CN212257416U - 基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件及汽车车顶 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于钙钛矿‑硅叠层太阳能电池的光伏组件及汽车车顶，其中光伏组件具有带边框的光伏层压件；所述光伏层压件从上至下依次包括透光面层、第一封装胶层、钙钛矿‑硅叠层太阳能电池板、第二封装胶层和背层；第一封装胶层用于连接透光面层和钙钛矿‑硅叠层太阳能电池板，第二封装胶层用于连接钙钛矿‑硅叠层太阳能电池板与背层。其中汽车车顶具有形成车顶或设置在车顶上的钙钛矿‑硅叠层曲面叠瓦光伏组件。本实用新型光电转化效率高，从而可拓展应用于汽车车顶，在汽车车顶有限的面积内，满足光电转化率。

Description

基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件及汽车车顶

技术领域

本实用新型涉及光伏及其拓展领域，特别涉及基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件及汽车车顶。

背景技术

典型的晶硅半导体材料只能吸收其中的一部分能量的光子，因此拓宽太阳能电池对太阳光的吸收是提高太阳能电池光电转效率的有效途径。增效和降本是是现在光伏的关键，作为主流的太阳能光伏技术，晶硅的发电成本虽然在持续缓缓下降，但其效率已经接近极限，即使晶硅PERC电池的量产效率接近24％，但是留给晶硅组件通过提质增效降本的空间也已经很小。钙钛矿-硅叠层太阳能电池的转换效率在不断提高，有望成为晶硅电池之后的高效电池的替代电池。

随着技术的发展，人们正在将光伏组件应用到不同的领域中去。如BIPV领域，汽车领域等。在BIPV领域，光能的有效利用一直是人们在积极追求的方向之一。而在汽车领域，人们正在积极研发在汽车车顶上利用光伏组件。集成于汽车车顶的太阳能电池光伏组件目前大部分都处于研发或实验阶段，而且目前用的光伏组件大多是常规焊接方式组件。同时，汽车车顶的面积有限，若需要达到一定的发电量，就需要我们开发更高转换效率的太阳能电池组件。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的是提供一种基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，该光伏组件光电转换效率高，同时可以设计成平面或者曲面，并且还可设计有透光性，在透光性与光电转换效率中得到一个合理的平衡。

实现本实用新型第一个目的的技术方案是：本实用新型中基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件。

具有带边框的光伏层压件；所述光伏层压件从上至下依次包括透光面层、第一封装胶层、钙钛矿-硅叠层太阳能电池板、第二封装胶层和背层；第一封装胶层用于连接透光面层和钙钛矿-硅叠层太阳能电池板，第二封装胶层用于连接钙钛矿-硅叠层太阳能电池板与背层。

上述透光面层和背层均可设计成曲面状。

上述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板包括多个串联的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池的部分正面通过导电胶部分堆叠并形成串联连接。每个所述电池串具有2～18片串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池。

上述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板包括多个串联或并联的电池模块；所述电池模块包括多个并联连接的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池的部分正面通过导电胶部分堆叠并形成串联连接。每个所述电池串具有2～18片串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池；每个所述电池模块具有1～10串并联的电池串；所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板具有2～8个串联或并联的电池电池模块。

作为变形，上述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板包括多个串联和/或并联的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池的部分正面通过导电胶部分堆叠并形成串联连接；

相邻钙钛矿-硅叠层太阳能电池之间和/或相邻电池串之间形成用于透光的间隙；所述背层为透光材质。

作为变形，上述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板包括多个串联和/或并联的塔式方阵；每个所述塔式方阵包括多个串联和/或并联的塔式模块；每个所述塔式模块包括多个塔式叠瓦单元；每个所述塔式叠瓦单元包括两个平行间隔设置且位于下层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池，以及一个位于上层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池；位于上层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池的部分背面与两个位于下层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池的部分正面通过导电胶堆叠并形成串联连接；相邻钙钛矿-硅叠层太阳能电池之间和/或相邻塔式叠瓦单元之间形成用于透光的间隙；所述背层为透光材质。所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板具有1～10个塔式方阵；具有多个塔式方阵时，各塔式方阵之间形成串联和/或并联。

