一种应用于光伏电池组件的间隙膜及光伏电池组件的制作方法

1.本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及应用于光伏电池组件的间隙膜及光伏电池组件。


背景技术：

2.太阳能电池，也称光伏电池，是利用光能转化产生电能的光伏组件。在太阳能光伏组件中，具有多个光伏模块电池片，光伏模块电池片利用太阳光进行光伏发电。其中，多个光伏模块电池片之间不可避免的具有间隙，太阳光照射在间隙上并不能进行光伏发电，因此使得太阳能光伏组件的有效面积减小，光电效率降低。而且，当太阳光直射到间隙表面时，间隙处的基材表面会直接将太阳光反射出去，此部分太阳光并不能被光伏模块电池片所利用，直接造成了光能的浪费，光电效率进一步降低。
3.为了减少直接反射光线造成的光能浪费，并增加太阳光伏组件的有效面积，需要对入射至光伏模块电池片之间间隙的光能加以利用，提高光能的利用效率。目前，现有的主要解决方式是在光伏模块电池片的间隙直接贴反光膜，反光膜上具有与竖直面相对倾斜的反射面，太阳光入射在反光膜的反射面上即可改变传播方向而斜射至光伏玻璃上，并由光伏玻璃间接反射至光伏模块电池片处被加以利用。
4.然而，现有的反射膜的反射面均为平面，如专利cn2016112018221公开的一种光伏组件反射膜，其反射结构为三棱柱，以三棱柱的平直侧面作为反射面，进入至反射膜的平行光仍将被反射为平行光。平面的反射面容易导致部分光线被直接反射出去，并且，相对于直接照射在光伏发电区域的直射光，反射的平行光强度和能量低，被进行光伏发电的利用效率低。另外，反射膜的反射平面为紧密排布的阵列平行面，相互之间还容易存在相互遮挡光路的现象，会使光能进一步被削弱。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有技术中光伏模块电池片之间间隙的存在导致太阳能光伏组件光电效率低，且现有的反射膜的反射面为平面，反射的光为平行光，入射至光伏模块电池片之间间隙的光线不能更好地被集中、高效地再利用，无法真正有效提高太阳能光伏组件的光电效率的缺陷或不足。为解决上述缺陷或不足，本发明提供了一种应用于光伏电池组件的间隙膜。
6.本发明的目的还在于提供一种光伏电池组件，该光伏电池组件采用了所述的间隙膜。
7.本发明的目的通过如下技术方案实现。
8.一种应用于光伏电池组件的间隙膜，包括基材、背胶层以及微结构反射层；所述背胶层以及微结构反射层依次层叠设置在所述基材上；
9.所述微结构反射层的上表面由反射凸起微结构构成；所述反射凸起微结构包括多个条状的类三棱柱结构，以及位于相邻的两个所述类三棱柱结构之间的过渡垄结构；所述
类三棱柱结构的两侧面为向内凹陷的弧形侧面。
10.在优选的实施例中，所述类三棱柱结构呈阵列排布，所述过渡垄结构一体化设置在相邻的两个所述类三棱柱结构之间；且过渡垄结构的长度方向与类三棱柱结构的长度方向一致，类三棱柱结构的两侧面均正面面向过渡垄结构。
11.类三棱柱结构的两侧面均设置成向内凹陷的弧形侧面，在对入射的光线进行反射过程中，弧形侧面可使反射的光线汇集反射至光伏发电区域，使光线能够更好地被集中、高效地再利用，有效提高太阳能光伏组件的光电效率。
12.在优选的实施例中，所述类三棱柱结构的高度为13～16μm。在该范围内，类三棱柱结构的高度不至于过大而影响整体间隙膜的结构，且不易因受压而变形，有效保持结构的稳定性，并能够合理提供其弧形侧面所需的位置。
13.在优选的实施例中，所述类三棱柱结构的弧形侧面的弧度为0.6～1.0rad。
