[发明专利]用于具有双面电池的光伏模块的反射装置

说明书

技术领域

本发明属于利用光伏电池产能领域。其更特别地涉及通过所述电池优化光子捕获。为此，本发明涉及用于具有双面电池的光伏模块的反射装置，其可以将光子通量导向所述电池的背面。

发明背景

一般而言，参照图1和2，光伏模块1由多个双面太阳能电池2形成，每个具有活性正面20和活性背面21，它们可以捕获落到所述正面和背面的来自入射光辐射的光子并且将它们转化成电能。这些电池在结构3中彼此间隔开，结构3由以下形成：入射辐射可透过且放置为与正面20相对的前板30、所述辐射可透过且放置为与背面21相对的后板31，以及密封组合件以提高耐受性并密封结构的框32。

因为由光伏模块产生的电能尤其依赖于入射光通量，所以通常将这些光伏模块放置在屋顶或将其作为屋顶的替代品来得益于最大亮度。因此结构的前板优选由具有高的透光系数且抵抗冲击和天气的透明材料制成。

此外，由于彼此间隔开地排列电池，所以光子可以通过分隔相邻电池的间隙穿过结构而不与电池相互作用。捕获这些损失的光子并将它们传送回电池的活性背面是改善捕获并从而提高光伏模块效率的方法。为了做到这点，可以将反射板放置为与电池背面相对。该反射板的表面特别配置有反射工具如镜子或折射工具如棱镜或透镜。

例如，文件US 6,410,843提出了使用连续反射板(即大小等于结构的后板的大小)，其表面具有连续交替的突出和凹陷形式的不平坦衬片，以捕获损失的光子并且将它们传送回电池的背面。

类似地，文件US 5,994,641提出了用纹理化的膜覆盖反射板的表面，所述膜具有排列为与分隔相邻电池的间隙相对的升高部件，每个升高部件根据其相对于电池的位置具有不同的取向。

尽管这些方法确实允许损失的光子被传送回电池的背面，但是由光伏模块和反射板形成的组合件庞大、笨重、易损坏、昂贵且不是最优的。

在这种情况下，本发明的目的是提出没有至少一种上述缺陷的另一种反射装置。本发明的具体目的是通过提出可以优化损失光子的捕获并将它们送回电池的活性背面的方法，来提高光伏模块的效率。本发明的另一目的是提出更便宜且更轻便的方法。

发明内容

为此目的，本发明涉及用于由彼此间隔开的多个双面光伏电池形成的光伏模块的反射装置，每个电池具有活性正面和活性背面，它们可以捕获来自入射光线的落到所述正面和背面的光子。

根据本发明，反射装置包含放置在电池下方的至少一个反射模块，其基本与分隔相邻电池的间隙对齐，反射模块包括：

-第一部分，其面向分隔电池的间隙的表面具有第一曲率，以将全部或部分入射光子传送到电池的背面；和

-安装在第一部分上的第二部分，其面向间隙的表面具有第二曲率，以将全部或部分入射光子传送到电池的背面，第二曲率与第一曲率不同。

换言之，本发明的装置并非由放置在电池下的连续纹理化表面构成，而是包括放置为与分隔光伏模块之相邻电池的间隙相对的一个或更多个反射模块。每个反射模块包括堆叠的部分，每个所述部分具有不同的曲率以使全部或部分光子被导向电池的背面。

因此，损失的光子(尤其来自落入分隔电池的间隙的光线)到达反射模块的至少一个表面并且被传送回电池的背面，显著提高了电池活性背面的捕获，从而提高了相应光伏模块的效率。

有利的是，第一和第二曲率是凹面、凸面或平面。

在本发明的一个具体实施方案中，第一曲率是凸面(相对于入射辐射的方向)而且第二曲率是平面。例如，第一部分的横截面的形式可以是半球形的，第二部分的横截面的形状可以是三角形的。优选第一部分的底部比第二部分的底部更宽，以使落入分隔电池的间隙到达反射模块的第一或第二部分的光子被重新导向电池的背面。

例如，模块可以由金属(铝、不锈钢)或聚合物如PMMA制成。

当模块由非反射材料制成时，第一和第二部分的每一个的表面优选涂有反射或半反射材料。例如，反射材料可以是铝或银，或者铬。尤其有利的是对300至1200纳米波长获得高于80％的反射。

反射模块的反射表面可以通过沉积铬层或铝层获得，然后该层可以被入射辐射可透过的层保护，如氧化硅层(SiO₂)。

有利的是，反射模块的第一和第二部分的每一个的表面还可以被具有选择性光谱行为的材料涂覆。例如，所述材料可以被红外线穿透而对其它波长有反射性。该方案的优势在于可以过滤一些光线。可以使用例如基于TiO₂和SiO₂的多层。

有利的是，反射模块的表面还可以被具有双功能透射-反射行为的材料涂覆。