[go: up one dir, main page]

CN108565296A - 一种太阳能电池装置及其制造和测试方法 - Google Patents

一种太阳能电池装置及其制造和测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108565296A
CN108565296A CN201810033001.4A CN201810033001A CN108565296A CN 108565296 A CN108565296 A CN 108565296A CN 201810033001 A CN201810033001 A CN 201810033001A CN 108565296 A CN108565296 A CN 108565296A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light intensity
solar cell
solar battery
sub
intensity sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810033001.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王明华
蒋前哨
汪浩
杨立友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Shandi Light Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Shandi Light Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Shandi Light Energy Technology Co Ltd filed Critical Ningbo Shandi Light Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201810033001.4A priority Critical patent/CN108565296A/zh
Publication of CN108565296A publication Critical patent/CN108565296A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/95—Circuit arrangements
    • H10F77/953—Circuit arrangements for devices having potential barriers
    • H10F77/955—Circuit arrangements for devices having potential barriers for photovoltaic devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices the devices being of the types provided for in two or more different main groups of the same subclass of H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • H02S50/15—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells using optical means, e.g. using electroluminescence
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种太阳能电池装置，所述太阳能电池装置包括上封装层、下封装层、太阳能电池组、光强传感器和胶膜；所述太阳能电池组和至少一个所述光强传感器通过所述胶膜形成在所述上封装层和所述下封装层之间。本发明的所述光强传感器具有与所述太阳能电池组相同的材料且封装在同一结构中，装置结构简单，保证了所述光强传感器接收到的太阳光强度与所述太阳能电池组最大程度的一致，有利于在所述太阳能电池组向外输出功率之前就能准确推测其最大功率点。本发明还公开了一种太阳能电池装置的制造方法和测试方法。

Description

一种太阳能电池装置及其制造和测试方法
技术领域
本发明涉及太阳能光伏产品领域，尤其涉及一种太阳能电池装置及其制造和测试方法。
背景技术
太阳能电池是太阳能发电系统的核心部分，其作用是通过光电效应或光化学效应将太阳能转化为电能，推动负载工作。太阳能电池的输出特性受外部环境，例如负载、光照强度、温度等的影响很大，只有在某一输出电压值时其输出功率才能达到最大值。为了将尽可能多的太阳能转化为电能，通常在太阳能电池和负载之间加入最大功率点追踪模块以及直流变压模块，在负载对电源有需求的情况下，最大功率点追踪模块通过改变直流变压模块的等效阻抗来实时调整太阳能电池在最大功率点工作。
出于对电气安全和节能方面的考虑，某些应用场景，例如将太阳能发电技术应用到车辆、船舶等移动物体上，需要预先知道太阳能电池的瞬时最大功率值，再确定如何使用太阳能电池输出的最大功率。因此，有必要在太阳能电池向外输出功率之前就获得其最大功率点。
公开号为CN 105659180 A的中国发明专利分别采用电阻放电回路、光电二极管和太阳能电池单元作为光强度检测单元来获取太阳能电池组的光强变化，在太阳能电池组向外输出功率之前推算出了其最大输出功率。但上述专利将光强度检测单元与太阳能电池组封装在不同的模块内，而封装工艺的一致性会影响到对最大功率预测的准确性，系统的结构复杂，可靠性欠佳。
