CN104409536A - 用于建筑内部装饰的彩色光伏组件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于建筑内部装饰的彩色光伏组件及其制备方法,用于建筑内部装饰的彩色光伏组件从上到下依次为正面玻璃、正面封装层、双面太阳电池阵列、背面封装层和背面玻璃,双面太阳电池阵列具有多个双面太阳电池片,并且每个双面太阳电池片的背面为单一颜色,双面太阳电池阵列的背面具有至少一种颜色。本发明不仅可以获得组合成的彩色图案,增加建筑美感,供内部游客欣赏,而且可以双面发电,具有良好的透光性,增加其发电效率。

Description

用于建筑内部装饰的彩色光伏组件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于建筑内部装饰的彩色光伏组件及其制备方法,属于光伏组件技术领域,可用于建造光伏幕墙、展厅屋顶、蔬菜大棚、天桥走廊、停车场顶棚等。
背景技术
目前,市场上的光伏组件主要为单晶硅太阳电池组件和多晶硅太阳电池组件。其组件结构一般玻璃-封装材料-电池-封装材料-背板/玻璃。电池的背面采用丝网印刷Al浆制备Al背场,Al浆在烧结后呈现为灰色;而电池正面为了实现太阳光吸收的最大化,一般要求正面氮化硅减反射膜为蓝色,在经过组件封装后,正面一般为玻璃和透明的EVA,这也就基本决定了目前主流光伏组件的正面颜色为深蓝色。这种常规组件色彩单一,应用于光伏建筑一体化,并不能很好的与建筑颜色相协调,不能增加建筑的外部美感。
对于常规组件而言,背面被背板覆盖,为统一的灰白色,颜色单调,对建筑内部而言,难以达到建筑内部装饰的效果;为了更好的与建筑结合,目前存在用玻璃代替背面的背板,形成双面透光的双玻组件,这种组件的优势在于透光性能好,可以通过调节电池片覆盖的面积调节室内的亮度。但这种双玻组件在背面美观程度较差,这是由于所用的太阳电池背面为暗灰色,影响了视觉效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,它不仅可以获得组合成的彩色图案,增加建筑美感,供内部游客欣赏,而且可以双面发电,具有良好的透光性,增加其发电效率。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,它从上到下依次为正面玻璃、正面封装层、双面太阳电池阵列、背面封装层和背面玻璃,双面太阳电池阵列具有多个双面太阳电池片,并且每个双面太阳电池片的背面为单一颜色,双面太阳电池阵列的背面具有至少一种颜色。
进一步为了得到不同颜色的背面的双面太阳电池片,所述的双面太阳电池片的背面具有背面钝化膜,并且在双面太阳电池阵列中,背面呈现不同颜色的双面太阳电池片的背面钝化膜的材料和/或厚度和/或折射率不相同。
进一步,所述的背面钝化膜为单层膜或叠层膜,叠层膜由至少两层单层膜层叠而成,所述的单层膜由Al2O3,SiNx,a-Si,SiC,MgF2,TiO2,SiO2中的一种制成。
进一步,所述的背面钝化膜的厚度为10nm~700nm。
进一步,所述的双面太阳电池阵列为单晶或多晶太阳电池。
进一步,所述的双面太阳电池阵列的背面具有红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、灰色中的至少一种。
进一步,所述的正面玻璃和/或背面玻璃为钢化玻璃、超白玻璃、压花玻璃、高透玻璃中的一种。
进一步,所述的正面封装层和/或背面封装层为EVA、PVB、PO离子聚合物材料中的一种。
本发明还提供了一种用于建筑内部装饰的彩色光伏组件的制备方法,该方法的步骤如下:
(a)首先制备双面太阳电池片,在制备过程中通过改变双面太阳电池片的背面钝化膜的材料和/或厚度和/或折射率,使双面太阳电池片的背面呈现出不同的颜色;再通过金属化工艺完成背面具有不同颜色的双面太阳电池片的制备;
(b)根据设定的颜色组合方式,用背面封装层将双面太阳电池片固定在背面玻璃上,通过串联或并联的方式将双面太阳电池片连接起来,形成双面太阳电池阵列,然后用正面封装层将正面玻璃进行固定和密封,完成该用于建筑内部装饰的彩色光伏组件的制备。
采用了上述技术方案后,本发明具有以下的有益效果:
