[實用新型]一種管狀聚光光伏電池組件

有效

• 申請號: 201320229915.0
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN203218300U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 劉慶云
• 申請（專利權）人: 劉慶云
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種管狀光伏電池組件，尤其涉及通過多倍聚光、可靠封裝及高散熱效果來降低成本、提高使用壽命及發電效率的光伏電池組件。

背景技術

在眾多發電方式中，太陽能光伏發電是新能源和可再生能源中最具技術含量和發展前途的方式之一，而目前市場化的平板太陽能光伏電池組件是將玻璃、光伏電池、導線、接線裝置、粘結材料等組合形成一個整體結構，在太陽光的照射下將光能轉化為電能的裝置。該種平板太陽能光伏電池組件采取直接太陽光照射的方式，由于正常的光照功率密度較低，所需組件電池數量較多，電能轉換的單位功率成本較高；鑒于此，為了使用較少的電池得到較多的電能而發展出了太陽能聚光光伏系統（Concentrating?Photovoltaic-CPV），例如現有技術中的一種為：通過在電池單元上部布置的菲涅爾反射鏡，將入射的太陽光以20倍以上的聚光倍數聚集于小面積的電池單元上，從而減少電池使用量，降低成本；但是，由于聚光倍數導致的光照強度增加，電池單元的溫度會急劇上升，這反而降低了電能轉換效率，并且通常設計方案的這些聚光光學系統成本較高、運行較為復雜，影響了CPV技術的推廣。

傳統的光伏電池組件的加工制作采用層壓（加壓和抽真空）的工藝。通過層壓機，在一定溫度、壓力和時間的作用下，將粘結材料如聚乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）熔化，然后固化，使玻璃、電池片和背膜等其它材料成為一個整體，再加上邊框完成組件的加工制作。但是此種制作方法存在一些弊端：（1）由于電池片較薄，層壓過程中，電池片容易破碎，并且，如果光伏電池組件的尺寸較大，層壓過程中的粘結材料熔化產生的氣泡也不易排出，造成成品率低。（2）封裝步驟復雜，耗時較長。（3）層壓工藝不能制作曲面形狀的光伏電池組件，不能滿足建筑物中的特殊部位的要求。（4）封裝工序人工及能源費用較高。（5）層壓過程中使用的粘結材料在長時間的光照后，易出現變色等問題，使太陽光的入射率變小，嚴重影響電能轉換效率，光伏電池的更換周期相應縮短。（6）除電池片外，蓋板玻璃、背膜、邊框等原料使用成本很難進一步壓縮，模組成本降低空間有限。（7）片狀的模組受風很大，自支撐能力有限，還需要較多的支架鋼材進行補強安裝，造成系統成本增高。

如何獲得一種低成本、高可靠性、電能轉換效率高、使用壽命長的光伏電池組件制作方法，成為業界關注的問題之一。

發明內容

本實用新型的目的在于，克服以上描述的技術問題，提供一種管狀聚光光伏組件，包括玻璃管、玻璃管內的聚光光學系統和光伏電池陣列，其特征在于，所述光伏電池陣列包括若干陣列布置的光伏電池陣列單元，其中光伏電池陣列單元包括至少1片光伏電池和熱擴散結構，所述熱擴散結構與光伏電池背部導熱接觸，且緊貼玻璃管內壁布置，將光伏電池陣列單元的熱量擴散至更大面積的玻璃管壁上，通過玻璃管壁將熱量傳遞至玻璃管外環境中。

進一步地，所述熱擴散結構布置于對入射光透過玻璃管影響小或無影響的管壁部分；例如熱擴散結構布置于緊貼玻璃管相對于光線入射方向的側壁和底部管壁的部分區域；該熱擴散結構滿足將熱量低熱阻的傳導至較多面積的玻璃管壁，同時保證對聚光光學系統的遮光產生較小影響。

進一步地，所述熱擴散結構材質為鋁質或銅質或鐵質或其中兩種或三種的組合材質；熱擴散結構與光伏電池的背部良好導熱接觸，將光伏電池產生的熱量低熱阻(或低溫差)的擴散到更大面積，以增強散熱，進而降低電池溫度，避免光伏電池由于光線照射而溫度升高過多而導致光電轉化效率的明顯下降。

進一步地，所述光伏電池陣列單元中，熱擴散結構上布置至少1片光伏電池；光伏電池與熱擴散結構通過粘結劑或焊接進行固定，構成完整光伏電池陣列單元整體。

進一步地，所述光伏電池陣列單元通過粘結劑固定于玻璃管的內壁面上。

進一步地，所述熱擴散結構采用粘接劑粘接于玻璃管內壁。

進一步地，所述粘結劑為光固化粘結劑，例如光固化膠、紫外膠等，以方便組裝及在陽光環境下具有良好的抗老化等優點。

進一步地，所述多個光伏電池陣列單元中的熱擴散結構與光伏電池之間直接或錯位電連接，實現光伏電池的串聯或并聯或串并聯連接。

進一步地，所述光伏電池為單晶硅電池或多晶硅電池或薄膜光伏電池。

優選為，所述光伏電池為單晶硅電池，成本低廉，效率高。

進一步地，所述聚光光學系統為反射式聚光光學系統或透射式聚光光學系統。

進一步地，所述聚光光學系統根據光線透過玻璃管壁時發生的折射進行光學修正設計，使太陽光線最終能更好地匯聚入射至光伏電池陣列表面。