CN209105110U - 太阳能电池片聚光装置及太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例中提供了一种太阳能电池片聚光装置及太阳能电池组件，所述聚光装置具有第一表面和第二表面，其中：所述第一表面面向太阳能电池片设置，所述第二表面面向太阳光入射方向设置；所述聚光装置内纵向不重叠的分布有多个自聚焦平面微透镜结构，所述多个自聚焦平面微透镜结构设置为向所述第一表面聚光。该实用新型太阳能电池片聚光装置的微透镜设置于内部，表面平整光滑，在使用中不易受环境因素影响，污渍、灰尘难以在其表面形成遮挡电池片的顽固污渍，易被清洗或被雨水自动冲刷，不仅可以大幅度提升太阳能电池片的发电效率，而且可以降低养护成本。

Description

太阳能电池片聚光装置及太阳能电池组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池片生产制造领域，特别是涉及一种太阳能电池片聚光装置及太阳能电池组件。

背景技术

太阳能电池片在获取光能时，由于其能量密度较低，单位面积太阳能电池片所产生的功率也相对较低。传统方法是通过扩大太阳能电池板的面积来提升发电效率的，然而太阳能电池片的制造成本高昂，这使得太阳能电池片的使用成本过高，不利于太阳能光伏行业的发展。

为了提高太阳能电池片的转化效率，现有技术一般是在太阳能电池片的表面设置聚光***。一种现有的技术是将菲涅尔透镜组加到电池模组上进行高倍聚光的，这种方案除了增加的光学模块，还要考虑增加散热模块，要搭配超高效的电池甚至还有追踪***，这些都决定了这种聚光***不是可以大量普及的技术。

和菲涅尔透镜组相比，通过微透镜阵列进行低倍聚光则是一个更易实用的技术方案。这种通过微透镜阵列低倍聚光的方案，基本上都是使用均质材料来制作微透镜，利用凸面的几何形状来进行聚光的。但是，这种凸面透镜的结构必然会造成太阳能电池组件表面坑洼不平，尤其是在户外应用时，由于环境因素，污渍、灰尘的积累在湿气、日光等综合作用下，其坑洼处容易形成顽固污渍遮挡电池片表面，从而影响发电功率、增加维护成本。

实用新型内容

本实用新型提供了一种太阳能电池片聚光装置，用以提升电池片发电效率，降低电池片维护成本，所述聚光装置具有第一表面和第二表面，其中：所述第一表面面向太阳能电池片设置，所述第二表面面向太阳光入射方向设置；所述聚光装置内纵向不重叠的分布有多个自聚焦平面微透镜结构，所述多个自聚焦平面微透镜结构设置为向所述第一表面聚光。

具体实施中，所述多个自聚焦平面微透镜结构分布于所述聚光装置内的同一平面。

具体实施中，所述多个自聚焦平面微透镜结构的排布与太阳能电池片的各感光区域相匹配。

具体实施中，所述多个自聚焦平面微透镜结构的焦距为自聚焦平面微透镜结构光心至太阳能电池片距离的1-10倍。

具体实施中，所述多个自聚焦平面微透镜结构的焦距为自聚焦平面微透镜结构光心至太阳能电池片距离的1.2倍。

具体实施中，所述多个自聚焦平面微透镜结构呈正方形阵列排布或六角形阵列排布。

具体实施中，所述自聚焦平面微透镜结构为圆形孔径自聚焦平面微透镜结构或六角形孔径自聚焦平面微透镜结构。

具体实施中，所述聚光装置为玻璃材质聚光装置或塑料材质聚光装置。

本实用新型还提供了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括所述太阳能电池片聚光装置。

本实用新型提供的太阳能电池片聚光装置，其设置时第一表面面向太阳能电池板，第二表面面向太阳光入射方向，在该聚光装置内分布有多个向第一表面聚光的自聚焦平面微透镜结构。该实用新型太阳能电池片聚光装置的微透镜设置于内部，表面平整光滑，在使用中不易受环境因素影响，污渍、灰尘难以在其表面形成遮挡电池片的顽固污渍，易被清洗或被雨水自动冲刷，不仅可以大幅度提升太阳能电池片的发电效率，而且可以降低养护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术。描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是根据本实用新型一个具体实施方式中太阳能电池片聚光装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个具体实施方式中太阳能电池片聚光膜的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个具体实施方式中呈正方形阵列排布的自聚焦平面微透镜结构的俯视图；

