用于光伏电池的光学屏蔽件制造技术

提供了一种用于光伏电池201的光学屏蔽件20，所述光学屏蔽件包括至少一个载体元件11，所述载体元件包括多个嵌入式光学功能腔51，该光学功能腔布置成至少一个预定的光学雕刻图案52，其中所述至少一个载体元件中的每个嵌入式光学功能腔定位于并对准在诸如电极、触点、指状物或母线之类的单独的表面结构之上，所述单独的表面结构设置在光伏电池的表面上。

Optical shield for photovoltaic cell

An optical shield 20 for photovoltaic cell 201 is provided, the optical shield includes at least one carrier element 11, the carrier element includes a plurality of embedded optical functional cavities 51, the optical functional cavity is arranged into at least one predetermined optical engraving pattern 52, wherein each embedded optical functional cavity of the at least one carrier element is positioned and aligned in such as electricity A separate surface structure, such as a pole, a contact, a finger or a bus, is arranged on the surface of the photovoltaic cell.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光伏电池的光学屏蔽件
本专利技术总体上涉及光学元件。具体地，本专利技术涉及一种用于设置在光伏电池上的表面结构(诸如触点、电极、指状物和母线之类)的光学屏蔽件。
技术介绍
通常，光伏(PV)电池或PV材料，特别是多晶硅和单晶硅，具有覆盖PV表面的5％至10％的表面结构，诸如触点、电极、指状物和/或母线。这些表面触点通常是通过掩模印刷产生的银电极并且具有85％的反射率。这种触点通常会引起反射和阴影损失，这意味着会有大约5％至10％的光学损耗，以及总的来说，会使相同用量的电池的输出电量降低。另一方面，使光伏电池(顶部)表面上的表面结构的总量和大小最小化将对整个电池功率输出造成更大的电阻和相关的电损耗。在这方面，常规的触点和/或电极设计是这两个参数之间的折衷设计。另外，上述PV电池结构的大小、数量、周期和/或位置对诸如内部电阻、传输电流和高度区域掺杂与低度区域掺杂之类的因素具有影响。这些因素导致PV电池总功率输出的减少或增加。目前并且预期在将来，PV电池的架构、设计和构造基于/将基于在所述电池的表面上设置触点和/或电极(图1A和图1B)。可用的非接触式解决方案结合了更高的制造价格与更低的产量；因此，这种解决方案在PV电池设计和架构中的主导性不是直接相关的主题。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少减轻由现有技术的限制和缺点引起的各个问题。该目的是根据独立权利要求1中限定的内容，通过用于光伏电池的光学屏蔽件组件的各种实施方式实现的。在优选实施方式中，提供了用于光伏电池的光学屏蔽件，其中至少一个载体元件包括多个嵌入式光学功能腔，所述光学功能腔布置成至少一个预定的光学雕刻图案，其中所述至少一个载体元件中的每个嵌入式光学功能腔定位于并对准在单独的表面结构之上，所述单独的表面结构(诸如电极、触点、指状物或母线之类)设置在光伏电池的表面上。在一些实施方式中，光学屏蔽件还包括相对于至少一个载体元件设置的平坦的平面基层元件，使得光学功能腔位于由所述至少一个载体元件限定的层和由所述基层元件限定的层之间。在一些实施方式中，光学功能腔填充有内部介质材料，该内部介质材料具有与所述腔周围的介质材料的折射率不同的折射率。在另外的实施方式中，就嵌入式光学功能腔的大小、形状、尺寸和布置而言，每个嵌入式光学功能腔被构造成用于反射功能、折射功能、偏转功能和衍射功能中的至少一者。在一些实施方式中，至少一个载体元件和/或基层元件是塑料聚合物、玻璃或树脂。在一些优选实施方式中，嵌入式光学功能腔设置呈V形凹槽的形式。在一些实施方式中，腔填充有设置呈流体或固体形式的内部介质材料，该材料可选自空气、气体和液体。在一些另外的实施方式中，每个嵌入式光学功能腔至少部分地由光学功能涂层涂覆，其中所述涂层的光学功能包括以下中的至少一者：镜面反射、漫反射和波长选择性反射。在一些实施方式中，就光学雕刻图案内的尺寸参数及其布置而言，嵌入式光学功能腔各自对应于设置在光伏电池的表面上的表面结构。在一些另外的实施方式中，光学屏蔽件包括至少两个载体元件，一个载体元件设置在另一个载体元件上，其中每个载体元件包括多个嵌入式光学功能腔，所述光学功能腔布置成至少一个预定的光学雕刻图案，并且其中，对于每个载体元件而言，在至少一个光学雕刻图案中的所述光学功能腔的尺寸、形状和周期性是可单独调节的。在一些实施方式中，光学屏蔽件被构造成覆盖光伏电池的整个表面。在一些其他实施方式中，光学屏蔽件被构造成多个分离的元件，其中每个分离的元件被定位并对准在单独的表面结构之上，所述单独的表面结构设置在光伏电池的表面上。在另外的实施方式中，如权利要求所述的光学屏蔽件包括以网格形式布置的分离的元件。光学屏蔽件还可以构造成膜、板或条带。在另一方面，提供了一种光伏电池，其根据独立权利要求17中限定的内容并且包括根据之前的方面的光学屏蔽件。在一些实施方式中，所述光伏电池包括设置在其保护盖下面的光学屏蔽件。根据本专利技术的各个具体实施方式，本专利技术的实用性源于各种原因。首要立场是，本专利技术基于完全集成的、嵌入式腔式光学元件，该腔式光学元件被提供为在载体元件内形成至少一个光学雕刻图案的多个光学功能腔，该光学雕刻图案形成用于光伏电池的表面结构(诸如触点、电极、指状物和/或母线)的光学屏蔽件。由此提出的嵌入式的光学解决方案允许避免由常规PV电池上的触点和/或电极引起的光反射和阴影损失(参见图1B，示出了入射光31，其入射在表面结构10上，立即在PV电池外部反射32)。嵌入式光学元件，诸如光学功能腔，位于上述提到的单独的表面结构附近，从而形成光学屏蔽件，该光学屏蔽件将光引导到PV硅表面上，从而防止光撞击所述单独的表面结构并因此被反射出PV电池。本专利技术还提供了在至少一个光学雕刻图案内改变光学功能腔的尺寸、形状和周期性以及其填充材料方面的灵活性，由此所述图案可以被构造成折射、衍射或混合光学元件，该混合光学元件结合了反射、偏转、折射和/或衍射功能。还可以制造多层式的解决方案，其中第一层形成光学屏蔽件；而第二层和/或另外的层以与第一层相同的方式包括集成的腔式光学元件，所述第二层和/或另外的层被赋予额外的光学功能，诸如光引导和重定向、漫射、反射、耦合等。术语“表面结构”在本公开中通常用于表示设置在光伏电池的表面上的触点、电极、指状物，母线等。附图说明通过参考详细说明和随附附图，本专利技术的不同实施方式将变得显而易见，在附图中：图1A和图1B示出了光伏电池101的常规解决方案，其中图1A示出了在太阳能(光伏)电池的表面的接触线10，而图1B示出了一种太阳能电池板101，在该太阳能电池板101顶部表面上具有一个或多个触点10，入射光31被触点反射离开(反射线32)，从而不会发生光子吸收。图2、图3和图4示出了根据本专利技术的各种实施方式的光学屏蔽件解决方案。图6示出了在层压到光伏电池之前的光学屏蔽件。图7示出了根据一些实施方式的分离的光学屏蔽件解决方案。图8A和图8B示出了根据一些方面的光伏电池201、201A的不同实施方式。具体实施方式这里参考随附附图公开了本专利技术的详细实施方式。贯穿附图使用相同的附图标记来表示相同的构件。将以下引用用于构件：201、201A-光伏电池，10-PV电池的表面上的表面结构，11、11A-具有光学功能的载体元件，12-PV电池的本体，13-粘合剂层，14-PV电池的顶部保护层，20、20A-光学屏蔽件组件，21-载体元件11的基层元件，31、32-相应的入射光和反射光，33-接收光，51、51A-光学功能腔，52、52A-光学雕刻图案。图2在20处示出了光学屏蔽件组件(以下称为光学屏蔽件)的各种实施方式的基本概念，该光学屏蔽件用于由附图标记201表示的光伏电池。因此光学屏蔽件20包括至少一个平坦的平面载体元件11，该平面载体元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光伏电池的光学屏蔽件(20、20A)，所述光学屏蔽件包括至少一个载体元件(11)，所述载体元件包括多个嵌入式光学功能腔(51)，所述嵌入式光学功能腔被布置成至少一个预定的光学雕刻图案(52)，其中，所述至少一个载体元件中的每个所述嵌入式光学功能腔定位于且对准在单独的表面结构(10)之上，所述单独的表面结构设置在所述光伏电池的本体(12)的表面上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170222 US 62/461,9341.一种用于光伏电池的光学屏蔽件(20、20A)，所述光学屏蔽件包括至少一个载体元件(11)，所述载体元件包括多个嵌入式光学功能腔(51)，所述嵌入式光学功能腔被布置成至少一个预定的光学雕刻图案(52)，其中，所述至少一个载体元件中的每个所述嵌入式光学功能腔定位于且对准在单独的表面结构(10)之上，所述单独的表面结构设置在所述光伏电池的本体(12)的表面上。


