一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构，包括并排布置在衬底上的多个结构单元，每个结构单元包括多个独立的小功率发电单元叠加组成的多层发电结构，相邻二个小功率发电单元之间通过绝缘层相互绝缘，多个小功率发电单元和绝缘层的宽度由下至上逐渐减小，使每个结构单元的横截面呈上窄下宽的等腰梯形；每个小功率发电单元分别设有一组输出端；在相邻二个结构单元之间分别设有聚光隔板，用于将入射光线汇聚到相邻二个结构单元之间发生多次反射。该电池使用方便，无需对电池芯片进行切割即可为小微功率用电需求场合提供电能。供电能。供电能。

【技术实现步骤摘要】
一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构


[0001]本技术涉及光伏发电领域，特别是涉及一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构。

技术介绍

[0002]光伏发电技术已成为最重要的可再生能源利用方式之一。随着光伏发电技术的不断推广和普及，光伏发电技术也面临着日趋复杂的用电需求。从形式角度看，现有各类光伏发电系统的基本发电单元均是单个电池芯片。如果实际的用电需求小于单一电池芯片的输出功率，那么需要将单一电池芯片切割成更小的发电单元给予解决；如果实际的用电需求大于单一电池芯片的输出功率，那么需要将多个电池芯片串/并联在一起(即构成电池组件)的方式给予解决。
[0003]在上述两种应用场合下，将电池芯片切割成更小的发电单元方法，存在的主要问题是：电池芯片切割会导致切痕处及其附近的电池材料出现浪费和因电池芯片局部(切痕附近)功能失效现象，需要对电池芯片切痕做后期工艺处理，导致工艺处理成本增加；将多个电池芯片串并联构成电池组件的方法，存在的主要问题是：电池组件内任何电池芯片的局部区域出现失效问题，该电池芯片都将失效，进而引起整个电池组件输出功率的变化，并进一步影响发电系统的稳定性。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是提供一种使用方便，无需对电池芯片进行切割即可为小微功率用电需求场合提供电能的多输出端口的晶硅太阳能电池结构。
[0005]本技术的技术方案如下：
[0006]一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构，其特征是：包括并排布置在衬底上的多个结构单元，每个结构单元包括多个独立的小功率发电单元叠加组成的多层发电结构，相邻二个小功率发电单元之间通过绝缘层相互绝缘，多个小功率发电单元和绝缘层的宽度由下至上逐渐减小，使每个结构单元的横截面呈上窄下宽的等腰梯形；用于将入射光耦合进每个小功率发电单元内，使每个小功率发电单元产生波导效应；每个小功率发电单元分别设有一组输出端，用于单独向外部用电对象供电或实现相互之间的电连接；
[0007]在相邻二个结构单元之间分别设有聚光隔板，用于降低每个结构单元顶部金属电极的光遮蔽损耗，并将入射光线汇聚到相邻二个结构单元之间发生多次反射。
[0008]作为进一步优选，每个结构单元的横截面两腰所夹顶角为54.74
±5°
，用于引导入射到聚光隔板内部的光经结构单元表面不断反射后仍保持向底面传播的趋势，从而反射到每个小功率发电单元的三角耦合区上发生光耦合作用，进而被高效地耦合进每个小功率发电单元的电池层内部。
[0009]作为进一步优选，每个小功率发电单元是由晶硅电池层和设在晶硅电池层上下两侧的金属电极电连接而成；其中位于最底层的小功率发电单元底面的金属电极为平板状电
极，其余金属电极均为窄条状电极。
[0010]作为进一步优选，位于最底层的小功率发电单元的X向宽度L为0.5～5mm，每个小功率发电单元的晶硅电池层为梯形且厚度为0.5μm～70μm，使位于最底层的每个小功率发电单元的输出功率仅为传统单个电池芯片输出功率的1/50～1/1000，使其量值与传统电池芯片切割过程中切痕的功率损失相当。
[0011]作为进一步优选，所述聚光隔板中的平凸透镜区的焦点位于结构单元顶端的水平面附近，用于实现入射光在结构单元内产生由上至下的吸收顺序。
[0012]作为进一步优选，所述聚光隔板为EVA膜透光绝缘材料制成。
