双面光伏太阳能电池板和太阳能电池板组件制造技术

本发明专利技术提供了双面光伏太阳能电池板和太阳能电池板组件。电池板包括至少一个透明层；双面光伏电池定位和布置成吸收两侧入射在其上的辐照度；和至少一个光学元件。为了形成组件，电池板连接到安装组件。在使用时，安装组件遮挡电池板第二侧的至少一部分，由于安装组件遮挡，一些电池经由电池板第二侧接收的辐照度少于其他电池，并且光学元件被布置成将经由电池板第一侧入射到其上的直接辐照度引导到电池子集的第一侧上，由此通过安装组件防止到达电池的第二侧至少一部分辐照度，由光学元件反射到电池的第一侧的辐照度所补偿。

Double sided photovoltaic solar panel and solar panel assembly

【技术实现步骤摘要】
双面光伏太阳能电池板和太阳能电池板组件
本专利技术总体上涉及双面光伏太阳能电池板和组件。
技术介绍
在太阳能领域，传统的光伏电池板通常用于从太阳光发电。这些电池板通常由在太阳能模块内串联和并联连接的光伏电池阵列组成，每个电池由半导体衬底(例如单晶硅或多晶硅、多结III-V半导体电池等)组成。光伏电池与导体电连接在一起，以允许产生的电流从电池流到电输出。由光伏电池产生的电流主要是电池转换效率和由电池吸收的辐射量的函数。对于给定的制造工艺，光伏电池通常不相同，因为电池效率的少量变化通常是不可避免的。在光伏电池的生产过程中，测试电池并根据电池测量的效率将其分成“箱(bin)”(组)。然后在将光伏电池组装成太阳能电池板时，任何给定的太阳能电池板中的电池被从“相同的箱”中选择以确保给定模块中的所有电池具有大致相同的测量效率。由于太阳能电池板中的光伏电池通常串联连接(每个电池板具有少至一个串(string))，产生最小电流的电池用作限流器。因此，例如，当暴露于给定量的辐照度时，该串联中效率最低的电池设置整个电路的电流。因此，遮蔽会对太阳能电池板性能产生重大影响。例如，如果串联连接的电池板中的一个电池被遮蔽100％，则整个电池板电路的输出可以减小到零。例如，对该遮蔽问题的一种提出的解决方案包括：包括旁路二极管以在太阳能电池板内产生子串(substring)。当一个电池或子串开始限制电流时(由于遮蔽或其他原因)，功率下降直到达到阈值并且电流开始流过旁路二极管，从而有效地隔离电路中表现不佳的子串。通常，电池板包括3至6个这样的子串。在这样的布置中，单个电池的100％遮蔽分别将电池板的总功率输出减小大约三分之一到六分之一。这仍然是整体功率输出的显著损失，并且需要包括旁路二极管的额外组装和材料成本。另外，在前述的示例中，在表现不佳的电池将电流减小小于三分之一或六分之一(视情况而定)的情况下，旁路二极管不对功率输出提供任何改进。还有通过利用能够经由其前表面和后表面吸收光的双面光伏电池来增加太阳能电池板的发电量的工作。除了吸收来自太阳的直射光和来自天空的漫射光外，双面电池板也可以吸收来自地面的反射光和来自地平线附近低处的光(取决于它们的取向)。然而，利用双面电池的太阳能电池板仍然由于遮蔽而遭受功率降低，并且太阳能电池板安装结构和硬件可以进一步在电池板的背面或前面上的一些光伏电池上产生遮蔽，这取决于具体的安装结构。因此，需要一种解决上述不便之处的太阳能电池板组件。
技术实现思路
本专利技术的目的是改善存在于现有技术中的至少一个不便之处(在上文中提到的那些之一，或其他)。现有技术的一些实施例提供了一种适于安装在安装结构上的双面光伏电池板。该电池板包括至少一串双面太阳能电池和透明材料，该透明材料允许光从两侧被至少一个双面电池吸收。电池板所附接的安装结构至少部分地遮挡阵列中的至少一个双面太阳能电池。由于在电池板中的相同串中的太阳能电池之间的可变间隔以及位于太阳能电池之间的间隔中的光学层(其将电池板的顶部和底部中的一个或两者上的一些入射光重定向到至少一个部分遮挡的在阵列中的太阳能电池中)，从部分遮挡的太阳能电池中提高电流。这可以减少或消除(即减少到零)部分遮蔽的太阳能电池充当其余双面电池的限流器的程度。在现有技术的一些实施例中，提供了一种双面光伏太阳能电池板，其具有第一侧和与第一侧相对的第二侧。