[发明专利]硅太阳能组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体太阳能光伏设备组件，特别是硅太阳能组件。

背景技术

太阳能电池组件是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，太阳能是一种新型能源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能电池组件的寿命比较长，其主要由低铁超白钢化玻璃、EVA胶膜、晶体硅太阳能电池阵列以及背板在一定的温度、压力和真空条件下熔融、粘结形成刚性的整体结构。考虑太阳能电池组件在实际中的使用效果，单位面积功率产出已经成为评价光伏组件的重要参数之一。同时，考虑单晶硅、多晶硅原材料的短缺、晶片成本高以及降低生产成本等因素，在现有的技术基础上必须提高太阳能电池组件的光电转化效率，即高效率的太阳能电池组件。可以知道的是，太阳能组件的效率不仅仅受到光照效率的影响，组件的温度同样会对发电效率产生较大的影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了硅太阳能组件具有组件结构坚定稳定，太阳能利用效率高，发电效率高，同时具有良好的散热性能，使用寿命长，在寿命期限内效率稳定，不易发生损坏。

本发明公开的硅太阳能组件，包括钢化玻璃层、EVA层Ⅰ、硅层(可以根据产品需要选用单晶硅或者多晶硅，形成合适的晶片或者薄层，其中薄层可以为硅掺杂高聚物的柔性薄层或者刚性薄层)、EVA层Ⅱ以及背板，

钢化玻璃层，其外表面还镀覆有至少一层增透膜，所述每一层增透膜的厚度为d，且d＝(n+0.25)λ，其中λ＝400-760nm；

EVA层Ⅱ，其为外露表面(即EVA层Ⅰ在产品结构中不做遮蔽处理时直接暴露于空气中的部分，下同)包覆有隔氧层(隔氧层为密闭性的具有氧气阻隔能力薄层，下同)的高散热热稳定改性EVA塑胶层；

背板，其为由多层的膜或者板组成的多层结构；

其中，n的取值选自0、1、2、3、4、5......。

通过在外露表面处设置隔氧层，将EVA层Ⅱ置于一个由隔氧层、钢化玻璃层、硅层以及背板等共同构成的具有良好的氧气隔绝能力的防护性结构中，从而从封装之日起就可以有效隔绝环境中氧气对树脂结构的影响和侵蚀，减少氧化老化的发生几率，延缓材料的老化，同时还能够减少树脂材料中抗氧剂的使用，而降低生产和应用的成本。

本发明方案中主要通过从提高光子吸收效率和散热效率，从而光源和温度控制两个方面来控制光能损失，从而提高组件的转化效率，提高太阳能电池的输出功率。另外多层背板结构有利于控制对照射到背板上关系的反射，同时还便于提高热量的散发，从而体系的多个方面来提高组件的转换效率。

本发明公开的硅太阳能组件的一种改进，EVA层Ⅱ的高散热热稳定改性EVA塑胶层的组成包括(以重量份计)：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交联固化剂1-2份，热稳定剂0.2-0.5份，导热剂5-10份，苯基乙烯基硅树脂15-20份。

本发明公开的硅太阳能组件的一种改进，EVA层Ⅱ的高散热热稳定改性EVA塑胶层中导热剂包括经过偶联剂预处理的多孔材料，所述多孔材料包括多孔氧化锌粉末和多孔氧化铝粉末，在导热剂中其组成包括(以重量份数计)多孔氧化锌粉末10-20份；多孔氧化铝粉末20-30份。

本发明公开的硅太阳能组件的一种改进，EVA层Ⅱ的高散热热稳定改性EVA塑胶层中导热剂的多孔材料还包括经过偶联剂预处理的泡沫铝镁合金粉(以重量份数计)10-15份。

由半导体物理理论可知，载流子的扩散系数随温度的升高而稍有增大，因此，光生电流IL也随温度的升高有所增加。但Io随温度的升高是指数增加，因而Uoc随温度的升高急剧下降。由此，当温度升高时，I-U曲线形态改变，填充因子下降，故光/电转换效率随温度的增加而下降。

经研究和试验表明，太阳能电池工作温度的升高会引起短路电流的少量增加，并引起开路电压发生严重降低。温度变化对于开路电压的影响之所以大，是因为开路电压直接同制造电池的半导体材料的禁带宽度有关，而禁带宽度会随温度的变化而发生改变。对于硅材料来说，禁带宽度随温度的变化率约为-0.003eV/℃，从而导致开路电压变化率约为-2mV/℃。也就是说，电池的工作温度每升高1℃，开路电压约下降2mV，大约是正常室温时0.55V的0.4％。随着温度的升高，电池的光电转换效率还好持续下降。由此可以看出温度控制对太阳能电池效率的重要性和突出意义。