所以，有必要设计一种新型太阳能电池装置及其制备方法以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池装置及其制造方法，以在太阳能电池向外输出功率之前就能准确推测其最大功率点，避免现有技术存在的结构复杂和可靠性欠佳的问题。
为实现上述目的，本发明的太阳能电池装置，包括上封装层、下封装层、太阳能电池组和胶膜，所述上封装层为所述太阳能电池装置的入射面，所述太阳能电池组通过所述胶膜形成在所述上封装层和所述下封装层之间，所述太阳能电池组包括若干第一子电池片，所述上封装层和所述下封装层之间形成有至少一个光强传感器，所述光强传感器包括一片第二子电池片，所述第二子电池片与所述第一子电池片的材料相同。
本发明所述太阳能电池装置的有益效果在于：所述上封装层和所述下封装层之间形成有至少一个光强传感器，所述光强传感器包括一片第二子电池片，所述第二子电池片与所述第一子电池片的材料相同，因而所述光强传感器具有与所述太阳能电池组相同的材料且封装在同一结构中，保证了所述光强传感器和所述太阳能电池组接收到的太阳光强度最大程度的一致，以在所述太阳能电池组向外输出功率之前就能准确推测其最大功率点，避免了现有技术中存在的系统结构复杂和可靠性欠佳的问题。
优选的，所述第二子电池片的受光区域的面积是所述第一子电池片的受光区域的面积的1/5～1/100，所述受光区域指当所述太阳能电池装置完全暴露于太阳光下时所述第二子电池片或所述第一子电池片的有效受光面。其有益效果在于：现有技术中通过测量太阳能电池组的短路电流可以快速估算其最大输出功率，但太阳能电池组本身的短路电流通常很大，直接对短路电流进行反复测量存在发热问题，系统的安全性低；调整所述光强传感器的尺寸可以控制所述光强传感器产生的光电流大小在0～500mA的合适范围内，通过检测所述光强传感器输出的小电流值来推算所述太阳能电池组的最大输出功率，避免了直接对所述太阳能电池组的短路电流进行测算存在的安全性能低的问题。
优选的，所述上封装层包括镂空区域，所述镂空区域用于在制造所述太阳能电池装置的过程中对准所述太阳能电池组和所述光强传感器的受光区域，所述受光区域指当所述太阳能电池装置完全暴露于太阳光下时所述太阳能电池组和所述光强传感器的有效受光面。其有益效果在于：所述镂空区域便于在制造所述太阳能电池装置的过程中对准所述太阳能电池组和所述光强传感器，从而不遮挡所述太阳能电池组和所述光强传感器的所述受光区域，保证了最佳的发电效果。
本发明提供的一种太阳能电池装置的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：提供太阳能电池片，切割所述太阳能电池片以形成若干第一子电池片和若干第二子电池片；
步骤S2：至少两片所述第一子电池片连接形成所述太阳能电池组，一片所述第二子电池片作为所述光强传感器；
步骤S3：所述太阳能电池组与至少一个所述光强传感器通过所述胶膜封装在所述上封装层与所述下封装层之间。
本发明提供了太阳能电池装置的制备方法，其有益效果在于：切割所述太阳能电池片以形成若干所述第一子电池片和若干所述第二子电池片，至少两片所述第一子电池片连接形成所述太阳能电池组，一片所述第二子电池片作为所述光强传感器，且所述太阳能电池组与至少一个所述光强传感器通过所述胶膜封装在所述上封装层与所述下封装层之间，使所述光强传感器具有与所述太阳能电池组相同的材料且封装在同一结构中，保证了所述光强传感器接收到的太阳光强度与所述太阳能电池组最大程度的一致，以在所述太阳能电池组向外输出功率之前就能准确推测其最大功率点，避免了现有技术存在的系统结构复杂和可靠性欠佳的问题。
优选的，所述切割包括激光切割法。其有益效果在于：激光切割法可以准确定位切割线的位置，通过调整激光能量密度和深度，保证切割损伤最小。
优选的，所述上封装层形成有镂空区域，所述步骤S3进一步包括：封装过程中将所述太阳能电池组和所述光强传感器的所述受光区域均与所述镂空区域对准。其有益效果在于：封装过程中将所述太阳能电池组和所述光强传感器的受光区域与所述上封装层的所述镂空区域对准，保证了最佳的发电效果。
本发明还提供了一种太阳能电池装置的测试方法，包括在不同光强度下测试所述光强传感器的光电流与所述太阳能电池组的最大输出功率，以形成光电流-最大输出功率对应关系。其有益效果在于，便于所述太阳能电池装置在后续应用中，例如接入太阳能控制器中，使所述太阳能控制器根据检测得到的所述光强传感器输出的光电流值和所述对应关系来推算所述太阳能电池组的最大功率，避免了直接对太阳能电池的短路电流进行测量以测算太阳能电池组的最大输出功率存在的安全性低的问题。
优选的，所述光强传感器的正负极之间串联采样电阻和第一电流表以检测不同光强度下所述光强传感器产生的所述光电流值，所述太阳能电池组的正负极之间串联第二电流表和电压表以检测所述太阳能电池组在不同光强下的电流-电压曲线，从而获得所述太阳能电池组的最大输出功率值。其有益效果在于，所述光强传感器产生的所述光电流值远低于所述太阳能电池组产生的所述短路电流值，有利于所述太阳能电池装置在后续应用中，例如接入太阳能控制器中，使所述太阳能控制器根据检测得到的所述光强传感器输出的小的所述光电流值和所述对应关系就能推算所述太阳能电池组的最大功率，避免了直接对太阳能电池的短路电流进行测量以测算太阳能电池组的最大输出功率存在的安全性低的问题。
本发明的有益效果在于：
