一種高散熱性太陽能電池制造技術(shù)

一種高散熱性太陽能電池，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，一種高散熱性太陽能電池包括能吸收陽光并產(chǎn)生電能的器件層、器件層上方設(shè)置的金屬電極層以及器件層下方設(shè)置的由金屬層和導(dǎo)熱背襯層構(gòu)成的背襯層，在背襯層的外側(cè)設(shè)置有定向?qū)釋樱ㄏ驅(qū)釋由习ㄑ匾粋€或多個方向延伸的若干導(dǎo)熱絲，導(dǎo)熱絲連接外部的散熱裝置。解決了現(xiàn)有技術(shù)中太陽能電池散熱性能比較差的技術(shù)問題，以避免因溫度升高影響太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，同時能有效避免熱量在其附著物內(nèi)的積累。廣泛適用于屋頂、大廈玻璃幕墻和治安亭等建筑物上。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種高散熱性太陽能電池，屬于太陽能電池
，一種高散熱性太陽能電池包括能吸收陽光并產(chǎn)生電能的器件層、器件層上方設(shè)置的金屬電極層以及器件層下方設(shè)置的由金屬層和導(dǎo)熱背襯層構(gòu)成的背襯層，在背襯層的外側(cè)設(shè)置有定向?qū)釋樱ㄏ驅(qū)釋由习ㄑ匾粋€或多個方向延伸的若干導(dǎo)熱絲，導(dǎo)熱絲連接外部的散熱裝置。解決了現(xiàn)有技術(shù)中太陽能電池散熱性能比較差的技術(shù)問題，以避免因溫度升高影響太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，同時能有效避免熱量在其附著物內(nèi)的積累。廣泛適用于屋頂、大廈玻璃幕墻和治安亭等建筑物上。【專利說明】一種高散熱性太陽能電池
本技術(shù)涉及太陽能電池
，尤其涉及一種具有高效散熱性能的太陽能電池。
技術(shù)介紹
太陽能電池通常是由P型與η型半導(dǎo)體材料組成的單結(jié)、雙結(jié)或者多結(jié)結(jié)構(gòu)來吸收陽光而產(chǎn)生電子和空穴，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。半導(dǎo)體材料的禁帶寬度Ee(T)與溫度T的關(guān)系為:Ec'iT} = ￡ti(0>,其中Ee(O)是絕對零度的禁帶寬度，為常數(shù)；α和β是與半 T + fi 導(dǎo)體材料本身相關(guān)的常數(shù)。當(dāng)溫度增加時，太陽能電池中的短路電流(Is。)會略微增加，開路(Voc)和填充因子(FF)都會明顯地減小，相應(yīng)的輸出功率就會急劇地下降，即太陽能電池具有負(fù)的溫度系數(shù)，例如硅和砷化鎵太陽能電池的溫度系數(shù)分別為-4X10_3/K和-2Χ10_3/K。例如硅太陽能電池溫度從25°C上升到60°C，其輸出功率會下降約23%。 本公司之前申請的專利，公布號為CN 103258863的一種提高II1-V族化合物電子器件散熱性的方法，公開了太陽能電池包括器件層和背襯層，該背襯層包括與器件層粘結(jié)的金屬層以及粘附于金屬層上的導(dǎo)熱背襯層，用導(dǎo)熱背襯層來替代熱的不良導(dǎo)體聚合物層，來提高太陽能電池的散熱性能。然而，如果太陽能電池在烈日下長時間暴曬，其溫度有可能升高到60 V，甚至更高的溫度，此時太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和輸出功率將明顯下降，甚至導(dǎo)致電池失效或不能滿足用電設(shè)備的供電需求。因此，需要一種具有高散熱性能的太陽能電池來把光生熱能有效地疏導(dǎo)到別處并實現(xiàn)高效、穩(wěn)定地產(chǎn)生電能。 