專利名稱：太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池模塊，特別是，涉及提高太陽能電池發(fā)電功率的技術(shù)。
背景技術(shù)：
就太陽能電池而言，隨著太陽能電池溫度的升高，太陽能電池的發(fā)電功率將會減 少。因此，為了防止太陽能電池的發(fā)電功率減少，需要對太陽能電池進行冷卻。注冊專利第觀5821號O001. 01. 08)中公開了以水冷卻法來冷卻太陽能電池的技 術(shù)。但是，水冷卻法冷卻太陽能電池的技術(shù)，很難確保組成太陽能電池的各電子部件的絕緣 性，也存在由于漏電而造成設(shè)備損壞的危險，因此，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作費用及維護費用也很 尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種能夠提高和增強太陽能電池發(fā)電功率的太陽能電池模塊。為達到上述目的，本發(fā)明的太陽能電池模塊，其特點是，將太陽能電池陣列密封收 納于透明的由絕熱材料制成的外部保護體中，使太陽能電池陣列與太陽輻射熱及外部高溫 環(huán)境相隔離，以便能夠以低溫狀態(tài)工作，從而提高和增強太陽能電池的發(fā)電效率。另外，本發(fā)明涉及的太陽能電池模塊，其特點還在于，利用溫度非常低的氣體以空 氣冷卻法對太陽能電池陣列進行冷卻，從而提高和增強太陽能電池的發(fā)電效率。本發(fā)明將太陽能電池陣列密封收納于透明的由絕熱材料制成的外部保護體中，使 太陽能電池陣列與外部高溫環(huán)境相隔離，從而可以提高和增強太陽能電池的發(fā)電功率。另外，本發(fā)明利用溫度非常低的氣體，以空氣冷卻法對太陽能電池陣列進行冷卻， 不僅很容易確保組成太陽能電池的各電子部件的絕緣性，而且結(jié)構(gòu)簡單，能夠降低制作費 用和維護費用，并使其安全工作。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的第1實施例的斷面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的第2實施例的斷面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的第3實施例的斷面圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的第4實施例的斷面圖。圖5是根據(jù)外部保護體一實施例的底面示意圖。圖6是太陽能電池結(jié)構(gòu)的一實施例的斷面圖。附圖標(biāo)記100 太陽能電池模塊，110 太陽能電池陣列，111 太陽能電池，112 透光性填充 粘合劑，113 引線，120 外部保護體，121 前面板，122 后面板，123 冷氣室，130 冷卻部， 131 第1配管，132 第2配管，133 散熱板，134 熱電器件，140 無線通信部，150 無線電 力傳送部。
具體實施例方式本發(fā)明的特征在于，包括太陽能電池陣列和外部保護體，其中，太陽能電池陣列由 多個太陽能電池(Solar cell)排列而成；外部保護體包括前面板和后面板，前面板由透明 絕熱材料制成，密封收納上述太陽能電池陣列，后面板與上述前面板一體形成或單獨形成， 材質(zhì)與前面板相同。下面參照附圖，對本發(fā)明優(yōu)選實施例進行詳細說明。圖1是根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的第1實施例的斷面圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明 的太陽能電池模塊的第2實施例的斷面圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的第3實 施例的斷面圖，圖4是根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的第4實施例的斷面圖，圖5是根據(jù)外 部保護體一實施例的底面示意圖。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明涉及的太陽能電池模塊100由太 陽能電池陣列110和外部保護體120組成。上述太陽能電池陣列110由多個太陽能電池(Solar cell) 111排列而成，被透光 性填充粘合劑112覆蓋并粘合在外部保護體120內(nèi)部。