太阳能电池器件及具有该太阳能电池器件的汽车车罩

摘要

本发明提供一种太阳能电池器件，其包括薄膜太阳能电池及反射部件，反射部件设置在太阳能电池的周边。本发明还提供一种汽车车罩，其包括本发明的太阳能电池器件以及底罩，太阳能电池器件设置在底罩上。本发明提供的太阳能电池器件具有较高的能量转化效率，绿色环保，并且使用方便，可广泛应用于各种罩体中，例如交通工具的罩体、棚罩、或帐篷。

说明书

技术领域

本发明属于光伏发电领域，涉及一种太阳能电池器件以及具有该太阳能电池器件的汽车车罩。

背景技术

随着经济的快速增长，能耗也在迅速增加；地球上储存的自然能源在加快消耗同时，环境污染问题也日益突出。因此，清洁的、可再生的替代能源一直是人类孜孜以求的研究课题。水能、风能以及太阳能由于取之不尽，因此它们的开发利用在世界范围内都非常活跃。在这些可再生能源的研发中，光伏发电最近几年一直是最热门是投资领域之一。然而光伏发电中光的极限效率理论值不超过30％，而实际效率平均只有15％左右。因此，进一步提高光能转化为电能的效率，是亟需解决的问题。

电动汽车由于与传统的燃油类汽车相比更环保，越来越受到重视，电动汽车市场增长率非常迅猛，普及率也越来越高。为了保护室外停放的汽车免受损伤，通常车主会给汽车套上车罩。车罩具有比较大的表面积，如何充分利用大表面积的车罩，为电动汽车补充电能，这的确是上非常值得研究的课题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种具有改进太阳能转化率的太阳能电池器件。本发明的另一目的在于提供一种能够为汽车提供电能的车罩。

因此，本发明提供了一种太阳能电池器件，包括薄膜太阳能电池及反射部件，反射部件设置在太阳能电池的周边。薄膜太阳能电池具有柔性，可折叠收卷，防水安全系数高，使该太阳能电池器件便于存放。

优选地，薄膜太阳能电池通过魔术贴与反射部件相连，便于薄膜太阳能电池与反射部件之间进行组装或拆卸。

优选地，反射部件为具有反射表面的薄膜，所述薄膜可以由布料、高分子材料等柔性材料制成，其反射表面可以通过涂覆反射材料形成；优选地，所述布料、高分子材料为耐高温、防水、防火阻燃材料。

优选地，薄膜太阳能电池的上表面的面积与反射部件的反射表面积之比为0.1-100之间，优选为0.5-50之间，优选为0.1-20之间，优选为1-10之间，优选为2-8之间。

优选地，反射部件的反射表面由金属粉层组成。优选地，金属粉末为银粉、铝粉和锡粉中的一种或几种。为了提高光反射率，金属粉末优选为银粉。另外，由于光反射率与金属粉末颗粒的直径成反比，优选地，金属粉末颗粒的直径为微米级，更优选为纳米级。金属粉末层的厚度为0.1-0.3mm。

优选地，薄膜太阳能电池为双面光伏电池，双面光伏电池的下方设有该反射部件。部分太阳光被反射部件反射至双面光伏电池的底面，双面光伏电池则会将该部分太阳光吸收利用，从而增加薄膜太阳能电池吸收的太阳光。

优选地，为了增加太阳能的吸收率，薄膜太阳能电池为多个。使用的多个薄膜太阳能电池可以根据实际需要串联、并联或者同时包括串联和并联。

优选地，太阳能电池器件还包括控制器、逆变器、蓄电逆变器和蓄电池中的一个或几个。其中，薄膜太阳能电池与上述部件的一个或几个连接，用于给交通工具或/和电子设备充电。

本发明还涉及太阳能电池器件在罩体中的应用，该罩体为交通工具的罩体、棚体、或帐篷等。

本发明还提供一种汽车车罩，包括本发明的太阳能电池器件以及底罩，太阳能电池器件设置在底罩上。

优选地，当所述反射部件为具有反射表面的薄膜时，所述反射部件与所述底罩整合为一体。优选地，所述薄膜太阳能电池位于车罩的覆盖车顶的区域，该区域包括车顶、引擎盖及后备箱的顶部中的一个或多个顶部。

本发明提供的太阳能电池器件充分利用了薄膜太阳能电池将太阳能转化为电能以及反射部件的反射光的作用之间的结合，大大提高了对太阳能的转化效率。具体来说，当太阳能电池器件处于阳光下时，薄膜太阳能电池将吸收的一部分太阳能转化为电能；与此同时，反射部件能够反射薄膜太阳能电池周围的太阳光，降低太阳能电池器件环境温度，从而大大提高了太阳能电池器件对太阳能的转化效率。以晶硅薄膜太阳能电池为例，通常温度每增加1℃，转换效率下降0.4％。在本申请的上优选实施方式中，反射部件能够使太阳能电池器件环境温度降低5℃左右，初步估计其对转化效率的贡献将为2％左右，这对于目前平均转化率只有15％左右来说，是非常显著的。

