[发明专利]低成本太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的低成本太阳能电池。

背景技术

光伏太阳能电池的性能已经持续发展了几十年。在这些年中，已投入几次尝试来提高其效率和产生的电力。这些尝试包括发明人的专利申请FI20070264、FI20070743和FI2007801，上述申请在这里作为参考并入本申请中。

US6689949也描述了一种建立几kW～50kW范围内的太阳能发电站的有趣的尝试。使用外部抛物光学聚能器用于将日光聚集到由太空级反射器材料“Spectralon”制成的反射腔体中。所述反射腔体容纳不同波长下的太阳能电池。US2008/0251112 A1也公开了一种相似解决方案。这两篇文献在此作为参考引用。

现有技术由于重大缺陷而不便使用。US6689949的太阳能发电站太大，以至于使电力输送成本增加，这是因为其需要远离用电场所。此外，从产生每瓦特的平均花费以及投资费用的方面来说，这一太阳能发电站非常昂贵，这是因为它需要大量的先期投入。可再生能量目前的情况是：光伏电力产生是能量产生的优选模式，只是对于一般的人或行业来说，每单位瓦特太昂贵了。

发明内容

所研究的本发明涉及低成本太阳能电池。

本发明的一个目标是将可用的发电站级光伏技术提供给用电场所。

本发明的另一个目标是通过减少太阳能电池板所需的初始投资来减少每单位瓦特电力的成本。

在本发明的一方面，太阳能电池板由许多小的太阳能电池模块制成。这些模块的面积可为几平方厘米，并且厚度为几厘米或更小。太阳能电池模块包括用于太阳能电池的壳体。在壳体的入射日光一侧存在聚焦元件。该聚焦元件将日光聚焦到一个小区域。所述太阳能电池在该聚焦区域下方，并且获得最大量的入射日光。与聚焦元件或壳体元件的面积相比，所述太阳能电池一般具有小的面积。所述壳体还用作反射腔体或乌布利希球(integrating sphere)，并且其内壁覆盖有反射箔，或漫反射材料，或其它反射材料。

如所述，太阳能电池是昂贵的。太阳能电池的成本或光电二极管规模在很大程度上与其面积相关。制造形成太阳能电池的半导体材料消耗的能量也是这样。在另一方面，随着许多半导体的效率提高，所述许多半导体确实从辐照度的增加(即，增大的辐射通量)获益。这是因为光子越多，进入传导带中的受激电子就越多。另一方面，引起光子的聚焦和俘获的聚焦元件和反射腔体可按照多种方法制造。在本发明的一个实施例中，壳体是透明塑料壳体，并且聚焦元件是便宜的塑料透镜，并且腔体即壳体的内侧覆盖有便宜的镜箔，从而将腔体变为反射腔体。

在本发明的一个实施例中，壳体、聚焦元件和镜箔被布置成进行选择，使其成本和安装成本至少被俘获的光子和聚焦的光子产生的额外的电力的价值补偿。

根据本发明的太阳能电池模块的特征在于：

-至少一个太阳能电池，所述至少一个太阳能电池被布置在壳体中；

-至少一个反射腔体，所述至少一个反射腔体被布置在所述壳体中；

-至少一个聚焦元件，所述至少一个聚焦元件被布置为将入射日光聚焦到至少一个所述反射腔体中，

-所述至少一个反射腔体被布置为容纳所述至少一个太阳能电池，

-至少一个所述聚焦元件连同所述壳体一体地实现。

根据本发明的产生太阳能电力的方法，其特征在于，

-聚焦元件将入射日光聚焦到反射腔体中；

-反射腔体容纳至少一个太阳能电池；

-光子的聚焦和反射在同一壳体内进行。

除上述具有优点的实施例之外并参照所述实施例，本发明的最佳方式被认为是一种被容纳在包括塑料透镜的多孔陶瓷壳体中的具有多个光谱响应的叠型太阳能电池(tandem solar cell)。壳体从内部覆盖有镜箔。在一些实施例中，叠型太阳能电池在聚焦元件的焦点下方，并且在壳体中还存在真空。

附图说明

以下，将参照根据附图的示例性实施例来更加详细地描述本发明，其中：

图1以框图显示了本发明的太阳能电池模块10的实施例。

一些实施例在从属权利要求中进行描述。

具体实施方式