[发明专利]高散热太阳能电池组件

说明书

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体涉及一种高散热型的太阳能电池组件

背景技术

随着人类文明的发展，全球面临严重的能源危机及环境污染等问题。其中，以能将太阳能直接转变成电能的光伏太阳能电池作为解决全世界能源危机及降低环境污染的重要方法之一。太阳能电池构成的模块通常在阳光下暴晒，为了避免太阳照射影响电池模块的温度，进而影响电池模块的发电效率，因此特别要求太阳能电组件具有良好的散热性能。

有研究数据表明，同一个光伏组件电站，在光照强度弱、光照时间短的春秋季和光照强度强、光照时间长的夏季，其总发电量几乎无增加，甚至有所减少，研究人员因此展开了调查，最后发现是光伏组件的持续发热影响了功率的输出，即是说增加光辐照强度和延长光照时间，从理论上来讲，可以提高发电效率和增加发电量，但因此带来的组件发热现象则会起到极大的反作用。统计数据表明，组件的工作温度在60℃以上时，每提高10℃，将极大的影响电池片的发电效率和电量输出。

目前，市场上的太阳能单晶或多晶组件均采取以下结构，即从上到下依次层叠设置钢化玻璃层、EVA层、电池片、EVA层、TPT层以及铝合金边框。这样的结构的前板玻璃及封装材料多关注光线透过率，一般要求在91％以上，这样可以尽可能多吸收光子，使得电池片有更高的转换效率和电力输出。背膜多为含氟的高分子复合材料(导热系数仅为0.1-0.2W/m.K)，起到阻水、绝缘等保护作用，但同时带来散热困难的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高散热太阳能电池组件，一是可以减少热量的产生源，二是可以将组件工作时产生的热量尽量多的散发出去，从而克服现有技术中的不足，本发明所述太阳能电池组件无需变动现有产品的封装工艺，易于实施。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高散热太阳能电池组件，其特征在于，它包括从上到下依次层叠设置的前板材料层、上层封装材料层、电池片、掺杂有10％-30％重量份的导热粒子的下层封装材料层以及掺杂有1％-10％重量份导热粒子的后板玻璃层；

其中，所述前板材料层包括从上到下依次层叠设置的表面保护层、光线减反层和掺杂有量子点的高透光塑料基层，所述表面保护层为透明聚偏二氟乙烯塑料层，光学折射率为1.38；所述光线减反层为透明聚偏二氟乙烯与丙烯酸酯类塑料共混的塑料层，光学折射率为1.40～1.49；

所述量子点由半导体材料制成的、直径为2～20nm的纳米粒子，掺杂量为0.1％-2％的重量份。

量子点一般为球形或类球形，是由半导体材料(通常由II B～ⅥB或IIIB～VB元素组成)制成的、稳定直径在2～20nm的纳米粒子。量子点是在纳米尺度上的原子和分子的集合体，既可由一种半导体材料组成，如由II.VI族元素(如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等)或III.V族元素(如InP、InAs等)组成，也可以由两种或两种以上的半导体材料组成。

太阳能电池片的工作原理是吸收光子，产生激发态从而产生电流，而太阳光波段中无论是长波还是短波，被电池片吸收后只能产生一个光子，而剩余能量只能转换成热能。量子点作用就是将短波段光源(300-500nm)中的高能量光子吸收转换为2个低能量光子，这样不仅可提高光电转换效率，且减少了热源产生，从而降低电池片自身发热。

优选的，所述表面保护层的厚度为10～50μm；所述光线减反层的厚度为10～50μm；所述高透光塑料基层的厚度为1～5mm。

优选的，高透光塑料基层为折射率为1.49的PMMA层或折射率为1.59的PC层或者折射率为1.57的PET层。

优选的，所述半导体材料由II B～ⅥB或IIIB～VB元素组成；所述量子点由1种或1种以上半导体材料制成。

优选的，所述上层封装材料层和下层封装材料层为EVA、PVB、离子聚合物等聚烯烃类热熔胶或硅胶组成。

优选的，所述导热粒子为石墨、金属氧化物、氧化钙、纳米碳酸钙、硫酸钡、碳化硅陶瓷或铝碳化硅；所述金属氧化物为氧化钛、氧化硅、氧化铝、氧化镁或氧化锌。

优选的，所述后板玻璃层的玻璃双面压花成具有球形或多角形的表面形貌，所述玻璃的后表面蒸镀或溅镀有散热层，所述散热层为金属层或金属化合物层或者石墨层。

优选的，所述电池组件边缘设有防撞的塑料边框，所述塑料边框内设有密封胶条。

有益效果：

本发明所述太阳能电池组件各种材料均考虑了增强导热功能，整体结构完全不同于传统光伏组件结构，与现有技术相比，本发明的优点包括：