CN102544147A - 一种柔性太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性太阳能电池组件，依次包括有上胶层、电池片层和底胶层，上胶层是一种对太阳光透明的长条状柔性材料，电池片层由若干电池片以串联或并联方式通过连接导线连接到两个主导线上，所述的电池片为晶硅电池片、薄膜电池片或染料敏化电池片，两个主导线与上胶层的长度一致，主导线为具有延展性的扁平状的铜线或铝线，底胶层是一种柔性材料；所述上胶层、电池片层和底胶层构成的太阳能电池组件为长条状，可像布匹一样成卷包装运输，展开后可柔性安装在各类表面或侧面上。

Description

一种柔性太阳能电池组件

技术领域

本发明属于太阳能光伏发电领域，尤其涉及一种可柔性安装的地胶式太阳能电池组件。

背景技术

太阳能资源丰富、分布广泛，是最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。

光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaic，BIPV)，就是将光伏模块作为建筑物的组成部分，同时发挥其发电功率。由于光伏发电模块与建筑结合不占额外的地面和建筑空间，是光伏发电系统在城市中应用理想安装方式。BIPV建筑中使用的双玻璃光伏组件是由两片钢化玻璃组成，中间用胶片复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集引线端的整体构件。中国专利申请公开说明书200810138159.4公开了一种双面光伏电池幕墙组件及其制作方法，该光伏组件包含上层玻璃、底层玻璃以及太阳能电池片，上层玻璃、底层玻璃以及太阳能电池片之间用EVA密封粘结。由于BIPV的组件为玻璃结构，无法柔性安装应用在现有的运动场地、交通路面、广场、建筑物顶部和侧面等地方。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种柔性太阳能电池组件，可柔性安装在现有的运动场地、交通路面、广场、建筑物顶部和侧面等地方。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：依次包括有上胶层、电池片层和底胶层，上胶层是一种对太阳光透明的长条状柔性材料，电池片层由若干电池片以串联或并联方式通过连接导线连接到两个主导线上，所述的电池片为晶硅电池片、薄膜电池片或染料敏化电池片，两个主导线与柔性太阳能电池组件的长度一致，即与上胶层的长度一致，主导线为具有延展性的扁平状的铜线或铝线，底胶层是一种柔性材料。所述上胶层、电池片层和底胶层构成的太阳能电池组件为长条状，可像布匹一样成卷包装运输，展开后可柔性安装在各类表面或侧面上。

所述的上胶层的材料是一种对太阳光透明的柔性橡胶或塑料，并且是耐磨的橡胶或塑料，所述上胶层的上表面设计成平面，或与电池片的中线对应的位置高、两侧位置低的屋脊状结构，或与电池片的中心对应的位置高、四周位置低的金字塔结构，所述屋脊状结构和金字塔结构的斜坡角度不超过20°；所述上胶层的上表面的面型为平滑光面、锯齿状面、金字塔结构或倒金字塔结构；上胶层和底胶层在没有电池片、连接导线和主导线的位置对应设置有排水和透气用的贯穿整个电池组件厚度的小孔；所述的上胶层和底胶层在没有电池片的位置设有垂直于主导线方向的月牙状的缺口。

所述的电池片为晶硅电池片、薄膜电池片或染料敏化电池片，根据使用场合的需要进一步使用厚度小于120um的晶硅电池片、柔性衬底薄膜电池片或柔性染料敏化电池片。

所述的电池片层由若干个基本模块通过连接导线串联或并联到两根主导线上，所述的基本模块由一个电池片构成，或多个电池片通过连接导线串联构成，或多个电池片通过连接导线串联或并联构成。

所述的电池片层由若干个基本模块通过连接导线并行排列连接到公用主导线上，所述的公用主导线为两侧均连接基本模块的主导线，连接公用主导线两侧的电池片的电极同为正极或同为负极。

所述的底胶层为柔性的塑料或橡胶、耐磨的塑料或橡胶，整个电池组件可以利用自身的底胶层进行层压与固化，或在电池片层与上胶层之间以及电池片层与底胶层之间增加EVA层进行层压与固化。

所述的电池片层增加有保险丝、二极管、LED、控制器件等电子器件来显示太阳能电池组件的状态，或保护太阳能电池组件，或作为装饰效果用。

所述的底胶层的下面预设一个与安装位置快速固定的粘胶层。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的上胶层、底胶层都为柔性材料，整个电池组件可以柔性安装应用在现有的运动场地、交通路面、广场、建筑物顶部和侧面等地方，安装简单，维护方便，有利于快速推广应用。

