包括太阳光重定向膜的装置、太阳能电池模块及焊带制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种包括太阳光重定向膜的装置、太阳能电池模块以及焊带。一种太阳光重定向膜，太阳光重定向膜包括第一层，第一层具有第一主表面和第二主表面，第二主表面包括多个结构。可以内接于每个结构的沿垂直于第一表面而截取的横截面的最大三角形具有第一面和第二面，第一面和第二面离开第一主表面延伸至三角形的峰。第一面的长度与第二面的长度相差至少10％。太阳光重定向膜还包括第二层，第二层设置在结构上并与结构形态相符。第二层构造成使入射在第二层上的太阳光重定向。

Including solar redirection film device, solar cell module and welding belt

The utility model relates to a device including a solar redirection film, a solar cell module and a welding belt. A solar redirection film comprises a first layer, a first layer having a first main surface and a second main surface, and a second main surface comprising a plurality of structures. The largest triangle that can be intercepted along the cross section perpendicular to the first surface of each structure has the first and second sides, which extend from the first main surface to the peak of the triangle. The length of the first side is at least 10% different from that of the second side. The solar redirection film also includes a second layer, which is arranged in a structure and conforms to the structure. The second layer is constructed to redirect the sunlight incident on the second layer.

【技术实现步骤摘要】
包括太阳光重定向膜的装置、太阳能电池模块及焊带
本技术涉及包括太阳光重定向膜的装置、太阳能电池模块以及焊带。
技术介绍
随着科技的进步和全球人口的增长，对可再生能源的需求大幅增长。现今有前途的能源之一是太阳光。可以通过使用用于太阳光至电流的光伏转换的光伏(PV)电池(也称为太阳能电池)来实现太阳光利用。PV电池的尺寸相对较小，并且通常被组合成具有比模块的各个PV电池相对更大的功率输出的物理集成的PV模块(或太阳能模块)。PV模块通常由两个或更多个由密封剂包围并被前板和后板包封的PV电池“串”形成，其中，至少一个板对太阳光是透明的。这种层压结构为PV电池提供了机械支承并且还保护PV电池免受因诸如风、雪和冰之类的环境因素引起的损害。PV模块通常配装到金属框架中，其中，密封剂覆盖由金属框架接合的模块的边缘。金属框架保护模块的边缘，提供附加的机械强度，并且便于将其与其他模块组合以形成可以安装至合适的支承件的更大的阵列或太阳能板。
技术实现思路
一些实施方式涉及一种包括太阳光重定向膜(LRF)的装置。LRF是柔性太阳光重定向膜，包括第一层，第一层具有第一主表面和第二主表面，第二主表面包括多个结构。可以内接于每个结构的沿垂直于第一表面截取的横截面的最大三角形具有第一面和第二面，第一面和第二面离开第一主表面延伸至三角形的峰。第一面的长度与第二面的长度相差至少10％。LRF还包括第二层，第二层设置在结构上并与结构形状相符。第二层构造成使照射到第二层上的太阳光重定向。一些实施方式涉及一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括多个太阳能电池，所述多个太阳能电池具有将太阳能电池电连接在一起的焊带。模块还包括设置在模块的光伏非活性区域——比如焊带——中的如上所述的LRF。根据一些实施方式，一种太阳能电池模块包括多个电连接的太阳能电池。模块还包括具有非对称反射结构的太阳光重定向膜(LRF)，其中，LRF是柔性太阳光重定向膜，设置在模块的光伏非活性区域上方。可以内接于每个结构的沿垂直于膜的表面截取的横截面的最大三角形具有第一面和第二面，第一面和第二面离开表面延伸至三角形的峰。第一面的长度与第二面的长度相差至少10％。模块包括前侧层，前侧层设置在太阳能电池的光伏活性表面上方。前侧层包括模块的位于模块-空气界面处的外表面。模块构造成安装在安装地点处，使得结构的主轴线沿着由在春分和秋分时的折射的太阳路径限定的平面设置。模块构造成倾斜与安装地点的维度不相等的倾斜角度。在该设置中，太阳与太阳光重定向膜之间的太阳路径的中心光线的角度与太阳能模块的光接收表面不垂直。