專利名稱：太陽能電熱一體化組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能電熱一體化組件，特別是電熱一體化綜合運(yùn)用的電池組 件。
背景技術(shù)：
晶體硅太陽能電池發(fā)電時(shí)，背面溫度高于表面溫度和環(huán)境氣溫，隨太陽輻照度增 大，發(fā)電功率上升，電池背面溫升很大，說明了晶體硅太陽能電池具有光電光熱兩種效應(yīng)， 其中光熱效應(yīng)將導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率降低。對(duì)于普通的晶體硅太陽能組件，一般由EVA材料層、電池片、EVA材料層、超白鋼化 玻璃固化形成。當(dāng)這種晶體硅太陽能電池受太陽光照射進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換時(shí)，在投射光高于禁 帶寬度的低能以及光生載流子(電子和空穴)復(fù)合時(shí)，均釋放出能量，其中絕大部分約80% 轉(zhuǎn)換成熱能，使電池溫度升高(夏天可以達(dá)到60°C以上)，溫度上升將使載流子的擴(kuò)散系數(shù) 增大，本征載流子急劇增加，從而引發(fā)反向飽和電流呈幾何級(jí)增長(zhǎng)，導(dǎo)致開路電壓大幅度下 降，其下降平均值約為2. 1 2. 3V(°C 片)，雖然短路電流也會(huì)隨溫度上升也有所增加，但 其增加甚微，可以忽略不計(jì)，填充因子也會(huì)變差，輸出功率、光電轉(zhuǎn)換效率也會(huì)隨之下降。在 長(zhǎng)期的光伏發(fā)電的應(yīng)用中得出結(jié)論，太陽能電池的負(fù)溫度效應(yīng)給電池性能和發(fā)電系統(tǒng)的正 常工作帶來很不利的影響。因此，需要對(duì)現(xiàn)有的組件加以更新和改造，使其達(dá)到既可以有效地提高太陽能電 池的轉(zhuǎn)換效率，又能有效地利用廢熱為生活所用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的晶體硅太陽能電熱一體化組件，可以將光電 光熱效應(yīng)利用起來，保持晶體硅太陽能電池在最佳的光電轉(zhuǎn)換效率下工作，并帶走其產(chǎn)生 的熱量，同時(shí)該組件能與市電并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)供電供熱兩種效用。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的太陽能電熱一體化組件，包括依次設(shè)置的TPT材料層、EVA材料層、電池片、EVA材 料層、超白鋼化玻璃，EVA材料層內(nèi)設(shè)置有若干電池片，TPT材料層、EVA材料層、電池片、EVA 材料層、超白鋼化玻璃加熱固化成型，其特征在于在TPT材料層的背面還依次設(shè)置有金屬 薄板、循環(huán)管道、背板，TPT材料層與金屬薄板通過吸熱的硅脂層粘接，所述循環(huán)管道包括頂 部的主循環(huán)管和垂直于主循環(huán)管連通的熱管，金屬薄板的背面與熱管粘接或者焊接，金屬 薄板、熱管和背板之間填充設(shè)置有保溫層，所述背板、保溫層、循環(huán)管道、金屬薄板、TPT材料 層、EVA材料層、電池片、EVA材料層、超白鋼化玻璃通過四周的邊框固定。所述金屬薄板為銅合金薄板，或者鋁鎂合金薄板。所述金屬薄板與保溫層接觸的面為防銹面。所述循環(huán)管道設(shè)置有多根平行的均勻分布的熱管(如銅管)，在熱管中裝有熱交 換介質(zhì)，熱交換介質(zhì)可以是水、乙二醇、或者是水的混合物等。[0011 ] 熱管分為低溫?zé)峁?20度一300度)、中溫?zé)峁?300度-900度)、高溫?zé)峁?600 度-1200度)，本組件采用低溫?zé)峁?，通過熱管內(nèi)介質(zhì)汽化將電池組件背面的熱量帶出，在 主循環(huán)管內(nèi)熱交換后，變成液體流回?zé)峁埽绱瞬粩嗟难h(huán)，將熱量帶出。所述保溫層為發(fā)泡泡沫，或者保溫棉。所述背板、保溫層上留有安裝接線盒的開口，接線盒固定于金屬薄板上。本實(shí)用新型的有益效果如下通過增加設(shè)置的傳熱效果很好的金屬薄板，將電池片產(chǎn)生的廢熱迅速傳出，并通 過熱管內(nèi)介質(zhì)的汽化，汽化介質(zhì)氣上升，將熱量帶至主循環(huán)管，熱交換后，主循環(huán)管內(nèi)介質(zhì) 的強(qiáng)制循環(huán)將熱能送至儲(chǔ)熱器(如熱水箱)。