[0013]作为进一步优选，所述绝缘层为SiO2膜制成，用于在相邻二个小功率发电单元之间分别形成辅助耦合区，使入射光在每个绝缘层的上、下表面之间反射过程中，不断被耦合进入到该绝缘层上、下两侧的小功率发电单元中。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]1、由于该晶硅太阳能电池结构包含多个结构单元，每个结构单元包括多个小功率发电单元叠加组成的多层发电结构，相邻二个小功率发电单元之间通过绝缘层相互绝缘，每个小功率发电单元分别设有一组输出端，因此通过每个小功率发电单元的输出端单独或进行串并联组合，即可为小微功率用电需求场合提供电能，利用单个小功率发电单元可提供的最小输出功率可达到或小于0.007W，避免了为获得小微功率需要对电池芯片执行切割工艺而导致的电池材料浪费和工艺处理成本增加等问题。
[0016]2、由于多个小功率发电单元和绝缘层的宽度由下至上逐渐减小，使每个结构单元的横截面呈上窄下宽的等腰梯形；因此能够将入射光耦合进每个小功率发电单元内，使每个小功率发电单元产生波导效应，从而确保每个小功率发电单元的发电效率；
[0017]3、由于在相邻二个结构单元之间分别设有聚光隔板，通过聚光隔板可将入射光线汇聚到相邻二个结构单元之间发生多次反射向下传播，从而将入射光反射到每个小功率发电单元两侧的三角耦合区上，可被高效地耦合进每个小功率发电单元内部，进而提高发电效率。
[0018]4、该电池结构封装后，由于每个小功率发电单元分别设有一组输出端，因此每个小功率发电单元的输出端可从外部进行调整和替换，即单个小功率发电单元失效后，可通过调整和替换每个小功率发电单元输出端的连接方式给予纠正和排除，且不会对整个电池结构的输出功率产生明显影响。
附图说明
[0019]图1是本技术的结构示意图。
[0020]图2是图1的A
‑
A剖视图。
[0021]图3是本技术一个结构单元的结构示意图。
[0022]图4是本技术入射光线经聚光隔板聚焦后传播和在晶硅电池层内形成多模传输的导波示意图。
[0023]图5是晶硅电池层的二种结构示意图。
[0024]图中：衬底1，小功率发电单元2，绝缘层3，晶硅电池层4，金属电极5，聚光隔板6，平凸透镜区61，缓冲区62，支撑区63，输出端7。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]如图1
‑
4所示，本技术涉及的一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构，包括并排布置在衬底1上的多个结构单元，本实施例以五个结构单元为例，每个结构单元包括多个独立的小功率发电单元2叠加组成的多层发电结构，相邻二个小功率发电单元2之间通过沉积的绝缘层3相互绝缘，且多个小功率发电单元2和绝缘层3的宽度由下至上逐渐减小，使每个结构单元的横截面呈上窄下宽的等腰梯形；在每个小功率发电单元2的两侧设有相互对称的三角耦合区401，用于将入射光耦合进每个小功率发电单元2内，使每个小功率发电单元产生波导效应；每个小功率发电单元2分别设有一组输出端7，用于单独向外部用电对象供电或实现相互之间的电连接。本实施例每个结构单元以三个小功率发电单元2为例。
[0027]所述衬底1为玻璃、陶瓷或硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构，其特征是：包括并排布置在衬底上的多个结构单元，每个结构单元包括多个独立的小功率发电单元叠加组成的多层发电结构，相邻二个小功率发电单元之间通过绝缘层相互绝缘，多个小功率发电单元和绝缘层的宽度由下至上逐渐减小，使每个结构单元的横截面呈上窄下宽的等腰梯形；用于将入射光耦合进每个小功率发电单元内，使每个小功率发电单元产生波导效应；每个小功率发电单元分别设有一组输出端，用于单独向外部用电对象供电或实现相互之间的电连接；在相邻二个结构单元之间分别设有聚光隔板，用于降低每个结构单元顶部金属电极的光遮蔽损耗，并将入射光线汇聚到相邻二个结构单元之间发生多次反射。2.根据权利要求1所述的一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构，其特征是：每个结构单元的横截面两腰所夹顶角为54.74
±5°
，用于引导入射到聚光隔板内部的光经结构单元表面不断反射后仍保持向底面传播的趋势，从而在每个小功率发电单元两侧的三角耦合区表面处发生光耦合作用。3.根据权利要求1或2所述的一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构，其特征是：每个小功率发电单元是由晶硅电池层和设在晶硅电池层上下两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晓东，论淑娴，陆超，李明，查根龙，尹航，
申请(专利权)人：宿迁学院，
类型：新型
国别省市：