CN115172503A - 夹角子电池组件和光伏电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种夹角子电池组件和光伏电池，夹角子电池组件包括第一子电池和第二子电池，第一子电池具有第一光照面，第二子电池具有第二光照面，第一光照面和第二光照面成角度，第一光照面和第二光照面中的任一者能够将光反射至另一者上，第一子电池和第二子电池具有不同的带隙以便于吸收不同波长响应范围的光谱。本发明提出的夹角子电池组件具有太阳能的吸收率高、子电池光照面不受遮挡的效果。

Description

夹角子电池组件和光伏电池
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体地，涉及一种夹角子电池组件和光伏电池。
背景技术
相关技术中，单结光伏电池只能吸收太阳光谱中部分波长的光；叠层电池吸收的光线波长范围虽然更广，但是叠层电池上层子电池会对下层子电池造成光线遮挡，由此，相关技术中的光伏电池存在太阳能的吸收率低、光线遮挡导致子电池电流失配的缺陷。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种夹角子电池组件，该夹角子电池组件具有太阳能的吸收率高、子电池光照面不受遮挡的效果。
本发明的实施例还提出一种光伏电池。
根据本发明实施例的夹角子电池组件包括第一子电池和第二子电池，所述第一子电池具有第一光照面；所述第二子电池具有第二光照面，所述第一光照面和所述第二光照面成角度，所述第一光照面和所述第二光照面中的任一者能够将光反射至另一者上，所述第一子电池和所述第二子电池具有不同的带隙以便于吸收不同波长响应范围的光谱。
根据本发明实施例的夹角子电池组件，太阳光照射第一子电池和第二子电池时，第一光照面在吸收太阳光的同时可以将未吸收的波长响应范围的光反射至第二光照面上，增大第二光照面对相应波长响应范围的光的吸收量；第二光照面在吸收太阳光的同时可以将未吸收的波长响应范围的光反射至第一光照面上，增大第一光照面对相应波长响应范围的光的吸收量，由此提高了太阳能的吸收率以及夹角子电池组件的工作效率。
此外，第一子电池和第二子电池的成角度设置，使得第一光照面和第二光照面均未被遮挡，保证了太阳光线可以完全直射在第一光照面和第二光照面上的效果，解决了相关的叠层电池中多个子电池上下叠放而导致太阳光线被遮挡，从而引发下层子电池电流失配的问题，由此保证了子电池的性能稳定。
在一些实施例中，所述第一子电池和所述第二子电池抵接，所述第一光照面的边沿和所述第二光照面的边沿衔接。
在一些实施例中，所述第一光照面和所述第二光照面之间的角度为30°-120°。
在一些实施例中，所述第一光照面和所述第二光照面之间的角度为45°。
在一些实施例中，所述第一光照面上铺设有第一增反膜，所述第一增反膜用于将与所述第二子电池对应的波长响应范围的光谱反射至所述第二光照面上。
在一些实施例中，所述第二光照面上铺设有第二增反膜，所述第二增反膜用于将与所述第一子电池对应的波长响应范围的光谱反射至所述第一光照面上。
在一些实施例中，所述第一增反膜和所述第二增反膜中的至少一者为掺设有量子点荧光材料的反射膜。
在一些实施例中，所述第一子电池为硅基电池，所述第二子电池为钙钛矿电池。
根据本发明实施例的光伏电池包括多个如上述任一实施例所述的夹角子电池组件，多个所述夹角子电池组件沿第一方向依次排列，每个所述夹角子电池组件中的第一子电池和第二子电池在所述第一方向排列，任意相邻两个所述夹角子电池组件中的一者的所述第一子电池与另一者的所述第二子电池抵接。
多个夹角子电池组件增大了光伏电池的受光面积，提高了对太阳光的吸收力度。
根据本发明实施例的光伏电池的其它技术优势与根据本发明实施例的夹角子电池组件的技术优势相同，此处不再赘述。
在一些实施例中，任意相邻两个所述夹角子电池组件中的一者的所述第一子电池与另一者的所述第一子电池电连接，任意相邻两个所述夹角子电池组件中的一者的所述第二子电池与另一者的所述第二子电池电连接，所述光伏电池中，多个所述第一子电池和多个所述第二子电池并联。
附图说明
图1是根据本发明实施例的夹角子电池组件的示意图。
图2是根据本发明实施例的夹角子电池组件的局部示意图。
附图标记：100、夹角子电池组件；1、第一子电池；11、第一光照面；2、第二子电池；21、第二光照面；3、第一增反膜；4、第二增反膜。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合图1-图2描述根据本发明实施例的夹角子电池组件100和光伏电池。
