專利名稱：支撐件及其加工模具和包括該支撐件的太陽(yáng)能電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽(yáng)能電池組件的 支撐件、包括該支撐件的聚光型太陽(yáng)能電池組件和加工該支撐件的模具。
背景技術(shù)：
由于化石能源逐漸枯竭，所以新型能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能逐漸興起。太陽(yáng) 能發(fā)電裝置作為一種直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，具有安裝形式多樣、 安全無(wú)污染、取之不盡、用之不竭的優(yōu)點(diǎn)，所以得到了大力發(fā)展。但太陽(yáng)能 發(fā)電裝置的成本比較高，如在太陽(yáng)能發(fā)電裝置中占最大比例的硅太陽(yáng)能發(fā)電 裝置的硅材料十分昂貴。而在目前的常規(guī)技術(shù)下，每輸出l瓦功率，需要約
io克的硅材料。為了降低太陽(yáng)能發(fā)電裝置的成本，人們研制出了聚光型太陽(yáng)
能發(fā)電裝置。聚光型太陽(yáng)能發(fā)電裝置通過(guò)在該裝置中設(shè)置聚光部件，可以提 高電池的入射光強(qiáng)度，從而提高了照射在電池每單位面積上的光能。通常的
硅太陽(yáng)能發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)化效率為15 %左右，也就是說(shuō)可以將照射在電池上的 光能的15%轉(zhuǎn)化為電能。由于聚光型太陽(yáng)能發(fā)電裝置提高了照射在電池每單 位面積上的光能，所以提高了每單位面積電池輸出的電能，從而在輸出相同 電能的情況下，可以有效降低電池的總面積，進(jìn)而降低電池原料的成本，降 低太陽(yáng)能發(fā)電裝置的總成本。然而，太陽(yáng)能發(fā)電裝置的電池具有負(fù)溫度效應(yīng)， 當(dāng)電池的溫度超過(guò)25t:時(shí)，每提高1攝氏度，電池輸出的電能就要降低O. 4%。 隨著電池入射光強(qiáng)度的增大，電池表面的溫度也迅速提高，通?？梢赃_(dá)到上 百攝氏度。因此，還需要在聚光型太陽(yáng)能發(fā)電裝置中設(shè)置散熱部件。
CN1862943A公開了一種聚光型太陽(yáng)能發(fā)電裝置，如圖1所示，該裝置 包括電池l、透光層2、粘結(jié)層3、背封層4、散熱件5和彈性固定部6，所述透光層2、電池l、粘結(jié)層3和背封層4從上到下依次層疊排布，所述散 熱件5粘附在背封層4的下表面上，所述彈性固定部6支撐散熱件5。由于 該裝置的背封層4只起到對(duì)電池1進(jìn)行支撐的作用，所以需要額外地設(shè)置用 于聚光的聚光部件(未示出)和用于散去電池l中熱量的散熱件5，由于散 熱件5在背封層4上粘結(jié)不牢固，所以還需要額外地設(shè)置用于支撐散熱件5 的彈性固定部6，從而導(dǎo)致該裝置的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有聚光性能和散熱性能的支撐件、包括 該支撐件的聚光型太陽(yáng)能電池組件和加工該支撐件的模具。
本實(shí)用新型提供了一種用于太陽(yáng)能電池組件的支撐件，其中，該支撐件 由導(dǎo)熱材料制成，包括至少一個(gè)凹形件7，所述凹形件7的側(cè)壁9的形狀為 曲面，底面8為平面，且凹形件7的上部開口端的面積大于底面8的面積。
本實(shí)用新型還提供了一種聚光型太陽(yáng)能電池組件，該組件包括電池1、 透光層2和支撐件12，其中，所述支撐件12由導(dǎo)熱材料制成，包括至少一 個(gè)凹形件7，所述凹形件7的側(cè)壁9的形狀為曲面，底面8為平面，且凹形 件7的上部開口端的面積大于底面8的面積，所述透光層2和電池1從上到 下依次層疊排布在支撐件12的凹形件7的底面8上。
本實(shí)用新型還提供了一種加工所述支撐件的模具，該模具包括凸模10 和凹模11，其中，所述凸模IO和凹模11的形狀分別與所述支撐件的形狀相 應(yīng)。
由于本實(shí)用新型提供的聚光型太陽(yáng)能電池組件包括本實(shí)用新型提供的 支撐件12，而本實(shí)用新型提供的支撐件12包括至少一個(gè)凹形件7，凹形件7 的側(cè)壁9的形狀為曲面，且凹形件7的上部開口端的面積大于底面8的面積， 因而當(dāng)太陽(yáng)光照射在側(cè)壁9上時(shí)，側(cè)壁9可以將照射在其上的光能反射給位于底面8上的電池1，從而增大了照射在電池l上的光能，起到了聚光的作