2.根据权利要求1所述的光学屏蔽件，其中，设置在所述光伏电池的表面上的所述单独的表面结构(10)是电极、触点、指状物或母线。


3.根据前述权利要求中任一项所述的光学屏蔽件，所述光学屏蔽件还包括平坦的、平面的基层元件(21)，所述基层元件相对于所述至少一个载体元件(11)设置成使得所述光学功能腔(51)位于所述元件(11、21)之间。


4.根据前述权利要求中任一项所述的光学屏蔽件，其中，所述光学功能腔(51)填充有内部介质材料，所述内部介质材料具有与所述腔周围的介质材料的折射率不同的折射率。


5.根据前述权利要求中任一项所述的光学屏蔽件，其中，就所述嵌入式光学功能腔的大小、形状、尺寸和布置而言，每个嵌入式光学功能腔(51)被构造成用于反射功能、折射功能、偏转功能和衍射功能中的至少一者。


6.根据前述权利要求中任一项所述的光学屏蔽件，其中，所述至少一个载体元件(11)和/或所述基层元件(21)是塑料聚合物、玻璃或树脂。


7.根据前述权利要求中任一项所述的光学屏蔽件，其中，所述嵌入式光学功能腔(51)设置呈V形凹槽的形式。


8.根据前述权利要求中任一项所述的光学屏蔽件，其中，所述嵌入式光学功能腔(51)填充有设置呈流体形式或固体形式的内部介质材料。


9.根据权利要求8所述的光学屏蔽件，其中，流体式的所述内部介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡里·林科，泰罗·图奥希奥亚，
申请(专利权)人：智能控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI