CN107665932A - 高发电效率双玻太阳能电池模块 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种高发电效率双玻太阳能电池模块，该模块包含：一第一玻璃层；一第一封装层，其位于所述第一玻璃层的上方；一太阳能电池，其位于所述第一封装层上方；一第二封装层，其位于所述太阳能电池上方；一第二玻璃层，其位于所述第二封装层上方；其中所述太阳能电池的主栅线数量介于3至7，所述主栅线的宽度介于1.2至2.2mm；其中所述第二玻璃层具有压花，所述压花的深度在110至220μm，压花纹的宽度在300至950μm。
Description
技术领域
本发明有关一种高效率太阳能电池模块，特别是一种高发电效率的双玻太阳能电池模块。
背景技术
太阳能为目前最受欢迎的环保能源。一般而言，太阳能电池的光伏效应将太阳能转换为电能。太阳能电池具有环保、节能的功效，已渐渐广泛使用于日常生活中。
太阳能电池模块通常为玻璃、聚乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)、太阳能电池片(一般是利用5吋及6吋的太阳能电池片拼接成较大面积)及高分子封装背板形成的多层结构，再加上由铝、镀锌钢板、木材或合成材料(例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯橡胶等)制得的外框、接线盒、导线、蓄电池等周边构件组合而成。在阳光照射下，太阳能电池组件会藉由光电效应输出一定的工作电压及工作电流。
市面上亦有使用玻璃层取代高分子封装背板的方式，此种模块称为双玻太阳能电池模块(double-glazed solar cell module)。相较于一般太阳能电池模块，双玻太阳能电池模块除了具有防火、耐电压、耐冲击的安全性优点，亦具有增进透光性及具有装饰性的功效，因此可作为建筑用玻璃组件，其规格尺寸、外观形状可根据建筑师或设计师要求订制，具有多样性和艺术性。
由于现代建筑开始推广建筑整合太阳能(Building-integrated photovoltaics，简称BIPV)的技术，使得双玻太阳能电池模块的应用更为广泛，所谓BIPV是指使用太阳能光伏材料取代传统建筑材的一种应用，使建筑物本身成为一个大的能量来源，而不必用外加方式加装太阳能版，因为在设计时间就一并考虑，所以太阳能发电率和成本比值最佳，而BIPV技术中主要即使用双玻太阳能电池模块。
大面积的太阳能电池模块是用小面积的太阳能电池片拼接而成，其中在太阳能电池片之间是利用金属栅线将电池片串连，该等金属栅线系藉由印刷及烧结而形成于太阳能电池片上。金属栅线分为主栅线(bus bars)和细栅线(fingers)两种，细栅线的作用是收集电池片各处的光电流，并汇集到主栅在线，主栅线的作用是与外接电路连接，把电能传输到外电路。然而，主栅线于太阳能电池模块中的设置方式会影响太阳能电池模块的效率。具体而言，光电流被主栅线收集，并输出给负载时，在太阳能电池内将主要受到扩散薄膜电阻、金属半导体接触电阻以及主栅线本身电阻的影响而产生功率损失(电损耗)，而使输出功率降低。增加主栅线数目虽然可降低电损耗，然而，若增加主栅线数目也会造成太阳能电池的受光照的面积减少，产生遮光损失，亦直接降低光电流的输出，而增加功率损失(光损耗)。
为了同时减少电损耗及光损耗，增加太阳能电池模块的效率，本申请案即提供一种高效率双玻太阳能电池模块。
发明内容
本发明的一目的为提供一种太阳能电池模块，其包含：
一第一玻璃层；
一第一封装层，其位于所述第一玻璃层的上方；
一太阳能电池，其位于所述第一封装层上方；
一第二封装层，其位于所述太阳能电池上方；及
一第二玻璃层，其位于所述第二封装层上方；
其中所述太阳能电池的主栅线数量介于3至7，所述主栅线的宽度介于1.2至2.2mm；其中所述第二玻璃层上具有压花，所述压花的深度在110至220μm，压花纹的宽度在300至950μm。
附图说明
图1显示本发明一种具体实施态样的太阳能模块的剖面示意图。
具体实施方式
于本文中，除非特别限定，单数形「一」和「所述」亦包括其复数形。本文中任何和所有实施例和例示性用语(「例如」和「如」)目的仅为了更加突显本发明，并非针对本发明的范围构成限制，本案说明书中的用语不应被视为暗示任何未请求的组件可构成实施本发明时的必要组件。
本发明提供一种太阳能电池模块，其包含：
一第一玻璃层；
一第一封装层，其位于所述第一玻璃层的上方；
一太阳能电池，其位于所述第一封装层上方；
一第二封装层，其位于所述太阳能电池上方；及
