CN103943708A - 光反射膜及光伏组件 - Google Patents

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CN103943708A CN201410169051.7A CN201410169051A CN103943708A CN 103943708 A CN103943708 A CN 103943708A CN 201410169051 A CN201410169051 A CN 201410169051A CN 103943708 A CN103943708 A CN 103943708A
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孙仲刚
李高非
王银明
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Abstract

本发明公开了一种光反射膜及光伏组件，光伏组件包括多个太阳能电池，在太阳能电池受光面的焊带上设置光反射膜，当太阳光照射至光反射膜时，会在光反射膜上发生漫反射，将入射光照向太阳能电池，提高了太阳能电池的受光强度，提高了光的利用率，进而提高太阳能电池的光电转换效率。另外，本发明提供的光反射膜，透明保护层覆盖金属漫反射层表面，不仅可以保护金属漫反射层不受酸气、水汽等因素的腐蚀；而且还有效地避免了在光照升温和强电场作用下，金属漫反射层的金属原子激发而扩散到太阳能电池表面，进而造成光伏组件输出功率下降的情况发生，提高了光伏组件的可靠性。

Description

光反射膜及光伏组件
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，更具体地说，涉及一种光反射膜及光伏组件。
背景技术
太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。
单体太阳能电池不能直接做电源使用，必须将若干单体太阳能电池串、并联连接和严密封装成组件。光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。但是现有的光伏组件的光电转换效率有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光反射膜及光伏组件，提高了光伏组件的光电转换效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光反射膜，包括：
基板；
设置于所述基板上的金属漫反射层；以及，
覆盖所述金属漫反射层表面的透明保护层。
优选的，所述基板为树脂板、纤维纸或云母片。
优选的，所述基板朝向所述金属漫反射层一侧为锯齿状。
优选的，所述金属漫反射层背离所述基板一侧为锯齿状。
优选的，所述基板的厚度范围为50μm～300μm，包括端点值。
优选的，所述金属漫反射层包括银和/或铝。
优选的，所述金属漫反射层的厚度范围为15μm～75μm，包括端点值。
优选的，所述透明保护层包括氮化铝、氧化铝、氧化硅、氮化硅、钛氮化硅、氮化钛、氧化锡和石墨烯中的一种或多种。
优选的，所述透明保护层的厚度范围为25nm～200nm，包括端点值。
优选的，还包括粘结层，所述粘结层设置于所述基板背离所述金属漫反射层一侧表面。
优选的，所述粘结层为聚氨酯粘结层、丙烯酸酯粘结层、环氧树脂粘结层、聚醋酸乙烯酯粘结层或脲醛树脂粘结层。
优选的，所述粘结层的厚度范围为10μm～50μm，包括端点值。
一种光伏组件，包括多个太阳能电池，以及设置于所述多个太阳电池受光面的多条焊带，还包括设置于所述焊带上的光反射膜，所述光反射膜为上述的光反射膜。
优选的，任意一所述太阳能电池为单晶体硅太阳能电池、类单晶太阳能电池、多晶硅太阳能电池或基于晶体硅的异质结太阳能电池。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明所提供的光反射膜及光伏组件，光伏组件包括多个太阳能电池，在太阳能电池受光面的焊带上设置光反射膜，当太阳光照射至光反射膜时，会在光反射膜上发生漫反射，将入射光照向太阳能电池，提高了太阳能电池的受光强度，提高了光的利用率，进而提高太阳能电池的光电转换效率。
另外，本发明提供的光反射膜，透明保护层覆盖金属漫反射层表面，不仅可以保护金属漫反射层不受酸气、水汽等因素的腐蚀；而且还有效的避免了在光照升温和强电场作用下，金属漫反射层的金属原子激发而扩散到太阳能电池表面，进而造成光伏组件输出功率下降的情况发生，提高了光伏组件的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一提供的一种光反射膜的结构示意图；
图2为本申请实施例一提供的另一种光反射膜的结构示意图；
图3为本申请实施例二提供的一种光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有的光伏组件的光电转换效率有待提高。
基于此，本发明提供了一种光反射膜，以克服现有技术存在的上述问题，包括：
基板；
设置于所述基板上的金属漫反射层；以及，
覆盖所述金属漫反射层表面的透明保护层。
本发明还提供了一种光伏组件，包括多个太阳能电池，以及设置于所述多个太阳电池受光面的多条焊带；
还包括设置于所述焊带上的光反射膜，所述光反射膜为上述的光反射膜。
本发明所提供的光反射膜及光伏组件，光伏组件包括多个太阳能电池，在太阳能电池受光面的焊带上设置光反射膜，当太阳光照射至光反射膜时，会在光反射膜上发生漫反射，将入射光照向太阳能电池，提高了太阳能电池的受光强度，提高了光的利用率，进而提高太阳能电池的光电转换效率。
另外，本发明提供的光反射膜，透明保护层覆盖金属漫反射层表面，不仅可以保护金属漫反射层不受酸气、水汽等因素的腐蚀；而且有效的避免了在光照升温和强电场作用下，金属漫反射层的金属原子激发而扩散到太阳能电池表面，进而造成光伏组件输出功率下降的情况发生，提高了光伏组件的可靠性。
以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例一
本申请实施例提供了一种光反射膜，结合图1和2所示，对本申请实施例提供的光反射膜进行具体描述。
参考图1所示，为本申请实施例提供的一种光反射膜的结构示意图，其中，本申请实施例提供的光反射膜包括：
基板1；
设置于基板1上的金属漫反射层2；
以及，
