带图案的光伏组件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种带图案的光伏组件及其制备方法，该带图案的光伏组件包括光伏电池层和封装光伏电池层的透明封装结构，在透明封装结构的内部具有图形化间隙空间，用于形成低折射率区域，图形化间隙空间与光伏组件内部物理介质之间的折射率差异在光伏组件的表面形成图案。其制备方法为首先制备光伏电池层和封装结构的各个结构层，然后排版层压为光伏组件。有益效果是：相比现有技术，本发明专利技术方案通过光学折射改变光线方向，从而形成色彩和明暗对比，光线通过折射改变方向后仍可以对组件发电有贡献，所以光学损失更低，同时制造也更简单、成本更低、性能更好，从而使得高效率、低成本地在光伏组件的表面产生艺术化图案成为可能。光伏组件的表面产生艺术化图案成为可能。光伏组件的表面产生艺术化图案成为可能。

【技术实现步骤摘要】
带图案的光伏组件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光伏
，特别是一种带图案的光伏组件及其制备方法。

技术介绍

[0002]2020年以来，光伏越来越贴近人的生活。除了原有的大型地面电站、水面电站以外，光伏技术在户用屋顶、建筑墙面、电动汽车的车顶等不同场景的应用越来越多。除了对光伏产品的实用性需求外，人们也开始越来越追求光伏产品的美观和艺术性。
[0003]美国特斯拉公司推出了彩色光伏瓦以取代普通屋面，荷兰ECN推出彩色建筑彩色光伏组件，国内汉能光伏、常州天合、英利集团旗下的保定嘉盛光电等对建筑光伏的彩色化做了大量开创性的探索。近年来，西安隆基、晶科等公司也推出了彩色光伏组件产品，发力建筑光伏市场。
[0004]总体而言，上述彩色光伏组件方案都会牺牲光伏组件的发电效率，使发电成本提高到主流市场无法接受的程度。所以，这些产品多以示范性项目在利基市场存在，无法成为主流。
[0005]现有的彩色光伏组件方案都采用印刷彩色涂料或溅射镀膜的方式来形成彩色图案，提升组件的美观程度。例如中国专利技术专利文献CN113087406A高温钢化型彩色光伏玻璃面板及其生产方法、彩色太阳能光伏组件，中国专利技术专利CN109463011A有色光伏模块，以及EnergyProcedia 122(2017)175
‑
180中公布的建筑彩色光伏外立面技术。这样的组件彩色化方案会造成光线遮挡和较大的能量损失，功率损失范围在15％～25％之间。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种带图案的光伏组件及其制备方法，降低光伏组件图形化对组件发电效率的影响。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带图案的光伏组件，包括光伏电池层和封装光伏电池层的透明封装结构，在透明封装结构的内部具有图形化间隙空间，用于形成低折射率区域，图形化间隙空间与透明封装结构之间的折射率差异在光伏组件的表面形成图案。
[0008]进一步限定，透明封装结构包括至少一层图形化膜层，该图形化膜层具有图形化的贯穿孔、开槽或者空泡，用于形成图形化间隙空间。
[0009]进一步限定，图形化间隙空间的侧面具有光学微观结构，用于增强光伏组件的表面的图案效果。
[0010]进一步限定，透明封装结构包括至少一层图形化膜层，该图形化膜层为图形化粘结薄膜层，图形化粘结薄膜层具有图形化的贯穿孔、开槽或者空泡，用于形成图形化间隙空间，图形化粘结薄膜层的两侧的物理介质层为在层压温度下非流动性或低流动性介质层。
[0011]更进一步限定，图形化粘结薄膜层的入光面一侧的物理介质层为非流动性介质层，在非流动性介质层的朝向图形化粘结薄膜层的一侧上具有光学微观结构，光学微观结
构分布在非流动性介质层的整个表面或局部表面，局部表面为对应图形化间隙空间的表面区域。
[0012]更进一步限定，图形化粘结薄膜层的厚度为5～200um。
[0013]更进一步限定，图形化粘结薄膜层的一侧为光伏电池层，图形化粘结薄膜层的另一侧为透明膜层。
[0014]更进一步限定，该带图案的光伏组件的具体结构为：由上至下包括前盖板、封装粘结层、透明膜层、图形化粘结薄膜层、光伏电池层、图形化粘结薄膜层、透明膜层、封装粘结层和后盖板；或者，具体结构为：由上至下包括前盖板、封装粘结层、透明膜层、图形化粘结薄膜层、光伏电池层、封装粘结层和后盖板；或者，具体结构为：由上至下包括前盖板、图形化粘结薄膜层、光伏电池层、图形化粘结薄膜层和后盖板；或者，具体结构为：由上至下包括前盖板、图形化粘结薄膜层、光伏电池层、封装粘结层和后盖板。
[0015]进一步限定，透明封装结构包括至少一层图形化膜层，该图形化膜层为图形化粘结薄膜层，图形化粘结薄膜层具有图形化的非粘结表面，用于形成图形化间隙空间，图形化粘结薄膜层的具有图形化的非粘结表面的一侧的物理介质层为在层压温度下非粘结性介质层。
[0016]进一步限定，透明封装结构包括至少一层图形化膜层，图形化膜层为图形化透明膜层，图形化透明膜层具有图形化的开槽，用于形成图形化间隙空间，图形化透明膜层的开槽一侧的物理介质层为低流动性粘结介质层。
[0017]更进一步限定，光学微观结构为沟槽、凸凹纹理或点式多面体。
[0018]进一步限定，图形化间隙空间的图形为素描图形。优选地，为线性素描图形或钢笔点画图形。