太陽能電池111的數(shù)量根據(jù)太陽能 電池模塊100的發(fā)電容量而定，每個太陽能電池111通過引線113與相鄰的太陽能電池連 接，并被EVA (Ethylene Vinyl Acetate，乙烯乙烯醋酸共聚物)等透光性填充粘合劑112填 充覆蓋，從而從外部保護太陽能電池。太陽能電池111如圖6所示，其基本上由p-n結(jié)形結(jié)構(gòu)構(gòu)成，包括提高光線在內(nèi) 部的吸收率的防反射膜(Antireflection layer)以及將太陽能電池產(chǎn)生的電力傳輸?shù)酵?部的上電極和下電極。圖6是太陽能電池結(jié)構(gòu)的一實施例的斷面圖。光線被太陽能電池111吸收后，一個光子將產(chǎn)生一對電子和空穴，由于p-n結(jié)產(chǎn)生 的電勢差作用而使電子和空穴分離，電子向η型半導(dǎo)體側(cè)移動，空穴向ρ型半導(dǎo)體側(cè)移動， 分別被上電極和下電極收集，使下電極成為正極，上電極成為負極，從而能夠?qū)ν獠控撦d進 行供電。上述外部保護體120用于密封收納太陽能電池陣列110，外部保護體120包括透明 絕熱材料制成的前面板121以及與前面板一體形成或單獨形成且與前面板具有相同或不 同材質(zhì)的后面板122。對于前面板121和后面板122單獨形成的情形，兩板的結(jié)合方式采用 通常的結(jié)合結(jié)構(gòu)，因此，省略了圖示說明。S卩，上述外部保護體120將太陽能電池陣列110與外部環(huán)境隔離，對太陽能電池陣 列110進行保護，為使傳遞到太陽能電池陣列的光線量最大，采用透光性高的透明材料制 成，同時，采用絕熱材料制成，對太陽能電池陣列進行密封，使太陽熱和外部高溫環(huán)境引起 太陽能電池陣列溫度上升所造成的影響最小化。例如，組成上述外部保護體120的透明絕熱材質(zhì)的前面板121及后面板122可以 采用氣凝膠(Aerogel)制成。氣凝膠(Aerogel)是由頭發(fā)絲1/10000粗細的二氧化硅(SiO2) 絲像無紡布一樣編織而成的材料，二氧化硅(SiO2)絲之間的空氣分子占氣凝膠整個體積的 98%左右，是一種具有高透光性、低導(dǎo)熱性的透明絕熱材料。采用上述氣凝膠等高強度透明絕熱材料制成的外部保護體120，能夠替代以往使 用的金屬框，從而與傳統(tǒng)技術(shù)相比減輕重量，耐腐蝕，絕熱效果優(yōu)秀。另外，將太陽能電池陣列110固定在外部保護體120內(nèi)時，只需在外部保護體120內(nèi)使用透光性填充粘合劑112來粘合太陽能電池陣列110，然后使填充粘合劑112硬化即 可。上述固定方法可以選用多種其它方法，這里，省略詳細說明。通過上述方法，本發(fā)明將太陽能電池陣列110密封收納于由透明絕熱材料制成的 外部保護體120內(nèi)，使太陽能電池陣列與外部高溫環(huán)境隔離，提高和增強了太陽能電池的 發(fā)電效率，從而達到上述的本發(fā)明目的。另外，根據(jù)本發(fā)明另一實施例，上述外部保護體120內(nèi)部還可以包括冷氣室123， 收納用于冷卻太陽能電池陣列110的冷氣。即，本實施例可以在外部保護體120內(nèi)收納冷 氣，通過空氣冷卻法對太陽能電池陣列110進行冷卻，從而提高和增強發(fā)電效率。由于上述外部保護體120由透明絕熱材料制成，冷氣室123內(nèi)的冷氣一旦冷卻，冷 氣室123內(nèi)的溫度就可以長時間維持低溫狀態(tài)，能夠?qū)μ柲茈姵仃嚵?10進行持續(xù)冷卻。
例如，上述冷氣室123可以如圖1、圖3及圖4所示，是在只有一個內(nèi)部空間的單一 結(jié)構(gòu)的外部保護體120內(nèi)部形成的空間，也可以如圖2所示，是在具有2個以上內(nèi)部空間的 復(fù)合結(jié)構(gòu)的外部保護體120內(nèi)部形成的空間。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述太陽能電池模塊還可以包括冷卻部130。上 述冷卻部130的作用是降低冷氣室123內(nèi)冷氣的溫度，通過降低冷氣室123內(nèi)部冷氣的溫 度而產(chǎn)生的對流現(xiàn)象，降低外部保護體120內(nèi)部的太陽能電池陣列110的溫度，從而提高和 增強發(fā)電效率。例如，上述冷卻部130可以如圖1所示，包括向冷氣室123內(nèi)注入冷氣的第1配管 131及從冷氣室123排出冷氣的第2配管132。這里，第1配管131和第2配管132可以由 單向閥形式構(gòu)成，避免停止注入冷氣時產(chǎn)生逆流。為方便起見，將省略通過第1配管131注 入冷氣，通過第2配管132排出冷氣的電機及泵的結(jié)構(gòu)說明及圖示。