CN106950626A - 一种光反射膜及其制作方法及光伏电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光反射膜及加工方法和光伏电池组件，本发明创造性利用棱柱的顶点的高度和/或棱柱的底部宽度呈周期性变化形成多面结构，相邻的面可以呈现镜像结构，使得整个棱柱可以同时兼顾上午和下午阳光的反射，使得整个工作期间阳光的反射效率得到提高，弥补了现有技术的不足。现有技术中，平直的三棱柱的反射面相对于光伏电池组件的工作平面的轴线具有一个固定不变的角度，因此，其只对某一时间的阳光具有较高的反射效率。而颗粒型的反射微结构，如三棱锥，虽然可以是三棱锥的其中两面来对准阳光，兼顾上下午的阳光反射，但其颗粒之间的空白区域较多，对反射效率有阻碍作用，并且这种微结构加工难度较大，成本较高，不利于产业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种光反射膜，特别是一种应用于光伏组件的光反射膜及其制作方法及光伏电池组件。
背景技术
光伏焊带应用于光伏组件电池片之间的连接，发挥导电聚电的重要作用。为了保证焊带与电池片的焊接牢靠和防止焊带腐蚀，焊带表面涂布有锡层，当太阳光直射到焊带表面时，平滑的锡层会将太阳光直接反射出去，此部分太阳光不能被电池板所利用，造成了光能的浪费。
有部分焊带本体上设有条纹结构用来反射光线，但是焊带基材为铜材，在加工时条纹结构难以做到微型结构，反射效果并不理想，而且会导致表面锡层厚度不均匀，易造成电池片的碎片，影响生产效率。
现有技术中出现了微棱镜等微结构来反射阳光，提高光伏电池组件的光转换效率，但是目前微棱镜结构如三棱柱结构的反射膜，其对光的反射角度是一个固定的角度，而太阳的运动轨迹是一个180°的圆弧，因此其最佳反射效率的时间较短，亟待提高。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种结构简单、成本低，能将光线充分利用的光伏反射膜。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种光反射膜，具有偏平的本体，所述本体上设有用于反射光线的微结构，所述微结构包括至少一条棱柱构成，所述棱柱具有以下特征：
棱柱的顶点的高度和/或棱柱的底部宽度呈周期性变化。
创造性利用棱柱的顶点的高度和/或棱柱的底部宽度呈周期性变化形成多面结构，相邻的面可以呈现镜像结构，使得整个棱柱可以同时兼顾上午和下午阳光的反射，使得整个工作期间阳光的反射效率得到提高，弥补了现有技术的不足。现有技术中，平直的三棱柱的反射面相对于光伏电池组件的工作平面的轴线具有一个固定不变的角度，因此，其只对某一时间的阳光具有较高的反射效率。而颗粒型的反射微结构，如三棱锥，虽然可以是三棱锥的其中两面来对准阳光，兼顾上下午的阳光反射，但其颗粒之间的空白区域较多，对反射效率有阻碍作用，并且这种微结构加工难度较大，成本较高，不利于产业化应用。
进一步的，所述棱柱的顶点的高度按照平滑的曲线呈周期性变化。
进一步的，所述棱柱的横截面为三角形、半圆、梯形、多边形中、多条直线段与曲线段组合的闭合曲线中的一种或两种及两种以上组合。
进一步的，所述棱柱的底部宽度跟随棱柱顶点高度的变化而变化，当棱柱顶点的高度变大时，棱柱底部的宽度同步变大，当棱柱顶点的高度变小时，棱柱底部的宽度同步变小。
进一步的，所述棱柱的底部宽度和棱柱顶点高度的变化曲线均为正弦曲线。
进一步的，所述棱柱的底部宽度最大处的A点与宽度最小处的a点之间的曲面角度α在20°-80°之间，α为直线T和直线Q之间的夹角，其中T为a点到棱柱中轴线之间的垂线，Q为a点到a点与A点之间底部曲线之间的切线。α优选为45°-65°。
进一步的，所述棱柱的横截面为三角形，所述三角形的顶角为1-150°，优选为110°-130°，最优120°。
进一步的，所述棱柱底部最宽处的宽度为1-150μm，优选为40-60μm。
本发明还提供一种光反射膜的加工方法，包括以下步骤：
第一步，制作模具，周期性来回移动的刀具，在匀速旋转的压辊上或匀速移动的平面模板上加工至少一条深度周期性变化的凹槽；
第二步，利用压辊或平面模板在反光膜上压印出于与凹槽嵌合的棱柱结构。
进一步的，第二步中的反光膜包括扁平本体，和复合于扁平本体上的胶体层或反光材料层。
或，还包括第三步，在压印出棱柱结构的胶体层上制作反光层。
本发明还提供一种光伏电池组件，所述光伏组件包括多个电池片、连接电池片的焊带和光反射面，所述光伏反射膜设置在所述焊带上表面或所述电池片之间的间隙区域，所述光伏反射膜也可同时设置在所述焊带上表面和所述电池片之间的间隙区域，所述光伏反射膜的长度方向与所述焊带长度方向、所述间隙区域长度方向平行设置。
