化效率尤为关键，这是因为能够到达模块的该中心区域的入射辐射的量由于模块的前部中的辐射损失而有限。在这些条件下，关键的是已经到达模块的中心区域的辐射部分被最优地引导至后部电池230的吸收剂层206，从而使模块220对太阳辐射的使用的优化有效。

根据本发明的四线级联电池的变型（未示出）与上述模块220的区别仅仅在于，基于黄铜矿化合物的后部电池230被基于微晶硅的电池代替，该微晶硅吸收在大约600 nm至1000 nm之间的波长范围内在近红外区域内进行吸收。这种基于微晶硅的电池从模块的后部基材开始依次包括：形成后部电极的导电层；基于微晶硅的吸收剂层；以及形成前部电极的导电透明层。作为示例，形成后部电极的层是金属层，特别是银或铝层，并且形成前部电极的层是基于掺杂的透明导电氧化物（TCO）或透明的金属涂层（TCC）的层。

与前面一样，基于非晶硅的前部电池的吸收光谱与基于微晶硅的后部电池的吸收光谱是分开的，并且光谱的不被前部电池用于能量转化的部分可以被后部电池使用。与在模块220中的使用一样，插入在前部电池与后部电池之间的散射层对于与不含有散射层的现有技术的相似模块相比获得级联模块对太阳辐射的最优使用以及确保模块的提高的能量转化效率是关键的。

本发明不是仅仅涉及一种包括定位在辐射收集装置的至少一个收集元件的前部的上述散射层的辐射收集装置，而是还涉及用于包括基材和上述散射层的辐射收集元件的盖。通过用作散射层中的机械加强件的纤维结构，根据本发明的盖具有比不含有纤维结构的现有技术的基材更大的刚性。

上述示例示出了根据本发明的包括具有高雾度和高光透射的复合散射层（其用来布置在至少一个辐射收集元件的前部）的装置和盖的优点。如前所述，布置在辐射收集元件的前部的散射层的高雾度促进了入射到装置上的大量辐射被该元件的吸收，从而增加了结合有该元件的装置的能量转化效率。

因此，与不含有散射层的现有技术的相似装置相比，本发明使得根据本发明的装置或结合有根据本发明的盖的装置能够对于相同厚度的能量转化材料增大装置的能量转化效率，或者对于相同的能量转化效率减小能量转化材料的厚度，并因此减少装置的成本。

用于制造根据本发明的包括上述散射层（其包括E玻璃纤维的纱和PVB封装基体）的光伏模块20、120或220的过程涉及形成散射层的一部分的纱的形成，以及随后的散射层的形成以及将散射层插入到模块的结构中。

玻璃纤维纱可以利用“干”工艺或利用“湿”工艺来形成。由于这种用于制造玻璃纤维纱的工艺对于本领域技术人员是公知的，所以在本文中不再更详细地描述。一旦制备好，便通过将纱压靠在PVB层上而将纱嵌入到PVB层中。包括PVN层和嵌入在PVB层中的纱的组件然后以与对于常规的层压夹层相同的方式被布置在模块的层压结构中，并且该层压结构在炉中被加热，从而提供构成模块的各种的组成的层之间的良好的结合。

如已知的，根据本发明的光伏模块可以以覆盖层模式来制造，也就是说，通过从前部基材开始的装置的组成的层的依次沉积来制造，这特别是对于薄膜光伏模块的吸收剂基于硅或碲化镉的薄膜光伏模块的情况；或者，根据本发明的光伏模块可以以基材模式来制造，也就是说，通过构成电池的组成的层在后部基材上的依次沉积来制造，这特别是对于薄膜光伏模块的吸收剂基于黄铜矿化合物的薄膜光伏模块的情况。

特别有利地，当模块以基材模式制造并且散射层的聚合物基体是聚合物层压夹层时，散射层使得可以既改善辐射在模块中的引导又确保模块的机械结合。

当封装介质由透明的热塑性聚合物形式时，特别是由具有根据本发明的模块的上釉功能的前部基材的一部分形成时，通过将纤维结构定位在模具中以及然后将热塑性聚合物注射到模具中，可以在模制期间将纤维结构的纤维封装在热塑性基材中。

无论选择哪种技术来将纤维结构布置在封装结构中，例如，通过嵌入纤维结构或者通过如上所述的注射模制，纤维结构的使用——无论是编织的还是非编织的，其纤维在纤维结构结合到封装介质中之前通过缠结和/或使用粘合剂而被结合在一起——都能够使处理和制造更容易。

本发明不限于所描述和图示的示例。上述关于散射层的辐射捕获以及角度雾度方面的优点可以通过任何具有透明纤维结构和透明封装介质的层获得，该层具有用于表现出高雾度和高光透射的适当属性。根据本发明，一个用于获得高雾度的条件是纤维结构的纤维的折射率与封装介质的折射率的差的绝对值等于或大于0.05。

