專利名稱：一種具有高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池組件，尤其涉及一種具有較高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件。屬于太陽(yáng)能材料和器件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生新能源受到了越來(lái)越多的關(guān)注，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，目前太陽(yáng)能一個(gè)最重要的應(yīng)用就是光伏發(fā)電。太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最基本單元是太陽(yáng)能電池，在具體的應(yīng)用中，通常是將多個(gè)太陽(yáng)能電池片構(gòu)成太陽(yáng)能電池組件，然后再將各個(gè)太陽(yáng)能電池組件連接起來(lái)構(gòu)成整體的電流輸出。目前廣泛使用的太陽(yáng)能電池組件基本上都是由超白低鐵鋼化玻璃、兩層EVA層 (乙烯-醋酸乙烯共聚物)、設(shè)置在兩層EVA層中的太陽(yáng)能電池和背板組成，這些元件在真空下加熱層壓成為一個(gè)整體，然后安裝鋁合金邊框和接線盒，成為太陽(yáng)能電池組件。當(dāng)太陽(yáng)能組件工作時(shí)，透過(guò)超白低鐵鋼化玻璃的太陽(yáng)光被太陽(yáng)能電池吸收產(chǎn)生光電流，當(dāng)組件和負(fù)載連接時(shí)，就會(huì)形成功率輸出。為了盡可能的提高太陽(yáng)能電池組件的輸出，即提高組件的轉(zhuǎn)換效率，在目前的工藝中采取了很多方法以達(dá)到此效果。如組件使用的電池片就是具有織構(gòu)的表面，并鍍有減反膜以減少電池對(duì)太陽(yáng)光的反射；另外組件的最上層使用了鍍有減反膜的鋼化玻璃以增加光的透過(guò)率；此外組件使用的背板采用了白色光亮的表面，當(dāng)太陽(yáng)光照射到電池片間隙的背板上時(shí)，其白色的表面在一定程度上也可以增加對(duì)光的反射，然后再通過(guò)表層玻璃的反射使這部分光被太陽(yáng)能電池吸收。以上幾種方式對(duì)提高太陽(yáng)能電池組件的轉(zhuǎn)換效率都具有一定的作用，但對(duì)于第三種方法，白色的背板表面雖能提高對(duì)光的反射，但反射的大部分光線重新被太陽(yáng)能電池利用的很少，因?yàn)楹芏喾瓷浠氐墓饩€都是重新透過(guò)表層玻璃折射到了空氣中。以一個(gè)規(guī)格為1580mm*808mm的太陽(yáng)能電池組件為例，若其使用的太陽(yáng)能電池片尺寸為125mm*125mm，電池片數(shù)量為72片，則透過(guò)玻璃照射到背板上的光大概占整個(gè)組件受光面積的12%，如果這部分光能被太陽(yáng)能電池很好的利用起來(lái)， 將能顯著提高太陽(yáng)能電池組件的轉(zhuǎn)換效率，增加組件的輸出功率。太陽(yáng)輻射光譜的波長(zhǎng)范圍在150納米到4000納米之間，包含紫外光、可見(jiàn)光和紅外光，其中7%的太陽(yáng)輻射能量分布在紫外光譜區(qū)，50%在可見(jiàn)光譜區(qū)，43%在紅外光譜區(qū)。 太陽(yáng)能電池對(duì)不同波長(zhǎng)光的響應(yīng)是不一樣的，圖1給出了某種硅太陽(yáng)能電池的光譜響應(yīng)曲線，從圖上可以看到，對(duì)于不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)光，硅太陽(yáng)電池有不同的靈敏度。能夠產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)的太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)范圍一般在400納米到1200納米范圍內(nèi)，而其它波長(zhǎng)的太陽(yáng)光則不能使硅太陽(yáng)電池產(chǎn)生光生電流。由此可見(jiàn)，太陽(yáng)輻射能量中會(huì)有很大部分能量不能被太陽(yáng)電池吸收而損失掉。從上面的分析可以看到，照射到太陽(yáng)能電池組件上的太陽(yáng)光除了被太陽(yáng)電池吸收外，還有部分是被背板發(fā)射回去，僅有小部分被太陽(yáng)能電池再吸收。