[发明专利]带有纳米颗粒层的着色光伏模块

说明书

包括高度稳定的纳米颗粒的层的着色的光伏(PV)模块或屋顶瓦片提供均匀的、与角度无关的观察者颜色。纳米颗粒可以包含金属氧化物，诸如氧化锌、二氧化钛或氧化铁。纳米颗粒可以具有被调整为吸收从PV电池反射的光的波长从而有效地隐藏其外观，并且被调整为散射期望颜色范围内的波长的组成和/或尺寸。与用于制造着色的PV模块的现有方法相比，所公开的实施例可以提供更好的颜色均匀性和更好的效率，并且更具成本效益。在制造处理期间，可以包含一个或多个喷嘴的涂覆系统可以用纳米颗粒喷涂玻璃盖的内表面，该纳米颗粒可以悬浮在溶剂(诸如水或异丙醇)中。然后可以将纳米颗粒层直接包封在密封剂层内部。

技术领域

本公开一般而言涉及着色的光伏(或“PV”)模块或屋顶瓦片。更具体而言，本公开涉及包括纳米颗粒层以提供均匀颜色的PV模块。

背景技术

典型的光伏(PV)面板或模块可以包括太阳能电池的二维阵列(例如，6×12)。PV屋顶瓦片(或太阳能屋顶瓦片)可以是特定类型的PV模块，其形状类似于屋顶瓦片并且与常规的太阳能电池板相比封装更少的太阳能电池，并且可以包括包封在前盖和后盖之间的一个或多个太阳能电池。这些盖可以是玻璃或其它可以保护太阳能电池不受天气因素影响的材料。太阳能电池的阵列可以用在前盖和后盖之间的包封层(诸如有机聚合物)密封。

常规地，PV模块或太阳能屋顶瓦片的颜色对应于太阳能电池的自然颜色，其可以是蓝色、深蓝色或黑色。有多种技术可用于改善PV模块的颜色外观，使得例如模块与建筑物的颜色匹配，或者模块的外观可以隐藏太阳能电池。

一种这样的颜色管理技术涉及在PV模块内(例如，在包封太阳能电池的前玻璃盖的内表面上)沉积诸如透明导电氧化物(TCO)层的滤光器。可以使用例如物理气相沉积(PVD)技术来沉积光学涂层。虽然基于PVD的光学涂层可以使用薄膜干涉效应来在光伏屋顶瓦片上实现期望的颜色效果，但是这种涂层会遭受随角异色(flop)或角度相关的颜色外观(即，反射波长的角度相关性)的问题。另外，PVD处理对于大批量生产可能是昂贵的。

发明内容

本文描述的一个实施例提供了一种光伏模块。该光伏模块包括前玻璃盖，其中前玻璃盖的内表面涂覆有包含纳米颗粒的材料层，该材料层促进预定颜色的光的反射。此外，光伏模块包括后盖和位于前玻璃盖和后盖之间的至少一个太阳能电池。

在该实施例的变型中，纳米颗粒包括ZnO、TiO₂、Fe₂O₃和Fe₃O₄中的至少一种。

在该实施例的变型中，纳米颗粒的直径具有10-1000nm的范围。

在该实施例的变型中，纳米颗粒悬浮在密封剂材料中。

在该实施例的变型中，密封剂材料包括热塑性聚烯烃(TPO)或乙烯乙酸乙烯酯(EVA)。

在该实施例的变型中，纳米颗粒包括陶瓷。

在该实施例的变型中，材料层包含具有不同组成和/或尺寸的两种类型的纳米颗粒。

在该实施例的变型中，将纳米颗粒以液体或乳剂喷涂到玻璃盖的内表面上。

在该实施例的变型中，液体或乳剂包括水、异丙醇(IPA)和按重量或体积计0.1％至20％的纳米颗粒。

本文描述的另一个实施例提供了一种用于制造光伏模块的方法。该方法包括将包含纳米颗粒的液体或乳剂层喷涂到前玻璃盖的内表面上。然后，该方法包括将至少一个太阳能电池包封在前玻璃盖和后盖之间，其中纳米颗粒位于前玻璃盖和太阳能电池之间，从而使纳米颗粒反射预定颜色的光。

附图说明

专利或申请文件包含至少一张彩色附图。在请求并支付必要费用后，专利局将提供本专利或专利申请公开的带有(一个或多个)彩色附图的副本。