[发明专利]用于太阳能电池的光辐射采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域。特别地，本发明涉及太阳能电池组件的高效利用方法。

背景技术

太阳能电池是一种利用光伏效应将太阳光能量转化为电能的器件。1954年，美国贝尔实验室制备出了现代第一块基于PN结的硅太阳能电池，光电转换效率达到了6％。经过半个多世纪的发展，太阳能电池的技术在不断进步与成熟之中，目前商业化应用最广泛的是基于硅的太阳能电池。主要包括单晶硅电池，多晶硅电池和非晶硅电池，在1970年代早期，夏普、飞利浦和太阳能电力等公司开始制备出小面积的商用电池模块，并逐步开始应用于地面，到了1980年代中期越来越多的公司开始投入到太阳能电池的研发与制造领域。

到了21世纪初期，太阳能电池作为一种清洁能源的高效利用方式开始正式受到各国的大力关注，国际市场对于太阳能电池的需求激增，我国在太阳能电池的制造领域中开始占据越来越重要的地位。到目前为止，太阳能电池已经发展出了一个庞大的家族，包括硅基太阳能电池，化合物太阳能电池，薄膜太阳能电池，有机太阳能电池和敏化太阳能电池等。这些太阳能电池有些已经大规模商业化，如硅基太阳能电池，有些正处在研发之中。太阳能电池最终要在能源供应上占据一席之地，需要整个太阳能电池家族的共同努力。目前制约太阳能电池发展的主要瓶颈是其发电成本偏高。高企的发电成本主要是因为太阳能电池本身的制备成本较高。例如，目前的商用硅太阳能电池往往是在一个平面上尽可能多地进行电池片的排布，以期有更多的吸光面积。因为同样面积上电池片数量越多，吸光面积越大，功率也能越大。但是，电池片数量越多同时意味着成本越高。如果可以减少同样面积上的电池片的数量，又能使得照射到该面积范围内的光都被电池片所吸收，便可以大大提高太阳能电池的利用效率，从而可以降低发电成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种在相同的光照面积下通过增加光采集装置(3)，从而减少对太阳能电池有效吸光面积需求的方法，进而实现降低太阳能电池发电成本的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种有效吸光区域(2)与无效空白区域(1)间隔性规则排列的太阳能电池组件。在电池板外表面无效空白区域(1)上增加光采集装置(3)，用于采集无效空白区域(1)上的太阳光并重新出射至有效吸光区域(2)表面。

所述的太阳能电池，其特征在于，包括各种硅基太阳能电池，例如单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池。还包括化合物太阳能电池，薄膜太阳能电池，有机太阳能电池，染料敏化太阳能电池等等。

上述有效吸光区域(2)，其特征在于能够吸收太阳光并转换为电能输出。上述无效空白区域(1)指的是有效吸光区域(2)之间的空白区域。

上述太阳能电池组件，其特征在于，有效吸光区域(2)与无效空白区域(1)可以是相同大小的形状，以实现无缝排列。形状主要包括三角形，四方形，六角形等。

上述光采集装置(3)，其特征在于，能够将无效空白区域(1)上的太阳光进行收集并出射至有效吸光表面加以利用转化为电能。

上述光采集装置(3)可以是具有光反射功能的装置，也可以是具有光折射功能的装置，或者是具有结合了光反射和光折射功能的装置。

上述具有光反射功能的装置，其特征在于主要由具有反射面的结构构成，能够将照射在空白区域(1)上方的光反射至有效吸光区域(2)的表面。光反射装置可以置于空白区域(1)上。由反射面与电池板平面相交的底边所构成的形状，可以与空白区域(1)构成的形状相吻合，也可以略微小于空白区域(1)的形状而被空白区域(1)的形状所包围。

上述光反射装置的反射面同时具有如下特征：

(1)首先定义反射面与电池板平面相交的底边所构成的形状曲线上有任意一点O。在电池板平面里，上述形状曲线在点O处有法线OA，OA方向从点O往空白区域(1)处延伸，法线OA与形状曲线上O点的切线相互垂直。另外有法线OB过点O且垂直于电池板平面，OB方向从点O往电池板平面受光正面延伸。由法线OA与法线OB所构成的平面称为平面OAB。光反射装置的反射面与平面OAB会有相交线OM，在平面OAB里，OM上任意一点S的切线与法线OA或其反向延长线有交点P，且形成夹角SPA等于θ，θ的大小可以在0度到90度之间变化。(如图1所示)