CN105097968A - 太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池组件，其包括至少一个可双面受光的太阳能电池片或者超薄的太阳能电池片、覆盖于该太阳能电池片正面的保护玻璃，该太阳能电池组件还包括位于该太阳能电池片背面的微结构层，该微结构层用于反射自该太阳能电池片透射的透射光使该透射光被反射至该太阳能电池片的背面，部分被反射的该透射光被该太阳能电池片吸收，部分被反射的该透射光自该太阳能电池片的正面出射至该保护玻璃，并使得部分出射的该透射光在该保护玻璃处发生全反射以再次射入该太阳能电池片。本发明使得穿过太阳能电池片的透射光得以在太阳能电池组件中实现内全反射，从而使得光得以多次照射至太阳能电池片上，提高了光的利用率。

Description

太阳能电池组件

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池组件，特别是涉及一种能提高太阳光利用率的太阳能电池组件。

背景技术

双面电池一般指的是具有双面特性的太阳能电池，即正面和背面均可以接受太阳光并以实现光电转换的电池。典型的双面电池如图1所示，基板100例如采用P型单晶硅基板，正面采用磷扩散形成N型层101，背面采用硼扩散形成P型层102(图1中仅示出掺杂层，未示出减反膜和正负电极)。利用双面电池所形成的双面电池组件的正面和背面覆盖有保护玻璃(例如钢化白玻璃)，这样的电池组件两面都可以受光，相较单面受光的电池而言其具有一定效率上的优势。

目前，光电转换效率较高的太阳能电池为硅基太阳能电池，无论是双面电池还是单面受光的电池，多数还是采用硅片作为基板。然而，硅材料对于红外光的吸收是比较少的，即当太阳光照射至硅基太阳能电池上时，大部分的红外光都透射掉了，特别是双面电池，由于正面和背面都是透明的玻璃，透射情况就变得更为显著了。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中太阳能电池组件中太阳光因透射而导致利用率低下的缺陷，提供一种太阳能电池组件，通过将入射至太阳能电池组件中的太阳光(特别是红外光)不断反射至太阳能电池片来提高对太阳光(特别是红外光)的利用率，从而提升太阳能电池组件的工作效率。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种太阳能电池组件，其特点在于，其包括至少一个可双面受光的太阳能电池片或者超薄的太阳能电池片、覆盖于该太阳能电池片正面的保护玻璃，该太阳能电池组件还包括设置于该太阳能电池片背面的微结构层，其中光从该保护玻璃入射至该太阳能电池片，

该微结构层用于反射自该太阳能电池片透射的透射光使该透射光被反射至该太阳能电池片的背面并进入该太阳能电池片，其中部分被反射的该透射光被该太阳能电池片吸收，部分被反射的该透射光自该太阳能电池片的正面出射至该保护玻璃，并且该微结构层用于使得部分出射的该透射光在该保护玻璃处发生全反射以再次射入该太阳能电池片。

在本发明的技术方案中，采用了可双面受光的太阳能电池片，并且在该太阳能电池片的背面设置了微结构层，使得进入该太阳能电池组件中的光在组件中发生内全反射，由此来提高光的利用率。加之太阳能电池片可双面受光，除了在保护玻璃处发生全反射的光自正面进入太阳能电池片之外，该微结构层反射的光也会在反射过程中被射入该太阳能电池片的背面，即光反复可以从正面和背面进入太阳能电池片中，由此光的利用率得到了显著提高，由此改善了太阳能电池组件的整体效率。

这里所说的超薄的太阳能电池片是指硅片厚度在100微米以下的太阳能电池片。由于厚度非常薄，有一部分光也会自该太阳能电池片透射掉，但是在微结构层的作用下，这部分透射光又会有机会被反射以再次进入该太阳能电池片中。

优选地，该微结构层包括塑料基板、形成于该塑料基板正面的微结构以及形成于该微结构正面的反射膜，其中，该塑料基板正面为该塑料基板接近该太阳能电池片的表面，该微结构正面为该微结构接近该太阳能电池片的表面，

