太阳能光伏模块的制作方法_3

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施例中,由低压化学汽相淀积 (LPCVD)沉积的氧化锋来产生所述纹理。层50提供了适合于可见光的有效散射的纳米锥状 粗糖度。在另一实施例中,纹理层60直接沉积在干设滤光片40上。
[0060] 在另一实施例中,可W将附加层60沉积在独立片上,该独立片优选地通过胶水技 术、层压技术布置在干设层的前面。附加层60的材料可W是任何对于可见光和红外光的透 明层,优选地为聚合物。
[0061] 根据本发明的另一实施例,前板70可W沉积或组装到包括可选附加散射层的干 设滤光片40的入射光侧。优选地,前板70包括位于其至少一侧上的增透层72和74。前板 70优选地是塑料的,更优选地是玻璃的。
[0062] 根据本发明的另一实施例,由一堆具有介于1. 4与1. 7之间的不同折射率的、对可 见光和近红外光透明的聚合物获得干设滤光片40。运一堆聚合物被单面压花或双面压花W 生成出现可见光散射的结构。在本发明的另一实施例中,如图9所示,通过将包括可选附加 层50和60的薄片并入粘合剂31并且将粘合剂31沉积在透明材料基板25上来获得具有 可选附加层50和60的干设滤光片40,每个所述薄片的表面的朝向随机W在没有明显的角 依赖的情况下实现可见光的充分散射。在另一实施例中,包括包含干设滤光片的光学层的 所述薄片被嵌入到液体粘合剂中W使得能够通过喷洒或旋转涂敷的方式涂敷透明材料,优 选地为玻璃。
[0063] 根据本发明,对于观察者而言,光伏元件前端的光学层20、30、40、50、60的整个 组件应该具有白色透明的外观。因此,重要的是,为密封剂20、波纹层30W及可选附加散 射层50和60选择有利的材料使得:它们对介于780皿与1200皿之间的近红外光高度透 明。当太阳能光伏模块的光学层20、30、40、50和60的组件^与完美的黑色吸收器化1曰〇4 油sorber)接触被测量时(运是使用涂敷有增透涂层的晶体娃电池的第一近似中的情况), 该组件应该具有W下具体的特性:可见光的反射和散射应该足W使得其自身呈现白色外观 给位于偏离于太阳能光伏电池的法向0°至45°之间的优选方位角度的观察者。
[0064] B)太阳能光伏模块的光伏元件10
[0065] 根据本发明,如所解释的那样,通过布置在光伏元件10前端的光学层对可见光进 行反射和散射,并且运些层对近红外光具有非常高的透射能力。因此,本发明的目的在于使 用对近红外光,优选地介于780nm与1200nm之间的红外光具有最大转化效率的太阳能光伏 元件。由于所有的可见光被干设滤光片40所反射使得没有任何可见光到达所述太阳能光 伏元件10,因此对于可见光的转化效率并不重要。
[0066] 优选地,根据本发明,一方面由于娃异质结太阳能电池化IT)对近红外光具有良 好的光学透射性,另一方面由于其传送高于700mV的电压,因此其被用作太阳能光伏元件。 运些类型的HIT光伏元件,其表面的至少5%覆盖有一层Si:H或具有从包括氧、碳、错和氮 组成的组中选取的至少一种元素的非晶娃的合金。其他有前景的太阳能光伏元件如高效交 指式背接触(IBC)型光伏元件和标准晶体娃(C-Si)光伏元件可W用于太阳能光伏模块。
[0067] 在标准条件下并且在光伏元件前面没有任何光学层的情况下进行操作,运些太阳 能光伏元件的效率分别为:为MT元件时效率为22. 7%,为IBC元件时效率为23. 5%化及 为C-Si元件时效率为18.2%。因此,在正常情况下,IBC光伏元件具有最高效率。然而,在 太阳能光伏元件前端使用具有750皿的截止波长的滤光片情况下,H口光伏元件将提供最 大效率(11. 2%),其次为IBC光伏元件(10.9%)化及C-Si光伏元件(8.0%)。显然,由 于HIT光伏元件具有特别高的电压并且对近红外的响应接近于理想值,因此它最适合本发 明所描述的太阳能光伏模块1。 W側 C)光学层和太阳能光伏模块的示例和特征 W例 Cl)光学层组件