覆盖金属漫反射层2表面的透明保护层3。
本申请实施例提供了一种具体的金属漫反射层的漫反射结构，参考图1所示，基板1朝向金属漫反射层2一侧为锯齿状，而金属漫反射层2背离基板1一侧为锯齿状。通过金属漫反射层2的锯齿状表面，将入射光打散漫反射至四周，增强照射太阳能电池的光强度。更为具体的，基板1可以为树脂板，具体的可以为高密度聚乙烯板、聚对苯二甲酸类树脂板等；另外，在本申请其他实施例中，基板1还可以为纤维纸或云母片，对基板材质，本申请实施例不作具体限制基板的1的厚度(即基板的锯齿顶点至基板底部的距离)范围为50μm～300μm，包括端点值。
金属漫反射层2包括银和/或铝，在本申请其他实施例中，还可以为其他金属材质。选取金属漫反射层，不仅提供了光反射膜的机械强度，而且提高了光反射膜的使用寿命。其中，金属漫反射层2背离基板1一侧的锯齿顶点与基板1朝向金属漫反射层2的锯齿顶点相对应，金属漫反射层2的整体厚度基本一致，其厚度范围为15μm～75μm，包括端点值。
透明保护层3材质的选取和厚度的确定，不仅需要考虑物理性质和化学性质的稳定性，还需要考虑光的透过率。本申请实施例提供的透明保护层3包括氮化铝、氧化铝、氧化硅、氮化硅、钛氮化硅、氮化钛、氧化锡和石墨烯中的一种或多种。透明保护层3背离金属漫反射层2一侧可以为锯齿状，同样也可以为平面。更为优选的，透明保护层3背离金属漫反射层2一侧为锯齿状，有效降低由于平面结构而将入射光反射出光伏组件的情况发生，其中，透明保护层3的厚度范围为25nm～200nm，包括端点值。
本申请实施例提供的光反射膜设置于太阳能电池受光面的焊带上，当太阳光照射至光反射膜上时，通过光反射膜的金属漫反射层将入射光打散，使入射光照向太阳能电池，提高了光的利用率，提高了照射太阳能电池受光面的光强，进而提高光伏组件的光电转换效率。
另外，由于受温度和强电场的作用，金属原子会激发扩散。而本申请实施例提供的光反射膜，由于设置有覆盖金属漫反射层表面的透明保护层，有效的避免了金属漫反射层的金属原子激发扩散的情况发生，避免了光伏组件的输出功率降低。并且，本申请实施例提供的光反射膜，透明保护层还有效的保护了金属漫反射层不被酸气、水汽等因素的影响，提高了光反射膜的使用寿命。
对于上述的光反射膜，在使用时，需要将光反射膜固定于焊带上，为了节约时间，以及降低浪费，本申请实施例还提供了一种光反射膜，参考图2所示，为本申请实施例提供的另一种光反射膜的结构示意图，其中，光反射膜包括：
基板1；
设置于基板1上的金属漫反射层2；
覆盖金属漫反射层2表面的透明保护层3；以及，
还包括粘结层4，粘结层4设置于基板1背离金属漫反射层2一侧表面。
本申请实施例提供的粘结层4可以为聚氨酯粘结层、丙烯酸酯粘结层、环氧树脂粘结层、聚醋酸乙烯酯粘结层或脲醛树脂粘结层。
具体的，粘接层4可以为双组份聚氨酯粘结层或单组份聚氨酯粘结层，紫外光固化、热固化或双固化丙烯酸酯粘结层，高温固化环氧树脂粘结层等。其中，双组份聚氨酯粘结层可包括聚酯多元醇主剂和固化剂，聚酯多元醇主剂可为聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇(PDA)、聚己二酸乙二醇-缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)、聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇和/或聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇；固化剂可为1，6-己二异氰酸酯((HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)和/或二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。
本申请实施例提供的粘结层4的厚度范围为10μm～50μm，包括端点值。
参考图2所示的光反射膜，通过在基板背离金属漫反射层一侧表面设置粘结层，在使用光反射膜时，可以直接将光反射膜粘接固定在焊带上，不仅节约了制作光伏组件的时间，而且节约资源，避免不必要的浪费。
实施例二
本申请实施例还提供了一种光伏组件，参考图3所示，对本申请实施例提供的光伏组件结构进行具体描述。
参考图3所述，为本申请实施例提供的一种光伏组件的结构示意图，其中，光伏组件包括：
光伏背板31；
设置于光伏背板31一侧的后封装结构32；
设置于后封装结构32背离光伏背板31一侧的多个太阳能电池33；
设置于多个太阳能电池33受光面一侧的多个焊带和设置于焊带上的光反射膜(焊带与光反射膜合称为漫反射结构34)，其中，光反射膜为上述实施例提供的任意一光反射膜；
设置于漫反射结构34背离太阳能电池33一侧的前封装结构35；
设置于前封装结构35背离漫反射结构34一侧的光伏盖板36；
以及，包围上述结构的铝边框37。
后封装结构32的材质可以为聚乙烯-乙烯酸乙酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯弹性体、热塑性聚烯烃、热固性聚烯烃、聚乙烯-乙酸酯离子聚合物中的一种或多种。
另外，本申请实施例提供的光伏组件中，任意一太阳能电池33可以为单晶体硅太阳能电池、类单晶太阳能电池、多晶硅太阳能电池或基于晶体硅的异质结太阳能电池，对此不作具体限制。
本申请实施例提供的光伏组件，当光入射至光反射膜上时发生漫反射，提高太阳能电池的受光的光强度，提高光伏组件的光电转换效率。
下面描述本申请实施例提供的几种不同的光伏组件对应的实验结果，以更为明确的表述本申请实施例提供的光伏组件的优点。需要说明的是，下面描述的多个光伏组件，依次叠放有光伏背板、后封装结构(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)、60个电连接的太阳能电池(光效率17.5％，光折射系数2.10)、漫反射结构(其中，包括设置于每个太阳能电池受光面的三条焊带，焊带宽度为1.5mm；以及设置于焊带上的光反射膜，光反射膜的宽度为2.00mm)、前封装结构(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)、光伏盖板和铝边框。