该反射膜用于反射该透射光；

该微结构用于使得部分被反射的该透射光在该保护玻璃处的入射角大于临界角，该临界角为在该保护玻璃处发生全反射的临界角。

优选地，该微结构层是通过在金属基板的正面印制微结构形成的，该金属基板的正面为该金属基板接近该太阳能电池片的表面。

优选地，该微结构层的加热耐受温度大于150℃。

优选地，该微结构层接近该太阳能电池片的表面设有红外增反膜和/或可见光增反膜。增反膜的设置减少了自太阳能电池组件内向组件外透射的光，使得可以被用于在太阳能电池组件中发生内全反射的光更多，由此提高了光的利用率，减小了光的损失。而且虽然太阳能电池片对红外光的吸收比较少，但是通过红外增反膜加之内全反射的作用，在多次入射太阳能电池片的情况下，红外光的吸收量也会大大增加，从而提高太阳能电池组件的效率。

优选地，该太阳能电池片和该微结构层之间压制有介质层，该介质层的折射率为1.3-1.6。

优选地，该介质层为EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)。

优选地，相邻太阳能电池片之间形成间隙，该微结构层用于将入射至该间隙处的光反射至该间隙两侧的该太阳能电池片中。

优选地，该微结构层用于将入射至该间隙处的光反射至该太阳能电池片的背面以进入该太阳能电池片中，或者用于将入射至该间隙处的光反射至该保护玻璃并在该保护玻璃处发生全反射以使光从该太阳能电池片的正面进入该太阳能电池片中。

也就是说，在该微结构层的作用下入射至间隙处的光也得到了利用，并且既可以正面也可以背面进入该太阳能电池片中。

优选地，该保护玻璃通过EVA与该太阳能电池片相连。

本发明还提供一种太阳能电池组件，其特点在于，其包括至少两个可双面受光的太阳能电池片或者超薄的太阳能电池片、覆盖于该太阳能电池片正面的保护玻璃，相邻太阳能电池片之间形成间隙，该太阳能电池组件还包括设置于该太阳能电池片背面的基板，该基板上与该间隙相对应的位置处形成有微结构层，其中光从该保护玻璃入射至该太阳能电池片，

该微结构层用于将入射至该间隙处的光反射至该太阳能电池片的背面以进入该太阳能电池片中，或者用于将入射至该间隙处的光反射至该保护玻璃并在该保护玻璃处发生全反射以使光从该太阳能电池片的正面进入该太阳能电池片中。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的太阳能电池组件中，在太阳能电池片的背面设置了微结构层，使得穿过太阳能电池片的透射光得以在太阳能电池组件中实现内全反射，从而使得光得以多次照射至太阳能电池片上，提高了光的利用率。并且，本发明中选择可双面受光的太阳能电池片，增加了光进入太阳能电池片的概率，使得自正面和背面进入电池片的光均可以被吸收利用；当采用超薄的太阳能电池片时，增加了透射光的利用率，减小了因透射而导致的光的损失，由此极大提高了太阳能电池组件的整体效率。

附图说明

图1为现有技术中双面电池的结构示意图。

图2为本发明的太阳能电池组件中的一种光路示意图。

图3为本发明的太阳能电池组件中的另一种光路示意图。

图4为本发明的太阳能电池组件中的又一种光路示意图。

图5为本发明的太阳能电池组件中入射至间隙处的一种光路示意图。

图6为本发明的另一种太阳能电池组件的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

参考图2-图5，本实施例所述的太阳能电池组件包括可两面受光的太阳能电池片200(图中示出两个太阳能电池片，其间具有间隙203)、覆盖于太阳能电池片200正面的保护玻璃201，其中光从该保护玻璃201入射至该太阳能电池片200，微结构层202设置于该太阳能电池片200的背面，

该微结构层202用于反射自该太阳能电池片200透射的透射光使该透射光被反射至该太阳能电池片200的背面并进入该太阳能电池片200，其中部分被反射的该透射光被该太阳能电池片200吸收，部分被反射的该透射光自该太阳能电池片200的正面出射至该保护玻璃201，并且该微结构层202用于使得部分出射的该透射光在该保护玻璃201处发生全反射以再次射入该太阳能电池片200。

