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(diǎn)，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(jìn)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。為了解決上述問題，在先申請?zhí)岢隽嗽陔姌O寬度方向設(shè)置間隔結(jié)構(gòu)，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聚焦到間隔內(nèi)，避免光線照射電極導(dǎo)致的損失。但是，由于電極的寬度通常都是設(shè)置為很窄的結(jié)構(gòu)，在其中間設(shè)置間隔對于制作工藝的要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)以及太陽能電池，能夠降低對于制作工藝的要求。

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；其特征在于：所述上電極包括位于上端的第一電極組以及位于下端的第二電極組；所述第一電電極組與第二電極組對應(yīng)設(shè)置，中間形成間隔；密封材料內(nèi)部設(shè)置多個凸透聚光結(jié)構(gòu)，凸透聚光結(jié)構(gòu)設(shè)置于上電極正上方，其yz豎截面最長邊與光電轉(zhuǎn)換材料y軸長度相等；設(shè)置所述凸透聚光結(jié)構(gòu)距離上電極的高度，使其焦點(diǎn)位于所述間隔內(nèi)。

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包括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，所述間隔中點(diǎn)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間隔中。

優(yōu)選的，包括設(shè)置于凸透聚光結(jié)構(gòu)與上電極之間的散射結(jié)構(gòu)，所述散射結(jié)構(gòu)具有中間設(shè)置第二間隔，所述第二間隔寬度設(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(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)正面示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)的局部側(cè)視圖。

具體實(shí)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(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2、圖3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。可以使用現(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(shí)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(jìn)n區(qū)，光生空穴被推進(jìn)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。

如圖2所示，上電極500包括相對設(shè)置的第一電極組501以及第二電極組502。第一電極組501設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料400上表面的上端，第二電極組501設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料400上表面的下端，其x軸座標(biāo)相同，長度小于光電轉(zhuǎn)換材料400y軸長度的一半，從而第一電極組501和第二電極組502之間形成間隔503。

密封材料600內(nèi)部設(shè)置與上電極500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)置于上電極500的正上方，其yz豎截面為凸透鏡結(jié)構(gòu)，yz豎截面最長邊與光電轉(zhuǎn)換材料400y軸長度相等。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。

設(shè)置凸透聚光結(jié)構(gòu)601距離上電極500的高度，使其凸透聚光結(jié)構(gòu)601的焦點(diǎn)與上電極500位于同一平面，間隔503的中點(diǎn)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的匯聚光照射到間隔503中，從而將照射到上電極500的光線聚焦，避免折射或者散射時，光線照射到上電極500導(dǎo)致的光學(xué)損失。

通過本發(fā)明的實(shí)施例，通過凸透聚光結(jié)構(gòu)601和上電極500的設(shè)置，在上電極500的長度方向上設(shè)置間隔，將照射到電極的光線，通過聚焦結(jié)構(gòu)聚焦到上電極500的長度方向，一方面避免了避免光線照射電極導(dǎo)致的損失，同時由于電極長度方向設(shè)置間隔相對簡單，對于工藝要求相對較低。

優(yōu)選的實(shí)施例中，可以如圖3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)置第二間隔603，第二間隔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)602橫截面重疊部分的寬度，從而能夠進(jìn)一步將聚焦面之外的光線散射到光電轉(zhuǎn)換材料中。

本發(fā)明中描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實(shí)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(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)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(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。