CN112382683A - 一种光伏组件及包含其的发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一种光伏组件及包含其的发电系统，涉及发电设备技术领域，解决了光伏组件光线未得到高效利用、发电效率低的技术问题。该光伏组件包括电池板，电池板的部分或全部非电池片区域设置有光致发光结构；发电系统包括所述光伏组件。本发明将电池片之间、电池串之间的间隙、焊带与汇流条外露的表面等非电池片区域设置光致发光结构，使非电池片区域的光线增强，经过玻璃二次发射至电池片表面，高效利用，提高组件发电效率；在弱光或无光条件下，光致发光材料吸收、储存的光能得以释放，利用余晖发射可见光，用于组件的弱光或夜间发电；通过采用镂空式光致发光材料层，节约材料用量、降低成本，同时不影响现有组件正面的透光率。

Description

一种光伏组件及包含其的发电系统

技术领域

本发明涉及发电设备技术领域，尤其是涉及一种光伏组件及包含其的发电系统。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将太阳能直接转变为电能的一种发电技术。目前光伏发电已经受到世界各国的广泛关注，已经发展成为一个新兴产业。光伏组件是由若干单体太阳能电池片串、并联连接和严密封装而成的，是实现光伏发电最小不可分割的光伏电池组合装置。

一般的光伏组件的电池片焊接串联，是将若干数量的电池片排成电池串，电池片之间通过焊带单焊、串焊，将前一片电池的正面电极与后一片电池背面电极相连加热焊接在一起，以此类推，将一片片的电池片串联起来组成电池串，然后将焊接好的电池串进行排版、并与汇流条焊接，汇流条引出端与接线盒中的旁路二极管等串联，引出正、负极，再通过一系列组件制作工艺最终形成光伏组件。

单玻光伏组件一般采取“玻璃/封装材料/电池片/封装材料/背板”这种夹心结构，同时四周加装边框，以保证组件的机械性能并便于安装。而双玻光伏组件采取“玻璃/封装材料/电池片/封装材料/玻璃”这种夹心结构，其周围不加装边框，其中玻璃一般为钢化光伏玻璃，封装材料为EVA、POE、PVB等封装胶膜，电池片为单晶或多晶电池片。

传统的光伏组件一般为60P版型(6串×10片)或72P版型(6串×12片)的串联电路结构。随着半片、多分片等技术发展，逐步演变为120P版型(6串×10半片×2)或144P版型(6串×12半片×2)等主流的串并联电路结构。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

(1)光伏组件在弱光或无光的条件下发电效率低或不发电；

(2)光伏组件电池片之间、电池串之间的间隙、焊带与汇流条区域等组件非电池片区域的光线未得到高效利用、降低组件发电效率；

(3)现有荧光光伏组件如CN208368523U、CN205452308U等中国专利采用在玻璃外表面增加荧光膜、采用荧光EVA层以及荧光背板等，正面荧光EVA层以及荧光膜会影响透光率、从而影响组件发电效率，另外该类方式使用的荧光材料用量多、增加组件成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏组件及包含其的发电系统，以解决现有技术中存在的光伏组件非电池片区光线未得到高效利用、组件发电效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种光伏组件，包括电池板，由若干电池片串并联后与焊带和汇流条焊接在一起形成；所述电池板朝向阳光一侧的部分或全部非电池片区域设置有能增加光利用率的光致发光结构。

作为本发明的进一步改进，所述非电池片区域包括电池片之间间隙、电池串之间间隙、焊带外露表面和/或汇流条外露表面。

作为本发明的进一步改进，所述光致发光结构包括设置在所述电池片之间间隙和所述电池串之间间隙处的光致发光材料层、以及设置在所述焊带外露表面和所述汇流条外露表面的光致发光涂层。

作为本发明的进一步改进，所述光致发光材料层包括设置在所述电池板背侧的基材、以镂空形式在所述基材表面制成的光致发光层、设置在所述光致发光层镂空处用以与所述电池片接触连接的第一封装胶膜和设置在所述基材背侧用以与背板光伏玻璃或光伏背板接触连接的第二封装胶膜，所述光致发光层的镂空处正对每块所述电池片。