电池板包括至少一个透明层；由所述至少一个透明层支撑的多个双面光伏电池，所述多个电池分布在所述至少一个透明层上，每个所述光伏电池的第一侧被定位和布置成吸收入射在所述电池板的第一侧上的辐照度，每个所述光电电池的第二侧被定位和布置成吸收入射在所述电池板的第二侧上的辐照度；至少一个光学元件由所述至少一个透明层支撑并设置在所述多个电池中的一些电池之间，在使用时，电池板连接到安装组件，并且所述安装组件的至少一部分遮蔽所述电池板的第二侧的至少一部分，所述多个电池的电池子集的第二侧由于安装组件的遮挡，通过电池板的第二侧接收的辐照度小于所述多个电池的其他电池的第二侧接收的辐照度，所述至少一个光学元件被在电池板内构造、定位、定向和布置，将经由电池板的第一侧入射在其上的至少一些辐照度导向所述电池的子集的第一侧，由此通过安装组件阻止到达所述电池子集的第二侧的至少一部分辐照度被所述至少一个光学元件发射到所述电池子集的电池的第一侧的辐照度所补偿。在一些实施例中，至少一个光学元件是至少一个反射光学元件。在一些实施例中，至少一个光学元件是三个光学元件；每个光学元件延伸过电池板；其中一个光学元件延伸通过电池板的中心；其余两个光学元件平行电池板的中心的光学元件的相对侧并设置在延伸通过电池板的中心的光学元件的相对侧上。在一些实施例中，至少一个光学元件是两个反射光学元件；每个反射光学元件延伸过所述电池板；所述反射光学元件设置在所述电池板的相对侧上。在一些实施例中，至少一个光学元件设置成邻近所述电池板的外边缘。在一些实施例中，安装组件包括支撑所述电池板的外边缘的框架；至少一个光学元件是四个反射光学元件；每个反射光学元件设置成邻近电池板的一个外边缘；并且所述电池子集中的至少一些设置成邻近所述反射光学元件。在一些实施例中，所述至少一个透明层是第一透明层；所述电池板还包括第二透明层；所述多个光伏电池设置在所述第一透明层和所述第二透明层之间。在一些实施例中，所述多个双面光伏电池串联电连接。在一些实施例中，电池子集中的至少一个电池和其他电池中的至少一个电池串联电连接。在一些实施例中，至少一个反射光学元件包括一系列反射小平面(facet)，所述反射小平面延伸过电池板宽度，大致平行于所述电池子集。在一些实施例中，所述电池子集与所述多个电池中的其他电池的行与行之间的间隔大于所述多个电池的其他电池的行之间的间隔。在另一方面，提供了一种太阳能电池板组件，其包括根据任何上述实施例的至少一个双面太阳能电池板和连接到所述至少一个电池板的所述安装组件。在一些实施例中，所述安装组件包括至少一个扭转管；所述至少一个电池板连接到所述至少一个扭转管；所述至少一个光学元件延伸过所述至少一个电池板，平行于所述至少一个扭转管。在一些实施例中，所述安装组件包括扭转管；所述至少一个电池板是第一电池板和第二电池板；所述第一电池板的至少一个光学元件设置成邻近所述第一电池板的第一外边缘；所述第二电池板的至少一个光学元件设置成邻近所述第二电池板的第一外边缘；所述第一电池板连接到所述扭转管，靠近相应的第一外边缘；所述第二电池板连接到所述扭转管，靠近相应的第一外边缘；以及所述第一电池板的至少一个光学元件、所述第二电池板的至少一个光学元件和所述扭转管彼此平行布置。在一些实施例中，所述安装组件包括两个支撑桁架；所述至少一个电池板连接到所述支撑桁架；所述至少一个光学元件延伸过所述至少一个电池板，平行于所述支撑桁架。在一些实施例中，所述安装组件包括矩形框架；所述至少一个电池板经由所述至少一个电池板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面光伏太阳能电池板，具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述电池板包括：/n至少一个透明层；/n多个双面光伏电池，其由所述至少一个透明层支撑，所述多个电池分布在所述至少一个透明层上，/n每个光伏电池的第一侧被定位和布置成吸收入射在所述电池板的第一侧上的辐照度，每个光伏电池的第二侧定位和布置成吸收入射在所述电池板的第二侧上的辐照度；和/n至少一个光学元件，其由所述至少一个透明层支撑并设置在所述多个电池中的一些电池之间，/n在使用时，所述电池板连接到安装组件，并且/n所述安装组件的至少一部分遮蔽所述电池板的第二侧的至少一部分，所述多个电池中的电池子集的第二侧经由所述电池板的第二侧接收的辐照度少于所述多个电池的其他电池的第二侧接收的辐照度；/n所述至少一个光学元件被构造、定位、定向和布置在所述电池板内，以将经由所述电池板的第一侧入射到其上的至少一些辐照度引导到所述电池子集的第一侧上，由此通过所述安装组件阻止到达所述电池子集的电池的第二侧的至少一部分辐照度，被由所述至少一个光学元件反射到所述电池子集的电池的第一侧上的辐照度所补偿。/n

