CN107689400B - 一种用于太阳能电池的玻璃和太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于太阳能电池的玻璃，其中，所述玻璃的背离电池片阵列的一侧上设有多个散光单元，单个所述散光单元在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积与玻璃在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积比为1：1000‑1：2；所述散光单元为所述玻璃的背离电池片阵列的一侧向玻璃邻近所述电池片阵列的一侧内凹的凹陷结构，还提供一种太阳能电池。本发明中的散光单元的边缘无需与电池片非栅线部分对应，玻璃与电池片的类型对应性要求不高，保证了整个硅片都能很好的利用入射光线，增大了玻璃的受光面积，提升组件功率，降低了组件安装成本。

Description

一种用于太阳能电池的玻璃和太阳能电池

技术领域

本发明涉及一种用于太阳能电池的玻璃和太阳能电池。

背景技术

最近几年来，原油价格快速持续上涨，同时常规能源即石油，煤炭等的大量开采和消耗给环境带来了严重影响，为此新的清洁能源引起了人们的重视，这种情况下太阳能光伏发电得到了快速发展，其中晶体(单晶硅或多晶硅)型太阳能电池(组件)已经形成了产业化，随着技术的进步薄膜型太阳能电池组件的发电率日益得到提高，因此薄膜型电池组件也在快速发展，如何进一步提高太阳能电池(组件)的输出功率成为目前太阳能光伏发电行业迫切需要解决的重要课题。

公知技术中的晶体型太阳能电池(组件)由压花超白保护玻璃， EVA 等填充材料，用导线连接(串联、并联)的若干个晶体基板(太阳能电池芯片)，背面保护层组成，把这些元件用真空热层压机加热层压成整体，然后安装边框和接线盒，成为完整的太阳能电池(组件)。

薄膜型电池(组件) ，在保护玻璃表面上直接按顺序形成，透明电极层、薄膜半导体层和后面电极层，然后用激光等手段按需求将各层割开，再连接各部分，随后用EVA 等填充材料和背面保护膜进行背面保护。

太阳光透过保护玻璃照射到太阳能电池芯片产生光伏效应，照射到电池芯片的太阳光并非全部被利用，其中不少太阳光被电池芯片反射掉。

现有技术CN 101677112A公开了一种太阳能电池，具体公开一种聚光玻璃，其用于面对太阳能电池芯片的整个表面上具有条纹状的反射聚光花纹，所述的花纹中反射聚光面部分所占面积比例大于或等于75% 。玻璃的朝向太阳能电池芯片的整个表面制作成具有凸起曲面的列阵结构，增大了受光面积，组件的功率获得了提升。光线通过凸面聚焦于细栅线之间的电池片上，光线得到充分利用，进一步提高功率。但由于玻璃的凸纹需要与细栅线之间的电池片相对应才能体现上述效果，玻璃与电池片的类型对应性很强，同时实际生产中组件的铺排存在偏差，即，玻璃凸起部分需要与电池片非栅线部分对应，但电池片经过印刷、串联、压合等工艺后，由于存在一定操作偏差，电池片矩阵与玻璃凸纹矩阵就很容易出现错位不对应的现象。另外电池片的类型及尺寸的不一样也会对玻璃凸纹矩阵有不一样的要求，这就使得光线通过聚光玻璃后未必聚焦在栅线之间的电池片上，并不能保证整个硅片都能很好的利用入射光线，从而会对组件功率提升有负面影响。

发明内容

为解决现有技术中玻璃凸起部分需要与电池片非栅线部分对应，玻璃与电池片的类型对应性要求高，实际生产中组件的铺排存在偏差，不能保证整个硅片都能很好的利用入射光线，对组件功率提升有负面影响的技术问题，本发明提供了一种散光单元边缘无需与电池片非栅线部分对应，玻璃与电池片的类型对应性要求不高，保证了整个硅片都能很好的利用入射光线，增大了受光面积，有效提高功率的太阳能电池的玻璃和太阳能电池，同时降低了组件安装成本。

