CN110572123B - 一种太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏技术领域，公开了一种太阳能电池。包括上隔板、下隔板、外壁和电池组件，上隔板、下隔板和外壁共同围出封闭空腔，电池组件设于封闭空腔中，电池组件包括电池片和支架，支架侧壁上设有安装槽，电池片安装在安装槽中，若干电池组件垂直堆叠形成柱体；支架中间设有通槽，若干通槽在柱体中心堆叠出通道，电池片受光面朝向通道内部；柱体与上隔板和下隔板垂直。支架为六边形支架，六边形支架每一侧壁上皆设有安装槽，若干电池组件垂直堆叠出六棱柱，电池片受光面和六边形支架表面共同组成通道内壁。本发明能够充分利用光能产生电能，能源利用率高。能够避免电池破裂、进水和热斑等问题，使用寿命长。能够进行自清洁，清理过程方便。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及了一种太阳能电池的设计。
背景技术
太阳能作为人类取之不尽用之不竭的清洁能源，具有煤炭、石油等化石能源所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点，被认为是二十一世纪最重要的能源。将太阳光转换成电，是一种长期可持续地产生能源的有效方式。因化太阳能电池作为一种有吸引力的能源技术，在过去的一二十年取得了突飞猛进的发展。2014年，中国、日本、美国H个市场的装机量分别为10.5GW、9GW和6.5GW。中国累计装机量迭到28.05GW，仅次于德国位居世界第二，全年光伏累计发电量达到250亿千瓦时。中国光伏产业规模持续扩大，行业发展总体趋好，连续8年位居全球光伏电池、组件产量首位。
为了进一步提高发电效率，公告号为CN109450361A的一种发明专利，公开了一种聚光薄膜光伏发电板，由透明圆柱体板、薄膜太阳能电池板、基板组成，由上至下，分布有所述透明圆柱体板、所述薄膜太阳能电池板、所述基板；所述透明圆柱体板中透明圆柱体为介质均匀的圆柱体或椭圆形柱体，横截面为圆形或椭圆形；相邻两个透明圆柱体间连接有连接板，连接板为透明平面或透明曲面的面板；所述透明圆柱体板为一个平面或弧面的凸透镜面板，通过卡槽及卡扣固定两端；所述薄膜太阳能电池板为连续分布的波浪形曲面或独立的弧形曲面结构；所述薄膜太阳能电池板通过电源线连接控制器、逆变器、蓄电池进行光伏发电；其不受阳光照射角度变化的影响，始终能有一个稳定的聚光的效果，有利于高效的进行光伏发电。虽然该专利通过聚光效果提高了电池的发电效率，但是照射到电池板表面的光线被吸收一部分后，其余部分被反射出去，其中部分光线透过凸透镜面板进入到空气中。这部分光线的能量没有被利用，存在能量浪费的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中能量利用率低的缺点，提供了一种太阳能电池。
本发明解决了能源利用率低的问题，本设计方案利用了凸透镜面板增加光线收集率，在通过电池组件叠成的柱体吸收光能，光线进入柱体通道后，在通道内壁上不断被吸收和反射，尽可能的利用了光能，减少了能量浪费。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种太阳能电池，包括上隔板、下隔板、外壁和电池组件，上隔板、下隔板和外壁共同围出封闭空腔，电池组件设于封闭空腔中，电池组件包括电池片和支架，支架侧壁上设有安装槽，电池片安装在安装槽中，若干电池组件垂直堆叠形成柱体；支架中间设有通槽，若干通槽在柱体中心堆叠出通道，电池片受光面朝向通道内部；柱体与上隔板和下隔板垂直。参照光纤的原理，太阳光透过上隔板进入到柱体通道中，在通道内被不断吸收和反射，提高了能源的转换效率，能源利用率高。另外电池片不暴露在外，有效避免了热斑的产生，也防止了电池片进水和破裂的问题，延长了电池的使用寿命。使用者根据现场条件和实际需要，可以调整每一柱体的数量和高度，灵活程度高。
作为优选，支架为六边形支架，六边形支架每一侧壁上皆设有安装槽，电池片安装在安装槽中，若干电池组件垂直堆叠出六棱柱，电池片受光面和六边形支架表面共同组成通道内壁。
作为优选，若干六棱柱相互贴合组成蜂窝状结构。蜂窝状结构使得棱柱之间相互支撑，更不容易倒伏。相比圆柱形，六边形能够铁盒的更加紧密，减少空隙，空间利用率更高。相比三角形和四边形，六边形更趋向圆形，照射死角更少，使得光线更容易继续向下传递。
作为优选，同一电池组件中的电池片串联形成电池串，同一高度的电池组件的电池串串联形成大串联组，不同高度的电池组件的大串联组相互并联。该连接方式以层数为单位进行连接。
作为优选，同一电池组件中的电池片串联形成电池串，同一柱体的电池组件的电池串串联形成大串联组，不同柱体的电池组件的大串联组相互并联。该连接方式以单个主体为单位进行连接。
作为优选，上隔板上设有若干具有弧面的凸透镜面板和不透光的反光板，凸透镜面板与反光板固定连接，凸透镜面板透明无色，表面覆有增透膜。凸透镜用于加强捕捉光线，尤其是一些入射角度大的光线，提高电池的工作效率。发光板用于将未进入的光线反射出去，减少热量的积累。