下面参考图2-图4，先介绍入射至太阳能电池片处的光的几种光路情况。

首先参考图2，入射光O1自该保护玻璃201垂直入射至太阳能电池片200，入射光有一部分被太阳能电池片200吸收并用于光伏发电，还有一部分入射光并没有被太阳能电池片所吸收，那么就会自太阳能电池片透射至微结构层202处，在微结构层202的反射下，透射光再次通过太阳能电池片200，并且没有被太阳能电池片200所吸收利用的光被反射至保护玻璃201处，其中一部分被反射的透射光在保护玻璃201处发生全反射，再次射入太阳能电池片200中。如此反复，在微结构层202的作用下，光束会在太阳能电池组件中发生内全反射，使得光束反复被射入太阳能晶片中(既可以从太阳能电池片的正面进入，又可以从太阳能电池片的背面进入)，由此光束的利用率就得到了极大提高，从而提高了太阳能电池组件的效率。

参考图3，非垂直入射的情况也是类似的，入射光O2自该保护玻璃入射至太阳能电池片处，未被太阳能电池片吸收的光由微结构层202反射从背面进入该太阳能电池片200中，其中有部分光被太阳能电池片所吸收利用，未被吸收的自该太阳能电池片正面出射至保护玻璃处，继而发生全反射，再次从太阳能电池片的正面进入太阳能电池片中，如此反复。

图4示出了另一种光路情况，入射光以O3表示，其基本原理与图2和图3相同，这里不再赘述。

参考图5，光O4入射至间隙203处，在该微结构层202的反射下回到保护玻璃201处，在保护玻璃处发生全反射以从正面射入太阳能电池片中。可见，有了该微结构层，入射至太阳能电池组件中相邻太阳能电池片之间的间隙处的光也能得到利用，并且入射至间隙处的光倘若在第一次射入太阳能电池片中之后未被太阳能电池片吸收的部分也会在该微结构层的作用下继续反射以多次从正面和背面入射至太阳能电池片中。

本实施例中，微结构层202由金属制成，例如在金属基底上印制微结构来形成该微结构层。并且，微结构层202和该太阳能电池片200之间压制有介质层，本实施例中，该介质层为EVA，这样微结构层202和太阳能电池片之间就不存在空气，有利于将光限制于太阳能电池组件中。

而且，该微结构层的加热耐受温度大于150℃，这样在固化EVA时，该微结构层完全可以耐受EVA固化的高温，而不会影响到其结构。

实施例2

实施例2的基本原理与实施例1一致，不同之处在于：

该微结构层包括塑料基板、形成于该塑料基板正面的微结构以及形成于该微结构正面的反射膜，其中，该塑料基板正面为该塑料基板接近该太阳能电池片的表面，该微结构正面为该微结构接近该太阳能电池片的表面，

该反射膜用于反射该透射光；

该微结构用于使得部分被反射的该透射光在该保护玻璃处的入射角大于临界角，该临界角为在该保护玻璃处发生全反射的临界角。

实施例3

实施例3的基本原理与实施例1一致，不同之处在于：

该微结构层接近该太阳能电池片的表面设有红外增反膜和可见光增反膜。这样，就进一步增加了红外光和可见光的反射，有利于利用率的整体提高。

实施例4

参考图6，本实施例所述的太阳能电池组件，包括至少两个可双面受光的太阳能电池片200、覆盖于该太阳能电池片正面的保护玻璃201，相邻太阳能电池片之间形成间隙203，该太阳能电池组件还包括位于该太阳能电池片背面的基板(为了线条的清晰，图6中未示出基板)，该基板上与该间隙相对应的位置处形成有微结构层202，其中光从该保护玻璃201入射至该太阳能电池片200，

