[实用新型]一种低倍聚光的光伏组件

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能光伏发电技术领域，具体涉及太阳能聚光光伏发电系统。

背景技术

太阳能光伏发电技术是解决未来能源问题的必然途径之一，但系统发电成本高和原材料短缺是限制该技术迅速普及的两个主要因素。太阳能聚光光伏发电(CPV)技术通过采用廉价的聚光系统将太阳光会聚到面积很小的光接收器上，从而减小昂贵的电池芯片的用量，是降低光伏发电系统总成本的一种有效途径。

聚光光伏系统通常由聚光系统、光接收器、散热系统和背板组成，其核心为光接收器和聚光系统。

光接收器的核心为太阳能电池芯片。目前，商品化的太阳能电池主要包括：硅基晶片电池、薄膜电池和GaAs基高效电池。a-Si和CdTe基薄膜电池的转换效率较低，但其生产成本也较低，聚光方式不能有效降低系统发电总成本。Si基晶片电池，GaAs基单结和多结叠层电池的转换效率较高，但其生产成本也较高，需要高聚光率才能有效平衡电池芯片的成本，而高聚光率需要高精度的聚光系统、太阳追踪系统和高性能的散热装置，使附加成本大幅上升，也不能有效降低系统发电总成本。CIGS薄膜电池具有较高的光电转换效率和较低的生产成本，被广泛应用于传统的平板式太阳能光伏组件中。

按照聚光率，通常把聚光系统分为低倍(1.5-100)、中倍(100-300)和高倍(＞300)聚光系统。按照聚光形式，通常分为点聚焦和线聚焦系统。聚光率与聚光形式之间的关系为：固定聚光系统的聚光率通常小于10；线聚光系统几何聚光率一般在15-60；点聚光系统的几何聚光率通常小于500。低聚光系统的缺点在于聚光率不高，优点在于：对太阳追踪方面要求较低，因此可以大幅度降低太阳追踪方面的成本；对散射辐射利用率较高，因此低聚光系统适用于直接辐射不太好的地区，还能提高发电系统的冬季输出；电池表面光线均匀，可以提高电池的实际转换效率。

在工作过程中，影响电池芯片实际转换效率的主要因素包括：聚光率、电池温度和光强分布的均匀性。在温度一定的情况下，电池的理想效率随聚光率的增加而增加，这是因为短路电流一般随光强线性增加，开路电压随光强的对数增加，而填充因子在理想状况下随开路电压增加而增加。但是，聚光率的增加将产生以下几个方面的负面影响：

(1)电池的工作温度升高。在聚光率一定的情况下，工作温度的升高会导致转换效率下降，将对散热器的结构和性能提出较高的要求，以有效降低聚光电池的工作温度。

(2)电池表面光强分布不均匀度增加。在聚光率一定的情况下，光强分布不均匀导致电池表面的温度和电流分布不均匀，引起开路电压和转换效率下降。

(3)串联电阻损耗增加。聚光率的增加引起电流密度增加，而串联电阻损耗与电流密度的平方成正比例，因而聚光率的增加引起串联电阻损耗加大。此外，串联电阻损耗的增加也会引起器件工作温度升高，导致转换效率下降。

因此，现有公开的太阳能聚光光伏系统未能通过电池芯片、聚光率、太阳追踪和散热系统的最佳组合，达到真正有效降低系统发电总成本的目的。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种光电转换效率高且生产成本低的低倍聚光光伏组件。

一种低倍聚光的光伏组件，包括背板、光接收器、聚光系统和散热系统，其中，

所述的背板，用于固定所述的光接收器，包括：基板和表面分割为若干周期单元的金属箔片，所述的周期单元之间相互绝缘；所述的金属箔片通过绝缘导热胶粘贴在所述的基板上。

其中，所述的基板由具有良好导热性能的轻质合金材料制成，优选采用铝合金或铜合金材料；所述的金属箔片通常采用铜箔材料，也可采用铝箔等金属箔材料，其厚度通常为10-200um。本实用新型采用化学刻蚀法在金属箔片的表面产生若干刻蚀线，刻蚀线将所述的金属箔片表面分割为若干周期单元，周期单元之间彼此绝缘；所述的绝缘导热胶通常采用掺有导热微粒的环氧树脂材料，也可采用其它具有绝缘导热性能的材料。

所述的光接收器，用于接收汇聚的太阳光，并把接收的太阳光转换成电能，供给外部负载，所述的光接收器包括若干个线性排布的不锈钢基底的太阳能电池芯片，相邻的太阳能电池芯片通过所述的金属箔片联接形成串联电路；所述的太阳能电池芯片通过导电胶粘贴在所述的金属箔片上，在所述的金属箔片的每个周期单元内粘贴一个所述的太阳能电池芯片。