(2)本发明在不影响运动场地、交通路面、广场、建筑物顶部和侧面等安装位置的既有功能的情况下，直接在这些场地上获得能源，不需要另占土地，大大节约了土地资源。

(3)本发明可以取代原有场地的装修，如运动场地的塑胶地面、交通路面、广场地砖、建筑外墙装修等，将原有场地装修与太阳能发电功能合二为一，大大降低了生产制造成本。

(4)本发明不需要传统光伏系统的支撑结构和专门的场地。

(5)本发明比BIPV简单，不需要对建筑物重新设计，生产制造成本低，维修时，需将破坏的电池组件模块切断取出，再重新安装一个新的电池组件模块并两边导线接上就可以了，维护简单方便，维护成本低。

(6)本发明可以大大利用不同颜色的太阳能电池片在广场、运动场地、交通路面、建筑物外表上形成一道美丽的景观。

(7)本发明的组件，上下两层都为柔性的材料，可以保护电池片，防止电池片在搬运、安装、使用过程中出现损坏。

(8)本发明的柔性太阳能电池组件，在没有电池片的位置的上胶层和底胶层设有月牙状的缺口，大大的方便柔性太阳能电池组件的弯曲和折叠。

(9)本发明的柔性太阳能电池组件的表面设计成有屋脊结构或金字塔结构，方便电池组件的清扫，保持电池组件特别是有电池片的区域的清洁。

(10)本发明的柔性太阳能电池组件，在无电池片、连接导线和主导线的设置有用于排水和透气的贯穿整个电池组件厚度的小孔，电池组件上的雨水可以通过这些小孔快速排放到安装位置预设的排水通道中，防止电池组件表面长时间积水。此外地热气体可以通过这些小孔排出，防止造成柔性太阳能电池组件的涨裂。

(11)本发明的柔性太阳能电池组件，不需要传统电池组件的边框，降低了生产成本，提高了电池片的面积占有率。

附图说明

图1为柔性太阳能电池组件的横截面示意图。

图2为柔性太阳能电池组件的正面示意图。

图3为多个电池片串联构成基本模块的电池片层结构。

图4为多个电池片串联与并联构成基本模块的电池片层结构。

图5为多个基本模块并行排列连接公用主导线上的电池片层结构。

图中，1-上胶层，2-电池片层，3-底胶层，4-电池片，5-连接导线，6-主导线，7-模块，8-公共主导线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明提供的一种柔性太阳能电池组件，如图1和图2所示，依次包括有上胶层1、电池片层2、底胶层3组成，上胶层1是一种对太阳光透明的柔性材料，电池片层2由若干电池片4以串联或并联方式通过连接导线5连接到两个主导线6上，所述的电池片4为晶硅电池片、薄膜电池片或染料敏化电池片，两个主导线6与柔性太阳能电池组件的长度一致，主导线6为具有延展性的扁平状的铜线或铝线，底胶层3是一种的柔性材料。本发明的太阳能电池组件为长条状，可像布匹一样成卷包装运输，展开后可柔性安装在各类表面或侧面上。

本发明的柔性太阳能电池组件的上胶层1的作用相当于传统太阳能电池组件的玻璃层，为了方便柔性安装各类表面或侧面上，所述的上胶层1的材料是一种对太阳光透明的柔性的橡胶或塑料，耐磨的橡胶或塑料等。针对不同的使用环境，如广场、运动场地、交通路面、建筑物外墙和顶部等，上胶层1可采用不同材料成分、不同强度、不同厚度的柔性材料。对于运动场地、广场、交通道路等位置，上胶层1的材料使用耐磨的透明材料。

所述上胶层1的上表面设计成平面，或电池片的中线位置高、两侧位置低的屋脊状结构或电池片的中心位置高、四侧位置低的金字塔结构，斜坡角度不超过20°，有利于灰尘、雨水、杂物自动转移到没有电池片4的低端位置，实现电池组件的自洁，特别是有电池片的区域的清洁。

所述上胶层1的上表面的面型为平滑光面、锯齿状面、金字塔结构或倒金字塔结构等，增加防滑效果，同时作为陷光结构，增加电池组件对太阳光的吸收效率。其他常见的地砖、运动场地、交通路面等常见的表面结构都可以作为本发明上胶层1的上表面结构。

对于大型广场、运动场地上使用的柔性太阳能电池组件，排水透气对于维持太阳能电池组件的使用性能和延长太阳能电池组件的使用寿命非常重要，本发明的柔性太阳能电池组件，在无电池片4、连接导线5和主导线6的设置有排水和透气用的贯穿整个电池组件厚度的小孔，电池组件上的雨水、微尘可以通过这些小孔快速排放到安装位置预设的排水通道中，防止电池组件表面长时间积水。此外地热气体可以通过这些小孔排出，防止造成柔性太阳能电池组件的涨裂。

