本发明专利技术涉及集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板及应用，该背板具有凹凸状的背板本体，背板本体的凹槽内可容纳电池片，背板本体的凸起上设置有荧光平面光波导。该背板通过荧光材料、平面光波导与太阳能电池组件相结合，构造一种能将组件空隙区域的太阳光充分转化为太阳能电池最佳利用波段的荧光并等效聚光的体系，以提高太阳能电池对等面积太阳光的光电转换效率，从而降低发电成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏组件应用技术的领域，尤其是集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板及应用。
技术介绍
太阳能电池大規模应用最大的瓶颈是价格，因此，提高效率、降低成本是太阳能电池的研究重点。如图I所示的传统晶硅太阳能电池组件，电池串与电池串之间的空隙面积、电池片与电池片之间的空隙面积以及组件边框与电池片之间的空隙面积的总和大约占整个组件面积的6% 8%，该面积上辐照的太阳光将不能为太阳能电池所充分利用而损失。人们也已经尝试了很多途径来提高太阳能电池对辐照到空白间隙的太阳光谱的利用。例如专利号为5994641的美国专利公开了ー种利用微聚光原理在背板上层设置锯齿状反光介质层的新型结构，用于提高组件空隙区域的光谱有效转换。还有在组件中使用高反光的背板、高反EVA等，均为利用反射、漫反射等光学原理来优化组件结构，提高太阳能电池对太阳光的利用。但是以往人们对空隙面上的光利用的出发点是原有的自然白光。众所周知，传统太阳能电池所能运用的光线波长仅仅介于400nm llOOnm，最佳利用波段在600 800nm之间，一般而言，只要波长小于400nm的紫外光以及波长大于I IOOnm以上的红外光均无法被传统的太阳能电池吸收而转换为电能，所以，仅仅从全波段太阳光出发，将不足以充分有效的利用到这部分间隙光源。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是本专利技术提供集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板及应用，该背板通过荧光转换技术与平面光波导技术的结合，用于太阳能光伏组件空隙区域，使得太阳能组件中电池片对太阳光谱的充分利用，从而降低太阳能光伏发电成本。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是ー种集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板，具有凹凸状的背板本体,背板本体的凹槽内可容纳电池片,背板本体的凸起上设置有荧光平面光波导。该背板应用在太阳能电池组件上，太阳能电池组件具有由太阳能电池片串并联封装形成的太阳能电池板，太阳能电池板的背面设置有该背板。进ー步地荧光平面光波导包括荧光转换层和透明介质层。进ー步地荧光平面光波导的下表面与电池片的上表面齐平。进ー步地荧光转换层由透明基质和分散在透明基质上的荧光转換物质组成。本专利技术的有益效果本专利技术的集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板及应用，该背板在保证电池片有效地电气连接，组件有效的封装基础上，将传统的太阳能光伏组件所不能利用到的太阳光充分有效的进行光谱上或下转换以及辐照路线的转换，并达到等效的聚光效果，从而大大提高了太阳能电池对辐照到组件空隙区域的太阳光的利用，从而提高太阳能电池的光电转换效率，降低发电成本。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进ー步说明。图I是传统晶硅太阳能电池组件的结构示意图； 图2是本专利技术的结构示意图；图3是荧光平面光波导的结构示意图；图4是表面形状为矩形的荧光平面光波导的结构示意图；图5是表面形状为三角形的突光平面光波导的结构不意图。图中I、电池片,2、组件边框，3、组件空隙区域，4、背板本体，4-1、凹槽，4-2、凸起，5、突光平面光波导,6、突光转换层,6-1、透明基质,6-2、突光转换物质,7、透明介质层,8、选择性反射层，9、反射涂膜，10、太阳光，11、荧光，12、反射层，13、出光面。具体实施例方式如图2所示的集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板，具有凹凸状的背板本体4，背板本体4的凹槽4-1内可容纳电池片1，背板本体4的凸起4-2上设置有荧光平面光波导5。背板本体4的设计是将传统常用背板通过一定压延エ艺或者其他エ艺使得相应于电池片I放置的部位局部凹陷，凹陷区域的体积与电池片I的体积相当，深度约为180 200 μ m。背板本体4做成凹凸状结构的目的是使得荧光平面光波导5的下表面与电池片I的上表面齐平，使得从荧光平面光波导5狭小的侧面射出的荧光11可充分被利用。该背板应用在太阳能电池组件上，太阳能电池组件具有由太阳能电池片串并联封装形成的太阳能电池板，太阳能电池板的背面设置有该背板。如图3所示，荧光平面光波导5通常为矩形，四周侧面积通常要比表面积小很多，突光平面光波导5包括突光转换层6和透明介质层7。其中突光转换层6由透明基质6-1和分散在透明基质6-1上的荧光转换物质6-2组成，荧光转换物质6-2可以是稀土配合物、有机染料或量子点等，荧光转换物质6-2所占比例最大限度为不影响可见光透过为宜，通常以5wt% 10wt%的质量百分比分散在透明基质6-1中。荧光转换层6可为单层转换膜结构、多层复合结构、条带结构或点阵结构等，荧光转换层6的厚度为5 20 μ m，荧光转换物质6-2能吸收一定波长范围内的太阳光10，并且在传统太阳能电池最佳相应波段具有发射峰；透明介质层7可以为玻璃、有机玻璃或其他具有相同性能的透明物，透明介质层7的厚度约为O. 2 I. 5mm，透明介质层7的形状和尺寸均由荧光平面光波导5所放的组件空隙区域3的形状来決定。以荧光转换层6为单层转换膜结构为例，集成有荧光平面光波导结构背板的制备过程如下一、首先选择5wt% 10wt%比重的荧光转换物质6-2，如罗丹明6G，均匀分散在一定浓度的PMMA或EVA中的透明基质6-1中，形成荧光转换层6，荧光转换层的厚度约IOym;利用旋涂或印刷等方法将荧光转换层6涂布在一定形状、厚度为O. 2mm、材料为玻璃或PE等透明介质层7上方。如图3所示，为保证经过荧光转换层6得到的荧光11从透明介质层7上下表面逃逸，则在透明介质层7上表面设置选择性反射层8，即选择具有特定折射率的材料，在透明介质层7下表面设置反射涂膜9，如由Ag、Al、有机无机漫反射材料或一维、二维、 多维光子晶体等有光反射效果材料的任意一种，透明介质层7的侧面的出光面13必须保证光滑，以有利于突光11的折射。二、再将制备好的荧光平面光波导5通过预先压延或结合光学透明胶的使用集成在背板本体4的凸起4-2上，即相应于组件空隙区域3。该种具有荧光平面光波导5的背板在传统组件中使用将不影响有效的电气连接以及有效的组件封装。对于荧光平面光波导5所需数量、形状、尺寸及所需出光面13的数量均由实际位置来定。荧光平面光波导5的表面形状可为三角形、矩形、正方形或其他多边形。对于出光面13的数量，如图I所示的a位置处，荧光平面光波导5的四周均有电池片 I包围，则四面均需出射荧光11 ;如图I所示的b，C等位置以及如图4和图5所示，其中只有一面、两面或者N面有电池片I包围，则需将其他侧面设置成反射层12，使得太阳光10集中到电池片I能相应的某几面出射，从而保证光被电池片I充分利用。工作原理当太阳光10从组件上方辐照到组件中荧光平面光波导5上时，荧光转换物质6-2将吸收太阳光10而发射出一定波段的荧光11，此时荧光11入射到透明介质层 7内传播，由于透明介质层7的上表面设置选择性反射层8，下表面设置反射涂膜9，当荧光 11的入射角落在全反射角内时，荧光11将在选择性反射层8的下表面和反射涂膜9的上表面经历一系列反射、折射，最终从荧光平面光波导5的侧面射出，一部分荧光7直接入射到电池片I表面被电池片I利用，另一部分荧光7入射到封装玻璃内表面，焊带表面，铝型材表面等表面经历漫反射再为电池片I重新利用的辐照路线，提高太阳能电池对组件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板，其特征在于具有凹凸状的背板本体(4)，背板本体(4)的凹槽(4-1)内可容纳电池片(1)，背板本体(4)的凸起(4-2)上设置有突光平面光波导(5)。2.根据权利要求I所述的集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板，其特征在于所述的荧光平面光波导(5)包括荧光转换层(6)和透明介质层(7)。3.根据权利要求I所述的集有荧光平面光波导结构的太阳能电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘秀娟，
申请(专利权)人：常州天合光能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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