一種具有光轉向膜的光伏組件的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種具有光轉向膜的光伏組件，包括背板、前板，設置在背板和前板之間的電池片陣列，以及用于電池片陣列封裝的封裝膠層，其中，所述背板和電池片陣列之間還設有光轉向膜；所述光轉向膜包括基材層，設置在基材層上的微結構層，以及覆蓋在微結構層上的反光層，所述反光層分布在光伏組件的非電池片區域。通過在光伏組件中設置本發明所述的光轉向膜，可以有效解決光伏組件非電池片區域的光利用問題，大幅度提供光伏組件的光轉化效益。
【專利說明】
一種具有光轉向膜的光伏組件
技術領域
[0001] 本發明涉及一種具有光轉向膜的光伏組件，屬于光伏技術領域。
【背景技術】
[0002] 太陽能為一種綠色環保的可再生能源。隨著全球人口的增加和對當今主流的不可 再生的化石燃料的依賴與大量消耗，不僅給全球帶來能源耗盡的憂慮，也帶來環境污染的 擔心，同時迫切需求開發綠色環保的新型可再生能源。如今，基于光生伏特原理，利用太陽 光產生動力的單晶硅、多晶硅光伏電池組件已非常成熟。目前常規的光伏組件，由下往上依 次由背板、封裝膠層、電池片陣列、封裝膠層和前板等組成。一般在光伏組件縱向方向上，電 池片陣列的電池片之間通過鍍錫銅帶焊接串聯實現電流導通以達到組件功率輸出的目的。
[0003] 常規電池片表面覆有2~4條2mm左右寬的焊帶，約占電池面積的3-4%，此外，電池片 之間也存在一定間隙（一般橫向間距約為2-3mm，縱向間距大約3-5mm)，而單晶硅電池片的4 個角存在斜邊，4個電池片中間會形成一個近似八邊形空白區域，上述間隙和空白區域大約 占整個組件陣列的3-5%左右。目前雖然有很多光伏組件廠家會通過在焊帶上貼反光條以彌 補該這陰影部分面積;但如何有效利用電池片間隙和空白區域的的太陽光一直都在探索 中。
[0004] 有鑒于此，本發明人對此進行研究，專門開發出一種具有光轉向膜的光伏組件，本 案由此產生。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種具有光轉向膜的光伏組件，通過光轉向膜有效解決了光 伏組件非電池片區域的光利用問題。
[0006] 為了實現上述目的，本發明的解決方案是： 一種具有光轉向膜的光伏組件，包括背板、前板，設置在背板和前板之間的電池片陣 列，以及用于電池片陣列封裝的封裝膠層，其中，所述背板和電池片陣列之間還設有光轉向 膜;所述光轉向膜包括基材層，設置在基材層上的微結構層，以及覆蓋在微結構層上的反光 層，所述反光層分布在光伏組件的非電池片區域。
[0007] 作為優選，所述光轉向膜的微結構層包括若干條橫向和縱向設置的微結構條，所 述微結構條為鋸齒狀，包括若干個微結構，所述微結構具有包括至少2個側面的橫截面，所 述反光層覆蓋在微結構的側面上;所述微結構與微結構條的長度延伸方向的夾角為〇~90°。
[0008] 作為優選，所述微結構橫截面為三角形，兩個側面與底面的夾角為30~75°。
[0009] 作為優選，所述微結構層進一步包括若干個位于電池片4個角的微結構區，所述微 結構區為鋸齒狀，包括若干個微結構，所述微結構具有包括至少2個側面的橫截面，所述反 光層覆蓋在微結構的側面上;所述微結構區的微結構側面面向對應的電池片，與所對應的 電池片對角線相平行。
[0010] 作為優選，所述微結構區的微結構橫截面為直角三角形，包括斜面、垂直面和底 面，其中，所述斜面面向該微結構區所對應的電池片，所述斜面與底面的夾角為30~75°。通 過斜面可以將盡量多的光線轉向反射給對應的電池片，增加電池片的光轉換效率。
[0011]作為優選，所述基材層與電池片相對應的區域為鏤空結構，通過鏤空設計，可以減 少反光層與電池片之間的高度差，進而使反光層頂部與電池片上表面齊平，更好的進行光 反射。
