CN203674229U - 透光型晶硅太阳电池组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公布了一种透光型晶硅太阳电池组件，属于光伏发电组件技术领域。该组件包括联接在一起的多块晶硅电池片，所述的晶硅电池片之间设置间隔距离用于透光，所述的组件受光面前板玻璃为厚度2-4mm的平板玻璃，背光面背板玻璃采用厚度为2-4mm的平板玻璃，晶硅电池片位于前板玻璃与背板玻璃之间，至少在晶硅电池片与背板玻璃之间设置有PVB封装膜层。本实用新型将晶硅电池作为透光型组件应用到光伏建筑一体化上，能够实现单位面积发电量的提升。

Description

透光型晶硅太阳电池组件
技术领域
本实用新型涉及一种晶硅太阳电池组件，特别涉及一种透光型晶硅太阳电池组件，属于光伏发电组件技术领域。
背景技术
光伏发电被公认为未来的主要清洁能源之一，虽然其发展过程中遇到了各种问题，但其未来仍被业界看好。目前的光伏发电组件主要有晶硅太阳电池组件、非晶硅太阳电池组件及其它半导体光伏组件，如铜铟镓硒薄膜太阳电池等，光伏发电需要依靠建设光伏电站并网或离网来实现对用户的供电，这种方式要求光伏电站需要具备安装的空间，在我国由于土地资源的相对紧张在一定程度上制约了大规模光伏发电站的建设和发展，目前我国的大规模发电站主要建设在西北等土地资源相对宽裕的地区，在平原和经济发达的地区由于土地资源紧张基本不可能建设大型的光伏发电站，为了克服光伏发电在应用中的这一瓶颈，光伏建筑一体化的设计应运而生，这种设计将光伏发电与目前的建筑设计建造融合在一起，为光伏发电的安装应用提供了广阔的空间，但光伏建筑一体化对光伏组件的有其个性特殊的要求，其最基本要求之一就是在发电的同时能够满足建筑采光的需要，还有诸如强度、防爆型等安全方面的要求指标，所以要想在光伏建筑一体化上去的长足进展，需要在光伏组件的特性上满足其要求，目前主流的光伏组件为晶硅型太阳电池组件和非晶硅型太阳电池组件，晶硅型太阳电池组件的结构一般为入光面采用盖板玻璃（通常为超白轧花玻璃，采用辊压法制造）、联接在一起的晶硅电池片、封装膜（通常为EVA胶膜或PVB胶膜）、背板材料（通常为高分子膜，如TPT、TPE、KPK等）通过层压封装在一起，这种结构的晶硅太阳电池组件由于前板采用轧花玻璃、背板采用高分子膜，光线照射到组件表面后无法透过，所以这类组件无法满足光伏建筑一体化采光的需要，主要用于光伏电站的建设，非晶硅薄膜太阳电池能够通过对发电池激光刻蚀等方式实现组件的透光型，但这类组件在光伏建筑一体化的应用上有一下问题：一是转换效率偏低，由于非晶硅光伏组件的转换效率本身较晶硅组件第很多，目前非晶微晶结构的叠层光伏组件的转换效率最对也在10%左右，为了兼顾采光量和采光面积，还要刻蚀掉相应的发电功能面积，所以这类光伏组件应用到光伏建筑一体上单位面积的发电量很低，如果刻蚀掉30%的发电面积供透光使用，目前最高转换效率的非晶微晶叠层电池实际按照面积换算后的发电效率低于7%，这导致单位面积的发电效率较低，二是非晶硅薄膜电池在制造中需要用到导电玻璃，导电玻璃是通过在玻璃表面制作导电层实现的，在薄膜电池生产的过程中，需要对导电玻璃的导电膜层进行激光刻蚀来满足电池单元生产制作的需要，激光刻蚀过程的能量聚焦要求对导电玻璃的平整度及导电膜层的厚度都有严格的要求，因为玻璃钢化会对玻璃表面的平整度带来负面影响，所以在非晶硅薄膜太阳电池制造中基本无法实现导电玻璃的钢化，这样在封装时背板玻璃采用钢化玻璃时会带来前后玻璃不匹配的导致的内应力引起破裂、开胶等问题，采用不钢化的玻璃会导致这种类型的太阳电池的强度、防爆性在光伏建筑一体化的应用上不能满足要求，三是由于玻璃平整度、制作导电膜、玻璃强度的需要，非晶硅薄膜太阳电池的导电玻璃厚度目前产业化的应用上最薄只能做到3.2mm，低于3.2mm的情况下降无法满足强度、平整度、导电膜制作的需要，所以目前的非晶硅薄膜太阳电池的导电玻璃大规模应用上最薄只能做到3.2mm级别，这在一定程度上限制了组件的轻量化，在晶硅电池前板玻璃采用轧花玻璃是也存在同样的问题，前板玻璃的厚度最薄到3.2mm，低于3.2mm的情况下钢化后引起的变形导致组件封装后做老化试验合格率很低，不能保证电池的正常寿命和使用，即使某些企业宣称采用3.2mm厚度以下的玻璃做出了光伏发电组件，但付诸大规模生产良品率极低，目前尚无成熟的技术应用大规模将光伏发电组件的封装玻璃降低到3.2mm以下，所有这些都限制了其在光伏建筑一体化上的大规模应用，光伏建筑一体化应用发展中需要一种高效、安全、环保、轻量化的太阳电池组件。