作为优选，还设有保护盖，保护盖设置在上隔板上，罩住整个上隔板；保护盖为棱锥形或棱台形或半圆形，保护盖外表面上覆有增透膜。保护盖一方面起到类似于温室大棚的“关住光线”的作用，保护盖内壁能够反射光线，增加电池的入射光，提高工作效率。另一方便具有倾斜角度的外表面能够避免积水积灰，防止电池被遮挡。在重力的作用下，保护盖能够在下雨时起到自清洁的功能，或者也可以由使用者喷水完成清洁过程，操作方便。
作为优选，下隔板表面与通道连通，下隔板表面设有镜面；或者下隔板表面设有若干凸面镜，凸面镜位置与通道的位置相对应。镜面和凸面镜用于将静茹到底部的光线再次反射回通道，再一次进行反射和吸收，提高能源利用率。
作为优选，电池片包括前电极层、光电转换层和后电极层，前电极层为透明电极层，前电极层为电池片受光面。
作为优选，外壁设有支撑层和隔热层，隔热层包裹在支撑层上，隔热层为硅橡胶-空心玻璃微珠的复合材料层，隔热层表面涂有疏水涂层。硅橡胶-空心玻璃微珠隔热材料是一种性能良好的环保型材料。将其应用于建筑物、装备等物体外表面，能够有效地阻隔热量向物体内部传导，降低内部的温度。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：能够充分利用光能产生电能，能源利用率高。能够避免电池破裂、进水和热斑等问题的产生，使用寿命长。能够进行自清洁，清理过程方便。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图3是本发明实施例2的电池组件结构示意图。
图4是本发明实施例3的电路连接示意图。
图5是本发明实施例4的电路连接示意图。
图6是本发明实施例5的上隔板结构示意图。
图7是本发明实施例6的下隔板结构示意图。
图8是本发明实施例7的结构示意图一。
图9是本发明实施例7的结构示意图二。
图10是本发明实施例7的外壁结构示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—上隔板、11—凸透镜面板、12—反光板、2—下隔板、21—凸面镜、3—外壁、31—支撑层、32—隔热层、4—电池组件、41—电池片、42—支架、43—安装槽、44—通槽、5—柱体、51—通道、6—保护盖。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，一种太阳能电池，包括上隔板1、下隔板2、外壁3和电池组件4，上隔板1、下隔板2和外壁3共同围出封闭空腔，电池组件4设于封闭空腔中，电池组件4包括电池片41和支架42，支架42侧壁上设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠形成柱体5；支架42中间设有通槽44，若干通槽44在柱体5中心堆叠出通道51，电池片41受光面朝向通道51内部；柱体5与上隔板1和下隔板2垂直。
实施例2
如图2和图3所示，一种太阳能电池，包括上隔板1、下隔板2、外壁3和电池组件4，上隔板1、下隔板2和外壁3共同围出封闭空腔，电池组件4设于封闭空腔中，电池组件4包括电池片41和支架42，支架42侧壁上设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠形成柱体5；支架42中间设有通槽44，若干通槽44在柱体5中心堆叠出通道51，电池片41受光面朝向通道51内部；柱体5与上隔板1和下隔板2垂直。支架42为六边形支架，六边形支架每一侧壁上皆设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠出六棱柱，电池片41受光面和六边形支架表面共同组成通道51内壁。若干六棱柱相互贴合组成蜂窝状结构。
实施例3
如图4所示，一种太阳能电池，包括上隔板1、下隔板2、外壁3和电池组件4，上隔板1、下隔板2和外壁3共同围出封闭空腔，电池组件4设于封闭空腔中，电池组件4包括电池片41和支架42，支架42侧壁上设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠形成柱体5；支架42中间设有通槽44，若干通槽44在柱体5中心堆叠出通道51，电池片41受光面朝向通道51内部；柱体5与上隔板1和下隔板2垂直。支架42为六边形支架，六边形支架每一侧壁上皆设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠出六棱柱，电池片41受光面和六边形支架表面共同组成通道51内壁。若干六棱柱相互贴合组成蜂窝状结构。同一电池组件4中的电池片41串联形成电池串，同一高度的电池组件4的电池串串联形成大串联组，不同高度的电池组件4的大串联组相互并联。
实施例4
如图5所示，一种太阳能电池，包括上隔板1、下隔板2、外壁3和电池组件4，上隔板1、下隔板2和外壁3共同围出封闭空腔，电池组件4设于封闭空腔中，电池组件4包括电池片41和支架42，支架42侧壁上设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠形成柱体5；支架42中间设有通槽44，若干通槽44在柱体5中心堆叠出通道51，电池片41受光面朝向通道51内部；柱体5与上隔板1和下隔板2垂直。支架42为六边形支架，六边形支架每一侧壁上皆设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠出六棱柱，电池片41受光面和六边形支架表面共同组成通道51内壁。若干六棱柱相互贴合组成蜂窝状结构。同一电池组件4中的电池片41串联形成电池串，同一柱体5的电池组件4的电池串串联形成大串联组，不同柱体5的电池组件4的大串联组相互并联。