1.本发明中的所述光强传感器具有与所述太阳能电池组相同的材料且封装在同一结构中，装置结构简单，同时保证了所述光强传感器接收到的太阳光强度与所述太阳能电池组最大程度的一致，以准确测算太阳能电池组的最大输出功率，避免现有技术存在的结构复杂及可靠性欠佳的问题。
2.本发明通过检测所述光强传感器输出的小电流值来推算所述太阳能电池组的最大功率，避免了直接对太阳能电池的短路电流进行测量以测算太阳能电池组的最大输出功率存在的安全性低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明太阳能电池装置的俯视图；
图2为本发明太阳能电池装置沿图1中X方向的剖视图；
图3为本发明太阳能电池组的结构示意图；
图4为本发明光强传感器的结构示意图；
图5为本发明上封装层的结构示意图；
图6为本发明揭开上封装层的太阳能电池装置的俯视图；
图7为本发明太阳能电池装置的制造方法流程图；
图8为本发明太阳能电池装置的测试原理示意图；
图9为本发明光强传感器输出的光电流值与太阳能电池组的最大输出功率的对应关系图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种太阳能电池装置，包括上封装层、下封装层、太阳能电池组和胶膜，所述上封装层为所述太阳能电池装置的入射面，所述太阳能电池组通过所述胶膜形成在所述上封装层和所述下封装层之间，所述太阳能电池组包括若干第一子电池片，所述上封装层和所述下封装层之间还形成有至少一个光强传感器，所述光强传感器包括一片第二子电池片，所述第二子电池片与所述第一子电池片的材料相同。
图1为本发明所述太阳能电池装置的俯视图，图2为本发明所述太阳能电池装置沿图1中X方向的剖视图。
参照图1和图2，所述太阳能电池装置包括上封装层1、下封装层4、太阳能电池组2和胶膜5，所述太阳能电池组2通过所述胶膜5形成在所述上封装层1和所述下封装层4之间，所述上封装层1和所述下封装层4之间还形成有一个所述光强传感器3，所述光强传感器3与所述太阳能电池组2封装在由所述包边6圈定的同一结构内。
如图2所示，所述胶膜5包括上胶膜51和下胶膜52，所述上胶膜51和所述下胶膜52能够在>70℃的温度下软化而具有粘接性能，并在>0.8bar的压力下将所述太阳能电池组2和所述光强传感器3封装在粘接在所述上封装层1和所述下封装层3之间，且所述上胶膜51对可见光的的透过率>85％，保证了尽量多的太阳光能够被所述太阳能电池组2和所述光强传感器3利用。
本实施例中所述上胶膜51和所述下胶膜52均为聚乙烯醇缩丁醛(polyvinylbutyral，PVB)膜，在本发明的一些实施例中，所述上胶膜51和所述下胶膜52还可以是乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA)膜、聚烯烃弹性体(polyolefin elastomer，POE)膜、PVB膜或有机硅薄膜中的一种或多种。
图3为本发明所述太阳能电池组的结构示意图，图4为本发明所述光强传感器的结构示意图。
所述太阳能电池组包括若干第一子电池片。参照图3，所述太阳能电池组2由若干电池串21通过并联连接形成，所述电池串21由至少两个所述第一子电池片211通过串联连接形成，所述电池串21并联连接的有益效果在于，当其中任何一个或多个所述电池串21被遮挡时，其余没有被遮挡的所述电池串21仍能继续工作，不会影响所述太阳能电池组2的电压输出，因此不需要针对每个所述电池串2安装独立的所述光强传感器3就能完成对最大功率的追踪。
本实施例中，所述第一子电池片211是单晶硅太阳能电池片，所述太阳能电池组2由6个所述电池串21通过并联连接形成，所述电池串21由39个所述第一子电池片211通过串联连接形成。本发明一些实施例中，所述第一子电池片211还可以是多晶硅太阳能电池片、铜铟镓硒薄膜电池片、硅基薄膜电池片或砷化镓薄膜电池片中的任意一种。
参照图4，所述光强传感器包括一片第二子电池片，所述第二子电池片与所述第一子电池片的材料相同，保证了所述光强传感器3和所述太阳能电池组2接收到的太阳光强度最大程度的一致，以在所述太阳能电池组2向外输出功率之前就能准确推测其最大功率点，避免了现有技术中存在的系统结构复杂和可靠性欠佳的问题。
本实施例中所述第二子电池片31和所述第一子电池片211均为单晶硅太阳能电池片。本发明一些实施例中，所述第二子电池片31和所述第一子电池片211可以是多晶硅太阳能电池片、铜铟镓硒薄膜电池片、硅基薄膜电池片或砷化镓薄膜电池片中的任意一种。
本实施例中，所述第二子电池片的受光区域的面积是所述第一子电池片的受光区域的面积的1/5，具体的，所述第二子电池片31的受光区域的长度为31.3mm，宽度为27.8mm，所述第一子电池片211的受光区域的长度为139mm，宽度为31.3mm，所述受光区域指当所述太阳能电池装置完全暴露于太阳光下时所述第二子电池片或所述第一子电池片的有效受光面。参照图3，所述第一子电池片211的受光区域指所述第一子电池片211不被电极，例如正极221遮挡的区域；参照图4，所述第二子电池片31的受光区域指所述第二子电池片31不被电极32遮挡的区域。现有技术中通过测量太阳能电池组的短路电流可以快速估算其最大输出功率，但太阳能电池组本身的短路电流通常很大，直接对短路电流进行反复测量存在发热问题，系统的安全性低；调整所述光强传感器3的尺寸可以控制所述光强传感器3产生的光电流大小为325mA，通过检测所述光强传感器3输出的小电流值来推算所述太阳能电池组2的最大输出功率，避免了直接对所述太阳能电池组2的短路电流进行测算存在的安全性能低的问题。
本发明一些实施例中，所述第二子电池片31的所述受光区域的面积是所述第一子电池片211的所述受光区域的面积的1/5～1/100，可以调整所述光强传感器3的尺寸可以控制所述光强传感器3产生的光电流大小在0～500mA的合适范围内。
