[发明专利]一种砷化镓低倍聚光太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种砷化镓低倍聚光太阳能电池。

背景技术

随着世界经济的发展，人类对能源的需求越来越大，全球的化石能源日渐枯竭，能源问题日益突出。为了人类社会的可持续发展，开发新能源和可再生洁净能源已成为全世界共同面对的课题。太阳能是太阳内部通过核聚变向外辐射巨大的能量，取之不尽用之不竭，因而以太阳能的开发和利用为核心的可再生能源被认为是解决人类社会能源问题的重要途径之一。现有技术普遍采用高倍聚光光伏太阳能电池发电，其中高倍数聚光器设计与制造工艺上较复杂、精度要求较高、成本也较高，传统的硅太阳能电池光电转换效率较低，太阳光照射下，抗辐射能力差，紫外线，X-Rays，α-Rays等会造成其结构被破坏，造成光衰，使光电转换效率会逐年降低，并且受周围环境(气温，湿度等)影响大，只有12-15年的使用寿命，此外电池工作时，也会产生较高的温度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种砷化镓低倍聚光太阳能电池。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种砷化镓低倍聚光太阳能电池，包括低倍聚光器、砷化镓电池组件、散热架和水冷管道，所述砷化镓电池组件设置在低倍聚光器的低倍聚光焦斑所在区域，所述砷化镓电池组件包括框架和从上至下依次层压并装在框架内的透光保护层、第一填充层、砷化镓电池、第二填充层和背板，所述砷化镓电池组件的背面固定连接有若干条形散热架，所述散热架沿砷化镓电池组件背面宽度方向设置，并沿砷化镓电池组件背面长度方向均匀分布，所述散热架之间相互平行，所述水冷管道呈盘蛇状，所述散热架穿过水冷管道的管壁伸入水冷管道内部。

优选的，所述低倍聚光器为V型槽式聚光器，所述V型槽式聚光器包括按中轴线对称倾斜设置的两个平面反射镜和设置在两个平面反射镜顶端的透明盖板A。

优选的，所述低倍聚光器为复合抛物面聚光器，所述复合抛物面聚光器包括按中轴线对称设置的两个抛物线型反射镜和设置在两个抛物线型反射镜顶端的透明盖板B。

优选的，所述散热架的横截面呈倒立的字母T的形状。

优选的，所述砷化镓电池由上至下依次为正电极、窗口层、发射层、GaAs层、背场、缓冲层、N型衬底、背面电极。

优选的，所述透光保护层采用强化玻璃或透明薄膜材料制成。

优选的，所述第一填充层和第二填充层均采用热可塑性树脂EVA材料制成。

优选的，所述框架采用铝材料制成。

优选的，所述水冷管道的一端为进水口，另一端为出水口。

优选的，所述背板采用TPT聚氟乙烯复合膜材料制成。

本发明中，低倍聚光器在设计与制造工艺上更为简单，精度要求大大低于高倍聚光系统，成本也较为偏低，砷化镓电池采用砷化镓半导体材料制成，其带隙宽度Eg为1.43eV，处在最高转换效率的区间内，提高了发电效率，砷化镓材料的光衰性基本不存在，它抗辐射能力强，不受紫外线，X-Rays，α-Rays等的影响，因此它的使用寿命可以保证在25年以上，远长于传统的硅太阳能电池材料；砷化镓太阳能电池的耐高温性要好于硅太阳能电池，砷化镓太阳能电池可以在250℃的情况下正常工作，但硅太阳能电池在超过200℃后便无法正常运行，另外，在光谱覆盖范围方面，硅太阳能电池只能吸收转换500-1100纳米范围内的太阳光，砷化镓太阳能电池能够吸收转换300-1800纳米光谱范围内的太阳光，吸收光子更全面，从而达到更高的发电量；散热架可以传导热量，水冷管道中的流水可以带走散热架中的热量；在N型衬底与背场之间采用缓冲层，从而有效解决了N型衬底与砷化镓电池晶格类型不同、晶格常数和热膨胀系数差别大带来的外延生长问题；本发明可以降低成本、发电效率高、实用性强、具有很强的市场应用价值。

附图说明

图1为本发明提出的一种砷化镓低倍聚光太阳能电池的结构示意图。

图2为本发明提出的砷化镓电池组件和水冷管道的结构示意图。

图3为本发明提出的砷化镓电池组件的结构示意图。

图4为本发明提出的砷化镓电池的结构示意图。

图5为本发明提出的一种砷化镓低倍聚光太阳能电池的第二结构示意图。