1、组件背面具有彩色图案,为建筑增加视觉效果的美感。
2、将组件颜色的改变放在组件背面,不改变组件前表面的颜色,既不会影响组件前表面光学收。
3、组件背面不仅能给人提供彩色图案的视觉欣赏,也能吸收环境光转化为电能,提高组件发电量。
附图说明
图1为本发明具体实施方案中用于建筑内部装饰的彩色光伏组件的截面图;
图2为本发明具体实施案例中的双面太阳电池阵列的截面图;
图3为本发明具体实施案例中用于建筑内部装饰的彩色光伏组件背面图案示例;
图4为八块彩色光伏组件拼接的装饰图案示例;
其中,1、正面玻璃;2、正面封装层;3、双面太阳电池阵列;4、背面封装层;5、背面玻璃;6、正电极;7、前表面钝化膜;8、发射极;9、衬底;10、背面钝化膜;11、背电极。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明。
如图1~4所示,一种用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,它从上到下依次为正面玻璃1、正面封装层2、双面太阳电池阵列3、背面封装层4和背面玻璃5,双面太阳电池阵列3具有多个双面太阳电池片12,并且每个双面太阳电池片12的背面为单一颜色,双面太阳电池阵列3的背面具有至少一种颜色;颜色有红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、灰色,本实施例的双面太阳电池阵列3的背面分别呈现红色、黄色、蓝色、绿色、紫色以及橙色。
双面太阳电池片12的背面具有背面钝化膜10,并且在双面太阳电池阵列3中,背面呈现不同颜色的双面太阳电池片12的背面钝化膜10的材料和/或厚度和/或折射率不相同。可以单单改变其材料或厚度或折射率来改变双面太阳电池片12的背面钝化膜10的颜色,还可以通过改变材料、厚度、折射率中的至少两种来改变双面太阳电池片12的背面钝化膜10的颜色。
本实施例的背面钝化膜10采用不同厚度的SiO2/SiNx叠层膜,当然,背面钝化膜10还可以为单层膜或叠层膜,叠层膜由至少两层单层膜层叠而成,所述的单层膜由Al2O3,SiNx,a-Si,SiC,MgF2,TiO2、SiO2中的一种制成。
背面钝化膜10的厚度可以控制在10nm~700nm。
本实施例的双面太阳电池阵列3为单晶太阳电池,当然,其还可以选择多晶太阳电池。
本实施例的正面玻璃1和/或背面玻璃5为高透的钢化玻璃,当然,正面玻璃1和/或背面玻璃5还可以选择钢化玻璃、超白玻璃、压花玻璃、高透玻璃中的一种。
本实施例的正面封装层2和/或背面封装层4采用EVA封装材料,当然,正面封装层2和/或背面封装层4还可以选择EVA、PVB、PO离子聚合物材料中的一种。
该用于建筑内部装饰的彩色光伏组件的制备方法,该方法的步骤如下:
(a)首先制备双面太阳电池片12,在制备过程中通过改变双面太阳电池片12的背面钝化膜10的材料和/或厚度和/或折射率,使双面太阳电池片12的背面呈现出不同的颜色;再通过金属化工艺完成背面具有不同颜色的多个双面太阳电池片12的制备;本实施例的制备双面太阳电池片12的具体过程如下:选用p型单晶硅片作为衬底9,采用KOH溶液使晶体硅表面形成绒面结构,在扩散炉中通过三氯氧磷气体在高温下扩散形成发射极8,去背结后,采用PECVD沉积法在衬底9的前表面沉积SiNx减反射膜作为前表面钝化膜7,在背面沉积不同厚度的SiO2/SiNx叠层膜作为背面钝化膜,使电池背面分别呈现红色、黄色、蓝色、绿色、紫色以及橙色,当然也可以是其他颜色,采用丝网印刷技术分别在电池正面印刷正电极6与背电极11。
(b)根据设定的颜色组合方式,用背面封装层将双面太阳电池片12固定在背面玻璃5上,通过串联或并联的方式将双面太阳电池片12连接起来,形成双面太阳电池阵列3,然后用正面封装层2将正面玻璃1进行固定和密封,完成该用于建筑内部装饰的彩色光伏组件的制备,本实施例的如上步骤具体过程如下:采用背面颜色为红色电池片121四片片,黄色电池片122十二片,蓝色电池片123十一片,绿色电池片124十二片,紫色电池片125十二片,橙色电池片126九片,如图3所示,将其用串联后,在背面玻璃5上涂覆一层背面封装层4,将串联好的双面太阳电池片12粘在背面封装层4上。然后串联好的双面太阳电池片12上涂覆一层正面封装层2,同时正面玻璃1铺在正面封装层2上。然后将组件放入层压机中,将组件层压封装。待冷却至室温,组件成型。此时,组件背面将呈现彩色图案,如图3所示。