图5为本发明所述上封装层1的结构示意图。图6为本发明揭开所述上封装层1的所述太阳能电池装置的俯视图。
所述上封装层包括黑色油墨层和镂空区域，所述太阳能电池组包括金属电极和金属引线，所述光强传感器包括金属电极和金属引线，所述黑色油墨层和所述镂空区域均位于所述上封装层的下表面，所述黑色油墨层遮挡了所述太阳能电池组的所述金属电极和部分所述金属引线，所述黑色油墨层遮挡了所述光强传感器的所述金属电极和部分所述金属引线，所述镂空区域用于在后续制备所述太阳能电池装置的过程中对准所述太阳能电池组2和所述光强传感器3的受光区域，保证了最佳的发电效果。所述受光区域指当所述太阳能电池装置完全暴露于太阳光下时所述太阳能电池组或所述光强传感器的有效受光面，具体的，参照图5，所述上封装层1包括黑色油墨层11和镂空区域12；参照图1和图2，所述黑色油墨层11位于所述上封装层1的下表面，所述太阳能电池组2包括金属电极22，所述金属电极22包括正极221和负极222，所述光强传感器3包括金属电极32，所述金属电极32包括正极321和负极322，所述黑色油墨层11遮挡了所述太阳能电池组2的所述金属电极22以及所述光强传感器3的所述金属电极32，避免了所述金属电极22和所述金属电极32在所述上封装层1的表面显示出金属突兀的颜色；参照图3，所述太阳能电池组2包括金属引线23，所述金属引线23包括正极引线231和负极引线232，参照图4，所述光强传感器3包括金属引线33，所述金属引线33包括正极引线331和负极引线332，参照图1和图6，所述黑色油墨层11遮挡了所述太阳能电池组1的金属电极22、所述金属引线23的一部分、所述光强传感器3的金属电极32及所述金属引线33的一部分，避免了所述金属电极22、所述金属电极32、所述金属引线23的一部分及所述金属引线33的一部分在所述上封装层1的表面显示出金属突兀的颜色；参照图1、图5和图6，所述镂空区域12用于在后续制备所述太阳能电池装置的过程中对准所述太阳能电池组2和所述光强传感器3的受光区域，即所述镂空区域12不遮挡所述太阳能电池组2和所述光强传感器3的受光区域；参照图3和图4，所述太阳能电池组2的所述受光区域指所述太阳能电池组2不被金属电极22和金属引线23遮挡的区域，所述光强传感器3的所述受光区域指所述光强传感器3不被金属电极32和金属引线33遮挡的区域。
所述上封装层1采用厚度为1.5mm～4.0mm玻璃或厚度为2.0mm～5.0mm，对可见光的透过率>85％的聚合物透光材料，以保证尽量多的太阳能被所述太阳能电池组2和所述光强传感器3吸收利用且具有一定强度，以保护内部的所述太阳能电池组2和所述光强传感器3。
本实施例中所述上封装层1采用厚度为2.1mm，可见光透过率在90％以上的超白高透半钢化玻璃。本发明一些实施例中所述上封装层1的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)中的任意一种或多种。
所述下封装层4可以是厚度为0.5mm～2.5mm的玻璃，以应用于透光的应用场合且能保护所述太阳能电池组2和所述光强传感器3免受机械冲击；所述下封装层4也可以是厚度为0.3mm～2.0mm的聚合物，以应用于不透光的应用场合且能保护所述太阳能电池组2和所述光强传感器3免受机械冲击；所述聚合物在0.3mm～2.0mm厚度下的水汽透过率低于2.0克/平方米每24小时，能防止水汽进入所述太阳能电池组2和所述光强传感器3引起失效。
本实施例中，所述下封装层4为厚度2.1mm，可见光透过率在85％以上的普通半钢化玻璃。本发明一些实施例中，所述下封装层4的材料可以是聚氟乙烯-聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚氟乙烯复合膜(Tedlar/PET/Tedlar，TPT)、PC背板或PET中的一种或多种。
本发明实施例提供了一种太阳能电池装置的制备方法，如图7所示，包括如下步骤：
步骤S1：提供太阳能电池片，切割所述太阳能电池片以形成若干第一子电池片和若干第二子电池片；
步骤S2：至少两片所述第一子电池片连接形成所述太阳能电池组，一片所述第二子电池片作为所述光强传感器；
步骤S3：所述太阳能电池组与至少一个所述光强传感器通过所述胶膜封装在所述上封装层与所述下封装层之间。
本发明实施例的所述太阳能电池装置的制备方法中，切割所述太阳能电池片以形成若干所述第一子电池片和若干所述第二子电池片，至少两片所述第一子电池片连接形成所述太阳能电池组，一片所述第二子电池片作为所述光强传感器，保证了所述太阳能电池组和所述光强传感器具有相同的组成材料；所述太阳能电池组与至少一个所述光强传感器通过所述胶膜封装在所述上封装层与所述下封装层之间，保证了所述太阳能电池组和所述光强传感器封装在同一结构中。所述光强传感器与所述太阳能电池组封装在同一结构中且具有相同的组成材料，所述太阳能电池装置的结构简单，保证了所述光强传感器接收到的太阳光强度与所述太阳能电池组最大程度的一致，有利于准确测算所述太阳能电池组的最大功率，避免了现有技术存在的结构复杂和可靠性欠佳的问题。
提供太阳能电池片，切割所述太阳能电池片以形成若干第一子电池片和若干第二子电池片。其中，所述第二子电池片的尺寸是所述第一子电池片尺寸的1/5～1/100，可以控制所述光强传感器3产生的光电流大小在0～500mA的合适范围内，使得所述太阳能电池装置在后续的应用中，例如接入太阳能控制器中，以便于所述太阳能控制器可以通过检测所述光强传感器3输出的小电流值来推算所述太阳能电池组2的最大输出功率，避免了直接对所述太阳能电池组2的短路电流进行测算存在的安全性能低的问题。