作为本发明的进一步改进，位于所述汇流条外露表面的所述光致发光涂层沿所述汇流条的整个表面设置。

作为本发明的进一步改进，位于所述焊带表面的所述光致发光涂层以不连续分段形式设置。

作为本发明的进一步改进，所述电池组件还包括设置在所述电池板一侧的前板光伏玻璃和前板封装胶膜、以及设置在所述电池板另一侧的背板光伏玻璃或光伏背板。

作为本发明的进一步改进，所述电池组件还包括包设在周侧的金属边框。

作为本发明的进一步改进，所述光致发光材料层和所述光致发光涂层厚度为0.4-0.6mm。

作为本发明的进一步改进，所述前板光伏玻璃上表面上设置AR减反膜。

作为本发明的进一步改进，所述基材采用PET材料制成，所述基材、所述光致发光层、所述第一封装胶膜和所述第二封装胶膜为一体成型结构。

作为本发明的进一步改进，所述封装胶膜采用EVA、POE或PVB材料制成。

作为本发明的进一步改进，所述电池片为单晶或多晶硅光伏电池片，所述光伏电池片采用全片或切片电池制成，如，1/2片或1/3片。

作为本发明的进一步改进，所述光伏背板采用TPT、TPE或TBF制成。

作为本发明的进一步改进，所述焊带和所述汇流条采用铜锡材料制成。

作为本发明的进一步改进，所述汇流条厚度为0.4-0.6mm，宽度为4-8mm。

作为本发明的进一步改进，所述焊带包括扁平焊带和圆环形焊带，当所述焊带为扁平焊带时，厚度为0.2-0.3mm，宽度为0.8-1.5mm；当所述焊带为圆环形焊带时，直径为0.3-0.4mm。

作为本发明的进一步改进，所述光致发光层和所述光致发光涂层采用无极光致发光材料制成，具体的为金属硫化物或稀土氧化物与微量活性剂配合经煅烧而成。

作为本发明的进一步改进，所述前板光伏玻璃的透光率≥91％，所述背板光伏玻璃的透光率≥88％。

本发明提供了一种发电系统，包括所述光伏组件。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供的光伏组件，将电池板的各电池片之间、电池串之间的间隙、焊带与汇流条外露的表面等非电池片区域设置光致发光结构，使非电池片区域的光线增强，经过玻璃二次发射至电池片表面，高效利用，提高组件发电效率；通过设置光致发光结构，使本发明的发电系统在弱光或无光条件下，光致发光材料吸收、储存的光能得以释放，利用余晖发射可见光，用于组件的弱光或夜间发电；通过采用镂空式光致发光材料层，在焊带和汇流条增加光致发光涂层，节约材料用量、降低成本，同时不影响现有组件正面的透光率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明光伏组件的俯视图；

图2是本发明光伏组件中光致发光材料层的截面图；

图3是本发明光伏组件中汇流条的截面图；

图4是本发明光伏组件中焊带的沿径向切开的截面图；

图5是本发明光伏组件中焊带的沿轴向切开的截面图；

图6是本发明光伏组件中汇流条、焊带及电池片的分布图；

图7是本发明光伏组件为双玻结构时的截面图；

图8是本发明光伏组件中电池板的排版图；

图9是本发明光伏组件带金属边框的背面图。

图中1、电池片；2、焊带；3、汇流条；4、光致发光结构；41、光致发光材料层；411、基材；412、光致发光层；413、第一封装胶膜；414、第二封装胶膜；42、光致发光涂层；5、背板光伏玻璃；6、前板光伏玻璃；7、前板封装胶膜。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种能够提高发电量的光伏组件，包括电池板，由若干电池片1串并联后与焊带2和汇流条3焊接在一起形成；电池板朝向阳光一侧的部分或全部非电池片区域设置有能增加光利用率的光致发光结构4，从而在非电池片区域形成光致发光材料区。

具体的，在光伏组件封装时，是将一片片的电池片1用焊带2串联起来组成电池串，然后将焊接好的电池串进行排版，并与汇流条3焊接形成电池板，汇流条3在背板光伏玻璃的玻璃孔处引出正、负极，汇流条3引出端与接线盒中的旁路二极管等串联形成组件电路结构，正负极端子从组件背面接线盒引出。

