带有光滤膜的太阳能光伏组件的制作方法
【专利摘要】带有光滤膜的太阳能光伏组件，包括：太阳能光伏组件，量子点层，光滤膜，光伏组件上层玻璃板上设置量子点层，量子点层下面设置光滤膜层，或光伏组件上层夹层玻璃板间设置量子点层，量子点层下面设置光滤膜层。
【专利说明】带有光滤膜的太阳能光伏组件
【技术领域】:
[0001 ] 本发明涉及太阳能光伏组件。
【背景技术】:
[0002]太阳能电池光伏组件由背板，太阳能电池芯片，导电层，玻璃，接线盒，光伏线组成。
[0003]太阳能电池光伏组件包括:单晶硅制造的太阳能电池光伏组件或多晶硅制造的太阳能电池光伏组件或非晶硅制造的太阳能电池光伏组件或薄膜制造的太阳能电池光伏组件或砷化镓太阳能电池光伏组件或多元化合物制造的太阳能电池光伏组件。
[0004]太阳光可分为不同波长，可见光部分(0.4?0.76μπι)占太阳辐射总能量的约50%,波长大于可见光的红外线(> 0.76 μ m)占约43%,小于可见光的紫外线(< 0.4 μ m)占总量的约7%。太阳光中只有达到一定能量的可见光部分(0.4?0.76 μ m)才能使电池中电子选出和进行光电转换，没有足够能量的红外线光子直接穿过电池板，不能使电池中电子逸出和进行光电转换。
[0005]量子点，又可称为纳米晶，是一种由I1-VI族或II1-V族元素组成的纳米颗粒,量子点粒径一般介于I?IOnm之间，量子点具有宽的激发谱和窄的发射谱，量子点发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制，通过改变量子点尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区，以CdTe量子为例，当它的粒径从2.5nm生长到4.0nm时，它们的发射波长可以从510nm红移到660nm。量子点太阳能电池的另一特点是，可以在弱光下吸收激发谱和转换成窄的发射谱，可以显著的提高光伏太阳能电池板光电转换效率。
[0006]日本京都大学电子工程学教授野田进及其同事开发出一种滤膜，它只允许有特定波长和足够能量的光穿过滤膜并照射太阳能电池组件上，从而提高光电转换的实际效率。
【发明内容】
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[0007]本发明的目的是:1、光伏组件上部透光玻璃板上表面或下表面设置绒面结构光滤膜，绒面结构光滤膜可以减少太阳光或太阳能聚光反射，照射在绒面结构光滤膜的太阳光或太阳能聚光经过绒面结构光滤膜的过滤，有特定波长和足够能量的光穿过光滤膜并照射太阳能电池组件上，提高光电转换的效率。绒面结构光滤膜设置在透光玻璃板上，具有制造工艺简单，使用寿命长优点。2、光伏组件上部透光玻璃板上设置量子点层，量子点层下面设置光滤膜层，量子点层吸收宽的激发谱和发射具有特定波长和足够能量的光穿过光滤膜经二次过滤后，照射太阳能电池组件上，提高光电转换的效率。3、量子点层表面呈绒面结构可以减少太阳光或太阳能聚光反射，提高太阳光或太阳能聚光的利用率，实现在弱光下吸收激发谱和转换成窄的发射谱，显著的提高光伏太阳能电池板光电转换效率。4、光滤膜表面呈绒面结构可以减少太阳光或太阳能聚光反射，提高太阳光或太阳能聚光的利用率。5、滤膜与太阳能电池芯片间设置气体层，气体层具有吸收热量，降低太阳能电池芯温度，提高太阳能电池芯片转化率功能。[0008]本发明提出的带有光滤膜的太阳能光伏组件，包括:太阳能光伏组件，光滤膜，光伏组件上层玻璃板上设置光滤膜层或光伏组件上层夹层玻璃板间设置光滤膜层，绒面结构光滤膜可以减少太阳光或太阳能聚光反射，照射在绒面结构光滤膜的太阳光或太阳能聚光经过绒面结构光滤膜的过滤，有特定波长和足够能量的光穿过光滤膜照射太阳能电池组件上，没有足够能量的光被阻挡，从而提高太阳能电池组件的光电转换的效率。