本发明提供的一种用于太阳能电池的玻璃，其中，所述玻璃的背离电池片阵列的一侧上设有多个散光单元，单个所述散光单元在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积与玻璃在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积比为1：1000-1：2；所述散光单元为所述玻璃的背离电池片阵列的一侧向玻璃邻近所述电池片阵列的一侧内凹一侧的凹陷结构。

优选的，凹陷结构的最深深度H₁与玻璃厚度H的比为1：100-1：2。

优选的，凹陷结构的最深深度H₁为0.03-10 mm，凹陷结构的宽度W₁为0.3-50 mm，凹陷结构的长度L₁为0.5-500mm。

优选的，散光单元在玻璃在电池片阵列受光面所在平面上的正投影为矩形。

优选的，多个散光单元间隔排布。

优选的，多个散光单元沿玻璃的宽度方向间隔排布，相邻的所述散光单元之间由圆弧过渡。

优选的，散光单元的凹陷结构和圆弧过渡的凸起结构形成沿玻璃的宽度方向延伸的波浪形。

优选的，相邻的散光单元的边缘的距离D₁为0.03-5mm。

优选的，玻璃的底面为光面或绒面。

本发明还提供一种太阳能电池，包括依次层叠的玻璃、前胶膜层、电池片阵列、背胶膜层和背板，其中，所述玻璃为如上述所述的玻璃。

优选的，太阳能电池还包括安装外框，所述安装外框包覆所述玻璃/前胶膜层/电池片阵列/背胶膜层/背板的四周边缘以密封太阳能电池组件，位于安装外框内的玻璃的背离电池片阵列的一侧为平面。

优选的，背板的材质为玻璃。

本发明的太阳能电池的玻璃，是在玻璃的的背离电池片阵列的一侧上设置有多个散光单元，所述散光单元为玻璃的背电池片阵离列的一侧向电池片阵列的一侧内凹的凹陷结构构成的玻璃，该单个散光单元在电池片阵列受光面所在平面的正投影的面积远远小于玻璃在电池片阵列受光面所在平面的正投影的面积。通过改变玻璃背离电池片阵列的一侧上的形状或者结构，增大了玻璃的受光面积，散光单元无需与电池片非栅线部分对应，各种电池片的类型均可适用。光线通过凹陷结构的玻璃后散射进入电池片，充分利用太阳光，能够保证整个电池片阵列全部受光发电，有效提升了组件功率。采用本发明的太阳能电池的玻璃的太阳能电池不需要采用逐日系统也可有效的利用一天各个时段的太阳光，降低了太阳能电池安装成本。

附图说明

图1为本发明实施例的一种用于太阳能电池的玻璃中散光单元的结构示意图；

图2为本发明实施例1的一种用于太阳能电池的玻璃中散光单元沿玻璃的宽度方向间隔排布的俯视图；

图3为图2中A-A方向的截面图；

图4为本发明实施例的一种用于太阳能电池的玻璃的部分结构立体示意图；

图5为本发明实施例的一种太阳能电池的部分结构示意图；

图6为本发明实施例的一种太阳能电池的结构示意图；

图1-图6中包括：

1——玻璃、2——前胶膜层、3——电池片阵列、4——后胶膜层、5——背板、6——安装边框、11——散光单元、12——封装边、13——凸起结构。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。

本发明提供一种用于太阳能电池的玻璃，在玻璃1的背离电池片阵列的一侧上设有多个散光单元11，该散光单元11在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积远远小于玻璃1在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积。

实施例1

本实施例中具体如图1、图2、图3及图4所示，玻璃1的背离电池片阵列的一侧上设有多个散光单元11，具体的，单个所述散光单元11在电池片阵列3受光面所在平面上的正投影的面积与玻璃1在电池片阵列3受光面所在平面上的正投影的面积比为1：1000-1：2；其中，散光单元11为玻璃1的背离电池片阵列3的一侧向玻璃邻近所述电池片阵列3的一侧内凹的凹陷结构。

