CN220021130U - 彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型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，硅片的第一表面和/或第二表面上形成有若干凹坑，凹坑的深度小于50um，凹坑的宽度小于100um，凹坑的深度与凹坑的宽度的比值小于0.5。如此，在硅片的表面上形成若干凹坑，通过合理的配置凹坑的深度、宽度以及凹坑的深度与宽度的比值这些参数，相较于传统的绒面电池，可提高硅片的表面反射率，进而提升彩色太阳能电池片的颜色鲜艳度，而相较于传统的抛光电池片，则可以避免表面反射率过高而导致功率降低，也可以打乱硅片表面的晶向，从而消除硅片表面晶面晶向区别导致的亮暗色差，提升亮度的均匀性。

Description

彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统

技术领域

本实用新型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

在相关技术中，为了实现太阳能电池片的彩色化通常可采用传统绒面电池+介质膜层的彩色电池片或者采用抛光电池+介质膜层的彩色组件，然而，采用第一种方案时，在封装成组件后颜色较为暗淡，不够明亮。采用第二种方案时，虽然其颜色亮度高，但是反射率过高，导致组件功率低，同时，由于抛光表面晶向存在差异，使得存在亮暗均匀性问题。

因此，如何在保证彩色电池组件的功率的同时提高彩色电池组件的颜色鲜艳度成为了技术人员研究的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统，旨在解决如何在保证彩色电池组件的功率的同时提高彩色电池组件的颜色鲜艳度成为了技术人员研究的的技术问题。

本实用新型是这样实现的，本实用新型实施例的彩色太阳能电池片包括硅片，所述硅片具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和/或第二避免上形成有若干凹坑，所述凹坑的深度小于50um，所述凹坑的宽度小于100um，所述凹坑的深度与所述凹坑的宽度的比值小于0.5。

更进一步地，若干所述凹坑随机排布或者阵列排布。

更进一步地，至少部分所述凹坑的深度大于或者等于0.1um。

更进一步地，所述凹坑的深度大于0.1um，小于1um。

更进一步地，所述凹坑的宽度大于0.2um。

更进一步地，所述凹坑的宽度小于1um。

更进一步地，所有所述凹坑在所述第一表面和/或所述第二表面上的投影面积与所述第一表面和/或所述第二表面的面积之间的比值大于或者等于20％。

更进一步地，所述凹坑的形状为圆形或者倒金字塔形。

更进一步地，在所述凹坑的形状为倒金字塔形时，所述凹坑的侧面与所述第一表面和/或所述第二表面之间的夹角小于45°。

本实用新型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。

本实用新型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。

在本实用新型实施例的彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统中，硅片的第一表面和/或第二表面上形成有若干凹坑，凹坑的深度小于50um，凹坑的宽度小于100um，凹坑的深度与凹坑的宽度的比值小于0.5。如此，在硅片的表面上形成若干凹坑，通过合理的配置凹坑的深度、宽度以及凹坑的深度与宽度的比值这些参数，相较于传统的绒面电池，可提高硅片的表面反射率，进而提升彩色太阳能电池片的颜色鲜艳度，而相较于传统的抛光电池片，则可以避免表面反射率过高而导致功率降低，也可以打乱硅片表面的晶向，从而消除硅片表面晶面晶向区别导致的亮暗色差，提升亮度的均匀性。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的光伏系统的模块示意图；

图2是本实用新型实施例提供的彩色电池组件的模块示意图；

图3是本实用新型实施例提供的彩色太阳能电池片100的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的彩色太阳能电池片100的另一结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的彩色太阳能电池片100的又一结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的彩色太阳能电池片100的再一结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的彩色太阳能电池片100的再一结构示意图。

主要元件符号说明：

光伏系统1000、彩色电池组件200、彩色太阳能电池片100、硅片10、正面11、背面12、凹坑20、介质膜层30。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。此外，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“正”、“背”、“水平”、“顶部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，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实用新型。此外，本实用新型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，本实用新型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。

