CN103258891A - 带有空气腔和接线盒的太阳能电池板 - Google Patents

Abstract

带有空气腔和接线盒的太阳能电池板包括：太阳能电池板，透光玻璃或背板，金属框架，接线盒，胶，太阳能电池板镶嵌进金属框架凹槽或开口槽内密封，透光玻璃或背板镶嵌进金属框架另一凹槽或开口槽内密封，由太阳能电池板和金属框架和透光玻璃或背板组成的中空腔内填充气体，金属框架上设开口接线盒腔，太阳能电池板接线盒安装在接线盒腔内，装饰扣板安装在接线盒开口上。

Description

带有空气腔和接线盒的太阳能电池板

技术领域；

本发明涉及太阳能电池板。

背景技术：

现有太阳能电池板由底板与太阳能电片和透光面板用胶粘接在一起，当室外温度变化时，透光面板迅速将热量传递给太阳能电池芯片，使太阳能电池芯片温度急剧发生变化，降低太阳能电池芯片的使用寿命，当温度偏离最佳光电转换温度时，影响太阳能电池板的光电转换性能。

现有太阳能电池板，太阳能电池芯片与面板玻璃粘接在一起，当面板玻璃透光率下降或损坏时，无法对面板玻璃单独进行更换。

现有太阳能电池板未设置空气腔，不具备保温功能和增益气体泵蒲功能。

现有太阳能电池板接线盒设置在电池板背板上，不适宜直接在建筑上使用，尤其是应用于透光建筑幕墙上时，影响建筑幕墙的外观。

本发明的目的是：1、太阳能电池板设置气体保温层，透光面板与太阳能电池芯片通过气体保温层隔开，减缓太阳能照射电池芯片产生的温度变化，提高太阳能电池芯片的光电转换效能。2、中空太阳能电池由具有不同带隙的光电转换材料组合在一起，带隙较高的光电转换材料设在透光面板上，吸收较高能量的光子，带隙较低的光电转换材料设另一层面板上，吸收较低能量的光子，中空腔内气体吸收照射光子的热量。3、具有聚焦功能的菲涅尔聚光透镜与中空太阳能电池板组合，聚焦透光面板将光聚焦后照射在太阳能电池板上，提高太阳能电池板的光电转换效能。4、具有反射功能的中空隔条凹槽与中空太阳能电池板组合，中空隔条凹槽多次反射光具有提高光能量作用，提高太阳能电池板光电转换效能。5、透光玻璃或背板上的阳光膜层或纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层在聚光或激光照射下具有增益光子的作用和吸收红外线波的作用，提高太阳能电池芯片的光电转换效能。6、空气保温层内充光激发气体，阳光照射在光激发气体上使气体分子中的电子产生能量跃迁，能量跃迁气体光子照射到太阳能电池芯片上，提高太阳能电池芯片的光电转换效能。7、金属框架上设开口接线盒腔的太阳能电池板，具有安装方便，外观效果好，可直接用于透光幕墙使用。8、安装循环冷却系统的太阳能电池板具有提高太阳能电池芯片光电转换效能和光热转换的双重益处。9、带有空气腔的太阳能电池板，当面板玻璃透光率下降或损坏时，透光面板玻璃可以单独更换，减少维护和更换成本，降低运营费用。

本发明提出的带有空气腔和接线盒的太阳能电池板包括：太阳能电池板，透光玻璃或背板，金属框架，接线盒，胶，太阳能电池板镶嵌进金属框架凹槽或开口槽内和用胶密封，透光玻璃或背板镶嵌进金属框架另一凹槽或开口槽内和用胶密封，由太阳能电池板和金属框架和透光玻璃或背板组成的中空腔内填充气体，金属框架上设开口接线盒腔，太阳能电池板接线盒安装在接线盒腔内，装饰扣板安装在接线盒开口上。

本发明提出另一种带有空气腔和接线盒的太阳能电池板包括：太阳能电池板，透光玻璃或背板，金属框架，接线盒，胶，金属框架上层凹槽或开口槽内镶嵌菲涅尔聚光透镜，金属框架下层凹槽或开口槽内镶嵌太阳能电池芯板，镶嵌菲涅尔聚光透镜和金属框架和太阳能电池芯板组成的中空腔内填充气体，金属框架上设开口接线盒，太阳能电池板接线盒和电线安装在接线盒内，装饰扣板安装在接线盒开口上。

使用时，菲涅尔聚光透镜将直线照射的平行光聚焦成太阳能聚光，太阳能聚光照射在中空腔内增益气体上泵蒲，泵蒲后的高能量光照射在太阳能电池板上进行光电转换，提高太阳能电池芯片的光电转换效能。

