DE102018118667A1

DE102018118667A1 - Lichtreflektierende Folie und ihr Herstellungsverfahren sowie photovoltaisches Modul

Info

Publication number: DE102018118667A1
Application number: DE102018118667.3A
Authority: DE
Inventors: Liping Zhang; Rui Gao; Jing Ding
Original assignee: Suzhou Golden Star Electronic Tech Co Ltd; Suzhou Golden Star Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Golden Star Electronic Tech Co Ltd; Suzhou Golden Star Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2017-05-08
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2019-12-19
Also published as: CN106950626B; US20190140126A1; CN106950626A; WO2018206015A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine lichtreflektierende Folie und ihr Herstellungsverfahren sowie ein photovoltaisches Modul. Das Merkmal, dass die Spitzenhöhe des Prismas und die Bodenbreite des Prismas periodisch schwanken, wird erfinderisch verwendet, um eine vielflächige Struktur zu bilden, damit die benachbarte Flächen eine spiegelsymmetrische Struktur präsentieren können, so dass das gesamte Prisma sowohl die Vormittags- als auch die Nachmittagssonnenlichtreflektionen gleichzeitig berücksichtigen kann. Dadurch kann die Reflektionseffizienz für Sonnenlicht während der gesamten Arbeitszeit erhöht werden und die Nachteile des Stands der Technik können ausgeglichen werden. Im Stand der Technik hat die reflektierende Oberfläche eines geraden dreieckigen Prismas einen konstanten Winkel in Bezug auf die Achse der Arbeitsebene des photovoltaischen Moduls, und daher hat sie nur für eine bestimmte Zeit eine hohe Reflektionseffizienz für Sonnenlicht. Bei den partikelartigen, reflektierenden Strukturen, wie zum Beispiel dreieckiger Pyramide, können zwei Flächen der dreieckigen Pyramide auf das Sonnenlicht gerichtet werden, wobei die Vormittags- als auch die Nachmittagssonnenlichtreflektionen gleichzeitig berücksichtigt werden, aber es gibt mehr leere Bereiche zwischen den Partikeln, was die Reflektionseffizienz behindert. Darüber hinaus ist eine solche Mikrostrukturbearbeitung schwierig und aufwändig, was für eine Industrialisierungsanwendung nicht vorteilhaft ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine lichtreflektierende Folie, insbesondere eine lichtreflektierende Folie zur Verwendung für ein photovoltaisches Modul, ihr Herstellungsverfahren und ein photovoltaisches Modul.
Stand der Technik
Photovoltaische Lötbänder werden zur Verbindung zwischen Zellen der photovoltaischen Module verwendet und spielen eine wichtige Rolle in der Stromleitung und der Stromansammlung. Um das zuverlässige Verschweißen des Lötbandes und der Zellen zu gewährleisten und die Korrosion des Lötbandes zu verhindern, wird die Oberfläche des Lötbandes mit einer Zinnschicht beschichtet. Wenn das Sonnenlicht auf die Oberfläche des Lötbandes trifft, reflektiert die glatte Zinnschicht direkt das Sonnenlicht. Dieser Teil des Sonnenlichts kann nicht durch die Zellen genutzt werden, was eine Verschwendung von Lichtenergie verursacht.
Der Grundkörper eines Teils der Lötbänder ist mit einer Streifenstruktur versehen, um Licht zu reflektieren. Das Basismaterial des Lötbandes ist jedoch Kupfermaterial. Bei der Verarbeitung ist es schwierig, die Streifenstruktur mit einer Mikrostruktur zu machen, damit der Reflektionseffekt nicht ideal ist. Dies führt dazu, dass die Dicke der Zinnschicht an der Oberfläche nicht gleichmäßig ist, was leicht die Fragmentierung der Zelle verursachen kann und somit die Produktionseffizienz beeinträchtigt.
Im Stand der Technik entstehen Mikroprismen und andere Mikrostrukturen, um Sonnenlicht zu reflektieren und die Lichtumwandlungseffizienz von photovoltaischen Modulen zu erhöhen. Zurzeit hat jedoch die reflektierende Folie einer Mikroprismenstruktur, beispielsweise einer dreieckigen Prismenstruktur, einen festen Reflektionswinkel zum Licht.
Daher hat das Prisma nur für eine kurze Zeit ihre optimale Reflektionseffizienz, weil die Bewegungsbahn der Sonne einen 180° Bogen darstellt, und es muss dringend verbessert werden.
Offenbarung der Erfindung
Um die Nachteile des oben beschriebenen Standes der Technik zu überwinden, kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, eine photovoltaische reflektierende Folie bereitzustellen, die eine einfache Struktur aufweist, geringe Kosten verursacht und Licht ausnutzen kann.
