CN207765464U - 一种可提升发电量的双面太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可提升发电量的双面太阳能电池组件，包括从上至下依次设置的盖板、封装材料、电池串、封装材料和背板，背板是半透明的，或者背板是局部透明的，即局部透明的背板上对应于各电池片的区域是透明的，使得透明区域呈陈列排布，而其余区域则是不透明的，不透明区域形成网格状。本实用新型组件的背板是局部透明的或半透明的，可在增加组件正面功率的同时不影响组件的背面功率，实现组件正面功率和背面功率最大化，从而提升组件正反两面的综合功率，有效提升组件的发电能力，充分体现双面电池的优势，降低发电成本，对推进太阳能发电平价上网具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可提升发电量的双面太阳能电池组件。
背景技术
人类获得能源最直接最清洁的方式是利用太阳能，太阳能光伏电池是将太阳能转换为电能的最有效方式之一。近年来，太阳能电池的世界产量以每年30～40％的速度增长，成为目前市场上发展最快的行业之一，其中，晶体硅太阳能电池日渐发展成熟，占据了市场的主导地位。
随着晶体硅太阳能电池技术的发展，各种高效电池技术也逐渐成熟，如全背接触电池、双面钝化双面电池、HIT电池等等，与常规电池相比，这些高效电池正反两面皆有良好的钝化，电流电压较高，特别是双面电池由于正反两面都能吸收光线而产生光生载流子，因而具有较高的短路电流。为了使双面电池正反两面的发电能力得到有效利用，双面光伏组件应运而生。
为了实现背面发电的目的，双面光伏组件的背面一般采用全透明材料制成，但是，这种双面透明的光伏组件通常会导致组件本身正面功率的损失，在户外发电的过程中，如果安装地点、安装方式及安装背景没有得到较好的优化，发电增益也将会受到很大影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可提升发电量的双面太阳能电池组件，可在增加组件正面功率的同时不影响组件的背面功率，从而提升组件正反两面的综合功率，提升发电量，充分体现双面电池的优势，降低发电成本。
本实用新型的目的通过以下的技术措施来实现：一种可提升发电量的双面太阳能电池组件，包括从上至下依次设置的盖板、封装材料、电池串、封装材料和背板，其特征在于：所述背板是半透明的，或者所述背板是局部透明的，即所述局部透明的背板上对应于各电池片的区域是透明的，使得透明区域呈陈列排布，而其余区域则是不透明的，不透明区域形成网格状。
本实用新型组件的背板是局部透明的或半透明的，可在增加组件正面功率的同时不影响组件的背面功率，实现组件正面功率和背面功率最大化，从而提升组件正反两面的综合功率，有效提升组件的发电能力，充分体现双面电池的优势，降低发电成本，对推进太阳能发电平价上网具有重要意义。
作为本实用新型的一种实施方式，所述局部透明的背板由透明的有机聚合物材料层和不透明的高反光材料层一体制成，所述高反光材料层为网格状，对应于不透明区域，所述高反光材料层铺设在所述有机聚合物材料层的内表面上或者嵌入在有机聚合物材料层中，或者所述高反光材料层为无机涂层，所述无机涂层涂覆在所述有机聚合物材料层的内表面上，形成所述的透明区域与不透明区域。
作为本实用新型的另一种实施方式，所述局部透明的背板由透明的无机玻璃板与不透明的高反光材料层一体制成，所述高反光材料层为网格状，对应于不透明区域，所述高反光材料层为无机涂层，所述无机涂层涂覆在所述无机玻璃板的内表面上，或者所述高反光材料层为高分子复合反光材料层，所述高分子复合反光材料层铺设在所述无机玻璃板的内表面上，形成所述的透明区域与不透明区域。
作为本实用新型的再一种实施方式，所述局部透明的背板由透明的板体与高反光材料层组成，所述高反光材料层为网格状，对应于不透明区域，所述高反光材料层位于所述电池串与所述透明的板体之间，且所述高反光材料层固定在电池串的背面上，并与透明的板体之间无连接，从而形成所述的透明区域与不透明区域。
作为本实用新型的一种优选实施方式，每个电池片的外缘覆盖在与其所对应的透明区域的外围区域上，该外围区域为环形，其宽度是2～10mm。有效利用正面入射太阳光，提升组件功率和发电量。
作为本实用新型的一种实施方式，所述半透明的背板朝向阳光的那一面(即是贴近电池片的那一面)对波长范围为300～2000nm的入射光线有反射。
