光伏器件制造技术

技术编号:18676631 阅读:6 留言:0更新日期:2018-08-14 21:50
本发明专利技术涉及一种旨在转换成包括在280与1000nm之间的波长λ1的电入射辐射Φ1的光伏器件,该光伏器件包括(i)组件,该组件包括具有两个主面f1和f2的玻璃板,该面f1是该入射辐射从中穿透到所述组件中的面并且所述板对于所述入射辐射Φ1是透明的;以及功能层,该功能层覆盖该板的主面f2并且包括其中分散发光元素的基质,这些发光元素能够吸收波长λ1的所述入射辐射Φ1并且将所述辐射以比λ1长并且包括在800与1400nm之间的波长λ2再发射;以及(ii)至少一个光伏电池,波长λ2的再发射的辐射到达该至少一个光伏电池处并且该至少一个光伏电池对该波长λ2是敏感的。在该器件中,该玻璃板具有在该波长λ2下低于3m‑1的吸收系数。此种器件适用于建筑领域中的太阳能的收集。

Photovoltaic devices

The present invention relates to a photovoltaic device designed to convert into an electric incident radiation 1 comprising a wavelength between 280 and 1000 nm, comprising (i) a module comprising a glass plate having two main faces F1 and F2 from which the incident radiation penetrates into the module and the plate for the incident light. Radiation_1 is transparent; and a functional layer that covers the main surface F2 of the board and includes a matrix of dispersed luminescent elements that can absorb the incident radiation_1 at wavelength lambda 1 and re-emit the radiation at wavelength lambda 2 longer than lambda 1 and included between 800 and 1400 nm; and (ii) at least one. For each photovoltaic cell, the re-emitted radiation of wavelength lambda 2 reaches the at least one photovoltaic cell and the at least one photovoltaic cell is sensitive to the wavelength lambda 2. In this device, the glass plate has a absorption coefficient below 3M [1] at this wavelength band 2. This device is suitable for the collection of solar energy in the field of construction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光伏器件1.
本专利技术总体上涉及一种能够借助于太阳能(或光伏)电池将入射辐射尤其太阳能辐射转换成电的器件,并且更特别地涉及通过这些电池更有效地收集并且集中入射辐射以供使用的这种类型的器件。特别地,本专利技术涉及一种光伏(PV)器件,该光伏器件包括一个或多个光伏电池和以下项的组件:至少一个对于该入射辐射是透明的玻璃板以及其中分散发光元素的基质,这些发光元素能够吸收该入射辐射并且将该辐射以较长的波长再发射,使得新辐射的波长落入该一个或多个光伏电池的灵敏度的区域中,该一个或多个光伏电池的面积远小于每个主面的面积(发电面积<<<收集面积)。