[发明专利]太阳能电池板的聚光-均光技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池技术，尤其是太阳能电池板的聚光-均光技术。

背景技术

近几年在政府卓有成效的政策扶持下，国内太阳能发电取得了十分优异的成绩，我国太阳能发电已经出现全面开花，大量普及实施阶段，中国已经成为全世界太阳能硅片及系统集成的生产大国和出口大国，让世界瞠目结舌。下一阶段研发的对象是如何提高太阳能硅片的光--电转换效率，提高太阳能硅片的发电量，这是一个投资更大、进展较为缓慢的过程，现有的硅--光发电技术已经走到近乎于“极限”，要提高2-3％都是难上之难的事情，除非突然发现一种新的“硅片”以取代现有的硅片才有可能。这是中国科学家、中国企业不断努力，还需付出艰苦卓绝贡献的工作，也是全球科学家孜孜以求，永远追求梦想的伟大事业。

面对上述现实，与其投入巨资，亦步亦趋、一点一点的挖掘硅光电电池的光--电转换率，不如换一个思维，另辟蹊径，或许事半功倍，投资更少，见效更快。

众所周知，单片太阳能电池板的发电量不仅取决于太阳能电池板的面积，硅片的光--电转换率，更取决于太阳光的进光量。如果改善太阳光的进光量，则在相同的单位硅片面积上，在光--电转换率不变的情况下，进光量越多，发电量就越大。本专利的提出就是这个目的。

发明内容

一种太阳能电池板的聚光-均光技术，它是将现有单层太阳能电池板改成3层太阳能发电模板结构：上层为聚光层，其作用是吸收比太阳能电池板面积更大、更多的太阳光，提高发电量；中层为均光镜，其作用是消除一般聚光镜容易出现的光斑或焦点，使上层聚集的光线平行、均匀的射到太阳能电池板的每个部位，防止太阳能电池板局部过热，发电效率得到充分发挥；下层为太阳能电池板及散热器，由此三位一体集成为一个太阳能发电模板；由于聚光层凸透镜的光线倍增作用和均光镜的均光双重作用，使太阳能电池板可以聚集成倍、均匀的太阳光，可以使现有的太阳能电池板发电量提高2～3倍以上；成本低，市场巨大，前景无限。

本发明的技术方案是：

1、本太阳能发电板分3层，上层为光学凸透镜或“菲涅耳”凸透镜，中间层为光学均光镜，下层为太阳能电池板；在层与层之间保持一定的间距，并且其间距应该根据不同的地区最高温度可调，以防止温度过高损坏太阳能电池板。

2、上层聚光凸透镜可以采用光学玻璃，也可以采用亚力克材料；中间均光镜可以采用光学玻璃，也可以采用亚力克材料。

3、“菲涅耳”凸透镜可以采用光学玻璃，也可以采用亚力克材料。

4、“菲涅耳”凸透镜有2种：

1)多圈同心圆结构，这是现在最常用的菲涅耳透镜。

2)矩阵式结构。矩阵式均光结构更适合太阳能发电模板。

5、由上层凸透镜、中层均光镜和下层太阳能电池板集成为太阳能发电模板。

6、光学凸透镜或“菲涅耳”凸透镜的放大倍数不能太高，原因1是过高的放大倍数其结构复杂，厚度、重量增加；原因2是过高的放大倍数使进入太阳能电池板上的光线温度过高，一旦超过硅片的最高允许结温125℃时将烧毁太阳能电池板。一般限制在2～3倍之内。而现在的数码相机的镜头可以达到50倍以上！可见，提高光学放大倍数即进光量，受限于太阳能硅片的安全温度、成本高昂的光学透镜以及复杂的结构。

现在的太阳能电池板背面大都是散热性能良好的铝板作为基板，可以将该铝板做成散热效果更好的散热器叶片。

7、光学玻璃凸透镜的透光率优于亚力克凸透镜；但光学玻璃属厚、重、易碎材料，而亚力克材料轻薄，基本是一薄片，但是透光率一般略低于光学玻璃。

8、无论光学凸透镜，或“菲涅耳”凸透镜都有一个共同的缺点，即它们都有中心聚焦特性——圆心中间部位光通量大，致使太阳能芯片中间部位温度升高，甚至可能烧坏芯片或降低其使用寿命；而周边光通量逐渐减小，造成太阳能芯片光照不均匀，温度低，不能充分、有效的利用太阳能芯片的发电利用率，因此需用均光镜使其均匀。

9、如果将光学凸透镜或“菲涅耳”凸透镜制作成“非球面凸透镜”，既可以起到聚光作用，也可以使整片凸透镜光照均匀，原理如同现在的数码相机的光学镜头一样。这种“非球面凸透镜”可以通过计算机模拟技术制作出来，制作成模具批量生产。由此可以省掉均光镜片，简化模块尺寸和结构，降低成本。

10、“圆管式”聚光、均光透镜。普通透明玻璃管本身就具有凸透镜的聚光、放大作用，用来作为聚光、均光双层合一结构，同时具有强度高，成本低的优点。

“圆管式”聚光、均光透镜也可以采用轻便、不易破粹的亚克力材料做成。