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太陽能電池板的聚光-均光裝置的制造方法

文檔序號:10112892閱讀:741來源:國知局
太陽能電池板的聚光-均光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能電池板,尤其是太陽能電池板的聚光-均光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年在政府卓有成效的政策扶持下,國內(nèi)太陽能發(fā)電取得了十分優(yōu)異的成績,我國太陽能發(fā)電已經(jīng)出現(xiàn)全面開花,大量普及實施階段,中國已經(jīng)成為全世界太陽能硅片及系統(tǒng)集成的生產(chǎn)大國和出口大國,讓世界瞠目結(jié)舌。下一階段研發(fā)的對象是如何提高太陽能硅片的光一電轉(zhuǎn)換效率,提高太陽能硅片的發(fā)電量,這是一個投資更大、進(jìn)展較為緩慢的過程,現(xiàn)有的硅一光發(fā)電技術(shù)已經(jīng)走到近乎于“極限”,要提高2-3%都是難上之難的事情,除非突然發(fā)現(xiàn)一種新的“硅片”以取代現(xiàn)有的硅片才有可能。這是中國科學(xué)家、中國企業(yè)不斷努力,還需付出艱苦卓絕貢獻(xiàn)的工作,也是全球科學(xué)家孜孜以求,永遠(yuǎn)追求夢想的偉大事業(yè)。
[0003]面對上述現(xiàn)實,與其投入巨資,亦步亦趨、一點一點的挖掘硅光電電池的光一電轉(zhuǎn)換率,不如換一個思維,另辟蹊徑,或許事半功倍,投資更少,見效更快。
[0004]眾所周知,單片太陽能電池板的發(fā)電量不僅取決于太陽能電池板的面積,硅片的光一電轉(zhuǎn)換率,更取決于太陽光的進(jìn)光量。如果改善太陽光的進(jìn)光量,貝U在相同的單位娃片面積上,在光一電轉(zhuǎn)換率不變的情況下,進(jìn)光量越多,發(fā)電量就越大。本專利的提出就是這個目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—種太陽能電池板的聚光-均光裝置,它是將現(xiàn)有單層太陽能電池板改成3層太陽能發(fā)電模板結(jié)構(gòu):上層為聚光層,其作用是吸收比太陽能電池板面積更大、更多的太陽光,提高發(fā)電量;中層為均光鏡,其作用是消除一般聚光鏡容易出現(xiàn)的光斑或焦點,使上層聚集的光線平行、均勻的射到太陽能電池板的每個部位,防止太陽能電池板局部過熱,發(fā)電效率得到充分發(fā)揮;下層為太陽能電池板及散熱器,由此三位一體集成為一個太陽能發(fā)電模板;由于聚光層凸透鏡的光線倍增作用和均光鏡的均光雙重作用,使太陽能電池板可以聚集成倍、均勻的太陽光,可以使現(xiàn)有的太陽能電池板發(fā)電量提高2?3倍以上;成本低,市場巨大,前景無限。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0007]1、本太陽能發(fā)電板分3層,上層為光學(xué)凸透鏡或“菲涅耳”凸透鏡,中間層為光學(xué)均光鏡,下層為太陽能電池板;在層與層之間保持一定的間距,并且其間距應(yīng)該根據(jù)不同的地區(qū)最高溫度可調(diào),以防止溫度過高損壞太陽能電池板。
[0008]2、上層聚光凸透鏡可以采用光學(xué)玻璃,也可以采用亞力克材料;中間均光鏡可以采用光學(xué)玻璃,也可以采用亞力克材料。
[0009]3、“菲涅耳”凸透鏡可以采用光學(xué)玻璃,也可以采用亞力克材料。
[0010]4、“菲涅耳”凸透鏡有2種:
[0011]1)多圈同心圓結(jié)構(gòu),這是現(xiàn)在最常用的菲涅耳透鏡。
[0012]2)矩陣式結(jié)構(gòu)。矩陣式均光結(jié)構(gòu)更適合太陽能發(fā)電模板。
[0013]5、由上層凸透鏡、中層均光鏡和下層太陽能電池板集成為太陽能發(fā)電模板。
[0014]6、光學(xué)凸透鏡或“菲涅耳”凸透鏡的放大倍數(shù)不能太高,原因1是過高的放大倍數(shù)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,厚度、重量增加;原因2是過高的放大倍數(shù)使進(jìn)入太陽能電池板上的光線溫度過高,一旦超過硅片的最高允許結(jié)溫125°C時將燒毀太陽能電池板。一般限制在2?3倍之內(nèi)。而現(xiàn)在的數(shù)碼相機(jī)的鏡頭可以達(dá)到50倍以上!可見,提高光學(xué)放大倍數(shù)即進(jìn)光量,受限于太陽能硅片的安全溫度、成本高昂的光學(xué)透鏡以及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
[0015]現(xiàn)在的太陽能電池板背面大都是散熱性能良好的鋁板作為基板,可以將該鋁板做成散熱效果更好的散熱器葉片。
[0016]7、光學(xué)玻璃凸透鏡的透光率優(yōu)于亞力克凸透鏡;但光學(xué)玻璃屬厚、重、易碎材料,而亞力克材料輕薄,基本是一薄片,但是透光率一般略低于光學(xué)玻璃。
[0017]8、無論光學(xué)凸透鏡,或“菲涅耳”凸透鏡都有一個共同的缺點,即它們都有中心聚焦特性一一圓心中間部位光通量大,致使太陽能芯片中間部位溫度升高,甚至可能燒壞芯片或降低其使用壽命;而周邊光通量逐漸減小,造成太陽能芯片光照不均勻,溫度低,不能充分、有效的利用太陽能芯片的發(fā)電利用率,因此需用均光鏡使其均勻。
[0018]9、如果將光學(xué)凸透鏡或“菲涅耳”凸透鏡制作成“非球面凸透鏡”,既可以起到聚光作用,也可以使整片凸透鏡光照均勻,原理如同現(xiàn)在的數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)鏡頭一樣。這種“非球面凸透鏡”可以通過計算機(jī)模擬技術(shù)制作出來,制作成模具批量生產(chǎn)。由此可以省掉均光鏡片,簡化模塊尺寸和結(jié)構(gòu),降低成本。
[0019]10、“圓管式”聚光、均光透鏡。普通透明玻璃管本身就具有凸透鏡的聚光、放大作用,用來作為聚光、均光雙層合一結(jié)構(gòu),同時具有強(qiáng)度高,成本低的優(yōu)點。
[0020]“圓管式”聚光、均光透鏡也可以采用輕便、不易破粹的亞克力材料做成。
[0021 ] 11、在太陽能電池板背面多點位安裝溫度傳感器進(jìn)行監(jiān)測,保護(hù)太陽能電池板。
[0022]本實用新型的有益效果是:
[0023]1、在不改變現(xiàn)有的太陽能硅光芯片材料、面積的情況下增加太陽光的進(jìn)光量,再將光線均勻化,使之成為平行光射入硅光電電池平面,可以在同等類型(如:單晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太陽能電池)、同等面積、同等光-電轉(zhuǎn)換率的硅光電電池上,明顯提高硅光電池的發(fā)電量。在成都平原甚至整個四川盆地地區(qū),由于大部分時間云霧覆蓋在平原上空,一年四季少見藍(lán)天多有云霧,太陽能發(fā)電效果不大的地方,如果采用聚光、均光技術(shù),可以顯著改變盆地地區(qū)太陽能發(fā)電效果不佳的問題。
[0024]2、以單晶硅光一電轉(zhuǎn)換率15%?23%為例,采用本技術(shù)可以等效于光一電轉(zhuǎn)換率達(dá)到30%?69%;多晶硅單晶硅光一電轉(zhuǎn)換率14%?16%,可以等效于光一電轉(zhuǎn)換率達(dá)到28%?48% ;薄膜電池12%?14%,可以等效于光一電轉(zhuǎn)換率達(dá)到24%?42%。
[0025]可以明顯的看到,采用本聚光-均光技術(shù),任何一種硅光電電池的光一電轉(zhuǎn)換率可以輕而易舉的等效超過全世界特別是美、歐、日的硅光電電池最高的光一電轉(zhuǎn)換率,而增加的成本相當(dāng)?shù)?。如“菲涅耳”透鏡就是過去小屏幕電視機(jī)顯像管前面安裝的一片“放大鏡”,將小屏幕擴(kuò)大成“大屏幕”的有機(jī)玻璃,價格僅10-20元人民幣/1張。
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