实施例5
如图6所示，一种太阳能电池，上隔板1上设有若干具有弧面的凸透镜面板11和不透光的反光板，凸透镜面板11与反光板12固定连接，凸透镜面板透明无色，表面覆有增透膜。其余皆与实施例4相同。
实施例6
如图7所示，一种太阳能电池，下隔板2表面与通道51连通，下隔板2表面设有镜面；或者下隔板2表面设有若干凸面镜21，凸面镜21位置与通道51的位置相对应。其余皆与实施例5相同。
实施例7
如图8至图10所示，一种太阳能电池，包括上隔板1、下隔板2、外壁3和电池组件4，上隔板1、下隔板2和外壁3共同围出封闭空腔，电池组件4设于封闭空腔中，电池组件4包括电池片41和支架42，支架42侧壁上设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠形成柱体5；支架42中间设有通槽44，若干通槽44在柱体5中心堆叠出通道51，电池片41受光面朝向通道51内部；柱体5与上隔板1和下隔板2垂直。
支架42为六边形支架，六边形支架每一侧壁上皆设有安装槽43，电池片41安装在安装槽43中，若干电池组件4垂直堆叠出六棱柱，电池片41受光面和六边形支架表面共同组成通道51内壁。
若干六棱柱相互贴合组成蜂窝状结构。
同一电池组件4中的电池片41串联形成电池串，同一高度的电池组件4的电池串串联形成大串联组，不同高度的电池组件4的大串联组相互并联。
上隔板1上设有若干具有弧面的凸透镜面板11和不透光的反光板12，凸透镜面板11与反光板12固定连接，凸透镜面板11透明无色，表面覆有增透膜。
还设有保护盖6，保护盖6设置在上隔板1上，罩住整个上隔板1；保护盖6为棱锥形，保护盖6外表面上覆有增透膜。
下隔板2表面与通道51连通，下隔板2表面设有镜面。
电池片41包括前电极层、光电转换层和后电极层，前电极层为透明电极层，前电极层为电池片41受光面。
外壁3设有支撑层31和隔热层32，隔热层32包裹在支撑层31上，隔热层32为硅橡胶-空心玻璃微珠的复合材料层，隔热层32表面涂有疏水涂层。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种太阳能电池，包括上隔板(1)、下隔板(2)、外壁(3)和电池组件(4)，上隔板(1)、下隔板(2)和外壁(3)共同围出封闭空腔，电池组件(4)设于封闭空腔中，其特征在于：电池组件(4)包括电池片(41)和支架(42)，支架(42)侧壁上设有安装槽(43)，电池片(41)安装在安装槽(43)中，若干电池组件(4)垂直堆叠形成柱体(5)；支架(42)中间设有通槽(44)，若干通槽(44)在柱体(5)中心堆叠出通道(51)，电池片(41)受光面朝向通道(51)内部；柱体(5)与上隔板(1)和下隔板(2)垂直；
上隔板(1)上设有若干具有弧面的凸透镜面板(11)和不透光的反光板(12)，凸透镜面板(11)与反光板(12)固定连接，凸透镜面板(11)透明无色，表面覆有增透膜；
还设有保护盖(6)，保护盖(6)设置在上隔板(1)上，罩住整个上隔板(1)；保护盖(6)为棱锥形或棱台形或半圆形，保护盖(6)外表面上覆有增透膜；
下隔板(2)表面与通道(51)连通，下隔板(2)表面设有镜面；或者下隔板(2)表面设有若干凸面镜(21)，凸面镜(21)位置与通道(51)的位置相对应；
支架(42)为六边形支架，六边形支架每一侧壁上皆设有安装槽(43)，电池片(41)安装在安装槽(43)中，电池片(41)包括前电极层、光电转换层和后电极层，前电极层为透明电极层，前电极层为电池片(41)受光面；
若干电池组件(4)垂直堆叠出六棱柱，电池片(41)受光面和六边形支架表面共同组成通道(51)内壁；若干六棱柱相互贴合组成蜂窝状结构。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：同一电池组件(4)中的电池片(41)串联形成电池串，同一高度的电池组件(4)的电池串串联形成大串联组，不同高度的电池组件(4)的大串联组相互并联。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：同一电池组件(4)中的电池片(41)串联形成电池串，同一柱体(5)的电池组件(4)的电池串串联形成大串联组，不同柱体(5)的电池组件(4)的大串联组相互并联。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：外壁(3)设有支撑层(31)和隔热层(32)，隔热层(32)包裹在支撑层(31)上，隔热层(32)为硅橡胶-空心玻璃微珠的复合材料层，隔热层(32)表面涂有疏水涂层。
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- 2019-07-03 CN CN201910592890.2A patent/CN110572123B/zh active Active
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