[0019]一种上述的带图案的光伏组件的制备方法，首先制备光伏电池层和封装结构的各个结构层，然后排版层压为光伏组件。
[0020]进一步限定，封装结构包括透明封装结构，用于入射光线，透明封装结构包括至少一层图形化膜层，该图形化膜层为图形化粘结薄膜层，图形化粘结薄膜层具有图形化的空泡，用于形成图形化间隙空间，图形化粘结薄膜层的两侧的物理介质层为在层压温度下非流动性或低流动性介质层，图形化粘结薄膜层上的空泡通过发泡或吹气方法形成。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术方案所依据的原理主要是利用光学折射改变光线方向，从而形成色彩和明暗对比。光线通过折射改变方向后仍可以对组件发电有贡献，所以功率损失更小。经过合理的产品设计，如通过素描图形化设计把图案面积减低到10％以内，则功率损失就可以降低到2％以内，甚至更低。
[0022]为形成强折射现象，保证光伏组件表面可观察到明显的图案，组件内图形化区域的折射率与其他封装结构之间的折射率差异最好在0.5以上。常见的色散棱镜或超薄光学眼镜镜片采用原子量较大的重原子/分子掺杂的方法来提升高分子的折射率，但参照《费曼物理学讲义第一卷》中关于折射率本质的定义，这种方案会增加光吸收。本专利技术采用减法方案即通过在组件的封装结构中制造间隙空间的方法来产生一个低折射率区域，折射率可以低于或等于1，低折射率区域对光的吸收少，而常用的透明封装材料如PET、EVA或玻璃的折射率为1.5～1.6，硅片及硅片表面的SiNx、SiOx、ITO等材料的折射率为2～3.5，这使间隙空间与透明封装材料或光伏电池之间的折射率差异在0.5以上，较大的折射率差异引发或增
强界面光学改变方向的现象，造成视觉感受上的差异，在光伏组件的表面形成明显的图案。
[0023]本专利技术的方案可以通过机械或激光加工制造图形化空间间隙，制造方法简单、增加的成本极低，将艺术文化图案(如中华民族的汉瓦纹路)结合到光伏组件上，形成很好的装饰效果。
[0024]综上，相比现有技术，本专利技术方案光学损失更低，制造也更简单、成本更低、性能更好，从而使得高效率、低成本地在光伏组件的表面产生艺术化图案成为可能。
附图说明
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明；
[0026]图1是本专利技术的实施例1的光伏组件的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术的实施例1的具有回型纹的图形化粘结薄膜层的示意图；
[0028]图3是古典纹样a的图案；
[0029]图4是古典纹样b的图案；
[0030]图5是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带图案的光伏组件，包括光伏电池层(4)和封装光伏电池层(4)的透明封装结构，其特征是：在透明封装结构的内部具有图形化间隙空间(6)，用于形成低折射率区域，图形化间隙空间(6)与光伏组件内部物理介质之间的折射率差异在光伏组件的表面形成图案。2.根据权利要求1所述的带图案的光伏组件，其特征是：所述的透明封装结构包括至少一层图形化膜层，该图形化膜层具有图形化的贯穿孔(8)、开槽或者空泡，用于形成图形化间隙空间(6)。3.根据权利要求1所述的带图案的光伏组件，其特征是：所述的图形化间隙空间(6)的侧面具有光学微观结构(7)，用于增强光伏组件的表面的图案效果。4.根据权利要求1所述的带图案的光伏组件，其特征是：所述的透明封装结构包括至少一层图形化膜层，该图形化膜层为图形化粘结薄膜层(3
‑
2)，图形化粘结薄膜层(3
‑
2)具有图形化的贯穿孔(8)、开槽或者空泡，用于形成图形化间隙空间(6)，图形化粘结薄膜层(3
‑
2)的两侧的物理介质层为在层压温度下非流动性或低流动性介质层。5.根据权利要求4所述的带图案的光伏组件，其特征是：所述的图形化粘结薄膜层(3
‑
2)的入光面一侧的物理介质层为非流动性介质层，在非流动性介质层的朝向图形化粘结薄膜层(3
‑
2)的一侧上具有光学微观结构(7)，光学微观结构(7)分布在非流动性介质层的整个表面或局部表面，局部表面为对应图形化间隙空间(6)的表面区域。6.根据权利要求4或5所述的带图案的光伏组件，其特征是：所述的图形化粘结薄膜层(3
‑
2)的厚度为5～200um。7.根据权利要求4或5所述的带图案的光伏组件，其特征是：所述的图形化粘结薄膜层(3
‑
2)的一侧为光伏电池层(4)，图形化粘结薄膜层(3
‑
2)的另一侧为透明膜层(3
‑
1)。8.根据权利要求4或5所述的带图案的光伏组件，其特征是：具体结构为：由上至下包括前盖板(1)、封装粘结层(2)、透明膜层(3
‑
1)、图形化粘结薄膜层(3
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2)、光伏电池层(4)、图形化粘结薄膜层(3
‑
2)、透明膜层(3
‑
1)、封装粘结层(2)和后盖板(5)；或者，具体结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄品如，黄耀纶，黄家媛，
申请(专利权)人：中能创光电科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：