權(quán)利要求書: 1.一種
太陽能電池封裝結(jié)構(gòu),包括:光電轉(zhuǎn)換材料,其用于接受太陽光的照射生成載流子;上電極,其設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料上表面;下電極,其設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料下表面;上電極包括位于第一電極組以及位于第二電極組;第一電極組設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料上表面的Y軸方向上端,第二電極組設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料上表面的Y軸方向下端;所述第一電極組與第二電極組對(duì)應(yīng)設(shè)置,中間形成間隔;密封材料內(nèi)部設(shè)置多個(gè)凸透聚光結(jié)構(gòu),凸透聚光結(jié)構(gòu)設(shè)置于上電極正上方,其YZ豎截面最長(zhǎng)邊與光電轉(zhuǎn)換材料Y軸長(zhǎng)度相等;其中,Y軸方向?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換材料平面水平向內(nèi);Z軸方向?yàn)榇怪庇诠怆娹D(zhuǎn)換材料平面方向向上;散射結(jié)構(gòu),其設(shè)置于凸透聚光結(jié)構(gòu)與上電極之間,其中間設(shè)置第二間隔,所述第二間隔寬度設(shè)置為所述凸透聚光結(jié)構(gòu)的聚焦面與該散射結(jié)構(gòu)橫截面重疊部分的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu),其特征在于:還包括位于底部的背板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu),其特征在于:所述光電轉(zhuǎn)換材料為晶硅材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu),其特征在于:所述晶硅材料包括單晶硅,
多晶硅,薄膜硅和非晶硅等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu),其特征在于:所述上電極以及下電極為單層結(jié)構(gòu)或者多層結(jié)構(gòu)。
說明書: 太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu),尤其是涉及一種太陽能電池的封裝結(jié)構(gòu)。背景技術(shù)[0002] 隨著人類不斷開發(fā)新能源,太陽能逐漸被人類應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中,太陽能發(fā)電是一種新型能源,具有環(huán)保、節(jié)能、取之不盡用之不竭等特點(diǎn),太陽能電池組件是太陽能發(fā)
電系統(tǒng)中的核心部分,也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分,其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為
電能,而太陽能電池組件封裝工藝好壞直接影響太陽能電池的使用壽命。
[0003] 隨著人類的科技進(jìn)步全球?qū)τ谑汀⑻烊粴獾茸匀荒茉促Y源的依賴日益加重,而全球能源需求的不斷增長(zhǎng),能源、環(huán)境和氣候變暖等問題日益突出。開發(fā)和加大可再生的綠
色能源的使用已經(jīng)刻不容緩。太陽能
光伏、生物能和風(fēng)能等綠色能源已經(jīng)或正在成為傳統(tǒng)
能源最好的替代技術(shù)。
[0004]
太陽能光伏技術(shù)是基于半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。其最核心器件為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到太陽能電池上時(shí),電池吸
收光子能量,產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在電池內(nèi)建電場(chǎng)作用下,光生電子和空穴被分離,電池兩
端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累,即產(chǎn)生“光生電壓”,在內(nèi)建電場(chǎng)的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載,則負(fù)
載就有“光生”電流通過,從而獲得功率輸出。
[0005] 提高太陽能電池的工業(yè)轉(zhuǎn)化效率,是太陽能產(chǎn)業(yè)一直不變的追求。太陽能電池的性能是由該電池的光電特性來確定的,而電池性能的損失主要來源于光學(xué)損失和電學(xué)損
失。太陽能電池光學(xué)損失主要包括電池前表面反射損失、以及電極阻擋導(dǎo)致的接觸柵線的
陰影損失。其中,通過絨面和減反射膜技術(shù)可獲得相當(dāng)?shù)偷墓夥瓷?,減小電池前表面的反射
損失。
[0006] 對(duì)于太陽能電池的電極阻擋導(dǎo)致的光學(xué)損失,現(xiàn)有技術(shù)主要通過將入射到電極的光線折射或者散射到電極以外的區(qū)域,從而增加有效光。但是,部分折射或者散射的光線仍
可能照射到電極上。為了解決上述問題,在先申請(qǐng)?zhí)岢隽嗽陔姌O寬度方向設(shè)置間隔結(jié)構(gòu),通
過在封裝材料中設(shè)置聚焦結(jié)構(gòu)將由照射到電極的光線聚焦到間隔內(nèi),避免光線照射電極導(dǎo)
致的損失。但是,由于電極的寬度通常都是設(shè)置為很窄的結(jié)構(gòu),在其中間設(shè)置間隔對(duì)于制作
工藝的要求較高。
發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)以及太陽能電池,能夠降低對(duì)于制作工藝的要求。