一第二玻璃层，其位于所述第二封装层上方；
其中所述太阳能电池的主栅线数量介于3至7，所述主栅线的宽度介于1.2至2.2mm；其中所述第二玻璃层上具有压花，所述压花的深度在110至220μm，压花纹的宽度在300至950μm。
以下针对本发明的太阳能电池模块的各部分及技术特征做进一步的说明。
本发明的太阳能电池模块的配置可藉由图1的示意图表示，在本发明的具体实施态样中，101为第一玻璃层，102为第一封装层，103为太阳能电池，在太阳能电池有空隙106，107为太阳能电池的主栅线(其数量为4)，104为第二封装层，105为第二玻璃层，其中第二玻璃层105具有压花，所述压花系面对所述太阳能电池。应注意，图1仅用于例示本发明，并非限制本发明，所述图1的各层厚度并非真正的比例。
本发明的第一玻璃层或第二玻璃层具有约0.5毫米至约3毫米的厚度，优选为具有约0.7毫米至约2毫米的厚度。所述的第二玻璃层为太阳光的入射面。本发明中的玻璃层所使用的玻璃优选为钢化玻璃。钢化玻璃可使用一种新型式的物理钢化玻璃，其可藉由气浮加热及冷却的处理程序制得。详言之，此种物理钢化玻璃可在约600℃至约750℃，优选为630℃至约700℃的气浮加热钢化炉(例如李赛克公司(LiSEC)生产的平板钢化炉(flatbedtempering furnace)中加热，再经由例如空气喷嘴使其急速冷却而制得。本文中，术语「气浮加热」是指指物体经过加热炉或钢化炉时，利用气浮的原理取代传统滚轴的方式，使物体在加热炉或钢化炉中传输加热。由于以气浮加热方式钢化玻璃时，玻璃与钢化炉不直接接触，因此不会造成玻璃的变形，而能适用较薄的玻璃。更详细的物理钢化玻璃的制法可参考中国专利第201110198526.1号申请案的内容。适用于本发明的钢化玻璃为透光超薄钢化玻璃，其厚度优选介于0.5毫米至2.5毫米。适用于本发明的物理钢化玻璃其具有约120Mpa至约300Mpa、优选约150MPa至约250MPa的抗压强度，约120Mpa至约300Mpa、优选约150MPa至约250MPa的抗弯强度及约90Mpa至约180Mpa、优选约100MPa至约150MPa的抗拉强度。
在习知技艺中，压花玻璃系用于太阳能电池模块光的入射面，其系一种经过特殊压制工艺生产而成的单面或双面带有凹凸花纹透光装饰性平板玻璃。压花玻璃通常是采用特制的花辊，在玻璃的表面压制特制的花纹，譬如金字塔花纹、蜂窝状、菱形等，通过特殊的压花花纹设计减少玻璃定向反射，增加内反射效应，促进其有效的吸收太阳光能，大幅地提高太阳光线的透过率，提高发电效能。它具有高太阳能透过率、低反射率、高机械强度、高平整度等优异特点。在本发明中，所述的第二玻璃层为压花玻璃，优选为钢化压花玻璃。其中所述的压花玻璃上的压花的深度为110至200μm之间，优选为150至200μm之间；压花纹的宽度在300至950μm之间，优选为300至700μm之间。所述压花玻璃的压花面系面对所述太阳能电池。本案发明人发现藉由所选的压花深度及压花纹的宽度，当入射光线穿过太阳能电池模块的第二玻璃层的压花面时，经散射会适当地改变的行进方向而减少撞击主栅线，因而减少主栅线遮光的损耗，增加太阳能组件的功率，其可增加3～4％的功率输出。在本发明的另一个具体实施例中，所述的第一玻璃层亦为压花玻璃，优选为钢化压花玻璃。
上述范围可以包含其范围内任意数值或任意数值的较小范围，以约40至约70μm(举例)的厚度为例，其可以包括约48至约57μm，或约53至约65μm的厚度。本案中其它范围，亦相同有此界定，即可以包含其范围内任意数值或任意数值的较小范围。
本发明的太阳能电池模块所使用的封装层材料主要是用以固定太阳能电池的光电组件并对其提供物理上的保护，例如抗冲击及防止水气进入等。本发明的太阳能电池组件中的封装层可使用任何公知的材料，包括聚乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate；EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl Butyral；PVB)、薄膜离子型聚合物，如Dupont PV5400、硅氧树脂及聚烯烃(POE)，其中目前聚乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate；EVA)为使用最为广泛的太阳能电池板封装层材料。EVA为一种热固性树脂，其固化后具有高透光、耐热、耐低温、抗湿、耐候等特性，且其与金属、玻璃及塑料均有良好的接着性，又具有一定的弹性、耐冲击性及热传导性，因此为理想的太阳能电池封装层材料。
