CN108417654B - 一种散热高效平板太阳能电池薄型组件 - Google Patents
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Abstract
散热高效平板太阳能电池组件，包括一太阳能板，金属框架,太阳能板边缘由垫片及金属框架所夹持;太阳能板包括一光伏电池，光伏电池位于一上部玻璃基板与下部基板之间；上部玻璃基板和下部基板周围使用导热膏与金属框架粘接；以增强太阳能板组件的散热效能，同时在光伏电池与下部基板之间设有透明PET膜和铝金属膜；所述铝金属膜在横截面上是连续的波浪、三角或矩形；铝金属膜在金属框架的上端或下端包裹住一根水管，水管平行于地面；水管为铜管或高分子薄壁管，水管两端从金属框架的两侧伸出。
Description
技术领域
本发明涉及到太阳能电池组件，尤其是一种散热高效平板太阳能电池薄型组件。
背景技术
太阳能电池组件可广泛应用于照明、电能储存、转换并上网，属于清洁、环保新型能源。太阳能电池组件是平板结构，核心是光伏电池（以光伏二极管均匀分布吸收太阳能转变为电能）；作为一种清洁、环保和可再生的新型能源，已经占了新能源的一席之地，随着对环境要求，新能源需求的不断增加，清洁、环保的新能源越来越显现出重要的地位。
目前，太阳能电池组件的发展方向主要是使用寿命、低成本、结构可靠等方向。现有的太阳能电池组件的结构是：上表面为钢化玻璃，中间为太阳能电池片即光伏电池，以及乙烯一醋酸乙烯酯材料 (EVA)、复合氟塑料膜 (TPT)经层压后叠合在一起，加装金属边框制成太阳能电池组件。太阳能电池组件制造工艺已经为多数生产厂家采用。
太阳能电池组件产生电的光学过程是太阳光从组件表面到硅电池片依次经过玻璃、封装胶膜 EVA、TPT 表面的反射后到玻璃的内表面的再反射。光学损失包括太阳光在经过各部分材料时的透射与折射损失。太阳能电池片可采用绒面处理的结构，使反射减低。光伏电池的厚度已经是18-22微米（单晶或多晶硅），也是一个准透明的结构。由于高纯硅的技术成本的成熟，在单位面积平板太阳能电池组件可以提高效率。
太阳能电池片本质上是PN结二极管的均匀分布，现有技术已经将太阳能电池片制备成叠层或正反两面均有PN结的结构，提高效率也更有必要。反面多有制备的电极连接结构；此外，散热结构也是太阳能电池组件的研究方向，因为太阳能电池片，乙烯一醋酸乙烯酯材料 (EVA)、复合氟塑料膜 (TPT)经层压后叠合在一起后并不利于热量的散发，在夏季温度过高易影响电池的效率，也会使电池的寿命缩短很多。采用乙烯一醋酸乙烯酯材料(EVA)层主要是为了给18-22微米的光伏电池片绝缘和防震。
但是PN结二极管太阳能电池片在高温时热阻对效率和电池寿命的影响很大，已经有许多在先专利为了解决此问题，如尚德电力较早提出的与太阳能集热器的一体化方案，然而，考虑到成本，实施方案很难落地；因此，光热兼用的方案仍大有改进的余地，并且可能通过组件的设计使单位面积平板太阳能电池组件更大可能的提高效率。
发明内容
本发明目的是，通过组件的设计使光热兼用的平板太阳能电池方案得到落实，单位面积平板太阳能电池组件更大可能的提高效率。尤其是提供一种提高发电效率、结构简单、成本低的散热高效太阳能电池组件。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种散热高效平板太阳能电池组件，包括一太阳能板，金属框架,太阳能板边缘由垫片及金属框架所夹持;太阳能板包括一光伏电池2c，光伏电池2c 位于一上部玻璃基板 2a 与下部基板 2b 之 间；上部玻璃基板 2a 和下部基板 2b周围使用导热膏与金属框架粘接；以增强太阳能板组件的散热效能，同时在光伏电池2c与下部基板 2b 之间设有透明PET膜2d和铝金属膜；所述铝金属膜在横截面上是连续的波浪、三角或矩形； 铝金属膜在金属框架的上端或下端（尤其是上端）包裹住一根水管，水管平行于地面；水管为铜管或高分子薄壁管，水管两端从金属框架的两侧伸出，可以在水管的出口处制备螺纹等接口；由于铝金属膜在横截面上是连续的波浪、三角或矩形的形状，形成的空隙尤其是沿着电池板的倾斜的方向（上下方向），有助于热气流的流动，水管串联可以将整个光电池阵列的热量均排出，热水通过水管流动收集至保温水箱，可以以辅助泵的动能，根据测算可以使光电池整体的均匀散热，光电池温度不会超过水温之上1℃，克服夏季时光电池温度往往会达到6℃或更高的不足，而且可以大面积的集热，且四季均可以集热。
