CN115458613A - 彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于太阳能电池技术领域，提供了一种彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统，彩色太阳能电池片可包括硅基底和介质膜层，硅基底的受光面为高反射率的硅基底表面，其在空气中的反射率为15%‑50%。介质膜层可层叠设置于受光面上，彩色太阳能电池片的颜色与介质膜层的厚度和折射率相适配，彩色太阳能电池片的亮度与受光面的反射率相适配。如此，无需在层压封装时采用彩色玻璃、油墨玻璃或者彩色封装胶膜来实现彩色电池组件的彩色化，提高组件的可靠性，减少寄生吸收，提高转换效率。同时，通过将硅基底的受光面的反射率设置在15%‑50%这一合理范围内可以有效的提高彩色太阳能电池片的亮度，使得封装形成的彩色电池组件也具备明亮鲜艳的颜色。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统。
背景技术
目前，行业内的电池片，通过在硅衬底上制绒等工艺，减少电池片的反射率，提高电池片受光面对光的吸收，提高转化效率，后续再通过在正面层叠高/低折射率的膜层来使得电池片呈现不同的颜色，但是，这样的电池片在经过层压封装成组件后会导致亮度极大的降低，不够明亮，颜色变得暗淡甚至不明显。而为了使得组件能够具有明亮彩色功能，通常在封装组件时均采用彩色玻璃、印刷油墨的玻璃或者采用彩色封装胶膜进行封装。
然而，由于印刷油墨受环境影响较大，长时间使用会导致组件不稳定，同时吸光也较为严重，导致组件的转换效率较低且稳定性较差，需要额外的加工工艺，存在可靠性问题，转换效率也较低，而采用彩色玻璃和彩色封装胶膜也存在上述问题，导致组件转换效率也较低。
因此，如何在制作彩色太阳能电池片的同时保证封装后的组件具备明亮鲜艳的颜色以及保证可靠性和转换效率成为了技术人员研究的技术问题。
发明内容
本申请提供一种彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统，旨在解决如何在制作彩色太阳能电池片的同时保证封装后的组件的具备明亮鲜艳的颜色以及保证可靠性和转换效率的技术问题。
本申请是这样实现的，本申请实施例的彩色太阳能电池片包括：
硅基底，所述硅基底的受光面在空气中的反射率为15%-50%；和
设置于所述硅基底的受光面上的介质膜层；其中，所述彩色太阳能电池片的颜色与所述介质膜层的厚度和折射率相适配，所述彩色太阳能电池片的亮度与所述硅基底的受光面的反射率相适配。
更进一步地，所述硅基底的受光面为平坦化表面。
更进一步地，所述硅基底的受光面的反射率为20%-40%。
更进一步地，所述彩色太阳能电池片的受光面的反射率为3%-45%。
更进一步地，所述彩色太阳能电池片的受光面的反射率为5%-45%。
更进一步地，所述彩色太阳能电池片的亮度为0.1-0.8。
更进一步地，所述彩色太阳能电池片的受光面的反射率为10%-40%。
更进一步地，所述彩色太阳能电池片的亮度为0.2-0.8。
更进一步地，所述受光面与所述介质膜层之间设有增反层，所述增反层包括纳米金属层。
更进一步地，所述纳米金属层的厚度为0.5nm-20nm。
更进一步地，所述介质膜层的厚度为20nm-560nm，所述介质膜层的折射率为1.4-3.5。
更进一步地，所述介质膜层包括两层膜结构，底层膜的折射率为1.8-2.4，顶层膜的折射率为1.4-2.1。
更进一步地，所述介质膜层包括增反复合膜，所述增反复合膜包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层层叠设置在所述受光面上，所述第二膜层叠设置在所述第一膜层背离所述硅基底的一侧，所述第一膜层的折射率小于所述第二膜层的折射率。
更进一步地，所述介质膜层还包括第三膜层，所述第三膜层层叠设置在所述第一膜层和所述硅基底之间。
更进一步地，所述第三膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
更进一步地，所述彩色太阳能电池片为背接触太阳能电池片。
更进一步地，所述介质膜层为氧化铝膜层、氧化硅膜层、氮化硅膜层、氮氧化硅膜层、二氧化钛膜层、碳化硅膜层、非晶硅膜层、多晶硅膜层、氟化镁膜层和硫化锌膜层中的一种或多种的组合。
本申请还提供一种彩色电池组件，所述彩色电池组件包括上述任一项所述的彩色太阳能电池片。
更进一步地，所述彩色电池组件的受光面的反射率为2%-40%。
更进一步地，所述彩色电池组件的亮度为0.1-0.6。
更进一步地，所述彩色电池组件的受光面的反射率为20%-35%。