在本发明中，所述太阳能电池位于第一封装层及第二封装层间，其种类并未有特别限制，可使用单晶硅或多晶硅太阳能电池等等。所述太阳能电池上布有金属栅线以汇集产生的电流，所述太阳能电池的主栅线数量介于3至7，优选数量为5至7；所述主栅线的宽度介于1.2至2.2mm，优选为1.2至1.8mm。所述主栅线的材料为导电银浆，利用烧结的方式跟电池片接合。所述主栅线上面再利用铜锡焊带藉由焊接的方式与不同的电池片相连。
在本发明的一个具体实施例中，所述第二玻璃层为钢化压花玻璃，压花面为靠近第二封装层的表面。
在本发明的一个具体实施例中，所述第一或第二封装层为聚乙烯醋酸乙烯酯或聚乙烯醇缩丁醛。
在本发明的一个具体实施例中，所述玻璃层为钢化玻璃，其具有约120MPa至约300MPa、优选约150MPa至约250MPa的抗压强度，约120MPa至约300MPa、优选约150MPa至约250MPa的抗弯强度及约90MPa至约180MPa、优选约100MPa至约150MPa的抗拉强度。
在本发明的一个具体实施例中，所述第一及第二封装层厚度各约为0.3至0.9mm，优选各约为0.4至0.8mm。
本发明一个或一个以上实施例的细节将于以下描述中予以阐述。根据这些描述和权利要求书，将可容易地了解本发明的其它特征、目的和优势。
实施例
取一2mm的钢化玻璃，以层压方式于钢化玻璃上形成材料为EVA的封装层，以层压方式将60个太阳能电池片贴合于所述封装层上，其中电池片的间距为2mm，其中每一电池片上具有4主栅线，所述主栅线的宽度约为1.6mm。接着以层压方式将材料为EVA的另一封装层形成于所述太阳能电池上，再以层压方式将2mm钢化压花玻璃形成于所述封装层上，其中所述钢化压花玻璃的压花面与封装层接触，所述压花的深度约为120μm，压花纹的宽度约为900μm，最后制得本发明的太阳能电池模块。本发明太阳能电池模块的功率经测得为249W。
比较例
取一2mm的钢化玻璃，以层压方式于钢化玻璃上形成材料为EVA的封装层，以层压方式将60个太阳能电池片贴合于所述封装层上，其中电池片的间距为2mm，其中每一电池片上具有2主栅线，所述主栅线的宽度约为1.8mm。接着以层压方式将材料为EVA的另一封装层形成于所述太阳能电池上，再以层压方式将2mm钢化压花玻璃形成于所述封装层上，其中所述钢化压花玻璃的压花面与封装层接触，所述压花的深度约为90μm，压花纹的宽度约为1000μm，最后制得本发明的太阳能电池模块。本发明太阳能电池模块的功率经测得为240W。
本发明经由多主栅线的电池片及具有深压花的玻璃搭配所获得的太阳能电池模块，相较于比较例中的太阳能电池模块，经测试后发现具有发电功率约3.75％的提升。
虽然已参考说明性实施例描述了本发明，但应理解，所属领域的技术人员可易于实现的任何修改或更改将属于本说明书和所附权利要求书的揭示内容的范围内。
Claims (5)
1.一种太阳能电池模块，该模块包含：
一第一玻璃层；
一第一封装层，其位于所述第一玻璃层的上方；
一太阳能电池，其位于所述第一封装层上方；
一第二封装层，其位于所述太阳能电池上方；及
一第二玻璃层，其位于所述第二封装层上方；
其中所述太阳能电池的主栅线数量介于3至7，所述主栅线的宽度介于1.2至2.2mm；其中所述第二玻璃层上具有压花，所述压花的深度在110至220μm，压花纹的宽度在300至950μm。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中所述第一玻璃层、第二玻璃层或两者为钢化玻璃。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中所述第一玻璃层上具有压花。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中所述第一玻璃层或第二玻璃层为具有约0.5毫米至约3毫米的厚度。
5.根据权利要求1至4任一项所述的太阳能电池模块，其中所述第一封装层或第二封装层为聚乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate；EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PolyvinylButyral；PVB)、薄膜离子型聚合物、硅氧树脂或聚烯烃(POE)。
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