對稱結構高散熱光伏組件的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,它包括從上到下依次層疊設置的前板聚合物材料層、電池片和背板聚合物材料層;其中,所述前板聚合物材料層包括從上到下依次層疊設置的表面保護層、摻雜有量子點的高透光塑料基層和封裝材料層;所述背板聚合物材料層包括從下到上依次層疊設置與所述前板聚合物材料層為對稱結構的表面保護層、摻雜有量子點的高透光塑料基層和封裝材料層。本發明所述光伏組件擁有對稱結構,可以用于雙面受光太陽能電池,而且前板和背板的作用均為增加透光和光子吸收,提高光電轉換效率,同時還能以減少熱源的方式來避免電池片工作溫度過高。
【專利說明】對稱結構高散熱光伏組件
【技術領域】
[0001]本發明屬于光伏【技術領域】,具體涉及一種具有對稱結構的高散熱型的太陽能電池組件
【背景技術】
[0002]目前,市場上的太陽能單晶或多晶組件均采取以下結構,即從上到下依次層疊設置鋼化玻璃層、EVA層,電池片、EVA層、TPT層以及鋁合金邊框。這樣的結構的前板玻璃及封裝材料多關注光線透過率,一般要求在91 %以上,這樣盡可能多吸收光子,使得電池片有更高的轉換效率和電力輸出。背膜多為含氟的高分子復合材料,起到阻水、絕緣等保護作用,但同樣帶來散熱困難的問題。
[0003]美國科學家研制出一種雙面太陽能電池,其每平方米的發電量可達272瓦,這種雙面太陽能電池使用了單晶硅材料,正反兩面都采用了捕捉光線的“PN結”結構,兩面都能把太陽能轉換成電能。雙面受光太陽能電池具有垂直安裝、雙面采光的特點,可以廣泛應用與安置地空曠、無遮陰、塵土大、易積雪的地方。但是雙面受光太陽能電池也具有應用缺點,相同輻照條件下,每面的輸出功率都比常規的單面太陽能電池略低,為了照顧兩面的產電率,一般選擇垂直安裝,至少保持一面以最佳角度接受太陽光。
[0004]目前主要的研究方向是通過對雙面電池片的研究來改善上述問題,進一步提高雙面電池的發電效率,而著眼于雙面太陽能電池的前后板封裝材料的改進還鮮有報道,本發明由此而來。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種用于雙面受光太陽能電池的對稱結構高散熱光伏組件,對稱結構的前板和背板的作用均為增加透光和光子吸收,提高光電轉換效率,同時還能以減少的熱源方式來避免電池片工作溫度過高,從而克服現有技術中的不足,本發明所述太陽能電池組件無需變動現有產品的封裝工藝,
[0006]易于實施。
[0007]為實現上述發明目的,本發明采用了如下技術方案:
[0008]一種對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,它包括從上到下依次層疊設置的前板聚合物材料層、電池片和背板聚合物材料層;
[0009]其中,所述前板聚合物材料層包括從上到下依次層疊設置的表面保護層、摻雜有量子點的高透光塑料基層和封裝材料層,
[0010]所述背板聚合物材料層包括從下到上依次層疊設置與所述前板聚合物材料層為對稱結構的表面保護層、摻雜有量子點的高透光塑料基層和封裝材料層;
[0011]所述表面保護層為透明材質的氟塑料層,光學折射率為1.35?1.40 ;
[0012]所述量子點由半導體材料制成的、直徑為2?20nm的納米粒子,摻雜量為0.1% -2%的重量份。
[0013]優選的,所述氟塑料層為PVDF或者PVF或者ETFE或者ECTFE材料。
[0014]量子點一般為球形或類球形,是由半導體材料(通常由II B?VI B或IIIB?VB元素組成)制成的、穩定直徑在2?20 nm的納米粒子。量子點是在納米尺度上的原子和分子的集合體,既可由一種半導體材料組成,如由I1.VI族元素(如CdS、CdSe, CdTe, ZnSe等)或II1.V族元素(如InP、InAs等)組成,也可以由兩種或兩種以上的半導體材料組成。
[0015]太陽能電池片的工作原理是吸收光子,產生激發態從而產生電流,而太陽光波段中無論是長波還是短波,被電池片吸收后只能產生一個光子,而剩余能量只能轉換成熱能。而量子點作用就是將短波段光源(300-500nm)中的高能量光子吸收轉換為2個低能量光子,這樣不僅可提高光電轉換效率,而且減少了熱源產生,從而減少電池片自身發熱。
[0016]優選的,所述高透光塑料基層為折射率為1.49的PMMA層或折射率為1.59的PC層或者折射率為1.57的PET層。
[0017]優選的,所述半導體材料由II B?VI B或IIIB?VB元素組成;所述量子點由I種或I種以上半導體材料制成。
[0018]優選的,所述封裝材料層為EVA、PVB、離子聚合物等聚烯烴類熱熔膠或硅膠組成。
[0019]優選的,所述光伏組件邊緣設有防撞的塑料邊框,所述塑料邊框內設有密封膠條。
[0020]有益效果:
[0021]本發明所述太陽能電池組件各種材料均考慮了增強導熱功能,整體結構完全不同于傳統光伏組件結構,與現有技術相比,本發明的優點包括:
[0022](I)擁有對稱結構的前板和背板均添加了量子點,用于雙面受光太陽能電池時,可以同時將短波段光源(300-500nm)中的高能量光子吸收轉換為2個低能量光子,這樣不僅可提高光電轉換效率,而且減少了熱源產生;
[0023](2)使用了透明氟塑料,表面能低(26-28達因),具有不粘附性能,可有效自潔,保持組件在戶外工作狀態下的良好光線透過率;
[0024](3)全部采用高分子材料,質量輕便
