[實(shí)用新型]一種增效電-熱聯(lián)用太陽電池組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220378639.X
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN202839703U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李賓;陳光偉;戴干策;沈春銀;潘敏;孫斌;蔣偉林;吳萬生;魏邦龍
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué);安徽超群電力科技有限公司
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/048;H01L31/058
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230
• 代理人: 朱小晶

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型涉及太陽電池組件技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種增效電-熱聯(lián)用太陽電池組件。

【背景技術(shù)】

能源需求的不斷增長，以及傳統(tǒng)化石能源所面臨的資源、環(huán)境等問題，促使開發(fā)利用綠色的可再生能源成為人類社會的必然選擇。作為一種清潔的可再生能源，太陽能已經(jīng)在世界各國廣泛應(yīng)用。太陽能光伏發(fā)電能夠直接生產(chǎn)便于輸送、儲存、轉(zhuǎn)換和利用的高品位能量-電能，因而更加受到人們的重視和親睞。光伏發(fā)電目前亟待解決的主要問題是進(jìn)一步提高光-電轉(zhuǎn)換效率及太陽能綜合利用率、延長使用壽命和降低成本。太陽能電池組件主要以半導(dǎo)體材料(如：晶體硅等)為基礎(chǔ)制造，其工作原理是半導(dǎo)體光電材料吸收光能后發(fā)生光-電轉(zhuǎn)換效應(yīng)而產(chǎn)生電流；基本結(jié)構(gòu)包括框架及組裝于框架內(nèi)的組件結(jié)構(gòu)，所述組件結(jié)構(gòu)包括透光的前板(如：玻璃、透光塑料等)、用透明密封材料(通常采用樹脂，如EVA膠膜)封裝的光-電轉(zhuǎn)換芯片(電力生產(chǎn)單元)及背封保護(hù)件(如：TPT/TPE等)，太陽光透過前板照射在光-電轉(zhuǎn)換芯片上，通過光-電轉(zhuǎn)換效應(yīng)直接將光能轉(zhuǎn)換為電能，并用與電池組件配套的接線盒，將電能輸出。

然而，太陽能光伏電池在工作中，只能將一小部分光能轉(zhuǎn)換成電能。以目前市場上占絕大多數(shù)的晶體硅太陽電池為例，其平均效率一般在15％左右；也就是說太陽電池只能將入射太陽能的15％轉(zhuǎn)換成可用的電能，其余的85％大都被轉(zhuǎn)化為熱能散掉；而單結(jié)單晶硅的理論光-電轉(zhuǎn)換效率約為33％。根據(jù)晶體硅的半導(dǎo)體特性，溫度每升高1℃，其光-電轉(zhuǎn)換效率將降低0.4％左右；因此，溫度升高將使電池組件的輸出功率明顯降低。光伏電池工作時(shí)，會受到日光中大量的紅外熱輻射，光-電轉(zhuǎn)換過程也會產(chǎn)生特有的耦合熱效應(yīng)；如果不能有效傳導(dǎo)并轉(zhuǎn)換利用，將導(dǎo)致電池組件的溫度過高，光-電轉(zhuǎn)換效率顯著降低，且大量熱能被浪費(fèi)；同時(shí)還將加速電池組件的老化損壞，縮短太陽能電池的使用壽命；尤其對聚光型光伏電池更是如此。

針對上述問題，有效的改善方法之一是在電池組件背面附加換熱裝置，并運(yùn)用各種液體循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行傳熱和利用，也稱電-熱聯(lián)用(PV-T)技術(shù)。但由于EVA封裝材料的熱導(dǎo)率很低(實(shí)測僅為0.28W/mk)，電池組件的傳熱熱阻主要在封裝膠膜處；因此，現(xiàn)有電-熱聯(lián)用技術(shù)的實(shí)際傳熱效果不夠理想，電池的光-電轉(zhuǎn)換效率及太陽能綜合利用率亟待提高。同時(shí)，附加的換熱循環(huán)系統(tǒng)，提高了組件成本，并使整套PV-T組件結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)更加困難，可靠性下降；占用空間及重量的明顯增大，給安裝帶來不便，也影響了電池組件的美觀性和實(shí)用性。

【實(shí)用新型內(nèi)容】

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種增效電-熱聯(lián)用太陽電池組件。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種增效電-熱聯(lián)用太陽電池組件，包括便于輸送換熱介質(zhì)(如：空氣、水)的框體及安裝于該框體內(nèi)的組件結(jié)構(gòu)，所述組件結(jié)構(gòu)依次由透光前板、透明EVA層、被封裝膠膜密封的太陽電池芯片及電路、導(dǎo)熱復(fù)合EVA背封膠膜以及換熱背封件構(gòu)成；其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合EVA背封膠膜為高導(dǎo)熱填料復(fù)合EVA背封絕緣膠膜；所述換熱封閉背封件為具有強(qiáng)化換熱流道或梳齒結(jié)構(gòu)的封閉背封件；導(dǎo)熱復(fù)合EVA背封膠膜與換熱背封件直接層壓貼合。可將組件吸收及產(chǎn)生的熱量高效地傳遞至換熱背封件；電池組件工作時(shí)，接收的紅外輻射熱和耦合產(chǎn)生的熱量，能通過高導(dǎo)熱的背封膠膜及強(qiáng)化換熱的背封件更有效地傳遞和換熱利用。

所述的導(dǎo)熱復(fù)合EVA背封膠膜為EVA樹脂與高導(dǎo)熱絕緣填料經(jīng)過功能復(fù)合而制得的高導(dǎo)熱復(fù)合EVA背封絕緣膠膜，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)的配比所制成：

乙烯-醋酸乙烯共聚物料粒100份、有機(jī)過氧化物交聯(lián)固化劑0.5～2.0份、導(dǎo)熱填料50～350份、抗氧化劑0.1～1.0份、紫外光吸收劑0.1～1.0份、光穩(wěn)定劑0.1～1.0份、硅烷偶聯(lián)劑1.0～5.0份。

所述導(dǎo)熱絕緣填料為BN、Si₃N₄、B₄C、晶硅粉或SiC中的一種，其粒度范圍約為0.1～10μm。

一種導(dǎo)熱復(fù)合EVA背封膠膜的制備方法，其具體步驟為：