14.在类三棱柱结构的高度和弧度确定的情况下，能够唯一确定圆弧的半径，还能确定对应的弧长。在该弧度范围下，圆弧的半径不至于过大而导致向内凹陷过大，而影响弧形侧面的聚光效率和反射效率，也不至于过小而使得圆弧面趋于平面，达不到光线汇集的效果，从而使光线可被更好的进行汇聚地集中反射利用，提高光能利用效率。
15.过渡垄结构的设置，使相邻的两个类三棱柱结构之间保持足够的间距，避免了相邻的两个类三棱柱结构之间出现相互遮挡光路的现象。
16.在优选的实施例中，所述过渡垄结构的高度为2～5μm，且表面为弧度1.8～2.2rad的隆起弧形面。
17.过渡垄结构的高度选择在该范围内，并结合相应的表面弧度范围，即可确定过渡垄结构的宽度，保证相邻的两个类三棱柱结构之间具有足够的间距。
18.另外，由于过渡垄结构的表面是弧形面，照射在表面上的光线大部分会被反射在类三棱柱结构的弧形侧面上，再聚集反射至光伏发电区域，小部分光线会通过其表面直接反射至光伏发电区域。既保证了类三棱柱结构之间的间距，保障类三棱柱结构的聚光反射效率，有效提高太阳能光伏组件发电效率的作用，同时又确保了照射在相邻的两个类三棱柱结构之间的光能不会被浪费，能有效被集中再利用。
19.在优选的实施例中，所述微结构反射层包括微结构层和反光层；所述微结构层设置在所述背胶层上，所述微结构层的上表面具有所述反射凸起微结构，所述反光层覆盖在所述微结构层的上表面。
20.在更优选的实施例中，所述基材为pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜；基材采用pet薄膜，使整体间隙膜具有较好的基础支撑稳定性，且pet薄膜的厚度薄，不会对整体间隙膜的厚度造成较大影响，有利于整体间隙膜较薄的厚度设计。
21.和/或，所述背胶层为eva热溶胶层；eva热熔胶具有良好的热固稳定性，固化快，硬度好，便于间隙膜的制备成型，并对整体间隙膜具有良好的支撑稳定性。
22.和/或，所述微结构层为紫外固胶层；紫外固胶可在紫外光照下固化，固化快、耗能少、无溶剂污染，方便在其上成型微结构。
23.和/或，所述反光层为电镀铝合金层。所述反光层是通过电镀涂覆在所述微结构层的上表面的铝合金镀层，铝合金镀层的表面光滑，对光线具有极佳的反射作用。
24.一种光伏电池组件，包括由上至下依次设置的光伏玻璃、前封装材料层、光伏电池
层、后封装材料层、间隙膜以及背板；所述间隙膜为上述任一项所述的间隙膜；
25.所述光伏电池层包含多个光伏模块电池片；所述间隙膜设置在所述背板上，并对应且全覆盖所述光伏电池层的多个光伏模块电池片之间的间隙。
26.在优选的实施例中，按照所述光伏电池层中的多个光伏模块电池片的分布方式，所述间隙膜在所述背板上对应多个光伏模块电池片之间的间隙纵向和横向排布，并粘贴固定在所述背板上。
27.与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
28.本发明的间隙膜中，微结构反射层设置类三棱柱结构的微结构进行光线反射，而且类三棱柱结构的两侧面均为向内凹陷的弧形侧面，能够对入射的光线进行聚集反射，使光线能够更好地被集中、高效地再利用，有效提高太阳能光伏组件的光电效率。
29.另外，在相邻的两个类三棱柱结构之间设置有过渡垄结构，使相邻的两个类三棱柱结构之间保持足够的间距，避免相邻的两个类三棱柱结构之间出现相互遮挡光路的现象，保障类三棱柱结构的聚光反射效率，有效提高太阳能光伏组件发电效率的作用。同时，过渡垄结构的表面为隆起的弧形面，在光线入射至其表面时，大部分会被反射在类三棱柱结构的弧形侧面上，再聚集反射至光伏发电区域，小部分光线会通过其表面直接反射至光伏发电区域，在保证相邻的两个类三棱柱结构的间距的同时，确保了照射在相邻的两个类三棱柱结构之间的光能不会被浪费，能有效被集中再利用。