結(jié)合太陽(yáng)能電池的光譜響應(yīng)特性，如何讓這部分光最大限度能為太陽(yáng)電池二次利用，就成為了一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，能夠充分吸收照射到電池片間隙的太陽(yáng)光，從而使組件具有更高的轉(zhuǎn)換效率及輸出功率。本發(fā)明所述的具有高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，包括從上到下依次設(shè)置并封裝為一體的超白低鐵鋼化玻璃、第一 EVA層、串聯(lián)在一起的太陽(yáng)能電池片，第二 EVA層，第三 EVA層和背板，第二 EVA層與第三EVA層之間裝設(shè)有反射層，所述反射層的表面設(shè)有規(guī)則排列的V形溝槽。這種V形溝槽使組件具有更高的反射率。所述V形溝槽的內(nèi)夾角為120度 138度。這樣可以保證V形溝槽兩個(gè)面反射的光線到達(dá)玻璃表面時(shí)其入射角大于臨界角發(fā)生全反射以被電池片吸收，而不會(huì)折射到空氣中損失掉。所述反射層基體材料為是一種熱塑性材料，可以是聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯或聚乙烯。所述反射層的厚度為100 250微米。所述反射層的表面涂覆有熒光粉涂層，這樣可以提高反射率。所述熒光粉涂層的材料為t03:Eu3+或NaYF4Ib3+, Er3+或者是兩者的混合物。其中^O3 Eu3+3+材料在紫外光的激發(fā)下可以發(fā)射紅光，NaYF4 Yb3+，Er3+可以吸收紅外光發(fā)射綠光，當(dāng)太陽(yáng)光照射到熒光涂層時(shí)，涂層中的熒光材料能吸收太陽(yáng)光中的紫外光和紅外光，同時(shí)發(fā)出可見(jiàn)光，即此反射層上的熒光材料將太陽(yáng)光中不能被太陽(yáng)能電池所吸收的紫外光和紅外光轉(zhuǎn)換為太陽(yáng)電池對(duì)其具有較高靈敏度的可見(jiàn)光，V型溝槽能更有效地將這些轉(zhuǎn)換后的可見(jiàn)光反射到電池片上的鋼化玻璃表面，由于這部分光線的入射角大于臨界角，發(fā)生全反射，最后被太陽(yáng)能電池重新吸收利用，從而間接增加了光生電流，即增加組件的輸出功率及轉(zhuǎn)換效率。所述背板由聚氟乙烯復(fù)合膜材料做成，具有耐老化、耐腐蝕、阻止水汽滲透的能力及良好的絕緣性能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖1 硅太陽(yáng)能電池的光譜響應(yīng)圖。圖2 太陽(yáng)能電池組件的剖面圖。圖3 太陽(yáng)能電池組件的局部剖面放大圖，從中可以看出反射層4的構(gòu)造。圖2中，1為超白低鐵鋼化玻璃，21為第一 EVA層，22為第二 EVA層，23為第三EVA 層，3為太陽(yáng)能電池片，4為反射層，5為背板；圖3中，6為V型溝槽，7為熒光粉涂層。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，本發(fā)明一種具有高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件包括從上到下依次排列的超白低鐵鋼化玻璃1、第一EVA層21、用焊帶串聯(lián)在一起的太陽(yáng)能電池片3，第二EVA層 22，第三EVA層23和背板5，第二 EVA層22與第三EVA層23之間裝設(shè)有反射層4。其中鋼化玻璃具有高透光率并起到保護(hù)太陽(yáng)能電池片的作用，EVA材料具有密封和粘結(jié)的作用，而背板5為TPT (聚氟乙烯復(fù)合膜)材質(zhì)，具有耐老化、耐腐蝕、阻止水汽滲透的能力及良好的絕緣性能。將各層材料按照順序敷設(shè)好，將其放入真空層壓機(jī)進(jìn)行高溫層壓，使其中的三層 EVA層固化，成為一個(gè)整體的層壓件，對(duì)層壓件作修邊處理，最后用鋁合金邊框進(jìn)行裝框，即得到了具有較高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件。在本實(shí)施例中，所述的反射層4基體材料為聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)，厚度為 200微米，如圖3所示，反射層4的表面具有很多規(guī)則排列的V形溝槽6，所述V形溝槽6的內(nèi)夾角為120度 138度，作為優(yōu)選，其內(nèi)夾角為130度，另外在反射層的表面涂覆有熒光粉涂層7，涂層的材料可以是^O3 Eu3+或NaYF4 Yb3+, Er3+或者是兩者的混合物。