本实施例中所述太阳能电池片是长宽均为156mm的单晶硅太阳能电池片，采用CCD定位下的激光切割法分割成234个所述第一子电池片211和1个所述第二子电池片31，所述第一子电池片211的长度为139mm，宽度为31.3mm，所述第二子电池片31的长度为31.3mm，宽度为27.8mm，CCD定位可以准确定位切割线的位置，通过调整激光能量密度和深度，保证切割损伤最小。本发明一些实施例中，所述太阳能电池片还可以是多晶硅太阳能电池片、铜铟镓硒薄膜电池片、硅基薄膜电池片或砷化镓薄膜电池片中的任意一种。本发明的另一些实施例中，切割所述太阳能电池片的方法还可以是机械切割法。
至少两片所述第一子电池片连接形成所述太阳能电池组，参照图3，本实施例中至少两片所述第一子电池片211串联连接形成所述电池串21，若干所述电池串21之间并联连接形成所述太阳能电池组2；用金属导线的一端将若干所述电池串的所有正极引线焊接或导电胶粘接起来以形成所述太阳能电池组2的正极221，所述金属导线的其余部分形成所述太阳能电池组2的正极引线231；用另一根金属导线的一端将若干所述电池串的所有负极引线焊接或导电胶粘接起来以形成所述太阳能电池组2的负极222，剩余部分的所述金属导线形成所述太阳能电池组2的负极引线232；所述正极221和所述负极222构成所述太阳能电池组2的金属电极22，所述正极引线231和所述负极引线232构成所述太阳能电池组2的金属引线23。
一片所述第二子电池片作为所述光强传感器。参照图4，本实施例中在所述第二子电池片31的正极321焊接或导电胶粘接金属导线以形成正极引线331，在所述第二子电池片31的负极322焊接或导电胶粘接金属导线以形成负极引线332，所述正极321和所述负极322构成金属电极32，所述正极引线331和所述负极引线332形成金属引线33，所述第二子电池片31、所述金属电极32和所述金属引线33形成所述光强传感器3。
根据安装位置需要的尺寸切割厚度为1.5mm～4.0mm，可见光透过率大于85％的玻璃或厚度为2.0mm～5.0mm，对可见光的透过率>85％的聚合物板作为所述上封装层1；然后在所述上封装层1的下表面涂敷黑色油墨层，从而形成如图5所示的黑色油墨层11和镂空区域12，以便于在后续的封装过程中将所述光强传感器和所述太阳能电池组的所述受光区域与所述镂空区域12对准，保证最佳的发电效果；最后将所述上封装层1放入模具中热成型，加工成与安装位置相适应的形状。
本实施例中所述玻璃是厚度为2.1mm，可见光透过率在90％以上的超白高透半钢化玻璃，所述黑色油墨的涂敷方法为丝网印刷。本发明一些实施例中，所述聚合物板的材料可以是PMMA、PC或PET中的任意一种或多种。本发明的另一些实施例中，所述黑色油墨的涂敷方法还可以是喷涂或喷墨打印。
根据安装位置需要的尺寸切割厚度为0.5mm～2.5mm的玻璃或厚度为0.3mm～2.0mm且水汽透过率低于2.0克/平方米每24小时的聚合物板以形成所述下封装层4；最后将所述下封装层4放入模具中热成型，加工成与安装位置相适应的形状。
本实施例中所述玻璃是厚度为2.1mm的普通半钢化玻璃，所述黑色油墨的涂敷方法为丝网印刷。本发明一些实施例中，所述聚合物板的材料可以是TPT、PC或PET中的一种或多种。本发明的另一些实施例中，所述黑色油墨的涂敷方法还可以是喷涂或喷墨打印。
所述太阳能电池组与至少一个所述光强传感器通过所述胶膜封装在所述上封装层与所述下封装层之间。具体的，参照图2，按照顺序依次在所述下封装层4的上表面铺设厚度为0.3-0.8mm所述下胶膜52、所述太阳能电池组2、所述光强传感器3、厚度为0.3-0.8mm所述上胶膜51及所述上封装层1，以形成层状结构，其中，所述上封装层1的下表面朝向所述上胶膜铺设，且封装过程中将所述太阳能电池组和所述光强传感器的受光区域均与所述上封装层1的所述镂空区域12对准，保证最佳的发电效果，同时确保所述太阳能电池组2的金属电极22和金属引线23以及所述光强传感器3的金属电极32和金属引线33均被所述上封装层1的所述黑色油墨层11遮挡，以避免在所述上封装层1的表面显示出金属突兀的颜色；将所述层状结构进行合片处理，所述上胶膜51和所述下胶膜52在>70℃的温度下软化，并在>0.8bar的压力下将所述太阳能电池组2和所述光强传感器3封装在粘接在所述上封装层1和所述下封装层3之间，以形成所述太阳能电池装置；为了更进一步保护所述太阳能电池装置，对所述太阳能电池装置的边缘进行包边处理，以形成所述太阳能电池装置的包边6。
本实施例中，所述上胶膜51和所述下胶膜52均采用厚度为0.38mm的PVB膜，本发明的一些实施例中，所述上胶膜51和所述下胶膜52还可以是EVA膜、POE膜、PVB膜或有机硅薄膜中的一种或多种。本实施例中所述合片处理在带硅胶套的高压釜中进行，具体的，将所述层状结构中的空气抽出后，将所述高压釜的温度升高到130～140℃，同时施加12bar的压力；本发明一些实施例中，所述合片处理还可以在层压机中进行，具体的，所述层状结构放入温度为140～150℃的层压机中抽取真空并层压30min。本实施例中所述包边处理具体包括采用模具在所述太阳能电池装置的边缘注射聚氨酯类热塑性弹性体，以形成包边6；本发明一些实施例中，所述包边处理方式还可以是模具注塑或粘接包边材料，所述包边材料还可以是氯乙烯类热塑性弹性体。
本发明实施例还提供了一种太阳能电池装置的测试方法，以进一步说明与现有相比，本发明中所述的太阳能电池装置结构简单，在所述太阳能电池组2向外输出功率之前就能准确推测其最大功率点，避免了现有技术存在的结构复杂和可靠性欠佳的问题。