本发明的柔性太阳能电池组件，在没有电池片4的位置的上胶层1和底胶层3的设有垂直于主导线6方向的月牙状的缺口，大大的方便柔性太阳能电池组件的弯曲和折叠。

本发明的柔性太阳能电池组件的电池片4可以为晶硅电池片、薄膜电池片及染料敏化电池片，根据使用场合的需要进一步使用厚度小于120um的晶硅电池片、柔性衬底薄膜电池片及柔性染料敏化电池片，使有电池片4的位置也能实现弯曲；电池片4的颜色可采用蓝色、黄色、红色、黑色、灰色等各式颜色的电池片。根据不同的应用需要，可以采用多种颜色的电池片，设计成多彩的柔性太阳能电池组件，取代原有场地的装修，如运动场地的塑胶地面、交通路面、广场地砖、建筑外墙装修等，将原有场地装修与太阳能发电功能合二为一，大大降低了生产制造成本。

本发明的柔性太阳能电池组件的电池片层2由一个或多个由一个多个电池片4构成的基本模块7通过连接导线5连接到两根主导线6上，根据太阳能电池组件输出特性的要求和选用的电池片4的类型，设计采用不同的电池片4串并联连接而成的基本模块7。基本模块7可以由一个电池片4构成，或多个电池片4通过连接导线5串联构成，如图2、图3所示，或多个电池片4通过连接导线5串并联构成，如图4所示。

一般来说，柔性太阳能电池组件设计成一卷一卷的，呈长布匹状，在组件的两侧设有两根主导线6，主导线6的长度与整个柔性太阳能组件的长度一样，如图2所示，多个采用不同的电池片4串并联连接而成的基本模块7沿长度方向通过连接导线5并行连接到两根主导线6上。

对于要求较宽的柔性太阳能电池组件，电池片层4设计为由多个基本模块6通过连接导线5并行排列连接公用主导线8上，连接公用主导线8的两侧电池片的电极同为正极或同为负极，如图5所示，类似的设计思路可以推广。

为了提高本发明的柔性太阳能电池组件的性能，电池片层2增加保险丝、二极管、LED、控制元器件等电子器件来显示太阳能电池组件的运行状态、保护太阳能电池组件、或作为装饰效果用。

本发明的柔性太阳能电池组件的底胶层3是一种柔性材料，如耐磨的橡胶、塑料等。由于太阳能电池组件的上胶层1和底胶层3都采用柔性材料，可以保护电池片4，防止电池片4在搬运、安装、使用过程中出现损坏，方便本发明的柔性太阳能电池组件柔性地安装到各类表面或侧面上。

本发明的柔性太阳能电池组件的上胶层1、电池片层2、底胶层通过利用自身的上胶层1、底胶层2进行固化，或在电池片层2与上胶层1之间以及电池片层2与底胶层3之间增加EVA层进行层压与固化。

为了方便柔性太阳能电池组件的安装和固定，本发明的柔性太阳能电池组件的底胶层3的下面可增加一个与安装位置快速固定粘胶层。

本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种柔性太阳能电池组件，依次包括有上胶层、电池片层和底胶层，其特征在于：上胶层是一种对太阳光透明的长条状柔性材料，电池片层由若干电池片以串联或并联方式通过连接导线连接到两个主导线上，所述的电池片为晶硅电池片、薄膜电池片或染料敏化电池片，两个主导线与上胶层的长度一致，主导线为具有延展性的扁平状的铜线或铝线，底胶层是一种柔性材料；所述上胶层、电池片层和底胶层构成的太阳能电池组件为长条状。

2.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述的上胶层的上表面设计成平面，或与电池片的中线对应的位置高、两侧位置低的屋脊状结构，或与电池片的中心对应的位置高、四周位置低的金字塔结构，所述屋脊状结构和金字塔结构的斜坡角度不超过20°。

3.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述的上胶层的上表面的面型为平滑光面、锯齿状面、金字塔结构或倒金字塔结构。

4.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述的上胶层和底胶层在没有电池片、连接导线和主导线的位置对应设置有排水和透气用的贯穿整个电池组件厚度的小孔；所述的上胶层和底胶层在没有电池片的位置设有垂直于主导线方向的月牙状的缺口。

5.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述的电池片为厚度小于120um的晶硅电池片、柔性衬底薄膜电池片或柔性染料敏化电池片。

6.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述的电池片层由若干个基本模块通过连接导线串联或并联到两根主导线上，所述的基本模块由一个电池片构成，或多个电池片通过连接导线串联构成，或多个电池片通过连接导线串联或并联构成。

7.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述的电池片层由若干个基本模块通过连接导线并行排列连接到公用主导线上，所述的公用主导线为两侧均连接基本模块的主导线，连接公用主导线两侧的电池片的电极同为正极或同为负极。

8.根据权利要求1所述的柔性太阳能电池组件，其特征在于：所述的底胶层为柔性的塑料或橡胶，整个电池组件利用自身的底胶层进行层压与固化，或在电池片层与上胶层之间以及电池片层与底胶层之间增加EVA层进行层压与固化。

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