Um die obige Aufgabe zu lösen, besteht die technische Lösung der vorliegenden Erfindung zur Lösung des technischen Problems darin:

Lichtreflektierende Folie, aufweisend einen flachen Grundkörper, der mit einer Mikrostruktur zum Lichtreflektieren versehen ist, wobei die Mikrostruktur mindestens ein Prisma umfasst, so dass die Spitzenhöhe des Prismas und/oder die Bodenbreite des Prismas periodisch schwanken.

Das Merkmal, dass die Spitzenhöhe des Prismas und die Bodenbreite des Prismas periodisch schwanken, wird erfinderisch verwendet, um eine vielflächige Struktur zu bilden, damit die benachbarten Flächen eine spiegelsymmetrische Struktur präsentieren können, so dass das gesamte Prisma sowohl die Vormittags- als auch die Nachmittagssonnenlichtreflektionen gleichzeitig berücksichtigen kann. Dadurch können die Reflektionseffizienz für Sonnenlicht während der gesamten Arbeitszeit erhöht und die Nachteile des Stands der Technik können ausgeglichen werden. Im Stand der Technik hat die reflektierende Oberfläche eines geraden dreieckigen Prismas einen konstanten Winkel in Bezug auf die Achse der Arbeitsebene eines photovoltaischen Moduls, und daher hat sie nur für eine bestimmte Zeit eine hohe Reflektionseffizienz für Sonnenlicht. Bei den partikelartigen reflektierenden Strukturen, wie zum Beispiel dreieckiger Pyramide, können zwei Flächen der dreieckigen Pyramide auf das Sonnenlicht gerichtet werden, wobei die Vormittags- als auch die Nachmittagssonnenlichtreflektionen gleichzeitig berücksichtigt werden, aber es gibt mehr leere Bereiche zwischen den Partikeln, was die Reflektionseffizienz behindert. Darüber hinaus ist eine solche Mikrostrukturbearbeitung schwierig und aufwändig, was für eine Industrialisierungsanwendung nicht vorteilhaft ist.
Ferner ist möglich, dass die Spitzenhöhe des Prismas und/oder die Bodenbreite des Prismas entlang einer glatten Kurve periodisch schwanken.
Ferner ist möglich, dass der Querschnitt des Prismas als ein Dreieck, ein Halbkreis, ein Trapez, ein Polygon oder eine aus mindestens einem Geradelinienabschnitt und einem Kurvenabschnitt zusammengesetzte, geschlossene, Kurve ausgebildet ist oder als eine Kombination von zwei oder mehr als zwei davon ausgebildet ist.
Ferner ist möglich, dass die Bodenbreite des Prismas mit der Änderung der Spitzenhöhe des Prismas schwankt, wobei wenn die Spitzenhöhe des Prismas sich erhöht, sich die Bodenbreite des Prismas dementsprechend vergrößert, und wenn die Spitzenhöhe des Prismas sich verringert, sich die Bodenbreite des Prismas dementsprechend verkleinert.
Ferner ist möglich, dass die Verlaufskurven der Bodenbreite des Prismas und der Spitzenhöhe des Prismas jeweils eine sinusförmige Kurve sind.
Ferner ist möglich, dass ein Winkel α, der im Bereich der gekrümmten Fläche des Prismas mit dem Punkt A der größten Bodenbreite und dem Punkt a der kleinsten Bodenbreite liegt, zwischen 20° und 80°, bevorzugt 45° bis 65°, beträgt, wobei der Winkel α einen zwischen einer geraden Linie T und einer geraden Linie Q eingeschlossenen Winkel darstellt, wobei die Linie T eine von dem Punkt a senkrecht zur Mittelachse des Prismas verlaufende Linie darstellt und die Linie Q eine Tangente zwischen dem Punkt a und einem Berührpunkt darstellt, an dem die Tangente auf die Bodenkurve zwischen dem Punkt a und dem Punkt A trifft.
Ferner ist möglich, dass der Querschnitt des Prismas ein Dreieck ist, wobei der Scheitelwinkel des Dreiecks 1° bis 150°, vorzugsweise 110° bis 130° und am meisten bevorzugt 120° beträgt.
Ferner ist möglich, dass die Bodenbreite des Prismas 1 bis 150 µm, vorzugsweise 40 bis 60 µm, beträgt.
Ferner ist möglich, dass die Bodenbreiten an den zwei benachbarten höchsten Punkten des Prismas nicht identisch sind.
Ferner ist möglich, dass die Bodenbreiten an den höchsten Punkten jedes Prismas auf eine breit-schmal abwechselnde Weise angeordnet sind, so dass die Bodenbreiten des Prismas an den zwei benachbarten höchsten Punkten nicht identisch sind.
Ferner ist möglich, dass die Bodenbreiten an den höchsten Punkten jedes Prismas so angeordnet sind, dass jeweils eine größere Bodenbreite und jeweils eine kleinere Bodenbreite auf dem Prisma abwechselnd angeordnet sind, oder dass die Bodenbreiten an höchsten Punkten drei oder mehr als drei Arten Größen aufweisen.