此外，本发明提供的太阳能电池器件使用方便、可广泛应用于各种罩体中，从而可以为各种采用电能的交通工具或/和电子设备充电。

本发明提供的车罩，不仅能够高效转化太阳能，而且还可以保护车不被损害。

附图说明

图1A为本发明第一种实施方式提供的太阳能电池器件示意图；

图1B为本发明第一种实施方式提供的太阳能电池器件示意图；

图2A为本发明第三种实施方式提供的太阳能电池器件示意图；

图2B为本发明第四种实施方式提供的太阳能电池器件示意图；

图3、图4和图5为本发明中太阳能电池器件的三种实施方式的示意图；

图6为本发明中汽车车罩的示意图；

图7为本发明中汽车车罩于应用于汽车上的示意图；

图8为图7中A部的局部放大图。

主要元件符号说明：

1 薄膜太阳能电池

11 双面光伏电池

2 反射部件

3 控制器

4 逆变器

41 蓄电逆变器

5 蓄电池

6 合体机

7 底罩

8 棉层

91 电子设备接口

92 汽车充电接口

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明所述的太阳能电池器件及具有该太阳能电池器件的汽车车罩进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1A所示，本发明提供一种太阳能电池器件，包括薄膜太阳能电池1及反射部件2，反射部件2设置在薄膜太阳能电池1的周边。

薄膜太阳能电池1可以为本领域中任意一种薄膜太阳能电池，在一种实施方式中，薄膜太阳能电池1为非晶硅柔性薄膜太阳能电池，具有防水、安全系数高等优点。另外，薄膜太阳能电池1具有柔性，可折叠收卷，使该太阳能电池器件便于存放。

反射部件2的反射表面可以由本领域通常使用的材料构成，例如由金属粉末层或者合金或具有反光作用的高分子材料组成，例如银、铝、铜、氧化锌等。为了获得更好的反射效果，优选地，所述金属粉末为银粉、铝粉和锡粉中的一种或几种；为了进一步提高反射率以及使用的便利性，优选地，所述金属粉末为银粉。

所述金属粉末颗粒可以具有本领域常用的颗粒粒径，例如微米级；但是为了进一步提高反射率以及提高金属颗粒的附着力，优选地，所述金属粉末颗粒的直径为纳米级。

所述金属粉末层的厚度可以为本领域常用的厚度，但为了获得更好的反射效果以及优异的金属颗粒的附着力，所述金属粉末层的厚度优选为0.1-0.3mm。在一种优选的实施方式中，所述金属粉末为银粉，银粉颗粒的直径为微米级，更优选为纳米级，银粉层的厚度为0.1mm。本发明中的薄膜太阳能电池和反射部件的表面积没有特别的限定，但是为了进一步优化薄膜太阳能电池1和反射部件2一起所能获得的太阳能转化率，薄膜太阳能电池1的上表面的面积与反射部件2的反射表面积之比为0.1-100之间。在一种优选的实施方式中，上述面积之比为0.5-50之间，优选为0.1-20之间，更优选为1-10之间，最优选为2-8之间。

如图1B所示，在另一种优选的实施方式中，薄膜太阳能电池1为多个，相互串联及并联组合而成，作用是为了提高薄膜太阳能电池1的输出电压及输出电流。在上具体的实施方式中，每个薄膜太阳能电池1的具体参数可以为：功率：36W；外形尺寸：1410mm×394mm×4mm；重量：1.85kg；工作电压：7.5V；工作电流：4.36A；开路电压：10.5V；短路电流：5.3A；输出导线(带防水转接头)截面面积：4mm

如图2A所示，在另一种优选的实施方式中，薄膜太阳能电池1为双面光伏电池11，双面光伏电池11的下方设有所述反射部件2。当反射部件2将太阳光反射至双面光伏电池11的底面时，双面光伏电池11则会将该部分太阳光吸收并将太阳能转换成电能。这样，双面光伏电池11不仅能吸收直射入其顶面的太阳光还能吸收反射入其底面的太阳光，最终能够增加薄膜太阳能电池吸收的太阳光总量，进而提高太阳能转换率。如图2B所示，在另一种优选的实施方式中，双面光伏电池11为多个，相互串联及并联组合而成，作用是为了双面光伏电池11的输出电压及输出电流。

薄膜太阳能电池1与反射部件2之间的连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；为了便于清洗与收纳，优选地，薄膜太阳能电池1与反射部件2之间为可拆卸连接。在一种具体的实施方式中，薄膜太阳能电池1通过魔术贴与反射部件2相连。在另一种实施方式中，魔术贴也可用四合扣代替。