当封装介质是聚合物基体时，特别地，当封装介质由层压夹层或热塑性基材形成时，该聚合物基体可以具有等于或大于纤维结构的厚度的厚度。特别地，当聚合物基体具有大于纤维结构的厚度的厚度时，该基体可以延伸越过纤维结构的一侧或两侧。

如前面提到的，纤维结构可以是编织或非编织结构。纤维结构可以通过在散射层形成之前未结合在一起的纤维形成，例如通过沉积或散布在形成封装介质的聚合物基体中、同时以纱的方式混合的纤维形成，然后，该纱不含有除聚合物基体以外的粘合剂。根据一个变型，封装介质可以由空气或具有适当的折射率的液体而不是聚合物基体形成。

另外，已经基于散射层布置在光伏电池的前部电极上的示例描述了本发明。作为变型，散射层可以布置在光伏电池的前部，同时通过透明中间层与该电池的前部电极分开。

如第三实施例所示，根据本发明的装置可以包括多个辐射收集元件。在这种情况下，装置可以集成具有透明纤维结构和透明封装介质的多个散射层，其中每个散射层都布置在装置的收集元件的前部。

特别地，在第三实施例中，除了布置在后部电池230与前部电池240之间的散射层202之外，光伏模块220还可以包括在前部电极215与前部基材201之间定位在前部电池240的前部的第二散射层。这种具有两个散射层的构型改善了辐射向前部电池的吸收剂层216以及向后部电池的吸收剂层206的引导，使得模块的能量转化效率能够进一步提高。

再次考虑到提高能量转化效率，除了一个或多个散射层之外，根据本发明的辐射收集装置还可以结合有其他已知的用于改善辐射引导的装置，特别是纹理化的前部基材，以限制辐射在空气与前部基材之间的界面处的反射。

最后，本发明可以对于任何类型的包括辐射收集元件的装置实施，而不局限于上述装置。特别地，本发明可以应用于包括薄膜光伏电池的光伏模块，该薄膜光伏电池的吸收剂层基于硅——无论是非晶硅还是微晶硅——，基于黄铜矿化合物，特别是CIS或CIGS类型的黄铜矿化合物，或者基于碲化镉。本发明还可以应用于其光伏电池从形成p-n结的多晶硅或单晶硅晶圆形成的光伏模块，或者应用于具有有机光伏电池的模块。本发明还可应用于涉及除光伏电池以外的收集元件的辐射收集装置，例如应用于热太阳能模块。

Claims

1.一种辐射收集装置（20；120；220），包括至少一个辐射收集元件（30；130；230，240），其特征在于，所述辐射收集装置还包括散射层（2；102；202），所述散射层相对于所述收集元件（30；130；230）布置在辐射入射到所述装置上的一侧上，所述散射层（2；102；202）具有透明纤维结构（3；103；203）以及用于封装所述纤维结构的纤维的透明介质（4；104；204），所述纤维结构的纤维的折射率（n₃）与所述封装介质的折射率（n₄）之间的差的绝对值等于或大于0.05。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述封装介质（4；104；204）是聚合物材料。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述封装介质（4；104；204）由聚合物层压夹层形成。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述封装介质由所述装置（20；120）的前部基材（1；101）形成。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述纤维结构（3；103；203）包括玻璃纤维。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述纤维结构（3；103；203）包括聚合物纤维。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述纤维结构（3；103；203）具有在10 g/m²至500 g/m²之间、优选在10 g/m²至100 g/m²之间的每单元面积的质量。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述纤维结构（3；103；203）包括具有在1微米至20微米之间、优选在5微米至15微米之间的直径的纤维。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述散射层（2；102；202）具有等于或大于80%的总的光透射以及等于或大于40%的雾度值。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述纤维结构（3；103；203）是非编织纱。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述散射层（2；102；202）布置在所述辐射收集元件（30；130；230）的前部电极（5；105；205）上。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置的所述辐射收集元件是光伏电池（30；130；230，240）。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括第一光伏电池（230）和第二光伏电池（240），所述第一光伏电池（230）的吸收剂材料具有第一吸收光谱，所述第二光伏电池（240）的吸收剂材料具有第二吸收光谱，所述第二吸收光谱相对于所述第一吸收光谱至少部分地分开，所述散射层（202）插入在所述第一光伏电池（230）与所述第二光伏电池（240）之间。

14.一种用于辐射收集元件（30；130）、特别是用于光伏电池的盖，所述盖包括透明基材（1；101），其特征在于，所述盖包括散射层（2；102），所述散射层（2；102）具有透明纤维结构（3；103）和用于封装所述纤维结构的纤维的透明介质（4；104），所述纤维结构的纤维的折射率（n₃）与所述封装介质的折射率（n₄）的差的绝对值等于或大于0.05。