更进一步地，所述彩色电池组件的亮度为0.15-0.6。
更进一步地，所述彩色电池组件包括彩色背板，所述彩色背板设置在所述彩色太阳能电池片的背光面，所述彩色背板的颜色与所述彩色太阳能电池片的颜色一致。
本申请还提供一种光伏系统，所述光伏系统包括上述任一项所述的彩色电池组件。
在本申请实施例的彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统中，一方面，在制作彩色太阳能电池片时，可在制作过程中合理的调节介质膜层的厚度和折射率即可实现彩色太阳能电池片以及彩色电池组件的彩色化，而无需在层压封装时采用油墨玻璃、彩色玻璃或者彩色封装胶膜来实现彩色电池组件的彩色化，避免印刷的油墨受环境影响而导致组件不稳定，提高组件的稳定性和可靠性，降低成本，同时也可避免采用印刷油墨、采用彩色玻璃或者彩色封装胶膜而导致寄生吸收较高而导致转换效率较低，提高彩色电池组件的转换效率。另一方面，通过将硅基底的受光面的反射率设置在15%-50%这一合理范围内可以有效的提高彩色太阳能电池片的亮度，保证彩色太阳能电池片在封装层压成组件后同样也具备明亮鲜艳的颜色，避免采用彩色太阳能电池片的组件在封装层压后导致彩色太阳能电池组件的亮度极大降低而导致颜色暗淡不明显。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
图1是本申请提供的光伏系统的模块示意图；
图2是本申请提供的彩色电池组件的模块示意图；
图3是本申请提供的彩色太阳能电池片的结构示意图；
图4是本申请提供的彩色太阳能电池片的另一结构示意图；
图5是本申请提供的彩色太阳能电池片的又一结构示意图；
图6是本申请提供的彩色太阳能电池片的再一结构示意图；
图7是本申请提供的彩色太阳能电池片的再一结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。此外，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。
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一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用场景。
本申请中，在制作彩色太阳能电池片时，可在制作过程中合理的调节介质膜层的厚度和折射率即可实现彩色太阳能电池片以及彩色电池组件的彩色化以及调整亮度，而无需在层压封装时采用油墨玻璃或者彩色封装胶膜来实现彩色电池组件的彩色化和调节亮度，避免印刷的油墨受环境影响而导致组件不稳定，提高组件的稳定性和可靠性，降低成本，同时也可避免采用印刷油墨和彩色封装胶膜而导致吸光效率降低而导致转换效率较低，提高彩色太阳能电池片的转换效率。通过将硅基底的受光面设置为平坦化表面且将其反射率设置在15%-50%这一合理范围内可以有效的提高彩色太阳能电池片的亮度，避免采用彩色太阳能电池片的组件在封装层压后导致彩色太阳能电池片的亮度极大降低以及颜色发生明显变化。
实施例一
请参阅图1-图2，本申请实施例中的光伏系统1000可包括本申请实施例中的彩色电池组件200，本申请实施例中的彩色电池组件200可包括多个本申请实施例中的彩色太阳能电池片100。
请参阅图3，本申请实施例中的彩色太阳能电池片100可包括硅基底10和介质膜层20，硅基底10的受光面11在空气中的反射率为15%-50%。
介质膜层20可层叠设置于硅基底10的受光面11上，其中，彩色太阳能电池片100的颜色与介质膜层20的厚度和折射率相适配，彩色太阳能电池片100的亮度与硅基底10的受光面11的反射率相适配。
在本申请实施例的彩色太阳能电池片100、彩色电池组件200和光伏系统1000中，通过合理的设置介质膜层20的厚度和折射率可以改变彩色太阳能电池片100的颜色，而将硅基底10的受光面11的反射率设置为15%-50%这一合理的范围内则可有效的保证彩色太阳能电池片100的亮度，彩色太阳能电池片100的亮度与硅基底10的受光面11的反射率相适配。如此，一方面，在制作彩色太阳能电池片100时，可在制作过程中合理的调节介质膜层20的厚度和折射率即可实现彩色太阳能电池片100以及彩色电池组件200的彩色化，而无需在层压封装时采用油墨玻璃、彩色玻璃或者彩色封装胶膜来实现彩色电池组件200的彩色化，避免印刷的油墨受环境影响而导致组件不稳定，提高组件的稳定性和可靠性，降低成本，同时也可避免采用印刷油墨、采用彩色玻璃或者彩色封装胶膜而导致寄生吸收较高而导致转换效率较低，提高彩色电池组件200的转换效率。另一方面，通过将硅基底10的受光面11的反射率设置在15%-50%这一合理范围内可以有效的提高彩色太阳能电池片100的亮度，保证彩色太阳能电池片100在封装层压成组件后同样也具备明亮鲜艳的颜色，避免采用彩色太阳能电池片100的组件在封装层压后导致彩色太阳能电池组件200的亮度极大降低而导致颜色暗淡不明显。
