寬光譜吸收的機械組裝太陽能電池制造技術

本實用新型專利技術公開了一種機械組裝太陽能電池，包括一由聚合物構成的箱體，箱體內有二個分別固定在箱體內壁相對兩側的長波太陽能電池，以及在聚合物箱體內底部有兩個與中心法線形成θ角度固定的兩個對稱的短波太陽能電池，該角度θ是由太陽能電池的入射光面與聚合物箱體內底部法線的夾角形成的，箱體的頂面蓋有能透過太陽光的玻璃頂蓋，由此形成一個入射光區(qū)。其中短波太陽能電池的入射光面上置有能透射短波反射長波的濾光片。本實用新型專利技術不僅有效地提高了太陽能電池的光電轉換效率，而且結構簡單，各太陽能電池彼此獨立，可有效解決傳統疊層電池存在的問題。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及太陽能電池，具體是指一種可以極大提高光電轉換效率的寬光譜吸收的機械組裝太陽能電池。
技術介紹
能源是人類社會存在和發(fā)展的重要物質基礎。隨著社會的發(fā)展，煤炭、石油等不可再生資源的日益減少，開發(fā)清潔能源迫在眉睫。太陽能是取之不盡的新能源，太陽能電池是人們利用太陽能的一種重要方式。太陽能電池將資源無限、清潔干凈的太陽輻射轉換為電能。近些年，世界太陽能電池的產量以年增長率30%的速度快速發(fā)展。2011年全球太陽能 光伏系統安裝增長了 24%，總裝機容量達到了 24GW。其中歐洲僅增長3%，美國和亞洲加速了全球安裝量的膨脹。科學家預言，在21世紀中期太陽能光伏發(fā)電將成為重要的發(fā)電方式。不管是利用晶體硅還是利用薄膜制備的太陽能電池，基本的結構都是單一的PN結結構，理論上計算的功率轉換效率很高，但實際上實驗室水平也還達不到理論預計的轉化效率，生產出來的產品其轉換效率就更低，以CdTe多晶薄膜太陽能電池為例，理論計算給出的轉換效率可達30%以上，但實驗室最好的轉換效率只有16. 7%，作為產品化的CdTe多晶薄膜太陽能電池的轉化效率只有10%。隨著材料制備技術的不斷進步和發(fā)展，采用疊層結構的高性能太陽能電池成為提高功率轉換效率的最有效手段。疊層結構一般由兩個或兩個以上的PN結構成，每一個PN結吸收相應波段的光子，這樣，多個PN結就可以吸收不同波段的太陽光，使得轉換效率大幅度提高。在制備疊層太陽能電池的技術方面可分為單片集成和機械疊加。單片集成的方法是在襯底上依次生長所有的材料，而機械疊加的方法是將單獨制備好的每一個PN結電池疊加在一起。由于太陽能電池大都對溫度、材料交叉污染十分敏感，而太陽能電池的制備往往涉及沉積不同材料及高溫工藝。因此這種一體化結構的疊層電池有局限性、有固有缺陷。機械疊加制備的疊層電池具有一定程度的復雜性，這包括如何構成機械疊層，以及如何從分立的子電池中提取電流。并且，結構的復雜性也增加了成本。
技術實現思路
為克服上述已有技術存在的問題，本技術的目的在于提供一種光譜吸收范圍廣、光電轉換效率高、子太陽能電池彼此不受干擾、結構簡單的機械組裝太陽能電池。本技術的寬光譜吸收的機械組裝太陽能電池，包括一由聚合物構成的箱體，箱體內有二個分別固定在箱體內壁相對兩側的長波太陽能電池，以及在聚合物箱體內底部的中心法線二側有兩個以Θ角度固定的短波太陽能電池，并且該兩個短波太陽能電池的一端是分別固定在長波太陽能電池下端的箱體內壁上，該角度Θ是由太陽能電池的入射光面與聚合物箱體內底部中心法線的夾角形成的，箱體的頂面蓋有能透過太陽光的玻璃頂蓋，由此形成一個入射光區(qū)。所說的角度O < Θ < 90。，L3 = L4 = L, L1 = L2 = L/cos Θ。L1 和 L2 分別為固定在箱體內壁兩側的長波太陽能電池的長度，L3和L4分別為固定在聚合物箱體內底部的兩個短波太陽能電池的長度。所說的兩個短波太陽能電池的入射光面上置有能透射短波反射長波的濾光片。所說的聚合物為EVA、PBD、含氟聚合物、聚碳酸酯、聚氨酯中的任一種。所說的短波太陽能電池為非晶硅、碲鋅鎘、碲化鎘和 碲錳鎘太陽能電池中的任一種，主要用于吸收太陽光譜中波長較短的光。所說的長波太陽能電池為單晶硅、多晶硅、微晶硅和銅銦鎵硒太陽能電池中的任一種，主要用于吸收太陽光譜中波長較長的光。本技術的優(yōu)點在于不僅能提高太陽能電池光電轉換效率，而且還有效解決了傳統疊層電池存在的問題。附圖說明圖I為本技術的寬光譜吸收的機械組裝太陽能電池的剖面結構示意圖。具體實施方式下面給出本技術的較佳實施例，并結合附圖做詳細說明。