[0008] 作為本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu),包括:光入射層,用于太陽光的入射;光電轉(zhuǎn)換材料,其用于接受太陽光的照射生成載流子;密封材料,其設(shè)置于
光入射層與光電轉(zhuǎn)換材料之間;上電極,其設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料上表面;下電極,其設(shè)置于
光電轉(zhuǎn)換材料下表面;其特征在于:所述上電極包括位于上端的第一電極組以及位于下端
的第二電極組;所述第一電電極組與第二電極組對(duì)應(yīng)設(shè)置,中間形成間隔;密封材料內(nèi)部設(shè)
置多個(gè)凸透聚光結(jié)構(gòu),凸透聚光結(jié)構(gòu)設(shè)置于上電極正上方,其YZ豎截面最長(zhǎng)邊與光電轉(zhuǎn)換
材料Y軸長(zhǎng)度相等;設(shè)置所述凸透聚光結(jié)構(gòu)距離上電極的高度,使其焦點(diǎn)位于所述間隔內(nèi)。
[0009] 優(yōu)選的,所述密封材料為乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EA)、聚乙烯醇縮丁醛(PB)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯
(PP)、聚苯乙烯(PS)、TPU、硅酮、離子交聯(lián)聚合物、光固樹脂中的一種或者幾種。
[0010] 優(yōu)選的,所述凸透聚光結(jié)構(gòu)的材料為乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EA)、聚乙烯醇縮丁醛(PB)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PC)、低密度聚乙烯
(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、TPU、硅酮、離子交聯(lián)聚合物、光固樹脂中的一種或者
幾種。
[0011] 優(yōu)選的,所述凸透聚光結(jié)構(gòu)材料的折射率大于密封材料的折射率。[0012] 優(yōu)選的,還包括設(shè)置于底部的光反射層。[0013] 優(yōu)選的,上電極以及下電極的材料包括TCO材料或?qū)щ娊饘俨牧?。[0014] 優(yōu)選的,所述光入射面層的內(nèi)表面設(shè)置表面紋理。[0015] 優(yōu)選的,所述間隔中點(diǎn)位于凸透鏡主光軸的延長(zhǎng)線上,使所述凸透聚光結(jié)構(gòu)的匯聚光照射到所述間隔中。
[0016] 優(yōu)選的,包括設(shè)置于凸透聚光結(jié)構(gòu)與上電極之間的散射結(jié)構(gòu),所述散射結(jié)構(gòu)具有中間設(shè)置第二間隔,所述第二間隔寬度設(shè)置為所述凸透聚光結(jié)構(gòu)的聚焦面與該散射結(jié)構(gòu)橫
截面重疊部分的寬度。
[0017] 優(yōu)選的,所述光入射層為玻璃。[0018] 優(yōu)選的,所述光電轉(zhuǎn)換材料為晶體硅。[0019] 作為本發(fā)明的另外一個(gè)方面,提供一種太陽能電池,其包括上述之一的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)。
附圖說明[0020] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)正面示意圖。[0021] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)的電極結(jié)構(gòu)的俯視圖。[0022] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)的局部側(cè)視圖。具體實(shí)施方式[0023] 為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,下面將使用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來
講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些實(shí)施例獲取其他的技術(shù)方案,也屬于
本發(fā)明的公開范圍。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu),如圖1、圖2、圖3所示,從下至上依次包括背板100,密封材料200,下電極300,光電轉(zhuǎn)換材料400,上電極500,密封材料600,光入射層
700。
[0025] 背板100位于太陽能電池非受光一側(cè)的表面,用于向太陽能電池提供結(jié)構(gòu)支持。光入射層700設(shè)置于太陽能電池的受光側(cè),用于太陽光的入射??梢允褂矛F(xiàn)有的常規(guī)背板和前
板材料,例如可以是玻璃、塑料、金屬等材料。在優(yōu)選的實(shí)施例中,使用玻璃作為太陽能電池
板的背板100以及光入射層700的材料。
[0026] 密封材料為太陽能電池線路裝備提供結(jié)構(gòu)支撐和定位,同時(shí)隔絕環(huán)境以及外界因素對(duì)于光電轉(zhuǎn)換材料以及線路的影響。密封材料的位置處在太陽能電池組件的中間,與光
入射層700及背板100相互黏接,包裹住光電轉(zhuǎn)換材料400,其包括位于光電裝換材料400下
方的密封材料200以及光電轉(zhuǎn)換材料400上方的密封材料600。密封材料可以使用乙烯-乙酸
乙烯脂共聚物(EA)、聚乙烯醇縮丁醛(PB)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚
氯乙烯(PC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、TPU、硅酮、離子交聯(lián)聚合
