混合集成高效太陽能電池模塊制造技術

本發明專利技術提供一種混合集成高效太陽能電池模塊，所述混合集成高效太陽能電池模塊包括依次設置的菲涅爾透鏡、集成太陽能電池單元和基板，所述集成太陽能電池單元由高效化合物半導體太陽電池單元與單晶硅太陽電池單元、多晶硅太陽電池單元或非晶硅太陽電池單元中的一種或多種混合集成而成。本發明專利技術能夠提高太陽能電池模塊的光電轉換效率。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及太陽能制造領域，尤其涉及一種混合集成高效太陽能電池模塊。
技術介紹
太陽能模組或太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中最重要的部分，其由多個太陽能電池模塊構成。太陽能模組或太陽能電池板的作用是將太陽能轉化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本，現有的太陽能電池單元主要包括單晶硅、多晶硅或非晶硅太陽能電池單元三種，如圖I所示，單晶硅、多晶硅或非晶硅太陽能電池單元由依次設置的基板11、太陽能電池單元12和保護模塊13或復合材料13構成，所述太陽能電池單元可以是單晶硅、多晶硅或非晶硅太陽能電池單元中的任意一種。然而，單晶硅、多晶硅·或非晶硅太陽能電池各有其優缺點(I)單晶硅太陽能電池單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為17%左右，最高的達到24%，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。( 2 )多晶硅太陽能電池多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則較單晶硅太陽能電池低不少，其光電轉換效率約15%左右。從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池略好。(3)非晶硅太陽能電池非晶硅太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低，目前國際先進水平為10%左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率衰減。化合物半導體太陽電池高效太陽電池GaAs，CdTe, CuInGaSe等的禁帶寬度在I I.5eV，與太陽光譜匹配較好。同時這些半導體是直接帶隙材料，對陽光的吸收系數大，只要幾個微米厚就能吸收陽光的絕大部分，因此是制作薄膜太陽電池的優選活性材料。單個化合物半導體太陽電池效率可達30 %，高倍聚光型電池效率接近40%。缺點是化合物半導體襯底較昂貴，尺寸不容易做大，且化合物半導體太陽電池制作工藝復雜，成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種混合集成高效太陽能電池模塊，能夠提高太陽能電池模塊的光電轉換效率。為解決上述問題，本專利技術提供一種混合集成高效太陽能電池模塊，包括依次設置的菲涅爾透鏡、集成太陽能電池單元和基板，所述集成太陽能電池單元由高效化合物半導體太陽電池單元與單晶硅太陽電池單元、多晶硅太陽電池單元或非晶硅太陽電池單元中的一種或多種混合集成而成。進一步的，在上述系統中，所述高效化合物半導體太陽電池單元采用分子束外延技術制作。進一步的，在上述系統中，所述高效化合物半導體太陽電池單元采用有機金屬化學氣相沉積技術制作。進一步的，在上述系統中，所述高效化合物半導體太陽電池單元位于所述菲涅爾 透鏡的焦點位置。進一步的，在上述系統中，所述高效化合物半導體太陽電池單元由GaAs、InP、CdTe、GaN、GaInP、GaSb、GaInAs或CuInGaSe中的一種或多種化合物半導體制成。進一步的，在上述系統中，所述菲涅爾透鏡、集成太陽能電池單元和基板根據太陽運動軌跡自動統一偏轉。與現有技術相比，本專利技術通過依次設置的菲涅爾透鏡、集成太陽能電池單元和基板，所述集成太陽能電池單元由高效化合物半導體太陽電池單元與單晶硅太陽電池單元、多晶硅太陽電池單元或非晶硅太陽電池單元中的一種或多種混合集成而成，能夠提高太陽能電池模塊的光電轉換效率。附圖說明圖I是現有的太陽能電池單元的結構示意圖；圖2是本專利技術一實施例的混合集成高效太陽能電池模塊的結構示意圖；圖3是本專利技術一實施例的混合集成高效太陽能電池模組的結構示意圖；圖4是圖2中的菲涅爾透鏡的俯視圖；圖5是圖2中的集成太陽能電池單元的俯視圖；圖6是本專利技術一實施例的混合集成高效太陽能電池模組根據太陽運動軌跡自動偏轉示意圖。具體實施例方式為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。如圖2、4和5所示，本專利技術提供一種混合集成高效太陽能電池模塊2，包括依次設置的菲涅爾透鏡(Fresnel lens) 21、集成太陽能電池單元22和基板23。如圖3所示若干個混合集成高效太陽能電池模塊2組成一個太陽能電池模組3。其中，所述集成太陽能電池單元22由高效化合物半導體太陽電池單元221與單晶硅太陽電池單元222、多晶硅太陽電池單元223或非晶硅太陽電池單元224中的一種或多種混合集成而成。優選的,所述高效化合物半導體太陽電池單元采用分子束外延技術(MolecularBeam Epitaxy)制作。優選的，所述高效化合物半導體太陽電池單元221采用有機金屬化學氣相沉積技術(MOCVD)制作。較佳的，所述高效化合物半導體太陽電池單元221位于所述菲涅爾透鏡21的焦點位置。具體的，應用菲涅爾透鏡的作用就是將光線從相對較大的區域面積轉換成相當小的面積上，這種透鏡也稱做集光器或聚光器。在太陽聚光領域，菲涅爾透鏡是聚光太陽能系統(CPV)中重要的光學部件之一。菲涅爾透鏡的焦點剛好落在太陽電池單元上。當透鏡面垂直接面向太陽時，光線將會被聚焦在電池片上，匯聚了更多的能量，因而需要較小的電池片面積，大大節約了成本。應用菲涅爾透鏡能夠將太陽光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面(高性能電池片)上，比傳統平板光伏(FPV)發電效率提高30%以上，滿足太陽能聚光發電(CPV)和聚熱系統(TPV)中高能量高溫需求。較佳的，所述高效化合物半導體太陽電池單元221由GaAs (砷化鎵)、InP (磷化 銦)、CdTe (碲化鎘)、GaN (氮化鎵)、GaInP (磷銦化鎵)、GaSb (銻化鎵)、GaInAs (砷銦化鎵)或CuInGaSe (銅銦鎵硒)中的一種或多種化合物半導體制成。優選的，如圖6所示，所述菲涅爾透鏡21、集成太陽能電池單元22和基板23根據太陽運動軌跡自動統一偏轉，以進一步提高太陽能電池模塊的光電轉換效率。綜上所述，本專利技術通過依次設置的菲涅爾透鏡、集成太陽能電池單元和基板，所述集成太陽能電池單元由高效化合物半導體太陽電池單元與單晶硅太陽電池單元、多晶硅太陽電池單元或非晶硅太陽電池單元中的一種或多種混合集成而成，能夠提高太陽能電池模塊的光電轉換效率。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統而言，由于與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。專業人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合集成高效太陽能電池模塊，其特征在于，包括依次設置的菲涅爾透鏡、集成太陽能電池單元和基板，所述集成太陽能電池單元由高效化合物半導體太陽電池單元與單晶硅太陽電池單元、多晶硅太陽電池單元或非晶硅太陽電池單元中的一種或多種混合集成而成。

【技術特征摘要】
1.一種混合集成高效太陽能電池模塊，其特征在于，包括依次設置的菲涅爾透鏡、集成太陽能電池單元和基板， 所述集成太陽能電池單元由高效化合物半導體太陽電池單元與單晶硅太陽電池單元、多晶硅太陽電池單元或非晶硅太陽電池單元中的一種或多種混合集成而成。2.如權利要求I所述的混合集成高效太陽能電池模塊，其特征在于，所述高效化合物半導體太陽電池單元采用分子束外延技術制作。3.如權利要求I所述的混合集成高效太陽能電池模塊，其特征在于，所述高效化合物半導體太陽電池單元采用有機金屬化學氣相沉積...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張汝京，
申請(專利權)人：昇瑞光電科技上海有限公司，
類型：發明
國別省市：