上述曲面透光面层为曲面光伏玻璃或曲面光伏环氧板或曲面汽车玻璃。

上述第一封装胶层和第二封装胶层为EVA或POE或共挤型胶膜或硅胶。

上述背层为耐候性太阳能光伏背板或曲面光伏玻璃或曲面光伏环氧板或曲面汽车玻璃。

作为优化设计，边框相对的两侧分别设有拼接凸条，以及可与相邻边框的拼接凸条拼接配合的拼接槽；所述拼接凸条上设有导电触点；所述拼接槽内也设有导电触点；所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板的输出导线与拼接凸条的导电触点和拼接槽内的导电触点形成电连接；拼接凸条的导电触点和拼接槽内的导电触点位置对称设置。

本实用新型的第二个目的是提供一种具有光伏发电效果的汽车车顶，该汽车车顶能够在其有限的面积内满足光电转换率。

实现本实用新型第二个目的的技术方案是：本实用新型中汽车车顶，具有形成车顶或设置在车顶上的上述基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件。

钙钛矿-硅叠层太阳能电池板的导线从边框伸出并形成封装引线，封装引线的末端设有用于电连接的连接头；连接头内嵌设有导电片；所述封装引线的末端封装在连接头内并与导电片电连接；所述连接头上设有用于卡扣连接的弹性卡片。

上述边框上开设有封装腔；封装腔上配设有封盖；所述封盖上设有可供导线穿出的通孔；所述封盖上设有注胶孔；所述封盖封住封装腔，封装腔内通过注胶孔填充满封胶。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型采用钙钛矿-硅叠层太阳能电池板，由于其组成的钙钛矿-硅叠层太阳能电池能有效避免紫外光对钙钛矿太阳能电池的损害，还增大了入射光的总量，因此可以显著増加对太阳光的利用率和光电转换效率，并达到提升钙钛矿-硅叠层太阳能电池及其组件的光伏性能及寿命。

(2)本实用新型将钙钛矿-硅叠层太阳能电池板应用到曲面光伏组件，使得其应用场景更加多样，比如可用于汽车玻璃和BIPV等曲面应用方向。

(3)本实用新型中钙钛矿-硅叠层太阳能电池板采用叠瓦结构，因此可以吸收更宽的太阳光，进一步提高光电转换效率，进一步提高了单位面积发电量，并且光伏组件的使用寿命也有所延长。

(4)本实用新型通过设计透光的间隙，可以有效提高组件透光性，当用于汽车玻璃或者BIPV时，不影响其采光性。

(5)本实用新型通过拼接凸条和拼接槽能够实现有效拼接预定位，并且能够在拼接到位时，实现电连接，从而减少连接电线。

(6)本实用新型中汽车车顶在拥有一定透光性的同时，还具有在单位面积内更高的发电量，从而在汽车车顶这样面积有限的情况下，也能够满足需要的发电量需求。

(7)本实用新型中的连接头能够方便电连接，满足电路组装要求。

(8)本实用新型中通过在封装腔内填充封胶，能够有效保证封装引线处的防水等级。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型中基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件的结构示意图；

图2为本实用新型中基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件的***示意图；

图3为本实用新型中光伏层压件的剖视图；

图4为本实用新型中曲面的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件的结构示意图；

图5为图3的***示意图；

图6为本实用新型实施例1中电池串的结构示意图；

图7为本实用新型实施例1中电池串串联的电路连接示意图；

图8为本实用新型实施例3中电池串的结构示意图；

图9为本实用新型实施例3中钙钛矿-硅叠层太阳能电池板的连接示意图；

图10为本实用新型实施例4中组成电池串的钙钛矿-硅叠层太阳能电池的排布示意图；

图11为本实用新型实施例5中塔式叠瓦单元的结构示意图；

图12为本实用新型实施例5中塔式模块的结构示意图；

图13为本实用新型实施例5中塔式方阵的结构示意图；

图14为本实用新型实施例5中钙钛矿-硅叠层太阳能电池板的结构示意图；

图15为本实用新型中汽车车顶的结构示意图；

图16为图11中A处的放大图；

图17为本实用新型中封装腔与封盖的连接示意图；

图18为本实用新型中相邻边框拼接的结构示意图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图3，以及图6和图7，本实用新型中钙钛矿-硅叠层曲面叠瓦光伏组件具有带边框1的光伏层压件2；所述光伏层压件2从上至下依次包括平板状的透光面层21、第一封装胶层22、钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23、第二封装胶层24和平板状的背层 25；第一封装胶层22用于连接透光面层21和钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23，第二封装胶层24用于连接钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23与背层25。