需要说明的是，在本申请中，硅基底10的受光面11的反射率所指的是硅基底10在没有设置介质膜层20时硅基底10的受光面11在空气中的反射率。
还需要说明的是，在本申请中，“彩色太阳能电池片100的颜色与介质膜层20的厚度和折射率相适配”可以理解为彩色太阳能电池片100的颜色可由介质膜层20的厚度和折射率来决定，不同的厚度范围和折射率范围对应不同的颜色和不同的亮度。
此外，“彩色太阳能电池片100的亮度与硅基底10的受光面11的反射率相适配”可理解为不同的硅基底10的受光面11反射率对应彩色太阳能电池片100不同的亮度。
再有，还需要说明的是，在本申请的实施例中，介质膜层20具备钝化功能，也即是说，介质膜层20可以在改变彩色太阳能电池片100的颜色的同时也具备钝化功能，从而提高彩色太阳能电池片100的转换效率。
具体地，在本申请中，为了实现高反射率、洁净的硅基底10的受光面11，可通过对硅基底10进行化学处理，比如去损伤、酸抛光处理或者碱抛光处理、也可以进行化学机械抛光处理，以及电化学抛光处理来实现，也可以先进行制绒，再进行上述处理。
例如，在一些实施例中，硅基底10的受光面11为平坦化表面，其可通过氢氟酸、硝酸等酸性溶液来对硅基底10进行抛光从而使硅基底10的受光面11平坦化，又如，在一些实施例中，可通过氢氧化钾、氢氧化钠等碱性溶液来对硅基底10进行抛光从而使硅基底10的受光面11平坦化，其具体实现平坦化的工艺在此不作限制。
在本申请的实施例中，彩色太阳能电池片100的亮度的大小与硅基底10的受光面11的反射率的大小正相关。如此，可通过在制造过程中调节硅基底10的受光面11的反射率来调节彩色太阳能电池片100的亮度以使其亮度达到合适的范围，避免在封装层压后组件的亮度极大的降低而导致颜色暗淡不明显。使得封装层压形成的彩色电池组件200具有明亮鲜艳的颜色。
在本申请的实施例中，硅基底10的受光面11的反射率可优选为20%-40%。
如此，将硅基底10的受光面11的反射率设置在上述优选的范围内，可以使得彩色太阳能电池片100的亮度处于一个较优的范围内，进而实现最优化的颜色效果，最大程度的避免在封装层压后导致彩色电池组件200不够明亮鲜艳。
具体地，在这样的实施例中，硅基底10的受光面11的反射率可为20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%、36%、38%、40%或者20%-40%中的任一数值。
在传统技术中，硅基底10的受光面11的反射率通常为4%-15%，其通常不作平坦化处理，反射率较低，在封装层压形成组件后，组件的亮度会极大的降低而导致颜色暗淡不明显，甚至会导致颜色消失。而在传统的技术方案中，为了实现层压后形成组件的彩色化，其通常采用以下技术实现：
1、封装成组件时采用印刷有油墨的玻璃进行封装；
2、封装成组件时采用彩色玻璃进行封装；
3、封装成组件时采用彩色封装胶膜进行封装。
然而，采用传统的技术方案1会导致整个组件的吸光较为严重，油墨在长时间使用后会导致组件不稳定，可靠性较低，转换效率较低。采用上述传统的技术方案2和3也会导致整个组件的吸光较为严重，转换效率较低。
针对上述传统的组件彩色化的技术方案，本申请的发明人在研究过程中发现，在实现电池片的彩色化时，可在制作过程中调节本申请中的介质膜层20的厚度和折射率即可实现电池片和组件的彩色化，无需采用印刷油墨、彩色玻璃和彩色封装胶膜的方式来实现彩色化，减少了光线的寄生吸收，提高了转换效率。同时，本申请的发明人研究发现，通过对硅基底10的受光面11进行处理（例如平坦化处理）且将硅基底10的受光面11的反射率设置15%-50%这一合理的范围内可以进一步提高彩色太阳能电池片100的亮度，在后续将彩色太阳能电池片100层压形成彩色电池组件200的过程中，彩色电池组件200的颜色和亮度也不会发生明显的变化，使得彩色电池组件200同样也具备明亮鲜艳的颜色。
也即是说，采用本申请的技术方案，无需采用油墨、彩色玻璃和彩色封装胶膜，吸光较少，可靠性较高，有效的保证了转换效率，同时也能够提升彩色太阳能电池片100的亮度，使得彩色太阳能电池片100具有明亮鲜艳的颜色，即使在封装成彩色电池组件200后，彩色电池组件200也还是具备有明亮艳丽的颜色。也即，相较于传统的彩色化技术方案1-3，本申请可以在提高转换效率的同时也能够使得彩色电池组件200具有较高的亮度，使其具备明亮鲜艳的颜色，并且也能够提高彩色电池组件200组件的可靠性。