[0012] 作為優選，所述光伏組件還包括一增高層，所述增高層位于光轉向膜下方，對且與 微結構層相對應，用于增加微結構層的厚度，進而減少反光層與電池片之間的高度差，使反 光層頂部與電池片上表面齊平，更好的進行光反射。
[0013] 作為優選，所述微結構條中的各個微結構相互平行，相鄰2個微結構的側面相連 接;所述微結構區中的各個微結構相互平行，相鄰2個微結構的側面相連接。
[0014] 作為優選，所述基材層厚度為50μηι~250mm，所述微結構從基材層突出ΙΟμL?~30μηι， 反光層厚度為380Α-600Α。
[0015]作為優選，所述基材層材質為PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯）、Β0ΡΡ(雙向拉伸聚丙 烯）、PVC(聚氯乙烯）、Β0ΡΕΤ(聚酯）、CPE(流延聚乙烯）或ABS( 丁二烯一丙烯腈一苯乙烯組 成的三元共聚物）;所述微結構層采用紫外光固化樹脂，具體為環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯 酸酯或聚酯丙烯酸酯;所述反光層為金屬鍍層，具體為鍍鋁層或鍍銀層。
[0016] 本發明所述的具有光轉向膜的光伏組件，將光轉向膜設置在背板與電池片陣列之 間，反光層鑲嵌在光伏組件的非電池片空白區域，用于增加光伏組件內的光的折射、反射， 進而提高光伏組件的光轉換化效率。本發明所述的光伏組件主要具有如下幾個優點： 1) 光轉向膜設置在電池片陣列底部，反光層填充覆蓋在光伏組件的所有間隙處，最大 化提高光轉化效率； 2) 光轉向膜對應不同間隙處設置不同形狀、角度、排列方向的微結構，可使任何間隙 處的光能最大化反射到電池片上； 3) 光轉向膜安裝實施方便，只需在光伏組件封裝時，將整張光轉向膜放置在電池片陣 列下方，通過封裝膠層固定密封好，無需另外粘貼、定位等工序，而且基材層的鏤空嵌套設 計，也可以避免層"漂移"問題。
[0017] 以下結合附圖及具體實施例對本發明做進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0018] 圖1為實施例1的具有光轉向膜的光伏組件分解結構示意圖（多晶硅）； 圖2為實施例1的具有光轉向膜的光伏組件局部剖視圖； 圖3為實施例1的光轉向膜立體圖； 圖4為圖3的A處放大不意圖； 圖5為實施例1位于各電池片之間的微結構條中的微結構橫截面圖； 圖6為實施例1位于電池片與光伏組件邊框之間的微結構條的微結構橫截面圖； 圖7為實施例3的具有光轉向膜的光伏組件分解結構示意圖（單晶硅）； 圖8為實施例3的光轉向膜平面圖； 圖9為實施例3的光轉向膜立體圖； 圖10為圖9的B處放大不意圖； 圖11為圖10的A-A向剖視圖； 圖12為實施例4光轉向膜平面圖； 圖13為圖12的C處放大示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 實施例1 本實施例所述的光伏組件采用多晶硅電池片，多晶硅電池片為規則的四邊形(方形）。 如圖1-2所示，一種具有光轉向膜的光伏組件，包括依次疊加的背板1、第一封裝膠層2、光轉 向膜3、電池片陣列5、第二封裝膠層4和前板6。其中，所述光轉向膜3包括基材層31，設置在 基材層31上的微結構層32,以及覆蓋在微結構層32上的反光層33,所述反光層33分布在電 池片陣列的各電池片51間隙，以及電池片51與光伏組件邊框之間的間隙內。本實施例所述 的光轉向膜3設置在電池片陣列5底部，反光層33填充覆蓋在光伏組件的所有間隙處，最大 化提高光轉化效率。
[0020] 為保證反光層33的反光效率，所述反光層33頂部一般與電池片51的上表面齊平。 因此，所述基材層31與電池片51相對應的區域為鏤空結構，通過鏤空設計，可以減少反光層 33與電池片51之間的高度差。
