[发明专利]光伏组件

说明书

公开了一种包括能够转换从正面和反面入射的光的PV电池(3)和包括带有结构化层(9)的后表面的透明反面的光伏组件，其中结构化层(9)的下表面是该组件的下表面并且其中层(9)的表面由深度为h2或小于h2的平行V型槽结构化，其中深度小于h2的所述槽的侧面形成槽角β并且相邻槽的相邻面形成顶角α的峰，其特征在于h2在5‑200微米，尤其是10‑60微米范围内，并且各对相邻槽包括一个深度h2的槽和一个深度(h2‑h1)的槽，其中h1在0.1h2‑0.9h2，优选0.1h2‑0.8h2范围内。

本发明涉及一种包括能够转换从正面和反面入射的光的双面光伏(PV)电池的光伏组件。该组件在其包括特定表面结构的背面上由透明材料的反射器覆盖，该特定表面结构提供有效的背照光进入和未用光从该组件正面到电池的反射。本发明进一步涉及一种通过结构化其背面而改善双面组件的效率的方法，以及透明材料的结构化层或板在改善双面光伏组件的效率中的用途。

典型的光伏组件—也已知为太阳能组件—包括光伏(PV)电池阵列，后者通常由一“串”或多“串”PV电池形成，其中各串由多个排成一排并且串联电连接的PV电池构成。PV电池通常排列在透明聚合物层上或者封装在该层中，如在US-8581094(Patel等)一般性描述的那样。在一些实施方案中，该PV组件在该PV电池的两面上包括封装剂。两块玻璃或其他合适聚合物材料的板通常相邻放置并与该封装剂的正面和背面粘合。这两块板对太阳辐射透明并且分别称为正面层或前盖元件和反面层或背板(也称为后板)。该封装剂是排列在PV电池周围的光透明聚合物(与该电池光学接触，从而封装PV电池)并且也与该正面层和背板粘合以物理密封电池。该层压构造对电池提供了机械支撑并且还保护它们以防由于环境因素如风、雪和冰的损害。

原则上讲，含有双面电池的组件允许使用从“错误”面(即从反面)到达电池的光并且因此可以提供效率提高的潜力。

基本组件构造仍损失一小部分到达该组件的光。图1给出了包括由导线(显示为黑线)连接并且嵌入聚合物材料(通常是EVA)中的电池的光伏组件的示意图，这些电池在顶部或者在两面上用护板(这里显示为玻璃板)覆盖。尽管将更大比例的直射在电池上的阳光(B)转换为电能，但常常损失了射入电池之间的间隙中的光(A)、部分通过电池透射的光(B)和由地面向该组件背面反射的光(C)。

该类“损失的光”的典型光路示于图1和2中，其中图2示出了具有前板(1，通常是玻璃)，PV电池(3)，封装剂(2，例如EVA)，后板(7，例如另一玻璃板或该封装剂的下部)的组件的剖面。若未在下表面上反射，则沿着路径I-III的光在很大程度上损失，而从背面到达该组件的光可以到达电池(光路IV)。光的另一损失由该PV电池背面上的反射引起：尽管电池的正面通常带有抗反射结构(带有该结构的织构化PV电池也已知为“黑硅”)，但该类抗反射性能通常在电池的背面上缺失，这可能因反射导致额外损失(图2中未示出)。尤其如US-4235643中所解释的那样，对于如何再次捕获通过电池的光(尤其是在图2的路径I-III上)已经提出了一些建议。

现已发现若将反射层施加于组件背面的话，则可以避免图1和2中所示两种结构的缺点并且可以得到双面组件的改善效率，反射层的结构对来自组件正面的“损失的光”提供了改善的重定向，同时改善了该组件反面的光进入。

因此，本发明主要涉及一种包括一个或多个能够转换从正面和反面入射的光的PV电池(3)和包括带有结构化层(9)的后表面的透明反面的光伏组件，其中结构化层(9)的下表面是组件的下表面并且其中所述层(9)的下表面包括含有深度为h2或小于h2的平行V型槽的微结构。深度小于h2的所述槽的侧面形成槽角β并且相邻槽的相邻面形成顶角(apexangle)α的峰，其特征在于h2在5-200微米，尤其是10-60微米范围内，并且各对相邻槽包括一个深度h2的槽和一个深度(h2-h1)的槽，其中h1在0.1h2-0.9h2，优选0.1h2-0.8h2范围内。