太阳能电池板镶嵌进金属框架凹槽或开口槽内密封，温差电池板镶嵌进金属框架另一凹槽或开口槽内密封，由太阳能电池板和金属框架和温差电池板组成中空腔内填充气体。

透光玻璃上镀阳光膜层，阳光膜可以过滤太阳光中的紫外线，降低太阳能电池板的热量提高太阳能电池板的光电转换效能。

透光玻璃或背板镀纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层，在聚光或激光照射下具有增益光子的作用，提高太阳能电池芯片的光电转换效能。

透光玻璃或背板涂纳米量子点层，纳米量子点层具有吸收透过太阳能电池芯片的红外光作用，提高太阳能电池芯片的光电转换效能。

金属框架侧壁上设气体循环腔，金属框架侧壁设孔，金属框架气体循环腔内气体或液体或冷媒通过金属框架侧壁孔与中空腔内的气体或液体或冷媒连通，气体循环腔内气体或液体或冷媒通过输送管道与泵相连，泵将吸收光照射热量的气体或液体或冷媒通过输送管道送入热交换器，热交换器将热量送入半导体光热转换装置热端进行光电转换或热交换器将热量送入集热装置进行热循环供暖，冷却后的气体或液体或冷媒通过金属框架气体循环腔和金属框架侧壁孔重新进入中空腔内吸收热量，进入下一个循环，安装循环冷却系统的太阳能电池板具有降低太阳能电池芯片温度，提高太阳能电池芯片光电转换效能。吸收热量的气体或液体或冷媒通过热交换器将热量传递给光热转换装置的热端，光热转换装置的热端和冷端组成的光热转换装置进行热电转换发电。

透光玻璃采用两侧透光玻璃中间夹太阳能电池芯片的夹胶玻璃，其优点是强度高适宜制造大块透光玻璃，提高建筑的采光性能。

透光玻璃采用一侧透光玻璃中间夹太阳能电池芯片另一侧是有机树脂的夹胶玻璃，其优点是成本低，抗冲击破坏能力强，对透过太阳能电池芯片的红外线波损耗小。

中空腔内填充气体包括：空气、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)及其组合。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是具有本发明特征的带有空气腔和接线盒的太阳能电池板横剖面结构图。

图2是具有本发明特征的带有空气腔和接线盒的太阳能电池板纵剖面结构图。

图3是具有本发明特征的带有空气腔和接线盒的双带隙太阳能电池板横剖面结构图。

图4是具有本发明特征的带有空气腔和接线盒的双带隙太阳能电池板纵剖面结构图。

图5是具有本发明特征的菲涅尔聚光透镜聚光太阳能电池板横剖面结构图。

图6是具有本发明特征的纳米量子点增益太阳能电池板横剖面结构图。

图7是具有本发明特征的带有空气腔太阳能电池板和温差电池板组合横剖面结构图。

图8是具有本发明特征冷却循环系统组装结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

带有空气腔和接线盒的太阳能电池板横剖面结构图如图1所示，图2是带有空气腔和接线盒的太阳能电池板纵剖面结构图，其中：1是中空腔铝合金隔条，2是透光玻璃板镶嵌槽，3是太阳能电池板镶嵌槽，4是隔条组角腔，5是隔条降温腔，6是反光凹面，7是开口接线盒铝合金型材，8是接线盒内腔，9是接线盒透光玻璃板镶嵌槽，10是接线盒太阳能电池板镶嵌槽，11是接线盒隔条降温腔，12是接线盒反光凹面，13是接线盒装饰扣板，14是电池板接线盒，15是透光玻璃板，16是透光玻璃板镀膜，17是太阳能电池板，18是太阳能电池板上层透光防护膜，19是太阳能电池板半导体芯片，20是下层背板，21是密封胶，22是中空腔，23是惰性气体与氮气与二氧化碳混合气体。

组装过程如下：太阳能电池板15镶嵌进太阳能电池板镶嵌槽3内和接线盒太阳能电池板镶嵌槽10内，用密封胶21将太阳能电池板17与中空腔铝合金隔条1和开口接线盒铝合金型材7间的缝隙密封，透光玻璃板15镶嵌进透光玻璃板镶嵌槽2内和接线盒透光玻璃板镶嵌槽9内，用密封胶21将透光玻璃板15与中空腔铝合金隔条1和开口接线盒铝合金型材7间的缝隙密封，透光玻璃板15和中空腔铝合金隔条1和开口接线盒铝合金型材7和太阳能电池板17组合成中空腔22，中空腔22内填充惰性气体与氮气与二氧化碳混合气体23。