[0070] 下面我们对太阳能光伏模块的光学层组件的=个示例的特征进行描述。在运=个 示例中,干设滤光片40沉积在周期性六角微透镜阵列32上,微透镜阵列32被紫外0JV)压 印在玻璃上。透镜彼此之间的距离为150微米。波纹状干设滤光片40透射80% W上超过 780nm的光,而可见光谱的反射和散射特性足W将白色呈现给观察者。
[0071] 在第一示例A中,如图6所示,干设滤光片40沉积在六角填充微透镜阵列 化exagonally filled microlens array) 32上,该微透镜阵列32通过使用密封剂20被层 压在光伏元件10上。
[0072] 在第二示例B中,如图7所示,保护层50干设滤光片沉积在六角填充微透镜阵列 32上,该微透镜阵列32通过使用密封剂20被层压在光伏元件10上。
[0073] 在第S示例C中,如图8所示,附加扩散层60沉积在中间层50上,中间层50沉积 在干设滤光片40上,干设滤光片40沉积在六角填充微透镜阵列32上,该微透镜阵列32被 布置在光伏元件10上。
[0074] 图12示出了包括图6、7和8所详细描述的微透镜阵列32的太阳能光伏模块的S 个示例所测量的反射光谱。获得了两种不同观察配置情况下的透射曲线:通过其轴线处于 偏离于其法线的角度不超过10°的入射光束来照明样本,并且通过W下两种方式来检测所 反射的福射:使用位于太阳能光伏模块前端的积分球来收集所反射的光能量,该配置标记 为"0/d";或者,将探测器放置于偏离于入射光束45度,该配置标记为"0/45° "。运两种光 检测配置都被认为是CIE系统中的标准,用于估计测试中的发光样本对于正常观察者的颜 色刺激。使用反射数据和CIE标准光源D65的光谱可W计算出10度视场(CIE1964)的色 度坐标(xl0,yl0)、Y10 =色刺激值W及色调(T)。针对图6、7和8所示的设计的每种不同 情况计算上述值,并且在表I中给出了结论。 阳0巧]
阳076] 表I.针对本发明的立种特定实施例,在使用10度视场(CIE1964)的D65光源的 条件下所计算出的色度坐标^10,710)、¥10^色刺激值^及色调灯),在图12中识别了在AUA2、B1、B2、ClW及C2情况下的透射光谱。 阳077] 图9的图表中显示了用于表示图6、7和8所示的S个特定实施例所产生的颜色 刺激的点。运=个示例会产生理想的效果,因为运=个示例无论是观察条件(0/d)还是 (0/45° ),都将为正常观察者呈现出白色。
[0078] C2)太阳能光伏模块
[0079] 现在我们将对整个太阳能光伏模块的优选实施例的特性进行描述。图13示出了 目前HIT太阳能光伏元件10包括如图6、7和8所示的微透镜阵列32、并具有所示的=个特 定光学层组件之一W及不具有所示的=个特定光学层组件之一的情况下,该太阳能光伏元 件的外部量子效率巧犯)。图13中示出了表I中总结的示例A、B和C的相应的量子效率 W及参考曲线,该参考曲线是根据在没有前述本发明的任意实施例的任意层的HIT电池所 测量得到的E犯曲线。在介于350皿与1100皿之间的波长的情况下进行测量时,太阳能光 伏模块的优选实施例中的HIT太阳能光伏元件10提供超过700mV的输出电压和38. 16mA/ cm2的电流密度。当添加=个光学层组件的其中之一时,由于几乎所有的可见光都被反射和 散射,因此光伏元件10主要将光谱的红外部分转化为电力。组装有图6所示的微透镜阵列 32和光学层组件的光伏元件10产生16. 64mA/cm2的电流密度,并且当光伏元件10与图7 所示的微透镜阵列32和包括附加前层50的光学层组件结合在一起时,它将产生16. 26mA/cm2的电流密度。运些电流密度值相当于近似10%的整个光电转化效率,运接近于假定使 用780nm的截止波长的完美光学组件层的情况下太阳能光伏模块所预期的效率。
[0080] 使用如图8所示的、配置有包括附加散射层60的光学组件的微透镜阵列32可W 达到预期的更好的转化效率。在运种情况下,因为附加散射层60的散射效应,附加散射层 60对入射光进行散射,W产生至干设滤光片40上的、来
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