本申请实施例提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇(分子量为26000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层30μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)制备有一层厚度为50nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为15μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC(standard test condition，标准测试)条件下，测试该光伏组件功率为253.45W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，该光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为251.14W，功率衰退0.09％。
本申请实施例又提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇(分子量为26000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层30μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD制备有一层厚度为50nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为15μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC条件下，测试该光伏组件功率为253.45W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，该光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为251.14W，功率衰退0.09％。另外，若将本申请实施例中提供的氮化硅透明保护层替换为氮化铝、氧化铝、氧化硅、钛氮化硅、氧化钛、氮化钛、氧化锡和石墨烯中的一种或多种时，在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件，其功率衰退<5％。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为300μm的聚对苯二甲酸乙二醇(分子量为26000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层30μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD制备有一层厚度为50nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为15μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC条件下，测试该光伏组件功率为253.43W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，该光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为248.93W，功率衰退1.78％。另外，若将本申请实施例中提供的氮化硅透明保护层替换为氮化铝、氧化铝、氧化硅、钛氮化硅、氧化钛、氮化钛、氧化锡和石墨烯中的一种或多种时，在STC条件下，该光伏组件功率增益3W-4W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件，其功率衰退<5％。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇(分子量为26000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层15μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD制备有一层厚度为50nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为15μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC条件下，测试该光伏组件功率为252.85W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为246.93W，功率衰退2.34％。另外，耳朵将本申请实施例中提供的金属漫反射膜替换为含银、或铝和银合金时，在STC条件下，该光伏组件功率增益3W-4W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件，其功率衰退<5％。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇(分子量为26000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层75μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD制备有一层厚度为50nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为15μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC条件下，测试该光伏组件功率为253.58W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，该光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为249.67W，功率衰退1.54％。另外，若将本申请实施例提供的基板替换为高密度聚乙烯板、纤维纸或云母片时，在STC条件下，该光伏组件功率增益3W-4W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件，其功率衰退<5％。