所述测试方法包括在不同光强度下测试所述光强传感器的光电流与所述太阳能电池组的最大输出功率，以形成光电流-最大输出功率对应关系，进一步的，所述光强传感器的正负极之间串联采样电阻和第一电流表以检测不同光强度下所述光强传感器产生的所述光电流值，所述太阳能电池组的正负极之间串联第二电流表和电压表以检测所述太阳能电池组在不同光照强度下的电流-电压曲线，从而获得最大输出功率。
所述测试方法的测试原理图如图8所示。具体的，参照图8，在所述太阳能电池装置平面的正上方设置太阳光模拟器7，以便所述太阳能电池组2和所述光强传感器3最大程度地接收并利用模拟的太阳光。将所述光强传感器3的所述正极引线331和所述负极引线332串联采样电阻81和电流表82，以形成传感器测试电路8。将所述太阳能电池组2的所述正极引线231和所述负极引线232串联电压表91和电流表92，以形成太阳能测试电路9。当所述太阳光模拟器7将一定光强的模拟太阳光照射到所述太阳能电池组2和所述光强传感器3的表面时，从所述太阳能测试电路9的电流表92和电压表91中可以获得该光照强度的电流-电压曲线，从所述传感器测试电路8的电流表82中可以读到流经采样电阻81的瞬时光电流值。由于所述光强传感器3用来接收模拟太阳光的有效面积远低于所述太阳能电池组2用来接收模拟太阳光的有效面积，使所述瞬时光电流值远低于所述太阳能电池组2的所述短路电流值。调节太阳光模拟器7的光照强度，可以得到如表1所示的不同太阳光强度下所述光强传感器3生成的光电流值与所述太阳能电池组2的最大输出功率的对应关系。
表1光强传感器输出的光电流值与太阳能电池组输出的最大功率的关系
光电流[mA] 太阳光强度[W/m2] 太阳能电池组功率[W]
0 0 0
60 200 40
120 400 80
180 600 120
240 800 160
300 1000 200
由表1的数据可以进一步得到如图9所示的所述光强传感器3输出的光电流值与所述太阳能电池组2的最大输出功率值的对应关系图。当太阳光强度逐渐减少，所述光强传感器3两端输出的光电流减少，所述太阳能电池组2的输出功率也逐渐下降，可见所述光电流值与所述最大输出功率之间存在线性关系。因此，根据图9所示的所述光强传感器3输出的光电流值与所述太阳能电池组2的最大输出功率值的对应关系就能通过检测所述光强传感器3输出的小电流值准确推算出所述太阳能电池组2的最大功率。
本实施例中，所述测试方法的环境温度为25℃±2℃。
本发明一些实施例中，由于所述太阳能电池组2的实际工作温度范围为-20℃至+85℃，在所述太阳能电池装置的后续应用中，例如接入到太阳能控制器中，此时再将25℃±2℃下得到的所述光强传感器3输出的光电流值与所述太阳能电池组2的最大输出功率的关系应用到不同工作温度下，通常存在一定的偏差。针对这个问题，采用从电池片制造商处获得的所述太阳能电池片的功率温度系数，电压温度系数，或电流温度系数修正在25℃±2℃的环境温度下得到的所述光强传感器3输出的光电流值与所述太阳能电池组2的最大输出功率对应关系，以得到光电流-温度-最大输出功率的三维工作曲面，从而有利于所述太阳能控制器在所述三维工作曲面上找到所述太阳能电池组11的最大输出功率值。
尽管以上实施例描述了所述太阳能电池装置，但本发明不限于以上实施例，而是可以在不背离本发明的范围的情况下以各种形式进行修改和改进。

Claims (8)

1.一种太阳能电池装置，包括上封装层、下封装层、太阳能电池组和胶膜，所述上封装层为所述太阳能电池装置的入射面，所述太阳能电池组通过所述胶膜形成在所述上封装层和所述下封装层之间，所述太阳能电池组包括若干第一子电池片，其特征在于，所述上封装层和所述下封装层之间还形成有至少一个光强传感器，所述光强传感器包括一片第二子电池片，所述第二子电池片与所述第一子电池片的材料相同。
2.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，所述第二子电池片的受光区域的面积是所述第一子电池片的受光区域的面积的1/5～1/100，所述受光区域指当所述太阳能电池装置完全暴露于太阳光下时所述第二子电池片或所述第一子电池片的有效受光面。
3.如权利要求1所述的太阳能电池装置，其特征在于，所述上封装层包括镂空区域，所述镂空区域用于在制造所述太阳能电池装置的过程中对准所述太阳能电池组和所述光强传感器的受光区域，所述受光区域指当所述太阳能电池装置完全暴露于太阳光下时所述太阳能电池组和所述光强传感器的有效受光面。
4.如权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池装置的制备方法，包括：
步骤S1：提供太阳能电池片，切割所述太阳能电池片以形成若干第一子电池片和若干第二子电池片；
步骤S2：至少两片所述第一子电池片连接形成所述太阳能电池组，一片所述第二子电池片作为所述光强传感器；
步骤S3：所述太阳能电池组与至少一个所述光强传感器通过所述胶膜封装在所述上封装层与所述下封装层之间。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，切割所述太阳能电池片的方法包括激光切割法。
6.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述上封装层形成有镂空区域，所述步骤S3进一步包括，封装过程中将所述太阳能电池组和所述光强传感器的所述受光区域与所述镂空区域对准。
7.如权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池装置的测试方法，包括在不同光强度下测试所述光强传感器的光电流与所述太阳能电池组的最大输出功率，以形成光电流-最大输出功率对应关系。