[0021] 如圖3-6所示，所述微結構層32包括若干條橫向和縱向設置的微結構條321，所述 微結構條321為鋸齒狀，包括若干個相互連貫的微結構323,所述微結構323具有包括2個側 面的橫截面，所述反光層33覆蓋在微結構323的側面上。其中，位于各電池片51之間的微結 構條321中的微結構323橫截面一般為非直角三角，兩個側面與底面的夾角α為30~75°。在本 實施例中，位于各電池片51之間的微結構條321中的微結構323橫截面為等邊三角形，α = 60°。位于電池片51與光伏組件邊框之間的微結構條321中的微結構323橫截面為直角三角， 斜面面向電池片51，斜面與底面的夾角β=30~75° (本實施例β=60° )。通過斜面可以將盡量多 的光線反射給對應的電池片51，增加電池片51的光轉換效率。
[0022]在本實施例中，所有微結構條321中的微結構323其長度延伸方向與微結構條321 的長度延伸方向的夾角存=0°，即微結構條321中的微結構323其長度延伸方向與微結構條 321的長度延伸方向相互平行。
[0023]所述光轉向膜3對應不同電池片間隙處設置不同形狀、角度、排列方向的微結構 323,可使任何間隙處的光能最大化反射到電池片51上。
[0024]在本實施例中，所述多晶硅電池片51厚度大概為200μπι，基材層31厚度為180μπι， 所述微結構32從基材層31突出20μπι，反光層33厚度為400Α。
[0025] 所述基材層31采用PET膜，所述微結構層32采用環氧丙烯酸酯;所述反光層33為鍍 鋁層。
[0026] 在本實施所述的光轉向膜3安裝實施方便，只需在光伏組件封裝時，將整張光轉向 膜3放置在電池片陣列5下方，通過封裝膠層固定密封好，無需另外粘貼、定位等工序;而且 基材層31的鏤空嵌套設計，也可以避免層"漂移"問題。在光伏組件具體封裝過程中，當串接 相鄰2個電池片51的焊帶與光轉向膜3的部分微結構條321相抵觸時，可以裁剪掉部分光轉 向膜，從而使光轉向膜3平整地鑲嵌在光伏組件的非電池片區域。
[0027] 實施例2 本實施例所述的光伏組件與實施例1基本一致，主要區別在于光轉向膜3。
[0028] 在本實施例中，位于各電池片51之間的微結構條321中的微結構323橫截面為等腰 三角形，α=45°。位于電池片51與光伏組件邊框之間的微結構條321中的微結構323橫截面為 直角三角，斜面面向電池片51，斜面與底面的夾角β=30~75° (本實施例β=45°)。通過斜面可 以將盡量多的光線反射給對應的電池片51，增加電池片51的光轉換效率。
[0029] 位于電池片51之間的微結構條321中的微結構323其長度延伸方向與微結構條321 的長度延伸方向的夾角表:=60°，這樣設計有利于光轉向膜微結構的穩定性(不易損壞、殘 缺），有利于提高光轉換效率。位于電池片51與光伏組件邊框之間的微結構條321中的微結 構323其長度延伸方向與微結構條321的長度延伸方向的夾角4(=0°。
[0030] 實施例3 本實施例所述光伏組件采用單晶硅電池片，單晶硅電池片為非規則的四邊形(4個角為 弧形）。如圖7所示，一種具有光轉向膜的光伏組件，包括依次疊加的背板1、第一封裝膠層2、 光轉向膜3、電池片陣列5、第二封裝膠層4、和前板6。其中，所述光轉向膜3包括基材層31，設 置在基材層31上的微結構層32,以及覆蓋在微結構層32上的反光層33,所述反光層33分布 在電池片陣列的各電池片51間隙，以及電池片51與光伏組件邊框之間的間隙內。
[0031] 為保證反光層33的反光效率，所述反光層33頂部一般與電池片51的上表面齊平。 因此，所述基材層31與電池片51相對應的區域為鏤空結構，通過鏤空設計，可以減少反光層 33與電池片51之間的高度差。