目前建筑一體化光伏(BIPV)是太陽能領(lǐng)域一個蓬勃發(fā)展的市場。集成在屋頂、大廈玻璃幕墻和室外治安亭屋頂?shù)壬厦娴奶柲茈姵兀瓤梢杂行У貙?5%以上的太陽能轉(zhuǎn)換為電能，又可以顯著地降低建筑物內(nèi)的溫度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為此，本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有太陽能電池的散熱性能差，從而提出一種能將熱量定向傳輸?shù)缴嵫b置上的高散熱性太陽能電池。 為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案: 一種高散熱性太陽能電池，包括能吸收陽光并產(chǎn)生電能的器件層、器件層上方設(shè)置的金屬電極層以及器件層下方設(shè)置的由金屬層和導(dǎo)熱背襯層構(gòu)成的背襯層，在背襯層的外側(cè)設(shè)置有定向?qū)釋樱ㄏ驅(qū)釋由习ㄑ匾粋€或多個方向延伸的若干導(dǎo)熱絲，導(dǎo)熱絲連接外部的散熱裝置。 作為優(yōu)化，導(dǎo)熱絲包括金屬絲或碳纖維或其組合。 作為優(yōu)化，定向?qū)釋訛橛蓹M向和縱向的金屬絲、碳纖維或其組合構(gòu)成的導(dǎo)熱織物。 作為優(yōu)化，定向?qū)釋訛橛蓹M向和/或縱向的金屬絲、碳纖維或其組合與絕緣的導(dǎo)熱聚合物構(gòu)成的導(dǎo)熱織物。 作為優(yōu)化，定向?qū)釋油ㄟ^導(dǎo)熱膠粘結(jié)在背襯層的外側(cè)。 作為優(yōu)化，器件層包括由II1- V族化合物半導(dǎo)體材料組成的單結(jié)、雙結(jié)或多結(jié)疊層結(jié)構(gòu)，器件層厚度為1_20 U mo 本技術(shù)的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點: 1.本技術(shù)的一種高散熱性太陽能電池，包括器件層、金屬電極層以及器件層下方設(shè)置的背襯層，在背襯層的外側(cè)設(shè)置有定向?qū)釋樱ㄏ驅(qū)釋由习ㄑ匾粋€或多個方向延伸的若干導(dǎo)熱絲，導(dǎo)熱絲連接外部的散熱裝置。利用導(dǎo)熱絲的定向?qū)嵝詫崃慷ㄏ驅(qū)С龅缴嵫b置上，降低太陽能電池本身的溫度保證太陽能電池的工作性能，同時可以避免其附著物內(nèi)部熱量的積累，降低其溫度。 2.本技術(shù)一種高散熱性太陽能電池上定向?qū)釋永锏膶?dǎo)熱絲包括金屬絲、碳纖維或其組合，金屬絲和碳纖維具有顯著地各向異性導(dǎo)熱性能，金屬絲以銅絲為例，其軸向熱導(dǎo)率為396w/m.k,碳纖維的軸向熱導(dǎo)率為700 w/m.k。因此可將熱量定向傳輸?shù)缴崞鳎岣吡颂柲茈姵氐亩ㄏ蛏嵝ЧＡ硗猓~絲和碳纖維的抗拉彈性模量分別達(dá)100Gpa和230 Gpa，可以在保證太陽能電池柔性的同時，增強(qiáng)其抗拉伸強(qiáng)度。因此，能完美貼附到屋頂、大廈玻璃幕墻和室外治安亭屋頂?shù)冉ㄖ锷厦妗? 3.本技術(shù)提供的一種高散熱性太陽能電池，其定向?qū)釋訛橛蓹M向和/或縱向的金屬絲或碳纖維與絕緣的導(dǎo)熱聚合物構(gòu)成的導(dǎo)熱織物。導(dǎo)熱聚合物為絕緣材料，能有效防止太陽能電池漏電，保證人體安全。 4.本技術(shù)提供的一種高散熱性太陽能電池，其器件層主要包括由II1- V族化合物半導(dǎo)體材料組成的單結(jié)、雙結(jié)或多結(jié)疊層結(jié)構(gòu)，所述器件層厚度為1-20 μ m。通過調(diào)節(jié)II1-V族化合物半導(dǎo)體材料的組分，可以使太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率高于25%。