进一步的，非电池片区域包括电池片之间间隙、电池串之间间隙、焊带外露表面和/或汇流条外露表面。也就是说，电池组件中，在电池板上除了电池片的区域，全部或部分设置光致发光结构，充分利用电池组件中非电池片区的光，增加光利用率，以提高电池组件的效率。更进一步的，在本发明的一种可选实施方式中，在电池板的全部非电池片区域均设置光致发光结构，以最大化的利用照射在电池组件上的光。

如图2和图3所示，作为本发明的一种可选实施方式，光致发光结构4包括设置在电池片之间间隙和电池串之间间隙处的光致发光材料层41、以及设置在焊带外露表面和汇流条外露表面的光致发光涂层42。

如图2所示，进一步的，光致发光材料层41包括设置在电池板背侧的基材411、以镂空形式在基材411表面制成的光致发光层412、设置在光致发光层412镂空处用以与电池片1接触连接的第一封装胶膜413和设置在基材411背侧用以与背板光伏玻璃5或光伏背板接触连接的第二封装胶膜414，光致发光层412的镂空处正对每块电池片1。也就是说，在基材411表面形成一个网格状镂空形式的光致发光层412，光致发光层412位于电池片1之间，而镂空结构处正好容纳电池片1，当电池组件封装完毕后，电池片1之间的间隙为光致发光层412。当光照射到电池片1上时，利用光生伏特效应转变成电能，照射到非电池片区域的光致发光结构上，反射到前板光伏玻璃6经过二次发射至电池片1后进行光电转换，以将非电池片区域内的光进行利用，提高光伏组件的发电效率。

如图3所示，作为本发明的一种可选实施方式，位于汇流条外露表面的光致发光涂层42沿汇流条3的整个表面设置。

如图4和图5所示，作为本发明的一种可选实施方式，位于焊带表面的光致发光涂层42以不连续分段形式设置。因为焊带2是用于将一片片的电池片1焊接在一起形成电池串，步骤是前一片电池片1的正面出来的焊带2与后一片电池片1的背面电极焊接在一起，所以焊带2会间隔的外露于，所以将光致发光涂层42以分段形式设置，使外露的焊带2表面具有光致发光涂层42即可，不仅增加光利用率，而且还节约材料，降低成本。

如图7所示，进一步的，电池组件还包括设置在电池板一侧的前板光伏玻璃6和前板封装胶膜7、以及设置在电池板另一侧的背板光伏玻璃5或光伏背板。

如图9所示，作为本发明的一种可选实施方式，电池组件还包括包设在周侧的金属边框，当然也可以采用不包金属边框。

具体的，光致发光材料层41和光致发光涂层42厚度为0.4-0.6mm。

具体的，前板光伏玻璃6上表面上设置AR减反膜。

具体的，基材411采用PET材料制成，基材411、光致发光层412、第一封装胶膜413和第二封装胶膜414为一体成型结构。

进一步的，封装胶膜采用EVA、POE或PVB材料制成。

进一步的，电池片1为单晶或多晶硅光伏电池片，光伏电池片采用全片或切片电池制成，如，1/2片或1/3片。

金宇彬的，光伏背板采用TPT、TPE或TBF制成。另外，汇流条、光伏焊带、接线盒等均为光伏行业专用常规物料。

进一步的，焊带2和汇流条3采用铜锡材料制成。

更进一步的，汇流条3厚度为0.4-0.6mm，宽度为4-8mm。

更进一步的，焊带2包括扁平焊带和圆环形焊带，当焊带2为扁平焊带时，厚度为0.2-0.3mm，宽度为0.8-1.5mm；当焊带2为圆环形焊带时，直径为0.3-0.4mm。

更进一步的，光致发光层412和光致发光涂层42采用无极光致发光材料制成，具体的为金属硫化物或稀土氧化物与微量活性剂配合经煅烧而成。无色或浅白色，在光照射下，依颜料中金属和活化剂种类、含量的不同，而呈现出各种颜色的可见光(400～800nm)。白天可吸收可见光能量，弱光或黑暗中显示亮度，余辉时间可达数个小时。具体材料成分、比例可以依据需求调整，整体要求材料光吸收能力强、转换率高、物理化学性质稳定。

