一种增加光伏板发电量的方法及其专用增效玻璃板和外支撑增效玻璃板的装置的制造方法
【专利说明】
[0001]【技术领域】
本发明涉及太阳能电池板增加发电量的技术领域，涉及波长转换材料的技术，具体地说是一种增加光伏板发电量的方法及其专用玻璃板和外支撑玻璃板的装置。
[0002]【【背景技术】】
太阳能电池一般用于环境比较恶劣的室外，因此需要将其保护起来使用。目前常用玻璃板(前板)、封装胶玻璃板和背板将其封装起来。其中胶玻璃板的作用是将前板和背板连接起来，并封装太阳能电池组件。而应用最多的封装胶玻璃板是EVA胶玻璃板，一般是采用两片相同的EVA胶玻璃板将太阳能电池元件夹在中间。该胶玻璃板在太阳能电池组件层压的过程中交联，将玻璃板(前板)和背板材料连接起来，同时将太阳能电池元件封装起来。
[0003]目前众多EVA封装胶玻璃板生产厂家均推出了高透型EVA封装胶玻璃板，这种胶玻璃板主要是通过调整配方体系，使胶玻璃板不再吸收紫外光，这部分紫外光直接透过胶玻璃板被电池片吸收而提高其光电转换效率。电池片响应曲线表明，紫外光区的量子效率小于60%，加上能量损失，透过胶玻璃板的这部分紫外光实际上也不能明显提高电池片的光电转换效率。并且由于紫外光能量高，长期照射组件将导致EVA胶玻璃板颜色和结构的变化、封装性能下降和增加背极防护负担，降低组件的使用寿命，从长远利益上看，通过这种方式提高组件转换效率是一种得不偿失的做法。目前大多数研发方向是在EVA封装胶玻璃板中增添提高组件光谱转换效率的材料。但是，要在保持太阳能电池组件使用寿命的前提下，选择不同的配方，是件很困难的事。
[0004]增加光谱转换效率的材料的原因是:太阳能电池的吸收效率在紫外光?蓝色光的区域相比在绿色光?近红外光的区域低。因此，通过将到达太阳能电池的光的波长成分之中的紫外光?蓝色光的波长的光进行波长转换而成为绿色光?近红外光的光，从而增加太阳能电池的吸收效率高的波长区域的光，由此可提高太阳能电池的效率。
[0005]专利文献日本特开20017377号公报中，将荧光着色剂用作波长转换材料。专利文献日本特开2000 - 327715号公报中，使用含有稀土类配位化合物的0RM0SIL复合体。专利文献日本特开2003 - 218379号公报中使用荧光体的太阳能电池用波长转换材料。在专利文献日本特开7 - 202243号公报中使用发电效率的提高的波长转换材料。
[0006]如专利文献:CN 102093628 A —种光转换用EVA胶玻璃板；专利文献:CN102863916 A—种POE光谱转换太阳能电池封装胶玻璃板；如专利文献:CN 102732160 A —种提高太阳能电池组件光谱转换效率的EVA封装胶玻璃板。如专利文献:200910111469.1尚效太阳能电池。
[0007]在本发明之前，增加光谱转换效率的材料已经有大致三种使用方式:
1、加在封装的透明封装材料内，如添加在EVA或Ρ0Ε内。2、添加在光伏板前面的玻璃内(前板)。3、制作成为薄玻璃板(贴玻璃板或镀玻璃板)，并在薄玻璃板内添加，并将薄玻璃板永久固定在晶硅的表面、或永久固定在透明封装材料的内或外表面，或固定在玻璃的内表面，或直接形成贴玻璃板或镀玻璃板。也有贴在玻璃的外表面的方案。
[0008]上述三种添加方式都是终身陪伴型的，即在生产光伏板时就固定安装了，成为了光伏板不可更换部分。即使贴于玻璃表面，也因为更换困难，需浪费极高的人工成本更换。
[0009]在增加光谱转换效率的材料的选择上:一般弃用有机金属配位化合物，因为如何提高其耐久性很困难，同时其量子效率在60%的低位。所以一般选择无机系化合物的荧光体用作波长转换材料。但有机金属配位化合物，成本低的优势是明显的。
[0010]终身陪伴型的添加增加光谱转换效率的材料拥有太多的弱点，包含但不限于，增加了老化的因素；当科技进步有了更好的转化材料不可以升级；因为担心老化问题而不能使用廉价的有机高分子荧光剂等。
[0011]使用光谱转换效率的材料，是一项正在进步的新技术。目前已经生产出来的光伏板中绝大部分不含有光谱转换效率的材料；即使小部分含有的光谱转换效率材料也是千奇百怪，可以肯定讲不是最高效率的。对于这部分已经出厂的光伏板，尤其是已经安装在全球的价值2000亿美元的101GW光伏板(截止2013年2月底统计结果)，如何让这101GW光伏板的光伏发电用户随时享受到最新的太阳能光谱改变的研发成果，能与世界科研水平同步的提升已经装机的光伏板发电量。目前实现方式上还是空白。
[0012]【
【发明内容】
】
本发明的目的:在于发明能为已经安装并在使用过程中的光伏板增加发电量的方法和装置。同时，该装置配套使用的红移增效玻璃板或有机玻璃板使用的增加光谱转换效率材料成本需要降低，选择范围可以扩大到那些容易老化而缺少耐久性的化合物。
[0013]
本发明解决上述问题，提供如下方法及方案:
一种增加光伏板发电量的方法，其特征是在光伏装置上加设或在光伏装置外加设外加玻璃板装置，在外加玻璃板装置上固定安装有增效玻璃板或有机玻璃板；安装固定后的增效玻璃板或有机玻璃板的部分或全部是覆盖在光伏板的着光表面上；外加玻璃板装置是有紧固玻璃板的框架及其支撑机构，固定增效玻璃板或有机玻璃板于框架上；框架可依据轨道移动；或框架是固定的固接在光伏装置上或光伏装置外的与之匹配的支撑机构上。
[0014]上述装置在多组板横向排列或纵向单板或排列时均可安装；只不过增效玻璃板或有机玻璃板是多块组合加长的。
[0015]为了增加效果；其特征在于增效玻璃板或有机玻璃板与光伏板表面不是粘接的，而是两个平面之间有一段空间高度。其高度最佳为鸟粪落在玻璃板上，由于有阳光的散射，导致的鸟粪阴影在落在光伏板表面时已经模糊，这有利于防止鸟粪引起的光伏板热斑损伤。
[0016]为了增加效果；其特征在于增效玻璃板或有机玻璃板是内掺光谱转换材料化合物的薄玻璃板或以有机玻璃板为主的多层复合玻璃板，或有机薄玻璃板的单面镀光谱转换材料化合物的多层物质组合玻璃板；镀包含光谱转换材料化合物的方式包含但不限于印刷、喷镀、刷镀、静电镀、粘接；多层玻璃板的着光上表面一层的折光率与包含光谱转换材料化合物工作层不同，以便实现较高的界面反射率。较高的界面反射率，可将增效玻璃板或有机玻璃板板下的发射光再反射回去，可大大减少增效玻璃板或有机玻璃板玻璃板下的光线向天空的反射和散射和折射和发射，提高光子的有效照射，这是增加发电量的重要基础技术。
[0017]为了增加效果；其特征在于增效玻璃板或有机玻璃板的部分或全部玻璃板内包含荧光化合物；荧光化合物包含但不限于有机荧光化合物和无机荧光化合物及其组合；有机荧光化合物包含但不限于茈、芘等官能团的多环高分子有机物及其组合；荧光化合物包含但不限于有机金属配位化合物和无机金属配位化合物，特别是包含稀土元素的金属配位化合物及其组合。
[0018]所述的光谱转换材料化合物包含但不限于是:
稀土有机发光配合物、含稀土络合物有机基团荧光体、含有机染料配体的有机基团荧光体、稀土掺杂招酸盐荧光体、稀土掺杂娃酸盐荧光体、稀土掺杂磷酸盐荧光体、稀土掺杂硫化物荧光体、稀土掺杂钼酸盐荧光体、稀土掺杂氮化物荧光体、稀土掺杂氟化物荧光体和稀土掺杂金属氧化物荧光体的一种或一种以上的混合物。
[0019]所述的光谱转换材料化合物包含但不限于是:
下转换材料，包含但不限于是如下:LaF3:Ho 3+，Yb3+和Na2Sr Si04:Ce 3+ , Tb3+，Yb3+等类型的Tb3+，Yb3+共掺或Ho 3+，Yb3+共掺的稀土离子体系。包含但不限于是LiGdF4:Eu或Ybj! xP04:Tb等类型的独立元素稀土离子体系。关键转换材料中理想的激活离子还包含但不限于是Yb3+，Pr3+或Pr2+，Pr3+或Pr3+，Yb3+的组合。关键转换材料中理想的激活离子还包含但不限于是Yb3+，Tb 3+或Tm 3+，Yb3+的组合。关键转换材料中理想的激活离子还包含Yb3+，Tb 3+，Tm 3+，Pr2+，Pr3+’Eu2+的三元素(三掺系)离子组合。
[0020]红外上转换材料，包含但不限于是如下:NaYF4:Er 3+荧光粉等；在上转换过程中，选择合适的基质能显著增强材料的上转换性能.包括大量的氧化物材料，如Zr02，Y203，Gd203，KGd (W04) 2和 Gd 304Br,以 LnOX (Ln=Y，La, Gd ;X=F，Cl，Br)为基质的荧光粉，及以 Y304Br为基质的上转换的荧光粉。关键转换材料中理想的激活离子还包含Sm3+，Er3+，Eu2+的等离子组合。
[0021]长余辉材料，包含但不限于是如下:SrA1204:Eu2+, Dy3+, Ba Al204:Eu2+, Nd3+、、MgSrA1204:Eu2+，Dy3+，La2Mo209红色荧光粉等。
[0022]所述的光谱转换材料化合物包含但不限于是:
1.荧光体的母体材料是(Ba, Sr) 2Si04、(Ba、Sr、Ca) 2Si04、Ba 2Si04、Sr 3Si05、(Sr、Ca、Ba) 3 Si05、(Ba、Sr、Ca) 3Mg Si208、Ca 3 Si207、Ca 2Zn Si207、Ba 3Sc 2Si3012、Ca3Sc 2Si3012*的任一种。所述焚光体的活化剂为Eu、Mn、Ce、Yb、Pr中的任一种或多种元素。
[0023]2.荧光体的母体材料是MAlSiN3表示，Μ为Ba、Sr、Ca、Mg的任一种或多种元素。荧光体的母体材料包括CaAlSiN3、(Sr、Ca) AlSiN的任一种。所述荧光体的活化剂为Eu、Mn、Ce、Yb、Pr中的任一种或多种元素。
[0024]3.焚光体的母体材料是MMgA 11(A7:Eu、Μη表示的化合物，Μ为Ba、Sr、Ca、Mg的任一种或多种元素。包括(Ba、Ca) MgAl1Q017:Eu、Mn表示的化合物；包括(Ba、Ca、Sr) MgAl 10017:Eu、Mn表示的化合物；(Ba、Sr) MgAl1Q017:Eu、Mn表示的化合物。
[