[0009]绒面结构光滤膜设置在透光玻璃板上，具有制造工艺简单，使用寿命长优点。
[0010]本发明提出的另一种带有光滤膜的太阳能光伏组件，包括:太阳能光伏组件，量子点层，光滤膜，光伏组件上层玻璃板上设置量子点层，量子点层下面设置光滤膜层。
[0011]本发明提出的另一种带有光滤膜的太阳能光伏组件，包括:太阳能光伏组件，量子点层，光滤膜，光伏组件上层夹层玻璃板间设置量子点层，量子点层下面设置光滤膜层。
[0012]本发明提出的另一种带有光滤膜的太阳能光伏组件，包括:太阳能光伏组件，量子点层，光滤膜，光伏组件上层玻璃板上表面设置量子点层，光伏组件上层玻璃板下表面设置光滤膜层。
[0013]本发明提出的另一种带有光滤膜的太阳能光伏组件，包括:太阳能光伏组件，量子点层，光滤膜，光伏组件上层夹层玻璃板下表面设置量子点层，光伏组件下层夹层玻璃板上表面设置光滤膜层，量子点层与光滤膜层间设置气体层或透光膜。
[0014]量子点层吸收宽的激发谱和发射具有特定波长和足够能量的光照射在光滤膜上，经光滤膜二次过滤后，照射太阳能电池组件上，提高光电转换的效率。
[0015]量子点层表面绒面结构可以减少太阳光或太阳能聚光反射，提高太阳光或太阳能聚光的利用率，实现弱光转换。
[0016]量子点材料是由I1-VI族或II1-V族元素组成的纳米颗粒,但不限于上述颗粒。量子点材料掺混到有机硅树脂内，涂在透光玻璃板表面，固化后形成量子点材料膜。
[0017]一种光滤膜由上层铝镓砷半导体膜和中间层砷化镓半导体膜和下层铝镓砷半导体膜制成。
[0018]另一种光滤膜由铝镓砷半导体膜和砷化镓半导体膜制成。
[0019]另一种光滤膜由SnO2膜和砷化镓半导体膜制成。
[0020]另一种光滤膜由铜铟硒半导体膜制成。
[0021]另一种光滤膜由碲化镉半导体膜制成。
[0022]光滤膜包括具有滤光作用的其它材料制造的膜。
[0023]光滤膜与太阳能电池芯片间设置气体层，气体层具有吸收热量，降低太阳能电池芯温度，提高太阳能电池芯片光电转化率。
[0024]带有光滤膜的太阳能电池包括:单晶硅制造的太阳能电池或多晶硅制造的太阳能电池或非晶硅制造的太阳能电池或薄膜制造的太阳能电池或砷化镓太阳能电池或多元化合物制造的太阳能电池。
[0025]光滤膜绒面结构与量子点绒面结构交错排列，提高光运行路程，提高光电转换效率。
【专利附图】
【附图说明】:
[0026]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。[0027]图1是具有本发明特征上层玻璃板上表面设置光滤膜层的中空太阳能光伏组件剖面结构图。
[0028]图2是具有本发明特征上层夹层玻璃板间设置光滤膜层的中空太阳能光伏组件剖面结构图。
[0029]图3是具有本发明特征夹层玻璃上层玻璃板下表面设置量子点层，夹层玻璃下层玻璃板上表面设置光滤膜层和透光薄膜层的中空太阳能光伏组件剖面结构图。
[0030]图4是具有本发明特征夹层玻璃上层玻璃板下表面设置量子点层，夹层玻璃下层玻璃板上表面设置光滤膜层和空气层的中空太阳能光伏组件剖面结构图。
[0031]图5是具有本发明特征上层玻璃板上表面设置量子点层，下表面设置光滤膜层的中空太阳能光伏组件剖面结构图。
【具体实施方式】:
[0032]实施例1:
[0033]上层玻璃板上表面设置光滤膜层的中空太阳能光伏组件剖面结构图如图1所示，其中:I是中空腔铝合金隔条，2是上层玻璃镶嵌槽，3是太阳能电池板镶嵌槽，4是隔条组角腔，5是隔条降温腔，6是反光凹面，7是透光玻璃板，8是绒面光滤膜层，9是太阳能电池板，10是太阳能电池板上层透光防护膜，11是太阳能电池板半导体芯片组件，12是下层背板，13是密封胶，14是中空腔，15是惰性气体。
[0034]组装过程如下:将绒面光滤膜层8涂装在透光玻璃板7表面，透光玻璃板7镶嵌进上层玻璃镶嵌槽2内，用密封胶13将透光玻璃板7与中空腔铝合金隔条I间的缝隙密封，太阳能电池板9镶嵌进太阳能电池板镶嵌槽3内，用密封胶13将太阳能电池板9与中空腔铝合金隔条I间的缝隙密封，透光玻璃板7和中空腔铝合金隔条I和太阳能电池板9组合成中空腔14，中空腔14内填充惰性气体15。
[0035]使用时，太阳光或太阳能聚光照射在绒面光滤膜层8上，太阳光或太阳能聚光具有特定波长和足够能量的光穿过绒面光滤膜层8和透光玻璃板7照射太阳能电池板上层透光防护膜10和照射在太阳能电池板半导体芯片组件11上进行光电转换，没有足够能量的光被屏蔽，中空腔14内的惰性气体15吸收太阳光或太阳能聚光的热量，降低半导体芯片组件11的温度，提高半导体芯片组件11的光电转换效能。
[0036]绒面光滤膜层8包括:由上层铝镓砷半导体膜和中间层砷化镓半导体膜和下层铝镓砷半导体膜制成的绒面光滤膜，由铝镓砷半导体膜和砷化镓半导体膜制成的绒面光滤膜，由Sn02膜和砷化镓半导体膜制成的绒面光滤膜，由铜铟硒半导体膜制成的绒面光滤膜，由碲化镉半导体膜制成绒面光滤膜。
[0037]实施例2:
[0038]上层夹层玻璃板间设置光滤膜层的中空太阳能光伏组件剖面结构图如图2所示，其中:16是中空腔铝合金隔条，17是夹层玻璃镶嵌槽，18是太阳能电池板镶嵌槽，19是隔条组角腔，20是隔条降温腔，21是反光凹面，22是上层透光玻璃板，23是光滤膜层，24是下层透光玻璃板，25是太阳能电池板，26是太阳能电池板上层透光防护膜，27是太阳能电池板半导体芯片组件，28是下层背板，29是密封胶，30是中空腔，31是惰性气体。
[0039]组装过程如下:将光滤膜层23涂装在上层透光玻璃板22与下层透光玻璃板24间组装成光滤膜夹层玻璃，光滤膜夹层玻璃镶嵌进夹层玻璃镶嵌槽17内，用密封胶29将滤膜夹层玻璃与中空腔铝合金隔条16间的缝隙密封，太阳能电池板25镶嵌进太阳能电池板镶嵌槽18内，用密封胶29将太阳能电池板25与中空腔铝合金隔条16间的缝隙密封，光滤膜夹层玻璃和中空腔铝合金隔条16和太阳能电池板25组合成中空腔30，中空腔30内填充惰性气体31。
[0040]使用时，太阳光或太阳能聚光照射在夹层玻璃内光滤膜层23上，太阳光或太阳能聚光具有特定波长和足够能量的光穿过光滤膜层23和下层透光玻璃板24照射太阳能电池板上层透光防护膜26和照射在太阳能电池板半导体芯片组件27上进行光电转换，没有足够能量的光被屏蔽，中空腔30内的惰性气体31吸收太阳光或太阳能聚光的热量，降低半导体芯片组件27的温度，提高半导体芯片组件27的光电转换效能。
[0041]光滤膜层23包括:由上层铝镓砷半导体膜和中间层砷化镓半导体膜和下层铝镓砷半导体膜制成的光滤膜，由铝镓砷半导体膜和砷化镓半导体膜制成的光滤膜，由Sn02膜和砷化镓半导体膜制成的光滤膜，由铜铟硒半导体膜制成的光滤膜，由碲化镉半导体膜制成光滤膜。
[0042]实施例3:
[0043]夹层玻璃上层玻璃板下表面设置量子点层，夹层玻璃下层玻璃板上表面设置光滤膜层和透光薄膜层的中空太阳能光伏组件剖面结构图如图3所示，其中:32是中空腔铝合金隔条，33是夹层玻璃镶嵌槽，34是太阳能电池板镶嵌槽，35是隔条组角腔，36是隔条降温腔，37是反光凹面，38是上层透光玻璃板，39是量子点层，40是透光薄膜层，41是光滤膜层，42是下层透光玻璃板，43是太阳能电池板，44是太阳能电池板上层透光防护膜，45是太阳能电池板半导体芯片组件，46是下层背板，47是密封胶，48是中空腔，49是惰性气体。
[0044]组装过程如下:将量子点层39涂装在上层透光玻璃板38下表面，将光滤膜层41涂装在下层透光玻璃板24上表面，量子点层39与光滤膜层41间用透光薄膜层40隔开，组装成量子点光滤膜夹层玻璃，量子点光滤膜夹层玻璃镶嵌进夹层玻璃镶嵌槽33内，用密封胶47将量子点滤膜夹层玻璃与中空腔铝合金隔条32间的缝隙密封，太阳能电池板43镶嵌进太阳能电池板镶嵌槽34内，用密封胶47将太阳能电池板43与中空腔铝合金隔条32间的缝隙密封，量子点光滤膜夹层玻璃和中空腔铝合金隔条32和太阳能电池板43组合成中空腔48，中空腔48内填充惰性气体49。
[0045]使用时，太阳光或太阳能聚光照射在上层透光玻璃板38和量子点层39上，量子点层39吸收宽的激发谱和发射具有特定波长和足够能量的光穿过透光薄膜层40照射在光滤膜41上，光滤膜41将量子点层39发射的光过滤后，照射太阳能电池板上层透光防护膜44和照射在太阳能电池板半导体芯片组件45上进行光电转换，中空腔48内的惰性气体49吸收太阳光或太阳能聚光的热量，降低半导体芯片组件45的温度，提高半导体芯片组件45的光电转换效能。
[0046]光滤膜层41包括:由上层铝镓砷半导体膜和中间层砷化镓半导体膜和下层铝镓砷半导体膜制成的光滤膜，由铝镓砷半导体膜和砷化镓半导体膜制成的光滤膜，由Sn02膜和砷化镓半导体膜制成的光滤膜，由铜铟硒半导体膜制成的光滤膜，由碲化镉半导体膜制成光滤膜。
[0047]实施例4:[0048]夹层玻璃上层玻璃板下表面设置量子点层，夹层玻璃下层玻璃板上表面设置光滤膜层和空气层的中空太阳能光伏组件剖面结构图如图4所示，其中:50是中空腔铝合金隔条，51是中空玻璃镶嵌槽，52是太阳能电池板镶嵌槽，53是隔条组角腔，54是隔条降温腔，55是上层透光玻璃板,56是量子点层,57是气体隔条,58是气体层,59是光滤膜层,60是下层透光玻璃板，61是太阳能电池板，62是太阳能电池板上层透光防护膜，63是太阳能电池板半导体芯片组件，64是下层背板，65是密封胶，66是中空腔，67是惰性气体。
[0049]组装过程如下:将量子点层56涂装在上层透光玻璃板55下表面，将光滤膜层59涂装在下层透光玻璃板60上表面，量子点层56与光滤膜层59四周用气体隔条57隔开，量子点层56与光滤膜层59和气体隔条57间形成气体层58,制成量子点光滤膜中空玻璃,量子点光滤膜中空玻璃镶嵌进中空玻璃镶嵌槽51内，用密封胶65将量子点滤膜中空玻璃与中空腔铝合金隔条50间的缝隙密封，太阳能电池板61镶嵌进太阳能电池板镶嵌槽52内，用密封胶65将太阳能电池板61与中空腔铝合金隔条50间的缝隙密封，量子点光滤膜中空玻璃和中空腔铝合金隔条50和太阳能电池板61组合成中空腔66，中空腔66内填充惰性气体67。
[0050]使用时，太阳光或太阳能聚光照射在上层透光玻璃板55和量子点层56上，量子点层56吸收宽的激发谱和发射具有特定波长和足够能量的光穿过气体层58照射在光滤膜59上，光滤膜59将量子点层56发射的光过滤后，照射太阳能电池板上层透光防护膜62和照射在太阳能电池板半导体芯片组件63上进行光电转换，中空腔66内的惰性气体67吸收太阳光或太阳能聚光的热量，降低半导体芯片组件63的温度，提高半导体芯片组件63的光电转换效能。
