本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種太陽能電池的封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著人類不斷開發(fā)新能源，太陽能逐漸被人類應(yīng)用到多個領(lǐng)域當(dāng)中，太陽能發(fā)電是一種新型能源，具有環(huán)保、節(jié)能、取之不盡用之不竭等特點，太陽能電池組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分，其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，而太陽能電池組件封裝工藝好壞直接影響太陽能電池的使用壽命。

隨著人類的科技進步全球?qū)τ谑汀⑻烊粴獾茸匀荒茉促Y源的依賴日益加重，而全球能源需求的不斷增長，能源、環(huán)境和氣候變暖等問題日益突出。開發(fā)和加大可再生的綠色能源的使用已經(jīng)刻不容緩。太陽能光伏、生物能和風(fēng)能等綠色能源已經(jīng)或正在成為傳統(tǒng)能源最好的替代技術(shù)。

太陽能光伏技術(shù)是基于半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。其最核心器件為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到太陽能電池上時， 電池吸收光子能量，產(chǎn)生電子-空穴對。在電池內(nèi)建電場作用下，光生電子和空穴被分離， 電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，在內(nèi)建電場的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載，則負(fù)載就有“光生”電流通過，從而獲得功率輸出。

提高太陽能電池的工業(yè)轉(zhuǎn)化效率，是太陽能產(chǎn)業(yè)一直不變的追求。太陽能電池的性能是由該電池的光電特性來確定的，而電池性能的損失主要來源于光學(xué)損失和電學(xué)損失。太陽能電池光學(xué)損失主要包括電池前表面反射損失、以及電極阻擋導(dǎo)致的接觸柵線的陰影損失。其中，通過絨面和減反射膜技術(shù)可獲得相當(dāng)?shù)偷墓夥瓷?，減小電池前表面的反射損失。

對于太陽能電池的電極阻擋導(dǎo)致的光學(xué)損失，現(xiàn)有技術(shù)主要通過將入射到電極的光線折射或者散射到電極以外的區(qū)域，從而增加有效光。但是，部分折射或者散射的光線仍可能照射到電極上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種改進的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)以及太陽能電池，能夠進一步減少光線入射到電極上。

作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)，包括：光入射層，用于太陽光的入射；光電轉(zhuǎn)換材料，其用于接受太陽光的照射生成載流子；密封材料，其設(shè)置于光入射層與光電轉(zhuǎn)換材料之間；上電極，其設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料上表面；下電極，其設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料下表面；所述上電極包括多組電極，各組電極之間的距離為第一間隔；所述密封材料內(nèi)部設(shè)置與所述多組電極對應(yīng)的多個凸透聚光結(jié)構(gòu)，所述凸透聚光結(jié)構(gòu)設(shè)置于組電極的正上方，其豎截面最長邊與組電極的寬度相等；設(shè)置所述凸透聚光結(jié)構(gòu)距離組電極的高度，使其焦點與組電極位于同一平面；所述組電極中間設(shè)置寬度遠小于第一間隔的第二間隔。

優(yōu)選的，所述密封材料為乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙 烯(PS)、TPU、硅酮、離子交聯(lián)聚合物、光固樹脂中的一種或者幾種。

優(yōu)選的，所述凸透聚光結(jié)構(gòu)的材料為乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙 烯(PS)、TPU、硅酮、離子交聯(lián)聚合物、光固樹脂中的一種或者幾種。

優(yōu)選的，所述凸透聚光結(jié)構(gòu)材料的折射率大于密封材料的折射率。

優(yōu)選的，還包括設(shè)置于底部的光反射層。

優(yōu)選的，上電極以及下電極的材料是TCO材料或?qū)щ娊饘俨牧稀?/p>

優(yōu)選的，所述光入射面層的內(nèi)表面設(shè)置表面紋理。

優(yōu)選的，所述第二間隔中點位于凸透鏡主光軸的延長線上，使所述凸透聚光結(jié)構(gòu)的匯聚光照射到所述第二間隔中。

優(yōu)選的，包括設(shè)置于凸透聚光結(jié)構(gòu)與組電極之間的散射結(jié)構(gòu)，所述散射結(jié)構(gòu)具有中間設(shè)置第三間隔，所述第三間隔寬度設(shè)置為所述凸透聚光結(jié)構(gòu)的聚焦面與該散射結(jié)構(gòu)橫截面重疊部分的寬度。

優(yōu)選的，所述光入射層為玻璃。

優(yōu)選的，所述光電轉(zhuǎn)換材料為晶體硅。

作為本發(fā)明的另外一個方面，提供一種太陽能電池，其包括上述之一的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的局部示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將使用實施例對本發(fā)明進行簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的僅僅是本發(fā)明的一個實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些實施例獲取其他的技術(shù)方案，也屬于本發(fā)明的公開范圍。

本發(fā)明實施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)，如圖1所示，從下至上依次包括背板100，密封材料200，下電極300，光電轉(zhuǎn)換材料400，上電極500，密封材料600，光入射層700。

