CN103556935A - 太阳能电池叶片遮阳百叶 - Google Patents

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肖树友
丛子军
王国华
姜奎
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Abstract

一种太阳能电池叶片遮阳百叶，解决了现有太阳能电池无法大面积室内安装的问题，包括箱体，通过提拉绳和导向梯绳与箱体组装一起的叶片，其技术要点是：叶片采用弧形铝合金型材作为基材，在基材上表面设置绝缘层；在绝缘层上组合有利用绿激光刻划成相互独立部分的铝膜层作为若干个单体电池的背电极；在背电极上依次顺序设置P、I和N型非晶硅层组成PIN层单结太阳能电池，在单结太阳能电池的PIN层上贴附TCO膜层后，利用绿激光刻划成与背电极数量相同的相互独立部分形成内部串联在一起的若干个单体电池，构成非晶硅薄膜太阳能电池叶片。其结构设计合理，制造工艺成熟、质量稳定可靠，显著提高叶片强度，拓宽使用范围，成本低，发电效率高。

Description

太阳能电池叶片遮阳百叶
技术领域
本发明涉及一种利用太阳能发电的遮阳百叶，特别是一种叶片直接采用铝合金为基材与TCO膜（Transparent Conductive Oxide导电氧化物薄膜）形成非晶硅薄膜太阳能电池的太阳能电池叶片遮阳百叶。它的叶片也可应用于室内或双层幕墙中的遮阳百叶。
背景技术
随着世界化石能源的日益枯竭，能源危机日益突显，环境污染日益恶化，世界各国都在寻找清洁能源，太阳能发电作为一种自然能源，以其储量丰富且无污染性显示了其独特的优势，已被国际公认为未来最具竞争性的清洁能源之一。非晶硅薄膜太阳能电池是一种以非晶硅化合物为基本材料组成的薄膜太阳能电池，即在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片等基材表面上，通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜而形成的组件。易于大面积化生产，成本较低，适于大批量生产。
建筑可视部位占据了建筑的大面积空间，现有的太阳能遮阳百叶产品，主要采用晶体硅太阳能电池，产品安装在建筑的室外，在一定程度上影响了建筑的采光效果和外视效果，晶体硅太阳能电池需要良好的采光环境，而无法应用于室内侧。本申请人曾针对现有太阳能电池存在的类型应用受限、控制方式单一落后、安全性差、空间利用率低等问题，设计出专利公告号为CN 202047738 U的“太阳能发电遮阳百叶窗帘”，包括带有控制器和传动装置的箱体，通过提拉绳和导向梯绳与箱体组装在一起的叶片，以及在叶片上采用单晶硅、多晶硅和柔性非晶硅薄膜集成的太阳能电池。但受结构和制造工艺的限制，晶体硅遮阳百叶叶片规格单一，且百叶在使用空间上不能存在局部阴影遮挡，柔性非晶硅百叶叶片的强度较低，制造成本较高。本申请人还针对现有太阳能遮阳帘存在的阳光受遮挡后发电效率降低，没有张拉装置，遮阳帘随风摆动、产生噪音、影响装饰效果，而无法应用到室外的缺陷，设计出专利公告号为CN 202249686 U的“薄膜电池太阳能发电外遮阳帘”，因其是主要应用于室外的一种柔性非晶硅薄膜太阳能电池，它的支撑结构不能收起和隐藏，故影响建筑的室外整体效果，室外安装也不利于太阳能电池的清洁维护。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能电池叶片遮阳百叶，解决了现有太阳能电池无法大面积室内安装的问题，其结构设计合理，制造工艺成熟、质量稳定可靠，显著提高叶片强度，拓宽使用范围，成本低，发电效率高。
本发明所采用的技术方案是：该太阳能电池叶片遮阳百叶包括带有控制器和传动装置的箱体，通过提拉绳和导向梯绳与箱体组装在一起的叶片，其技术要点是：所述叶片采用弧形铝合金型材作为基材，在带有导向索孔、提拉绳孔的基材上表面设置绝缘层；在绝缘层上组合有利用绿激光刻划成相互独立部分的铝膜层作为若干个单体电池的背电极；在背电极上依次顺序设置P型非晶硅层、I型非晶硅层和N型非晶硅层组成产生光生电流和光生电压的PIN层单结太阳能电池，在单结太阳能电池的PIN层上贴附TCO膜层后，利用绿激光刻划成与背电极数量相同的相互独立部分形成内部串联在一起的若干个单体电池，构成非晶硅薄膜太阳能电池叶片；电池的电流分别从TCO膜层和铝膜层引出。
所述非晶硅薄膜太阳能电池叶片上，在提拉绳孔的内侧壁焊接焊接有太阳能电池导线。
本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明直接以弧形铝合金型材作为基材，并以绝缘层级隔离，组合利用绿激光刻划成相互独立部分的铝膜层作为若干个单体电池的背电极，以产生光生电流和光生电压的单结太阳能电池的PIN层上贴附TCO膜层，利用绿激光刻划成与背电极数量相同的相互独立部分形成内部串联在一起的若干个单体电池，构成非晶硅薄膜太阳能电池叶片，将非晶硅薄膜太阳能电池叶片通过导向梯绳、提拉绳、导向索与箱体组装在一起，组成太阳能遮阳百叶，所以与本申请人的在先专利“太阳能发电遮阳百叶”相比，其结构设计合理，制造工艺成熟、质量稳定可靠，成本低，显著提高叶片强度。因它的叶片也可应用于室内或双层幕墙中的遮阳百叶，故拓宽了叶片的使用范围。