所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23包括多个串联的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池231的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池231的部分正面通过导电胶3部分堆叠并形成串联连接。

每个所述电池串具有2～18片串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231。

所述透光面层21为曲面光伏玻璃。所述第一封装胶层和第二封装胶层均为EVA。

基于该实施例中的钙钛矿-硅叠层曲面叠瓦光伏组件，可形成汽车车顶。见图15至图17，该汽车车顶具有形成车顶或设置在车顶上的上述钙钛矿-硅叠层曲面叠瓦光伏组件。钙钛矿-硅叠层曲面叠瓦光伏组件中透光面层21的材质为汽车玻璃，背层25的材质也为汽车玻璃。

钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23的导线从边框1伸出并形成封装引线4，封装引线4的末端设有用于电连接的连接头5；连接头5内嵌设有导电片6；所述封装引线4的末端封装在连接头5内并与导电片6电连接；所述连接头5上设有用于卡扣连接的弹性卡片51。

所述边框1上开设有封装腔；封装腔上配设有封盖13；所述封盖13上设有可供导线穿出的通孔；所述封盖13上设有注胶孔131；所述封盖13封住封装腔，封装腔内通过注胶孔填充满封胶7。

(实施例2)

见图4和图5，本实用新型中透光面层21和背层25均呈曲面状，其他技术特征与实施例1相同。

(实施例3)

见图8和图9，本实用新型中钙钛矿-硅叠层曲面叠瓦光伏组件的钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23包括多个并联的电池模块；所述电池模块包括多个并联连接的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池231的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池231的部分正面通过导电胶3部分堆叠并形成串联连接。每个所述电池串具有10片串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231；每个所述电池模块具有4串并联的电池串；所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23具有3个并联的电池模块。

其他技术特征与实施例1相同。

(实施例4)

见图10，本实用新型中钙钛矿-硅叠层曲面叠瓦光伏组件的钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23包括多个串联的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池231的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池231的部分正面通过导电胶3部分堆叠并形成串联连接；

相邻钙钛矿-硅叠层太阳能电池231之间和相邻电池串之间形成用于透光的间隙26；所述背层25为透光材质。

其他技术特征与实施例1相同。

(实施例5)

见图11至图14，本实用新型中钙钛矿-硅叠层曲面叠瓦光伏组件的钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23包括多个并联的塔式方阵232；每个所述塔式方阵232包括多个并联的塔式模块233；每个所述塔式模块233包括多个塔式叠瓦单元234；每个所述塔式叠瓦单元234包括两个平行间隔设置且位于下层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231，以及一个位于上层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231；位于上层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231 的部分背面与两个位于下层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池231的部分正面通过导电胶3 堆叠并形成串联连接；相邻钙钛矿-硅叠层太阳能电池231之间和/或相邻塔式叠瓦单元 234之间形成用于透光的间隙26；所述背层25为透光材质。

所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23具有4个塔式方阵232；具有多个塔式方阵232时，各塔式方阵232之间形成串联和/或并联。

其他技术特征与实施例1相同。

(实施例6)

见图18，本实用新型中边框1相对的两侧分别设有拼接凸条11，以及可与相邻边框1的拼接凸条11拼接配合的拼接槽12；所述拼接凸条11上设有导电触点；所述拼接槽12内也设有导电触点；所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板23的输出导线与拼接凸条 11的导电触点和拼接槽12内的导电触点形成电连接；拼接凸条11的导电触点和拼接槽 12内的导电触点位置对称设置。所述导电触点为金属弹片。