30.本发明的光伏电池组件采用了上述所述的间隙膜，通过上述的间隙膜对照射在光伏模块电池片之间间隙的太阳光进行集中反射至光伏发电区域，从而能对照射在其上的太阳光进行高效利用，减少光能浪费，光伏发电效率高。
附图说明
31.图1为具体实施例中本发明的应用于光伏电池组件的间隙膜的结构示意图；
32.图2为具体实施例中本发明的应用于光伏电池组件的间隙膜的截面结构示意图；
33.图3为具体实施例中本发明的应用于光伏电池组件的间隙膜进行光线反射的工作原理示意图；
34.图4为具体实施例中本发明的光伏电池组件的结构示意图；
35.附图标注：1-基材，2-背胶层，3-微结构反射层，31-微结构层，32-反光层，310-反射凸起微结构，3101-类三棱柱结构，3102-过渡垄结构，100-光伏玻璃，200-前封装材料层，300-光伏电池层，300a-光伏模块电池片，400-后封装材料层，500-间隙膜，600-背板。
具体实施方式
36.以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。具体的实施例描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅用于区分描述，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
37.实施例1
38.本实施例的应用于光伏电池组件的间隙膜，参见图1所示，包括基材1、背胶层2以及微结构反射层3。其中，基材1为膜材基础结构层，背胶层2以及微结构反射层3依次层叠设置在所述基材1上，而微结构层3的表面可对入射的光线进行改变角度的反射。
39.使用时，由基材1的背离背胶层2的一面贴附并覆盖在光伏电池组件的间隙处，微结构反射层3位于最上方表面。当太阳光照射至光伏电池组件的间隙处时，微结构反射层3可对太阳光进行反射至光伏发电区域，避免造成入射至间隙处的太阳光浪费，有效提高光能利用率，进而提高光伏电池组件的光电效率。
40.在本实施例中，所述微结构层31的上表面由反射凸起微结构310构成，可对入射的光线进行改变角度的反射。具体的，所述反射凸起微结构310包括多个条状的类三棱柱结构3101，以及位于相邻的两个所述类三棱柱结构3101之间的过渡垄结构3102。如图1所示，在本实施例中，类三棱柱结构3101呈阵列排布，所述过渡垄结构302一体化设置在相邻的两个所述类三棱柱结构3101之间。
41.参见图2所示，在本实施例中，微结构反射层3包括微结构层31和反光层32。其中，所述微结构层31设置在所述背胶层2上，所述微结构层31的上表面具有所述反射凸起微结构310的廓线，即具有类三棱柱结构3101和过渡垄结构3102的基础轮廓，而所述反光层32覆盖在所述微结构层31的上表面。如此，反光层32依据微结构层31的表面上的反射凸起微结构310的廓线结构形态而成型，在对太阳光光线的反射作用上即随反射凸起微结构310的廓线结构形态而具有相应的角度反射特征。
42.另外可选的，在本实施例中，所述基材1为pet薄膜，所述背胶层2为eva热溶胶层，所述微结构层31为紫外固胶层，所述反光层32为电镀铝合金层。以pet薄膜作为整体间隙膜的基础支撑材质，厚度薄，不会对整体间隙膜的厚度造成较大影响，利于整体间隙膜较薄的厚度设计；在制备成型过程中，eva热熔胶热熔涂覆在pet薄膜上，可迅速冷却固化，固化后具有高的硬度，形成背胶层2，可继续支撑微结构层31的成型；在制备成型过程中，紫外固胶涂覆在背胶层2上，再在上表面刻制成型类三棱柱结构3101和过渡垄结构3102的基础轮廓，紫外光照可迅速固化成型，形成微结构层31，并与背胶层2形成良好结合关系，稳定性好，结构层成型耗能少；在制备成型过程中，在成型的微结构层31上电镀涂覆铝合金，形成电镀铝合金层，铝合金镀层的表面光滑，对光线具有极佳的反射作用。