进一步地，在本申请的实施例中，“硅基底10的受光面11的反射率”可以理解为硅基底10的受光面11在可见光波段内的平均反射率或者加权平均反射率。在下文中，若出现相同的描述或者类似的描述（例如：某一元件的反射率）时，也可参照此处理解。
其中，平均反射率可以理解为可见光波段（380nm-780nm）内各个波长的光线在硅基底10的受光面11上的反射率的平均值。
加权平均反射率则可以由以下公式确定：
其中，WAR表示加权平均反射率；
表示波长；
表示对应波长的光通量；
表示对应波长的反射率。
具体地，在一些实施例中，硅基底10的受光面11的反射率可通过D8反射仪、紫外可见近红外分光光度计、椭偏仪等仪器进行测量得到。
此外，还需要说明的是，在本申请中，“亮度”所表示的是在色彩空间HSL内的L值，具体地，本文中的亮度是定义在色彩空间HSL内，在D50光源下，以2°观察角所计算测得的归一化亮度值。
进一步地，在本申请的实施例中，彩色电池组件200中的多个太阳能电池片可依次串接在一起从而实现形成电池串，各个电池串可串联、并联、或者串并联组合后实现电流的汇流输出，例如，可通过设置焊带（汇流条、互联条）、导电背板等方式来实现各个电池串的连接。
可以理解的是，在本申请的实施例中，彩色电池组件200还可包括金属框架、背板、光伏玻璃和胶膜（图均未示出）。胶膜可填充在彩色太阳能电池片100的正面和光伏玻璃、背面和背板以及相邻电池片等之间，作为填充物，其可为良好的透光性能和耐老化性能的透明胶体，例如胶膜可采用EVA胶膜或者POE胶膜，具体可根据实际情况进行选择，在此不作限制。
光伏玻璃可覆盖在彩色太阳能电池片100的正面的胶膜上，光伏玻璃可为超白玻璃，其具有高透光率、高透明性，并且具有优越的物理、机械以及光学性能，例如，超白玻璃的透光率可达92%以上，其可在尽可能不影响彩色太阳能电池片100的效率的情况下对彩色太阳能电池片100进行保护。同时，胶膜可将光伏玻璃和彩色太阳能电池片100黏合在一起，胶膜的存在可以对彩色太阳能电池片100进行密封绝缘以及防水防潮。
背板可贴附在彩色太阳能电池片100背面的胶膜上，背板可以对彩色太阳能电池片100起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性和耐老化性，背板可以有多重选择，通常可为钢化玻璃、有机玻璃、铝合金TPT复合胶膜等，其具体可根据具体情况进行设置，在此不作限制。背板、彩色太阳能电池片100、胶膜以及光伏玻璃组成的整体可设置在金属框架上，金属框架作为整个彩色电池组件200的主要外部支撑结构，且可为彩色电池组件200进行稳定的支撑和安装，例如，可通过金属框架将彩色电池组件200安装在所需要安装的位置。
进一步地，在本实施例中，光伏系统1000可应用在光伏电站中，例如地面电站、屋顶电站、水面电站等，也可应用在利用太阳能进行发电的设备或者装置上，例如用户太阳能电源、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能建筑等等。当然，可以理解的是，光伏系统1000的应用场景不限于此，也即是说，光伏系统1000可应用在需要采用太阳能进行发电的所有领域中。以光伏发电系统网为例，光伏系统1000可包括光伏阵列、汇流箱和逆变器，光伏阵列可为多个彩色电池组件200的阵列组合，例如，多个彩色电池组件200可组成多个光伏阵列，光伏阵列连接汇流箱，汇流箱可对光伏阵列所产生的电流进行汇流，汇流后的电流流经逆变器转换成市电电网要求的交流电之后接入市电网络以实现太阳能供电。
在一些实施例中，彩色太阳能电池片100可优选为背接触太阳能电池片。
如此，背接触太阳能电池片的硅基底10的受光面11上无栅线遮挡，不会存在印刷不兼容的问题，同时也可以使得彩色太阳能电池片100和彩色电池组件200的颜色整体更加美观。
在一些实施例中，背接触电池片可为半片电池。
进一步地，在一些实施例中，背接触电池片的背面的焊带可为增反焊带，例如，其反射率可设置为15%-50%，这样可以提高彩色太阳能电池片100背面的亮度。
此外，在一些实施例中，彩色电池组件200中连接彩色太阳能电池片100的汇流条可为增反汇流条，例如，其反射率可设置为15%-50%，这样也可以提高背面的反射率从而提高背面亮度。
当然，在一些实施例中，背接触电池片背面的焊带也可为彩色焊带，背面的汇流条也可为彩色汇流条，从而使得彩色电池组件200的背面也具备彩色效果，两者的色彩可与彩色太阳能电池片100的受光侧的颜色相同或者不同，具体在此不作限制。