作为本实用新型推荐的实施方式，所述封装材料为聚合物材料，具体可以为EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、PO(聚烯烃)、PVB(聚乙烯缩丁醛树脂)、IONOMER(离子交联聚合物)或SILICONE(硅胶)等。本实用新型可以根据电池及组件特性选择合适的封装材料，既能够提升组件的可靠性，又能够较好地控制组件的制作成本。
本实用新型所述封装材料为至少一层，当所述封装材料为多层时，各层的电阻率不同，且各层的电阻率从内至外依次增大。
本实用新型所述封装材料为两层，其中一层的电阻率较低，其电阻率为1×1012ohm.cm～1×1015ohm.cm，其厚度为50～500um，另一层的电阻率较高，其电阻率为1×1015ohm.cm～1×1018ohm.cm，其厚度为100～1000um。
与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：
⑴本实用新型双面太阳能电池组件的背面是局部透明的或半透明的，可在增加组件正面功率的同时不影响组件的背面功率，实现组件正面功率和背面功率最大化，从而提升组件正反两面的综合功率，有效提升组件的发电能力，充分体现双面电池的优势，降低发电成本，对推进太阳能发电平价上网具有重要意义。
⑵本实用新型可以根据电池及组件特性选择合适的封装材料，即若电池或组件对于电阻率的要求较高时，采用较高比重的高电阻率材料，若电池或组件对于电阻率的要求不高，可完全或侧重选用低电阻率材料，控制材料使用成本，因此，本实用新型既能提升组件可靠性，又能较好的控制组件制作成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型实施例1局部透明的背板的结构示意图；
图2是本实用新型实施例1双面太阳能电池组件的横截面示意图；
图3是本实用新型实施例3双面太阳能电池组件的横截面示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示，是本实用新型一种可提升发电量的双面太阳能电池组件，包括从上至下依次设置的盖板2、封装材料3、电池串4、封装材料5和背板，在本实施例中，背板是局部透明的，即局部透明的背板上对应于各电池片的区域是透明的，使得透明区域呈陈列排布，而其余区域则是不透明的，不透明区域形成网格状。
参见图1，局部透明的背板采用局部背白网格玻璃板1，它由透明的无机玻璃板102与不透明的高反光材料层一体制成，高反光材料层为网格状，对应于不透明区域，高反光材料层是无机涂层101，无机涂层101涂覆在无机玻璃板102的内表面上，具体分布于电池片与电池片之间的间隙、电池串与电池串之间的间隙，形成透明区域与不透明区域，即无机涂层101是白色网格状涂层。每个电池片的外缘覆盖在与其所对应的透明区域的外围区域上，该外围区域为环形，其宽度是2mm。
在本实施例中，电池串采用p型背钝化双面电池制成，背板采用局部背白网格玻璃板1，封装材料采用EVA，制作双面太阳能电池组件的具体步骤如下：
(1)挑选目标电池片：所选为p型背钝化双面电池，选取同档位电池片制作组件，电池片之间的电流差异不超过0.1安培；
(2)电池串焊接：采用焊接机将相邻电池片正负极依次连接，形成串联连接的电池串，互连条为镀锡的铜带；
(3)组件排版叠层及层压：按照从下到上的顺序，将盖板、EVA、焊接好的电池串、EVA、局部背白网格玻璃板1铺设好，其中，电池串之间的连接为串联连接。叠层完成后进行层前EL测试，测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压得到层压件；
(4)冷却层压件，削除玻璃边缘残留的背板及EVA材料，进行EL测试，达到质量要求即可完成安装边框及接线盒连接工作，制得双面太阳能电池组件。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：电池串采用多主栅N型双面电池片制成，背板仍采用局部背白网格玻璃板，封装材料采用PO，每个电池片的外缘覆盖在与其所对应的透明区域的外围区域上，该外围区域为环形，其宽度是10mm。
制作双面太阳能电池组件的具体步骤如下：
(1)挑选目标电池片：所选电池片为16主栅N型双面电池片，选取同档位电池片制作组件，电池片之间的电流差异不超过0.15安培；
(2)电池串焊接：采用焊接机将相邻电池片正负极依次连接，形成串联连接的电池串，互连条为镀锡的铜丝；
(3)组件排版叠层及层压：按照从下到上的顺序，将盖板、PO、焊接好的电池串、PO、局部背白网格玻璃板铺设好，其中，电池串之间的连接为串联连接。叠层完成后进行层前EL测试，测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压得到层压件；