用；側(cè)壁9的設(shè)置增大了支撐件12的表面積，而支撐件12是與電池1和外 界的空氣直接接觸的，所以支撐件12可以有效地散去電池1中的熱量，從 而起到散熱的作用；支撐件12同時(shí)起到了傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池組件中背封層的 支撐作用。因此，本實(shí)用新型提供的聚光型太陽(yáng)能電池組件僅通過(guò)設(shè)置支撐 件12就可以同時(shí)起到支撐電池、聚光和散熱的作用，從而大大簡(jiǎn)化了聚光 型太陽(yáng)能電池組件的結(jié)構(gòu)，有效地降低了制造成本，提高了生產(chǎn)率。此外， 還可以通過(guò)本實(shí)用新型提供的模具方便地加工所述支撐件。


圖1是傳統(tǒng)聚光型太陽(yáng)能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的用于太陽(yáng)能電池組件的支撐件的 結(jié)構(gòu)示意圖3是根據(jù)本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的用于太陽(yáng)能電池組件的支撐件 的結(jié)構(gòu)示意圖4是根據(jù)本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的用于太陽(yáng)能電池組件的支撐件 的結(jié)構(gòu)示意圖5是本實(shí)用新型提供的聚光型太陽(yáng)能電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本實(shí)用新型提供的加工支撐件的模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種用于太陽(yáng)能電池組件的支撐件，其 中，該支撐件由導(dǎo)熱材料制成，包括至少一個(gè)凹形件7，所述凹形件7的側(cè) 壁9的形狀為曲面，底面8為平面，且凹形件7的上部開口端的面積大于底面8的面積。
對(duì)凹形件7的形狀沒有特別的限定，為了便于電池的排布，優(yōu)選地，所 述凹形件7的底面8的形狀與電池的形狀相應(yīng)，如所述凹形件7可以為槽狀 或鍋狀，此時(shí)，凹形件7的底面8可以為圓形、橢圓形、方形或長(zhǎng)條形。圖 2和圖3分別表示具有槽狀凹形件7的支撐件和具有盆狀凹形件7的支撐件。
所述側(cè)壁9的形狀可以為任意曲面，只要能夠有效地將照射在其上的光 線反射給位于底面8上的電池即可，如所述曲面可以為拋物面、雙曲面或者 高次曲面，為了更好地將照射在側(cè)壁9上的光線反射給位于底面8上的電池， 優(yōu)選地，所述側(cè)壁9的形狀為復(fù)合拋物面。為了將照射在側(cè)壁9內(nèi)表面上的 光線充分地反射給位于底面8上的電池，優(yōu)選地，所述側(cè)壁9的形狀使得當(dāng) 太陽(yáng)光線照射在側(cè)壁9的內(nèi)表面上時(shí)，通過(guò)該內(nèi)表面反射的光線的至少80% 被聚集到底面8，更優(yōu)選地，通過(guò)該內(nèi)表面反射的光線的至少90%被聚集到 底面8，更優(yōu)選地，所有通過(guò)該內(nèi)表面反射的光線都被聚集到底面8。所述 底面8的周圍可以是封閉的，也可以是不封閉的。如，當(dāng)?shù)酌?是長(zhǎng)條形時(shí)， 可以只在底面8的兩個(gè)相對(duì)長(zhǎng)邊設(shè)置側(cè)壁9，而不在底面8的兩個(gè)相對(duì)短邊 設(shè)置任何壁，如圖2所示。為了提高凹形件7的強(qiáng)度，優(yōu)選地，所述底面8 的周圍是封閉的，所述封閉可以通過(guò)各種方式實(shí)現(xiàn)，如可以將底面8周圍的 壁都設(shè)置成側(cè)壁9;也可以將底面8周圍的部分壁設(shè)置成側(cè)壁9，而將其余 的壁設(shè)置成普通的壁，該普通的壁可以垂直于底面8設(shè)置。如圖4所示，當(dāng) 底面8是長(zhǎng)條形時(shí)，可以只在底面8的兩個(gè)相對(duì)長(zhǎng)邊設(shè)置側(cè)壁9，而在底面 8的兩個(gè)相對(duì)短邊設(shè)置普通的壁，如該普通的壁可以垂直于底面8。
所述凹形件7的上部開口端的面積大于底面8的面積，如所述凹形件7 的上部開口端的面積可以是底面8的面積的1-100倍，為了有效地聚集太陽(yáng) 光的光能且節(jié)省材料，優(yōu)選地，所述凹形件7的上部開口端的面積是底面8 的面積的2-50倍，更優(yōu)選為3-10倍。對(duì)底面8的面積沒有特別的限定，根據(jù)具體情況確定。
