[实用新型]一种管状聚光光伏电池组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种管状光伏电池组件，尤其涉及通过多倍聚光、可靠封装及高散热效果来降低成本、提高使用寿命及发电效率的光伏电池组件。

背景技术

在众多发电方式中，太阳能光伏发电是新能源和可再生能源中最具技术含量和发展前途的方式之一，而目前市场化的平板太阳能光伏电池组件是将玻璃、光伏电池、导线、接线装置、粘结材料等组合形成一个整体结构，在太阳光的照射下将光能转化为电能的装置。该种平板太阳能光伏电池组件采取直接太阳光照射的方式，由于正常的光照功率密度较低，所需组件电池数量较多，电能转换的单位功率成本较高；鉴于此，为了使用较少的电池得到较多的电能而发展出了太阳能聚光光伏系统（Concentrating Photovoltaic-CPV），例如现有技术中的一种为：通过在电池单元上部布置的菲涅尔反射镜，将入射的太阳光以20倍以上的聚光倍数聚集于小面积的电池单元上，从而减少电池使用量，降低成本；但是，由于聚光倍数导致的光照强度增加，电池单元的温度会急剧上升，这反而降低了电能转换效率，并且通常设计方案的这些聚光光学系统成本较高、运行较为复杂，影响了CPV技术的推广。

传统的光伏电池组件的加工制作采用层压（加压和抽真空）的工艺。通过层压机，在一定温度、压力和时间的作用下，将粘结材料如聚乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）熔化，然后固化，使玻璃、电池片和背膜等其它材料成为一个整体，再加上边框完成组件的加工制作。但是此种制作方法存在一些弊端：（1）由于电池片较薄，层压过程中，电池片容易破碎，并且，如果光伏电池组件的尺寸较大，层压过程中的粘结材料熔化产生的气泡也不易排出，造成成品率低。（2）封装步骤复杂，耗时较长。（3）层压工艺不能制作曲面形状的光伏电池组件，不能满足建筑物中的特殊部位的要求。（4）封装工序人工及能源费用较高。（5）层压过程中使用的粘结材料在长时间的光照后，易出现变色等问题，使太阳光的入射率变小，严重影响电能转换效率，光伏电池的更换周期相应缩短。（6）除电池片外，盖板玻璃、背膜、边框等原料使用成本很难进一步压缩，模组成本降低空间有限。（7）片状的模组受风很大，自支撑能力有限，还需要较多的支架钢材进行补强安装，造成系统成本增高。

如何获得一种低成本、高可靠性、电能转换效率高、使用寿命长的光伏电池组件制作方法，成为业界关注的问题之一。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服以上描述的技术问题，提供一种管状聚光光伏组件，包括玻璃管、玻璃管内的聚光光学系统和光伏电池阵列，其特征在于，所述光伏电池阵列包括若干阵列布置的光伏电池阵列单元，其中光伏电池阵列单元包括至少1片光伏电池和热扩散结构，所述热扩散结构与光伏电池背部导热接触，且紧贴玻璃管内壁布置，将光伏电池阵列单元的热量扩散至更大面积的玻璃管壁上，通过玻璃管壁将热量传递至玻璃管外环境中。

进一步地，所述热扩散结构布置于对入射光透过玻璃管影响小或无影响的管壁部分；例如热扩散结构布置于紧贴玻璃管相对于光线入射方向的侧壁和底部管壁的部分区域；该热扩散结构满足将热量低热阻的传导至较多面积的玻璃管壁，同时保证对聚光光学系统的遮光产生较小影响。

进一步地，所述热扩散结构材质为铝质或铜质或铁质或其中两种或三种的组合材质；热扩散结构与光伏电池的背部良好导热接触，将光伏电池产生的热量低热阻(或低温差)的扩散到更大面积，以增强散热，进而降低电池温度，避免光伏电池由于光线照射而温度升高过多而导致光电转化效率的明显下降。

进一步地，所述光伏电池阵列单元中，热扩散结构上布置至少1片光伏电池；光伏电池与热扩散结构通过粘结剂或焊接进行固定，构成完整光伏电池阵列单元整体。

进一步地，所述光伏电池阵列单元通过粘结剂固定于玻璃管的内壁面上。

进一步地，所述热扩散结构采用粘接剂粘接于玻璃管内壁。

进一步地，所述粘结剂为光固化粘结剂，例如光固化胶、紫外胶等，以方便组装及在阳光环境下具有良好的抗老化等优点。

进一步地，所述多个光伏电池阵列单元中的热扩散结构与光伏电池之间直接或错位电连接，实现光伏电池的串联或并联或串并联连接。

进一步地，所述光伏电池为单晶硅电池或多晶硅电池或薄膜光伏电池。

优选为，所述光伏电池为单晶硅电池，成本低廉，效率高。

进一步地，所述聚光光学系统为反射式聚光光学系统或透射式聚光光学系统。

进一步地，所述聚光光学系统根据光线透过玻璃管壁时发生的折射进行光学修正设计，使太阳光线最终能更好地汇聚入射至光伏电池阵列表面。