Ferner ist möglich, dass sich die höchsten Punkte jedes Prismas auf einer gleichen geraden Linie befinden, während bei zwei benachbarten Prismen, die Bodenbreiten an höchsten Punkten eines Prismas mit den Bodenbreiten an höchsten Punkten eines anderen Prismas nicht identisch sind, und der Bereich einer großen Bodenbreite eines Prismas mit dem Bereich einer kleinen Bodenbreite eines benachbarten Prismas verzahnend angeordnet sind.
Ferner ist möglich, dass die Bodenbreiten an den zwei benachbarten niedrigsten Punkten des Prismas nicht identisch sind.
Ferner ist möglich, dass die Bodenbreiten an niedrigsten Punkten jedes Prismas auf eine breit-schmal abwechselnde Weise angeordnet sind, so dass die Bodenbreiten des Prismas an den zwei benachbarten niedrigsten Punkten nicht identisch sind.
Ferner ist möglich, dass sich die niedrigsten Punkte jedes Prismas auf einer gleichen geraden Linie befinden, während bei zwei benachbarten Prismen, die Bodenbreiten an niedrigsten Punkten eines Prismas mit den Bodenbreiten an niedrigsten Punkten eines anderen Prismas nicht identisch sind, und der Bereich einer großen Bodenbreite eines Prismas mit dem Bereich einer kleinen Bodenbreite eines benachbarten Prismas verzahnend angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Verarbeitung einer lichtreflektierenden Folie breit, umfassend:

dass in dem ersten Schritt eine Form hergestellt wird, indem ein Werkzeug sich periodisch hin und her bewegt, so dass mindestens eine Rille mit einer periodisch schwankenden Tiefe auf einer gleichförmig rotierenden Druckwalze oder einer gleichförmig beweglichen, flachen Vorlage eingearbeitet ist;
dass im zweiten Schritt eine prismatische Struktur, die in die Rille passt, unter Verwendung der Druckwalze oder der flachen Vorlage auf die reflektierende Folie aufgedruckt wird.

Ferner ist möglich, dass die reflektierende Folie in dem zweiten Schritt einen flachen Grundkörper und eine kolloidale Schicht oder eine reflektierende Materialschicht umfasst, die auf den flachen Grundkörper laminiert ist.
Alternativ umfasst es ferner einen dritten Schritt, in dem eine reflektierende Schicht auf der kolloidalen Schicht gebildet wird, auf der die prismatische Struktur aufgedruckt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein photovoltaisches Modul bereit, wobei das photovoltaische Modul eine Mehrzahl von Zellen, ein die Zellen verbindendes Lötband und eine lichtreflektierende Folie umfasst, wobei die photovoltaische reflektierende Folie auf der oberen Oberfläche des Lötbandes oder im Lückenbereich zwischen den Zellen angeordnet ist und die photovoltaische reflektierende Folie auch gleichzeitig auf der oberen Oberfläche des Lötbandes und im Lückenbereich zwischen den Zellen angeordnet werden kann, wobei die Langenrichtung der photovoltaischen reflektierenden Folie parallel zu der Langenrichtung des Lötbandes und zu der Langenrichtung des Lückenbereiches ausgestaltet ist.
Mit der obigen am meisten bevorzugten technischen Lösung ist die reflektierende Folie so an der die Lichtstrahlung nicht benutzenden, räumlichen Position in dem photovoltaischen Modul vorgesehen, dass die Lichtstrahlung auf die Oberfläche der Zellen reflektiert und in Elektrizität umgewandelt wird, wodurch die Leistung der Stromerzeugung der photovoltaischen Module erhöht wird.
Figurenliste
Um die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung oder die technischen Lösungen im Stand der Technik zu veranschaulichen, werden die Zeichnungen, die in der Beschreibung der Ausführungsformen oder des Standes der Technik verwendet werden, nachfolgend kurz beschrieben. Offensichtlich stellen die Zeichnungen in der folgenden Beschreibung nur einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Für den Fachmann auf diesem Gebiet können auch andere Zeichnungen, basierend auf diesen Zeichnungen, ohne erfinderische Tätigkeit erhalten werden.

1 ist eine schematische Strukturansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Strukturansicht eines Prismas in der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine schematische Strukturansicht eines Stands der Technik; und
4 und 5 sind schematische Strukturansichten einer Produktanwendung der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Beschreibung
Im Folgenden werden die technischen Lösungen in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben. Offensichtlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur ein Teil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, nicht alle der Ausführungsbeispiele. Alle anderen Ausführungsbeispiele, die von einem Fachmann auf diesem Gebiet basierend auf den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ohne erfinderische Tätigkeit erhalten werden, sollen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, zeigt 1 eine lichtreflektierende Folie, aufweisend einen flachen Grundkörper 1, der mit einer Mikrostruktur zum Lichtreflektieren versehen ist, wobei die Mikrostruktur mindestens ein Prisma 2 umfasst und das Prisma 2 das folgende Merkmal aufweist, so dass die Spitzenhöhe des Prismas und/oder die Bodenbreite des Prismas periodisch schwanken.