見圖1，該機械組裝太陽能電池，包括一由聚合物構成的箱體1，箱體內有二個分別固定在箱體內壁相對兩側的長波太陽能電池6、7，以及在聚合物箱體內底部的中心法線二側有兩個以Θ角度固定的短波太陽能電池4、5，并且該兩個短波太陽能電池的一端是分別固定在長波太陽能電池下端的箱體內壁上，該角度Θ是由短波太陽能電池的入射光面與聚合物箱體內底部中心法線的夾角形成的，箱體的頂面蓋有能透過太陽光的玻璃頂蓋2，由此形成一個入射光區(qū)3。所說的角度O < Θ < 90。，L3 = L4 = L, L1 = L2 = L/cos Θ。L1 和 L2 分別為固定在箱體內壁兩側的長波太陽能電池6、7的長度，L3和L4分別為固定在聚合物箱體內底部的兩個短波太陽能電池4、5的長度。所說的兩個短波太陽能電池4、5的入射光面上分別置有能透射短波反射長波的濾光片8、9。濾光片8、9 為 Ti02、Ta2O5, ZrO2, SiO2 材料中的任一種。所說的聚合物為EVA、PBD、含氟聚合物、聚碳酸酯、聚氨酯材料中的任一種。所說的短波太陽能電池為非晶硅、碲鋅鎘、碲化鎘和碲錳鎘太陽能電池中的任一種，主要用于吸收太陽光譜中波長較短的光。所說的長波太陽能電池為單晶硅、多晶硅、微晶硅和銅銦鎵硒太陽能電池中的任一種，主要用于吸收太陽光譜中波長較長的光。當入射太陽光進入入射光區(qū)3時，短波太陽光分別經濾光片8、9透射進入短波太陽能電池4、5的吸收層，產生光電流；長波太陽光分別經濾光片8、9反射進入長波太陽能電池6、7，產生光電流。這樣不僅充分地利用了太陽光能，提高了光電轉換效率，而且還有效解決了傳統疊層電池存在的問題。權利要求1.一種寬光譜吸收的機械組裝太陽能電池，包括一由聚合物構成的箱體(1)，其特征在于 箱體內有二個分別固定在箱體內壁相對兩側的長波太陽能電池出、7)，以及在聚合物箱體內底部的中心法線二側有兩個以Θ角度固定的短波太陽能電池(4、5)，并且該兩個短波太陽能電池的一端是分別固定在長波太陽能電池下端的箱體內壁上，該角度Θ是由短波太陽能電池的入射光面與聚合物箱體內底部中心法線的夾角形成的，箱體的頂面蓋有能透過太陽光的玻璃頂蓋(2)，由此形成一個入射光區(qū)(3)； 所說的角度O < Θ <90°，L3 = L4 = UL1 = L2 = L/cos Θ ,L1和L2分別為固定在箱體內壁兩側的長波太陽能電池出、7)的長度，!^和匕分別為固定在聚合物箱體內底部的兩個短波太陽能電池(4、5)的長度； 所說的兩個短波太陽能電池(4、5)的入射光面上分別置有能透射短波反射長波的濾光片(8、9)。2.根據權利要求I的一種機械組裝太陽能電池，其特征在于所說的短波太陽能電池為非晶硅、碲鋅鎘、碲化鎘和碲錳鎘太陽能電池中的任一種，主要用于吸收太陽光譜中波長較短的光。3.根據權利要求I的一種機械組裝太陽能電池，其特征在于所說的長波太陽能電池為單晶硅、多晶硅、微晶硅和銅銦鎵硒太陽能電池中的任一種，主要用于吸收太陽光譜中波長較長的光。專利摘要本技術公開了一種機械組裝太陽能電池，包括一由聚合物構成的箱體，箱體內有二個分別固定在箱體內壁相對兩側的長波太陽能電池，以及在聚合物箱體內底部有兩個與中心法線形成θ角度固定的兩個對稱的短波太陽能電池，該角度θ是由太陽能電池的入射光面與聚合物箱體內底部法線的夾角形成的，箱體的頂面蓋有能透過太陽光的玻璃頂蓋，由此形成一個入射光區(qū)。其中短波太陽能電池的入射光面上置有能透射短波反射長波的濾光片。本技術不僅有效地提高了太陽能電池本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬光譜吸收的機械組裝太陽能電池，包括：一由聚合物構成的箱體(1)，其特征在于：箱體內有二個分別固定在箱體內壁相對兩側的長波太陽能電池(6、7)，以及在聚合物箱體內底部的中心法線二側有兩個以θ角度固定的短波太陽能電池(4、5)，并且該兩個短波太陽能電池的一端是分別固定在長波太陽能電池下端的箱體內壁上，該角度θ是由短波太陽能電池的入射光面與聚合物箱體內底部中心法線的夾角形成的，箱體的頂面蓋有能透過太陽光的玻璃頂蓋(2)，由此形成一個入射光區(qū)(3)；所說的角度0＜θ＜90°，L3＝L4＝L，L1＝L2＝L/cosθ，L1和L2分別為固定在箱體內壁兩側的長波太陽能電池(6、7)的長度，L3和L4分別為固定在聚合物箱體內底部的兩個短波太陽能電池(4、5)的長度；所說的兩個短波太陽能電池(4、5)的入射光面上分別置有能透射短波反射長波的濾光片(8、9)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：曹鴻，褚君浩，王善力，
申請(專利權)人：上海太陽能電池研究與發(fā)展中心，
類型：實用新型
國別省市：