本发明涉及用于从太阳辐射产生电能的太阳能模块及其应用。
背景技术：
1、太阳能模块由通过太阳辐射有效地产生电力的太阳能电池组成。太阳能电池如此密集地布置在太阳能模块上，使得模块表面被完全覆盖，并且以这种方式，可以产生最大的电力。用于暖房屋顶的半透明或部分透明的太阳能模块，如遮篷、天窗或车棚，一方面确保产生电太阳能，另一方面确保位于太阳能模块下方的房间被遮蔽并且被提供足够的光线。在半透明太阳能模块的生产中，当将太阳能电池放置在玻璃基板上时，允许电池周围的电池间隙，例如5mm至50mm，使得光可以通过玻璃基板上没有太阳能电池的区域穿透到下方的房间。根据电池间距的大小，可以设置10％至60％的合理透光率。也可以将太阳能电池以条带布置在玻璃基板上(www.ertex-solar.at，www.solarcarporte.de，htts://en.gridparityag.com，https://www.solar wende-berl in.de，de202011107554u1)。半透明太阳能模块还允许在农田和温室上产生太阳能，同时在模块下生长水果(wo2002005352a3，us20090277500a1，de102020118210a1)。由模块引起的遮蔽保护土壤并防止其干燥。基于碲化镉和有机太阳能电池的薄膜太阳能模块也可用作半透明太阳能模块。太阳能电池本身是部分半透明的，效率相对较低，约为10％。透明度为10％时，预计性能损失高达14％(www.sanko-solar.de，https://solare nergie.de)。其中活性非透明太阳能电池与无太阳能电池的区域交替的半透明薄膜太阳能模块尤其用于立面(ep3039718a1)。染料敏化薄膜模块用于温室中操作温度和湿度传感器。透明度为35％时，效率约为3.8％(https://doi.org/10.3390/de14196393)。基于有机和无机纳米结构太阳能活性复合材料的电池占用率为10％至100％的半透明薄膜模块用于温室，从而优化了必要的光合有效可见辐射和模块产生的电力。所产生的电力用于温室的空调和水培的操作(https:/www.britesolar.com)。具有有机聚合物的薄膜太阳能模块是半透明的，为温室提供光照和发电，效率约为7％(https://www.polysolar.co.uk)。作为窗户和立面的半透明薄膜模块对可见光具有高透明度，并使用红外线和紫外线产生太阳能。它们被用作建筑物的太阳能玻璃，效率约为10％(https://ubiqitous.energy，http://www.solar-constructions.com，ep2254153a1，us7795067b1)。
2、所列出的现有技术的技术方案具有许多缺点。在高效的半透明硅太阳能模块的情况下，其中太阳能电池和自由区域在模块上交替，基本问题是在太阳能模块下需要的光越多，可以在模块上放置的太阳能电池越少。这意味着透光率和发电量是相互对立的。例如，如果由于在太阳能模块下需要高透光率而使模块少装配三分之一的太阳能电池，则可实现的电太阳能的产量也降低至少三分之一。在具有交替的太阳能电池/自由空间占用的半透明太阳能模块的情况下，由于没有直射光可以到达太阳能电池下方，因此模块下方的光分布不均匀。当需要几乎均匀的光分布时，例如在园艺和农业应用中，在模式下产生的光分布不均匀性尤其不利。薄膜太阳能模块具有相对较高且均匀分布的透射率，但其效率通常低于10％。这意味着在使用时产生的电能太少，使得其应用的资本支出往往不合理。
技术实现思路
1、根据本发明，任务是提供半透明太阳能模块，其具有必要的高透明度和对模块下的空间的均匀照明，具有高电力和尽可能低的投资成本。
2、根据本发明，通过在5mm至100mm优选为60mm的距离处将高效的不透明和/或光谱半透明的太阳能电池施加到太阳能玻璃或其他光学透明基板，并用光学功能层覆盖所得的无太阳能电池区域(也称为自由区域)来解决该任务，所述光学功能层确保模块所需的光学透明度并且配备有有利于根据本发明的太阳能模块的附加功能。施加到自由表面的光学功能层具有部分和光谱地透射入射的太阳辐射、散射光和将一部分辐射引导到太阳能电池以及光谱地转换入射的太阳辐射的多功能。
1.一种用于产生电能的半透明太阳能模块，其特征在于，在太阳能玻璃基板和其他光学透明基板的背面上，不透明和/或光谱部分透明的太阳能电池与光学功能层交替，所述光学功能层既是部分透明的，又通过模块传输太阳辐射，还散射入射的太阳辐射并将其传导到太阳能电池，将入射的太阳辐射的短波光光谱转换为长波光，光学基板上的功能层的面积为20％至50％，优选为40％，太阳能模块的光谱透射率在400nm至700nm的范围内大于60％，并且在700nm至2μm之间具有10％至30％的透射率和70％至90％的漫反射。
2.根据权利要求1所述的半透明太阳能模块，其中所述光学功能层由反射器涂层组成，所述反射器涂层包含基于二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙和片状硅酸盐材料(云母)的光散射颗粒以及在合适的粘合剂材料中的滑石，和/或由具有荧光材料的荧光层组成，所述荧光材料选自有机荧光染料，诸如氧杂蒽、罗丹明、恶嗪、苝、吡咯甲烷和萘酰亚胺，并且选自无机荧光颜料，诸如稀土金属磷光体、掺杂的磷酸盐或硅酸盐或led磷光体。
3.根据权利要求1或2所述的半透明太阳能模块，其用作太阳能露台、暖房、遮篷、天窗、车棚、温室、购物商场、体育场和农业区、高速公路和其他交通路线、停车场的供电和导光半透明遮篷，并且用作建筑物和边界上的彩色立面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半透明太阳能模块，其用于热保护和室内空间的照明，用于保护农作物和土壤免受霜冻、脱水、破坏性太阳辐射和热量的影响，并促进植物生长。