此种器件基本上但不仅适用于建筑领域中的太阳能的收集(“建筑物集成的光伏”或“BIPV”类型的器件)。2.现有技术的解决方案用于集中辐射的器件已经大约已知了很长时间,并且例如在专利EP0004242B1、DE2628291和US4127425中已经描述了一些。此外,在由E.WEBER和J.LAMBE在“AppliedOptics[应用光学]”第15卷,第10期,第2299-2300页公布的文章中,描述了放置在外壳中的辐射收集器,该外壳的上表面是由玻璃或塑料制成的窗口并且该外壳的下表面是镜子。专利EP0004242B描述了一种太阳能辐射的集中器,其中辐射(λ1)通过其中分布物质的基质,这些物质以发光串联运行并且能够吸收波长(λ1)的范围内的能量并且将该能量在较长的波长(λ2)的范围内再发射,后者范围对应于太阳能光伏电池的最佳灵敏度的区域,在该太阳能光伏电池处所述辐射到达并且其有用的能量因此被放大,其中所述基质位于外壳中,该外壳的至少一部分被所述辐射在其通过所述基质之前从中穿透,由在该外壳的外部侧上具有第一折射率(n1)并且在所述基质侧上具有第二折射率(n2)的物质形成,其中,所述第二折射率相对于所述第一折射率尽可能高,所述外壳的其余部分对于到达也位于该外壳的光伏电池处的所述辐射是不透明的。专利DE2628291描述了一种用于将太阳能转换成电功率的器件,其中入射光在比周围介质的折射率更高的折射率且含有“荧光中心”的透明或“集中器”层中被捕获;然后再发射的光被导向常规太阳能电池。专利US4127425描述了一种用于收集辐射由发光平面层和放置在侧面之一上的太阳能电池构成的器件,该层由其中分布有一种或多种发光剂的基质形成。其他侧面和下面可以用镜子覆盖。入射在上面上的辐射被吸收并以4π的角度再发射。通过连续的内部反射,然后将所希望的波长的强通量光引向由电池覆盖的端部。发光平面层可以由玻璃或聚合物形成,在玻璃或聚合物中分散有发光剂。这些试剂可以直接发射光,该光的能量在太阳能电池敏感的范围附近;它们还可以借助于串联机制发射这种光。此外,在US4727425的器件中,一个或多个光伏电池被定位在发光层的边缘面上,该发光层的边缘面已经被扩大以便增加所述边缘面的面积并允许使用较大面积的电池并且因此获得了增加的发电面积。在现有技术的所有器件中,入射辐射的吸收和/或新辐射的再发射至少部分地在可见区域中发生,因此给予器件在建筑应用中不经常是令人希望的透射和/或吸收的颜色。此外,这些已知器件仅具有非常适度的面积(约100cm2)和/或非常低到中等的效率和/或随时间的推移相对不稳定的(尤其因为使用有机发光体)和/或在可见光中不是足够透明的。为了使所有这些已知的器件在建筑应用中实际上是可设想的,至关重要的是显著增加它们的尺寸,典型地至约1m乘以2m、或甚至2m乘以4m(或甚至更大)。如果考虑已知的器件,那么产生此类尺寸,通过在器件材料中吸收而再发射的辐射的能量的显著损失并且因此器件的输出是极度降低的。如果玻璃被认为是此类器件中选择的透明材料并且如果嵌装玻璃的面积增加到足以实现足够大的尺寸以用于建筑应用,特别地,显然的是再发射的辐射的这种吸收作用是关键的。此外,出于上述原因,为了避免可见区域,将吸收和/或再发射的辐射定位在UV或近红外区域中将是有利的。在朝向较长波长转换的情况下,使用近红外区域用于再发射的辐射将是明智的。因此,如果被称为“透明”玻璃的常规钠钙玻璃被认为是此类器件中的透明材料,则后者具有在波长850nm下30m-1的吸收系数。此种吸收系数的结果是,在通过玻璃仅2.3cm行程之后,50%的再发射的辐射已被重吸收,并且在通过玻璃仅5.3cm行程之后,仍然存在小于1%的最初再发射的辐射。具有低铁含量的所谓的“超透明”钠钙玻璃就其本身而言具有在波长850nm下4m-1的吸收系数。此种吸收系数的结果是,在通过玻璃仅23cm行程之后,50%的再发射的辐射已被重吸收,并且在通过玻璃115cm行程之后,仍然存在小于1%的最初再发射的辐射。解决这个主要问题的方式之一将是增加发电面积(因此光伏电池的数目和/或尺寸)。在常规PV器件中,增加发电面积自动地导致器件的总成本的激烈增加,并且潜在地要求有待占用的基质的主面(由于其边缘面上缺少空间),那么由此必然地不堪忍受地影响PV器件的大体外观,其至少部分地失去其透明度(如是其中常规BIPV器件包括对应于被放置在太阳能电池的主面上的太阳能电池的不透明区域的情况)。