实用新型内容
本实用新型为提供一种透光型晶硅太阳电池组件。
本实用新型所提供的透光型晶硅太阳电池组件，包括联接在一起的多块晶硅电池片，所述的晶硅电池片之间设置间隔距离用于透光，所述的组件受光面前板玻璃为厚度2-4mm的平板玻璃，背光面背板玻璃采用厚度为2-4mm的平板玻璃，晶硅电池片位于前板玻璃与背板玻璃之间，至少在晶硅电池片与背板玻璃之间设置有PVB封装膜层，所述的PVB封装膜层的厚度为0.38-1.14mm，进一步的，在前板玻璃与晶硅电池片之间设置有第一PVB封装膜层，从受光面向背光面分别为：2-4mm厚的前板玻璃、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、2-4mm厚的背板玻璃，进一步的，所述的晶硅电池片为两层，从受光面向背光面各层分别为：2-4mm厚的前板玻璃、第一晶硅电池片层、第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、第二PVB封装膜层、2-4mm厚的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠，进一步的，所述的晶硅电池片层为两层，从受光面向背光面各层分别为：厚度小于3mm的前板玻璃、第一晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、厚度小于3mm的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠，进一步的，所述的晶硅电池片层为两层，从受光面向背光面各层分别为：厚度为2mm的前板玻璃、第一晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、厚度为2mm的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠。
本实用新型所提供的一种透光型晶硅太阳电池组件的有益技术效果为：本实用新型采用将电池片设置在两块透明玻璃之间，采用透明材料PVB进行封装，合理设置电池片之间的间隔能够使光线从间隔的空间透过组件，实现晶硅组件即发电又能透光，由于晶硅太阳电池的发电效率较高，目前通常在16%以上，优质的可达19%以上，在这种情况下电池片之间的间隔面积占整个组件面积30%的话，在可以完全满足采光的需要的前提下，整个太阳电池组件按照面积折合后的发电效率仍然在10%以上，大大高于目前光伏建筑一体化上采用的非晶硅光伏发电组件，采用两层较薄的PVB封装层能够使组件封装后补偿玻璃钢化过程中的产生的变形，使用于组件封装的钢化玻璃钢化时允许的变形量区间增加，进而可以降低玻璃厚度，试验证明采用这种结构的光伏组件抗老化试验性能完全合格，这样即保证了组件的质量，又能有效降低组件的重量和材料成本，采用双层电池片，能够使光线充分利用，提高光伏建筑一体化的发电组件单位面积的发电效率。本实用新型产生了以下积极的技术效果：一是能够将晶硅电池作为透光型组件应用到光伏建筑一体化上，二是本实用新型的组件在光伏建筑一体化应用上能够实现单位面积发电量的提升，三是本实用新型能够有效降低前板玻璃、背板玻璃的厚度，有利于组件轻量化的实现。
附图说明
图1本实用新型的第一种形式正视示意图。
图2是本实用新型的第一种形式侧视截面示意图。
图3是本实用新型的第二种形式侧视式截面示意图。
图4是本实用新型的第三种形式侧视式截面示意图。
具体实施方式
为了更充分的解释本实用新型的实施，提供本实用新型的实施实例，这些实施实例仅仅是对本实用新型的阐述，不限制本实用新型的范围。本实用新型中的太阳电池组件制作，可以采用普通的层压工艺实现，也可以采用辊压等封装工艺先封边，然后采用高压釜制作工艺完成太阳电池组件制作。
