一种基于衍射光学元件的光伏模块及其制作方法技术

本发明专利技术涉及光伏发电技术领域，具体指一种基于衍射光学元件的光伏模块；包括导热基材，导热基材上设有若干砷化镓芯片，若干砷化镓芯片依次串联构成转化模块，且该转化模块上封盖有衍射光学元件；所述导热基材上设有所述转化模块的正负极接线柱；本发明专利技术结构合理，砷化镓芯片以特定的排列方式进行串联组合，保持每个芯片一致性的同时，最大化利用激光能量，提升砷化镓光伏模块的稳定性；采用镀有800nm‑850nm波长增透膜的衍射光学元件(D0E)代替光伏芯片上传统的玻璃盖板，其中心区石英材料掺入金属元素对激光起到散射作用，起到均匀光强的作用，提升砷化镓芯片的实际光电转换效率。

A photovoltaic module based on diffractive optical elements and its fabrication method

The invention relates to the technical field of photovoltaic power generation, in particular to a photovoltaic module based on diffractive optical elements, including a heat-conducting substrate, which is provided with a plurality of gallium arsenide chips, and a plurality of gallium arsenide chips are sequentially connected in series to form a conversion module, and the conversion module is covered with a diffraction optical element; the heat-conducting substrate is provided with a positive and negative terminal of the conversion module; the invention The structure is reasonable. GaAs chips are arranged in series in a specific way to maintain the consistency of each chip. At the same time, the laser energy is maximized to improve the stability of GaAs photovoltaic modules. The diffraction optical element (D0E) coated with 800 nm \u2011 850nm wavelength antireflection film is used to replace the traditional glass cover plate on the photovoltaic chip, and the quartz material in the central area is mixed with metal elements for laser It plays the role of scattering, uniform light intensity, and improves the actual photoelectric conversion efficiency of GaAs chip.

【技术实现步骤摘要】
一种基于衍射光学元件的光伏模块及其制作方法
本专利技术涉及光伏发电
，具体指一种基于衍射光学元件的光伏模块，同时公开了一种基于衍射光学元件的光伏模块的制作方法。
技术介绍
激光供能技术基于激光的能量传输、转换的技术，而激光具有光束发射角度小、能量密度大的特点，在传输过程中能量损失小，适合隔离空间能量传输。以激光器为核心的发射设备和以光伏电池为核心的接收设备口径小，结构相当简单，易于安装免维护。同时，激光传能时避免了其他隔离取能时对附近电子设备的电磁的干扰。激光供能通常采用单结砷化镓芯片作为光电转换模块，砷化镓芯片具有转化效率高，功率高的特点。由于，激光光斑的能量分布属于高斯分布，即中心光照强度最强、边缘光照强度最弱。当光照不均匀时，砷化镓芯片的光电流由串联的光电池片中光强最弱的电池片决定，从而影响砷化镓芯片的光电转换效率。现有的用于激光传能的光伏模块，提升光电转换效率通常的做法是将光伏芯片切割成不同的形状，形成类似圆形的组合排列来适应激光光斑的形状及光强分布，然后，切割不同形状芯片会造成芯片原材料浪费提升成本，而且串联后引起光电流在不同芯片中相互消耗，增加光伏模块不稳定因素。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、转化效率高的基于衍射光学元件的光伏模块。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的一种基于衍射光学元件的光伏模块,包括导热基材，导热基材上设有若干砷化镓芯片，若干砷化镓芯片依次串联构成转化模块，且该转化模块上封盖有衍射光学元件；所述导热基材上设有所述转化模块的正负极接线柱。根据以上方案，所述砷化镓芯片为长宽比11:7的矩形结构，导热基材上设有6片砷化镓芯片，且6片砷化镓芯片相互间隔地在导热基材上排布成两行三列的阵列。根据以上方案，所述导热基材上设有内置电路，若干砷化镓芯片依次串联所述内置电路构成转化模块。根据以上方案，所述衍射光学元件为高透射率石英材料制备而成且中心区石英材料掺入金属元素，衍射光学元件上涂覆有增透膜，增透膜的透射率为800nm-850nm。根据以上方案，所述衍射光学元件贴设于所述若干砷化镓芯片组成的转化模块上，且衍射光学元件通过粘合剂与导热基材固定连接。根据以上方案，所述导热基材上设有旁路二极管，旁路二极管与若干砷化镓芯片组成的转换模块串联。一种基于衍射光学元件的光伏模块的制作方法，其步骤如下：a.在导热基材嵌入用于砷化镓芯片电路串联的内置电路，并在导热基材靠近边缘处焊接正负极接线柱；b.将砷化镓芯片为切割成比11:7的矩形结构，6片砷化镓芯片相互间隔地焊接于导热基材的内置电路上，若干砷化镓芯片嵌装在导热基材上使上表面平齐，排布成两行三列的阵列；c.使用镀膜机在衍射光学元件上涂覆800-850nm波长的增透膜，衍射光学元件贴设于所述若干砷化镓芯片组成的转化模块上，衍射光学元件通过粘合剂与导热基材固定连接；d.在导热基材上正负极接线柱之间的内置电路上焊接旁路二极管。本专利技术有益效果为：本专利技术结构合理，砷化镓芯片以特定的排列方式进行串联组合，保持每个芯片一致性的同时，最大化利用激光能量，提升砷化镓光伏模块的稳定性；采用镀有800nm-850nm波长增透膜的衍射光学元件(D0E)代替光伏芯片上传统的玻璃盖板，其中心区石英材料掺入金属元素对激光起到散射作用，起到均匀光强的作用，提升砷化镓芯片的实际光电转换效率。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。图中：101、砷化镓芯片；102、接线柱；103、导热基材；104、衍射光学元件；105、旁路二极管。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术的技术方案进行说明。如图1所示，本专利技术所述的一种基于衍射光学元件的光伏模块,包括导热基材103，导热基材103上设有若干砷化镓芯片101，若干砷化镓芯片101依次串联构成转化模块，且该转化模块上封盖有衍射光学元件104；所述导热基材103上设有所述转化模块的正负极接线柱102；若干砷化镓芯片101组成的转化模块能够对激光光能进行高效转换，采用衍射光学元件104替代了传统玻璃盖板，衍射光学元件104可以对激光起到散射作用使砷化镓芯片101接收均匀的光强，从而提高砷化镓芯片101的光电转换效率。所述砷化镓芯片101为长宽比11:7的矩形结构，导热基材103上设有6片砷化镓芯片101，且6片砷化镓芯片101相互间隔地在导热基材103上排布成两行三列的阵列；所述限定长宽比和布局的若干砷化镓芯片101，可保持每个砷化镓芯片101的一致性，最大化地利用激光能量，并提升砷化镓转化模块的稳定性。所述导热基材103上设有内置电路，若干砷化镓芯片101依次串联所述内置电路构成转化模块，所述导热基材103为高导热的硅材料制成，其内部布置串联电路，若干砷化镓芯片101的底面为负极，砷化镓芯片101固定在导热基材103上并与其内置电路连接，从而组成砷化镓光伏模块，均匀布置的砷化镓芯片101可有效提高接收面积，从而最大化地利用激光能量，提高转化效率。所述衍射光学元件104为高透射率石英材料制备而成且中心区石英材料掺入金属元素，衍射光学元件104上涂覆有增透膜，增透膜的透射率为800nm-850nm，衍射光学元件104中心区的材质中掺入有金属元素以起到散射作用，使穿过衍射光学元件103的激光均匀传输到每一个砷化镓芯片101，从而保证每一个砷化镓芯片101的接受光强均匀度，进而提高转化效率。所述衍射光学元件104贴设于所述若干砷化镓芯片101组成的转化模块上，且衍射光学元件104通过粘合剂与导热基材103固定连接，所述若干砷化镓芯片101嵌装在导热基材103上使上表面平齐，衍射光学元件104通过贴合导热基材103使激光散射后被若干砷化镓芯片101均匀吸收，从而提高整体结构的稳定性和砷化镓芯片101转化效率。所述导热基材103上设有旁路二极管105，旁路二极管105与若干砷化镓芯片101组成的转换模块串联，所述旁路二极管105可保护砷化镓芯片101中的最小电流值。一种基于衍射光学元件的光伏模块的制作方法，其步骤如下：a.在导热基材103嵌入用于砷化镓芯片101电路串联的内置电路，并在导热基材103靠近边缘处焊接正负极接线柱102；b.将砷化镓芯片101为切割成比11:7的矩形结构，6片砷化镓芯片101相互间隔地焊接于导热基材103的内置电路上，若干砷化镓芯片101嵌装在导热基材103上使上表面平齐，排布成两行三列的阵列；c.使用镀膜机在衍射光学元件104上涂覆800-850nm波长的增透膜，衍射光学元件104贴设于所述若干砷化镓芯片101组成的转化模块上，衍射光学元件104通过粘合剂与导热基材103固定连接；d.在导热基材103上正负极接线柱102之间的内置电路上焊接旁路二极管105。以上所述仅是本专利技术的较佳实施方式，故凡依本专利技术专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本专利技术专利申请范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于衍射光学元件的光伏模块,其特征在于：包括导热基材(103)，导热基材(103)上设有若干砷化镓芯片(101)，若干砷化镓芯片(101)依次串联构成转化模块，且该转化模块上封盖有衍射光学元件(104)；所述导热基材(103)上设有所述转化模块的正负极接线柱(102)。

【技术特征摘要】
1.一种基于衍射光学元件的光伏模块,其特征在于：包括导热基材(103)，导热基材(103)上设有若干砷化镓芯片(101)，若干砷化镓芯片(101)依次串联构成转化模块，且该转化模块上封盖有衍射光学元件(104)；所述导热基材(103)上设有所述转化模块的正负极接线柱(102)。2.根据权利要求1所述的基于衍射光学元件的光伏模块，其特征在于：所述砷化镓芯片(101)为长宽比11:7的矩形结构，导热基材(103)上设有6片砷化镓芯片(101)，且6片砷化镓芯片(101)相互间隔地在导热基材(103)上排布成两行三列的阵列。3.根据权利要求1所述的基于衍射光学元件的光伏模块，其特征在于：所述导热基材(103)上设有内置电路，若干砷化镓芯片(101)依次串联所述内置电路构成转化模块。4.根据权利要求1所述的基于衍射光学元件的光伏模块，其特征在于：所述衍射光学元件(104)为高透射率石英材料制备而成且中心区石英材料掺入金属元素，衍射光学元件(104)上涂覆有增透膜，增透膜的透射率为800nm-850nm。5.根据权利要求1所述的基于衍射光学元件的光伏模块，其特征在于：所述衍射光学元件(104)贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：江翼，张静，刘正阳，黄勤清，周文，张素香，于春来，陈佳，许晓路，李永祥，符聪，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，国网山西省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司信息通信分公司，国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42