图4是根据本实用新型一个具体实施方式中呈六角形阵列排布的自聚焦平面微透镜结构的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型提供了一种太阳能电池片聚光装置，用以提升电池片发电效率，降低电池片维护成本，所述聚光装置具有第一表面120和第二表面110，其中：所述第一表面120面向太阳能电池片130 设置，所述第二表面110面向太阳光入射方向设置；所述聚光装置内纵向不重叠的分布有多个自聚焦平面微透镜结构100，所述多个自聚焦平面微透镜结构100设置为向所述第一表面120聚光。

本实用新型的太阳能电池片聚光装置的工作原理为：将聚光装置的第一表面120复合于太阳能电池片130表面后，通过所述聚光装置内设置的多个自聚焦平面微透镜结构100聚集照射在聚光装置上的太阳光至太阳能电池片130表面，起到提升太阳能电池片130发电效率的作用；同时，由于微透镜为自聚焦平面微透镜结构，因而所述聚光装置的第二表面110可以设置为平面构造，不需要呈凸起状便可以聚光，在室外环境中也不易在聚光装置表面形成阻挡太阳光的射入的顽固污渍。

具体实施中，太阳能电池片聚光装置的设置可以有多种实施方案。例如，太阳能电池片聚光装置可以为直接设置于太阳能电池片130表面的盖板。此时不需在电池组件中额外添加部件便可以起到聚光的作用。再例如，如图2所示，太阳能电池片聚光装置还可以为复合于电池片盖板240表面的聚光膜：所述聚光膜具有第一表面220和第二表面210，其中：所述第一表面120面向太阳能电池片130并复合于电池片盖板240 表面，所述第二表面210面向太阳光入射方向设置；所述聚光装置内分布有多个自聚焦平面微透镜结构200，所述多个自聚焦平面微透镜结构 200设置为向所述第一表面220聚光。具体的，所述聚光膜可以根据需要复合至没有设置微透镜结构的电池板盖板240，起到聚光的作用。由于目前大部分太阳能光伏组件尚未设置有起到聚光作用的平面微透镜，而如果更换太阳能光伏组件，则成本巨大；在电池片的盖板表面覆盖聚光膜，既可以起到聚光的作用，也大幅度降低了更换太阳能光伏组件所需的开支。

具体实施中，为了使得太阳能电池片130各区域的受光均匀，所述多个自聚焦平面微透镜结构100可以分布于所述聚光装置内的同一平面，即各自聚焦平面微透镜结构100光心至太阳能电池片130距离相同。

具体实施中，多个自聚焦平面微透镜结构100的排布可以有多种实施方案。例如，如图3所示，所述多个自聚焦平面微透镜结构100可以呈正方形阵列排布。再例如，如图4所示，为了提高所述聚光装置的填充系数(有效传光面积与总受光面积之比)，所述多个自聚焦平面微透镜结构100可以呈六角形阵列排布。在(圆形孔径)自聚焦平面微透镜结构100呈六角形阵列排布时，所述聚光装置的填充系数可以达到90.7％，其在单位面积内的光接受率明显大于正方形排布的自聚焦平面微透镜结构100阵列，可以有效提升光利用率。

再例如，由于太阳能电池片130表面的电极栅线131并不起到吸收太阳光能量的作用，因而在实施中可以通过排布自聚焦平面微透镜将太阳光聚焦至电池片表面不具有电极栅线131的感光区域，避开电极栅线 131，起到提高光利用率的效果。具体的，所述多个自聚焦平面微透镜结构100的排布与太阳能电池片130的各感光区域相匹配。

