CN220156966U - 一种高效光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高效光伏组件，光伏组件从上到下依次层叠设置正面钙钛矿电池结构、晶硅电池层和背面钙钛矿电池结构；正面钙钛矿电池结构和所述背面钙钛矿电池结构皆是从外到内依次设置导电玻璃、钙钛矿电池层和封装胶膜，封装胶膜覆盖在晶硅电池层的上下表面；中间的晶硅电池层为双面发电晶硅太阳能电池。本实用新型采用优化空间叠层的三层电池的排版组合，反射光利用高，双面发电，大大提高了发电效率；同时克服晶硅电池组件背受安装反射光的限流问题，外表美观；背面反射光近20％，晶硅弱光效应差，背面叠加钙钛矿电池层充分利用背面20％的反射光。
Description
技术领域
本实用新型属于光伏组件技术领域，特别是涉及一种高效光伏组件。
背景技术
对于特定的安装使用环境，例如高速公路隔音墙，太阳能光伏广告栏，小区隔离墙等等涉及到光伏组件大角度安装，甚至垂直安装的方式下，为了兼顾高的发电量，一般会考虑到使用双面光伏组件进行安装与发电。
然而，目前量产的P型或N型电池片的双面发电率停留在65％～85％范围内。为了提高组件双面率，一般是通过组件版型设计和制造工艺的优化，但是扔无法将组件的双面率提高至更高甚至达到100％。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种高效光伏组件，采用优化空间叠层的三层电池的排版组合，反射光利用高，双面发电，大大提高了发电效率；同时克服晶硅电池组件背受安装反射光的限流问题，外表美观；背面反射光近20％，晶硅弱光效应差，背面叠加钙钛矿电池层充分利用背面20％的反射光。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高效光伏组件，光伏组件从上到下依次层叠设置正面钙钛矿电池结构、晶硅电池层和背面钙钛矿电池结构；
所述正面钙钛矿电池结构和所述背面钙钛矿电池结构皆是从外到内依次设置导电玻璃、钙钛矿电池层和封装胶膜，所述封装胶膜覆盖在晶硅电池层的上下表面；
中间的晶硅电池层为双面发电晶硅太阳能电池。
进一步地说，钙钛矿电池层距离导电玻璃的四边边缘的距离≥11mm，且钙钛矿电池层位于晶硅电池层的投影区域，投影面积不小于晶硅电池层的面积。
进一步地说，所述钙钛矿电池层为双面发电钙钛矿电池，钙钛矿电池层由多个钙钛矿电池单元组成，其钙钛矿电池单元的电压为0.7-1.3V，电流密度为5-20mA/cm2。
进一步地说，所述正面钙钛矿电池结构的钙钛矿电池层的带隙大小1.3-2.2ev，背面钙钛矿电池结构的钙钛矿电池层的带隙大小1.2-2.5ev。
进一步地说，正面钙钛矿电池结构、晶硅电池层和背面钙钛矿电池结构电路回路相互独立或串联或并联或先并再串或先串再并后，作正负极出线。
进一步地说，所述正面钙钛矿电池结构和所述背面钙钛矿电池结构分别由多个等面积的钙钛矿电池单元串联和/或并联形成电池回路。
进一步地说，所述晶硅电池层的晶硅电池片的片与片之间串联；再将电池串进行串并连接。
进一步地说，背面钙钛矿电池结构方向垂直于安装支架。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的光伏组件采用优化空间叠层的三层电池的排版组合，上下的电池层为透光的钙钛矿电池结构，中间的晶硅电池层为双面发电晶硅太阳能电池，采用正面钙钛矿电池结构、晶硅电池层和背面钙钛矿电池层按能隙大、小、大的顺序从上向下叠合起来叠层结构，入射在钙钛矿-晶硅-钙钛矿组件上的光的短波段中的光被设置在前后层的钙钛矿电池层吸收，而透射过钙钛矿电池层的长波段中的光被设置在下层的晶硅电池层吸收，通过光伏组件的叠层结构的带隙调整优化设计能够最大限度地利用太阳光；
本实用新型的高效率的光伏组件，反射光利用高，双面发电，大大提高了发电效率；同时克服晶硅电池组件背受安装反射光的限流问题，外表美观；背面反射光近20％，晶硅弱光效应差，背面叠加钙钛矿电池层充分利用背面20％的反射光。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的俯视图；
图3是本实用新型的剖视图；
图4是本实用新型的晶硅电池层的俯视图(箭头表示串联连接)；
附图中的各标记如下：
正面钙钛矿电池结构10、晶硅电池层20、背面钙钛矿电池结构30、导电玻璃101、钙钛矿电池层102、封装胶膜103。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的优点及功效。本实用新型也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本实用新型所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
实施例：一种高效光伏组件，如图1到图4所示，光伏组件从上到下依次层叠设置正面钙钛矿电池结构10、晶硅电池层20和背面钙钛矿电池结构30；
所述正面钙钛矿电池结构和所述背面钙钛矿电池结构皆是从外到内依次设置导电玻璃101、钙钛矿电池层102和封装胶膜103，所述封装胶膜覆盖在晶硅电池层的上下表面；