In 1 ist ein Beispiel dafür, dass die Spitzenhöhe des Prismas und die Bodenbreite des Prismas zur gleichen Zeit periodisch schwanken. Die anderen Strukturen sind leicht zu verstehen und es ist hierfür keine Darstellung angegeben.
In der vorliegenden Erfindung wird das Merkmal, dass die Spitzenhöhe des Prismas 2 und/oder die Bodenbreite des Prismas 2 zur gleichen Zeit periodisch schwanken, erfinderisch verwendet, um eine vielflächige Struktur zu bilden, so dass die benachbarten Flächen eine spiegelsymmetrische Struktur (benachbarte gekrümmte Flächen, die in 2 mit 23 und 22 bezeichnet sind) präsentieren können. Somit kann das gesamte Prisma 2 sowohl die Vormittags- als auch die Nachmittagssonnenlichtreflektionen gleichzeitig berücksichtigen. Dadurch kann die Reflektionseffizienz für Sonnenlicht während der gesamten Arbeitszeit erhöht werden und die Nachteile des Stands der Technik können ausgeglichen werden. Im Stand der Technik hat die reflektierende Oberfläche eines geraden dreieckigen Prismas einen konstanten Winkel in Bezug auf die Achse der Arbeitsebene des photovoltaischen Moduls, und daher hat sie nur für eine bestimmte Zeit eine hohe Reflektionseffizienz für Sonnenlicht. Bei den partikelartigen, reflektierenden Strukturen, wie zum Beispiel dreieckiger Pyramide, können zwei Flächen der dreieckigen Pyramide auf das Sonnenlicht gerichtet werden, wobei die Vormittags- als auch die Nachmittagssonnenlichtreflektionen gleichzeitig berücksichtigt werden, aber es gibt mehr leere Bereiche zwischen den Partikeln, was die Reflektionseffizienz behindert. Darüber hinaus ist eine solche Mikrostrukturbearbeitung schwierig und aufwändig, was für eine Industrialisierungsanwendung nicht vorteilhaft ist. Die Forschung zur Verbesserung der Lichtnutzungseffizienz hat nie aufgehört, wie das Erfindungspatent, das von der bekannten Firma 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY mit der Ankündigungsnummer US20160172518A1 vorgeschlagen wurde. Die vorgeschlagene Lösung ist in 3 gezeigt, bei der nur das ursprüngliche dreieckige Prisma in eine etwa halbzylindrische Säule umgestaltet wird, die ebene reflektierende Oberfläche des ursprünglichen dreieckigen Prismas in eine Bogenoberfläche umgestaltet wird. In einer Richtung senkrecht zur langen Achse der reflektierenden Mikrostruktur wird von einem gleichförmigen Reflektionswinkel zu einem Mehrfachreflektionswinkel geändert, aber in nicht-senkrechter Richtung ändert sich der Reflektionswinkel nicht, da er mit dem anderen Stand der Technik identisch ist, wo der Querschnitt jeder Stelle der reflektierenden Mikrostruktur jeweils gleichförmig ist. Weiterer Stand der Technik betrifft ebenfalls das ähnliche Feinabstimmen und das Erforschen von Anwendungen an verschiedenen Stellen in photovoltaischen Modulen. Es ist ersichtlich, dass aufgrund des Fesselns der Gedanken des Stands der Technik jede kleine Änderung mühsame Anstrengungen erfordert, aber sie darf nicht nur von der Oberfläche betrachtet werden und als leicht vorstellbar sein, was aus der technischen Entwicklungsspur von Patentanmeldungen in diesem Bereich erkannt werden kann. Daher weist die von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene technische Lösung wesentliche Merkmale und beträchtliche Fortschritte auf.
In einigen Ausführungsbeispielen schwanken die Spitzenhöhe des Prismas und/oder die Bodenbreite des Prismas entlang einer glatten Kurve periodisch. Auf diese Weise wird nicht nur die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht, sondern auch der Lichtreflektionswinkel wird bereichert und der Strahlungsbereich des reflektierten Lichts wird verbessert.
In einer praktischen Anwendung ist der Querschnitt des Prismas als ein Dreieck, ein Halbkreis, ein Trapez, ein Polygon oder eine aus mindestens einem Geradelinienabschnitt und einem Kurvenabschnitt zusammengesetzte, geschlossene Kurve ausgebildet, oder als eine Kombination von zwei oder mehr als zwei davon ausgebildet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Bodenbreite des Prismas mit der Änderung der Spitzenhöhe des Prismas schwankt. Wenn die Spitzenhöhe des Prismas sich erhöht, vergrößert sich die Bodenbreite des Prismas dementsprechend, und wenn die Spitzenhöhe des Prismas sich verringert, verkleinert sich die Bodenbreite des Prismas dementsprechend.