(4)冷却层压件，削除玻璃边缘残留的背板及PO材料，进行EL测试，达到质量要求即可完成安装边框及接线盒连接工作，制得双面太阳能电池组件。
实施例3
如图3所示，本实施例的可提升发电量的双面太阳能电池组件，包括从上至下依次设置的盖板6、封装材料(EVA与离子交换聚合物的复合材料)、电池串9、封装材料(EVA与离子交换聚合物的复合材料)和背板12。
本实施例与实施例1的不同之处在于：电池串采用12主栅N型双面电池片制成，背板12是局部透明的背板，局部透明的背板由透明的有机聚合物材料层1202和不透明的高反光材料层1201一体制成，高反光材料层1201为白色网格状，对应于不透明区域，在本实施例中，高反光材料层1201通过胶水铺设粘接在透明的有机聚合物材料层1202的内表面上，所处位置是电池片与电池片之间的间隙、电池串与电池串之间的间隙，形成透明区域与不透明区域。在其它实施例中，高反光材料层也可以嵌入在有机聚合物材料层中。
封装材料采用EVA与离子交换聚合物的复合材料，即封装材料为两层，其中，EVA位于离子交换聚合物的内侧，EVA的电阻率较低，其厚度为300um，离子交换聚合物的电阻率较高，其厚度为100um。即正面的封装材料为离子交换聚合物7和EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)8，背面的封装材料为EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)10和离子交换聚合物11。
制作双面太阳能电池组件的具体步骤如下：
(1)挑选目标电池片：所选电池片为12主栅N型双面电池片，选取同档位电池片制作组件，电池片之间的电流差异不超过0.1安培；
(2)电池串焊接：采用焊接机将相邻电池片正负极依次连接，形成串联连接的电池串，互连条为镀锡的铜丝；
(3)组件排版叠层及层压：按照从下到上的顺序，将盖板、离子交联聚合物(100um)、EVA(300um)、焊接好的电池串、EVA(300um)、离子交联聚合物(100um)、局部透明聚合物背板铺设好，其中，电池串之间的连接为串联连接。高反光材料层为白色网格状，高反光材料层通过胶水粘接于有机聚合物材料层上，高反光材料层处于电池片与电池片之间的间隙、电池串与电池串之间的间隙处，每个电池片的外缘覆盖在与其所对应的透明区域的外围区域上，该外围区域为环形，其宽度是3mm。叠层完成后进行层前EL测试，测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压得到层压件；
(4)冷却层压件，削除玻璃边缘残留的背板及为复合材料的封装材料，进行EL测试，达到质量要求即可完成安装边框13及接线盒连接工作，制得双面太阳能电池组件。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于：电池串采用切片N型双面电池片制成，背板采用局部透明的背板，封装材料采用PVB。局部透明的背板由透明的有机聚合物材料层和不透明的高反光材料层一体制成，高反光材料层为白色网格状，对应于不透明区域，在本实施例中，高反光材料层为低温固化白色网格状的无机涂层，无机涂层涂覆在有机聚合物材料层的内表面上。白色网格状的无机涂层分布于电池片与电池片之间的间隙、电池串与电池串之间的间隙处。每个电池片的外缘覆盖在与其所对应的透明区域的外围区域上，该外围区域为环形，其宽度是5mm。
制作双面太阳能电池组件的具体步骤如下：
(1)挑选目标电池片：所选电池片为5主栅N型双面电池片，选取同档位电池片制作组件，电池片之间的电流差异不超过0.15安培；
(2)电池串切片焊接：将上述分选完毕的电池片切割成2片再采用焊接机将切割后电池片正负极依次连接，形成串联连接的电池串，互连条为镀锡的铜丝。根据电路设计，将电池串直接进行串并联合连接，得到电池串组；
(3)组件排版叠层及层压：按照从下到上的顺序，将盖板、PVB、焊接好的太阳能电池串、PVB、局部透明的背板铺设好，其中，电池串之间的连接为串联联合连接。叠层完成后进行层前EL测试，测试达到质量要求即可送往层压机将组件层压得到层压件；
(4)冷却层压件，削除玻璃边缘残留的背板及封装材料，进行EL测试，达到质量要求即可完成安装边框及接线盒连接工作，制得双面太阳能电池组件。
