具有高光能利用率的双面光伏组件论文和设计-王建军

全文摘要

本实用新型公布了一种具有高光能利用率的双面光伏组件，包括从上至下依次设置的上盖板层、上封装层、双面电池片层、下封装层、下盖板层，所述双面电池片层包括若干使用焊带串联的双面电池片，所述上盖板层与下盖板层之间对应无电池片的区域设置有反射层，所述反射层包括上反射层、中间层和下反射层。所述上反射层上表面和下反射层下表面设置有光谱转换层，光谱转换层为上转换发光层或下转换发光层。本实用新型通过提高组件非电池片区域的光能利用率，大幅降低光学损失，最终提升组件的整体输出功率及转换效率。

主设计要求

1.一种具有高光能利用率的双面光伏组件，包括从上至下依次设置的上盖板层、上封装层、双面电池片层、下封装层、下盖板层，其特征在于：所述双面电池片层包括若干使用焊带串联的双面电池片，所述上盖板层与下盖板层之间对应无电池片的区域设置有反射层，所述反射层包括上反射层、中间层和下反射层。

设计方案

2.如权利要求1所述的具有高光能利用率的双面光伏组件，其特征在于：所述反射层位于上封装层和下封装层之间或下盖板层上表面。

3.如权利要求1所述的具有高光能利用率的双面光伏组件，其特征在于：所述上反射层上表面设置有光谱转换层，光谱转换层为上转换发光层或下转换发光层。

4.如权利要求1所述的具有高光能利用率的双面光伏组件，其特征在于：所述下反射层下表面设置有光谱转换层，光谱转换层为上转换发光层或下转换发光层。

5.如权利要求1所述的具有高光能利用率的双面光伏组件，其特征在于：所述上反射层上表面和下反射层下表面分布有若干规则排列的半圆球形、半椭圆球形、金字塔形、圆锥形、菱形或V形的凹结构。

6.如权利要求1所述的具有高光能利用率的双面光伏组件，其特征在于：所述上盖板层和下盖板层为透明玻璃或透明聚合物材料。

7.如权利要求1所述的具有高光能利用率的双面光伏组件，其特征在于：所述双面电池片为整片电池片或切片电池片。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能技术领域，具体涉及一种具有高光能利用率的双面光伏组件。

背景技术

太阳能作为一种清洁的可再生新能源受到了越来越多的关注，其应用也越来越广泛，目前太阳能一个最重要的应用就是光伏发电。光伏发电是利用光伏效应直接将太阳能转换为电能，光伏发电的基本单元是太阳能电池，在具体的应用中，通常是将多个太阳能电池片封装成光伏组件，然后再将多个光伏组件进行串联或并联连接后接入逆变器，逆变器将组件产生的直流电转换为交流电，供电气负载使用或并入电网。

目前广泛使用的光伏组件绝大部分为单面组件，单面组件采用单面太阳能电池片，这种结构的太阳能电池片只能正面吸收光线，背面无法吸收光线，因此单面电池片的功率输出相对有限。相比于单面太阳能电池片，双面太阳能电池片的正反两面均能吸收光线，因而极大增加了电池片的整体功率输出及转换效率。近年来，双面光伏组件因其高发电量、高可靠性及多应用场景等诸多优势，日益成为了现今光伏电站提高发电量、增加投资回报的主要选择。

双面太阳能组件正面接收太阳光直射光发电，背面通过吸收地面的反射光和周围的散射光来发电。由于双面组件前后的盖板材料及封装材料均是透明的，导致组件有一定的透光率，因此组件功率会出现一定的损失。因此，如何降低双面组件的光学损失，提高双面组件正面和背面的光能利用率，最后提升组件的整体输出功率及转换效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种具有高光能利用率的双面光伏组件，通过提高非电池片区域的光能利用率，大幅降低光学损失，最终提升组件的整体输出功率及转换效率。

本实用新型是这样得以实现的：一种具有高光能利用率的双面光伏组件，包括从上至下依次设置的上盖板层、上封装层、双面电池片层、下封装层、下盖板层，所述双面电池片层包括若干使用焊带串联的双面电池片，所述上盖板层与下盖板层之间对应无电池片的区域设置有反射层，所述反射层包括上反射层、中间层和下反射层。