使用时，太阳光照射在透光玻璃板镀膜16上，镀膜16将紫外线和红外线过滤后，太阳光穿过惰性气体与氮气与二氧化碳混合气体23和太阳能电池板上层透光防护膜18照射在太阳能电池板半导体芯片19上进行光电转换，反光凹面6将太阳光多次反射后增强太阳光能量，隔条降温腔5具有散热作用。电池板接线盒14将太阳能电池芯片19转换的电输送给蓄电池或电网。

实施例2：

带有空气腔和接线盒的双带隙太阳能电池板横剖面结构图如图3所示，图4是带有空气腔和接线盒的双带隙太阳能电池板纵剖面结构图，其中：24是中空腔铝合金隔条，25是高带隙太阳能电池板镶嵌槽，26是低带隙太阳能电池板镶嵌槽，27是隔条组角腔，28是隔条降温腔，29是反光凹面，30是开口接线盒铝合金型材，31是接线盒内腔，32是接线盒高带隙太阳能电池板镶嵌槽，33是接线盒低带隙太阳能电池板镶嵌槽，34是接线盒隔条降温腔，35是接线盒反光凹面，36是接线盒装饰扣板，37是电池板接线盒，38是高带隙太阳能电池板，39是高带隙透光玻璃板，40是高带隙太阳能电池芯片，41是高带隙太阳能电池芯片有机树脂防护膜，42是低带隙太阳能电池板，43是低带隙透光玻璃板，44是低带隙太阳能电池芯片，45是低带隙太阳能电池芯片有机树脂防护膜，46是中空腔，47是氦气与氮气与一氧化碳混合气体，48是密封胶。

组装过程如下：高带隙太阳能电池板38镶嵌进高带隙太阳能电池板镶嵌槽25内和接线盒高带隙太阳能电池板镶嵌槽32内，用密封胶48将高带隙太阳能电池板38与中空腔铝合金隔条24和开口接线盒铝合金型材30间的缝隙密封，低带隙太阳能电池板42镶嵌进低带隙太阳能电池板镶嵌槽26内和接线盒低带隙太阳能电池板镶嵌槽33内，用密封胶48将低带隙太阳能电池板42与中空腔铝合金隔条24和开口接线盒铝合金型材30间的缝隙密封，高带隙太阳能电池板38和中空腔铝合金隔条24和开口接线盒铝合金型材30和低带隙太阳能电池板42组合成中空腔46，中空腔46内填充氦气与氮气与一氧化碳混合气体47。

使用时，太阳光照射在高带隙太阳能电池芯片40上，进行高带隙太阳能光电转换，低带隙太阳光穿过高带隙太阳能电池芯片40和氦气与氮气与一氧化碳混合气体47和低带隙太阳能电池芯片有机树脂防护膜45照射在低带隙太阳能电池板半导体芯片44上进行光电转换，反光凹面29将低带隙太阳光多次反射后增强太阳光能量，隔条降温腔28具有散热作用。电池板接线盒37将高带隙太阳能电池芯片40和低带隙太阳能电池板半导体芯片44转换的电输送给蓄电池或电网。

实施例3：

菲涅尔聚光透镜聚光太阳能电池板横剖面结构图如图5所示，其中：49是中空腔铝合金隔条，50是菲涅尔聚光透镜镶嵌槽，51是太阳能电池板镶嵌槽，52是隔条组角腔，53是隔条降温腔，54是反光凹面，55是透光菲涅尔聚光透镜，56是透光菲涅尔聚光透镜聚光反射齿，57是太阳能电池板，58是太阳能电池板上层透光防护膜，59是太阳能电池板半导体芯片，60是下层背板，61是密封胶，62是中空腔，63是惰性气体。

组装过程如下：太阳能电池板57镶嵌进太阳能电池板镶嵌槽51内，用密封胶61将太阳能电池板57与中空腔铝合金隔条49间的缝隙密封，菲涅尔聚光透镜55镶嵌进菲涅尔聚光透镜镶嵌槽50内，用密封胶61将菲涅尔聚光透镜55与中空腔铝合金隔条49间的缝隙密封，菲涅尔聚光透镜55和中空腔铝合金隔条49和太阳能电池板57组合成中空腔62，中空腔62内填充惰性气体63。

