[发明专利]一种中倍聚光太阳能电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中倍聚光太阳能电池及其制作方法，属于太阳能光伏发电技术领域。

背景技术

在聚光太阳能电池(CPV)技术领域中，目前有很多设计方案、方法和理念，有一些实现了小批量产品化，如低倍聚光的三棱镜聚光电池和高倍聚光的菲涅尔透镜聚光电池，专利号200810157087.8的“一种聚光光伏发电CPV模组”发明专利公开了一种聚光发电组件结构，但结构中的光漏斗和二次透镜及针状、翅状散热器，虽能提高一点电流，但是他们的材料成本结构、工艺成本都很大，都没有低于传统太阳能电池的成本，现有的CPV产品中在成本、技术、重量、体积上，均存在着一些问题和缺点。

一是光能转换电能的倍率低，现有低倍聚光太阳能电池的输出倍率一般在1.5倍到10倍之间，高倍聚光太阳能电池虽然能输出高倍率，但是普通的硅片和砷化镓的寿命降低很多，而且需要加装散热器，增加了很多的铝型材。二是材料和制造成本高，体积重量大，使用寿命短，通常很难低于传统太阳能电池的成本。三是对工艺和跟踪精度要求很高，因为单个的聚光镜面积大，焦距也大，一般在150MM以上，因此目前太阳能光伏发电领域发电的效益不太理想，使太阳能光伏发电不能有效地替代传统能源的电能。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种光能转换电能的倍率较高、寿命长、成本低、回收方便、利用价值高、工艺简单，适于流水线生产的中倍聚光太阳能电池及其制作方法。

本发明的技术方案是：

一种中倍聚光太阳能电池，包括小矩形阵列玻璃板、单晶硅电池片、金属基板、平板框架、胶膜、玻璃片和绝缘板；小矩形阵列玻璃板上设置若干个凸透镜；金属基板上设置若干个单晶硅电池片，单晶硅电池片上覆盖玻璃片，单晶硅电池片与玻璃片之间设有胶膜，玻璃片、胶膜、单晶硅电池片与金属基板密封连接成一体，单晶硅电池片的受光面向上；每块金属基板上的单晶硅电池片之间并联连接，金属基板和单晶硅电池片作为太阳能电池的两个电极；小矩形阵列玻璃板和金属基板安装在平板框架上，小矩形阵列玻璃板上的每个凸透镜都对准一个单晶硅电池片的受光面，单晶硅电池片的受光面都位于凸透镜的焦点上；金属基板之间设有用于连接和绝缘的绝缘板。

所述金属基板是0.5～1.2mm厚的铁板或铝板按需要的尺寸剪切成长方体或正方体，作为单晶硅电池片的支架和散热片。

所述平板框架由铝型材组成。

所述的凸透镜为30mm×30mm～50mm×50mm的矩形凸透镜。

所述胶膜是制作传统电池板的胶膜。

所述的单晶硅电池片可用砷化钾电池片代替。

所述绝缘板为环氧树脂板或塑料板。

一种中倍聚光太阳能电池的制作方法，制作方法如下：

1)将单晶硅电池片置于金属基板上，胶膜覆盖在单晶硅电池片上，玻璃片置于胶膜上，用层压机加热至150摄氏度，将玻璃片、胶膜、单晶硅电池片与金属基板热压密封成一体，单晶硅电池片的受光面向上；

2)将每块金属基板上的单晶硅电池片之间并联连接；

3)在相邻的金属基板之间安装用于连接和绝缘的绝缘板；

4)在小矩形阵列玻璃板上设置若干个30mm×30mm～50mm×50mm的矩形凸透镜；

5)将小矩形阵列玻璃板和金属基板安装在平板框架上，小矩形阵列玻璃板上的每个凸透镜都对准一个单晶硅电池片的受光面，单晶硅电池片的受光面都位于凸透镜的焦点上，形成中倍聚光太阳能电池；金属基板和单晶硅电池片作为电池的两个电极。

本发明中，金属基板上的单晶硅电池片都是并联的，根据电压和功率的需要，金属基板可多个并联，多个并联的金属基板再串联，以得到不同的电压和功率。每块小矩形阵列玻璃板上凸透镜的个数等于每块金属基板上单晶硅电池片的个数；每个凸透镜的面积都在50mmX50mm以下，每个单晶硅电池片的尺寸为3.5mm×3.5mm，单晶硅片的片数根据聚光光伏发电CPV的输出功率来确定，这样在上述可选范围内，本发明均可达到较好的发电效果，单晶硅电池片的温度略高于传统非聚光太阳能电池的温度，对单晶硅片的寿命没有影响。本发明所述一种中倍聚光太阳能电池及其制作方法，与二维太阳跟踪仪装置连接固定可使太阳光线始终直线照射，增加了发电时间和功率。

本发明的优点是节省了大量的硅材料、同时又提高了发电功率、降低了发电成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明金属基板胶膜与单晶硅电池片的结构示意图。

图3为本发明整体结构示意图。

图4小矩形单凸透镜(菲涅尔)阵列玻璃板的横截面图。