Hierbei besteht ein spezieller Fall, dass die Verlaufskurven der Bodenbreite des Prismas und der Spitzenhöhe des Prismas jeweils eine sinusförmige Kurve sind.
Wie in 2 gezeigt, um die Reflektionseffizienz des Sonnenlichts an den verschiedenen Regionen und am Vormittag und am Nachmittag gleichzeitig zu berücksichtigen, beträgt der Winkel α zwischen 20° und 80°, der zwischen dem Punkt A der größten Bodenbreite und dem Punkt a der kleinsten Bodenbreite im Bereich der gekrümmten Fläche des Prismas liegt, wobei der Winkel α als ein zwischen einer geraden Linie T und einer geraden Linie Q eingeschlossener Winkel dargestellt ist, wobei die Linie T eine von dem Punkt a senkrecht zur Mittelachse des Prismas verlaufende Linie darstellt und die Linie Q eine Tangente zwischen dem Punkt a und einem Berührpunkt darstellt, an dem die Tangente auf die Bodenkurve zwischen dem Punkt a und dem Punkt A trifft, also in 2 dargestellter Winkel a.
Beispielsweise wenn a 20° oder 45° oder 50° oder 65° oder 80° beträgt, kann die Reflektion von Sonnenlicht in einem bestimmten Bereich am effizientesten sein. Dann erfolgt eine Abstimmung leicht durch die Drehgeschwindigkeit oder die Vorwärtsgeschwindigkeit des Werkzeugs während der Bearbeitung sowie den Hub und die Geschwindigkeit des Werkzeugeinlaufs und -rücklaufs. Bei Bedarf kann eine Einstellung unter geometrischen Änderungen des Werkzeugs vorgenommen werden. Auf diese Weise ist der gekrümmte Verlauf der reflektierenden Oberfläche leicht zu steuern, einzustellen und zu verarbeiten, was für eine Produktion in großer Stückzahl geeignet ist. Für Anwendungen auf verschiedenen Breitengraden können die Anpassungen leicht vorgenommen werden. Die sich periodisch ändernde spiegelsymmetrische Krümmungsfläche kann nicht nur die Sonnenlichtreflektionseffizienz in verschiedenen Zeitintervallen am Morgen und Nachmittag berücksichtigen, sondern auch durch eine Mehrwinkelreflektion den Strahlungsbereich des reflektierten Sonnenlichts verbessern, so dass das reflektierte Licht nicht auf den begrenzten Bandbereich der Zellen konzentriert wird. Als allgemeine Wahl kann der Winkel 45° oder 65° gewählt werden.
In praktischen Anwendungen kann der Querschnitt des Prismas ein Dreieck sein, wobei der Scheitelwinkel des Dreiecks 1° bis 150°, vorzugsweise 110° bis 130° und am meisten bevorzugt 120° beträgt.
In praktischen Anwendungen beträgt die Bodenbreite des Prismas an der breitesten Stelle 1µm bis 150µm, wie 5µm, 10µm, 20µm ... 70µm, 80µm, 90µm, 100µm usw., vorzugsweise 40µm bis 60µm, wie z.B. 40 µm, 50 µm oder 60 µm.
In praktischen Anwendungen kann das Prisma auch nach folgender Art vorgesehen sein:
Die Bodenbreiten an den zwei benachbarten höchsten Punkten des Prismas sind nicht identisch. So können die Sonnenlichtreflektionswinkel an unterschiedlichen Stellen des Prismas durch Einstellen der Bodenbreiten an den höchsten Punkten des Primas leicht eingestellt werden. Dadurch kann die Positionsverteilung der Sonnenlichtreflektion genau gesteuert werden und die Nutzungseffizienz von Sonnenlicht weiter verbessert werden.
Zum Beispiel sind die Bodenbreiten an höchsten Punkten jedes Prismas so angeordnet, dass jeweils eine größere Bodenbreite und jeweils eine kleinere Bodenbreite auf dem Prisma abwechselnd angeordnet sind. Das heißt, die Bodenbreiten an zwei benachbarten höchsten Punkten des Prismas sind nicht identisch. Die Bodenbreiten an höchsten Punkten können zwei Arten Größen aufweisen, also eine größer und die andere kleiner, wie beispielsweise 60 µm und 40 µm, und können auch drei Arten sein, wie z.B. 40 µm, 50 µm und 60 µm. Natürlich können es nach Bedarf mehr als drei Arten sein.
Ferner befinden sich die höchsten Punkte jedes Prismas auf einer gleichen geraden Linie, während bei zwei benachbarten Prismen die Bodenbreiten an höchsten Punkten eines Prismas mit den Bodenbreiten an höchsten Punkten eines anderen Prismas nicht identisch sind, und der Bereich einer großen Bodenbreite eines Prismas mit dem Bereich einer kleinen Bodenbreite eines benachbarten Prismas verzahnend angeordnet ist. Dies kann die Anordnungsdichte der Prismen, die Anzahl der Prismen und die Reflektionsnutzung des Sonnenlichts erhöhen.
