光伏电池、封装光伏电池制造工艺、光伏瓦的电连接组件和光伏屋顶瓦制造技术

一种pn光伏电池(10)，包括涂覆有导电膜(12)的晶体硅结构(11)，所述导电膜(12)使用p型掺杂剂溶液和n型掺杂剂溶液形成，所述p型和n型掺杂剂溶液包括类叶红素成分。一种使用pn光伏电池(10)制造封装pn光伏电池的方法以及使用这类封装光伏电池(19)形成组件(15)，所述组件(15)用于与光伏瓦(20)形成具有发电和覆盖功能的单一构件。一种用于光伏瓦(20)的电连接单元，所述电连接单元用于将光伏瓦(20)产生的电能简单且安全地传导至逆变器。的电能简单且安全地传导至逆变器。的电能简单且安全地传导至逆变器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光伏电池、封装光伏电池制造工艺、光伏瓦的电连接组件和光伏屋顶瓦


[0001]本专利技术涉及一种p
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n型光伏电池，其包含的组分提供日光防护功能，用以降低热系数，继而具有更好的导电效率。本专利技术还涉及这种封装光伏电池制造工艺，涉及一种用于光伏瓦的电连接组件，该组件以简单且安全的方式将光伏瓦产生的电力传导至逆变器，还涉及包括封装光伏电池和电连接组件的所述光伏瓦。

技术介绍

[0002]光伏电池是由半导体材料制成的器件，其通过光电效应将太阳辐射转化为电能。而光伏瓦是一种用于覆盖房屋和建筑物的建筑构件，其包含一个或多个光伏电池。
[0003]现有技术中已知的光伏电池有多种。这些光伏电池的区别在于其制造材料，尽管也采用其他更贵的贵重材料制造光伏电池，例如涂有二氧化钛(TiO2)和氧化锌(ZnO)的锡/氧化铟(OEI)纳米颗粒，但其中最常见的材料是晶体硅。
[0004]尽管光伏电池被认为是“清洁”的发电装置，由此人们对其大规模使用有很大兴趣，但是因为光伏电池由半导体材料制成，两个主要因素制约其通常能效较低：(i)这些半导体材料所吸收的过量太阳能，主要是致使电池温度升高的紫外光谱能量，从而导致导电率降低；(ii)电池的半导体材料以太阳辐射形式所吸收的红外光谱，并且不能为导电提供能量，仅仅产生增加电池温度的热转换，并导致导电率降低。
[0005]为了解决导电率低的问题，人们在该
中进行了多项研究和开发。
[0006]在这方面，文献BR 10 2012 027389
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6描述了罗马瓷砖或平面样式的瓦片，其包括掺杂有磷并封装在其单柄结构中的光伏晶体硅电池。瓦片组件从顶部到底部包括半透明树脂层、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)聚合物、光伏电池、作为背板层的EVA聚合物、瓦片和半透明树脂。
[0007]此外，Gao等人题为“水溶液中类叶红素敏化电极的光伏响应：涂有TiO2纳米颗粒、类叶红素和聚乙烯咔唑混合物的ITO”的论文中，例如描述了利用角黄素基类叶红素和[5]‑
胡罗卜素处理涂有二氧化钛纳米颗粒(OEI/TiO2)的锡/介质氧化物半导体以提高这些半导体材料的导电率。该文还介绍了类叶红素在此类处理中的作用机制。在此情况下，这些半导体中存在的角黄素分子通过形成能量激发来吸收太阳辐射。此状态下，随着二氧化钛优化了它的导电性，其电子迁跃到锡/介质氧化物的导电带。
[0008]此外，Zhuang等人题为“使用类叶红素集料作为电子供体和叶绿素衍生物作为电子受体的自然光合作用光伏电池”的论文公开了利用番茄红素基类叶红素和叶绿素色素处理锡/铟氧化物(OEI)和钼(III)氧化物(MoO3)光伏电池或OEI/MoO3。该论文还介绍了由于存在有作为电子供体分子的类叶红素和作为电子受体分子的叶绿素而优化能量效率的过程。这些分子的存在在这些光伏电池中建立了空穴和电子通量的平衡，从而提高了它们的效率。
[0009]Muthusaamy题为“围氏马尾海藻提取物作为ZnO光阳极基染料敏化太阳能电池的
低成本敏化剂”的论文描述了使用包含色素混合物(如类叶红素、岩藻黄质和叶绿素)的海藻提取物来提高氧化锌(ZnO)光阳极(一种半导体)的能量效率。在该论文中，这些色素的存在提高了这种材料的光伏效率。
[0010]因此，可以在现有技术研究中发现未掺杂的光伏电池中有使用类叶红素，以及pn型光伏电池(掺杂有p型和n型掺杂剂)，但pn型光伏电池中不包括类叶红素。
[0011]此外，在通常的光伏瓦和面板中，它们之间用于传导产生的电力的连接是由光伏电缆做成的，该光伏电缆包含两类保护，UVB抗阻，即抵抗从太阳发射的紫外线，以及燃烧抗阻。
[0012]此外，这些已知的光伏瓦和面板具有安装在电力传导电缆的终端处的接线盒和单触点电连接器，其在每片面板或瓦中，沟通电力输出电缆与逆变器之间的连接。
[0013]接线盒通常用于容纳防止反向电流的二极管。顺序排布的连接器用于避免电气连接中的不良接触。然而，使用通常的接线盒和电连接器增加了屋顶瓦和光伏面板的成本，并使屋顶的制造和组装更加复杂。
[0014]因此，人们已经开始研发面向屋顶使用的建筑光伏电池(例如瓦片)，这类电池不使用电缆端子处的电连接器来传导由这类电池产生的电能并且不使用接线盒。
[0015]例如，文献BR 10 2012 027389
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6描述了设置有光伏电池的聚合物复合瓦，该光伏电池布置在瓦片的主体上。光伏电池与屋顶瓦的联合系统不使用接线盒，目的是降低制造成本并便于生产。因此，电池转换的电能导通到光伏电池之间的母线条带，后者焊接有电线束，用于将该电能连接和传输到电流逆变器。这样，线束用于串联连接光伏电池的供电母线，最后使用连接器将这一系列光伏电池连接到逆变器上。
[0016]在该方案中，虽然不再使用光伏电池连接器，但仍然需要使用它来将线束连接到逆变器上。此外，线束与光伏电池的母线的连接是通过使用焊接来完成的，这不便于简化盖子的安装，因为需要焊接，产品达不到最终实现安装。
[0017]文献WO 2008/137966提出了一种可靠结构和低成本太阳能屋顶的解决方案。在该文献中，减少了布线，只在每排光伏电池的末端留出电缆，并且取消了接线盒。此外，屋顶瓦电气部分的组装方式是瓦片相互连接，最终由成排瓦片完成连接，而不是逐片瓦通过接线盒和电气连接器单独连接。
[0018]在该文献所描述的设置中，电连接是通过将一片瓦的突片装配到相邻瓦的突片上来实现，从而仅当瓦片安装在屋顶上时才形成电连接。没有连接瓦片的电线束，连接器是内置的，一片瓦有一个“公”连接器，而相邻一片瓦有一个“母”连接器。当配对的瓦片闭合，电触点接通，无需使用接线盒。这种布线受限于每排瓦的末端需要逆变器连接，但该文献没有提到在连接到逆变器时在每排瓦上省去连接器的使用。
[0019]因此，可以看出简化光伏瓦组装中的电连接是有意义的。从这个意义上说，瓦片的电气简化是必要的，省去带来成本和连接困难的组件，但不会导致可能产生触电或火灾风险的不安全安装。