在其它实施例中，背板还可以是半透明的，半透明的背板朝向阳光的那一面可反射波长范围为300～2000nm的入射光线；封装材料为至少一层，当封装材料为多层时，各层的电阻率不同，且各层的电阻率从内至外依次增大；封装材料为两层，其中一层的电阻率较低，其电阻率为1×1012ohm.cm～1×1015ohm.cm，其厚度为50～500um；另一层的电阻率较高，其电阻率为1×1015ohm.cm～1×1018ohm.cm，其厚度为100～1000um；封装材料为聚合物材料，聚合物材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃、聚乙烯缩丁醛树脂、离子交联聚合物或者硅胶。
本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可提升发电量的双面太阳能电池组件，包括从上至下依次设置的盖板、封装材料、电池串、封装材料和背板，其特征在于：所述背板是半透明的；或者所述背板是局部透明的，即所述局部透明的背板上对应于各电池片的区域是透明的，使得透明区域呈陈列排布，而其余区域则是不透明的，不透明区域形成网格状。
2.根据权利要求1所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：所述局部透明的背板由透明的有机聚合物材料层和不透明的高反光材料层一体制成，所述高反光材料层为网格状，对应于不透明区域，所述高反光材料层铺设在所述有机聚合物材料层的内表面上或者嵌入在有机聚合物材料层中，或者所述高反光材料层为无机涂层，所述无机涂层涂覆在所述有机聚合物材料层的内表面上，形成所述的透明区域与不透明区域。
3.根据权利要求1所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：所述局部透明的背板由透明的无机玻璃板与不透明的高反光材料层一体制成，所述高反光材料层为网格状，对应于不透明区域，所述高反光材料层为无机涂层，所述无机涂层涂覆在所述无机玻璃板的内表面上，或者所述高反光材料层为高分子复合反光材料层，所述高分子复合反光材料层铺设在所述无机玻璃板的内表面上，形成所述的透明区域与不透明区域。
4.根据权利要求1所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：所述局部透明的背板由透明的板体与高反光材料层组成，所述高反光材料层为网格状，对应于不透明区域，所述高反光材料层位于所述电池串和透明的板体之间，且所述高反光材料层固定在电池串的背面上，并与透明的板体之间无连接，从而形成所述的透明区域与不透明区域。
5.根据权利要求2～4任一项所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：每个电池片的外缘覆盖在与其所对应的透明区域的外围区域上，该外围区域为环形，其宽度是2～10mm。
6.根据权利要求1所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：所述半透明的背板朝向阳光的那一面可反射波长范围为300～2000nm的入射光线。
7.根据权利要求5所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：所述封装材料为至少一层，当所述封装材料为多层时，各层的电阻率不同，且各层的电阻率从内至外依次增大。
8.根据权利要求7所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：所述封装材料为两层，其中一层的电阻率较低，其电阻率为1×1012ohm.cm～1×1015ohm.cm，其厚度为50～500um；另一层的电阻率较高，其电阻率为1×1015ohm.cm～1×1018ohm.cm，其厚度为100～1000um。
9.根据权利要求8所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：所述封装材料为聚合物材料。
10.根据权利要求9所述的可提升发电量的双面太阳能电池组件，其特征在于：所述聚合物材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃、聚乙烯缩丁醛树脂、离子交联聚合物或者硅胶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20180824 Effective date of abandoning: 20240412 |
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