[0032] 在本實施例中，如圖8-11所示，所述微結構層32包括若干條橫向和縱向設置的微 結構條321，以及位于電池片4個角的微結構區322,所述微結構條321和微結構區322均為鋸 齒狀，包括若干個微結構323,所述微結構323具有包括2個側面的橫截面，所述反光層33覆 蓋在微結構323的側面上。其中，位于各電池片51之間的微結構條321中的微結構323橫截面 一般為非直角三角，兩個側面與底面的夾角α為30~75°。在本實施例中，位于各電池片51之 間的微結構條321中的微結構323橫截面為等腰三角形，α=50°。位于電池片51與光伏組件邊 框之間的微結構條321中的微結構323橫截面為直角三角，斜面面向電池片51，斜面與底面 的夾角β=30~75° (本實施例β=50°)。通過斜面可以將盡量多的光線反射給對應的電池片51， 增加電池片51的光轉換效率。
[0033] 在本實施例中，所有微結構條321中的微結構323其長度延伸方向與微結構條321 的長度延伸方向的夾角#=〇°，即微結構條321中的微結構323其長度延伸方向與微結構條 321的長度延伸方向相互平行。
[0034] 所述微結構區322中的微結構323橫截面一般為直角三角，斜面與底面的夾角# = 30~75°。在本實施例中，微結構區322中的微結構323橫截面為直角三角形，#=50°。微結構 區322中的微結構323的斜面面向該微結構區所對應的電池片51，通過斜面可以將盡量多的 光線發射給對應的電池片51，增加電池片51的光轉換效率。微結構區322中的微結構323其 長度延伸方向與所對應的電池片51對角線相平行。
[0035]在本實施例中，所述多晶硅電池片51厚度大概為180μπι，基材層31厚度為150μπι， 所述微結構323從基材層31突出25μπι，反光層33厚度為600Α。所述基材層31為Β0ΡΡ膜;所述 微結構層32采用聚氨酯丙烯酸酯;所述反光層33為鍍鋁層。
[0036] 實施例4 本實施例所述光伏組件采用單晶硅電池片，單晶硅電池片為非規則的四邊形(4個角為 弧形）。一種具有光轉向膜的光伏組件，包括依次疊加的背板1、第一封裝膠層2、增高層、光 轉向膜3、電池片陣列5、第二封裝膠層4、和前板6。其中，所述光轉向膜3包括基材層31，設置 在基材層31上的微結構層32,以及覆蓋在微結構層32上的反光層33,所述反光層33分布在 電池片陣列的各電池片51間隙，以及電池片51與光伏組件邊框之間的間隙內。
[0037] 本實施例所述的光轉向膜結構與實施例3基本一致，主要區別在于在本實施例中， 位于各電池片51之間的微結構條321中的微結構323橫截面為等腰三角形，α=70°。位于電池 片51與光伏組件邊框之間的微結構條321中的微結構323橫截面為直角三角，斜面面向電池 片51，斜面與底面的夾角β=30~75° (本實施例β=70°)。通過斜面可以將盡量多的光線反射給 對應的電池片51，增加電池片51的光轉換效率。
[0038] 如圖12所示，位于電池片51之間的微結構條321中的微結構323其長度延伸方向與 微結構條321的長度延伸方向的夾角科=30°，這樣設計有利于光轉向膜微結構的穩定性(不 易損壞、殘缺），有利于提高光轉換效率。位于電池片51與光伏組件邊框之間的微結構條321 中的微結構323其長度延伸方向與微結構條321的長度延伸方向的夾角爲=0°。
[0039] 所述微結構區322中的微結構323橫截面一般為直角三角，斜面與底面的夾角爐= 30~75°。在本實施例中，微結構區322中的微結構323橫截面為直角三角形，爐=70°。微結構 區322中的微結構323的斜面面向該微結構區所對應的電池片51，通過斜面可以將盡量多的 光線發射給對應的電池片51，增加電池片51的光轉換效率。微結構區322中的微結構323其 長度延伸方向與所對應的電池片51對角線相平行。
[0040] 本實施例所述增高層位于光轉向膜3下方，對且與微結構條321和微結構區322相 對應，用于增加微結構條321和微結構區322的厚度，進而減少反光層33與電池片51之間的 高度差，使反光層33頂部與電池片上表面齊平，更好的進行光反射。
