CN104218110B - 一种太阳能电池封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池封装结构，包括带空腔的双层玻璃、置于空腔内的未封装的太阳能电池片，双层玻璃由前侧玻璃和后侧玻璃沿四周密封拼接而成，双层玻璃内部抽真空，太阳能电池片的背部固定在后侧玻璃的内壁上，太阳能电池片的向光面至前侧玻璃内壁的距离为3‑5cm，前侧玻璃为太阳能白玻璃或树脂玻璃，厚度为3‑5mm。将电池片置于双层玻璃内，并且电池片的向光面与前侧玻璃存在一定的距离，入射光穿过玻璃的时候发生折射和衍射，从而减轻鸟粪对阳光的遮挡，不会在电池片形成无光区域，从而消除热岛效应。本发明封装结构对太阳能的利用率更高，便于维护，大大降低对电池表面清洁的频率，减少了人工的投入；并且在工业上易于制造。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池封装结构，属于太阳能电池制造技术领域。
背景技术
随着人们环保意识的提高，对于清洁能源的需求日益旺盛。在人们研究的新型清洁能源中，太阳能作为一种不受地域限制的清洁能源成为了未来新能源发展的主要方向。太阳能电池是人们利用太阳的光能转换为电能的主要装置。
目前太阳能电池都是以硅作为基材加工而成，由于硅容易在空气中氧化，因此需要对太阳能电池进行封装。传统采用两片玻璃分别贴合太阳能电池的正反面进行封装，目前主流的太阳能电池封装是以含氟树脂配合其它透明树脂替代玻璃作封装材料，以250W太阳能组件为例，进行封装的成本大约300-400元。
如果太阳能电池组件被其他物体（如鸟粪、树荫等）长时间被遮挡时，被遮挡的太阳能电池组件会产生严重发热现象，这就是热岛效应。这种热岛效应对太阳能电池将造成很严重的破坏作用。当电池面积被遮挡10%，电池功率输出可降低至30%。为了防止太阳能电池由于热岛效应而被损坏，需要经常对太阳能电池表面进行清洁，这将大量耗费人力；或者在太阳能电池组件的正负间并联一个旁通二极管，提供电路流通，以避免有光照的太阳能电池组件所产生的能量被遮挡的太阳能电池组件所消耗。但是这种被动式的防热岛效应手段显然会降低太阳能电池的效率。
发明内容
本发明的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种太阳能电池封装结构，其具有良好的防热岛效应。
为了达到上述目的，本发明提出的太阳能电池封装结构，其特征在于：包括带空腔的双层玻璃、置于空腔内的未封装的太阳能电池片，所述双层玻璃由前侧玻璃和后侧玻璃沿四周密封拼接而成，所述双层玻璃内部抽真空或充有低压保护气体，所述太阳能电池片的背部固定在后侧玻璃的内壁上，所述太阳能电池片的向光面至前侧玻璃内壁的距离为3-5cm，前侧玻璃为太阳能白玻璃或树脂玻璃，厚度为3-5mm。
本发明进一步的改进在于：
1、所述前侧玻璃的内侧壁制有条状凹陷，每个凹陷处的玻璃形成凹透镜，凹透镜宽度为3-5cm，焦距为3-5cm，确保光线垂直入射时，凹透镜边缘的平行光线能够投射到相邻凹透镜后侧太阳能电池板的中心位置。
2、所述前侧玻璃的内侧壁制有条状弧形凹陷，外侧对应位置制有条状弧形突起，每个凹陷和突起形成一个凹透镜，凹透镜宽度为3-5cm，焦距为3-5cm，确保光线垂直入射时，凹透镜边缘的平行光线能够投射到相邻凹透镜后侧太阳能电池板的中心位置。
3、所述前侧玻璃的内侧涂覆有一层厚度为10-15nm的单向透光银膜或铝膜，形成单向玻璃。
4、本发明太阳能电池封装结构，还包括有设置于太阳能电池片背部的导热装置，所述导热装置具有与太阳能电池片背部贴合的导热金属片，所述导热金属片的尾端从双层玻璃内侧引出。
本发明太阳能电池封装结构中，将电池片置于双层玻璃内，并且电池片的向光面与前侧玻璃存在一定的距离，入射光穿过玻璃的时候发生折射和衍射，从而减轻鸟粪对阳光的遮挡，不会在电池片形成无光区域，从而消除热岛效应。
国内中东部地区的太阳能电站最容易受到鸟粪的影响，而这一地区80%以上为中小体形的鸟类，鸟粪的直径一般都小于2.5cm。基于这样的统计和调查，本发明封装结构中，对前侧玻璃的厚度，电池片向光面至前侧玻璃内侧壁的距离都有严格的限定，在耗费资源、占据空间最少的前提下，确保消除因鸟粪引起的热岛效应。
考虑到较大颗粒鸟粪以及树荫对太阳能电池的遮挡，本发明在前侧玻璃内侧壁制有条带状的凹透镜结构，并且对凹透镜的尺寸和焦距进行了严格的限定，使入射光线产生更大的折射，就算存在较大颗粒的鸟粪或树荫，电池片也不会产生热岛效应；并且能够保证电池片上所受到的光线强度比较均匀，不影响发电效率。