使用时，太阳光照射在菲涅尔聚光透镜55上，菲涅尔聚光透镜聚光反射齿56将聚光照射在惰性气体与氮气与二氧化碳混合气体63上和照射在太阳能电池板半导体芯片57上进行光电转换，反光凹面54将太阳光多次反射后增强太阳光能量，隔条降温腔53具有散热作用。

实施例4：

纳米量子点增益太阳能电池板横剖面结构图如图6所示，其中：64是中空腔铝合金隔条，65是太阳能电池板镶嵌槽，66是透光玻璃板镶嵌槽，67是隔条组角腔，68是隔条降温腔，69是反光凹面，70是太阳能电池板，71是太阳能电池板透光玻璃板，72是太阳能电池板半导体芯片，73是透光防护膜，74是纳米量子点背板，75米量子点保护膜，76纳米量子点层，77背板，78密封胶，79中空腔，80是惰性气体。

组装过程如下：太阳能电池板70进太阳能电池板镶嵌槽65内，用密封胶78将太阳能电池板70与中空腔铝合金隔条64间的缝隙密封，纳米量子点背板74镶嵌进纳米量子点背板镶嵌槽66内，用密封胶78将纳米量子点背板74与中空腔铝合金隔条64间的缝隙密封，纳米量子点背板74和中空腔铝合金隔条64和太阳能电池板70组合成中空腔79，中空腔79内填充惰性气体80。

使用时，太阳光照射在太阳能电池板70上进行光电转换，太阳光红外线穿过太阳能电池板70和惰性气体80和量子点保护膜75照射在纳米量子点76上进行光电转换，反光凹面69将太阳光多次反射后增强太阳光能量，隔条降温腔68具有散热作用。

本实施例的优点是纳米量子点可以吸收太阳光中49％的红外线光子，对提高太阳能光电和光热转化效能明显。

实施例5：

带有空气腔太阳能电池板和温差电池板组合横剖面结构图如图7所示，其中：81是中空腔铝合金隔条，82是太阳能电池板镶嵌开口槽，83是温差电池板镶嵌开口槽，84是隔条组角腔，85是隔条降温腔，86是反光凹面，87是太阳能电池板透光玻璃板，88是太阳能电池板半导体芯片，89是透光防护膜，90是温差电池板上导热板，91是温差电池芯片，92是温差电池板下导热板，93是中空腔，94是惰性气体。

组装过程如下：太阳能电池板87、88、89镶嵌进太阳能电池板镶嵌开口槽82内，用胶粘接密封，温差电池板90、91、92镶嵌进温差电池板镶嵌开口槽83内，用胶粘接密封，太阳能电池板87、88、89和中空腔铝合金隔条81和温差电池板90、91、92组合成中空腔93，中空腔93内填充惰性气体94。

使用时，太阳光照射在太阳能电池板半导体芯片88上进行光电转换，太阳光红外线穿过太阳能电池板半导体芯片88和惰性气体94照射在温差电池板上导热板90上，将光能的热量传递给温差电池板上导热板90，形成温差电池板热端，温差电池板下导热板92通过空气或液体冷却，温差电池板上导热板90与温差电池芯片91与温差电池板下导热板92组合成温差电池，在温差电池板上导热板90与温差电池板下导热板92持续温差作用下发电，太阳能电池板转换电和温差电池板转换电通过导线存储到蓄电池。

实施例6：

可用于图1或图2或图3或图4或图5或图6或图7的冷却循环系统组装结构示意图如图8所示，其中：95是中空腔侧隔条，96是隔条输入降温腔，97是隔条降温腔侧壁孔，98是隔条输出降温腔，99是中空腔，100是中空腔内的气体或液体或冷媒，101是动力循环进入主管道，102是动力循环进入连接管，103是动力循环进入端封堵，104是动力循环排出主管道，105是动力循环排出连接管，106是动力循环排出端封堵，107是涡旋式压缩机，108是输送连接管，109是冷凝器，110是冷凝器热输出管，111是半导体温差发电装置热端，112是P型N型半导体温差元件，113是半导体温差发电装置冷端，114是储存罐，1115是膨胀阀，116是膨胀器。