In ähnlicher Weise können die Bodenbreiten an niedrigsten Punkten des Prismas nach diesem regelmäßigen Muster angeordnet werden: Die Bodenbreiten an zwei benachbarten niedrigsten Punkten des Prismas sind nicht identisch. So können die Sonnenlichtreflektionswinkel an unterschiedlichen Stellen eines Prismas durch Einstellen der Bodenbreite an niedrigsten Punkten des Primas leicht eingestellt werden. Dadurch kann die Positionsverteilung der Sonnenlichtreflektion genau gesteuert werden und die Nutzungseffizienz von Sonnenlicht weiter verbessert werden.
Zum Beispiel sind die Bodenbreiten an niedrigsten Punkten jedes Prismas so angeordnet, dass jeweils eine größere Bodenbreite und jeweils eine kleinere Bodenbreite auf dem Prisma abwechselnd angeordnet sind. Das heißt, die Bodenbreiten an zwei benachbarten niedrigsten Punkten des Prismas sind nicht identisch. Die Bodenbreiten an niedrigsten Punkten des Prismas können hierbei zwei Arten Größen aufweisen, also eine größer und die andere kleiner, wie beispielsweise 20 µm und 10 µm, und können auch drei Arten sein, wie z.B. 30µm, 20µm und 10µm. Natürlich können es nach Bedarf mehr als drei Arten sein.
Ferner befinden sich die niedrigsten Punkte jedes Prismas auf einer gleichen geraden Linie, während bei zwei benachbarten Prismen die Bodenbreiten an niedrigsten Punkten eines Prismas mit den Bodenbreiten an niedrigsten Punkten eines anderen Prismas nicht identisch sind, und der Bereich einer großen Bodenbreite mit dem Bereich einer kleinen Bodenbreite eines benachbarten Prismas verzahnend angeordnet ist. Dies kann die Anordnungsdichte der Prismen, die Anzahl der Prismen und die Reflektionsnutzung des Sonnenlichts erhöhen.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Verarbeiten einer lichtreflektierenden Folie bereit, umfassend:

dass in dem ersten Schritt eine Form hergestellt wird, in der ein Werkzeug sich periodisch hin und her bewegt, so dass mindestens eine Rille mit einer periodisch schwankenden Tiefe auf einer gleichförmig rotierenden Druckwalze oder einer gleichförmig beweglichen, flachen Vorlage bearbeitet wird;
dass im zweiten Schritt eine prismatische Struktur, die in die Rille passt, unter Verwendung der Druckwalze oder der flachen Vorlage auf die reflektierende Folie aufgedruckt wird.

Ferner ist es vorgesehen, dass die reflektierende Folie in dem zweiten Schritt einen flachen Grundkörper und eine kolloidale Schicht oder eine reflektierende Materialschicht umfasst, die auf den flachen Grundkörper laminiert ist.
Ferner wird ein dritter Schritt vorgeschlagen, in dem eine reflektierende Schicht auf der kolloidalen Schicht gebildet wird, auf der die prismatische Struktur aufgedruckt ist.
Der oben erwähnte flach geformte Grundkörper kann ein flexibles folienartiges Material sein, und die relevante Information über Kolloidschicht kann im Stand der Technik gefunden werden und wird hier nicht beschrieben. Für das Verfahren wird ein zweischichtiges Produkt als Beispiel verwendet, das Produkt mit einer Mehrschichtstruktur kann ebenfalls mit diesem Verfahren hergestellt werden. Der Unterschied besteht nur darin, einen mehrschichtigen flachen Grundkörper zuerst herzustellen oder in einem nachfolgenden Schritt andere Funktionsschichten dann zu verbinden.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein photovoltaisches Modul breit, umfassend eine Mehrzahl von Zellen, ein die Zellen verbindendes Lötband und eine lichtreflektierende Folie im vorbeschriebenen Beispiel, wobei die photovoltaische reflektierende Folie auf der oberen Oberfläche des Lötbandes oder im Lückenbereich zwischen den Zellen angeordnet ist, und die photovoltaische reflektierende Folie auch gleichzeitig auf der oberen Oberfläche des Lötbandes und im Lückenbereich zwischen den Zellen angeordnet werden kann, wobei die Langenrichtung der photovoltaischen reflektierenden Folie parallel zu der Langenrichtung des Lötbandes und zu der Langenrichtung des Lückenbereiches ausgestaltet ist.
Mit der obigen am meisten bevorzugten technischen Lösung ist die reflektierende Folie an der keine Lichtstrahlung benutzenden, räumlichen Position in dem photovoltaischen Modul vorgesehen. Die Lichtstrahlung wird auf die Oberfläche der Zellen reflektiert und in Elektrizität umgewandelt, wodurch die Leistung der Stromerzeugung der photovoltaischen Module erhöht wird.