本实施例中，所述钙钛矿电池层涂覆在导电玻璃的表面，另一面设有所述封装胶膜。
所述封装胶膜为光伏胶膜POE。
中间的晶硅电池层为双面发电晶硅太阳能电池。
光伏组件采用优化空间叠层的三层电池的排版组合其中，通过钙钛矿电池的带隙调整及电路设计和晶硅电池层组合来达到最优发电效率，可根据使用环境将正面钙钛矿电池结构和背面钙钛矿电池结构进行串并联设置来到达进最佳的转换效率，钙钛矿层均设置在导电玻璃的内表面，在靠近所述封装胶膜侧。在本实施例中，在晶硅电池层的正背面设置的匹配钙钛矿电池层，可有提高背面反射光的光利用，提高组件在弱光下的发电效率。同时在垂直和大角度的特殊环境下，避免了晶硅电池层的限流问题，同时钙钛矿电池表面颜色均匀无色差和焊带连接，外观美观，避免焊带反射带来的高眩光问题。
本实施例中，钙钛矿电池层距离导电玻璃的四边边缘的距离≥11mm，且钙钛矿电池层位于晶硅电池层的投影区域，投影面积不小于晶硅电池层的面积。较佳的是，钙钛矿电池层距离导电玻璃的四边边缘的距离大于13mm。
所述钙钛矿电池层为双面发电钙钛矿电池，钙钛矿电池层由多个钙钛矿电池单元组成，其钙钛矿电池单元的电压为0.7-1.3V，电流密度为5-20mA/cm2。
所述正面钙钛矿电池结构的钙钛矿电池层的带隙大小1.3-2.2ev，背面钙钛矿电池结构的钙钛矿电池层的带隙大小1.2-2.5ev。
本实施例中，正面钙钛矿电池结构、晶硅电池层和背面钙钛矿电池结构电路回路相互独立或串联或并联或先并再串或先串再并后，作正负极出线。
本实施例中，所述正面钙钛矿电池结构和所述背面钙钛矿电池结构分别由多个等面积的钙钛矿电池单元串联和/或并联形成电池回路。
本实施例中，所述晶硅电池层的晶硅电池片的片与片之间串联；再将电池串进行串并连接。晶硅电池片为P型或N型双面电池。
本实施例中，背面钙钛矿电池结构方向垂直于安装支架，克服晶硅垂直方向上由于光强不同造成的限流问题。
通过模拟计算得出当入射在晶硅-钙钛矿叠层组件上300-600nm的光被设置在正面钙钛矿电池结构吸收，600-1100nm的光被设置在中层的晶硅电池层吸收是较好的利用太阳光谱，得到29％的组件效率，透射光、地面反射光和散射光被设置在背面的钙钛矿电池结构吸收。
对比例：光伏光伏组件包括正面玻璃、上层胶膜、晶硅电池层、下层胶膜、背面玻璃由下而上依次层叠设置后进行层压。正面玻璃为常规压花镀膜玻璃，压花面朝向电池片，电池层使用的电池片与实施例相同的双面发电晶硅太阳能电池片，背面玻璃采用浮法玻璃。
对实施例与对比例的光伏发电组件进行发电量监测，记录在大角度方式安装下，相同30天内实施例与对比例的发电量累计情况表如下：
从上表能够看出，实施例的光伏组件的发电效率明显高于对比例的发电效率。
因此，本实施例利用具有串联或并联结构的空间叠层的三单结电池的带隙组合光伏组件，结合光伏组件电压受光照影响较小和电流受光照影响较大的特性，优化光伏方阵组件的结构，达到弱光的高利用和大角度安装一片电池片受光辐照量影响，不影响电池片发电量，不会拉低整个光伏组件发电的效果，消除了光伏组件方阵上的木桶效应，提高了光伏组件的发电效率。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种高效光伏组件，其特征在于：光伏组件从上到下依次层叠设置正面钙钛矿电池结构(10)、晶硅电池层(20)和背面钙钛矿电池结构(30)；
所述正面钙钛矿电池结构和所述背面钙钛矿电池结构皆是从外到内依次设置导电玻璃(101)、钙钛矿电池层(102)和封装胶膜(103)，所述封装胶膜覆盖在晶硅电池层的上下表面；
中间的晶硅电池层为双面发电晶硅太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的高效光伏组件，其特征在于：钙钛矿电池层距离导电玻璃的四边边缘的距离≥11mm，且钙钛矿电池层位于晶硅电池层的投影区域，投影面积不小于晶硅电池层的面积。
3.根据权利要求1所述的高效光伏组件，其特征在于：所述钙钛矿电池层为双面发电钙钛矿电池，钙钛矿电池层由多个钙钛矿电池单元组成，其钙钛矿电池单元的电压为0.7-1.3V，电流密度为5-20mA/cm2。
4.根据权利要求1所述的高效光伏组件，其特征在于：所述正面钙钛矿电池结构的钙钛矿电池层的带隙大小1.3-2.2ev，背面钙钛矿电池结构的钙钛矿电池层的带隙大小1.2-2.5ev。
5.根据权利要求1所述的高效光伏组件，其特征在于：正面钙钛矿电池结构、晶硅电池层和背面钙钛矿电池结构电路回路相互独立或串联或并联或先并再串或先串再并后，作正负极出线。
6.根据权利要求1所述的高效光伏组件，其特征在于：所述正面钙钛矿电池结构和所述背面钙钛矿电池结构分别由多个等面积的钙钛矿电池单元串联和/或并联形成电池回路。
7.根据权利要求1所述的高效光伏组件，其特征在于：所述晶硅电池层的晶硅电池片的片与片之间串联；再将电池串进行串并连接。
8.根据权利要求1所述的高效光伏组件，其特征在于：背面钙钛矿电池结构方向垂直于安装支架。
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