通过改变玻璃1的背离电池片阵列的一侧的形状或者结构，增大了玻璃1的受光面积，散光单元11无需与电池片非栅线部分对应，玻璃1与电池片的类型对应性要求不高。光线透过玻璃1的背离电池片阵列3的一侧向玻璃邻近所述电池片阵列3的一侧内凹的凹陷结构后散射进入电池片阵列3，充分利用太阳光，能够保证整个电池片阵列3全部受光发电，有效提升了电池组件功率。采用发明的太阳能电池不需要采用逐日系统也可有效的利用一天各个时段的太阳光，降低了电池安装成本。

如图2-图3所示，本实施例1中H为玻璃1的厚度，W为玻璃1的宽度，L为玻璃1的长度，散光单元11中H₁为凹陷结构的最深深度，W1为凹陷结构的宽度，L1为凹陷结构的长度。本实施例中散光单元11的凹陷结构的最深深度H₁与玻璃厚度H的比为1：100-1:2，进一步的，散光单元11的凹陷结构的最深深度H₁为0.03-10 mm，凹陷结构的宽度W₁为0.3-50 mm，凹陷结构的长度L₁为0.5-500 mm。

本发明凹陷结构的深度是毫米级的，自然环境中增透作用稳定，自洁性更好，表面容易清洁。区别于凹陷结构的深度是纳米级的，纳米级的凹陷深度实质上是很小的离子腐蚀坑，细小的腐蚀坑对光的增透贡献不大，容易在日晒雨淋风沙的环境中被逐渐腐蚀磨平，进而减小增透作用；纳米结构的槽中累积的污垢等杂质不容易清除，进一步影响光的利用率。

本发明凹陷结构机械强度好，增透作用强。在相同玻璃厚度的情况下，相比于在玻璃的背离电池片阵列的一侧沿玻璃长度方向延伸的条纹状凹槽结构的光伏玻璃机械强度更好；且单个沿玻璃长度方向延伸的条纹状凹槽结构只有两边能参与对光的多次反射进而增加玻璃对光线的利用，而在玻璃的背离电池片阵列的一侧上设有多个本发明所述的散光单元后，凹槽单元的四面都会参与对光线的反复反射进而增加对光线的利用。

如图1-图4所示，优选，散光单元11在电池片阵列3的受光面所在平面上的正投影为矩形，散光单元11在电池片阵列3受光面所在平面上的正投影的面积大小可以相同或者不同，本实施例优选不同，且多个散光单元11间隔排布。具体的，多个散光单元11沿玻璃的宽度方向间隔排布，相邻的散光单元11之间由圆弧过渡连接，圆弧过渡连接形成的结构相对于玻璃所在平面是凸起的。进一步的，间隔的距离可以相同或者不同，沿玻璃1的宽度方向上相邻的散光单元11边缘的距离D₁为0.03-5 mm，D₁实为圆弧过渡的凸起结构13的宽度，更进一步的，凹陷结构和凸起结构13共同形成沿玻璃1的宽度方向延伸的波浪形，即从图3所示的A-A方向截面图可看到波浪线。

本发明中玻璃1的朝向电池片阵列3的一侧，即面对电池片阵列3的受光面可以为光面或绒面（例如毛玻璃），绒面一般是指具有一定粗糙度的表面，例如可以为具有微米或纳米级的凹凸结构，肉眼观察，并无明显的凹或者凸，其仅在精确度为微米或纳米级的观察仪器下能显示无规律的凹凸结构，具体的，凹和/或凸结构的最深深度远远低于本申请所述凹陷结构的最深深度H₁。另一侧，即，背离电池片阵列3的一侧的玻璃1朝向太阳。

本发明还提供一种太阳能电池，包括依次层叠的玻璃1、前胶膜层2、电池片阵列3、背胶膜层4和背板5，本电池中的玻璃1为上述所述玻璃1。

本实施例中具体如图5所示，从上至下的顺序依次是玻璃1、前胶膜层2、电池片阵列3、背胶膜层4和背板5，具体如图6所示，玻璃1还包括安装外框6，安装外框6包覆玻璃1/前胶膜层2/电池片阵列3/背胶膜层4/背板5的四周边缘以密封太阳能电池，位于安装外框6内的玻璃1的背离电池片阵列的一侧为平面，安装外框6与玻璃/前胶膜层2/电池片阵列3/背胶膜层4/背板5的四周边缘的连接为现有技术，在此不再赘述。进一步的，玻璃1的背离电池片阵列的一侧上设有对应安装外框设置的封装边12，距离玻璃1的四个边缘的距离D₂为5-30 mm。进一步的，背板5的材质可以为玻璃。