在通過第1配管131注入冷氣、通過第2配管132排出冷氣、在冷氣進行循環(huán)的過 程中，通過冷氣的對流現(xiàn)象，降低外部保護體120內(nèi)部的太陽能電池陣列110的溫度，從而 提高和增強發(fā)電效率。與此不同，上述冷卻部130還可以如圖2所示，包括從冷氣室123內(nèi)冷氣中吸收熱 量并向外部散熱的散熱板133。此時，通過使上述散熱板133構(gòu)造為具有單向?qū)嵝?，散?板133吸收被外部保護體120內(nèi)部的太陽能電池陣列110所加熱的冷氣中的熱量并向外部 散熱，由此降低外部保護體120內(nèi)部太陽能電池陣列110的溫度，從而提高和增強發(fā)電效率。對于圖2所示實施例，外部保護體120由具有2個內(nèi)部空間的復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成，設(shè)置 散熱板時，使散熱板133兩端分別位于兩個內(nèi)部空間內(nèi)，通過散熱板降低設(shè)置了太陽能電 池陣列110的內(nèi)部空間中的冷氣溫度，并對另一個內(nèi)部空間注入及排除冷氣，使冷氣進行 循環(huán)，通過空氣冷卻法對散熱板進行冷卻，由此降低外部保護體120內(nèi)部太陽能電池陣列 110的溫度，從而提高和增強發(fā)電效率。與此不同，上述冷卻部130還可以如圖3及圖4所示，包括降低冷氣室內(nèi)冷氣溫度 的熱電器件134。上述熱電器件(Thermo Electronic Module) 1；34是一種一側(cè)放熱另一側(cè) 吸熱的器件，是利用了將兩種不同金屬兩端連接后接通電流時，根據(jù)電流方向，一側(cè)金屬吸 熱，另一側(cè)金屬放熱的珀爾帖效應(yīng)(Peltier Effect)制成的器件。因此，將熱電器件134中吸熱的一側(cè)與外部保護體120的冷氣室123連接，并將放熱的一側(cè)與外部連接，熱電器件134就會對被外部保護體120內(nèi)部太陽能電池陣列110加 熱而溫度上升的冷氣進行吸熱，由此降低外部保護體120內(nèi)部太陽能電池陣列110的溫度， 從而提高和增強發(fā)電效率。此時，由于上述外部保護體120由透明絕熱材料組成，如圖3所示，通過在散熱板 133之間設(shè)置熱電器件134，能夠使熱電器件134通過冷氣室的散熱板133吸收被外部保護 體120內(nèi)部的太陽能電池陣列110加熱而溫度上升的冷氣的熱量，由此更加有效地降低外 部保護體120內(nèi)部太陽能電池陣列110的溫度，從而提高和增強發(fā)電效率。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，如圖1所示，上述第1配管131和上述第2配管 132由導(dǎo)電材料制成，分別作為太陽能電池陣列110的外部引出電極使用。與此不同，還可以如圖2及圖3所示，設(shè)置多個散熱板133，將兩個散熱板133分別 作為太陽能電池陣列110的外部引出電極使用。因此，將上述第1配管131和第2配管132或兩個散熱板133等構(gòu)成的冷卻部130 作為冷卻冷氣的手段使用的同時，還將其作為太陽能電池陣列110的外部引出電極使用， 能夠進一步簡化本發(fā)明的太陽能電池模塊的結(jié)構(gòu)。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，如圖1至圖3所示，本發(fā)明的太陽能電池模塊100 還可以包括無線通信部140。上述無線通信部140利用近距離低功耗通信等方法無線傳送 被太陽能電池陣列110加熱的冷氣室123的溫度等環(huán)境信息。例如，上述無線通信部140 可以由Zigbee或RFID等技術(shù)實現(xiàn)。例如，通過上述無線通信部140測量冷氣室123內(nèi)的溫度后，利用近距離低功耗通 信方式向外部進行無線傳送。這樣，通過分析無線傳送的溫度，可以進行諸如根據(jù)冷氣室內(nèi) 設(shè)定溫度來注入冷氣或啟動熱電器件等各種控制。上述無線通信部140可以由一個IC芯片構(gòu)成，設(shè)置在太陽能電池模塊100的外部 保護體120內(nèi)部。這樣，就能收集太陽能電池模塊100的各種環(huán)境信息，并根據(jù)收集的環(huán)境 信息進行各種控制。另外，根據(jù)本發(fā)明一實施例，如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊100還可 以包括無線電力傳送部150。上述無線電力傳送部150能夠?qū)⑻柲茈姵仃嚵?10所產(chǎn)生 的電力無線電力傳輸?shù)酵獠?。此時，與圖1、圖2及圖3所示實施例不同，無需設(shè)置向外部引 出電力的外部引出電極。