一种聚光光伏玻璃制造技术

本发明专利技术公开了一种聚光光伏玻璃，其特征是所述的玻璃的表面是封装玻璃(1)，位于封装玻璃(1)下面上分成彼此相连多个聚光单元区，每个单元是由集成的微聚光透镜(2)组成的聚光区，微聚光透镜(2)的上表面(8)与封装玻璃(1)下表面紧密连接，下表面(10)与玻璃基体(4)连接，聚光区之间通过与聚光透镜(2)平行的纵向间隔(3)和与聚光透镜(2)垂直的横向间隔(5)相连接，玻璃基体(4)的下表面有微孔(6)和孔间间隔(7)。本发明专利技术的有益效果是将入射到电池光栅线上的光聚光到边上的N区，太阳光通过玻璃后在紧贴于玻璃下面的光伏电池板上形成明暗相间的光场，在电池表面形成光照强度合理分布的光场，满足电池各部分对光照强度要求的差异性，提高太阳光有效利用率，提高电池的发电效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种聚光光伏玻璃


[0001]本专利技术专利涉及一种聚光玻璃，特别是一种聚光光伏玻璃。

技术介绍

[0002]光伏发电作为一种绿色能源，近年来得到快速发展。其大规模应用能提供可观的绿色能源，同时还能够改善应用区域的生态环境。据预测，按照目前太阳能电池发光效率，中国荒漠地区1
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2％的面积覆盖太阳能电池，就能够满足中国全国使用的电量。本人的专利技术专利“调节空气中二氧化碳浓度抑制温室效应的方法及其装置(CN101116410 B)”和美国专利技术专利“APPARATUS AND METHOD FOR REGULATION OF CARBON DIOXIDE CONTENT IN ATMOSPHERE(US11960708)”提供了一种在荒漠地区大规模应用光伏发电和风力发电，并且在荒漠地区种植绿色植物，吸收空气中CO2，改善环境抑制全球变暖的方法和装置。目前在中国内蒙古和青海等地区的荒漠上建立了一些一定规模的光伏发电站，起得了良好效益。常用的光伏电池表面是平面结构，电池板表面N区前电极及其焊接区间隔分布。从形成光电流的角度来看，入射到前电极栅线和主栅线上的太阳光对形成光电流没有贡献，导致太阳光有效利用率降低，降低了光伏发电效率。前电极栅线收集N区产生的光电子形成光电流，从收集光电子的效果来看，前电极面积越大，与N极接触面积越大，N区表面的光电子收集就越有利，对增加光伏发电效率有利，为了提高N区表面的有效光电子收集效率，人们正在发展在整个N区表面镀透明导电膜如ITO膜等的技术，在整个N区表面收集光电子来增强光电子收集效率。但是这些导电膜的电导率不够高，电阻较大，电流通过会消耗功率，不能满足作为太阳能电池前电极的要求，还需要在透明导电膜栅焊接不透明的具有高导电率的前电极如银栅极等来减小电阻，降低电极功耗。如果透明导电膜的导电率提高到满足太阳能栅极使用要求，也许目前使用的焊接前电极将不再需要，太阳光有效利用率会进一步提高。因此，前电极栅线面积提高对光电子流入前电极形成有效光电流有利，并且能降低前电极的电阻。同时主栅线面积增大也有利于栅极内阻降低，有利于光电流的流通，降低电流功耗。但是栅极面积增加会遮挡太阳光，使这部分太阳光不能进入N区，降低发电效率。因此，在制作太阳能电池时，需要综合考虑栅极收集光电子和减少内阻对较大栅极面积的需要和减小栅极面积来减少太阳光遮挡率的需要，这两种需要时相互矛盾的，实际使用时必须平衡两种需求，合理设计栅极大小和分布，以获得最佳效果。目前太阳能电池板前电极栅通常占电池板面积5
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15％左右，遮挡太阳光，降低了电池太阳光有效利用率。提高电池片面积，减少主栅线数量，有利于降低栅极线的面积百分比，会提高太阳光利用率。例如同材质的180规格的太阳能电池效率会高于160规格制作的太阳能电池，目前正在开发210规格的光伏电池，增加电池片N区面积减少栅极面积占比，以期获得更高的太阳能利用率，提高发电效率。提高太阳能电池太阳光利用率的另外一种方法是利用封装玻璃对太阳光照射到电池N区表面的光场重新分布，将栅极线遮挡的这部分光转移到半导体发电区，提高有效太阳光利用率。如果能较好地将栅极上的太阳光转移到N区表面，就可以在设计栅极时适当增加栅极面积，而不用考虑栅极面积增加对太阳光利用率减少的问题，获得更合理的栅极布局，提高发
电效率。同时，作为光电子运动驱动力的N区PN结附近的光生伏特电场与前电极之间的电场力，驱动导带光电子运动到前电极形成有效光电流，由于前电极栅线的存在，该电场力在N区分布是非均匀的，强电场部位光电子受到电场驱动力大，容易形成有效光电流，弱电场力部位产生的光电子移动到前电极的几率就较少，以振转能级释放能量降低到价带变成非光电子，成为无效光电子的几率较大，对形成光电流不利。因此，N区对太阳光的光照强度要求是不同的，具有光照强度要求差异性，越接近前电极栅线，光电子越容易进入前电极形成光电流，因此接近前电极栅线的这部分区域光照强度增加会增加有效光电子密度，对提高光伏发电效率有利。合理的光照强度分布，将受到电场驱动力较大，距离前电极栅线较近的区域光照强度提高，使有效光电子产生几率提高，有利于提高光伏发电效率。利用封装玻璃对入射太阳光光照强度在空间栅重新分配，在电池N区形成光照强度合理的光场，能够提高太阳光利用效率。目前常用的太阳能电池表面的光照强度几乎是相同的，不能满足电池各部分对光照强度要求的差异性，需要进一步优化。