不论是理论推导还是实验证实，本发明采用主动式防热岛效应，获得的十分良好的技术效果。本发明封装结构对太阳能的利用率更高，便于维护，大大降低对电池表面清洁的频率，减少了人工的投入；并且在工业上易于制造。
此外，前侧玻璃的内侧涂覆可单向透光的银膜或铝膜，使射入的光线不会逃离，进而最大程度的吸收光线能量，让太阳能电池达的效率最高。为了降低电池片的温度，本发明封装结构内还设置了导热装置，能够将电池片的热量尽快导出，降低其温度，提高转化率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明实施例一太阳能电池封装结构的剖视图。
图2是本发明实施例二太阳能电池封装结构的剖视图。
图3是本发明实施例三太阳能电池封装结构的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例一
如图1所述，本实施例太阳能电池封装结构，包括带空腔4的双层玻璃、置于空腔4内的未封装的太阳能电池片3，双层玻璃由前侧玻璃1和后侧玻璃2沿四周密封拼接而成，双层玻璃内部抽真空，太阳能电池片3的背部固定在后侧玻璃2的内壁上，太阳能电池片3的向光面至前侧玻璃1内壁的距离为3cm，前侧玻璃1为厚度为4mm的太阳能白玻璃。
当存在小颗粒遮挡时，入射光发生衍射，从而消除太阳能电池片上的阴影。太阳能电池片本身不进行封装，因此制造250W太阳能组件，几乎不额外增加成本，而解决了热岛效应问题。
为了使入设光线不会因反射而逃逸，图1所示实施例中，前侧玻璃1的内侧涂覆有一层厚度为10-15nm的单向透光银膜5，形成单向玻璃，确保能量收集效率。
太阳能电池在发电的同时，会发热，而发热会降低能量的转化率，因此需要对太阳能电池进行降温。如图1所示，本实施例封装结构还包括有设置于太阳能电池片背部的导热装置，导热装置具有与太阳能电池片背部贴合的导热金属片6，导热金属片6的尾端从双层玻璃内侧引出。
实施例二
如图2所示，本实施例与实施例一的主体结构相同，区别在于前侧玻璃1的内侧壁制有条状凹陷7，每个凹陷处7的玻璃形成凹透镜，凹透镜宽度为3cm，焦距为3cm。如图2所示，确保光线垂直入射时，凹透镜边缘的平行光线能够投射到相邻凹透镜后侧太阳能电池板的中心位置。图中带箭头的线条表示光线。图中其余标号示意参见图1。从图中可知，光线经过凹透镜发生了发散，于是被遮挡的区域会由附近凹透镜散射的光线来进行补偿，从而消除了太阳能电池片上的阴影，防止了热岛效应。
实施例三
如图3所示，本实施例与实施例一的主体结构相同，区别在于前侧玻璃1的内侧壁制有条状弧形凹陷7，外侧对应位置制有条状弧形突起8，每个凹陷7和突起8形成一个凹透镜，凹透镜宽度为3cm，焦距为3cm。如图3所示，确保光线垂直入射时，凹透镜边缘的平行光线能够投射到相邻凹透镜后侧太阳能电池板的中心位置。图中带箭头的线条表示光线。图中其余标号示意参见图1。
本实施例与实施例二的原理相同，进一步的改进在于将前侧玻璃1制成带有波浪形突起的形状，这样当树叶落在前侧玻璃上，更容易被风吹走，而不会紧紧贴在玻璃上。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1. 一种太阳能电池封装结构，其特征在于：包括带空腔的双层玻璃、置于空腔内的未封装的太阳能电池片，所述双层玻璃由前侧玻璃和后侧玻璃沿四周密封拼接而成，所述双层玻璃内部抽真空或充有低压保护气体，所述太阳能电池片的背部固定在后侧玻璃的内壁上，所述太阳能电池片的向光面至前侧玻璃内壁的距离为3-5cm，前侧玻璃为太阳能白玻璃或树脂玻璃，厚度为3-5mm;所述前侧玻璃的内侧壁制有条状凹陷，每个凹陷处的玻璃形成凹透镜，凹透镜宽度为3-5cm，焦距为3-5cm，确保光线垂直入射时，凹透镜边缘的平行光线能够投射到相邻凹透镜后侧太阳能电池板的中心位置。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池封装结构，其特征在于：所述前侧玻璃的内侧涂覆有一层厚度为10-15nm的单向透光银膜或铝膜，形成单向玻璃。
3. 根据权利要求1所述的太阳能电池封装结构，其特征在于：还包括有设置于太阳能电池片背部的导热装置，所述导热装置具有与太阳能电池片背部贴合的导热金属片，所述导热金属片的尾端从双层玻璃内侧引出。
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