8.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述光强传感器的正负极之间串联采样电阻和第一电流表以检测不同光强度下所述光强传感器产生的所述光电流值，所述太阳能电池组的正负极之间串联第二电流表和电压表以检测所述太阳能电池组在不同光强下的电流-电压曲线，从而获得所述太阳能电池组的最大输出功率值。
CN201810033001.4A 2018-01-14 2018-01-14 一种太阳能电池装置及其制造和测试方法 Pending CN108565296A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810033001.4A CN108565296A (zh) 2018-01-14 2018-01-14 一种太阳能电池装置及其制造和测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810033001.4A CN108565296A (zh) 2018-01-14 2018-01-14 一种太阳能电池装置及其制造和测试方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108565296A true CN108565296A (zh) 2018-09-21

Family

ID=63529824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810033001.4A Pending CN108565296A (zh) 2018-01-14 2018-01-14 一种太阳能电池装置及其制造和测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108565296A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110380681A (zh) * 2019-06-10 2019-10-25 江苏理工学院 一种光伏组件

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4551669A (en) * 1982-10-01 1985-11-05 Nippondenso Co., Ltd. Packaged solar cell apparatus
US5293447A (en) * 1992-06-02 1994-03-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Photovoltaic solar water heating system
JPH104631A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Hitachi Ltd 太陽光発電システム
WO2005069096A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-28 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Solar power source with maximum power-point tracking
CN101953051A (zh) * 2007-03-27 2011-01-19 纽道尔企业有限责任公司 分布式最大功率点跟踪系统、结构和处理
EP2369437A2 (en) * 2010-03-23 2011-09-28 Lg Electronics Inc. Photovoltaic power generation system
CN102253682A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 沈阳工程学院 一种光伏电池的最大功率点跟踪控制方法
TW201334205A (zh) * 2011-10-31 2013-08-16 Volterra Semiconductor Corp 具有區塊最大功率點追蹤之整合式光伏板
CN103828166A (zh) * 2011-09-26 2014-05-28 村野实 直流电源利用系统和采用该系统的直流型微电网网络
CN103890956A (zh) * 2011-06-22 2014-06-25 摩根阳光公司 光伏发电系统
CN104078524A (zh) * 2014-06-12 2014-10-01 国电光伏有限公司 一种内置芯片的智能光伏组件
CN204538036U (zh) * 2014-01-13 2015-08-05 喜瑞能源公司 太阳能电池板、太阳能电池、太阳能电池板装置和太阳能电池装置
CN105706327A (zh) * 2013-11-06 2016-06-22 丰田自动车株式会社 太阳能电池控制器
CN205970844U (zh) * 2016-06-01 2017-02-22 江西科技学院 一种太阳能电池车顶结构

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4551669A (en) * 1982-10-01 1985-11-05 Nippondenso Co., Ltd. Packaged solar cell apparatus