圖1為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型的背面導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型的背面導(dǎo)熱主循環(huán)管的快速接頭示意圖圖4為本實(shí)用新型的背板安裝有接線盒的結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實(shí)用新型圖5的B-B結(jié)構(gòu)示意圖附圖標(biāo)記為1邊框，2金屬薄板，3TPT材料層，4超白鋼化玻璃，5EVA材料層，6電 池片，7保溫層，8熱管，9背板，10主循環(huán)管，11接線盒。具體實(shí)現(xiàn)方式太陽能電熱一體化組件，包括依次設(shè)置的TPT材料層3、EVA材料層5、電池片6EVA 材料層5、超白鋼化玻璃4，EVA材料層5內(nèi)設(shè)置有若干電池片6，TPT材料層3、EVA材料層 5、電池片6、EVA材料層5、超白鋼化玻璃4加熱固化成型，在TPT材料層3的背面還依次設(shè) 置有金屬薄板2、循環(huán)管道、背板9，TPT材料層3與金屬薄板2通過吸熱的硅脂層粘接，所 述循環(huán)管道包括頂部的主循環(huán)管10和垂直于主循環(huán)管10連通的熱管8，金屬薄板2的背面 與熱管8粘接或者焊接，金屬薄板2、熱管8和背板9之間的空腔填充設(shè)置有保溫層7，所述 背板9、保溫層7、循環(huán)管道、金屬薄板2、TPT材料層3、EVA材料層5、電池片6、EVA材料層 5、超白鋼化玻璃4通過四周的邊框1固定。所述金屬薄板2為銅合金薄板，或者鋁鎂合金薄板，厚度為0. 2 1. 5mm之間，具 有很好的導(dǎo)熱性，其導(dǎo)熱性能是普通的TPT材料的20倍以上。所述金屬薄板2面作防銹處 理(如鈍化和鍍防銹膜)，以滿足在保溫層7的保護(hù)下的20年使用壽命。所述金屬薄板2與保溫層7接觸的面為防銹面。所述循環(huán)管道設(shè)置有多根平行的均勻分布的熱管8 (如銅管)，在熱管8中裝有熱 交換介質(zhì)，熱交換介質(zhì)可以是水、乙二醇、或者是水的混合物等。熱管分為低溫?zé)峁?20-300度)、中溫?zé)峁?300-900度)、高溫?zé)峁?600-1200 度)，本實(shí)用新型采用低溫?zé)峁埽ㄟ^熱管8內(nèi)介質(zhì)汽化將電池組件背面的熱量帶出，在主 循環(huán)管10內(nèi)熱交換后，變成液體流回?zé)峁?，如此不斷的循環(huán)，將熱量帶出。所述保溫層7為發(fā)泡泡沫，或者保溫棉。所述背板9、保溫層7上留有安裝接線盒11的開口，接線盒11固定于金屬薄板2 上。
4[0030]如圖1-5所示，該電池組件的安裝為在電池組件邊框1的靠近四個(gè)角的位置設(shè)置 4個(gè)圓孔，冷卻介質(zhì)進(jìn)口接頭穿過圓孔與主循環(huán)管10在組件內(nèi)實(shí)現(xiàn)連接，主循環(huán)管10靠近 邊框1的內(nèi)側(cè)，組件內(nèi)主循環(huán)管10上均勻分布有多根熱管8，熱管8與主循環(huán)管10垂直連 接，熱管8通過焊接或者導(dǎo)熱硅膠粘結(jié)在金屬薄板2上，金屬薄板2與保溫層7的接觸面做 防銹處理(如鈍化或者電鍍)。按照原始安裝接線盒11的位置不變，將背板9、保溫層7予 以空出接線盒11的位置，自然裸露空氣散熱中。主循環(huán)管10的接頭采用快速接頭，鉚接在 在邊框1上，可以承受安裝過程中來自螺紋的扭力。對(duì)接管中央設(shè)置有膠圈槽，膠圈槽安裝 有膠圈。扭緊螺母，使主循環(huán)管10的接頭和對(duì)接管的端面壓合在一起，由膠圈實(shí)現(xiàn)端面密 封；對(duì)接管的一頭接一個(gè)螺母套，螺母套通過。