另外，在一些实施例中，彩色电池组件200的背板可为彩色背板，彩色背板设置在彩色太阳能电池片100的背光面，彩色背板的颜色可与彩色电池组件200中彩色太阳能电池片100的颜色一致。这样，从外观上，整个彩色电池组件20的正面和背面均为彩色且为同一颜色，提高外观美感。
再有，在一些可能的实施例中，彩色电池组件200中的也可以包括颜色不同的彩色太阳能电池片100，这样，彩色电池组件200可呈现多种多样的色彩，以提高美感。
当然，可以理解的是，在其它实施例中，彩色太阳能电池片100也可以是PERC太阳能电池片、Topcon太阳能电池片等，具体在此不作限制。
进一步地，在本申请的实施例中，介质膜层20可为氧化铝膜层、氧化硅膜层、氮化硅膜层、氮氧化硅膜层、二氧化钛膜层、碳化硅膜层、非晶硅膜层、多晶硅膜层、氟化镁膜层和硫化锌膜层中的一种或多种的组合。也即是说，介质膜层20可以是单层膜也可以是多层膜层叠在一起的复合膜层，具体在此不作限制。
进一步地，在一些实施例中，彩色太阳能电池片100的受光面的反射率为3%-45%。如此，整个彩色太阳能电池片100的受光面的反射率位于这一范围内可以有效的提高彩色太阳能电池片100的亮度，从而避免在封装层压后导致彩色电池组件200的颜色暗淡不明显。在一些实施例中，彩色太阳能电池片100的受光面的反射率可为5%-45%。
具体地，需要说明的是，上文中所述的“硅基底10的受光面11的反射率”所指的是硅基底10在没有膜层20情况下受光面11的反射率，而“彩色太阳能电池片100的受光面的反射率”则指的是在制作完成整个彩色太阳能电池片100后电池片正面的的整体反射率，而并非是指彩色太阳能电池片100最上方表面的反射率，例如，其可理解为在硅基底10的受光面11在制作完成介质膜层20后的反射率，其反射率由硅基底10的受光面11的反射率以及介质膜层20的反射率决定。其具体反射率的含义以及测量方式，可参考上述的硅基底10的受光面11的反射率的定义以及测量方式，在此不作赘述。
在这样的实施例中，彩色太阳能电池片的亮度为0.1-0.8。如此，通过将彩色太阳能电池片100的受光面的反射率在5%-45%这一合理的范围内可以使得彩色太阳能电池100的亮度处于0.1-0.8这一合理范围内，从而有效的提高彩色太阳能电池片100的亮度，保证有效的彩色太阳能电池片100在封装层组件后同样也具备明亮鲜艳的颜色，同时也可以避免亮度过高而导致转换效率变低。
在一些实施例中，彩色太阳能电池片100的受光面的反射率可优选为10%-40%。这样，将彩色太阳能电池片100的整体反射率设置在这一最优的范围内可以使得彩色太阳能电池片100在封装层压形成彩色电池组件200后也可以使得彩色电池组件200具有明亮鲜艳的颜色。
具体地，在这样的实施例中，彩色太阳能电池片100的受光面的反射率可为10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%或者10%-40%中的任一数值，具体在此不作限制。
进一步地，在这样的实施例中，彩色太阳能电池片的亮度为0.2-0.8。如此，通过将彩色太阳能电池片100的受光面的反射率在10%-40%这一最优的范围内可以使得彩色太阳能电池100的亮度处于0.2-0.8这一最优的范围内，可以在保证效率的同时保证彩色太阳能电池片100在封装层压层彩色电池组件200后同样也具备明亮鲜艳的颜色，同时也可以避免亮度过高而导致转换效率变低。
在一些实施例中，彩色电池组件200的受光面的反射率为2%-40%。如此，整个彩色太阳能电池片100的反射率位于这一合理的范围内可以有效的保证整个彩色电池组件200的亮度处于一个较为合理的范围，避免彩色电池组件200的亮度过低而导致颜色暗淡不明显，也可以避免亮度过高而导致转换效率变低。
具体地，“彩色电池组件200的受光面的反射率”指的是在制作完成整个彩色电池组件200后整个组件的反射率，而并非是指彩色电池组件200最上方的表面的反射率，例如，其可以理解为将多个彩色太阳能电池片100通过胶膜、光伏盖板、背面经过层压封装后所形成的组件的反射率，其反射率由彩色太阳能电池片100的受光面的反射率、胶膜、以及封装盖板的反射率决定。其具体反射率的含义以及测量方式，可参考上述的硅基底10的受光面11的反射率的定义以及测量方式，在此不作赘述。
在这样的实施例中，彩色电池组件200的亮度为0.1-0.6。如此，将彩色电池组件200的受光面的反射率在2%-40%这一合理的范围内可以使得彩色电池组件200的亮度处于0.1-0.6这一合理范围内，保证组件具有明亮鲜艳的颜色。
较佳地，在一些实施例中，彩色电池组件200的受光面的反射率可优选为20%-35%。
在这样的情况下，优选地，彩色电池组件200的亮度为0.15-0.6。