该微结构层202用于将入射至该间隙203处的光反射至该太阳能电池片的背面以进入该太阳能电池片中，或者用于将入射至该间隙处的光反射至该保护玻璃并在该保护玻璃处发生全反射以使光从该太阳能电池片的正面进入该太阳能电池片中。也就是说，在该微结构层的作用下，入射至太阳能电池片之间的间隙处的光均可以被利用。而且，由于采用了可双面受光的太阳能电池，正面和背面均可以接收到反射自微结构层的光，进一步提高了光的利用率。

本发明采用了可双面受光的太阳能电池片，在微结构层的作用下，使得光得以在太阳能电池组件中发生内全反射，并且在内全反射的过程中，从正面和背面均可以反复射入该太阳能电池片，由此提高了光的利用率。

上述实施例虽以可双面受光的太阳能电池片为例，但是对于超薄的太阳能电池片而言，该微结构层对于自超薄的太阳能电池片的透射的透射光也是具有反射作用的，即对于应用超薄的太阳能电池片的方案，透射光依然得到了多次利用，由此光的利用率也得到了提高。

为了清楚地显示各个结构，附图中的各个部分的大小并非按比例描绘，本领域技术人员应当理解附图中的比例并非对本发明的限制。另外，上述的正面和背面是为了描述的方便，也不应当理解为对本发明的限制。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，其包括至少一个可双面受光的太阳能电池片或者超薄的太阳能电池片、覆盖于该太阳能电池片正面的保护玻璃，该太阳能电池组件还包括设置于该太阳能电池片背面的微结构层，其中光从该保护玻璃入射至该太阳能电池片，

该微结构层用于反射自该太阳能电池片透射的透射光使该透射光被反射至该太阳能电池片的背面并进入该太阳能电池片，其中部分被反射的该透射光被该太阳能电池片吸收，部分被反射的该透射光自该太阳能电池片的正面出射至该保护玻璃，并且该微结构层用于使得部分出射的该透射光在该保护玻璃处发生全反射以再次射入该太阳能电池片。

2.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，该微结构层包括塑料基板、形成于该塑料基板正面的微结构以及形成于该微结构正面的反射膜，其中，该塑料基板正面为该塑料基板接近该太阳能电池片的表面，该微结构正面为该微结构接近该太阳能电池片的表面，

该反射膜用于反射该透射光；

该微结构用于使得部分被反射的该透射光在该保护玻璃处的入射角大于临界角，该临界角为在该保护玻璃处发生全反射的临界角。

3.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，该微结构层是通过在金属基板的正面印制微结构形成的，该金属基板的正面为该金属基板接近该太阳能电池片的表面。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，该微结构层的加热耐受温度大于150℃。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，该微结构层接近该太阳能电池片的表面设有红外增反膜和/或可见光增反膜。

6.如权利要求1-3中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，该太阳能电池片和该微结构层之间压制有介质层，该介质层的折射率为1.3-1.6。

7.如权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，该介质层为EVA。

8.如权利要求1-3中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，相邻太阳能电池片之间形成间隙，该微结构层用于将入射至该间隙处的光反射至该间隙两侧的该太阳能电池片中。

9.如权利要求8所述的太阳能电池组件，其特征在于，该微结构层用于将入射至该间隙处的光反射至该太阳能电池片的背面以进入该太阳能电池片中，或者用于将入射至该间隙处的光反射至该保护玻璃并在该保护玻璃处发生全反射以使光从该太阳能电池片的正面进入该太阳能电池片中。

10.如权利要求1-3中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，该保护玻璃通过EVA与该太阳能电池片相连。

11.一种太阳能电池组件，其特征在于，其包括至少两个可双面受光的太阳能电池片或者超薄的太阳能电池片、覆盖于该太阳能电池片正面的保护玻璃，相邻太阳能电池片之间形成间隙，该太阳能电池组件还包括设置于该太阳能电池片背面的基板，该基板上与该间隙相对应的位置处形成有微结构层，其中光从该保护玻璃入射至该太阳能电池片，

该微结构层用于将入射至该间隙处的光反射至该太阳能电池片的背面以进入该太阳能电池片中，或者用于将入射至该间隙处的光反射至该保护玻璃并在该保护玻璃处发生全反射以使光从该太阳能电池片的正面进入该太阳能电池片中。