所述支撐件采用的導(dǎo)熱材料可以是各種導(dǎo)熱性能好的材料，如各種金 屬，例如鋁、銅、銀、鋼、鐵或者它們的合金材料，為了提高太陽(yáng)光的反 射效率，優(yōu)選為具有良好光潔度的鋁或者鋁合金材料。為了進(jìn)一步提高太陽(yáng) 光的反射效率，優(yōu)選地，所述側(cè)壁9的內(nèi)表面涂覆有反光材料。為了防止支 撐件在使用時(shí)導(dǎo)致電池發(fā)生短路，優(yōu)選地，所述底面8的內(nèi)表面經(jīng)過(guò)不導(dǎo)電 處理?？梢葬娪帽绢I(lǐng)域公知的各種方法對(duì)底面8進(jìn)行不導(dǎo)電處理，如陽(yáng)極氧 化、表面鍍敷樹脂層或者微弧氧化等。
所述凹形件7可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)，根據(jù)具體情況確定。當(dāng)凹形
件7為多個(gè)時(shí)，所述凹形件7可以任意排布，任意兩個(gè)凹形件7的尺寸和形
狀可以一致，也可以不一致，為了便于加工和電池的布置，優(yōu)選地，所述多
個(gè)凹形件7的尺寸和形狀一致且規(guī)則排布。如圖2和圖4所示，當(dāng)凹形件7 為槽狀時(shí)，可以將多個(gè)凹形件7設(shè)置為平行排布。所述多個(gè)凹形件7可以連 接為一個(gè)整體，也可以分別獨(dú)立設(shè)置，為了便于凹形件7的加工，優(yōu)選地， 所述多個(gè)凹形件7為一體化結(jié)構(gòu)。通常在凹形件7的側(cè)壁9的最上側(cè)進(jìn)行連 接，相鄰的兩個(gè)凹形件7的相鄰的兩個(gè)側(cè)壁9的最上側(cè)可以直接接觸連接， 也可以通過(guò)連接片連接，根據(jù)具體情況選擇。
本實(shí)用新型提供的支撐件為本領(lǐng)域公知的片狀，所述片狀支撐件的厚度 可以為0.5-10毫米，優(yōu)選為l-5毫米，更優(yōu)選為1.5-3毫米。
本實(shí)用新型提供的支撐件可以通過(guò)本領(lǐng)域公知的各種方法機(jī)械加工而 成，如滾壓、折彎或者模具成型，為了便于加工，優(yōu)選地，所述支撐件通過(guò) 模具整體成型。
如圖5所示，本實(shí)用新型還提供了一種聚光型太陽(yáng)能電池組件，該組件 包括電池1、透光層2和支撐件12，其中，所述支撐件12由導(dǎo)熱材料制成， 包括至少一個(gè)凹形件7，所述凹形件7的側(cè)壁9的形狀為曲面，底面8為平面，且凹形件7的上部開口端的面積大于底面8的面積，所述透光層2和電 池1從上到下依次層疊排布在支撐件12的凹形件7的底面8上。
已經(jīng)在上文中描述了支撐件12的結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。
對(duì)電池1的結(jié)構(gòu)沒有特別的要求，如所述電池1可以為本領(lǐng)域公知的片 狀，可以將電池1加工成長(zhǎng)條形、方形、圓形、橢圓形或者其它不規(guī)則形狀。
對(duì)電池1在底面8上的排布沒有特別的限定，根據(jù)具體情況確定。如， 可以在底面8上設(shè)置一個(gè)電池1或多個(gè)電池1。所述多個(gè)電池1可以通過(guò)導(dǎo) 線(未示出)串聯(lián)或者并聯(lián)。
所述透光層2的結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域所公知，在此不再贅述。
本實(shí)用新型提供的聚光型太陽(yáng)能電池組件可以包括傳統(tǒng)的背封層，也可 以不包括傳統(tǒng)的背封層，傳統(tǒng)的背封層可以設(shè)置在電池1與底面8之間。為 了便于熱量的傳遞，優(yōu)選地，該太陽(yáng)能電池組件不包括傳統(tǒng)的背封層，所述 電池1與底面8直接接觸，所述支撐件12可以起到傳統(tǒng)背封層的支撐作用。
可以采用本領(lǐng)域公知的各種方式連接支撐件12和電池1、電池1和透光 層2，如可以先分別通過(guò)粘結(jié)劑連接支撐件12和電池1、電池1和透光層2， 然后通過(guò)本領(lǐng)域公知的熱壓的方式將電池1和透光層2固定在支撐件12上。 上述粘結(jié)劑優(yōu)選為導(dǎo)熱性能良好的硅類粘結(jié)劑。
如圖6所示，本實(shí)用新型還提供了一種加工所述支撐件的模具，該模具 包括凸模10和凹模11，其中，所述凸模IO和凹模11的形狀分別與所述支 撐件的形狀相應(yīng)。
采用該模具加工所述支撐件的方法為通常的沖壓方法，該方法為本領(lǐng)域 技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。
