[發明專利]提高太陽能光伏發電板光伏轉換效率的方法

在審

• 申請號: 201710393470.2
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN106972068A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 胡雪蛟;徐雅鑫;石勁成;劉輝東;姚慶雨;馬穎政;羅嘉鍵;張舒涵;吳靜遠
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/052
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 胡艷

技術領域

本發明屬于光伏發電及節能減排技術領域，尤其涉及一種提高太陽能光伏發電板光伏轉換效率的方法。

背景技術

研究數據表明：電池溫度每上升1℃，晶硅電池的光電轉化效率下降約0.4％，非晶硅電池下降大約0.1％；另外，電池在達到其運行溫度上限后，電池溫度每上升10℃，晶硅電池的老化速率將增加一倍。現階段，通過綜合考慮電池溫度、均溫效果、可靠性、簡單性等因素，光伏發電主要采用被動式和主動式兩種冷卻方式，主要有以下幾種具體的制冷應用：

(1)風冷：風冷分為自然對流冷卻和強制對流冷卻。目前，自然對流冷卻主要研究提升表面對流傳熱系數和增大換熱面積，但該方法具有一定的散熱極限。強制對流冷卻中需要接入風機來提升表面對流換熱系數，但此時需要綜合考慮電池效率提升與風機功耗增加之間的平衡問題。2012年，H.G.Teo等人設計了一套太陽電池組件主動式降溫系統。系統包括一臺直流風機和一臺交流風機，直流風機向電池組件背部空氣管道送風，交流風機控制向管道輸送的空氣的流速和流量。圖1為傳統太陽能風冷系統的結構示意圖。

(2)液冷：液冷根據工質流動方式和安放位置的不同，分為換熱器式冷卻、表面式冷卻和浸液式冷卻。換熱器式冷卻主要指冷卻工質不直接接觸光伏板，而是通過水冷換熱器內部不斷循環流動的冷卻介質，將熱量傳遞至外部環境中的散熱方式。表面式冷卻指通過噴淋等設備將冷卻介質噴灑在光伏板表面，或直接將光伏板表面與冷卻介質相接觸，利用冷卻介質與光伏板之間形成的對流傳熱帶走光伏板表面熱量的散熱方式。此方法進一步發展出了射流沖擊和微通道混合冷卻的方法。液浸式冷卻是指將電池浸沒在靜止或循環流動的冷卻介質中使得冷卻介質與電池直接接觸，并利用電池正反兩面均可作為有效散熱面的特點與冷卻介質進行高效換熱的冷卻方式。

(3)蒸發冷卻：該方法通過與光電發電板直接接觸的冷卻介質發生相變，從而帶走部分熱量。

(4)熱電冷卻：熱電冷卻是基于珀耳帖效應產生的溫降來降低發熱元器件的溫度，若采用溫控電路進行控制，溫度控制可精確到0.1℃，且具有運轉過程無噪聲、可靠性較高等特點。

以上部分方法目前多有使用，但均存在一些問題：風冷系統結構相對簡單，成本低，操作方便。但空氣的換熱系數較低，冷卻效果有限，尤其在低緯度地區，且環境溫度較高時，冷卻效果較差；液冷也一樣受到氣候條件的制約，在北方寒冷地帶以及缺水的地帶無法大規模應用；熱電制冷雖然效果明顯，但其額外功耗較大，經濟性不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用輻射制冷的提高太陽能光伏發電板光伏轉換效率的方法。

為達到上述目的，本發明提供了一種提高太陽能光伏發電板光伏轉換效率的方法，包括：采用EVA膠膜將復合超材料薄膜粘接于太陽能的光伏發電板受光面；所述的復合超材料薄膜采用如下方法制備：

將微米級的SiO₂微球于分散劑中分散，并進行超聲振蕩，獲得SiO₂微球分散液；

使SiO₂微球分散液均勻分布于聚甲基戊烯薄膜上，使SiO₂微球分散液揮發，獲得分布有SiO₂微球的聚甲基戊烯薄膜；

利用軋制機對分布有SiO₂微球的聚甲基戊烯薄膜進行軋制，獲得復合超材料薄膜。

作為優選，利用鋁合金框將復合超材料薄膜超出光伏發電板受光面的部分固定在光伏發電板四側，以使復合超材料薄膜與光伏發電板的粘接更可靠。

作為優選，SiO₂微球的粒徑為7um～9um。

作為優選，復合超材料薄膜中，SiO₂微球的體積占比為5％～7％。

作為優選，復合超材料薄膜厚度為1um～100um。

進一步的，分散劑為無水乙醇

本發明還提供了一種可提高光伏轉換效率的太陽能光伏發電板，所述的太陽能光伏發電板的受光面上依次敷設有EVA膠膜、復合超材料薄膜，所述的復合超材料薄膜采用如下方法制備：

將微米級的SiO₂微球于分散劑中分散，并進行超聲振蕩，獲得SiO₂微球分散液；

使SiO₂微球分散液均勻分布于聚甲基戊烯薄膜上，使SiO₂微球分散液揮發，獲得分布有SiO₂微球的聚甲基戊烯薄膜；