本實(shí)用新型的工作過程是太陽光照射在晶體硅太陽能組件的電池片6上時(shí)，產(chǎn) 生光電效應(yīng)，具有一定電壓的直流電流經(jīng)接線盒11中的正極、負(fù)極導(dǎo)線輸出至光伏系統(tǒng)， 同時(shí)它的工作溫度上升，產(chǎn)生光熱效應(yīng)放出熱量，熱量通過金屬薄板2傳到熱管8，被管內(nèi) 的介質(zhì)吸收汽化，汽化介質(zhì)氣體上升，將熱量帶至主循環(huán)管10，熱交換后，主循環(huán)管10內(nèi)介 質(zhì)的強(qiáng)制循環(huán)將熱能送至儲(chǔ)熱器(如熱水箱)。本實(shí)用新型也適用于其它太陽能電池，如晶體硅聚焦太陽能電池、薄膜太陽電池、 染料太陽電池、塑料太陽電池等。
權(quán)利要求太陽能電熱一體化組件，包括依次設(shè)置的TPT材料層(3)、EVA材料層(5)、超白鋼化玻璃(4)，EVA材料層(5)內(nèi)設(shè)置有若干電池片(6)，TPT材料層(3)、EVA材料層(5)、電池片(6)、EVA材料層(5)、超白鋼化玻璃(4)加熱固化成型，其特征在于在TPT材料層(3)的背面還依次設(shè)置有金屬薄板(2)、循環(huán)管道、背板(9)，TPT材料層(3)與金屬薄板(2)通過吸熱的硅脂層粘接，所述循環(huán)管道包括頂部的主循環(huán)管(10)和垂直于主循環(huán)管(10)連通的熱管(8)，金屬薄板(2)的背面與熱管(8)粘接或者焊接，金屬薄板(2)、熱管(8)和背板(9)之間的空腔填充設(shè)置有保溫層(7)，所述背板(9)、保溫層(7)、循環(huán)管道、金屬薄板(2)、TPT材料層(3)、EVA材料層(5)、電池片(6)、EVA材料層(5)、超白鋼化玻璃(4)通過四周的邊框(1)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電熱一體化組件，其特征在于所述金屬薄板(2)為 銅合金薄板，或者鋁鎂合金薄板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電熱一體化組件，其特征在于所述金屬薄板(2) 與保溫層(7)接觸的面為防銹面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電熱一體化組件，其特征在于所述保溫層(7)為發(fā) 泡泡沫，或者保溫棉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電熱一體化組件，其特征在于所述循環(huán)管道設(shè)置有 多根平行的均勻分布的熱管(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的太陽能電熱一體化組件，其特征在于熱管(8)為低溫?zé)峁堋?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電熱一體化組件，其特征在于所述背板(9)、保溫層 (7)上留有安裝接線盒(11)的開口，接線盒(11)固定于金屬薄板⑵上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了太陽能電熱一體化組件，包括依次設(shè)置的背板、保溫層、循環(huán)管道、金屬薄板、TPT材料層、EVA材料層、電池片、EVA材料層、超白鋼化玻璃，通過四周的邊框固定；TPT材料層、EVA材料層、電池片、EVA材料層、超白鋼化玻璃加熱固化成型，TPT材料層與金屬薄板通過吸熱的硅脂層粘接；循環(huán)管道包括頂部的主循環(huán)管和垂直于主循環(huán)管連通的熱管，金屬薄板的背面與熱管粘接或者焊接，金屬薄板、熱管和背板之間的空腔填充設(shè)置有保溫層；本實(shí)用新型通過傳熱效果良好的金屬薄板，將電池片產(chǎn)生的廢熱迅速傳出，同時(shí)通過循環(huán)管道進(jìn)行熱交換，熱交換后將熱能送至儲(chǔ)熱器，提高了廢熱利用率和太陽能的整體利用率。
文檔編號(hào)H01L31/058GK201616447SQ200920298520
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者劉漢元, 鄧衛(wèi)平 申請(qǐng)人:通威太陽能有限公司