如图1所示，根据本发明实施例的夹角子电池组件100包括第一子电池1和第二子电池2。第一子电池1具有第一光照面11。第二子电池2具有第二光照面21，第一光照面11和第二光照面21成角度，第一光照面11和第二光照面21中的任一者能够将光反射至另一者上，第一子电池1和第二子电池2具有不同的带隙以便于吸收不同波长响应范围的光谱。
根据本发明实施例的夹角子电池组件100，太阳光照射第一子电池1和第二子电池2时，第一光照面11在吸收太阳光的同时可以将未吸收的波长响应范围的光反射至第二光照面21上，增大第二光照面21对相应波长响应范围的光的吸收量；第二光照面21在吸收太阳光的同时可以将未吸收的波长响应范围的光反射至第一光照面11上，增大第一光照面11对相应波长响应范围的光的吸收量，由此提高了太阳能的吸收率以及夹角子电池组件100的工作效率。
此外，第一子电池1和第二子电池2的成角度设置，使得第一光照面11和第二光照面21均未被遮挡，保证了太阳光线可以完全直射在第一光照面11和第二光照面21上的效果，解决了相关的叠层电池中多个子电池上下叠放而导致太阳光线被遮挡，从而引发下层子电池电流失配的问题，由此保证了子电池的性能稳定。
在一些实施例中，如图1所示，第一子电池1和第二子电池2抵接，第一光照面11的边沿和第二光照面21的边沿衔接，由此该衔接部位形成第一V形结构。
该第一V形结构一方面使得第一光照面11和第二光照面21的布置变得紧凑，减少了占用空间；另一方面使得第一光照面11和第二光照面21之间消除间隔，在第一光照面11和/或第二光照面21反射太阳光时，避免了太阳光从上述间隔位置漏出，由此，增大了第一光照面11和/或第二光照面21对太阳光的反射光的接收量，从而，整体上提高了太阳光的吸收率，同时提高了夹角子电池组件100工作效率。
可以理解地，第一光照面11和第二光照面21的夹角相对于太阳光的照射方向为凹角。
在一些实施例中，第一光照面11和第二光照面21之间的角度为30°-120°。
由此保证了第一光照面11能够将太阳光反射至第二光照面21上，第二光照面21能够能够将太阳光反射至第二光照面21上。
在一些实施例中，如图1所示，第一光照面11和第二光照面21之间的角度为45°。
在此角度下，第一光照面11既可以大面积地吸收对应波段内的太阳光，又可以反射与第二光照面21对应的波段的太阳光；第二光照面21既可以大面积地吸收对应波段内的太阳光，又可以反射与第一光照面11对应的波段的太阳光，进一步提升了太阳光的吸收率和利用率。
在一些实施例中，如图2所示，第一光照面11上铺设有第一增反膜3，第一增反膜3用于将与第二子电池2对应的波长响应范围的光谱反射至第二光照面21上。
由此，进一步提高了第一光照面11对太阳光的反射效果，同时，第一增反膜3的设置实现了对不同波段的太阳光的选择性反射，从而，方便了第二光照面21吸收所需波段的光能。
需要说明地，不同厚度的增反膜，响应不同波段/光谱区的太阳光，提高该波段内的太阳光的反射率，从而增加对该波段内的太阳光的反射强度，由此，可通过调整第一增反膜3的厚度，实现反射第二子电池2对应的波段的光，并提高该波段的光的反射率和反射强度。
在一些实施例中，如图2所示，第二光照面21上铺设有第二增反膜4，第二增反膜4用于将与第一子电池1对应的波长响应范围的光谱反射至第一光照面11上。
由此，进一步提高了第二光照面21对太阳光的反射效果，同时，第二增反膜4的设置实现了对不同波段的太阳光的选择性反射，从而，方便了第一光照面11吸收所需波段的光能。
需要说明地，可通过调整第二增反膜4的厚度，实现反射第一子电池1对应的波段的光，并提高该波段的光的反射率和反射强度。
在一些实施例中，第一增反膜3和第二增反膜4中的至少一者为掺设有量子点荧光材料的反射膜。
带有量子点荧光材料的反射膜，可实现了向下转换紫外光的效果，由此，进一步提升太阳光的吸收率和利用率。
具体为，量子点荧光材料可以吸收紫外光，同时，放射出波长一定的光束，该光束的波长处于第一光照面11或第二光照面21对应的波段内，即可看作，量子点荧光材料实现了紫外光波长的转换，使其转变为便于第一光照面11或第二光照面21吸收的太阳光，由此，实现了第一光照面11或第二光照面21对太阳光的二次吸收，解决了相关技术中光伏电池对紫外光响应较差或者无法响应的问题，从而提升了太阳光的吸收率和利用率。
优先的，第一增反膜3和第二增反膜4均为掺设有量子点荧光材料的反射膜。