其中^O3 Eu3+ 熒光粉可以吸收254nm的紫外光并發(fā)出613nm的紅光，NaYF4:%3+，Er3+熒光粉則吸收970nm 的紅外光發(fā)出540nm的綠光，照射到電池片間隙的太陽(yáng)光被反射層上的熒光材料轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，由于反射層表面具有高反射率，然后這部分可見(jiàn)光被反射到組件最上層的玻璃表面上，由于V形溝槽的夾角為130度，則入射到玻璃表面光線的入射角為50度。鋼化玻璃的折射率在1. 5左右，當(dāng)光從玻璃(光密介質(zhì))進(jìn)入到空氣(光疏介質(zhì))中時(shí)，臨界角為42 度。在此種情況下，光線的入射角大于臨界角，因此發(fā)生全反射，這部分光重新被反射到電池片，并被電池片吸收，此效應(yīng)間接地增強(qiáng)入射到太陽(yáng)能電池片上的光強(qiáng)，從而增大光生電流，最終增加組件的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式中的V形溝槽，如反射層表面也可以呈波浪形或其他類似的形狀，只要利用了本發(fā)明構(gòu)思，即在電池片下方設(shè)置反射層，將照射到電池片間隙的太陽(yáng)光反射并加以利用，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，包括從上到下依次設(shè)置并封裝為一體的超白低鐵鋼化玻璃(1)、第一 EVA層(21)、串聯(lián)在一起的太陽(yáng)能電池片(3)、第二 EVA層(22)、 第三EVA層03)和背板(5)，其特征在于第二 EVA層Q2)與第三EVA層Q3)之間裝設(shè)有反射層⑷。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述反射層的表面設(shè)有規(guī)則排列的V形溝槽(6)。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述V形溝槽(6)的內(nèi)夾角為 120度 138度。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述反射層(4)基體材料為聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯或聚乙烯。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述反射層(4)的厚度為100 250微米。
6.如權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述反射層 (4)的表面涂覆有熒光粉涂層(7)。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述熒光粉涂層(7)的材料為 Y2O3 Eu3+ 或 NaYF4 Yb3+, Er3+。
8.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池組件，其特征在于所述背板由聚氟乙烯復(fù)合膜材料做成。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種具有高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，屬于太陽(yáng)能材料和器件技術(shù)領(lǐng)域。一種具有高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，包括從上到下依次設(shè)置并封裝為一體的超白低鐵鋼化玻璃、第一EVA層、串聯(lián)在一起的太陽(yáng)能電池片、第二EVA層、第三EVA層和背板，第二EVA層與第三EVA層之間裝設(shè)有反射層，所述反射層的表面設(shè)有規(guī)則排列的V形溝槽。這種V形溝槽使組件具有更高的反射率。所述V形溝槽的內(nèi)夾角為120度～138度。這樣可以保證V形溝槽兩個(gè)面反射的光線到達(dá)玻璃表面時(shí)其入射角大于臨界角發(fā)生全反射以被電池片吸收，而不會(huì)折射到空氣中損失掉。
文檔編號(hào)H01L31/055GK102280512SQ201010198768
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者馮濤, 寧兆偉, 張健超, 楊華, 王建軍, 程文明, 黃濤華 申請(qǐng)人:南通美能得太陽(yáng)能電力科技有限公司