[0041] 上述實施例和圖式并非限定本發明的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通 技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明的專利范疇。
【主權項】
1. 一種具有光轉向膜的光伏組件，包括背板、前板，設置在背板和前板之間的電池片陣 列，以及用于電池片陣列封裝的封裝膠層，其特征在于:所述背板和電池片陣列之間還設有 光轉向膜，所述光轉向膜包括基材層，設置在基材層上的微結構層，以及覆蓋在微結構層上 的反光層，所述反光層分布在光伏組件的非電池片區域。2. 如權利要求1所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述光轉向膜的微 結構層包括若干條橫向和縱向設置的微結構條，所述微結構條為鋸齒狀，包括若干個微結 構，所述微結構具有包括至少2個側面的橫截面，所述反光層覆蓋在微結構的側面上;所述 微結構與微結構條的長度延伸方向的夾角為〇~90°。3. 如權利要求2所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述微結構橫截面 為三角形，兩個側面與底面的夾角為30~75°。4. 如權利要求1所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述微結構層進一 步包括若干個位于電池片4個角的微結構區，所述微結構區為鋸齒狀，包括若干個微結構， 所述微結構具有包括至少2個側面的橫截面，所述反光層覆蓋在微結構的側面上;所述微結 構區的微結構側面面向對應的電池片，與所對應的電池片對角線相平行。5. 如權利要求4所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述微結構區的微 結構橫截面為直角三角形，包括斜面、垂直面和底面，其中，所述斜面面向該微結構區所對 應的電池片，所述斜面與底面的夾角為30~75°。6. 如權利要求1所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述基材層與電池 片相對應的區域為鏤空結構。7. 如權利要求1所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述光伏組件還包 括一增高層，所述增高層位于光轉向膜下方，且與微結構層相對應，用于增加微結構層的厚 度。8. 如權利要求1所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述微結構條中的 各個微結構相互平行，相鄰2個微結構的側面相連接;所述微結構區中的各個微結構相互平 行，相鄰2個微結構的側面相連接。9. 如權利要求1所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述基材層厚度為 50μηι~250mm，所述微結構從基材層突出ΙΟμπι~30μηι，反光層厚度為380A-600A;所述基材層材 質為PET、B0PP、PVC、B0PET、CPE或ABS;所述微結構層采用紫外光固化樹脂，所述反光層為金 屬鍍層。10. 如權利要求9所述的一種具有光轉向膜的光伏組件，其特征在于:所述微結構層采 用環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯;所述反光層為鍍鋁層或鍍銀層。
【文檔編號】H01L31/0216GK106024939SQ201610377434
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】孫建成, 謝高翔, 李放
【申請人】浙江京華激光科技股份有限公司