43.反射凸起微结构310中，类三棱柱结构3101的左右两个侧面为光反射面，且均为与垂直面具有倾斜角度的面，在光线入射至类三棱柱结构3101的两个侧面时，会被两个侧面进行改变角度的反射。而进一步的，在本实施例中，所述类三棱柱结构3101的两侧面均为向内凹陷的弧形侧面。参见图3所示，类三棱柱结构301的两侧面均设置成向内凹陷的弧形侧面，在对入射的光线进行反射过程中，弧形侧面能够对入射的光线进行聚集反射，可使反射的光线汇集反射至光伏发电区域，使光线能够更好地被集中、高效地再利用，有效提高太阳能光伏组件的光电效率。
44.在优选的实施例中，所述类三棱柱结构3101的高度为13～16μm。所述类三棱柱结构3101的弧形侧面的弧度为0.6～1.0rad。在类三棱柱结构3101的高度和弧度确定的情况下，能够唯一确定圆弧的半径，还能确定对应的弧长。在该弧度范围下，圆弧的半径不至于过大而导致向内凹陷过大，而影响弧形侧面的聚光效率和反射效率，也不至于过小而使得
圆弧面趋于平面，达不到光线汇集的效果，从而使光线可被更好的进行汇聚地集中反射利用，提高光能利用效率。在本实施例中，类三棱柱结构3101的高度为15μm，类三棱柱结构3101的弧形侧面的弧度为0.8rad，类三棱柱结构3101的弧形侧面的聚光反射效果更佳。
45.此外，由于类三棱柱结构3101呈阵列排布设置，相互之间间距过近时会容易导致相互遮挡光路，降低类三棱柱结构3101的光线反射效率，并使部分光线被多次反射后沿入射光路反射回去。而设置的过渡垄结构3102可保持类三棱柱结构3101之间的间距，避免相邻的两个类三棱柱结构3101之间相互遮挡光路，或者多次反射光线，保障类三棱柱结构3101的聚光反射效率。同时，再参见图3所示，基于过渡垄结构3102的表面是弧形面，直接照射在过渡垄结构3102的表面上的光线大部分会被反射在类三棱柱结构3101的弧形侧面上，再聚集反射至光伏发电区域，小部分光线会通过其表面直接反射至光伏发电区域，进而又确保了照射在相邻的两个类三棱柱结构3101之间的光能不会被浪费。
46.在优选的实施例中，所述过渡垄结构3102的高度为2～5μm，且表面为弧度1.8～2.2rad的隆起弧形面。过渡垄结构3102的高度选择在该范围内，并结合相应的表面弧度范围，即可确定过渡垄结构3102的宽度，保证相邻的两个类三棱柱结构3101之间具有足够的间距，同时使光能浪费达到更低，使光能的利用效率更高。本实施例中，过渡垄结构3102的高度为4μm，表面为弧度2.rad的隆起弧形面，过渡垄结构3102的间距作用和聚光反射效果达到更佳。
47.实施例2
48.本实施例的光伏电池组件，包括由上至下依次设置的光伏玻璃100、前封装材料层200、光伏电池层300、后封装材料层400、间隙膜500以及背板600。前封装材料层200和后封装材料400均为透明层，可容太阳光照射穿透；而所述光伏电池层300包含多个光伏模块电池片300a，光伏模块电池片300a可通过光电效应将光能转化为电能；所述间隙膜500为实施例1所述的间隙膜。
49.其中，所述间隙膜500设置在所述背板600上，并对应且全覆盖所述光伏电池层300的多个光伏模块电池片300a之间的间隙。并且，按照所述光伏电池层300中的多个光伏模块电池片300a的分布方式，所述间隙膜500在所述背板600上对应多个光伏模块电池片300a之间的间隙纵向和横向排布，并粘贴固定在所述背板600上。