本发明能在组件背面显示出红、黄、蓝、绿、紫等多种颜色,同时不改变组件正面颜色,具有良好的光学吸收与发电效率。这种组件可用于建造光伏幕墙以及展厅屋顶。将每个电池片作为最小单元,通过调节每块电池片的颜色,在建筑幕墙或屋顶可以获得组合成的彩色图案,增加建筑美感,供内部游客欣赏。同时,由于组件电池、组件背面透光的结构,组件背面可以吸收室内光发电,提高组件功率。
以上所述的具体实施例,对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,其特征在于:它从上到下依次为正面玻璃(1)、正面封装层(2)、双面太阳电池阵列(3)、背面封装层(4)和背面玻璃(5),双面太阳电池阵列(3)具有多个双面太阳电池片(12),并且每个双面太阳电池片(12)的背面为单一颜色,双面太阳电池阵列(3)的背面具有至少一种颜色。
2.根据权利要求1所述的用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,其特征在于:所述的双面太阳电池片(12)的背面具有背面钝化膜(10),并且在双面太阳电池阵列(3)中,背面呈现不同颜色的双面太阳电池片(12)的背面钝化膜(10)的材料和/或厚度和/或折射率不相同。
3.根据权利要求2所述的用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,其特征在于:所述的背面钝化膜(10)为单层膜或叠层膜,叠层膜由至少两层单层膜层叠而成,所述的单层膜由Al2O3,SiNx,a-Si,SiC,MgF2,TiO2,SiO2中的一种制成。
4.根据权利要求2或3所述的用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,其特征在于:所述的背面钝化膜(10)的厚度为10nm~700nm。
5.根据权利要求1所述的用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,其特征在于:所述的双面太阳电池阵列(3)为单晶或多晶太阳电池。
6.根据权利要求1所述的用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,其特征在于:所述的双面太阳电池阵列(3)的背面具有红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、灰色中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,其特征在于:所述的正面玻璃(1)和/或背面玻璃(5)为钢化玻璃、超白玻璃、压花玻璃、高透玻璃中的一种。
8.根据权利要求1所述的用于建筑内部装饰的彩色光伏组件,其特征在于:所述的正面封装层(2)和/或背面封装层(4)为EVA、PVB、PO离子聚合物材料中的一种。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的用于建筑内部装饰的彩色光伏组件的制备方法,其特征在于该方法的步骤如下:
(a)首先制备双面太阳电池片(12),在制备过程中通过改变双面太阳电池片(12)的背面钝化膜(10)的材料和/或厚度和/或折射率,使双面太阳电池片(12)的背面呈现出不同的颜色;再通过金属化工艺完成背面具有不同颜色的多个双面太阳电池片(12)的制备;
(b)根据设定的颜色组合方式,用背面封装层将双面太阳电池片(12)固定在背面玻璃(5)上,通过串联或并联的方式将双面太阳电池片(12)连接起来,形成双面太阳电池阵列(3),然后用正面封装层(2)将正面玻璃(1)进行固定和密封,完成该用于建筑内部装饰的彩色光伏组件的制备。
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