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一种低工作 温度 太阳能 电池组件

阅读：831发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种低工作温度太阳能电池组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种散热性能优异，结构设计简单，易于产业化的太阳电池组件，包括电池片，位于电池片正面的玻璃侧EVA胶膜层，位于玻璃侧EVA胶膜层之上的玻璃层，还包括位于电池片背面的高散热背板，所述高散热背板包括高导热耐候层和散热涂层，所述高导热耐候层与电池片背部接触，所述电池片和高散热背板之间包括背板侧高导热EVA胶膜层。本发明通过改变太阳电池组件封装材料，采用导热路径更短的玻璃和玻璃侧EVA层，具有高导热系数的EVA和具有高导热和高辐射性能的背板材料，解决了太阳电池组件实际使用中散热性能不佳的现象、有效降低了其工作温度，提高了太阳电池组件的实际发电性能。，下面是一种低工作温度太阳能电池组件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种低工作温度太阳能电池组件，包括电池片，位于电池片正面的玻璃侧EVA胶膜层，位于玻璃侧EVA胶膜层之上的玻璃层，其特征在于：还包括位于电池片背面的高散热背板，所述高散热背板包括高导热耐候层和散热涂层，所述高导热耐候层与电池片背部接触，所述电池片和高散热背板之间包括背板侧高导热EVA胶膜层，所述玻璃层厚度小于3mm，所述的玻璃侧EVA胶膜层的厚度小于0.4mm，所述背板侧高导热EVA胶膜层导热系数大于0.4 W/(m·K)，高导热耐候层导热系数大于1 W/(m·K)，所述玻璃侧EVA胶膜层采用具有光子上转化功能的EVA封装胶膜，所述 EVA胶膜可以吸收容易产生热量且不能被电池片吸收利用的红外光，并将该红外光转化为可以被电池片吸收利用的可见光，所述高导热耐候层和散热涂层通过一体式工艺相结合，所述散热涂层为碳纳米管或纳米级铝粉，散热涂层中添加有具有红外辐射功能的材料。
2.根据权利要求1所述的低工作温度太阳能电池组件，其特征在于：所述玻璃侧EVA胶膜层透光率大于90%，导热系数大于0.4 W/(m·K)。
3.根据权利要求1或2所述的低工作温度太阳能电池组件，其特征在于：所述高导热耐候层厚度小于0.3mm，所述高导热耐候层为高导热PET，所述散热涂层厚度小于0.5mm。
4.根据权利要求1所述的低工作温度太阳能电池组件，其特征在于：所述具有红外辐射功能的材料为尖晶石。
5.根据权利要求1或2所述的低工作温度太阳能电池组件，其特征在于：所述背板侧高导热EVA胶膜层的厚度小于0.4mm。
6.根据权利要求5所述的低工作温度太阳能电池组件，其特征在于：所述背板侧高导热EVA胶膜层的厚度为0.3mm。
7.根据权利要求1或2所述的低工作温度太阳能电池组件，其特征在于：所述玻璃的厚度为2.5mm。
8.根据权利要求1或2所述的低工作温度太阳能电池组件，其特征在于：所述玻璃侧EVA胶膜层厚度为0.3mm。

说明书全文

一种低工作 温度 太阳能 电池组件

技术领域

[0001] 本发明属于太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种具有较低工作温度的太阳能电池组件。

背景技术

[0002] 太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，是重要的可再生能源之一。在太阳能应用中，光伏发电作为太阳能应用的重要方式之一，其无噪音、免维护、无排放等优点正逐渐得到普及。

[0003] 太阳电池组件作为光伏发电的核心部件，其在发电时，由于电池片本身吸收的部分红外线转化为热量，使得太阳电池组件的实际发电功率受其本身温度的影响非常大。由于组件的发电功率随组件的工作温度的上升而下降，常规主流晶硅组件的最大功率温度系数一般是-0.43%/℃，如单块240W的太阳电池组件温度每升高1℃，功率将下降约1W。通过降低组件的工作温度来提高组件的发电功率，有助于提升系统发电量。如能把太阳电池组件的工作温度（太阳电池标称工作温度（Nominal Operating Cell Temperature，NOCT ）是指当太阳电池组件处于开路状态，并在光强800 W /㎡、环境温度20℃、风速1 m /s 的条件下的所达到的温度。）降低3℃，则能使该组件较相同标称功率的常规组件的实际应用中的发电功率提高约2W，这将能够大幅提升太阳电池组件的发电量。因此太阳电池组件散热性能的优劣是直接影响光伏系统发电效率的高低的重要因素之一。

[0004] 目前，常规的晶硅太阳电池组件一般是由玻璃、EVA、电池片、背板及铝边框等部分组成。为了降低太阳电池组件的工作温度，业内也出现了一些提高散热性能的太阳能电池。如申请号为CN201020138833.1号的中国专利申请，公开了一种电池，通过在太阳能电池组件的背板背面覆盖一层具有良好的导热性能且具有粗糙表面的导热胶或导热胶布，来提高太阳能电池组件的散热性能。但由于其仅在常规背板基础上增加了一层散热胶，散热性能并不理想，有待进一步提高。另一种方式是采用光伏光热一体化太阳电池组件，虽然能够有效降低太阳电池组件的工作温度，但该产品设计复杂，造价成本高昂，很难得到规模化的应用。

发明内容

[0005] 针对现有太阳电池组件存在封装材料导热系数低，导热路径长，散热性能较差，组件工作温度较高的问题，本发明公开了一种散热性能优异，结构设计简单，易于产业化的太阳电池组件。