本发明的有益效果是 ：在太阳能电池片的下面设有的透明PET膜和铝金属膜使得提高了太阳能电池片对太阳光的收集，由于光伏电池是一个准透明的结构，除了电极外的其余部分的透光率良好，光伏电池下部的铝金属膜可以反射透过的太阳光能，可以使太阳能电池片收集太阳光的发电效率提高0.4%左右，且散热性良好，并将热量导出，以极低的成本取得良好的散热及热利用的效率。采用导热胶结构使光伏电池片工作状态更好。
附图说明
图 1 是本发明太阳能电池组件的结构图。
图2是本发明铝金属膜包裹住一根水管的截面结构示意图。
图中：导热膏1、垫片3、金属框架4、光伏电池2c，光伏电池2c、玻璃基板 2a 与基板2b、透明PET膜2d、铝金属膜2e。7为水管。水管为铜管，直径4-8mm。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。如图 1 中所示，太阳能板的两个相对边缘经由垫片 3 密封且夹住，且进一步由金属框架 4 包覆。垫片3由弹性塑料材料制成，其充当在基板 ( 例如2a 或2b) 与金属框架 4 之间的缓冲层，使得金属框架4 不会损坏玻璃基板。太阳能板包括一光伏电池2c，光伏电池2c 位于一上部玻璃基板 2a 与下部基板 2b 之 间；上部玻璃基板 2a 和下部基板 2b使用导热膏与金属框架粘接；以增强太阳能板组件的散热效能，同时在光伏电池2c与下部基板 2b 之间设有镀铝金属膜的PET膜2d、铝金属膜2e）。从而保证了太阳能薄型组件能很好的收集太阳光进行发电，大大提高了太阳能薄型组件对阳光的利用率。铝金属膜在金属框架的上端或下端（尤其是上端）包裹住一根水管，水管平行于地面；水管为铜管或高分子薄壁管，水管两端从金属框架的两侧伸出，可以在水管的出口处制备螺纹等接口；由于铝金属膜在横截面上是连续的波浪、三角或矩形的形状，形成的空隙尤其是沿着电池板的倾斜的方向（上下方向），有助于热气流的流动，水管串联可以将整个光电池阵列的热量均排出，热水通过水管流动收集至保温水箱，可以以辅助泵的动能，根据测算可以使光电池整体的均匀散热，光电池温度不会超过水温之上1℃，克服夏季时光电池温度往往会达到6℃或更高的不足，而且可以大面积的集热，且四季均可以集热。
PET膜在上面、镀铝金属膜2e在下部，本发明不但是良好的绝缘体还是透明良好的材料。且耐候性良好。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (3)
1.一种散热高效平板太阳能电池薄型组件，其特征是包括一太阳能板，金属框架，太阳能板边缘由垫片及金属框架所夹持；太阳能板包括一光伏电池，光伏电池位于一上部玻璃基板与下部基板之间；上部玻璃基板和下部基板周围使用导热膏与金属框架粘接，以增强太阳能板组件的散热效能，同时在光伏电池与下部基板之间设有透明PET膜和铝金属膜；所述铝金属膜在横截面上是连续的波浪、三角或矩形；铝金属膜在金属框架的上端或下端包裹住一根水管，水管平行于地面；水管为铜管或高分子薄壁管，水管两端从金属框架的两侧伸出。
2.根据权利要求1所述的散热高效平板太阳能电池薄型组件，其特征是在水管的出口处制备螺纹接口。
3.根据权利要求1所述的散热高效平板太阳能电池薄型组件，其特征是水管为铜管，直径4-8mm。
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