技术实现思路

[0020]因此，本专利技术旨在提供一种包含p型和n型掺杂剂，并包含提供日光防护功能并用以降低热系数的组分的pn型光伏电池，从而使得该光伏电池分别具有提高的导电率和导电
率上的效率提升。
[0021]本专利技术的另一个目的是提供一种制造封装pn型光伏电池的方法，包括掺杂步骤，该步骤含有提供日光防护功能，用以降低热系数，继而在该电池的导电率上有效率提升的组分。
[0022]本专利技术的另一个目的是提供一种光伏瓦，其与封装光伏电池形成单炳结构以便同时具备盖屋顶和发电特性。
[0023]本专利技术的另一目的在于提供一种用于光伏瓦电连接的组件，其能够以简单且安全的方式将由多个光伏瓦产生的电能传导至电流逆变器。
[0024]本专利技术的另一个目的是提供一种光伏瓦，该光伏瓦设有用于光伏瓦电连接的组件。专利技术简要说明
[0025]本专利技术的目的在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种pn型光伏电池(10)，其特征在于，所述pn型光伏电池(10)包括涂覆有导电膜(12)的晶体硅结构(11)，所述导电膜(12)由p型掺杂剂溶液和n型掺杂剂溶液形成，所述p型掺杂剂溶液和n型掺杂剂溶液包括类叶红素组分。2.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述p型掺杂剂溶液包含来自元素周期表5A族的掺杂剂元素，所述N型掺杂剂溶液包含来自元素周期表2A族的掺杂剂元素。3.根据权利要求2所述的光伏电池，其特征在于，所述5A族掺杂剂元素，为含量1.5至4质量百分比的磷，所述2A族掺杂剂元素，为含量0.5至2质量百分比的钙。4.根据权利要求2所述的光伏电池，其特征在于，所述p型和n型掺杂剂溶液还包括含量15至30质量百分比的松脂树脂、含量0.5至2质量百分比的阳离子氟碳表面活性剂，含量0.5至2.5质量百分比的液态甘油以及含量1.5至4质量百分比的硝酸银。5.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的光伏电池，其特征在于，所述p型和n型掺杂剂溶液在各自溶液中包括含量为1至5质量百分比的类叶红素。6.根据权利要求5所述的光伏电池，其特征在于，所述类叶红素选自胭脂素、降胭脂树素、番茄红素、角黄素、岩藻黄素和β
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胡萝卜素。7.一种制造封装的p
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n型光伏电池的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：a)用包含类叶红素成分的p型和n型掺杂溶液形成的导电膜涂(12)覆多个晶体硅结构(11)，形成多个p
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n型光伏电池(10)；b)通过锡焊(13)将多个p
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n型光伏电池(10)结合形成组件(15)；c)组件(15)封装形成封装光伏电池(19)；d)电气连接。8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，导电膜(12)涂覆多个晶体硅结构(11)的步骤包括以下步骤：(i)混合松脂树脂和异丙醇形成混合物A；(ii)在混合物A中加入类叶红素，形成均匀的混合物B；(iii)将阳离子碳氟化合物表面活性剂和硝酸银加入混合物B中，形成混合物C；(iv)向混合物C中加入甘油形成混合物D；(v)将混合物D分成混合物D1和混合物D2，在混合物D1中加入磷形成n型掺杂溶液，在混合物D2中加入钙形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱顿，
申请(专利权)人：特古拉屋顶解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：