[發明專利]用于具有雙面電池的光伏模塊的反射裝置

有效

• 申請號: 201080053586.8
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102656706B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 溫琴佐·圣佐內;埃里克·格里森;菲利普·托尼
• 申請（專利權）人: 原子能與替代能源委員會
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 蔡勝有,王春偉

技術領域

本發明屬于利用光伏電池產能領域。其更特別地涉及通過所述電池優化光子捕獲。為此，本發明涉及用于具有雙面電池的光伏模塊的反射裝置，其可以將光子通量導向所述電池的背面。

發明背景

一般而言，參照圖1和2，光伏模塊1由多個雙面太陽能電池2形成，每個具有活性正面20和活性背面21，它們可以捕獲落到所述正面和背面的來自入射光輻射的光子并且將它們轉化成電能。這些電池在結構3中彼此間隔開，結構3由以下形成：入射輻射可透過且放置為與正面20相對的前板30、所述輻射可透過且放置為與背面21相對的后板31，以及密封組合件以提高耐受性并密封結構的框32。

因為由光伏模塊產生的電能尤其依賴于入射光通量，所以通常將這些光伏模塊放置在屋頂或將其作為屋頂的替代品來得益于最大亮度。因此結構的前板優選由具有高的透光系數且抵抗沖擊和天氣的透明材料制成。

此外，由于彼此間隔開地排列電池，所以光子可以通過分隔相鄰電池的間隙穿過結構而不與電池相互作用。捕獲這些損失的光子并將它們傳送回電池的活性背面是改善捕獲并從而提高光伏模塊效率的方法。為了做到這點，可以將反射板放置為與電池背面相對。該反射板的表面特別配置有反射工具如鏡子或折射工具如棱鏡或透鏡。

例如，文件US?6,410,843提出了使用連續反射板(即大小等于結構的后板的大小)，其表面具有連續交替的突出和凹陷形式的不平坦襯片，以捕獲損失的光子并且將它們傳送回電池的背面。

類似地，文件US?5,994,641提出了用紋理化的膜覆蓋反射板的表面，所述膜具有排列為與分隔相鄰電池的間隙相對的升高部件，每個升高部件根據其相對于電池的位置具有不同的取向。

盡管這些方法確實允許損失的光子被傳送回電池的背面，但是由光伏模塊和反射板形成的組合件龐大、笨重、易損壞、昂貴且不是最優的。

在這種情況下，本發明的目的是提出沒有至少一種上述缺陷的另一種反射裝置。本發明的具體目的是通過提出可以優化損失光子的捕獲并將它們送回電池的活性背面的方法，來提高光伏模塊的效率。本發明的另一目的是提出更便宜且更輕便的方法。

發明內容

為此目的，本發明涉及用于由彼此間隔開的多個雙面光伏電池形成的光伏模塊的反射裝置，每個電池具有活性正面和活性背面，它們可以捕獲來自入射光線的落到所述正面和背面的光子。

根據本發明，反射裝置包含放置在電池下方的至少一個反射模塊，其基本與分隔相鄰電池的間隙對齊，反射模塊包括：

-第一部分，其面向分隔電池的間隙的表面具有第一曲率，以將全部或部分入射光子傳送到電池的背面；和

-安裝在第一部分上的第二部分，其面向間隙的表面具有第二曲率，以將全部或部分入射光子傳送到電池的背面，第二曲率與第一曲率不同。

換言之，本發明的裝置并非由放置在電池下的連續紋理化表面構成，而是包括放置為與分隔光伏模塊之相鄰電池的間隙相對的一個或更多個反射模塊。每個反射模塊包括堆疊的部分，每個所述部分具有不同的曲率以使全部或部分光子被導向電池的背面。

因此，損失的光子(尤其來自落入分隔電池的間隙的光線)到達反射模塊的至少一個表面并且被傳送回電池的背面，顯著提高了電池活性背面的捕獲，從而提高了相應光伏模塊的效率。

有利的是，第一和第二曲率是凹面、凸面或平面。

在本發明的一個具體實施方案中，第一曲率是凸面(相對于入射輻射的方向)而且第二曲率是平面。例如，第一部分的橫截面的形式可以是半球形的，第二部分的橫截面的形狀可以是三角形的。優選第一部分的底部比第二部分的底部更寬，以使落入分隔電池的間隙到達反射模塊的第一或第二部分的光子被重新導向電池的背面。

例如，模塊可以由金屬(鋁、不銹鋼)或聚合物如PMMA制成。

當模塊由非反射材料制成時，第一和第二部分的每一個的表面優選涂有反射或半反射材料。例如，反射材料可以是鋁或銀，或者鉻。尤其有利的是對300至1200納米波長獲得高于80％的反射。

反射模塊的反射表面可以通過沉積鉻層或鋁層獲得，然后該層可以被入射輻射可透過的層保護，如氧化硅層(SiO₂)。

有利的是，反射模塊的第一和第二部分的每一個的表面還可以被具有選擇性光譜行為的材料涂覆。例如，所述材料可以被紅外線穿透而對其它波長有反射性。該方案的優勢在于可以過濾一些光線。可以使用例如基于TiO₂和SiO₂的多層。

有利的是，反射模塊的表面還可以被具有雙功能透射-反射行為的材料涂覆。