采用上述优选的方案，反射膜设置到光伏组件中光照没有被利用的空间位置，将光照反射到电池片的表面转化为电能，提高了光伏组件的发电功率。
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是本发明一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明中棱柱的结构示意图；
图3是一种现有技术的结构示意图；
图4和图5是本发明的产品应用的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了达到本发明的目的，如图1所示，一种光反射膜，具有偏平的本体1，所述本体1上设有用于反射光线的微结构，所述微结构包括至少一条棱柱2构成，所述棱柱2具有以下特征：
棱柱的顶点的高度和/或棱柱的底部宽度呈周期性变化。
图1中是棱柱的顶点高度和棱柱的底部宽度同时呈周期性的变化的一种示例，其它结构易于理解，没有给出图示。
本发明创造性利用棱柱2的顶点的高度和/或棱柱2的底部宽度呈周期性变化形成多面结构，相邻的面可以呈现镜像结构(如图2中标号为23与22的相邻曲面)，使得整个棱柱2可以同时兼顾上午和下午阳光的反射，使得整个工作期间阳光的反射效率得到提高，弥补了现有技术的不足。现有技术中，平直的三棱柱的反射面相对于光伏电池组件的工作平面的轴线具有一个固定不变的角度，因此，其只对某一时间的阳光具有较高的反射效率。而颗粒型的反射微结构，如三棱锥，虽然可以是三棱锥的其中两面来对准阳光，兼顾上下午的阳光反射，但其颗粒之间的空白区域较多，对反射效率有阻碍作用，并且这种微结构加工难度较大，成本较高，不利于产业化应用。而对于提高光利用效率的研究，从来没有停止过，如业内著名的公司3MINNOVATIVE PROPERTIES COMPANY提出的公告号为US20160172518A1的发明专利，其提出的方案如图3所示，其也仅仅是将原来的三棱柱改为类似于半圆柱的形式，将原来三棱柱的平面反射面改为圆弧面，在与反射微结构的长轴的垂直方向，由单一的反射角度改变为多反射角度，但是其在非垂直方向上，反射角度没有改变，因为它和其他现有技术一样，其反射微结构的任意处横截面是一致的。其他现有技术也多是类似的微调及在光伏电池组件中不同位置应用的探索。可见受现有技术思想的束缚，每一点小小的改变都要付出艰辛的努力，而不能从表面上看，认为是易于想到的，这一点从该领域的专利申请的技术发展轨迹中可能清晰的看到。因此，本发明提出的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步。
在一些实施例中，所述棱柱的顶点的高度按照平滑的曲线呈周期性变化。这样，既利于提高加工速度，也对光的反射角度更加丰富，提高反射光覆盖的范围。
在实际应用中，所述棱柱的横截面为三角形、半圆、梯形、多边形中、多条直线段与曲线段组合的闭合曲线中的一种或两种及两种以上组合。
优选的，所述棱柱的底部宽度跟随棱柱顶点高度的变化而变化，当棱柱顶点的高度变大时，棱柱底部的宽度同步变大，当棱柱顶点的高度变小时，棱柱底部的宽度同步变小。
其中一个特例，所述棱柱的底部宽度和棱柱顶点高度的变化曲线均为正弦曲线。
如图2所示，为了兼顾不同地区及上午下午的阳光反射效率，所述棱柱的底部宽度最大处的A点与宽度最小处的a点之间的曲面角度α在20°-80°之间，α为直线T和直线Q之间的夹角，其中T为a点到棱柱中轴线之间的垂线，Q为a点到a点与A点之间底部曲线之间的切线。α优选为45°-65°。即图2所示的夹角α，例如，当α为20°或45°时或50°或65°或80°时，可能在某一地区对阳光的反射效率最高，那么，我们可以通过加工时模具的转速或前进速度，以及刀具进刀和退刀的行程和速度来方便的控制，根据需要，还可以在刀具的形状变化上来获得进一步的调整。这样一来，反射面的曲面变化易于控制调整及加工，适宜于规模化生产。针对不同维度地区的应用，可以方便的进行调整，周期性变化的镜像曲面除了可以兼顾上午下午不同时段的阳光反射效率以外，还以多角度的反射提高了反射阳光的覆盖区域，使得反射光不会集中照射在电池片上的有限带状区域。作为通用的选择，可以选取45°或65°。
在实际应用中，棱柱的横截面可以选择为三角形，所述三角形的顶角为1-150°，优选范围为110°-130°，最优选择120°。
在实际应用中，所述棱柱底部最宽处的宽度为1-150μm，优选为40-60μm。如40μm、50μm或60μm。
本发明还提供一种光反射膜的加工方法，包括以下步骤：
第一步，制作模具，周期性来回移动的刀具，在匀速旋转的压辊上或匀速移动的平面模板上加工至少一条深度周期性变化的凹槽；
第二步，利用压辊或平面模板在反光膜上压印出于与凹槽嵌合的棱柱结构。
进一步的，第二步中的反光膜包括扁平本体，和复合于扁平本体上的胶体层或反光材料层。
