[发明专利]多层太阳能电池装置

说明书

背景技术

太阳能电池装置用于将光能转化为电能。为了节省太阳能电池装置的成本，需要高效率。在多种情况下，可能期望出于美观目的改变太阳能电池装置的外观。然而，已经证明在不牺牲太多效率的情况下改变太阳能电池装置的外观是困难的。

在本领域中存在对具有高效率和可定制的外观的太阳能电池装置的需要。

发明内容

符合本公开的第一多层太阳能电池装置包括反射体、部分透射图形膜和定位在反射体和部分透射图形膜之间的多个太阳能电池。第一间隙将反射体与多个太阳能电池分开，并且第二间隙将部分透射图形膜与多个太阳能电池分开。多个太阳能电池彼此间隔开，使得反射体的开口区域不被多个太阳能电池覆盖。

符合本公开的第二多层太阳能电池装置包括太阳能电池、光谱选择性反射体、漫射体和图形层。漫射体定位在光谱选择性反射体和图形层之间。光谱选择性反射体与太阳能电池相邻定位。

附图说明

附图作为本说明书的一部分并入其中，并与具体实施方式一起解释本发明的优势和原理。在附图中，

图1A为多层太阳能电池装置的平面图；

图1B为图1A的多层太阳能电池装置的一部分的片断剖视图；

图2为多层太阳能电池装置的一部分的片断剖视图；

图3为多层太阳能电池装置的剖视图；

图4为光谱选择性反射体的透射率与波长的曲线图；并且

图5为具有含珠漫射体涂层的光谱选择性反射体的反射率与波长的曲线图。

具体实施方式

本公开的实施例包括具有至少一个太阳能电池、图形层和反射层的多层太阳能电池装置。加入图形层允许太阳能电池装置的外观可定制或以其他方式更改。例如，可能期望加入木纹图形，以便赋予太阳能电池装置完美融入建筑环境的外观。又如，可能期望将广告图形加入太阳能电池装置以用于告示板应用。

本公开的实施例包括包含多个太阳能电池的多层太阳能电池装置，其中部分透射图形膜位于装置的一侧上，反射体位于相背对的一侧上。部分透射图形膜允许光进入装置。该光的一部分被太阳能电池吸收，并且一部分透射穿过多个太阳能电池之间的空间。反射体反射透射穿过多个太阳能电池之间的空间的一部分光，使其返回太阳能电池。

可包括各种元件以增加装置的平面中的光传输。装置的平面是指反射体和部分透射图形膜之间的平面。在其中多个太阳能电池占据共用平面的实施例中，装置的平面为该共用平面。在一些实施例中，反射体可包括使光在装置的平面中传播的光传播结构。在其他实施例中，反射体和太阳能电池之间的区域包含包封材料，该包封材料包含增加装置的平面中的光传输的光重新定向元件。

在装置的平面中传输的大部分光通过底部表面处的反射体以及顶部表面处的菲涅耳和/或全内反射(TIR)捕捉到装置内部，直到其被太阳能电池吸收。已经发现的是，多层太阳能电池装置的功率输出可为高的，即使部分透射膜包含阻挡70％入射光的图形。

图1A和1B分别为太阳能电池装置100的平面图和剖视图。太阳能电池装置100包括多个矩形太阳能电池114，但太阳能电池的形状、尺寸、和数量可不同于所示的实施例。每个太阳能电池通常包括位于其前表面(呈栅格形式，该栅格包括通过一条或多条汇流条互连的狭窄、细长平行指状物的阵列)上的前触点以及位于其后表面上的后触点。太阳能电池可为光伏电池，并且可例如如美国专利4,751,191、5,074,920、5,118,362、5,178,683、5,320,684和5,478,402所示和描述制造。太阳能电池通常布置成平行的行和列，但也可采用其他构型。参见图1B，太阳能电池114通常通过电引线118互连，该电引线通常呈平坦铜带的形式。在图1B中，通过如下方式来串联地连接串中的相邻电池：将柔性铜带118的一端焊接或以其他方式电连接到一个太阳能电池的背电极并且将相同带的相对端焊接到下一个连续太阳能电池上的前触点的汇流条。在一些实施例中，多个太阳能电池114在顶部表面和背对顶部表面的底部表面上具有有效面积。

在图1B所示的实施例中，太阳能电池装置100包括在多个太阳能电池后面的背对图形膜112的反射体111。反射体111可包括多层光学膜。反射体111具有前总表面积At，并且反射体111具有未被多个太阳能电池覆盖的开口区域115。开口区域115具有表面积Ao。在一些实施例中，Ao/At为至少约0.05或至少约0.1。