所述反射层位于上封装层和下封装层之间或下盖板层上表面。

所述上反射层上表面设置有光谱转换层，光谱转换层为上转换发光层或下转换发光层。

所述下反射层下表面设置有光谱转换层，光谱转换层为上转换发光层或下转换发光层。

所述上反射层上表面和下反射层下表面分布有若干规则排列的半圆球形、半椭圆球形、金字塔形、圆锥形、菱形或V形的凹结构。

所述上盖板层和下盖板层为透明玻璃或透明聚合物材料。

所述双面电池片为整片电池片或切片电池片。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于，通过在上玻璃层和下玻璃层之间的无电池片区域设置反射层，反射层一方面增加此区域光的反射，另一方面上反射层和下反射层表面的上转换发光层或下转换发光层能将硅太阳能电池片不能吸收的红外光或紫外光通过上转换过程或下转换过程转换为电池片具有更高响应的可见光，达到对太阳光谱的高效利用，提高了无电池片区域的光能利用率，大幅降低组件封装过程中的光学损失，提升了组件的整体输出功率及转换效率。

附图说明

图1为本实用新型具有高光能利用率的双面光伏组件的剖面图。

图中，1为上盖板层，2为上封装层，3为双面电池片层，4为下封装层，5为下盖板层，6为双面电池片，7为反射层，8为上反射层，9为中间层，10为下反射层，11为光谱转换层。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的技术特征与内容，下面结合附图进行说明。

如图1所示，一种具有高光能利用率的双面光伏组件，包括从上至下依次设置的上盖板层1、上封装层2、双面电池片层3、下封装层4、下盖板层5，所述双面电池片层3包括若干使用焊带串联的双面电池片6，所述上盖板层与下盖板层之间对应无电池片的区域设置有反射层7，所述反射层包括上反射层8、中间层9和下反射层10。

所述反射层位于上封装层和下封装层之间或下盖板层上表面。在本实施例中，反射层设置于上封装层和下封装层之间。上反射层上表面和下反射层下表面设置有光谱转换层，光谱转换层为上转换发光层或下转换发光层。当光谱转换层为上转换发光层时，例如上转换发光层为Yb^{3+<\/sup>、Er^{3+<\/sup>、Tm^{3+<\/sup>、Ho^{3+<\/sup>单掺或共掺的氟化物、氯化物、氧化物、卤氧化物或复合氧化物等，其发光中心相继吸收两个或多个红外光子，再经过无辐射弛豫达到发光能级，由此跃迁到基态发射出一可见光子。当光谱转换层为下转换发光层时，例如下转换发光层为Pr^{3<\/sup>^{+<\/sup>、Yb^{3+<\/sup>、Nd^{3+<\/sup>、Er^{3+<\/sup>、Tm^{3+<\/sup>、Ho^{3+<\/sup>单掺或Yb^{3+<\/sup>与Ce^{3+<\/sup>、Pr^{3+<\/sup>、Nd^{3+<\/sup>、Eu^{2+<\/sup>、Tb^{3+<\/sup>、Er^{3+<\/sup>、Tm^{3+<\/sup>、Ho^{3+<\/sup>、Dy^{3+<\/sup>共掺的卤化物、氟化物、氧化物、硫化物及稀土离子有机配合物等，其发光中心吸收一个高能量的光子，跃迁到高能级，返回基态时，放出两个低能量的光子。通过上反射层和下反射层表面的上转换发光层或下转换发光层，能将硅太阳能电池片不能吸收的红外光或紫外光通过上转换过程或下转换过程转换为电池片具有更高响应的可见光，达到对太阳光谱的高效利用，提高了无电池片区域的光能利用率。另外上反射层上表面和下反射层下表面分布有若干规则排列的半圆球形、半椭圆球形、金字塔形、圆锥形、菱形或V形的凹结构，这种结构能调整光的反射路径，进一步提高组件对反射光的利用率。因此组件的整体输出功率及转换效率最终得到了大幅提升。}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

以上实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，本技术领域中的相关技术人员完全可以在不偏离本实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更及修改。只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。

设计图

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