【技术特征摘要】
20181213 IB PCT/IB2018/0600341.一种双面光伏太阳能电池板，具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述电池板包括：
至少一个透明层；
多个双面光伏电池，其由所述至少一个透明层支撑，所述多个电池分布在所述至少一个透明层上，
每个光伏电池的第一侧被定位和布置成吸收入射在所述电池板的第一侧上的辐照度，每个光伏电池的第二侧定位和布置成吸收入射在所述电池板的第二侧上的辐照度；和
至少一个光学元件，其由所述至少一个透明层支撑并设置在所述多个电池中的一些电池之间，
在使用时，所述电池板连接到安装组件，并且
所述安装组件的至少一部分遮蔽所述电池板的第二侧的至少一部分，所述多个电池中的电池子集的第二侧经由所述电池板的第二侧接收的辐照度少于所述多个电池的其他电池的第二侧接收的辐照度；
所述至少一个光学元件被构造、定位、定向和布置在所述电池板内，以将经由所述电池板的第一侧入射到其上的至少一些辐照度引导到所述电池子集的第一侧上，由此通过所述安装组件阻止到达所述电池子集的电池的第二侧的至少一部分辐照度，被由所述至少一个光学元件反射到所述电池子集的电池的第一侧上的辐照度所补偿。


2.根据权利要求1所述的电池板，其特征在于，所述至少一个光学元件是至少一个反射光学元件。


3.根据权利要求1所述的电池板，其特征在于：
所述至少一个光学元件是三个光学元件；
每个光学元件延伸过所述电池板；
其中一个光学元件延伸通过所述电池板的中心；和
其余两个光学元件平行于延伸通过所述电池板的中心的光学元件并设置在延伸通过所述电池板的中心的光学元件的相对侧上。


4.根据权利要求1所述的电池板，其特征在于：
所述至少一个光学元件是两个反射光学元件；
每个反射光学元件延伸过所述电池板；和
所述反射光学元件设置在所述电池板的中心的相对侧。


5.根据权利要求1所述的电池板，其特征在于，所述至少一个光学元件设置成邻近所述电池板的外边缘。


6.根据权利要求1所述的电池板，其特征在于：
所述安装组件包括支撑所述电池板的外边缘的框架；
所述至少一个光学元件是四个反射光学元件；
每个反射光学元件设置成邻近所述电池板的一个外边缘；和
所述电池子集中的至少一些电池设置成邻近所述反射光学元件。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池板，其特征在于：
所述至少一个透明层是第一透明层；
所述电池板还包括第二透明层；和
所述多个光伏电池设置在所述第一透明层和所述第二透明层之间。


8.根据权利要求1至6中任一项所述的电池板，其特征在于，所述多个双面光伏电池是串联电连接。


9.根据权利要求1至6中任一项所述的电池板，其特征在于，所述电池子集中的至少一个电池和所述其他电池中的至少一个电池串联电连接。


10.根据权利要求2所述的电池板，其特征在于，所述至少一个反射光学元件包括一系列反射小平面，所述反射小平面延伸过所述电池板的宽度，大致平行于所述电池子集。


11.根据权利要求1所述的电池板，其特征在于，所述多个电池的所述电池子集和所述其他电池的行与行之间的间隔大于所述多个电池的其他电池的各行之间的间隔。


12.一种太阳能电池板组件，包括：
根据权利要求1所述的至少一个双面太阳能电池板；和
连接到所述至少一个电池板的所述安装组件。


13.根据权利要求12所述的太阳能电池板组件，其特征在于：
所述安装组件包括至少一个扭转管；
所述至少一个电池板连接到所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·卡埃勒斯，布雷特·巴恩斯，穆尼·特拉姆，
申请(专利权)人：摩根阳光公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA