本实用新型专利技术公开了一种应用于碟式反射型面聚光光伏系统的太阳能电池阵列模组，由低铁高强度透光玻璃、聚光太阳能电池阵列、陶瓷DBC基板、水冷腔体串联构成；所述聚光太阳能电池阵列由6部分串联构成，6部分的各个部分内由2个聚光太阳能电池片并联构成。本实用新型专利技术通过不同的聚光太阳能电池的面积大小排列，既实现串联聚光太阳能电池的工作电流匹配及并联聚光太阳能电池的工作电压匹配，又可以避免聚光太阳能电池热逃逸现象的产生，降低整个聚光太阳能电池阵列的热损耗，提高系统光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于光伏发电
，涉及一种太阳能电池阵列模组，具体涉及到一种应用于碟式反射型面聚光光伏系统太阳能电池阵列模组的设计。
技术介绍
具有低能耗、低成本、低污染特点的高效聚光型光伏发电技术正在成为光伏技术发展的一个主要方向，与传统的平板晶硅光伏发电技术相比，聚光型光伏技术光电转化效率可提高一倍。常规聚光发电技术分两类，即透射点聚光型与反射面聚光型。前者采用菲涅尔透镜将入射太阳光汇聚到聚光太阳能电池上，形成点聚光发电；后者采用高反射率双曲镜面将入射太阳光反射汇聚到聚光太阳能电池上，形成面聚光发电。单个聚光太阳能电池产生功率为1W-10W，在面聚光的应用中往往会采用若干聚光太阳电池串/并联成密集电池阵列模组进行发电。未加入匀光的光学器件前，入射太阳光经过镜面反射汇聚到聚光太阳能电池上，光斑的光强分布类似于高斯分布。二次匀光单元的引入往往可以改善聚焦光斑的能流分布均匀性，但也无法实现完全均匀化，而且会引入新的光学损耗。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种反射型面聚光光伏系统的聚光太阳能电池的阵列模组，通过不同的聚光太阳能电池的面积大小排列，既实现串联聚光太阳能电池的工作电流匹配及并联聚光太阳能电池的工作电压匹配，又可以避免聚光太阳能电池热逃逸现象的产生，降低整个聚光太阳能电池阵列的热损耗，提高系统光电转换效率。本技术所采用的技术方案是：一种应用于碟式反射型面聚光光伏系统的太阳能电池阵列模组，其特征在于：所述阵列模组由低铁高强度透光玻璃、聚光太阳能电池阵列、陶瓷DBC基板、水冷腔体串联构成；所述聚光太阳能电池阵列由6部分串联构成，6部分的各个部分内由2个聚光太阳能电池片并联构成。作为优选，所述低铁高强度透光玻璃、聚光太阳能电池阵列、陶瓷DBC基板、水冷腔体均并联设置有旁路二极管，避免出现“热斑效应”。作为优选，所述聚光太阳能电池片为单片集成GaInp/GaInAs/Ge三结聚光太
阳能电池。作为优选，所述聚光太阳能电池片材料取自同一晶圆，这样所得的聚光太阳能电池片具有非常好的结构一致性。作为优选，所述聚光太阳能电池阵列中聚光太阳能电池片的面积变化规律为：从内向外，面积大小逐渐增大。作为优选，所述陶瓷DBC基板由陶瓷绝缘体、铝氧化物或铝氮化物构成。作为优选，所述水冷腔体采用掺有乙二醇或丙三醇的制冷液进行循环散热；水冷腔体彼此串联，循环液依次进入低铁高强度透光玻璃、聚光太阳能电池阵列、陶瓷DBC基板进行降温处理，控制合适的水流量可以保证各个单元之间的温度达到合适点。本技术的有益效果为：(1)本技术的低铁的透光玻璃可以减少二氧化硅对金属氧化物的着色作用，从而提高入射太阳光的透过率；(2)本技术的聚光太阳能电池片材料取自同一晶圆，这样所得的聚光太阳能电池片具有非常好的结构一致性；(3)本技术的聚光太阳能电池阵列中聚光太阳能电池片的面积变化规律为：从内向外，面积大小逐渐增大，从而保证了阵列模组中各个聚光太阳能电池片的发电功率一致；(4)本技术的陶瓷DBC基板由陶瓷绝缘体、铝氧化物或铝氮化物构成，由于铝氧化物和铝氮化物的热膨胀系数比基板建立在金属或聚合体的基础上的情况更接近于硅芯片，DBC基板具有良好的导热性和极高的绝缘性；(5)本技术的水冷腔体可以散热，保证聚光太阳能电池在较高光电转换效率下工作而且有较长的使用寿命，使得辐射能量能得到二次使用。附图说明图1是本技术实施例的结构示意图；图2是本技术实施例中未加入匀光器件时，入射太阳光反射汇聚光斑的能流分布图；图3是本技术实施例中单片集成GaInp/GaInAs/Ge三结聚光太阳能双二极管模型的等效电路；图4是本技术实施例中聚光太阳能电池阵列中聚光太阳能电池片的形状分布；图5是本技术实施例中聚光太阳能电池阵列中聚光太阳能电池片的平面设计示意图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本技术，下面结合附图及实施例对本技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。本技术专利的主要目的在于提供一种反射型面聚光光伏系统的聚光太阳能电池的阵列模组的实现方案，该方案主要针对由多个聚光太阳能电池串/并联连接所形成的阵列模组的高效应用，结合实际光强在阵列表面的分布，依据聚光太阳能电池的电气特性，列出函数关系式，规划出每个聚光太阳能电池的面积大小，使各聚光太阳能电池的工作电流与工作电压一致。采用切割拼接的方式，得到聚光太阳能电池阵列的排列方案。请见图1，本技术提供的一种应用于碟式反射型面聚光光伏系统的太阳能电池阵列模组，由低铁高强度透光玻璃1、聚光太阳能电池阵列2、陶瓷DBC基板3、水冷腔体4串联构成；低铁高强度透光玻璃1、聚光太阳能电池阵列2、陶瓷DBC基板3、水冷腔体4均并联设置有旁路二极管；陶瓷DBC基板3由陶瓷绝缘体、铝氧化物或铝氮化物构成。聚光太阳能电池阵列2由6部分串联构成，6部分的各个部分内由2个聚光太阳能电池片5、6并联构成。聚光太阳能电池片5、6为单片集成GaInp/GaInAs/Ge三结聚光太阳能电池，材料取自同一晶圆，这样所得的聚光太阳能电池片5、6具有非常好的结构一致性；聚光太阳能电池阵列2中聚光太阳能电池片的面积变化规律为：从内向外，面积大小逐渐增大。水冷腔体4采用掺有乙二醇或丙三醇的制冷液进行循环散热。水冷腔体彼此串联，循环液依次进入低铁高强度透光玻璃1、聚光太阳能电池阵列2、陶瓷DBC基板3进行降温处理，控制合适的水流量可以保证各个单元之间的温度达到合适点。本技术在工作时，入射光经过镜面反射汇聚到太阳能电池阵列模组上，透过含铁量低于0.5％的高强度透光玻璃1至聚光太阳能电池阵列2。在不使用任何匀光装置时，聚光太阳能电池阵列2表面的光强分布如图2所示：光强大小呈
高斯分布，中心光强最强，越趋近于边沿的地方光强越小。整个聚光太阳能电池阵列2是由若干个单独的聚光太阳能电池片串联/并联组成。单片三结聚光太阳能双二极管模型的等效电路如图3所示，由该等效电路图可以得到单个聚光太阳能电池的工作电流表达式为：其中，Isci I01i I02i的表达式为：Isci＝∫S×聚光倍数×量子效率×光谱响应dλ (公式2)I01i＝Sκ1iT3 exp[-Egi/(kBT)] (公式3)I02i＝Sκ2iT5/2exp[-Egi/(2kBT)] (公式4)其中：I为单个聚光太阳能电池的工作电流；Isci为第i结单p-n结电池的光生电流；I0li为第i结单p-n结电池等效二极管D1i的反向饱和电流；I02i为第i结单p-n结电池等效二极管D2i的反向饱和电流；e为单位电荷量，1.60×10-19C；Vi为第i结单p-n结电池的工作电压；Rsi为第i结单p-n结电池的等效串联电阻；Rshi为第i结单p-n结电池的等效并联电阻；kB为玻尔兹曼常数，1.38×10-23JK；T为电池的绝对温度；S为三结电池的面积；κ1i、κ2i为第i结单p-n结电池的经验参数；Egi为第i结单p-n结电池半导体化合物的带隙宽度；L为单个聚光太阳能电池的各个点光强之和；A为高斯分布中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于碟式反射型面聚光光伏系统的太阳能电池阵列模组，其特征在于：所述阵列模组由低铁高强度透光玻璃（1）、聚光太阳能电池阵列（2）、陶瓷DBC基板（3）、水冷腔体（4）串联构成；所述聚光太阳能电池阵列（2）由6部分串联构成，6部分的各个部分内由2个聚光太阳能电池片（5、6）并联构成。
【技术特征摘要】
1.一种应用于碟式反射型面聚光光伏系统的太阳能电池阵列模组，其特征在于：所述阵列模组由低铁高强度透光玻璃（1）、聚光太阳能电池阵列（2）、陶瓷DBC基板（3）、水冷腔体（4）串联构成；所述聚光太阳能电池阵列（2）由6部分串联构成，6部分的各个部分内由2个聚光太阳能电池片（5、6）并联构成。2.根据权利要求1所述的应用于碟式反射型面聚光光伏系统的太阳能电池阵列模组，其特征在于：所述低铁高强度透光玻璃（1）、聚光太阳能电池阵列（2）、陶瓷DBC基板（3）、水冷腔体（4）均并联设置有旁路二极管。3.根据权利要求1所述的应用于碟式反射型面聚光光伏系统的太阳能电池阵列模组，其特征在于：所述聚光太阳能电池片（5、6）为单片集成GaInp/GaInAs/Ge三结聚光太阳能电池。4.根据权利要求1所述的应用于碟式反射...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕辉，万青，李艳，郭子悦，陈本源，吕清花，成纯富，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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