在采用熱壓的方式將電池1和透光層2固定在支撐件12上時(shí)，為了方 便操作，可以先將粘結(jié)好的電池組件置于凹模ll中，然后將凸模10放在該 電池組件上，使凸模10的底面與透光層2接觸，通過(guò)在凸模10上施加壓力
9而完成熱壓操作。
下面的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。 實(shí)施例1
本實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型提供的聚光型太陽(yáng)能電池組件。
制備了如圖5所示的聚光型太陽(yáng)能電池組件。該太陽(yáng)能電池組件包括電
池1、透光層2和支撐件12，支撐件12包括8個(gè)凹形件7，凹形件7為長(zhǎng)槽 狀，凹形件7的側(cè)壁9的形狀為復(fù)合拋物面，底面8為平面，透光層2和電 池1從上到下依次層疊排布在支撐件12的凹形件7的底面8上。
所述支撐件12采用厚度為2毫米的鋁合金6061 76板通過(guò)本實(shí)用新型 提供的模具一次加工而成，凹形件7的底面8經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化處理，氧化膜厚 度為10微米。凹形件7的底面8的寬度為15毫米，兩個(gè)側(cè)壁9最上側(cè)之間 的距離為75毫米，凹形件7的長(zhǎng)度為800毫米。所述側(cè)壁9的形狀使得當(dāng) 太陽(yáng)光線照射在側(cè)壁9的內(nèi)表面上時(shí)，所有通過(guò)該內(nèi)表面反射的光線都被聚 集到底面8。
所述電池1采用單晶硅太陽(yáng)能電池片，該電池片的光電轉(zhuǎn)化效率為 15.5%。每個(gè)凹形件7的底面8上排列6個(gè)電池1，電池1的長(zhǎng)度方向與凹 形件7的長(zhǎng)度方向相同，每個(gè)電池1的寬度為15毫米、長(zhǎng)度為125毫米， 每?jī)蓚€(gè)相鄰的電池1之間的間距為5毫米，該6個(gè)電池1通過(guò)導(dǎo)線(未示出) 串聯(lián)起來(lái)，這樣，支撐件12上總共排列有48個(gè)電池1，將這48個(gè)電池1 串聯(lián)起來(lái)。
所述透光層2為低鐵高透明的玻璃，厚度為3.2mm，透光率大于90%。 所述透光層2也為8個(gè)，與凹形件7的個(gè)數(shù)相等。每個(gè)透光層2的長(zhǎng)度為800 毫米、寬度為15毫米、厚度為3.2mm、透光率大于90%。
所述支撐件12與電池1之間、電池1與透光層2之間是通過(guò)涂敷粘結(jié) 材料乙烯-醋酸乙烯酯，采用常規(guī)的熱壓方式進(jìn)行固定的，熱壓溫度為135°C，熱壓時(shí)間為30分鐘。
對(duì)制成的太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行測(cè)試。將太陽(yáng)能電池組件置于陽(yáng)光下，當(dāng)
太陽(yáng)能光強(qiáng)為1000W/m2時(shí)，用電壓表和電流表對(duì)太陽(yáng)能電池組件的輸出進(jìn) 行測(cè)試，并計(jì)算出輸出功率，用紅外探測(cè)溫度計(jì)探測(cè)電池表面溫度，測(cè)試結(jié) 果列于表l中。 對(duì)比例1
本對(duì)比例說(shuō)明傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池組件。
該對(duì)比例的傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池組件與實(shí)施例1中太陽(yáng)能電池組件的區(qū)別在 于，支撐件12由傳統(tǒng)的TPT材料制成的背封層取代。背封層的形狀為傳統(tǒng) 的平面，透光層的形狀和尺寸與背封層的形狀和尺寸相應(yīng)。
對(duì)制成的太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行測(cè)試。將太陽(yáng)能電池組件置于陽(yáng)光下，當(dāng) 太陽(yáng)能光強(qiáng)為1000W/r^時(shí)，用電壓表和電流表對(duì)太陽(yáng)能電池組件的輸出進(jìn) 行測(cè)試，并計(jì)算出輸出功率，用紅外探測(cè)溫度計(jì)探測(cè)電池表面溫度，測(cè)試結(jié) 果列于表l中。
表1