如此，将彩色电池组件200的受光面的反射率设置在这一较佳范围内，可以保证彩色电池组件200的亮度处于0.15-0.6这一较优的范围内，保证组件具有明亮鲜艳的颜色，同时也可以避免亮度过高而导致转换效率变低。
具体地，在这样的实施例中，彩色电池组件200的反射率可为20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%、35%或者20%-35%中的任一数值，具体在此不作限制。彩色电池组件200的亮度可为0.15、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.55、0.6或者0.15-0.6之间的任一数值，具体在此不作限制，不同的反射率对应不同的亮度。
实施例三
请参阅图4，在一些实施例中，硅基底10的受光面11与介质膜层20之间可设有增反层30，增反层30 可包括纳米金属层。
如此，通过在硅基底10的受光面11和介质膜层20之间设置增反层30可以进一步提高彩色太阳能电池片100的反射率，进而提高彩色太阳能电池片100的亮度，使彩色太阳能电池片100具有更加明亮鲜艳的颜色，同时也可以进一步提高层压封装所形成的彩色电池组件200的亮度，使其具有更加明亮鲜艳的颜色。
具体地，在这样的实施例中，增反层30的厚度可设置为0.5nm-20nm，这样可以尽量的减少增反层30的设置对于转换效率的影响，也即是说，将增反层30的厚度设置在0.5nm-20nm这一范围内可以在基本不影响转换效率的情况下增加的反射率，提高颜色的鲜艳程度。
优选地，在本申请中，增反层30的厚度可优选为0.5nm-10nm，以避免厚度太厚而大幅度影响转换效率。
在这样的实施例中，纳米金属层可优选采用纳米银层，当然，在其它的实施例中，纳米金属层也可为纳米铝层、纳米铜层，具体在此不作限制。
实施例四
在一些实施例中，介质膜层20的厚度可为20nm-560nm，介质膜层20的折射率可为1.4-3.5。
如此，在上述范围内调节介质膜层20的厚度和折射率可以使得彩色太阳能电池片100的颜色能够基本覆盖各种颜色，从而适应各种使用场景。
具体地，在这样的实施例中，介质膜层20的厚度可优选在40nm-300nm，折射率可优选为1.4-2.6，这样，通过将介质膜层20的厚度和折射率设置在这一较优的范围内可以避免介质膜层20厚度过厚而导致颜色变浅以及亮度变低，同时也可以避免介质膜层20厚度太薄而导致无法形成所需要的颜色以及导致钝化效果变差，同时也可以有效的避免膜层太薄而导致沉积过程中出现不均匀的现象。
更具体地，在一些实施例中，介质膜层20可为氮化硅膜层；
在氮化硅膜层的厚度范围为60-120nm，折射率为1.8-2.4时，彩色太阳能电池片100的颜色可为蓝色；
在氮化硅膜层的厚度范围为130-180nm，折射率为1.8-2.4时，彩色太阳能电池片100的颜色可为金色；
在介质膜层20为氮化硅膜层，氮化硅膜层的厚度范围为120-130nm，折射率为1.8-2.4时，彩色太阳能电池片100的颜色可为银白色。
如此，通过将氮化硅膜层的厚度和折射率设置在不同的范围可使得彩色太阳能电池片100具备不同的颜色，以满足不同的场景需求。
需要说明的是，以上颜色仅为示例性的颜色，可以理解，在用户需要不同的其它不同的颜色时，也可以通过调节介质膜层20的厚度和折射率来将彩色太阳能电池片100的颜色调节至用户所期望的颜色，具体在此不作限制。
实施例五
请参阅图5，在一些实施例中，介质膜层20为两层膜结构，底层膜21的折射率为1.8-2.4，顶层膜22的折射率为1.4-2.1。
如此，将介质膜层20设置成折射率处于不同范围内的两个膜层，可通过调节两个膜层的折射率来调节彩色太阳能电池片100的颜色以及彩色太阳能电池片100的整体反射率，以调节亮度。
具体地，在这样的实施例中，底层膜21层叠设置在硅基底10的受光面11上，顶层膜22可设置在底层膜21的上方，底层膜21的折射率可优选与顶层膜22的折射率不同以实现不同折射率的组合。底层膜21的折射率可为1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.4、2.4或者为1.8-2.4中的任一数值，顶层膜22的折射率可为1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1或者为1.4-2.1中的任一数值，具体在此不作限制。
实施例六
请参阅图6，在一些实施例中，介质膜层20可包括增反复合膜40，增反复合膜40可包括第一膜层41和第二膜层42，第一膜层41层叠设置在硅基底10的受光面11上，第二膜层42叠设置在第一膜层41背离硅基底10的一侧，第一膜层41的折射率小于第二膜层42的折射率。
