[发明专利]制造具有增强光捕获的太阳能电池板的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及制造具有设计以传输更多入射光到太阳能电池的太阳能电池板的方法和装置。

背景技术

入射光转变成电能的效率是设计任何太阳能系统的重要方面。为了保护这些系统中易碎的太阳能电池不受环境的影响，并且为了电隔离太阳能电池不被人接触，太阳能电池总是密封在保护层例如玻璃和/或塑料片下面。在这种情况下，光必须穿过一层或数层传输以到达太阳能电池。根据使用的材料，在保护层上大约镜面反射或损失了4-5％的入射太阳能辐射。除了浪费潜在有用的电能，镜面反射的光产生使眼睛感到炫目。如果反射光能通过保护层被有效地改变方向并射到太阳能电池上，则减小或消除这种镜面反射有机会获得更高的能量转换效率。

Nomura(US6384318)公开了一种有效防止光反射产生的公共反感的太阳能电池组件，及制造这种太阳能电池组件的方法。

与此相反，本发明在乙烯共聚物载体膜上使用了75至150nm厚的一层或多层含氟聚合物层。层叠方法能在不损害其光捕获能力的情况下，使约四分之一波长(75至150纳米)厚度的含氟聚合物单层或多层放置在大面积衬底上。

发明内容

本发明的一个方面是一种方法，包括：

a)提供包括正面和背面的衬底；

b)在正面层叠包括至少一层或多层交联含氟聚合物的膜，其中含氟聚合物单层或多层具有75至150nm之间的厚度，并且含氟聚合物层或多层位于乙烯共聚物的载体上，以使乙烯共聚物载体与衬底接触；和

c)将至少一个太阳能电池附着到衬底的背面。

本发明的另一实施方案是一种装置，包括：

a)安装层，包括：

i)包括正面和背面的衬底；

ii)层叠到衬底正面的膜，其中膜包括至少一层或多层交联含氟聚合物层，该含氟聚合物层具有75至150纳米的厚度且位于乙烯共聚物的载体上，以使乙烯共聚物与衬底接触；和

b)至少一个附着在衬底的背面的太阳能电池。

另一实施方案是一种装置，包括：

a)至少一个包括正面的太阳能电池；

b)层叠到太阳能电池的正面的膜，其中膜包括至少一层或多层交联含氟聚合物层，该含氟聚合物层具有75至150纳米厚度且位于乙烯共聚物的载体上，以使乙烯共聚物与太阳能电池接触。

附图说明

图1说明了抗反射膜和位于衬底上的太阳能电池。

优选实施方案

本发明涉及制造太阳能电池板的方法和装置，其中太阳能电池板具有设计成能将更多入射光传输到电池板中太阳能电池的膜。通过减小被反射光的量并且最小化膜内与界面处的光损耗，膜增加了穿过膜和衬底的光传输。通过使更多入射光传输到下层太阳能电池，太阳能电池板能产生更多的电能，由此以更高的效率工作。该方法使用层叠，特别是热层叠，以在太阳能电池板的正面上覆盖光捕获膜。光捕获膜包括在透光载体膜顶面上的交联含氟聚合物抗反射涂层。

对于抗反射膜和涂层，需要具有入射辐射四分之一波长厚度的涂层，其中入射辐射的波长是在涂层材料中测量的，并且涂层材料的折射率小于衬底的折射率。

为了有效地捕获具有广谱的入射光，应当选择波长以最大化捕获光子的数量。对于地球上的太阳光，波长应当集中在600-700nm。这意味着需要75-150nm的涂层厚度。可选择地，波长可以基于太阳能电池的光谱敏感度选择。还需要抗反射涂层的折射率低于其沉积的衬底。

含氟聚合物具有非常低的折射率。并且，它们具有足够的机械特性能被制成膜，并且它们的抗污染特性能帮助维持很高的光传输。对于本发明的方法，含氟聚合物涂层沉积在载体上形成薄膜。载体可以是乙烯共聚物膜，例如(杜邦，Wilmington，DE)。载体用于支撑薄的含氟聚合物涂层并把其附着到衬底上。载体通常为25至500微米厚并且具有1.45至1.65范围内的折射率，优选在1.45-1.55之间。