非晶硅薄膜太阳能电池的工作原理与单晶硅电池类似，都是利用半导体的光生伏特效应实现光电转换。与单晶硅电池不同的是，非晶硅电池光生载流子只有漂移运动而无扩散运动，载流子的扩散长度很短。如果在光生载流子的产生处或附近没有电场存在，则光生载流子受扩散长度的限制，将会很快复合而不能吸收。为能有效地收集光生载流子，将电池设计成为PIN型，其中P层是入射光层，I层是本征吸收层，处在P和N产生的内建电场中。当入射光通过P+层进入I层后，产生电子-空穴对，光生载流子一旦产生后就由内建电场分开，空穴漂移到P+边，电子飘移到N 边，形成光生电流和光生电压。因此，本发明解决了现有太阳能电池无法大面积室内安装的问题，提供了一种发电效率高、低成本的太阳能发电产品。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的一种立体结构示意图；
图2是图1中太阳能电池叶片的一种结构示意图；
图3是图2沿A-A线的剖视图；
图4是图3中太阳能电池叶片横截面的局部分层结构立体图。
图中序号说明：1太阳能电池叶片、2导向索孔、3提拉绳孔、4提拉绳、5箱体、6导向梯绳、7太阳能电池导线、8基材、9绝缘层、10铝膜层、11 P型非晶硅层、12 I型非晶硅层、13 N型非晶硅层、14 TCO膜层。
具体实施方式
根据图1～4详细说明本发明的实施方法。该太阳能电池叶片遮阳百叶包括带有控制器和传动装置（图中未示出）的箱体5，通过提拉绳4和导向梯绳6与箱体5组装在一起的叶片等件。其中叶片采用弧形铝合金型材作为基材8，在带有导向索孔2、提拉绳孔3的基材8上表面设置绝缘层9。在绝缘层9上组合有利用绿激光刻划成相互独立部分的铝膜层10作为若干个单体电池的背电极；在背电极上依次顺序设置P型非晶硅层11、I型非晶硅层12和N型非晶硅层13太阳能电池。在单结太阳能电池的PIN层上贴附TCO膜层14后，利用绿激光刻划成与背电极数量相同的相互独立部分形成内部串联在一起的若干个单体电池，构成非晶硅薄膜太阳能电池叶片1。非晶硅薄膜太阳能电池的电流分别从TCO膜层14和铝膜层10引出。非晶硅薄膜太阳能电池叶片1上，在提拉绳孔的内侧壁焊接焊接有太阳能电池导线。
具体制作时，将作为基材8的铝合金型材加工出导向索孔2和提拉绳孔3，再将铝合金型材加工成弧形，制作出符合设计要求的铝合金叶片基材8。
将加工完成的铝合金叶片基材8放入专用清洗机进行自动清洗，在铝合金叶片基材8上形成一层绝缘层9，在绝缘层上镀铝膜层10，形成电池的背电极，以增加太阳能电池对光的吸收。根据预定的线宽以及与（a- Si ）非晶硅切割线的线间距，用绿激光将铝膜刻划成相互独立的部分，目的是将整个铝膜分成若干个单体电池的背电极，进而实现整板若干个电池的内部串联。
然后在背电极上分别依次顺序进行P型非晶硅层11、I 型非晶硅层12、N型非晶硅层13的制作。在形成的PIN层上边贴附一层TCO膜层14，根据百叶型号宽度，用专用激光划线机对透TCO膜层14进行激光刻划（刻蚀），将TCO膜层14划线分割，目的是将整板分为若干块，作为若干个单体电池的电极。再根据TCO膜层14切割线的线间距，用绿激光将非晶硅层刻划穿，目的是让背电极（铝膜层10） 通过与前电极相联接，实现整板由若干个单体电池内部串联而成。
通过上述各道工序，非晶硅薄膜太阳能电池叶片1已形成，再进行I-V 测试，以获得电池板的各个性能参数，来判断某道工序是否出现问题，便于提高电池的质量。
为了加强防护，可以在完成的太阳能电池叶片1上贴PVC保护膜（图中未示出），然后在叶片一侧的提拉绳孔3侧边焊接太阳能电池导线7。
将制作完成后的太阳能百叶叶片1通过提拉绳4和导向梯绳6组合到一起，然后与箱体5组成太阳能电池叶片遮阳百叶产品。

Claims (2)

1.一种太阳能电池叶片遮阳百叶，包括带有控制器和传动装置的箱体，通过提拉绳和导向梯绳与箱体组装在一起的叶片，其特征在于：所述叶片采用弧形铝合金型材作为基材，在带有导向索孔、提拉绳孔的基材上表面设置绝缘层；在绝缘层上组合有利用绿激光刻划成相互独立部分的铝膜层作为若干个单体电池的背电极；在背电极上依次顺序设置P型非晶硅层、I型非晶硅层和N型非晶硅层组成产生光生电流和光生电压的PIN层单结太阳能电池，在单结太阳能电池的PIN层上贴附TCO膜层后，利用绿激光刻划成与背电极数量相同的相互独立部分形成内部串联在一起的若干个单体电池，构成非晶硅薄膜太阳能电池叶片；电池的电流分别从TCO膜层和铝膜层引出。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池叶片遮阳百叶，其特征在于：所述非晶硅薄膜太阳能电池叶片上，在提拉绳孔的内侧壁焊接焊接有太阳能电池导线。
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