进一步的，还包括第三步，在压印出棱柱结构的胶体层上制作反光层。
上述扁平状的本体可以是柔性的膜状材料，以及胶体层的材质都可以在现有技术中找到相关资料，在这里不再赘述。上述方法仅是以两层结构的产品为例，多层结构的产品也可以采用该方法生产，差异仅仅是先制造多层的扁平本体，或者在后续的工序中再复合其它功能层。
本发明还提供一种光伏电池组件，所述光伏组件包括多个电池片、连接电池片的焊带和前述示例中的光反射膜，所述光伏反射膜设置在所述焊带上表面或所述电池片之间的间隙区域，所述光伏反射膜也可同时设置在所述焊带上表面和所述电池片之间的间隙区域，所述光伏反射膜的长度方向与所述焊带长度方向、所述间隙区域长度方向平行设置。
采用上述优选的方案，反射膜设置到光伏组件中光照没有被利用的空间位置，将光照反射到电池片的表面转化为电能，提高了光伏组件的发电功率。
如图4所示，一种光伏反射膜的应用，光伏反射膜应用于光伏组件4中，用以提升光伏组件功率；光伏组件4包括多个电池片41、连接电池片的焊带42，所述光伏反射膜设置在焊带42上表面，所述光伏反射膜还设置在电池片41之间的间隙区域45，或同时设置在上述两区域；所述光伏反射膜的长度方向与间隙区域45长度方向平行设置，所述光伏反射膜的长度方向与焊带42长度方向平行设置。采用上述技术方案的有益效果是：光伏反射膜设置到光伏组件中光照没有被利用的空间位置，将光照反射到电池片的表面转化为电能，提高了光伏组件的发电功率。
下面结合图5阐述本发明在光伏组件中反射光线的原理，本发明光伏反射膜43贴付于焊带42表面，入射光线51(阳光)经玻璃片44入射到光伏反射膜43的反射层上反射改变路径成反射光线52，再经玻璃片44表面全反射改变路径成全反射光线53，最终到达电池片41，光能被吸收转化为电能。
本发明带来以下优点：
1、利于加工和规模化生产，加工成本低。
2、针对不同维度地区，反射面角度α易于调整。
3、针对整个日照时间，针对阳光的不同入射角度，提高了反射率，增加了太阳能光伏电池组件的发电功率。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种光反射膜，其特征在于，具有偏平的本体，所述本体上设有用于反射光线的微结构，所述微结构包括至少一条棱柱构成，所述棱柱具有以下特征：
棱柱的顶点的高度和/或棱柱的底部宽度呈周期性变化。
2.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述棱柱的顶点的高度按照平滑的曲线呈周期性变化。
3.根据权利要求1所述的光反射膜，其特征在于，所述棱柱的横截面为三角形、半圆、梯形、多边形中、多条直线段与曲线段组合的闭合曲线中的一种或两种及两种以上组合。
4.根据权利要求1、2或3所述的光反射膜，其特征在于，所述棱柱的底部宽度跟随棱柱顶点高度的变化而变化，当棱柱顶点的高度变大时，棱柱底部的宽度同步变大，当棱柱顶点的高度变小时，棱柱底部的宽度同步变小。
5.根据权利要求4所述的光反射膜，其特征在于，所述棱柱的底部宽度和棱柱顶点高度的变化曲线均为正弦曲线。
6.根据权利要求4所述的光反射膜，其特征在于，所述棱柱的底部宽度最大处的A点与宽度最小处的a点之间的曲面角度α在20°-80°之间，α为直线T和直线Q之间的夹角，其中T为a点到棱柱中轴线之间的垂线，Q为a点到a点与A点之间底部曲线之间的切线，α优选为45°-65°。
7.根据权利要求6所述的光反射膜，其特征在于，所述棱柱的横截面为三角形，所述三角形的顶角为1-150°，优选为110°-130°，最优120°。
8.根据权利要求6所述的光反射膜，其特征在于，所述棱柱底部最宽处的宽度为1-150μm，优选为40-60μm。
9.一种光反射膜的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，制作模具，周期性来回移动的刀具，在匀速旋转的压辊上或匀速移动的平面模板上加工至少一条深度周期性变化的凹槽；
第二步，利用压辊或平面模板在反光膜上压印出于与凹槽嵌合的棱柱结构。
10.根据权利要求9所述的光反射面的加工方法，其特征在于，第二步中的反光膜包括扁平本体，和复合于扁平本体上的胶体层或反光材料层，或，还包括第三步，在压印出棱柱结构的胶体层上制作反光层。
11.一种光伏电池组件，其特征在于，所述光伏组件包括多个电池片、连接电池片的焊带和光反射面，所述光伏反射膜设置在所述焊带上表面或所述电池片之间的间隙区域，所述光伏反射膜也可同时设置在所述焊带上表面和所述电池片之间的间隙区域，所述光伏反射膜的长度方向与所述焊带长度方向、所述间隙区域长度方向平行设置。
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