如此，将介质膜层20设置为增反复合膜40，且从硅基底10的受光面11向上层叠的第一膜层41和第二膜层42的折射率设置为低-高的排列可以有效的避免在层压形成组件后颜色变暗，有效的提高彩色太阳能电池片100和彩色电池组件200的整体反射率以提高使颜色更加鲜艳。
具体地，在这样的实施例中，第一膜层41折射率可为1.4-2.1，例如1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1或者1.4-2.1之间的任一数值，第二膜层42折射率可为1.8-2.4，例如1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.4、2.4或者1.8-2.4之间的任一数值。
进一步地，请参阅图7，在一些实施例中，介质膜层20还可包括第三膜层43，第三膜层43层叠设置在第一膜层41和硅基底10之间。这样，也通过调节第三膜层43的厚度和折射率来调节彩色太阳能电池片100和彩色电池组件200的颜色和反射率。
再进一步地，在这样的实施例中，第三膜层43的折射率可大于第一膜层41的折射率。
如此，第三膜层43、第一膜层41和第二膜层42形成折射率为高-低-高的复合膜层可以进一步提高彩色太阳能电池片100和彩色电池组件200的反射率，有效的避免彩色太阳能电池片100在层压形成彩色电池组件200后颜色变暗淡，使其具备明亮鲜艳的颜色。
具体地，在这样的实施例中，第一膜层41、第二膜层42、第三膜层43均可为同一材质的膜层，例如，其均可为氧化铝膜层、氧化硅膜层、氮化硅膜层、氮氧化硅膜层、二氧化钛膜层、碳化硅膜层、非晶硅膜层、多晶硅膜层、氟化镁膜层和硫化锌膜层中的一种。当然，可以理解的是，在其它实施例中，第一膜层41、第二膜层42和第三膜层43的材质也可以是两两相同或者是三者均不同，具体在此不作限制。
此外，在一些实施例中，第三膜层43的数量可以是单层也可以是多层，具体在此不作限制，不同的第三膜层43的材质可以相同也可以不同。另外，在一些实施例中，在第二膜层42上方还可设置有第四膜层或者在第二膜层42的上方可依次设置有多个膜层，具体在此不作限制。再有，在一些实施例中，增反复合膜40的数量也可以是多个，也即是说，在这样的实施例中，第一膜层41和第二膜层42可以重复层叠设置为多层，具体在此不作限制。
下表1中为传统的电池片彩色化技术中的硅片、彩色太阳能电池片和彩色电池组件在反射率、亮度和归一化效率上与本申请中的彩色太阳能电池片100和彩色电池组件200的对比表。
表1
在上表1中，对比例1为采用彩色玻璃进行封装的组件，对比例2为采用印刷有油墨的玻璃进行封装的组件，对比例3为采用彩色封装胶膜进行封装的组件。
由上表1可知，在对比例1-3中，虽然通过印刷油墨、采用彩色玻璃或者采用彩色封装胶膜进行封装后可以使得组件具有颜色，但是颜色的亮度较低，组件的亮度最高只能达到0.4，色彩较为暗淡，同时也具有较高的寄生吸收，归一化效率普遍较低，功率较低，而在本申请中，硅片的受光面的反射率、彩色太阳能电池片的反射率以及组件的反射率均较高，亮度也较高，组件的亮度最高能达到0.6，组件具有明亮鲜艳的颜色，同时归一化效率也较高，功率较高。
由此可知，采用本申请的技术方案，在不采用彩色油墨、彩色玻璃和彩色封装胶膜的情况下，既可以保证组件的效率，也能够使得彩色电池片100和彩色电池组件200具备明亮鲜艳的颜色。
下表2为传统电池片和组件在颜色、反射率和亮度上与本申请中的彩色太阳能电池片100的对比表。
表2
由上表2可知，传统的电池片中，在各个颜色下，电池片和组件的反射率均较低，亮度也较低，电池片在封装成组件后所形成的组件后，传统的组件中的反射率和亮度均较低，颜色较为暗淡甚至基本消失，其不具备鲜艳的彩色功能。然而，在本申请中，在各个颜色下，组件的反射率以及亮度均有很大程度的提升，从而使得本申请的彩色电池组件200具有明亮鲜艳的颜色。
综合上表1和表2可知，本申请提出的新的彩色化技术可以实现电池片和组件的彩色化，并且所形成的组件相较于传统的彩色化技术具有更高的转换效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (24)
1.一种彩色太阳能电池片，其特征在于，包括：
硅基底，所述硅基底的受光面在空气中的反射率为15%-50%；和
设置于所述硅基底的受光面上的介质膜层；其中，所述彩色太阳能电池片的颜色与所述介质膜层的厚度和折射率相适配，所述彩色太阳能电池片的亮度与所述硅基底的受光面的反射率相适配。
2.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述硅基底的受光面为平坦化表面。