[0003]目前对太阳能表面入射光进行调节的方法主要是聚光光伏(CPV)技术，利用透镜或反射镜等光学元件，将大面积的阳光通过聚光系统汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转化为电能。公认有效的方法是采用菲涅尔凸镜将入射光聚焦到太阳能电池上，利用增强的光照强度获得更高的发电效率。虽然菲涅尔凸镜能将入射光聚焦，有效地提高光照效率，但是菲涅尔凸镜聚焦能力过强，聚焦后在太阳能电池板上形成焦点，焦点处的光电子密度最大，电位与周围部分有差别，在电池表面横向区会形成电位不同的点，两点之间会形成环流，降低电池发电效率。同时聚焦区温度升高，对热传导效率低的硅基太阳能电池不利。因此，这些方法通常用在热传导系数比较高的如GaAs或铜铟镓硒薄膜太阳能电池上，不能用于硅基太阳能电池。赛普留斯公司利用这种方法使用低成本镜头把太阳光线聚焦到微型砷化镓电池上，聚光强度达1100倍，在这一层上，培育多结太阳能电池结构，然后，晶圆经加工后，使用转移印花工艺，从砷化镓基板中上取下电池，把它们转移到内插晶圆上，获得发光效率达41％的砷化镓光伏电池，这一结果得到美国能源部国家再生能源实验室确认了这一研究成果。这种方法形成的光场是平面的，用于对小面积的微型砷化镓电池使用，电池表面各部分的光照强度几乎相同的，没有满足电池各部分对光照强度要求的差异性，由于聚光提高了电池表面的温度，这种方法在导热性能较差的硅基太阳能电池使用效果不理想。专利技术专利“一种微型聚光太阳能电池及其制备方法与流程(CN201811631705.8)”提供了一种使用小凸透镜形成的聚光镜制造铜铟镓硒薄膜电池的方法，使用小凸透镜能够获得一定的聚光效果，但是没有考虑反射光，聚光效果需要进一步加强，这种方法形成的聚光光束照在一定面积的多个电池片上，并不能满足电池各部分对光照强度要求的差异性，也不能有效减少栅电极表面的光照强度。专利技术专利“光反射膜及光伏电池组件(CN201910404026.5)”专利技术了一种在太阳能电池表面等部位镀包含多反射面的反射膜来增强电池表面光照强度的方法，对电池发电效率获得了一定的增益。技术专利“一种光反射膜及光伏电池组件(CN201720512091.6)”提供了一种包含多棱镜组成的反射膜，利用多棱镜面之间的角度分布提高反射膜的光照角度容允度，提高了反射效率，是电池的发电效率获得了一定的增益。但是这些方法没有对入射到栅线上的太阳光有针对性地处理，不能将栅线上的太阳光转移到N区，不能有效减少栅电极表面的光照强度。获得的反射光的方向性较差，不能在电池表面形成合理光照强度分布的光场，不能满足电池各部分对
光照强度要求的差异性，提高的发电效率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚光光伏玻璃，其特征是所述的玻璃的表面是封装玻璃(1)，位于封装玻璃(1)下面上分成彼此相连多个聚光单元区，每个单元是由集成的微聚光透镜(2)组成的聚光区，微聚光透镜(2)的上表面(8)与封装玻璃(1)下表面紧密连接，下表面(10)与玻璃基体(4)连接，聚光区之间通过与聚光透镜(2)平行的纵向间隔(3)和与聚光透镜(2)垂直的横向间隔(5)相连接，玻璃基体(4)的下表面有微孔(6)和孔间间隔(7)。2.如权利要求1所述的一种聚光光伏玻璃，其特征是所述的封装层(1)是透明玻璃，其上表面经过钢化处理，并抛光成平面，便于表面清洁。3.如权利要求1所述的一种聚光光伏玻璃，其特征是所述的聚光单元区内的每个微聚光透镜(2)是上表面(8)为矩形的类半圆柱体，与玻璃基体(4)上表面相连的下表面(9)的面积大于上表面(8)，上下两个表面的两个径向侧面和两个轴向端面都是弧面连接，两个轴向弧度端面的弧度大于两个侧弧度面的弧度，这4个弧度面都类似于菲涅尔凸透镜的弧度面，相当于顶部为平面的半菲涅尔透镜。下表面(9)的轴向两端位于相应的两个横向间隔(5)的中间，横向间隔(5)将两个纵向相邻的聚光单元区连接。两个相邻聚光单元区对应的两个相邻微聚光透镜(2)的轴向端面构成两边的面为弧面的V形沟槽，为第一类沟槽，沟槽较宽。聚光区单元内两个相邻的微聚光透镜(2)的两个侧弧度面也构成两边的面为弧面的V形沟槽，为第二类沟槽，这部分沟槽的宽度小，沟槽最窄。横向相邻两个聚光单元区之间有纵向连接条(3)，其宽度通常比横向间隔(5)宽，位于其上的两个聚光微聚光透镜(2)分别属于两个相邻的聚光单元区，相邻的两个侧弧度面也构成两边的面为弧面的V形沟槽，为第三类沟槽，宽度最宽。三种沟槽在玻璃基体(4)上面排列，第二沟槽阵列和第三沟槽阵列平行，与第一沟槽阵列垂直。这些沟槽的弧面与菲涅尔透镜的弧面类似，对透过它们的光具有聚焦作用。4.如权利要求1所述的一种聚光光伏玻璃，其特征是所述的微孔(6)位于玻璃基体(4)的下表面，由微聚光透镜(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：万尤宝，
申请(专利权)人：嘉兴南湖学院，
类型：发明
国别省市：