太阳路径内的基本上所有的光线均被太阳光重定向膜重定向，并且太阳路径内的基本上所有的光线均以大于全内反射(TIR)的临界角的角度与模块-空气界面交会。根据一些实现形式，一种太阳能电池模块构造成以一定方位角在安装地点处取向，使得结构的主轴线位于由沿着在安装地点处的春分和秋分时的太阳路径的折射光限定的平面内，其中，太阳能电池模块在安装地点处倾斜与安装地点的维度不相等的倾斜角度。在该设置中，太阳与太阳光重定向膜之间的太阳路径的中心光线的角度与太阳能模块的光接收表面不垂直，并且太阳路径内的基本上所有的光线均被太阳光重定向膜重定向，并且太阳路径内的基本上所有的光线均以大于全内反射(TIR)的临界角的角度与模块-空气界面交会。根据下面的描述，本申请的这些方面及其他方面将变得明显。然而，在任何情况下，上述概述都不应当被解释为对所要求保护的主题的限制，该主题仅由所附权利要求限定。附图说明图1是根据一些实施方式的PV模块的简化的俯视图；图2A是根据一些实施方式的沿着焊带截取的PV模块的截面图；图2B是根据一些实施方式的沿着太阳能电池之间的光伏非活性区域截取的PV模块的截面图；图3A和图3B是根据一些实施方式的层压之前的太阳能电池模块的子组件的一些部分的截面图；图3C和图3D分别示出了可在图3A和图3B的子组件在热和压力下进行层压之后形成的PV模块的部分；图3E和图3F分别示出了可在图3A和图3B的子组件在热和压力下进行层压之后形成的PV模块的部分；图3G至图3I示出了根据一些实施方式的太阳能电池模块的部分；图4A和4B是根据一些实施方式的光重定向膜制品的俯视图；图4C至图4E是根据各种实施方式的光重定向膜制品的截面图；图4F是根据一些实施方式的包括一个或更多个“波状”反射结构的光重定向膜的俯视图；图4G是根据一些实施方式的具有带有圆峰的反射结构的光重定向膜的截面图；图4H是根据一些实施方式的具有带有轻微弯曲的面的反射结构的光重定向膜的截面图；图5示出了用于测量光重定向膜样品的电阻的测量测试装置；图6A和图6B描绘了被测试的PV模块的两种构型；图7是描绘太阳能电池模块的一部分并且图示太阳光与太阳能电池模块的光反射膜的相互作用的截面图；图8是北纬45度位置的太阳路径的锥光图；图9是示出叠加在图8的太阳路径锥光图上的示例太阳能电池的效率的锥光图；图10是示出大致形成三角形的LRF结构的角度的截面图；图11是示出了针对PV模块在平行于地面(0°模块倾斜角)且北纬45°位置的情况下叠加在太阳路径锥光图上的LRF效率的锥光图，其指示了显著的效率损失；图12A是根据一些实施方式的具有不对称反射结构的LRF制品的立体图；图12B是图12A的LRF制品的截面图；图13是根据一些实施方式的具有不对称反射结构的LRF制品的截面图；图14A是表示针对太阳能电池模块在平行于地面(0°模块倾斜角)且北纬45°位置的情况下叠加在太阳路径上的非对称LRF(44.25°-120°-15.75°)的示例的锥光图；图14B是示出针对PV模块在平行于地面(0°模块倾斜角)、北纬45°、非对称LRF(39.86°-120°-20.14°)以及模块朝向西南20°取向的情况下叠加在太阳路径上的LRF效率的锥光图；图14C是示出针对PV模块在平行于地面(0°模块倾斜角)、北纬45°、非对称LRF(39.86°-120°-20.14°)和模块朝向西南20°取向——其中，LRF的脊线相对于LRF纵向轴线形成20°的倾斜角——的情况下叠加在太阳路径上的LRF效率的锥光图；图15A至图15C示出根据一些实施方式的太阳能模块安装中的旋转角和倾斜角；以及图16示出了根据一些实施方式的安装在PV电池上的焊带的横截面图。附图不一定是按比例的。在附图中使用的相似的附图标记表示相似的部件。然而，应该理解的是，使用附图标记表示给定附图中的部件并非意图限制另一附图中标有相同附图标记的部件。具体实施方式本文公开的一些实施方式涉及具有多个最终使用用途的光重定向膜(LRF)制品。在一些实施方式中，本公开的方面涉及结合到PV模块中的LRF的使用。对于许多PV模块设计，光伏(PV)模块的若干个区域是光伏非活性区域，在光伏非活性区域中，入射光不被吸收用于光伏转换。光伏非活性区域可以包括被称为“焊带(tabbingribbons)”的电连接件覆盖PV电池的区域以及PV电池之间的区域。光伏非活性区域减小了可用于能量转换的PV模块的总表面积。本文描述的光重定向膜(LRF)可以定位在焊带的上方、PV电池之间、PV模块的周边区域中和/或其他位置中。LRF将入射在光伏非活性区域上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括太阳光重定向膜的装置，其特征在于：所述太阳光重定向膜是柔性太阳光重定向膜，所述柔性太阳光重定向膜包括：第一层，所述第一层具有第一主表面和第二主表面，所述第二主表面包括多个结构，能够内接于每个结构的沿垂直于所述第一主表面截取的横截面的最大三角形具有第一面和第二面，所述第一面和所述第二面离开所述第一主表面延伸至所述三角形的峰，所述第一面的长度与所述第二面的长度相差至少10％；以及第二层，所述第二层设置在所述结构上并与所述结构形状相符，所述第二层构造成使照射到所述第二层上的太阳光重定向。

【技术特征摘要】