本实用新型所提供的透光型晶硅太阳电池组件，包括联接在一起的多块晶硅电池片，其特征在于：所述的晶硅电池片之间设置间隔距离用于透光，所述的组件受光面前板玻璃为厚度2-4mm的平板玻璃，背光面背板玻璃采用厚度为2-4mm的平板玻璃，晶硅电池片位于前板玻璃与背板玻璃之间，至少在晶硅电池片与背板玻璃之间设置有PVB封装膜层，所述的PVB封装膜层的厚度为0.38-1.14mm，进一步的，在前板玻璃与晶硅电池片之间设置有第一PVB封装膜层，从受光面向背光面分别为：2-4mm厚的前板玻璃、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、2-4mm厚的背板玻璃，进一步的，所述的晶硅电池片为两层，从受光面向背光面各层分别为：2-4mm厚的前板玻璃、第一晶硅电池片层、第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、第二PVB封装膜层、2-4mm厚的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠，进一步的，所述的晶硅电池片层为两层，从受光面向背光面各层分别为：厚度小于3mm的前板玻璃、第一晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、厚度小于3mm的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠，进一步的，所述的晶硅电池片层为两层，从受光面向背光面各层分别为：厚度为2mm的前板玻璃、第一晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、厚度为2mm的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠，所述的前板玻璃、背板玻璃均为钢化玻璃，更为优化的，连接各个晶硅电池片之间的导线采用透明导线。
下面结合附图对本实用新型进行进一步的阐述。
实施例1：
图1、图2是本实用新型的第一种形式相关的示意图，图中：1-1：太阳电池组件；1-2：晶硅电池片层；1-3：电池片之间的间隔；1-4：前板玻璃；1-5：PVB封装膜层；1-6：背板玻璃，前板玻璃、背板玻璃均采用3.2mm厚度的浮法平板玻璃，优化的选择前板玻璃为超白浮法玻璃，将电池片按照设计要求采用导线连接，优化的，连接各个晶硅电池片之间的导线采用透明导线，预留有电池片之间的间隔如1-3所示，将前板玻璃、背板玻璃钢化，背板玻璃钢化前按照工艺要求打孔用于引线，PVB采用0.76mm的厚度，首先在前板玻璃上铺设好连接好的电池片层，在电池片层上铺设PVB层，PVB层上盖上背板玻璃，采用层压或高压釜工艺完成组件的制作，其它的如设置接线盒、玻璃打孔等工艺同采用传统工艺根据需要完成即可。
实施例2：
图3是本实用新型的第二种形式相关的示意图，图中：1-1：太阳电池组件；1-2：晶硅电池片层； 1-4：前板玻璃；1-51：第一PVB封装膜层；1-52：第二PVB封装膜层；1-6：背板玻璃，前板玻璃、背板玻璃可采用3.2mm以下厚度的浮法平板玻璃，本实施例中采用厚度2.0mm的玻璃，优化的选择前板玻璃为超白浮法玻璃，将电池片按照设计要求采用导线连接，预留有电池片之间的间隔，将前板玻璃、背板玻璃钢化，背板玻璃钢化前按照工艺要求打孔用于引线，第一PVB封装膜层的PVB采用0.38mm的厚度，第二PVB封装膜层采用0.38mm的厚度，首先在前板玻璃上铺设第一PVB封装膜层1-51，然后铺设连接好的电池片层，在电池片层上铺设第二PVB封装膜层1-52，第二PVB封装膜层1-52上盖上背板玻璃1-6，采用层压或高压釜工艺完成组件的制作，其它的如设置接线盒、玻璃打孔等工艺同采用传统工艺根据需要完成即可，本实施例中将原来一层的0.76mm厚度的PVB改为两层0.38mm厚度的PVB，可以允许钢化玻璃钢化过程中较大的变形量，由于通常2mm的玻璃较3.2mm厚度的玻璃在钢化过程中的变形量大且不易控制，所以采用本方案2.0mm厚度的玻璃钢化后仍然可以满足制作本实用新型太阳电池组件的要求，可以有效的降低最终组件的重量。
实施例3：
图4是本实用新型的第三种形式相关的示意图，图中：1-1：太阳电池组件；1-21：第一晶硅电池片层；1-22：第二晶硅电池片层； 1-4：前板玻璃；1-51：第一PVB封装膜层；1-52：第二PVB封装膜层；1-6：背板玻璃，前板玻璃、背板玻璃可采用3.2mm以下厚度的浮法平板玻璃，本实施例中采用厚度2.0mm的玻璃，优化的选择前板玻璃为超白浮法玻璃，将电池片按照设计要求采用导线连接，预留有电池片之间的间隔，将前板玻璃、背板玻璃钢化，背板玻璃钢化前按照工艺要求打孔用于引线，第一PVB封装膜层的PVB采用0.38mm的厚度，第二PVB封装膜层采用0.38mm的厚度，首先在前板玻璃上铺设连接好的第一晶硅电池片层1-21，然后铺设第一PVB封装膜层1-51，然后再铺设连接好的第二晶硅电池片层1-22，在第二晶硅电池片层1-22上铺设第二PVB封装膜层