US5293447A (en) * 1992-06-02 1994-03-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Photovoltaic solar water heating system
JPH104631A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Hitachi Ltd 太陽光発電システム
WO2005069096A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-28 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Solar power source with maximum power-point tracking
CN101953051A (zh) * 2007-03-27 2011-01-19 纽道尔企业有限责任公司 分布式最大功率点跟踪系统、结构和处理
EP2369437A2 (en) * 2010-03-23 2011-09-28 Lg Electronics Inc. Photovoltaic power generation system
CN102253682A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 沈阳工程学院 一种光伏电池的最大功率点跟踪控制方法
CN103890956A (zh) * 2011-06-22 2014-06-25 摩根阳光公司 光伏发电系统
CN103828166A (zh) * 2011-09-26 2014-05-28 村野实 直流电源利用系统和采用该系统的直流型微电网网络
TW201334205A (zh) * 2011-10-31 2013-08-16 Volterra Semiconductor Corp 具有區塊最大功率點追蹤之整合式光伏板
CN105706327A (zh) * 2013-11-06 2016-06-22 丰田自动车株式会社 太阳能电池控制器
CN204538036U (zh) * 2014-01-13 2015-08-05 喜瑞能源公司 太阳能电池板、太阳能电池、太阳能电池板装置和太阳能电池装置
CN104078524A (zh) * 2014-06-12 2014-10-01 国电光伏有限公司 一种内置芯片的智能光伏组件
CN205970844U (zh) * 2016-06-01 2017-02-22 江西科技学院 一种太阳能电池车顶结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110380681A (zh) * 2019-06-10 2019-10-25 江苏理工学院 一种光伏组件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130160825A1 (en) Back contact photovoltaic module with glass back-sheet
CN102292830A (zh) 包括乙烯共聚物包封片材的太阳能电池模块
CN107658355B (zh) 一种柔性太阳能电池组件的制备方法
CN103890968A (zh) 用于背接触式光伏组件的集成背板
CN113178500B (zh) 一种增强型轻质光伏组件及制造方法
KR102408270B1 (ko) 정렬 봉지재를 갖는 태양광 모듈
CN102254975A (zh) 一种柔性薄膜太阳能电池及其封装方法
EP4521470A1 (en) Method for manufacturing photovoltaic module and photovoltaic module
CN115588716B (zh) 光伏组件的制造方法和光伏组件
CN116825867A (zh) 光伏组件及其制备方法
CN204315597U (zh) 轻型光伏电池组件
CN109390424A (zh) 贴膜全黑光伏组件及其制造方法
CN115266754A (zh) 用于光伏组件的视觉检测方法
US20130104959A1 (en) Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module
CN108565296A (zh) 一种太阳能电池装置及其制造和测试方法
CN103165714A (zh) 光伏模块
CN204706571U (zh) 单晶硅太阳能半柔性组件
US20130104960A1 (en) Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module
CN100517767C (zh) 一种光伏组件、其制造方法和应用
CN202549866U (zh) 一种晶硅电池的半柔性光伏组件
CN103904149B (zh) 一种晶硅太阳能电池的封装结构和方法
CN210073886U (zh) 使用条纹型背板材料的双面叠瓦太阳能组件
CN211629123U (zh) 一种pv-led结构
JP2016025119A (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
CN204304914U (zh) 耐热斑光伏组件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180921

RJ01 Rejection of invention patent application after publication