背板100位于太陽能電池非受光一側(cè)的表面，用于向太陽能電池提供結(jié)構(gòu)支持。光入射層700設(shè)置于太陽能電池的受光側(cè)，用于太陽光的入射?？梢允褂矛F(xiàn)有的常規(guī)背板和前板材料，例如可以是玻璃、塑料、金屬等材料。在優(yōu)選的實施例中，使用玻璃作為太陽能電池板的背板100以及光入射層700的材料。

密封材料為太陽能電池線路裝備提供結(jié)構(gòu)支撐和定位，同時隔絕環(huán)境以及外界因素對于光電轉(zhuǎn)換材料以及線路的影響。密封材料的位置處在太陽能電池組件的中間，與光入射層700及背板100相互黏接，包裹住光電轉(zhuǎn)換材料400，其包括位于光電裝換材料400下方的密封材料200以及光電轉(zhuǎn)換材料400上方的密封材料600。密封材料可以使用乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙 烯(PS)、TPU、硅酮、離子交聯(lián)聚合物、光固樹脂中的一種或者幾種。

光電轉(zhuǎn)換材料400是利用光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)把光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌雽?dǎo)體器件，太陽能照射到光電轉(zhuǎn)換材料400后產(chǎn)生電子—空穴對，電子—空穴對在空間電荷區(qū)中產(chǎn)生后，立即被內(nèi)建電場分離，光生電子被推進n區(qū)，光生空穴被推進P區(qū)。故此，在p-n結(jié)兩側(cè)產(chǎn)生了正、負(fù)電荷的積累，形成與內(nèi)建電場相反的光生電場，在PN結(jié)開路的情況下，光生電流和正向電流相等時，PN結(jié)兩端建立起穩(wěn)定的電勢差，成為開路電壓，從而使PN結(jié)起到電源的作用?？梢允褂矛F(xiàn)有的晶硅材料作為光電轉(zhuǎn)換材料400，例如單晶硅，多晶硅，薄膜硅和非晶硅等。

太陽能電池的電極包括下電極300以及上電極500，其中，下電極300設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料400下表面，上電極500設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料400上表面，收集來自光電轉(zhuǎn)換材料400的光生成載流子。上電極500以及下電極300可以是包含導(dǎo)電性材料的單層結(jié)構(gòu)，也可以為多層結(jié)構(gòu)。

電極材料可以是導(dǎo)電金屬材料由包含銀或鋁、銅、鎳、錫、 金等或它們的合金等的導(dǎo)電性材料制成，也可以是例如TCO材料。除了包含這些導(dǎo)電性材料的層以外，還可以具有包含透光性導(dǎo)電氧化物的層，例如氧化鋅，氧化錫等。

上電極500包括多組電極501，每組電極501之間各組電極之間的距離設(shè)置為第一間隔502。密封材料600內(nèi)部設(shè)置與多組電極501對應(yīng)的多個凸透聚光結(jié)構(gòu)601，凸透聚光結(jié)構(gòu)601設(shè)置于組電極501的正上方，其豎截面為凸透鏡結(jié)構(gòu)，豎截面最長邊與組電極501的寬度相等。凸透聚光結(jié)構(gòu)601的材料可以是乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙 烯(PS)、TPU、硅酮、離子交聯(lián)聚合物、光固樹脂中的一種或者幾種。選擇凸透聚光結(jié)構(gòu)601的材料時，使其折射率大于密封材料600的材料，從而能夠形成聚焦，例如當(dāng)使用EVA或者PVB作為密封材料600時，可以使用PVC作為凸透聚光結(jié)構(gòu)601的材料。

組電極501中間設(shè)置寬度遠小于第一間隔的第二間隔503，設(shè)置凸透聚光結(jié)構(gòu)601距離組電極501的高度，使其凸透聚光結(jié)構(gòu)601的焦點與組電極501位于同一平面，第二間隔503的中點位于凸透聚光結(jié)構(gòu)601主光軸的延長線上，使凸透聚光結(jié)構(gòu)601的匯聚光照射到第二間隔503中，從而將照射到組電極501的光線聚焦，避免折射或者散射時，光線照射到組電極501導(dǎo)致的光學(xué)損失。

優(yōu)選的實施例中，可以如圖2所示，在凸透聚光結(jié)構(gòu)601與組電極501之間設(shè)置散射結(jié)構(gòu)602，散射結(jié)構(gòu)602中間設(shè)置第三間隔603，第三間隔603的寬度設(shè)置為凸透聚光結(jié)構(gòu)601的聚焦面與該散射結(jié)構(gòu)603橫截面重疊部分的寬度，從而能夠進一步將聚焦面之外的光線散射到光電轉(zhuǎn)換材料中。

綜上所述，本發(fā)明在通過在封裝材料中設(shè)置聚焦結(jié)構(gòu)將由照射到電極的光線，通過聚焦結(jié)構(gòu)聚焦到電極中的間隔區(qū)域內(nèi)，避免光線照射電極導(dǎo)致的損失。

本發(fā)明中描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。