由于剝離了沉重且剛性的襯底材料，GaAs基太陽能電池的器件層厚度僅十微米左右而且重量也僅為原來的十分之一左右。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本技術(shù)一種高散熱性太陽能電池一個實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本技術(shù)一種高散熱性太陽能電池集成到屋頂表面的示意圖。 圖中附圖標(biāo)記表示為:1_導(dǎo)熱絲，2-定向?qū)釋樱?-導(dǎo)熱背襯層，4-金屬層，5-器件層，6-金屬電極層，7-散熱裝置。 【具體實施方式】 為了使本技術(shù)的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本技術(shù)的具體實施例并結(jié)合附圖，對本技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 實施例1 如圖1所示，本實施例提供了一種高散熱性太陽能電池，包括能吸收陽光并產(chǎn)生電能的器件層5、器件層5上方設(shè)置的金屬電極層6以及器件層5下方設(shè)置的由金屬層4和導(dǎo)熱背襯層3構(gòu)成的背襯層，在背襯層的外側(cè)設(shè)置有定向?qū)釋?，定向?qū)釋?上包括沿一個或多個方向延伸的若干導(dǎo)熱絲1，導(dǎo)熱絲I連接外部的散熱裝置7。 將太陽能電池集成到屋頂、大廈玻璃幕墻和室外治安亭屋頂?shù)冉ㄖ锷虾螅梢岳脤?dǎo)熱絲I將熱量定向?qū)С龅缴嵫b置7上，避免長時間的強(qiáng)陽光照射后，因太陽能電池溫度的升高而影響其工作性能，同時也可避免熱量傳遞到建筑物內(nèi)部，積累后導(dǎo)致其內(nèi)部溫度過高。 金屬層4可作為導(dǎo)熱支承層，也可以作為背電極，厚度為2微米左右。 為了提高本實施例提供的一種高散熱性太陽能電池的定向?qū)嵝裕瑢?dǎo)熱絲I包括金屬絲或碳纖維或其組合。 銅絲和碳纖維的抗拉彈性模量分別達(dá)100 Gpa和230Gpa，為了在保證太陽能電池柔性的同時，增強(qiáng)其抗拉伸強(qiáng)度。本實施例中定向?qū)釋?為由橫向和縱向的金屬絲、碳纖維或其組合交織的導(dǎo)熱織物。 本技術(shù)實施例提供的一種高散熱性太陽能電池，其定向?qū)釋?通過導(dǎo)熱膠粘結(jié)在背襯層的外側(cè)，也可以通過其他導(dǎo)熱粘結(jié)材料固定在背襯層的外側(cè)。 本實施例一種高散熱性太陽能電池中的器件層5包括由II1- V族化合物半導(dǎo)體材料組成的單結(jié)、雙結(jié)或多結(jié)疊層結(jié)構(gòu)，II1-V族半導(dǎo)體太陽能電池通常包含GaAs, AlAs, GaInP, AlGaInP, GaInAs或GaInNAs等二元、本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種高散熱性太陽能電池，包括能吸收陽光并產(chǎn)生電能的器件層（5）、器件層（5）上方設(shè)置的金屬電極層（6）以及所述器件層（5）下方設(shè)置的由金屬層（4）和導(dǎo)熱背襯層（3）構(gòu)成的背襯層，其特征在于：在所述背襯層的外側(cè)設(shè)置有定向?qū)釋樱?），所述定向?qū)釋樱?）上包括沿一個或多個方向延伸的若干導(dǎo)熱絲（1），所述導(dǎo)熱絲（1）連接外部的散熱裝置（7）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊曉杰，葉繼春，劉鳳全，
申請(專利權(quán))人：蘇州強(qiáng)明光電有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32