该实施例中基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件作为BIPV组件。

当两块BIPV组件进行拼装时，一个BIPV组件上的边框的拼接凸条11***另一个BIPV组件上的边框的拼接槽12内，并且拼接凸条11在拼接槽12内滑动；当滑动到位时，拼接凸条11上作为导电触点的金属弹片与拼接槽12上作为导电触点的金属弹片接触形成电连接，从而使得两块BIPV组件形成电连接。

其他技术特征与实施例5相同。

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，并不用于限制本实用新型，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 (13)

1.基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，具有带边框(1)的光伏层压件(2)；其特征在于：所述光伏层压件(2)从上至下依次包括透光面层(21)、第一封装胶层(22)、钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)、第二封装胶层(24)和背层(25)；第一封装胶层(22)用于连接透光面层(21)和钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)，第二封装胶层(24)用于连接钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)与背层(25)。

2.根据权利要求1所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：所述透光面层(21)和背层(25)均呈曲面状。

3.根据权利要求1所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)包括多个串联的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)的部分正面通过导电胶(3)部分堆叠并形成串联连接。

4.根据权利要求1所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)包括多个串联或并联的电池模块；所述电池模块包括多个并联连接的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)的部分正面通过导电胶(3)部分堆叠并形成串联连接。

5.根据权利要求1所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)包括多个串联和/或并联的电池串；每个所述电池串包括多个串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)，且上一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)的部分背面与下一个钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)的部分正面通过导电胶(3)部分堆叠并形成串联连接；

相邻钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)之间和/或相邻电池串之间形成用于透光的间隙(26)；所述背层(25)为透光材质。

6.根据权利要求1所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)包括多个串联和/或并联的塔式方阵(232)；每个所述塔式方阵(232)包括多个串联和/或并联的塔式模块(233)；每个所述塔式模块(233)包括多个塔式叠瓦单元(234)；每个所述塔式叠瓦单元(234)包括两个平行间隔设置且位于下层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)，以及一个位于上层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)；位于上层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)的部分背面与两个位于下层的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)的部分正面通过导电胶(3)堆叠并形成串联连接；相邻钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)之间和/或相邻塔式叠瓦单元(234)之间形成用于透光的间隙(26)；所述背层(25)为透光材质。

7.根据权利要求3所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：每个所述电池串具有2～18片串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)。

8.根据权利要求4所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：每个所述电池串具有2～18片串联的钙钛矿-硅叠层太阳能电池(231)；每个所述电池模块具有1～10串并联的电池串；所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)具有2～8个串联或并联的电池模块。

9.根据权利要求6所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)具有1～10个塔式方阵(232)；具有多个塔式方阵(232)时，各塔式方阵(232)之间形成串联和/或并联。

10.根据权利要求6所述的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件，其特征在于：边框(1)相对的两侧分别设有拼接凸条(11)，以及可与相邻边框(1)的拼接凸条(11)拼接配合的拼接槽(12)；所述拼接凸条(11)上设有导电触点；所述拼接槽(12)内也设有导电触点；所述钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)的输出导线与拼接凸条(11)的导电触点和拼接槽(12)内的导电触点形成电连接；拼接凸条(11)的导电触点和拼接槽(12)内的导电触点位置对称设置。

11.汽车车顶，其特征在于：具有形成车顶或设置在车顶上的如权利要求1至8所述之一的基于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的光伏组件。

12.根据权利要求11所述的汽车车顶，其特征在于：钙钛矿-硅叠层太阳能电池板(23)的导线从边框(1)伸出并形成封装引线(4)，封装引线(4)的末端设有用于电连接的连接头(5)；连接头(5)内嵌设有导电片(6)；所述封装引线(4)的末端封装在连接头(5)内并与导电片(6)电连接；所述连接头(5)上设有用于卡扣连接的弹性卡片(51)。

13.根据权利要求12所述的汽车车顶，其特征在于：所述边框(1)上开设有封装腔；封装腔上配设有封盖(13)；所述封盖(13)上设有可供导线穿出的通孔；所述封盖(13)上设有注胶孔(131)；所述封盖(13)封住封装腔，封装腔内通过注胶孔填充满封胶(7)。

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