具体实施中，自聚焦平面微透镜结构100的焦距与光心至太阳能电池片130的距离之比在设置时可以有多种实施方案。例如，为了提高光利用率，可以通过调整自聚焦平面微透镜结构100的焦距与自聚焦平面微透镜结构100光心至太阳能电池片130距离的比例来控制照射在太阳能电池片130的光线强度，具体的，所述多个自聚焦平面微透镜结构100 的焦距可以为自聚焦平面微透镜结构100光心至太阳能电池片130距离的1-10倍。优选地，由于当焦距与自聚焦平面微透镜结构100光心至太阳能电池片130距离之比较小时，其聚光能力较强，但是如果当太阳能光伏组件设置于光照强度较大或光照时间较长的区域时，长时间以较强的光线照射太阳能电池片130表面虽然可以提升光利用率，但是也容易缩短太阳能电池片130的使用寿命，甚至是导致太阳能电池片130的烧损。因而，所述多个自聚焦平面微透镜结构100的焦距可以为自聚焦平面微透镜结构100光心至太阳能电池片130距离的1.2倍，此时光线的利用率较高，且不会因为光线较强而导致毁损太阳能电池片130，有效保证了太阳能电池片130的使用寿命。

具体实施中，自聚焦平面微透镜的孔径形状在设置时可以有多种实施方案。例如，所述自聚焦平面微透镜结构100可以为圆形孔径自聚焦平面微透镜结构100。再例如，相较于圆形孔径，六角形孔径的平面微透镜可以进一步提升聚光装置中设置聚焦平面微透镜结构100的数量，即可以提升其填充系数，因而所述自聚焦平面微透镜结构100还可以为六角形孔径自聚焦平面微透镜结构。在自聚焦平面微透镜结构100为六角形孔径自聚焦平面微透镜结构，且呈六角形阵列排布时，所述聚光装置的的填充系数可以接近100％，其在单位面积内的光接受率明显大于圆形孔径、呈正方形排布的自聚焦平面微透镜结构阵列，光利用率显著提升。

具体实施中，聚光装置的材质选用可以有多种实施方案。例如，所述聚光装置为玻璃材质聚光装置或塑料材质聚光装置。

本实用新型还提供了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括所述太阳能电池片聚光装置。

综上所述，本实用新型提供的太阳能电池片聚光装置，其设置时第一表面面向太阳能电池板，第二表面面向太阳光入射方向，在该聚光装置内分布有多个向第一表面聚光的自聚焦平面微透镜结构。该实用新型太阳能电池片聚光装置的微透镜设置于内部，表面平整光滑，在使用中不易受环境因素影响，污渍、灰尘难以在其表面形成遮挡电池片的顽固污渍，易被清洗或被雨水自动冲刷，不仅可以大幅度提升太阳能电池片的发电效率，而且可以降低养护成本。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能电池片聚光装置，其特征在于，所述聚光装置具有第一表面(120)和第二表面(110)，其中：所述第一表面(120)面向太阳能电池片(130)设置，所述第二表面(110)面向太阳光入射方向设置；所述聚光装置内纵向不重叠的分布有多个自聚焦平面微透镜结构(100)，所述多个自聚焦平面微透镜结构(100)设置为向所述第一表面(120)聚光。

2.如权利要求1所述的太阳能电池片聚光装置，其特征在于，所述多个自聚焦平面微透镜结构(100)分布于所述聚光装置内的同一平面。

3.如权利要求2所述的太阳能电池片聚光装置，其特征在于，所述多个自聚焦平面微透镜结构(100)的排布与太阳能电池片(130)的各感光区域相匹配。

4.如权利要求2所述的太阳能电池片聚光装置，其特征在于，所述多个自聚焦平面微透镜结构(100)的焦距为自聚焦平面微透镜结构(100)光心至太阳能电池片(130)距离的1-10倍。

5.如权利要求4所述的太阳能电池片聚光装置，其特征在于，所述多个自聚焦平面微透镜结构(100)的焦距为自聚焦平面微透镜结构(100)光心至太阳能电池片(130)距离的1.2倍。

6.如权利要求2所述的太阳能电池片聚光装置，其特征在于，所述多个自聚焦平面微透镜结构(100)呈正方形阵列排布或六角形阵列排布。

7.如权利要求1或2所述的太阳能电池片聚光装置，其特征在于，所述自聚焦平面微透镜结构(100)为圆形孔径自聚焦平面微透镜结构或六角形孔径自聚焦平面微透镜结构。

8.如权利要求1或2所述的太阳能电池片聚光装置，其特征在于，所述聚光装置为玻璃材质聚光装置或塑料材质聚光装置。

9.一种太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件包括如权利要求1至8任一项所述的太阳能电池片聚光装置。