無線電力傳送技術(shù)如圖4所示，包括將太陽能電池陣列110產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變 為交流電后，從隔離的兩個線圈所感應(yīng)的感應(yīng)電流來獲得電力的、利用電磁感應(yīng)原理的感 應(yīng)耦合anduction Coupling)技術(shù)；使用高頻信號輻射特性的射頻/微波輻射(Radio/ Microwave Radiation)技術(shù)；將共振現(xiàn)象嫁接到能量傳送方式上的共振耦合(Resonance Coupling)技術(shù)等。以上參照附圖重點對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了說明，但本發(fā)明并不局限于此， 在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明進行多種變形。工業(yè)利用性本發(fā)明可應(yīng)用于太陽能電池的冷卻技術(shù)領(lǐng)域及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。權(quán)利要求
1.一種太陽能電池模塊，其特征在于，該太陽能電池模塊包括太陽能電池陣列和外 部保護體，其中，所述太陽能電池陣列由多個太陽能電池排列而成；所述外部保護體包括前 面板和后面板，所述前面板由透明絕熱材料制成，用于密封收納所述太陽能電池陣列，所述 后面板與所述前面板一體形成或單獨形成，所述后面板的材質(zhì)與所述前面板相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述外部保護體的內(nèi)部包括 冷氣室，所述冷氣室收納用于冷卻所述太陽能電池陣列的冷氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述太陽能電池模塊還包括 用于降低所述冷氣室的冷氣溫度的冷卻部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述冷卻部由冷氣通道構(gòu)成， 所述冷卻部包括向所述冷氣室內(nèi)注入冷氣的第1配管以及從所述冷氣室排出冷氣的第2配 管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述冷卻部由散熱板構(gòu)成，所 述散熱板吸收所述冷氣室的冷氣的熱量，并向外部進行散熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述冷卻部由熱電器件組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述第1配管和所述第2配管 由導(dǎo)電材料制成，分別用作所述太陽能電池陣列的電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述散熱板用作所述太陽能 電池陣列的電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項權(quán)利要求所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述太 陽能電池模塊還包括以無線方式傳送太陽能電池模塊的環(huán)境信息的無線通信部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述無線通信部將所述冷氣 室的內(nèi)部溫度作為環(huán)境信息進行無線傳送。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項權(quán)利要求所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述 太陽能電池模塊還包括將所述太陽能電池陣列所產(chǎn)生的電力無線電力地傳輸?shù)酵獠康臒o 線電力傳送部。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能電池模塊，具體說明為，將太陽能電池陣列密封收納于由透明絕熱材料制成的外部保護體中，以便使太陽能電池陣列與外部高溫環(huán)境隔離，并進一步通過空氣冷卻法冷卻太陽能電池陣列，從而提高和增強太陽能電池的發(fā)電效率。
文檔編號H01L31/042GK102057502SQ200980121662
公開日2011年5月11日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月9日
發(fā)明者金成泰 申請人:陽地太陽能株式會社