1-52，第二PVB封装膜层1-52上盖上背板玻璃1-6，采用层压或高压釜工艺完成组件的制作，其它的如设置接线盒、玻璃打孔等工艺同采用传统工艺根据需要完成即可，本实施例中将原来一层的0.76mm厚度的PVB改为两层0.38mm厚度的PVB，可以允许钢化玻璃钢化过程中较大的变形量，由于通常2mm的玻璃较3.2mm厚度的玻璃在钢化过程中的变形量大且不易控制，所以采用本方案2.0mm厚度的玻璃钢化后仍然可以满足制作本实用新型太阳电池组件的要求，可以有效的降低最终组件的重量，将原来的一层电池片层改为两层，可以最大限度的利用太阳光，增加单位面积的发电量本实用新型采用将电池片设置在两块透明玻璃之间，采用透明材料PVB进行封装，合理设置电池片之间的间隔能够使光线从间隔的空间透过组件，实现晶硅组件即发电又能透光，由于晶硅太阳电池的发电效率较高，目前通常在16%以上，优质的可达19%以上，在这种情况下电池片之间的间隔面积占整个组件面积30%的话，在可以完全满足采光的需要的前提下，整个太阳电池组件按照面积折合后的发电效率仍然在10%以上，大大高于目前光伏建筑一体化上采用的非晶硅光伏发电组件，采用两层较薄的PVB封装层能够使组件封装后补偿玻璃钢化过程中的产生的变形，使用于组件封装的钢化玻璃钢化时允许的变形量区间增加，进而可以降低玻璃厚度，试验证明采用这种结构的光伏组件抗老化试验性能完全合格，这样即保证了组件的质量，又能有效降低组件的重量和材料成本，采用双层电池片，能够使光线充分利用，提高光伏建筑一体化的发电组件单位面积的发电效率。本实用新型产生了以下积极的技术效果：一是能够将晶硅电池作为透光型组件应用到光伏建筑一体化上，二是本实用新型的组件在光伏建筑一体化应用上能够实现单位面积发电量的提升，三是本实用新型能够有效降低前板玻璃、背板玻璃的厚度，有利于组件轻量化的实现。
在详细说明本实用新型的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围，且本实用新型亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (5)

1.透光型晶硅太阳电池组件，包括联接在一起的多块晶硅电池片，其特征在于：所述的晶硅电池片之间设置间隔距离用于透光，所述的组件受光面前板玻璃为厚度2-4mm的平板玻璃，背光面背板玻璃采用厚度为2-4mm的平板玻璃，晶硅电池片位于前板玻璃与背板玻璃之间，至少在晶硅电池片与背板玻璃之间设置有PVB封装膜层，所述的PVB封装膜层的厚度为0.38-1.14mm。
2.根据权利要求1所述的透光型晶硅太阳电池组件，其特征在于：在前板玻璃与晶硅电池片之间设置有第一PVB封装膜层，从受光面向背光面分别为：2-4mm厚的前板玻璃、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、2-4mm厚的背板玻璃。
3.根据权利要求1所述的透光型晶硅太阳电池组件，其特征在于：所述的晶硅电池片为两层，从受光面向背光面各层分别为：2-4mm厚的前板玻璃、第一晶硅电池片层、第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、第二PVB封装膜层、2-4mm厚的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠。
4. 根据权利要求1所述的透光型晶硅太阳电池组件，其特征在于：所述的晶硅电池片层为两层，从受光面向背光面各层分别为：厚度小于3mm的前板玻璃、第一晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、厚度小于3mm的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠。
5. 根据权利要求1所述的透光型晶硅太阳电池组件，其特征在于：所述的晶硅电池片层为两层，从受光面向背光面各层分别为：厚度为2mm的前板玻璃、第一晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第一PVB封装膜层、第二晶硅电池片层、厚度小于0.4mm的第二PVB封装膜层、厚度为2mm的背板玻璃，所述的第一晶硅电池片层、第二晶硅电池片层形状完全相同且在组件厚度方向上位置重叠。
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