物、光固樹脂中的一種或者幾種。
[0027] 光電轉(zhuǎn)換材料400是利用光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)把光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌雽?dǎo)體器件,太陽能照射到光電轉(zhuǎn)換材料400后產(chǎn)生電子—空穴對(duì),電子—空穴對(duì)在空間電荷區(qū)中產(chǎn)生后,
立即被內(nèi)建電場(chǎng)分離,光生電子被推進(jìn)n區(qū),光生空穴被推進(jìn)P區(qū)。故此,在p-n結(jié)兩側(cè)產(chǎn)生了
正、負(fù)電荷的積累,形成與內(nèi)建電場(chǎng)相反的光生電場(chǎng),在PN結(jié)開路的情況下,光生電流和正
向電流相等時(shí),PN結(jié)兩端建立起穩(wěn)定的電勢(shì)差,成為開路電壓,從而使PN結(jié)起到電源的作
用。可以使用現(xiàn)有的晶硅材料作為光電轉(zhuǎn)換材料400,例如單晶硅,多晶硅,薄膜硅和非晶硅
等。
[0028] 太陽能電池的電極包括下電極300以及上電極500,其中,下電極300設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料400下表面,上電極500設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料400上表面,收集來自光電轉(zhuǎn)換材料400
的光生成載流子。上電極500以及下電極300可以是包含導(dǎo)電性材料的單層結(jié)構(gòu),也可以為
多層結(jié)構(gòu)。
[0029] 電極材料可以是導(dǎo)電金屬材料由包含銀或鋁、銅、鎳、錫、金等或它們的合金等的導(dǎo)電性材料制成,也可以是例如TCO材料。除了包含這些導(dǎo)電性材料的層以外,還可以具有
包含透光性導(dǎo)電氧化物的層,例如氧化鋅,氧化錫等。
[0030] 如圖2所示,上電極500包括相對(duì)設(shè)置的第一電極組501以及第二電極組502。第一電極組501設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料400上表面的上端,第二電極組501設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換材料400
上表面的下端,其X軸座標(biāo)相同,長(zhǎng)度小于光電轉(zhuǎn)換材料400Y軸長(zhǎng)度的一半,從而第一電極
組501和第二電極組502之間形成間隔503。
[0031] 密封材料600內(nèi)部設(shè)置與上電極500對(duì)應(yīng)的多個(gè)凸透聚光結(jié)構(gòu)601,凸透聚光結(jié)構(gòu)601設(shè)置于上電極500的正上方,其YZ豎截面為凸透鏡結(jié)構(gòu),YZ豎截面最長(zhǎng)邊與光電轉(zhuǎn)換材
料400Y軸長(zhǎng)度相等。凸透聚光結(jié)構(gòu)601的材料可以是乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EA)、聚乙烯
醇縮丁醛(PB)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PC)、低密度聚乙烯
(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、TPU、硅酮、離子交聯(lián)聚合物、光固樹脂中的一種或者
幾種。選擇凸透聚光結(jié)構(gòu)601的材料時(shí),使其折射率大于密封材料600的材料,從而能夠形成
聚焦,例如當(dāng)使用EA或者PB作為密封材料600時(shí),可以使用PC作為凸透聚光結(jié)構(gòu)601的材
料。
[0032] 設(shè)置凸透聚光結(jié)構(gòu)601距離上電極500的高度,使其凸透聚光結(jié)構(gòu)601的焦點(diǎn)與上電極500位于同一平面,間隔503的中點(diǎn)位于凸透聚光結(jié)構(gòu)601主光軸的延長(zhǎng)線上,使凸透聚
光結(jié)構(gòu)601的匯聚光照射到間隔503中,從而將照射到上電極500的光線聚焦,避免折射或者
散射時(shí),光線照射到上電極500導(dǎo)致的光學(xué)損失。
[0033] 通過本發(fā)明的實(shí)施例,通過凸透聚光結(jié)構(gòu)601和上電極500的設(shè)置,在上電極500的長(zhǎng)度方向上設(shè)置間隔,將照射到電極的光線,通過聚焦結(jié)構(gòu)聚焦到上電極500的長(zhǎng)度方向,
一方面避免了避免光線照射電極導(dǎo)致的損失,同時(shí)由于電極長(zhǎng)度方向設(shè)置間隔相對(duì)簡(jiǎn)單,
對(duì)于工藝要求相對(duì)較低。
[0034] 優(yōu)選的實(shí)施例中,可以如圖3所示,在凸透聚光結(jié)構(gòu)601與組電極501之間設(shè)置散射結(jié)構(gòu)602,散射結(jié)構(gòu)602中間設(shè)置第二間隔603,第二間隔603的寬度設(shè)置為凸透聚光結(jié)構(gòu)601
的聚焦面與該散射結(jié)構(gòu)602橫截面重疊部分的寬度,從而能夠進(jìn)一步將聚焦面之外的光線
散射到光電轉(zhuǎn)換材料中。
[0035] 本發(fā)明中描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書
中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。凡在本發(fā)明的
精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
聲明:
“太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)