[0025](4)采用對稱結構層壓后材料對稱,可以避免產生內應力翹曲,而且適合于雙面受光太陽能電池組件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明所述對稱結構高散熱光伏組件的結構示意圖;
[0027]其中,1、前板聚合物材料層,2、電池片,3、背板聚合物材料層、4、表面保護層,5、高透光塑料基層,6、封裝材料層,7、塑料邊框。
【具體實施方式】
[0028]以下實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。
[0029]實施例1:
[0030]如圖1所示,一種對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,它包括從上到下依次層疊設置的前板聚合物材料層1、電池片2和背板聚合物材料層3 ;
[0031]其中,所述前板聚合物材料層I包括從上到下依次層疊設置的表面保護層4、摻雜有量子點的高透光塑料基層5和封裝材料層6,
[0032]所述背板聚合物材料層3包括從下到上依次層疊設置與所述前板聚合物材料層I為對稱結構的表面保護層4、摻雜有量子點的高透光塑料基層5和封裝材料層6 ;
[0033]所述表面保護層4為透明材質的氟塑料層,光學折射率為1.35?1.40 ;
[0034]所述量子點是由半導體材料制成的、直徑為2?20nm的納米粒子,摻雜量為
0.1% -2%的重量份。
[0035]優選的,所述氟塑料層為PVDF或者PVF或者ETFE或者ECTFE材料。
[0036]量子點一般為球形或類球形,是由半導體材料(通常由II B?VI B或IIIB?VB元素組成)制成的、穩定直徑在2?20 nm的納米粒子。量子點是在納米尺度上的原子和分子的集合體,既可由一種半導體材料組成,如由I1.VI族元素(如CdS、CdSe, CdTe, ZnSe等)或II1.V族元素(如InP、InAs等)組成,也可以由兩種或兩種以上的半導體材料組成。
[0037]太陽能電池片的工作原理是吸收光子,產生激發態從而產生電流,而太陽光波段中無論是長波還是短波,被電池片吸收后只能產生一個光子,而剩余能量只能轉換成熱能。而量子點作用就是將短波段光源(300-500nm)中的高能量光子吸收轉換為2個低能量光子,這樣不僅可提高光電轉換效率,且減少了熱源產生,從而降低電池片自身發熱。
[0038]優選的,所述高透光塑料基層5為折射率為1.49的PMMA層或折射率為1.59的PC層或者折射率為1.57的PET層。
[0039]優選的,所述半導體材料由II B?VI B或IIIB?VB元素組成;所述量子點由I種或I種以上半導體材料制成。
[0040]優選的,所述封裝材料層6為EVA、PVB、離子聚合物等聚烯烴類熱熔膠或硅膠組成。
[0041]優選的,所述光伏組件邊緣設有防撞的塑料邊框7,所述塑料邊框內設有密封膠條。
[0042]前述的“高透光”是指透光率在94%以上,反光率在90%以上。
[0043]需要指出的是,以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例,并非企圖據以對本發明作任何形式上之限制,是以,凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更,皆仍應包括在本發明意圖保護之范疇。
【權利要求】
1.一種對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,它包括從上到下依次層疊設置的前板聚合物材料層(I)、電池片(2)和背板聚合物材料層(3); 其中,所述前板聚合物材料層(I)包括從上到下依次層疊設置的表面保護層(4)、摻雜有量子點的高透光塑料基層(5)和封裝材料層(6); 所述背板聚合物材料層(3)包括從下到上依次層疊設置與所述前板聚合物材料層(I)為對稱結構的表面保護層(4)、摻雜有量子點的高透光塑料基層(5)和封裝材料層(6); 所述表面保護層(4)為透明材質的氟塑料層,光學折射率為1.35?1.40 ; 所述量子點由半導體材料制成的、直徑為2?20nm的納米粒子,摻雜量為0.1% -2%的重量份。
2.根據權利要求1所述的對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,所述氟塑料層為PVDF或者PVF或者ETFE或者ECTFE材料。
3.根據權利要求1所述的對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,所述高透光塑料基層(5)為折射率為1.49的PMMA層或折射率為1.59的PC層或者折射率為1.57的PET層。
4.根據權利要求1所述的對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,所述半導體材料由II B?VI B或IIIB?VB元素組成;所述量子點由I種或I種以上半導體材料制成。
5.根據權利要求1所述的對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,所述封裝材料層(6)為EVA、PVB、離子聚合物等聚烯烴類熱熔膠或硅膠組成。
6.根據權利要求1所述的對稱結構高散熱光伏組件,其特征在于,所述光伏組件邊緣設有防撞的塑料邊框(7),所述塑料邊框內設有密封膠條。
【文檔編號】H01L31/055GK104241425SQ201410458153
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】楊小旭, 沈曉東 申請人:江蘇金瑞晨新材料有限公司