组装时，动力循环进入连接管102一端连接在动力进入循环主管道101上，另一端连接在隔条降温腔96上，隔条降温腔96与实施例1隔条降温腔5或实施例2隔条降温腔28或实施例3隔条降温腔53或实施例4隔条降温腔68或实施例5隔条降温腔85具有等同功效，隔条降温腔侧壁孔97与中空腔99连通，中空腔99与实施例1中空腔22或实施例2中空腔43或实施例3中空腔62或实施例4中空腔79或实施例5中空腔93具有等同功效，动力循环排出连接管105一端连接在隔条输出降温腔98上，另一端连接在动力循环排出主管道104上，动力循环排出主管道104连接到涡旋式压缩机107上，涡旋式压缩机107输出端通过输送连接管108连接到冷凝器109上，冷凝器109热输出端通过冷凝器热输出管110与半导体温差发电装置热端111相连，P型N型半导体温差元件112一端与半导体温差发电装置热端111相连，另一端与半导体温差发电装置冷端113相连，半导体温差发电装置冷端113与储存罐114相连，冷凝器109另一端与储存罐114相连，储存罐114通过输送连接管108与膨胀阀115相连，膨胀阀115通过输送连接管108与膨胀器116相连。

使用时，中空腔内的气体或液体或冷媒100吸收聚光和太阳光和反射光的热量，通过动力循环排出连接管105进入动力循环排出主管道104内和进入涡旋式压缩机107压缩增压，增压后中空腔内的气体或液体或冷媒100通过输送连接管108进入冷凝管109冷凝和释放热量，冷凝管109释放热量通过热输出管110与半导体温差发电装置热端111相连，P型N型半导体温差元件112一端与半导体温差发电装置热端111相连，另一端与半导体温差发电装置冷端113相连，半导体温差发电装置冷端113与储存罐114相连，在温差的作用下，P型N型半导体温差元件112产生电流发电，冷却后的气体或液体或冷媒100在压力持续作用下进入储存罐114，储存罐114内的气体或液体或冷媒100经膨胀阀115后进入膨胀器116，由于气体或液体或冷媒100在膨胀器116内压力骤然降低，气体或液体或冷媒100在此温度迅速降低进入动力循环进入主管道101，通过动力进入循环连接管102进入到隔条降温腔96内和通过隔条降温腔侧壁孔97再次进入中空腔99内，中空腔99内气体或液体或冷媒100再次吸收聚光和太阳光和反射光的热量，进入下一个循环。

Claims (10)

1.带有空气腔和接线盒的太阳能电池板包括：太阳能电池板，透光玻璃或背板，金属框架，接线盒，胶，其特征是：太阳能电池板镶嵌进金属框架凹槽或开口槽内密封，透光玻璃或背板镶嵌进金属框架另一凹槽或开口槽内密封，由太阳能电池板和金属框架和透光玻璃或背板组成的中空腔内填充气体，金属框架上设开口接线盒腔，太阳能电池板接线盒安装在接线盒腔内，装饰扣板安装在接线盒开口上。

2.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：高带隙太阳能电池板镶嵌进金属框架凹槽或开口槽内密封，低带隙太阳能电池板镶嵌进金属框架另一凹槽或开口槽内密封，由高带隙太阳能电池板和金属框架和低带隙太阳能电池板组成的中空腔内填充气体。

3.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：金属框架上层凹槽或开口槽内镶嵌菲涅尔聚光透镜，金属框架下层凹槽或开口槽内镶嵌太阳能电池芯板，镶嵌菲涅尔聚光透镜和金属框架和太阳能电池芯板组成的空腔内填充气体。

4.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：金属框架侧壁设反射凹面，反射凹面上镀反光材料。

5.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：透光玻璃或背板上设阳光膜层或纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层。

6.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：太阳能电池板镶嵌进金属框架凹槽或开口槽内密封，温差电池板镶嵌进金属框架另一凹槽或开口槽内密封，由太阳能电池板和金属框架和温差电池板组成的中空腔内填充气体。

7.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：金属框架侧壁上设气体循环腔，金属框架侧壁设孔，金属框架气体循环腔内气体或液体或冷媒通过金属框架侧壁孔与中空腔内的气体或液体或冷媒连通，气体循环腔内气体或液体或冷媒通过输送管道与泵相连，泵将吸收光照射热量的气体或液体或冷媒通过输送管道送入热交换器，热交换器将热量送入半导体光热转换装置热端进行光电转换或热交换器将热量送入集热装置进行热循环供暖，冷却后的气体或液体或冷媒通过金属框架气体循环腔和金属框架侧壁孔重新进入中空腔内吸收热量。

8.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：透光玻璃采用两侧透光玻璃中间夹太阳能电池芯片的夹胶玻璃。

9.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：透光玻璃采用一侧透光玻璃中间夹太阳能电池芯片另一侧是有机树脂的夹胶玻璃。

10.如权利要求1所述带有空气腔和接线盒的太阳能电池板，其特征是：中空腔内填充气体包括：空气、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮气(N2)、一氧化碳(C O)、二氧化碳(CO2)及其组合。

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