[发明专利]太阳能电池模块和用于该太阳能电池模块的光控片

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池模块和用于该太阳能电池模块的光控片。

背景技术

因为其作为将解决全球环境难题的一种重要能源的潜力，光伏发电吸引了人们很大的注意。光伏发电主要依赖于晶体硅太阳能电池，该晶体硅作为光电转换器而起作用。为了提高它们的光电转化效率，已经进行了持续的研究和开发。在单晶硅太阳能电池领域，在具有宽带隙的无定形硅的异质结层的新型太阳能电池或者后接触型的新型太阳能电池的设计中实现了这些成果，其中，所述后接触型的新型太阳能电池省略了在光入射面上的必要的集电极层，从而通过该光入射面上的电极最小化了入射光的损失。这些新型的太阳能电池达到了高于20％的光电转换效率。

用于光伏发电的太阳能系统包括用于将太阳光转换为电能的太阳能电池模块，用于将所转换来的电能连接至传输网络的电缆，以及外周设备。该太阳能电池模块需要具有非常好的耐用性，因为它们被暴露在户外的太阳光下。根据由新能量和工业技术发展组织(一个独立的管理机构)在2009年建立的“光伏发电的路线图(PV2030+)”，太阳能电池的寿命在2017年将为25年而在2025年将为30年。为了使光伏发电成为能与在商业能源供应中占主导的热能、核能和水力能相兼容的一种基础电力源，因此在开发计划之前，必须获得高度耐用的太阳能电池。

传统的太阳能电池模块包括双面都被EVA(乙烯一醋酸乙烯酯共聚物)密封以提高可靠性的晶体硅太阳能电池。遗憾的是，由于其低的玻璃转化点，EVA具有在高温下变软和在低温下变硬的缺点。换句话说，它在户外环境中随着温度变化膨胀和收缩，并且这导致了在晶体硅太阳能电池中有缺陷的布线。因此，EVA的使用是延长太阳能电池模块的寿命超过25年的一个障碍。

EVA还具有的另一个缺点是需要层合工艺进行密封，其中所述密封涉及加热和抽空。该工艺包括许多复杂的步骤。在层合工艺中的任何不足都损害太阳能电池的特征性能。已经提出两种途径来解决这一问题。一种是通过对从太阳能电池模块两端的阳极和阴极上延伸的引线上施加耐热膜，从而保护这些引线以避免与其它引线(如在专利文献1：JP-A1997-326497中所公开的)之间短路。另一种是通过用由至少由两种树脂构成的层合膜涂覆每一个光伏发电元件的正面或背面的至少一面，从而提高产出量(如在专利文献2：JP-A1999-87744中所公开的)。

安装在户外的太阳能电池模块变得非常热，尤其是在夏天，并且其中的太阳能电池元件也如此。已知，随着它们温度的上升，它们的发电效率降低了。例如，在单晶硅电池的情形下，从25℃(假定在该温度下效率为100％)开始，元件温度每增加一度效率就降低约0.4％。因此，如何分散太阳能电池元件不断上升的温度是太阳能电池模块有效工作的重要因素。

为了抑制太阳能电池的温度上升，对有效散热进行了各种各样的设计。它们包括，例如，附加到太阳能电池模块的背面的高导热性金属散热器(专利文献3：JP2770906)，导热阻挡构件和从反面释放热量的热管的结合(专利文献4：JP-A1997-186353)，由线性膨胀系数不同的金属构成的层合结构的散热器(专利文献5：JP4206265)，和用于散热的结合到反面的长片型金属构件(专利文献6：JP-A2006-156581)。用于散热的金属材料对于太阳能电池模块来说在经济上是不利，因为它们的材料成本和加工成本高。除此之外，它们增加了模块的重量，从而使得它们的操作不方便。

不像传统的单晶硅太阳能电池，达到了高于20％的转换效率的HIT型或后接触型太阳能电池，需要用于沉积不定形硅层和形成细小电极的特殊装置或设备。这导致了太阳能电池的高生产成本并阻碍了太阳能电池的推广。因此，需要一种新技术通过减小由在低成本的光入射面上的集电极所导致的入射光的损失来提高转换效率。