[0006] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种低工作温度太阳能电池组件，包括电池片，位于电池片正面的玻璃侧EVA胶膜层，位于玻璃侧EVA胶膜层之上的玻璃层，还包括位于电池片背面的高散热背板，所述高散热背板包括高导热耐候层和散热涂层，所述高导热耐候层与电池片背部接触，所述电池片和高散热背板之间包括背板侧高导热EVA胶膜层，所述玻璃层厚度小于3mm，所述的玻璃侧EVA胶膜层的厚度小于0.4mm，所述背板侧高导热EVA胶膜层导热系数大于0.4 W/(m·K)，高导热耐候层导热系数大于1 W/(m·K)。

[0008] 所述玻璃侧EVA胶膜层采用具有光子上转化功能的EVA封装胶膜。

[0009] 所述玻璃侧EVA胶膜层透光率大于90%，导热系数大于0.4 W/(m·K)。

[0010] 所述高导热耐候层和散热涂层通过一体式工艺相结合，高导热耐候层厚度小于0.3mm，所述高导热耐候层为高导热PET，所述散热涂层厚度小于0.5mm，为碳纳米管或纳米级铝粉。

[0011] 所述散热涂层中添加有具有红外辐射功能的材料。

[0012] 所述具有红外辐射功能的材料为尖晶石。

[0013] 所述背板侧高导热EVA胶膜层的厚度小于0.4mm。

[0014] 所述背板侧高导热EVA胶膜层的厚度为0.3mm。

[0015] 所述玻璃的厚度为2.5mm。

[0016] 所述玻璃侧EVA胶膜层厚度为0.3mm。

[0017] 本发明提供的低工作温度太阳能电池组件通过改变太阳电池组件封装材料，采用导热路径更短的玻璃和玻璃侧EVA层，具有高导热系数的EVA和具有高导热和高辐射性能的背板材料，解决了太阳电池组件实际使用中散热性能不佳的现象、有效降低了其工作温度，提高了太阳电池组件的实际发电性能。附图说明

[0018] 图1为本发明提供的低工作温度太阳能电池组件结构示意图；

[0019] 图2为高散热背板结构示意图。

[0020] 附图标记列表：

[0021] 1-玻璃层，2-玻璃侧EVA胶膜层，3-电池片，4-背板侧高导热EVA胶膜层，5-高散热背板，5-1-高导热耐候层，5-2-散热涂层。

具体实施方式

[0022] 以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

[0023] 如图1所示的一种低工作温度太阳能电池组件，采用导热路径更短的玻璃、EVA、具有高导热系数的EVA和具有高导热和高辐射性能的背板材料，制备得出具有较优散热性能的太阳电池组件。具体地说，本电池组件包括电池片3，位于电池片3正面（以图1中上方为电池正面）的玻璃侧EVA胶膜层2，位于玻璃侧EVA胶膜层2之上的玻璃层1，还包括位于电池片3背面的高散热背板5，所述电池片3和高散热背板5之间包括背板侧高导热EVA胶膜层4，所述玻璃层1厚度小于3mm，优选的厚度为2.5mm，在保证太阳电池组件机械性能的同时，较薄的玻璃厚度减少了电池片的散热途径。所述的玻璃侧EVA胶膜层2的厚度小于0.4mm，优选的厚度为0.3mm，很明显，由于玻璃1厚度和玻璃侧EVA胶膜层2的厚度较薄，电池片3正面的导热路径更短。所述背板侧高导热EVA胶膜层4的厚度小于0.4mm，优选的厚度为0.3mm，导热系数优选大于0.4 W/(m·K)，能够保证优良的导热能力。

[0024] 所述高散热背板5包括高导热耐候层5-1和散热涂层5-2，所述高导热耐候层5-1与电池片背部接触。所述高导热耐候层5-1和散热涂层5-2采用一体式工艺结合在一起，将散热涂层制备到背板中，能够较好的保证涂层的户外长期可靠性。其中，高导热耐候层厚度应小于0.3mm，导热系数大于1 W/(m·K)，导热性能优秀。高导热耐候层可采用高导热PET或其他导热性能良好的材料。

[0025] 所述散热涂层厚度小于0.5mm。所述的散热涂层为碳纳米管或纳米级铝粉等具有较高的热传导率的材料，更进一步的，可增加尖晶石等具有红外辐射功能的材料作为复合红外辐射体，上述材料的图层一方面提高了导热系数和散热面积，另一方面还能够起到红外辐射散热的效果。

[0026] 进一步的，玻璃侧EVA胶膜层2采用的EVA材料还可以是使用具有光子上转化功能的EVA封装胶膜，该EVA胶膜可以吸收容易产生热量且不能被电池片吸收利用的红外光，并将该红外光转化为可以被电池片吸收利用的可见光，从而在提升太阳电池组件发电效率的同时降低本身的工作温度。

[0027] 一般情况下，背板侧高导热EVA胶膜层导热系数大于玻璃侧EVA胶膜层导热系数。但当背板侧EVA胶膜层4采用的高导热率的EVA透光率大于90%时，也可将玻璃侧EVA胶膜层2直接替换为该高导热率的EVA材料。

[0028] 我们通过多次试验，电池组件中各层尺寸采用最优数据，即玻璃层1厚度为2.5mm，玻璃侧EVA胶膜层2的厚度为0.3mm，背板侧高导热EVA胶膜层4的厚度为0.3mm，高导热耐候层5-1厚度为0.25mm，散热涂层5-2厚度为0.3mm，制备出的低工作温度太阳电池组件与相同标称功率的常规太阳电池组件的温度及发电量进行对比并列表如下：

[0029]

[0030] 表1

[0031] 通过上表数据可以看出，本发明提供的低工作温度电池较常规太阳电池组件正常工作时温度低约3℃，发电量较常规组件增加近7%，明显优于常规太阳电池组件。

[0032] 本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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