本实用新型中，在硅片的表面上形成若干凹坑，通过合理的配置凹坑的深度、宽度以及凹坑的深度与宽度的比值这些参数，相较于传统的绒面电池，可提高硅片的表面反射率，进而提升彩色太阳能电池片的颜色鲜艳度，而相较于传统的抛光电池片，则可以避免表面反射率过高而导致功率降低，也可以打乱硅片表面的晶向，从而消除硅片表面晶面晶向区别导致的亮暗色差，提升亮度的均匀性。

实施例一

请参阅图1和图2，本实用新型实施例中的光伏系统1000可包括本实用新型实施例中的彩色电池组件200，本实用新型实施例中的彩色电池组件200可包括若干本实用新型实施例中的彩色太阳能电池片100。具体地，在一些实施例中，彩色电池组件200可包括依次层叠设置的前板、前胶膜、电池片阵列、后胶膜和背板(图均未示出)，电池片阵列则可包括若干本实用新型实施例中的彩色太阳能电池片100。

请参阅图3和图4，本实用新型实施例中的彩色太阳能电池片100可包括硅片10，硅片10具有相背的第一表面11和第二表面12，两者可平行设置，第一表面11和/或第二表面12上形成有若干凹坑20，凹坑20的深度H小于50um，凹坑20的宽度L小于100um，凹坑20的深度H与凹坑20的宽度L的比值小于0.5。

在本实用新型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，硅片10的第一表面11和/或第二表面12上形成有若干凹坑20，凹坑20的深度H小于50um，凹坑20的宽度L小于100um，凹坑20的深度H与凹坑20的宽度L的比值小于0.5。如此，在硅片10的表面上形成若干凹坑20，通过合理的配置凹坑20的深度H、宽度L以及凹坑20的深度H与宽度L的比值这些参数，相较于传统的绒面电池，可提高硅片10的表面反射率，进而提升彩色太阳能电池片100的颜色鲜艳度，而相较于传统的抛光电池片，则可以避免表面反射率过高而导致功率降低，也可以打乱硅片10表面的晶向，从而消除硅片10表面晶面晶向区别导致的亮暗色差，提升亮度的均匀性。

具体地，请参阅图5和图6，在本实用新型的实施例中，为了实现电池片的彩色化，在硅片10上可层叠设置有介质膜层30，介质膜层30可层叠设置形成有凹坑20的表面上并完全覆盖该表面，彩色太阳能电池片100的颜色与介质膜层30的厚度和折射率相适配，也即，彩色太阳能电池片100的颜色可由介质膜层30的厚度和折射率参数来决定。

如图5所示，在本实用新型的实施例中，第一表面11可为硅片10的正面，第二表面12可为硅片10的背面，两者平行。也即是说，在一些实施例中，凹坑20可形成在第一表面11上，介质膜层30可覆盖在第一表面11上，在这样的情况下，电池片为正面为彩色的彩色太阳能电池片100(如图4所示)。

在另一些实施例中，凹坑20也可形成在第二表面12上，介质膜层30则覆盖在第二表面12上，在这样的情况下，电池片为背面为彩色的彩色太阳能电池片100，在这样的情况下，背板可为透光背板。

另外，如图6所示，在另一些实施例中，凹坑20也可以是同时形成在第一表面11和第二表面12上，第一表面11和第二表面12上均可层叠覆盖有介质膜层30，在这样的情况下，彩色太阳能电池片100为双面彩色太阳能电池片100。在本实用新型的实施例中，凹坑20可优选地形成在硅片10的正面(即第一表面11)上，具体在此不作限制。