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇(分子量为26000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层30μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD制备有一层厚度为25nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为10μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC条件下，测试该光伏组件功率为253.29W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，该光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为243.88W，功率衰退3.72％。另外，若将本申请实施例提供的粘结层替换为聚氨酯粘结层、丙烯酸酯粘结层、环氧树脂粘结层或脲醛树脂粘结层时，在STC条件下，该光伏组件功率增益3W-4W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件，其功率衰退<5％。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇(分子量为26000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层30μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD制备有一层厚度为200nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为25μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC条件下，测试该光伏组件功率为253.17W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为249.98W，功率衰退1.26％。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇(分子量为26000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层15μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD制备有一层厚度为75nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为15μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC条件下，测试该光伏组件功率为252.60W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为246.82W，功率衰退2.29％。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，其光反射膜的基板为75μm的高密度聚乙烯(分子量为1000000)基板，基板上采用磁控溅射方式沉积一层15μm的铝金属漫反射膜，在铝金属漫反射膜上采用PECVD制备有一层厚度为75nm的氮化硅透明保护膜，在基板背离铝金属漫反射膜一侧敷设有厚度为25μm的粘结层(材质为聚乙烯-乙烯酸乙酯)。在STC条件下，测试该光伏组件功率为252.30W；在温度为85℃、湿度为85％条件下，光伏组件铝边框通1000V电压，测试96小时后，在STC条件下测试该光伏组件功率为246.70W，功率衰退2.22％。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种光反射膜，其特征在于，包括：
基板；
设置于所述基板上的金属漫反射层；以及，
覆盖所述金属漫反射层表面的透明保护层。
2.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述基板为树脂板、纤维纸或云母片。
3.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述基板朝向所述金属漫反射层一侧为锯齿状。
4.根据权利要求3所述的光反射膜，其特征在于，所述金属漫反射层背离所述基板一侧为锯齿状。
5.根据权利要求4所述的光反射膜，其特征在于，所述基板的厚度范围为50μm～300μm，包括端点值。
6.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述金属漫反射层包括银和/或铝。
7.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述金属漫反射层的厚度范围为15μm～75μm，包括端点值。
8.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述透明保护层包括氮化铝、氧化铝、氧化硅、氮化硅、钛氮化硅、氮化钛、氧化锡和石墨烯中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述透明保护层的厚度范围为25nm～200nm，包括端点值。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的光反射膜，其特征在于，还包括粘结层，所述粘结层设置于所述基板背离所述金属漫反射层一侧表面。
11.根据权利要求10所述的光反射膜，其特征在于，所述粘结层为聚氨酯粘结层、丙烯酸酯粘结层、环氧树脂粘结层、聚醋酸乙烯酯粘结层或脲醛树脂粘结层。
12.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述粘结层的厚度范围为10μm～50μm，包括端点值。
13.一种光伏组件，包括多个太阳能电池，以及设置于所述多个太阳电池受光面的多条焊带，其特征在于，还包括设置于所述焊带上的光反射膜，所述光反射膜为权利要求1～12任意一项所述的光反射膜。
14.根据权利要求13所述的光伏组件，其特征在于，任意一所述太阳能电池为单晶体硅太阳能电池、类单晶太阳能电池、多晶硅太阳能电池或基于晶体硅的异质结太阳能电池。
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