专利US4727425的器件试图通过以下方式避免这种缺点:特别地且局部地增加发光基质的边缘面的厚度并由此允许增加太阳能电池的面积,但是(i)相对于前述解决方案仍然存在对成本的负面影响,并且(ii)用每一种类型的基底/基质(并且当然不是在由玻璃制成的透明基质的情况下)不能容易地实现边缘面的厚度的局部增加。因此,存在向光伏市场提供用于BIPV应用的嵌装玻璃单元的需要,该嵌装玻璃单元是有效的、在可见光中透明的并且大尺寸的。另一个市场需要是提供功能性嵌装玻璃单元(用于建筑或汽车应用),其在可见光中是透明的并且是“自发的”,即能够产生其要求操作的所有功率/电。此种功能嵌装玻璃单元的一个实例是结合检测器/传感器或电致变色层的窗口。3.专利技术目的在本专利技术的实施例中的至少一个中,本专利技术的目的是提供一种光伏器件,该光伏器件允许改善现有技术的PV器件的缺点。特别地,在本专利技术的实施例中的至少一个中,本专利技术的目的是提供一种光伏器件,该光伏器件允许通过吸收而非常大地减少再发射的辐射的损失。在本专利技术的实施例中的至少一个中,本专利技术的目的还是提供一种使用肉眼看不见的再发射的辐射的光伏器件。在本专利技术的实施例中的至少一个中,本专利技术的另一个目的是提供一种光伏器件,该光伏器件当从其主面看该光伏器件时允许维持所述器件的透明度。最后,本专利技术的另一个目的是提供一种生产廉价的集中光伏器件。4.
技术实现思路
本专利技术涉及一种旨在转换成包括在280与1000nm之间的波长λ1的电入射辐射Φ1的光伏器件,该光伏器件包括:(i)组件,该组件包括-具有两个主面f1和f2的玻璃板V1,该面f1是该入射辐射Φ1从中穿透到该组件中的面并且所述板V1对于所述入射辐射Φ1是透明的;-功能层F,该功能层覆盖该板V1的主面f2并且包括其中分散发光元素的基质,这些发光元素能够吸收波长λ1的所述入射辐射Φ1并且将所述辐射以比λ1长并且包括在800与1400nm之间的波长λ2再发射;以及(ii)至少一个光伏电池(C1,C2,C3,…),波长λ2的再本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种旨在转换成包括在280与1000nm之间的波长λ1的电入射辐射Φ1的光伏器件,该光伏器件包括:‑组件,该组件包括a.具有两个主面f1和f2的玻璃板V1,该面f1是该入射辐射从中穿透到所述组件中的面并且所述板V1对于所述入射辐射Φ1是透明的;b.功能层F,该功能层覆盖该板V1的主面f2并且包括其中分散发光元素的基质,这些发光元素能够吸收波长λ1的所述入射辐射Φ1并且将所述辐射以比λ1长并且包括在800与1400nm之间的波长λ2再发射;以及‑至少一个光伏电池(C1,C2,C3,…),波长λ2的再发射的辐射到达该至少一个光伏电池处并且该至少一个光伏电池对该波长λ2是敏感的;在该器件中,该玻璃板V1具有在该波长λ2下低于3m‑1的吸收系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.25 EP 15196313.91.一种旨在转换成包括在280与1000nm之间的波长λ1的电入射辐射Φ1的光伏器件,该光伏器件包括:-组件,该组件包括a.具有两个主面f1和f2的玻璃板V1,该面f1是该入射辐射从中穿透到所述组件中的面并且所述板V1对于所述入射辐射Φ1是透明的;b.功能层F,该功能层覆盖该板V1的主面f2并且包括其中分散发光元素的基质,这些发光元素能够吸收波长λ1的所述入射辐射Φ1并且将所述辐射以比λ1长并且包括在800与1400nm之间的波长λ2再发射;以及-至少一个光伏电池(C1,C2,C3,…),波长λ2的再发射的辐射到达该至少一个光伏电池处并且该至少一个光伏电池对该波长λ2是敏感的;在该器件中,该玻璃板V1具有在该波长λ2下低于3m-1的吸收系数。2.根据权利要求1所述的光伏器件,其特征在于,该波...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·朗布里希B·普特B·多梅尔克
申请(专利权)人:旭硝子欧洲玻璃公司
类型:发明
国别省市:比利时,BE

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