3.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述硅基底的受光面的反射率为20%-40%。
4.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述彩色太阳能电池片的受光面的反射率为3%-45%。
5.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述彩色太阳能电池片的受光面的反射率为5%-45%。
6.根据权利要求4所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述彩色太阳能电池片的亮度为0.1-0.8。
7.根据权利要求4所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述彩色太阳能电池片的受光面的反射率为10%-40%。
8.根据权利要求7所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述彩色太阳能电池片的亮度为0.2-0.8。
9.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述受光面与所述介质膜层之间设有增反层，所述增反层包括纳米金属层。
10.根据权利要求9所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述纳米金属层的厚度为0.5nm-20nm。
11.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述介质膜层的厚度为20nm-560nm，所述介质膜层的折射率为1.4-3.5。
12.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述介质膜层包括两层膜结构，底层膜的折射率为1.8-2.4，顶层膜的折射率为1.4-2.1。
13.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述介质膜层包括增反复合膜，所述增反复合膜包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层层叠设置在所述受光面上，所述第二膜层叠设置在所述第一膜层背离所述硅基底的一侧，所述第一膜层的折射率小于所述第二膜层的折射率。
14.根据权利要求13所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述介质膜层还包括第三膜层，所述第三膜层层叠设置在所述第一膜层和所述硅基底之间。
15.根据权利要求14所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述第三膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
16.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述彩色太阳能电池片为背接触太阳能电池片。
17.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述介质膜层为氧化铝膜层、氧化硅膜层、氮化硅膜层、氮氧化硅膜层、二氧化钛膜层、碳化硅膜层、非晶硅膜层、多晶硅膜层、氟化镁膜层和硫化锌膜层中的一种或多种的组合。
18.一种彩色电池组件，其特征在于，包括权利要求1-17中任一项所述的彩色太阳能电池片。
19.根据权利要求18所述的彩色电池组件，其特征在于，所述彩色电池组件的受光面的反射率为2%-40%。
20.根据权利要求19所述的彩色电池组件，其特征在于，所述彩色电池组件的亮度为0.1-0.6。
21.根据权利要求19所述的彩色电池组件，其特征在于，所述彩色电池组件的受光面的反射率为20%-35%。
22.根据权利要求21所述的彩色电池组件，其特征在于，所述彩色电池组件的亮度为0.15-0.6。
23.根据权利要求18所述的彩色电池组件，其特征在于，所述彩色电池组件包括彩色背板，所述彩色背板设置在所述彩色太阳能电池片的背光面，所述彩色背板的颜色与所述彩色太阳能电池片的颜色一致。
24.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求18-23中任一项所述的彩色电池组件。
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