In 4 wird eine Anwendung einer photovoltaischen reflektierenden Folie gezeigt. Die photovoltaische reflektierende Folie wird auf ein photovoltaisches Modul 4 angewendet, um die Leistung des photovoltaischen Moduls zu erhöhen. Das photovoltaische Modul 4 umfasst eine Mehrzahl von Zellen 41 und ein die Zellen verbindendes Lötband 42. Die photovoltaische reflektierende Folie ist auf der oberen Oberfläche des Lötbandes 42 angeordnet, und die photovoltaische reflektierende Folie ist ferner in dem Lückenbereich 45 zwischen den Zellen 41 oder gleichzeitig in den oben erwähnten beiden Bereichen angeordnet. Die Langenrichtung der photovoltaischen reflektierenden Folie und die Langenrichtung des Lückenbereichs 45 sind parallel zueinander ausgestaltet, und die Langenrichtung der photovoltaischen reflektierenden Folie und die Langenrichtung des Lötbandes 42 sind parallel zueinander ausgestaltet. Der vorteilhafte Effekt der Anwendung der obigen technischen Lösung besteht darin, dass durch Anordnung der reflektierenden Folie an der keine Lichtstrahlung benutzenden, räumlichen Position in dem photovoltaischen Modul, die Lichtstrahlung auf die Oberfläche der Zellen reflektiert wird und in Elektrizität umgewandelt wird, wodurch die Leistung der Stromerzeugung der photovoltaischen Module erhöht wird.
Das Prinzip der Lichtreflektion in dem photovoltaischen Modul gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 erläutert. Die erfindungsgemäße photovoltaische reflektierende Folie 43 liegt an der Oberfläche des Lötbandes 42 an. Das einfallende Licht 51 (Sonnenlicht) fällt auf die reflektierende Schicht der photovoltaischen reflektierenden Folie 43 durch die Glasscheibe 44 hindurch ein. Durch die Reflektion ändert sich der Weg des Lichts und dadurch entsteht ein reflektiertes Licht 52, und dann, durch die Totalreflektion der Oberfläche der Glasscheibe 44, ändert sich der Weg des Lichts und dadurch entsteht das totalreflektierte Licht 53, das schließlich auf die Zelle 41 trifft. Die Lichtenergie wird dann absorbiert und in elektrische Energie umgewandelt.
Die vorliegende Erfindung bringt die folgenden Vorteile mit sich:

1. Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft für die Verarbeitung und die Produktion in großer Stückzahl, und die Verarbeitungskosten sind gering.
2. Für Regionen in unterschiedlichen Breitengraden ist der Winkel α der reflektierenden Oberfläche leicht einzustellen.
3. Für die gesamte Sonnenscheindauer und in Bezug auf verschiedene einfallende Winkel des Sonnenlichts erhöht die vorliegende Erfindung die Reflektivität und damit erhöht die Leistung der Stromerzeugung der photovoltaischen Module.

Die vorstehenden Ausführungsformen dienen lediglich zur Veranschaulichung der technischen Idee und der Merkmale der vorliegenden Erfindung, und der Zweck der Ausführungsformen besteht darin, dem Fachmann auf diesem Gebiet zu ermöglichen, die Inhalte der vorliegenden Erfindung zu verstehen und diese durchzuführen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Alle äquivalenten Änderungen oder Modifikationen, die nach den Gedanken der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, sollten in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20160172518 A1 [0032]

Claims

Lichtreflektierende Folie, aufweisend einen flachen Grundkörper, der mit einer Mikrostruktur zum Lichtreflektieren versehen ist, wobei die Mikrostruktur mindestens ein Prisma umfasst, wobei die Spitzenhöhe des Prismas und/oder die Bodenbreite des Prismas periodisch schwanken.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzenhöhe des Prismas und/oder die Bodenbreite des Prismas entlang einer glatten Kurve periodisch schwanken.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Prismas als ein Dreieck, einen Halbkreis, ein Trapez, ein Polygon oder eine aus mindestens einem Geradelinienabschnitt und einem Kurvenabschnitt zusammengesetzten geschlossenen Kurve ausgebildet ist, oder als eine Kombination von zwei oder mehr als zwei davon ausgebildet ist.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenbreite des Prismas mit der Änderung der Spitzenhöhe des Prismas schwankt, wobei wenn die Spitzenhöhe des Prismas sich erhöht, sich die Bodenbreite des Prismas dementsprechend vergrößert, und wenn die Spitzenhöhe des Prismas sich verringert, sich die Bodenbreite des Prismas dementsprechend verkleinert.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlaufskurve der Bodenbreite des Prismas und die Verlaufskurve der Spitzenhöhe des Prismas jeweils eine sinusförmige Kurve sind.