进一步的，前板光伏玻璃6的透光率≥91％，背板光伏玻璃5的透光率≥88％。该光伏组件采用的光伏玻璃一般为传统的光伏钢化玻璃或半钢化玻璃，分为前板光伏玻璃与背板光伏玻璃，前板光伏玻璃其上表面有一层AR减反膜，可以减少对太阳光反射，下表面具有绒面微结构，对太阳光具有增透作用，玻璃透光率一般需要≥91％。背板光伏玻璃的透光率一般要求≥88％，在光伏组件正、负极引出端装接线盒的位置上分布有3个玻璃开孔口，玻璃开孔口的孔径根据汇流条的宽度确定，开孔位置根据组件排版设计确定。前板、背板玻璃的尺寸大小、厚度根据组件尺寸需求设计。使用时，前板玻璃用于双玻组件正面的封装，所述背板玻璃用于双玻组件背面的封装。

实施例1：

如图6和图8所示，在本实施例中，光伏组件采用镂空式光致发光材料层41、带光致发光涂层42的汇流条3、带光致发光涂层42的光伏焊带2封装，封装结构为“前板光伏玻璃/前板封装胶膜/晶硅电池片/光致发光材料层/第二封装胶膜/背板光伏玻璃或有机光伏背板”。单玻组件背面采用有机光伏背板，四周加装金属边框，双玻组件背面则采用背板光伏玻璃，四周可选择加装金属边框或不加装金属边框；例如，光伏组件电路结构为144P版型(6串×12半片×2)：在组件封装时，是将一片片的电池片1用焊带2串联起来组成电池串，然后将焊接好的电池串进行排版，并与汇流条3焊接，汇流条3在背板光伏玻璃5的玻璃孔处引出正、负极，汇流条3引出端与接线盒中的旁路二极管等串联形成组件电路结构，正、负极端子从光伏组件背面接线盒引出。电池片1与与前板光伏玻璃6之间、光致发光材料层41与背板光伏玻璃5之间有一层封装胶膜，在光伏组件制作过程层压时，封装胶膜在高温下会融化发生交联反应，起到封装保护电池片1的作用，再通过一系列组件制作工艺最终形成光伏组件。该光伏组件在电池片之间、电池串之间的间隙、焊带与汇流条区域等非电池片区域形成光致发光材料区。

本发明提供了一种发电系统，包括光伏组件。

本发明提供的光伏组件在强光条件下，可将组件电池片之间、电池串之间的间隙、焊带与汇流条区域等非电池片区域的光线增强、经过玻璃二次反射至电池片表面、高效利用，提高组件发电效率；

本发明提供的光伏组件在弱光或无光条件下，光致发光材料吸收、储存的光能得以释放，利用余晖发射可见光，用于组件弱光或夜间发电；

本发明提供的光伏组件采用镂空式光致发光材料层，在焊带与汇流条增加光致发光材料涂层。节约材料用量、降低成本，同时不影响现有组件正面的透光率。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1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。

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，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光伏组件，其特征在于，包括电池板，由若干电池片串并联后与焊带和汇流条焊接在一起形成；所述电池板朝向阳光一侧的部分或全部非电池片区域设置有能增加光利用率的光致发光结构。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述非电池片区域包括电池片之间间隙、电池串之间间隙、焊带外露表面和/或汇流条外露表面。

3.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，所述光致发光结构包括设置在所述电池片之间间隙和所述电池串之间间隙处的光致发光材料层、以及设置在所述焊带外露表面和所述汇流条外露表面的光致发光涂层。

4.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，所述光致发光材料层包括设置在所述电池板背侧的基材、以镂空形式在所述基材表面制成的光致发光层、设置在所述光致发光层镂空处用以与所述电池片接触连接的第一封装胶膜和设置在所述基材背侧用以与背板光伏玻璃或光伏背板接触连接的第二封装胶膜，所述光致发光层的镂空处正对每块所述电池片。

5.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，位于所述汇流条外露表面的所述光致发光涂层沿所述汇流条的整个表面设置。

6.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，位于所述焊带表面的所述光致发光涂层以不连续分段形式设置。

7.根据权利要求4所述的光伏组件，其特征在于，所述电池组件还包括设置在所述电池板一侧的前板光伏玻璃和前板封装胶膜、以及设置在所述电池板另一侧的背板光伏玻璃或光伏背板。

8.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，所述光致发光材料层和所述光致发光涂层厚度为0.4-0.6mm。

9.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于，所述前板光伏玻璃上表面上设置AR减反膜。

10.一种发电系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一所述的光伏组件。

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