为了提供稳定的电能，以保护被供电设备，本发明提供的太阳能电池器件还包括控制器3、逆变器4、蓄电逆变器41和蓄电池5中的一个或多个。

控制器3的作用是控制、稳定输出电压和输出电流。在一种实施方式中，本发明提供的太阳能电池器件还包括控制器3，薄膜太阳能电池1与控制器3相连，控制器3上设有直流电充电接头，该直流电充电接头和电子设备接口91相连，用于给电子设备(如手机、手电筒、电风扇等)充电。

逆变器4的作用是将直流电转换成交流电。逆变器4的输出电压可以根据所需要充电的设备进行选择，例如220V、110V等。蓄电逆变器41为具有蓄电功能的逆变器，除了具备蓄电功能之外，还具备逆变器4的功能。在一种实施方式中，本发明提供的太阳能电池器件还包括控制器3和蓄电逆变器41，薄膜太阳能电池1与控制器3相连，控制器3与蓄电逆变器41相连。逆变器4和蓄电逆变器41上均设有交流电充电接头，该交流电充电接头和交通工具(如电动汽车)的充电接口相连，用于给交通工具充电。

蓄电池5的作用是用于储存电量，以备供给需要充电的设备。在一种优选的实施方式中，本发明提供的太阳能电池器件同时包括控制器3、逆变器4和蓄电池5。如图3所示，在一种优选的实施方式中，薄膜太阳能电池1与控制器3相连，控制器3与蓄电逆变器41相连。如图4所示，在另一种优选的实施方式中，薄膜太阳能电池1与控制器3相连，控制器3与蓄电池5相连，蓄电池5与逆变器4相连。如图5所示，在另一种优选的实施方式中，可将控制器3、逆变器4及蓄电池5三者集一体为合体机6，薄膜太阳能电池1与该合体机6相连，合体机6上同时设有直流电充电接头和交流电充电接头，用于为不同的设备充电。

本发明提供的太阳能电池器件可应用于各种罩体中，例如该罩体为交通工具的罩体、棚罩、或帐篷。所述交通工具可以为火车、飞机、轮船、卡车、汽车、摩托车，自行车。

如图6和图7所示，本发明还提供一种汽车车罩，包括该太阳能电池器件以及底罩7；其中，太阳能电池器件包括薄膜太阳能电池1和反射部件2，控制器3、逆变器4以及蓄电池5。在一种实施方式中，底罩7的形状尺寸与汽车的外轮廓尺寸基本相适应，底罩7能够套于汽车上。在一种实施方式中，太阳能电池器件的反射部件与底罩整合为一体，具体地，将银粉末涂布到底罩7的上表面上，然后将薄膜太阳能电池1通过魔术贴连接到涂布银粉末的底罩7上，薄膜太阳能电池1位于车罩覆盖车顶的区域，该区域包括车顶、引擎盖及后备箱的顶部。当然，太阳能电池器件的反射部件也可以不与底罩整合为一体，太阳能电池器件与底罩之间可以通过可以拆卸的方式连接。在一种优选实施方式中，底罩7由耐高温、防水、防火阻燃的布料或高分子材料制成，这些材料都可以通过商购获得，例如可以万利涂层厂购得。在一种实施方式中，底罩7的底部设有棉层8，对汽车起防冻作用。

在一种实施方式中，底罩7的形状尺寸与汽车的顶部外轮廓尺寸相适应，在这种情况下，太阳能电池器件的反射部件不与底罩整合为一体，太阳能电池器件与底罩之间可以通过可以拆卸的方式连接。

当户外停车场中的车辆使用本发明提供的车罩时，阳光照射到薄膜太阳能电池上，薄膜太阳能电池将吸收的一部分太阳能转化为电能；与此同时，反射部件反射太阳光，这能降低车上的温度，从而大大提高了太阳能电池器件对太阳能的转化效率。当将车罩产生的电能给汽车充电时，将交流电充电接头插入汽车充电接口92中即可。在一种优选的实施方式中，薄膜太阳能电池1采用四块双面光伏电池11串联而成，四块双面光伏电池11的面积与反射部件2的反射表面及之比为0.25。通过实际测算，该实施方式中提供的汽车车罩使得汽车表面温度降低5℃左右，光能转换率提高2％左右。

在另一种优选的实施方式中，将本发明提供的太阳能电池器件用于帐篷。当人们在户外露营时，将该太阳能电池器件放置于露营帐篷上，提高光能转换率，更有效地为人们随身携带的电子设备充电，在节约资源的同时为人们的生活提供了更多的便利。

需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，不能一次限定本发明的实施范围。因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。