在一些实施例中，第一子电池1为硅基电池，第二子电池2为钙钛矿电池。
以此实现第一增反膜3和第二增反膜4不同的光谱波长响应范围/响应波段，从而拓宽了夹角子电池组件100对太阳光的光谱响应波段，减少太阳能的损失，提高太阳光吸收率。
根据本发明实施例的光伏电池包括多个如上述任一实施例中的夹角子电池组件100，多个夹角子电池组件100沿第一方向依次排列，每个夹角子电池组件100中的第一子电池1和第二子电池2在第一方向排列；任意相邻两个夹角子电池组件100中的一者的第一子电池1与另一者的第二子电池2抵接,由此该抵接部位形成第二V形结构。
多个夹角子电池组件100增大了光伏电池的受光面积，提高了对太阳光的吸收力度。
第二V形结构使得相邻两个夹角子电池组件100的布置变得紧凑，大大降低了夹角子电池组件100在光伏电池内部的占用空间。
根据本发明实施例的光伏电池的其它技术优势与根据本发明实施例的夹角子电池组件100的技术优势相同，此处不再赘述。
为了便于理解，图1中的箭头A所示为本实施例中的第一方向。
在一些实施例中，任意相邻两个夹角子电池组件100中的一者的第一子电池1与另一者的第一子电池1电连接，任意相邻两个夹角子电池组件100中的一者的第二子电池2与另一者的第二子电池2电连接，光伏电池中，多个第一子电池1和多个第二子电池2并联。
换言之，首先，光伏电池中所有的第一子电池1串联，光伏电池中所有的第二子电池2串联，然后，光伏电池中串联后的所有第一子电池1和串联后的所有第二子电池2并联。
而相关的叠层电池中，为了缓解子电池电流失配的问题，通常采用四电极或高于四电极的复杂电路设计，本发明实施例的夹角子电池组件100，与其相比，电连接方式简捷，设计和制造成本较低，更利于批量化生产和应用。
具体地，上述电连接优选为导线连接。
具体地，光伏电池中，多个第一子电池1和多个第二子电池2通过BOOST/BUCK电路统一电压后进行并联。
需要说明地，多个夹角子电池组件100还可以呈矩阵状分布在光伏电池内部，其中，所有的第一子电池1串联，所有的第二子电池2串联，串联后的所有的第一子电池1和串联后的所有的第二子电池2再并联。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种夹角子电池组件，其特征在于，包括：
第一子电池，所述第一子电池具有第一光照面；
第二子电池，所述第二子电池具有第二光照面，所述第一光照面和所述第二光照面成角度，所述第一光照面和所述第二光照面中的任一者能够将光反射至另一者上，所述第一子电池和所述第二子电池具有不同的带隙以便于吸收不同波长响应范围的光谱。
2.根据权利要求1所述的夹角子电池组件，其特征在于，所述第一子电池和所述第二子电池抵接，所述第一光照面的边沿和所述第二光照面的边沿衔接。
3.根据权利要求2所述的夹角子电池组件，其特征在于，所述第一光照面和所述第二光照面之间的角度为30°-120°。
4.根据权利要求3所述的夹角子电池组件，其特征在于，所述第一光照面和所述第二光照面之间的角度为45°。
5.根据权利要求1所述的夹角子电池组件，其特征在于，所述第一光照面上铺设有第一增反膜，所述第一增反膜用于将与所述第二子电池对应的波长响应范围的光谱反射至所述第二光照面上。
6.根据权利要求5所述的夹角子电池组件，其特征在于，所述第二光照面上铺设有第二增反膜，所述第二增反膜用于将与所述第一子电池对应的波长响应范围的光谱反射至所述第一光照面上。
7.根据权利要求6所述的夹角子电池组件，其特征在于，所述第一增反膜和所述第二增反膜中的至少一者为掺设有量子点荧光材料的反射膜。
8.根据权利要求1所述的夹角子电池组件，其特征在于，所述第一子电池为硅基电池，所述第二子电池为钙钛矿电池。
9.一种光伏电池，其特征在于，包括多个如权利要求1-8中任一项所述的夹角子电池组件，多个所述夹角子电池组件沿第一方向依次排列，每个所述夹角子电池组件中的第一子电池和第二子电池在所述第一方向排列，任意相邻两个所述夹角子电池组件中的一者的所述第一子电池与另一者的所述第二子电池抵接。
10.根据权利要求9所述的光伏电池，其特征在于，任意相邻两个所述夹角子电池组件中的一者的所述第一子电池与另一者的所述第一子电池电连接，任意相邻两个所述夹角子电池组件中的一者的所述第二子电池与另一者的所述第二子电池电连接，所述光伏电池中，多个所述第一子电池和多个所述第二子电池并联。
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