当太阳光透过太阳能电池的玻璃1 照射到太阳能电池片阵列3 的一侧时太阳能电池片阵列3 产生光伏效应，照射到电池片阵列3的太阳光并非全部被利用，其中不少太阳光被电池片阵列3反射掉，从电池片阵列3反射出来的光反射到凹陷结构的散光单元11的一侧时重新被反射散光到电池片阵列3的一侧上，再次参与发电，这种过程是无数次反复进行的，因此保证了整个硅片都能很好的利用入射光线，增大了玻璃1的受光面积，提升组件功率。采用本发明的太阳能电池不需要采用逐日系统也可有效的利用一天各个时段的太阳光，降低了电池安装成本。

现有技术CN 101677112A为本领域常用凸型聚光玻璃的聚光原理，将光线透过玻璃聚焦于一点，在实际生产中一方面要考虑玻璃的凸纹需要与细栅线之间的电池片相对应（条纹状反射聚光面的宽度为0.6- 1. 2 毫米）；另一方面要考虑玻璃与电池片类型的对应性，避免组件的铺排存在偏差，将光线聚焦在栅线上，然后将光线反射掉，由此对组件功率提升有负面影响。本发明的技术方案应用的是光的散射原理，光线均匀，设置在散光层上的散光单元使得玻璃在受光面上增大了有效的反射散光面面积，提高了太阳能的利用率，从而提高了电池组件的输出功率，解决了现有技术CN 101677112A存在的技术问题，同时实验证明，本发明相较于现有技术CN 101677112A输出功率提高了3%。

本发明公开的太阳能电池的玻璃和太阳能电池，可提高其输出功率，太阳能电池可安装在建筑物屋顶上或建筑物外墙上也可安装在沙漠等空旷地区还可以安装在船舶、卫星、航天器等上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种用于太阳能电池的玻璃，其特征在于，所述玻璃的背离电池片阵列的一侧上设有多个散光单元，单个散光单元在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积与玻璃在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积比为1：1000-1：2；所述散光单元为所述玻璃的背离电池片阵列的一侧向玻璃邻近所述电池片阵列的一侧内凹的凹陷结构,所述凹陷结构的最深深度H₁与玻璃厚度H的比为1：100-1：2，所述凹陷结构的最深深度H₁为0.03-10 mm，凹陷结构的宽度W₁为0.3-50 mm，凹陷结构的长度L₁为0.5-500 mm；所述散光单元在电池片阵列受光面所在平面上的正投影为矩形，所述凹陷结构为半圆柱形凹陷结构；多个所述散光单元间隔排布；多个所述散光单元沿玻璃的宽度方向间隔排布，相邻的所述散光单元之间由圆弧过渡；所述散光单元在电池片阵列受光面所在平面上的正投影的面积大小不同，所述间隔的距离不同。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的玻璃，其特征在于，所述散光单元的凹陷结构和圆弧过渡的凸起结构形成沿玻璃的宽度方向延伸的波浪形。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池的玻璃，其特征在于，相邻的所述散光单元的边缘的距离D₁为0.03-5mm。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池的玻璃，其特征在于，所述玻璃的底面为光面或绒面。

5.一种太阳能电池，包括依次层叠的玻璃、前胶膜层、电池片阵列、背胶膜层和背板，其特征在于，所述玻璃为权利要求1-4任意一项所述的太阳能电池的玻璃。

6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括安装外框，所述安装外框包覆所述玻璃/前胶膜层/电池片阵列/背胶膜层/背板的四周边缘以密封太阳能电池组件，位于安装外框内的玻璃的背离电池片阵列的一侧为平面。

7.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述背板的材质为玻璃。

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