1.一种包括太阳光重定向膜的装置，其特征在于：所述太阳光重定向膜是柔性太阳光重定向膜，所述柔性太阳光重定向膜包括：第一层，所述第一层具有第一主表面和第二主表面，所述第二主表面包括多个结构，能够内接于每个结构的沿垂直于所述第一主表面截取的横截面的最大三角形具有第一面和第二面，所述第一面和所述第二面离开所述第一主表面延伸至所述三角形的峰，所述第一面的长度与所述第二面的长度相差至少10％；以及第二层，所述第二层设置在所述结构上并与所述结构形状相符，所述第二层构造成使照射到所述第二层上的太阳光重定向。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一面的长度与所述第二面的长度相差至少15％。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一层具有在太阳光的光谱上平均至少50％的光透射率。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一层具有在太阳光的光谱上平均小于50％的光透射率。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述膜的厚度在约25μm至约150μm的范围内。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一层和所述第二层中的一者或两者是多层结构。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一层包括：第一子层，所述第一子层包括所述第一主表面和第二主表面；以及第二子层，所述第二子层设置在所述第二主表面上并且包括所述结构。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一子层包括第一材料，并且所述第二子层包括与所述第一材料不同的第二材料。9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一层的所述第一子层具有在约50μm至约100μm之间的厚度；并且所述第一层的所述第二子层具有在约7μm至约31μm的范围内的厚度。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第二子层的每个结构的在所述结构的谷与相邻峰之间的高度在约5μm至约25μm的范围内；并且所述第二子层的在所述第一子层与所述结构的谷之间的接合区的厚度在约2μm至约6μm之间。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二层的厚度为约30nm至约150nm。12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二层包括金属涂层。13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二层是铝层。14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二层是多层干涉膜。15.根据权利要求1所述的装置，其中，每个结构的所述峰是长形的，由此形成大致沿着主轴线延伸的脊线。16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述脊线的主轴线与所述膜的纵向轴线大致平行。17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述脊线的主轴线相对于所述膜的纵向轴线形成斜角。18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述结构中的至少一些结构的峰的高度沿着所述主轴线变化。19.根据权利要求15所述的装置，其中，每个结构的所述峰的位置相对于沿着所述主轴线的距离而变化。20.根据权利要求15所述的装置，其中，所述峰的高度和峰的位置两者均沿着所述主轴线而变化。21.根据权利要求15所述的装置，其中，从结构至结构的间距恒定。22.根据权利要求15所述的装置，其中，从结构至结构的间距是变化的。23.根据权利要求1所述的装置，其中，在横截面中，所述结构呈相同的三角形形状。24.根据权利要求1所述的装置，其中，在横截面中，所述结构中的至少一些结构的形状不同于其他结构的形状。25.根据权利要求1所述的装置，其中，设置有所述第二层的所述结构形成非聚焦反射棱镜。26.根据权利要求1所述的装置，其中，所述三角形包括：在所述第一面与所述第二面之间的峰角度β0；在所述三角形的所述第一面与底面之间的第一面角度β1；在所述第二面与所述底面之间的第二面角度β2，其中，β0在约110度至约130度之间。27.根据权利要求26所述的装置，其中，β1和β2相差至少5度。28.根据权利要求26所述的装置，其中，β0是约120度。29.根据权利要求26所述的装置，其中，β1大于5度且小于55度；并且β2等于180-β0-β1。30.根据权利要求28所述的装置，其中，β1大于10度且小于50度；并且β2等于180-β0-β1。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·布里安·奥尼尔，提摩西·内尔·纳鲁姆，马家颍，褚轶雯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：新型
国别省市：美国,US