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel α, der im Bereich der gekrümmten Fläche des Prismas mit dem Punkt A der größten Bodenbreite und dem Punkt a der kleinsten Bodenbreite liegt, zwischen 20° und 80°, bevorzugt 45° bis 65°, beträgt, wobei der Winkel α einen zwischen einer geraden Linie T und einer geraden Linie Q eingeschlossenen Winkel darstellt, wobei die Linie T eine von dem Punkt a senkrecht zur Mittelachse des Prismas verlaufende Linie darstellt und die Linie Q eine Tangente zwischen dem Punkt a und einem Berührpunkt darstellt, an dem die Tangente auf die Bodenkurve zwischen dem Punkt a und dem Punkt A trifft.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Prismas ein Dreieck ist, wobei der Scheitelwinkel des Dreiecks 1° bis 150°, vorzugsweise 110° bis 130° und am meisten bevorzugt 120° beträgt.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenbreite des Prismas an der breitesten Stelle 1 bis 150 µm, vorzugsweise 40 bis 60 µm, beträgt.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenbreiten an den zwei benachbarten höchsten Punkten des Prismas nicht identisch sind.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenbreiten an den höchsten Punkten jedes Prismas auf eine breit-schmal abwechselnde Weise angeordnet sind, so dass die Bodenbreiten des Prismas an den zwei benachbarten höchsten Punkten nicht identisch sind.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenbreiten an den höchsten Punkten jedes Prismas so angeordnet sind, dass jeweils eine größere Bodenbreite und jeweils eine kleinere Bodenbreite auf dem Prisma abwechselnd angeordnet sind, oder dass die Bodenbreiten an den höchsten Punkten drei oder mehr als drei Arten Größen aufweisen.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die höchsten Punkte jedes Prismas auf einer gleichen geraden Linie befinden, während bei zwei benachbarten Prismen, die Bodenbreiten an den höchsten Punkten eines Prismas mit den Bodenbreiten an den höchsten Punkten eines anderen Prismas nicht identisch sind, und der Bereich einer großen Bodenbreite eines Prismas mit dem Bereich einer kleinen Bodenbreite eines benachbarten Prismas verzahnend angeordnet sind.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenbreiten an den zwei benachbarten niedrigsten Punkten des Prismas nicht identisch sind.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenbreiten an den niedrigsten Punkten jedes Prismas auf eine breit-schmal abwechselnde Weise angeordnet sind, so dass die Bodenbreiten des Prismas an den zwei benachbarten niedrigsten Punkten nicht identisch sind.
Lichtreflektierende Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die niedrigsten Punkte jedes Prismas auf einer gleichen geraden Linie befinden, während bei zwei benachbarten Prismen, die Bodenbreiten an den niedrigsten Punkten eines Prismas mit den Bodenbreiten an den niedrigsten Punkten eines anderen Prismas nicht identisch sind, und der Bereich einer großen Bodenbreite eines Prismas mit dem Bereich einer kleinen Bodenbreite eines benachbarten Prismas verzahnend angeordnet sind.
Verfahren zur Verarbeitung einer lichtreflektierenden Folie, umfassend folgende Schritte: in einem ersten Schritt wird eine Form hergestellt, indem ein Werkzeug sich periodisch hin und her bewegt, so dass mindestens eine Rille mit einer periodisch schwankenden Tiefe auf einer gleichförmig rotierenden Druckwalze oder einer gleichförmig beweglichen, flachen Vorlage eingearbeitet ist; im einem zweiten Schritt wird eine zur Rille passende prismatische Struktur unter Verwendung der Druckwalze oder der flachen Vorlage auf die reflektierende Folie aufgedruckt.
Verfahren zum Bearbeiten einer lichtreflektierenden Oberfläche nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Folie in dem zweiten Schritt einen flachen Grundkörper und eine kolloidale Schicht oder eine reflektierende Materialschicht umfasst, die auf den flachen Grundkörper laminiert ist, oder dass ferner umfassend einen dritten Schritt, dass in dem dritten Schritt eine reflektierende Schicht auf der mit prismatischer Struktur aufgedruckten und kolloidalen Schicht gebildet wird.
Photovoltaisches Modul, dadurch gekennzeichnet, dass das photovoltaische Modul eine Mehrzahl von Zellen, ein die Zellen verbindendes Lötband und eine lichtreflektierende Folie umfasst, wobei die photovoltaische reflektierende Folie auf der oberen Oberfläche des Lötbandes oder im Lückenbereich zwischen den Zellen angeordnet ist, und die photovoltaische reflektierende Folie auch gleichzeitig auf der oberen Oberfläche des Lötbandes und im Lückenbereich zwischen den Zellen angeordnet werden kann, wobei die Langenrichtung der photovoltaischen reflektierenden Folie parallel zu der Langenrichtung des Lötbandes und der Langenrichtung des Lückenbereich ausgestaltet ist.