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。