[0051]光滤膜层59包括:由上层铝镓砷半导体膜和中间层砷化镓半导体膜和下层铝镓砷半导体膜制成的光滤膜，由铝镓砷半导体膜和砷化镓半导体膜制成的光滤膜，由Sn02膜和砷化镓半导体膜制成的光滤膜，由铜铟硒半导体膜制成的光滤膜，由碲化镉半导体膜制成光滤膜。
[0052]实施例5:
[0053]上层玻璃板上表面设置量子点层，下表面设置光滤膜层的中空太阳能光伏组件剖面结构图如图5所示，其中:68是中空腔铝合金隔条，69是玻璃镶嵌槽，70是太阳能电池板镶嵌槽，71是隔条组角腔，72是隔条降温腔，73是反光凹面，74是量子点层，75是上层透光玻璃板，76是光滤膜层，77是太阳能电池板，78是太阳能电池板上层透光防护膜，79是太阳能电池板半导体芯片组件，80是下层背板，81是密封胶，82是中空腔，83是惰性气体。
[0054]组装过程如下:将量子点层74涂装在上层透光玻璃板75上表面，将光滤膜层76涂装在上层透光玻璃板75下表面，组装成量子点光滤膜玻璃，量子点光滤膜玻璃镶嵌进玻璃镶嵌槽69内，用密封胶81将量子点滤膜玻璃与中空腔铝合金隔条68间的缝隙密封，太阳能电池板77镶嵌进太阳能电池板镶嵌槽70内，用密封胶81将太阳能电池板77与中空腔铝合金隔条68间的缝隙密封，量子点光滤膜玻璃和中空腔铝合金隔条68和太阳能电池板77组合成中空腔82，中空腔82内填充惰性气体83。
[0055]使用时，太阳光或太阳能聚光照射在量子点层74上，量子点层74吸收宽的激发谱和发射具有特定波长和足够能量的光穿过透光玻璃板75照射在光滤膜层76上，光滤膜76将量子点层74发射的光过滤后，照射在太阳能电池板半导体芯片组件79上进行光电转换，中空腔82内的惰性气体83吸收太阳光或太阳能聚光的热量，降低半导体芯片组件79的温度。
【权利要求】
1.带有光滤膜的太阳能光伏组件，包括:太阳能光伏组件，光滤膜，其特征是:光伏组件上层玻璃板上设置光滤膜层或光伏组件上层夹层玻璃板间设置光滤膜层。
2.带有光滤膜的太阳能光伏组件，包括:太阳能光伏组件，量子点层，光滤膜，其特征是:光伏组件上层玻璃板上设置量子点层，量子点层下面设置光滤膜层，或光伏组件上层夹层玻璃板间设置量子点层，量子点层下面设置光滤膜层。
3.如权利要求2所述带有光滤膜的太阳能光伏组件，其特征是:光伏组件上层玻璃板上表面设置量子点层，光伏组件上层玻璃板下表面设置光滤膜层。
4.如权利要求2所述带有光滤膜的太阳能光伏组件，其特征是:光伏组件上层夹层玻璃板下表面设置量子点层，光伏组件下层夹层玻璃板上表面设置光滤膜层，量子点层与光滤膜层间设置气体层或透光膜。
5.如权利要求2所述带有光滤膜的太阳能光伏组件，其特征是:量子点材料是由I1-VI族或II1-V族元素组成的纳米颗粒,但不限于上述颗粒。
6.如权利要求1或2所述带有光滤膜的太阳能光伏组件，其特征是:光滤膜由上层铝镓砷半导体膜和中间层砷化镓半导体膜和下层铝镓砷半导体膜制成。
7.如权利要求1或2所述带有光滤膜的太阳能光伏组件，其特征是:光滤膜由铝镓砷半导体膜和砷化镓半导体膜制成。
8.如权利要求1或2所述带有光滤膜的太阳能光伏组件，其特征是:光滤膜由SnO2膜和砷化镓半导体膜制成。
9.如权利要求1或2所述带有光滤膜的太阳能光伏组件，其特征是:光滤膜由铜铟硒半导体膜制成或光滤膜由碲化镉半导体膜制成。
10.如权利要求1或2所述带有光滤膜的太阳能光伏组件，其特征是:光滤膜与太阳能电池芯片间设置气体层。
【文档编号】H01L31/0216GK103579378SQ201210256426
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】王广武 申请人:王广武