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比較實(shí)施例1和對(duì)比例1可以看出，本實(shí)用新型提供的太陽(yáng)能電池組件
的輸出功率約是傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池組件輸出功率的4.7倍，而電池表面溫度比 傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池組件的電池表面溫度還低2°C，所以本實(shí)用新型提供的太陽(yáng) 能電池組件的支撐件具有很好的聚光性能和散熱性能。
權(quán)利要求1、一種用于太陽(yáng)能電池組件的支承件，其特征在于，該支承件由導(dǎo)熱材料制成，并包括至少一個(gè)凹形件(7)，所述凹形件(7)的側(cè)壁(9)的形狀為曲面，底面(8)為平面，且凹形件(7)的上部開口端的面積大于底面(8)的面積。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐件，其特征在于，所述凹形件(7)為槽 狀或鍋狀。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的支承件，其特征在于，所述側(cè)壁(9)的 形狀為復(fù)合拋物面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐件，其特征在于，所述側(cè)壁(9)的形狀 使得當(dāng)太陽(yáng)光線照射在側(cè)壁(9)的內(nèi)表面上時(shí)，通過(guò)該內(nèi)表面反射的光線 的至少80%被聚集到底面(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐件，其特征在于，所述底面(8)的周圍 是封閉的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐件，其特征在于，所述凹形件(7)的上 部開口端的面積是底面(8)的面積的2-50倍。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐件，其特征在于，所述底面(8)的內(nèi)表 面經(jīng)過(guò)不導(dǎo)電處理，所述側(cè)壁(9)的內(nèi)表面涂覆有反光材料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐件，其特征在于，所述凹形件(7)為多 個(gè)且為槽狀，所述多個(gè)凹形件(7)平行排列且固定連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的支撐件，其特征在于，所述多個(gè)凹形件(7) 為一體化結(jié)構(gòu)。
10、 一種聚光型太陽(yáng)能電池組件，該組件包括電池(1)、透光層(2) 和支撐件(12)，其特征在于，所述支撐件(12)為權(quán)利要求1至9中任意 一項(xiàng)所述的支撐件，所述透光層(2)和電池(1)從上到下依次層疊排布在 所述支撐件(12)的凹形件(7)的底面(8)上。
11、 一種加工用于太陽(yáng)能電池組件的支撐件的模具，該模具包括凸模 (10)和凹模(11)，其特征在于，所述凸模(10)和凹模(11)的形狀分別與權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的支撐件的形狀相應(yīng)。
專利摘要一種用于太陽(yáng)能電池組件的支撐件，其中，該支撐件由導(dǎo)熱材料制成，包括至少一個(gè)凹形件，所述凹形件的側(cè)壁的形狀為曲面，底面為平面，且凹形件的上部開口端的面積大于底面的面積。一種包括該支撐件的聚光型太陽(yáng)能電池組件，其中，電池與支撐件的凹形件的底面接觸連接。一種用于加工所述支撐件的模具，該模具包括凸模和凹模，其中，所述凸模和凹模的形狀分別與所述支撐件的形狀相應(yīng)。本實(shí)用新型提供的聚光型太陽(yáng)能電池組件僅通過(guò)設(shè)置支撐件就可以同時(shí)起到支撐電池、聚光和散熱的作用，從而大大簡(jiǎn)化了聚光型太陽(yáng)能電池組件的結(jié)構(gòu)，有效地降低了制造成本，提高了生產(chǎn)率。此外，還可以通過(guò)本實(shí)用新型提供的模具方便地加工所述支撐件。
文檔編號(hào)H01L31/18GK201160074SQ20072012539
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者勇 周, 王傳福, 董俊卿 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司