[发明专利]一种集成高倍聚光太阳电池模块

说明书

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体地涉及一种集成高倍聚光太阳电池模块及其制备方法。

背景技术

能源是人类面临的最大危机。目前地球上的能源主要来源于石油、天然气和煤炭，按照现在的开采速度和增长量，预计这些资源将在50-100年时间内耗尽。能否克服这些危机，将关系到人类在地球的繁衍生息。来自太阳的辐照，是地球的最大能量来源。充分利用太阳辐照的能量，是人类在地球持续繁衍生息的必由之路。世界发达国家均制定了开发利用太阳能的光伏工业路线图，我国也正在加速对太阳能的开发和利用。2015年，我国太阳能发电将达到500万千瓦，发电量75亿千瓦时。

目前，可实用的太阳电池的最高转换效率为28％-30％。这些高效太阳电池是采用化合物半导体材料制作的叠层结构电池，虽然光电转换效率比硅基太阳电池高，但是制造成本也比硅基太阳电池高得多。所以，高效太阳电池只能用于空间飞行器，作为民用可能性很小。

为了充分利用太阳的光能，首先应用聚光镜汇聚太阳光，再通过太阳电池将汇聚的太阳光能转换为电能。由于聚光镜的成本较低，研制聚光型化合物半导体叠层电池发电系统，既可以提高太阳光的利用率和光电转换效率，又可以降低发电成本，还可以大量节省太阳电池材料。

上个世纪90年代初，美国就在航天器上搭载了由折射式聚光镜阵构成的聚光太阳电池系统。充分证明了折射式聚光镜的性能和抗辐照能力。使用聚光技术是提高太阳电池的光电转换效率、降低光伏发电成本的必要手段。美国、日本、俄罗斯、澳大利亚、德国和意大利等国家分别建造了地基聚光太阳电池示范电站。当今，聚光型太阳能发电已经成为国际上最热门的研究课题之一，从2008年开始，高倍聚光化合物太阳电池已经实现市场化。

目前，国际上三结(GaInP/GaAs/Ge)太阳电池最高实验室转换效率已超过34％(AM1.5)，聚光条件下最高实验室转换效率已超过42％(AM1.5，500倍聚光)，批量生产的高倍聚光三结太阳电池的光电转换效率已经超过36％(AM1.5，500倍聚光)。

发明内容

本发明的目的在于获得一种集成高倍聚光太阳电池模块结构，所述结构通过将太阳电池芯片串联表贴在陶瓷基板上；在最外圈的高倍聚光太阳电池芯片中，每个太阳电池芯片都相反极性地并联一个旁路二极管；在串联太阳电池芯片的两端各表贴2个接线端子；用金丝、或金带、或铝丝、或铝带将太阳电池芯片的单边压焊盘与邻近的陶瓷覆铜基板焊接相连；然后在陶瓷基板上表面涂覆透明硅胶集成而成。本发明可以通过高倍聚光太阳电池芯片集成结构的优化，提高光伏发电机组的效率、降低光伏发电的成本，以达到优化光伏发电机组性能的目的。该方法广泛适用于制造光伏发电机组，具有操作工艺简单、性价比高等优点。

本发明提供了一种集成高倍聚光太阳电池模块，其特征在于，所述集成高倍聚光太阳电池包括：

高倍聚光太阳电池芯片的电极结构；

陶瓷覆铜基板的电路结构；

旁路二极管的布局；

高倍聚光太阳电池模块的集成。

所述高倍聚光太阳电池芯片包括：

单晶硅(Si)太阳电池芯片、砷化镓(GaAs)太阳电池芯片、砷化镓/镓铟磷(GaAs/GaInP)双结太阳电池芯片、锗/铟镓砷/镓铟磷(Ge/InGaAs/GaInP)三结太阳电池芯片、或硅(Si)衬底锗/铟镓砷/镓铟磷(Ge/InGaAs/GaInP)异质衬底太阳电池芯片。

所述高倍聚光太阳电池芯片的电极结构为具有单边压焊盘的梳状电极。

所述陶瓷覆铜基板包括：氧化铝(Al₂O₃)陶瓷覆铜基板或氮化铝(Al₂N)陶瓷覆铜基板。

所述陶瓷覆铜基板的电路结构包括在陶瓷基板的上表面腐蚀或刻蚀出串联表贴太阳电池芯片和旁路二极管的电路。

所述旁路二极管的布局是在最外圈的高倍聚光太阳电池芯片中，每个太阳电池芯片都相反极性地并联一个二极管。

所述高倍聚光太阳电池模块的集成是指将太阳电池芯片串联表贴在陶瓷基板上；在最外圈的高倍聚光太阳电池芯片中，每个太阳电池芯片都相反极性地并联一个旁路二极管；在串联太阳电池芯片的两端各表贴2个接线端子；用金丝、金带、铝丝或铝带将太阳电池芯片的单边压焊盘与邻近的陶瓷覆铜基板焊接相连；然后在陶瓷基板上表面涂覆透明硅胶集成而成。

本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

附图说明