50.参见图4所示，工作时，太阳光照射穿透光伏玻璃100及前封装材料层200进入至光伏电池层300，光伏电池层300上光伏模块电池片300a进行光电效应将光能转化为电能；而其中，由光伏模块电池片300a之间的间隙入射的太阳光不能直接入射在光伏模块电池片300a上进行直接利用。为避免光能浪费，设置的间隙膜500可在太阳光穿透光伏模块电池片300a之间的间隙并在抵达间隙膜500的表面后，由间隙膜500的表面的反射凸起微结构310对太阳光进行改变角度的反射，反射的光线斜射在光伏玻璃100上，再进一步反射在光伏模块电池片300a上进行光电转化利用。从而能对照射在光伏电池组件上的太阳光进行高效利用，减少光能浪费，提高光伏发电效率。
51.以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理上所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种应用于光伏电池组件的间隙膜，其特征在于，包括基材、背胶层以及微结构反射层；所述背胶层以及微结构反射层依次层叠设置在所述基材上；所述微结构反射层的上表面由反射凸起微结构构成；所述反射凸起微结构包括多个条状的类三棱柱结构，以及位于相邻的两个所述类三棱柱结构之间的过渡垄结构；所述类三棱柱结构的两侧面为向内凹陷的弧形侧面。2.根据权利要求1所述的一种应用于光伏电池组件的间隙膜，其特征在于，所述类三棱柱结构呈阵列排布，所述过渡垄结构一体化设置在相邻的两个所述类三棱柱结构之间。3.根据权利要求1所述的一种应用于光伏电池组件的间隙膜，其特征在于，所述类三棱柱结构的高度为13～16μm。4.根据权利要求1所述的一种应用于光伏电池组件的间隙膜，其特征在于，所述类三棱柱结构的弧形侧面的弧度为0.6～1.0rad。5.根据权利要求1所述的一种应用于光伏电池组件的间隙膜，其特征在于，所述过渡垄结构的高度为2～5μm，且表面为弧度1.8～2.2rad的隆起弧形面。6.根据权利要求1～5任一项所述的一种应用于光伏电池组件的间隙膜，其特征在于，所述微结构反射层包括微结构层和反光层；所述微结构层设置在所述背胶层上，所述微结构层的上表面具有所述反射凸起微结构的廓线，所述反光层覆盖在所述微结构层的上表面。7.根据权利要求6所述的一种应用于光伏电池组件的间隙膜，其特征在于，所述基材为pet薄膜；和/或，所述背胶层为eva热溶胶层；和/或，所述微结构层为紫外固胶层；和/或，所述反光层为电镀铝合金层。8.一种光伏电池组件，包括由上至下依次设置的光伏玻璃、前封装材料层、光伏电池层、后封装材料层、间隙膜以及背板；所述间隙膜为权利要求1～7任一项所述的间隙膜；所述光伏电池层包含多个光伏模块电池片；所述间隙膜设置在所述背板上，并对应且全覆盖所述光伏电池层的多个光伏模块电池片之间的间隙。9.根据权利要求8所述的一种光伏电池组件，其特征在于，按照所述光伏电池层中的多个光伏模块电池片的分布方式，所述间隙膜在所述背板上对应多个光伏模块电池片之间的间隙纵向和横向排布，并粘贴固定在所述背板上。

技术总结
本发明公开了一种应用于光伏电池组件的间隙膜及光伏电池组件。本发明的间隙膜包括依次层叠设置的基材、背胶层以及微结构反射层；所述微结构反射层的上表面具有多个条状的类三棱柱结构，以及位于相邻的两个所述类三棱柱结构之间的过渡垄结构；所述类三棱柱结构的两侧面为向内凹陷的弧形侧面。通过在微结构反射层设置两侧面均为弧形侧面的类三棱柱结构，对入射的光线进行聚集反射，使光线能够更好地被集中、高效地再利用；过渡垄结构使相邻的两个类三棱柱结构之间保持足够的间距同时，确保了光能不会被浪费。从而，有效提高太阳能光伏组件的光电效率。本发明的光伏电池组件采用了所述的间隙膜，能有效减少光能浪费，光伏发电效率高。率高。率高。


技术研发人员：易利华
受保护的技术使用者：广东尚瑞新材料有限公司
技术研发日：2020.09.08
技术公布日：2022/3/7