在本实用新型的实施例中，不对凹坑20的形状进行限制，凹坑20可通过碱刻蚀、酸刻蚀、激光刻蚀等方式形成，具体在此不作限制。

此外，不难理解的是，在本实用新型的实施例中，在形成有凹坑20的表面上，不具备凹坑20的区域可为抛光区域，在第一表面11和第二表面12中，没有形成凹坑20的表面可抛光表面也可为绒面，具体在此不作限制，例如，在仅第一表面11上形成有凹坑20时，第一表面11上除凹坑20以外的区域可为抛光区域，第二表面12则可为抛光表面或者是绒面，又如，在仅第二表面12上形成有凹坑20时，第二表面12上除凹坑20以外的区域可为抛光区域，第一表面11则可为抛光表面或者是绒面，再如，在第一表面11和第二表面12上均形成有凹坑20时，第一表面11和第二表面12上除凹坑20以外的区域可均为抛光区域。

需要说明的是，凹坑20的深度H所指的是凹坑20在硅片10上的凹陷深度，凹坑20的宽度L则所指的是在硅片10的长度方向和宽度方向上的尺寸。

在本实用新型的实施例中，彩色太阳能电池片100的类型可为背接触太阳能电池片、PERC太阳能电池片、topcon太阳能电池片等，具体在此不作限制。在彩色太阳能电池片100为背接触太阳能电池片时，凹坑20可形成在硅片10的正面(背接触太阳能电池的受光面)上，介质膜层30也层叠覆盖在硅片10的正面上，在彩色太阳能电池片100为PERC太阳能电池片或者topcon太阳能电池片时，凹坑20可以是形成在硅片10的正面上形成单面彩色电池片，也可以是同时形成在硅片10的正面和背面上以形成双面彩色电池片，具体在此不作限制。

还需要说明的是，在本实用新型中，“彩色太阳能电池片100的颜色与介质膜层30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30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，介质膜层30具备钝化功能，也即是说，介质膜层30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。

在一些实施例中，介质膜层30可为氮化硅膜层，可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。

在一些实施例中，介质膜层30可为复合膜，具体地，复合膜可包括第一膜层和第二膜层，第二膜层和第一膜层由内至外依次层叠设置，第一膜层的折射率小于第二膜层的折射率。如此，将介质膜层30设置为复合膜，且第一膜层和第二膜层的折射率设置为低-高的排列可以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。

在本实用新型的实施例中，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。

电池片阵列中的多个彩色太阳能电池片100可串接在一起从而实现形成若干个电池串，各个电池串可串联、并联、或者串并联组合形成电池片阵列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，在本实用新型的实施例中，前板可为光伏玻璃，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。

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。前胶膜可填充在彩色太阳能电池片100的正面和光伏玻璃之间，后胶膜可填充在彩色太阳能电池片100的背面和背板之间，前胶膜和后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。前胶膜和后胶膜均可为良好的透光性能和耐老化性能的透明胶体，例如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。

在一些实施例中，彩色电池组件200还可包括金属框架，前板、前胶膜、电池片阵列、后胶膜以及背板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。

在一些实施例中，若干凹坑20可以是随机排布在第一表面11和/或第二表面12上。如此可随机打乱硅片10表面的晶向。具体地，在这样的实施例中，凹坑20可通过碱刻蚀或者酸刻蚀的方式形成。

当然，在一些实施例中，若干凹坑20也可以是阵列排布在第一表面11和/或第二表面12。在这样的实施例中，凹坑20可以是通过点阵激光进行刻蚀而成。

实施例二

在一些实施例中，至少部分凹坑20的深度H大于或者等于0.1um。

进一步地，在这样的实施例中，凹坑20的深度H可优选为大于0.1um，小于1um。这样，通过合理地设置凹坑20的深度，可以避免凹坑20的深度过浅而导致减反射的效果较弱，也可以避免凹坑20的深度过深而导致反射率降低过大以及避免深度过大导致硅片10的强度降低而导致隐裂和裂片。

具体地，本实用新型的发明人经研究认证发现，在凹坑20的深度H小于0.1um时，相较于抛光电池片，其反射率降低的幅度过小，导致功率较低，而若凹坑20的深度H大于或者等于1um则容易导致反射率降低幅度过大而导致颜色鲜艳度的提升效果不明显并且也容易出现隐裂和裂片，因此，将凹坑20的深度设置在上述这一优选的范围内可以在保证功率的同时提升颜色的鲜艳度。

在这样的实施例中，凹坑20的深度H可例如为0.1um、0.2um、0.3um、0.4um、0.5um、0.6um、0.7um、0.8um、0.9um或者为大于或者等于0.1um，小于1um这一范围内的任一数值，具体在此不作限制。

实施例三

在一些实施例中，凹坑20的宽度L可大于0.2um。进一步地，在这样的实施例中，凹坑20的宽度L可优选为小于1um。这样，通过合理地优化配置凹坑20的宽度参数，相较于传统的绒面电池，可以有效地提高反射率以提升颜色鲜艳度，相较于抛光电池，则可以在降低反射率至一合理的范围内以在保证电池片功率的同时也能够保证颜色的鲜艳度。

在这样的实施例中，凹坑20的宽度L可例如为0.3um、0.4um、0.5um、0.6um、0.7um、0.8um、0.9um、0.1um或者为大于0.2um，小于或者等于1um这一范围内的任一数值，具体在此不作限制。

实施例四

在一些实施例中，所有凹坑20在第一表面11和/或第二表面12上的投影面积与第一表面11和/或第二表面12的面积之间的比值大于或者等于20％。优选可不超过95％。

如此，通过将凹坑20的投影面积的占比设置成大于或者等于20％可以避免凹坑20的面积占比过小而导致硅片10的表面反射率的降低幅度过小而导致功率较低，也可以避免凹坑20的总数少而导致硅片10表面的晶向的打乱程度较低而导致亮度不均匀。

具体地，在这样的实施例中，所有凹坑20在第一表面11和/或第二表面12上的投影面积与第一表面11和/或第二表面12的面积之间的比值可例如为20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或者为20％-95％之间的任一数值，具体在此不作限制。

实施例五

请参阅图3至图6，在一些实施例中，凹坑20的形状可为圆形。这样，圆形的凹坑20更便于制造和获取。可以理解的是，请参阅图7，在其它实施例中，凹坑20的形状也可为倒金字塔形。当然，在一些实施例中，凹坑20也可为其它的规则形状或者不规则形状，具体在此不作限制。

需要说明的是，凹坑20的形状所指的是凹坑20在硅片10厚度方向上的截面形状。

进一步地，请参阅图7，在一些实施例中，在凹坑20的形状为倒金字塔形时，凹坑20的侧面与第一表面11和/或第二表面12之间的夹角小于45°。

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实用新型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，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种彩色太阳能电池片，其特征在于，包括硅片，所述硅片具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和/或第二避免上形成有若干凹坑，所述凹坑的深度小于50um，所述凹坑的宽度小于100um，所述凹坑的深度与所述凹坑的宽度的比值小于0.5。

2.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，若干所述凹坑随机排布或者阵列排布。

3.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，至少部分所述凹坑的深度大于或者等于0.1um。

4.根据权利要求3所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述凹坑的深度大于0.1um，小于1um。

5.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述凹坑的宽度大于0.2um。

6.根据权利要求5所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述凹坑的宽度小于1um。

7.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所有所述凹坑在所述第一表面和/或所述第二表面上的投影面积与所述第一表面和/或所述第二表面的面积之间的比值大于或者等于20％。

8.根据权利要求1所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，所述凹坑的形状为圆形或者倒金字塔形。

9.根据权利要求8所述的彩色太阳能电池片，其特征在于，在所述凹坑的形状为倒金字塔形时，所述凹坑的侧面与所述第一表面和/或所述第二表面之间的夹角小于45°。

10.一种彩色电池组件，其特征在于，包括若干权利要求1-9任一项所述的彩色太阳能电池片。

11.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求10所述的彩色电池组件。