供在集中太阳能系统中使用的太阳能电池接纳器技术方案

本实用新型专利技术涉及一种太阳能电池接纳器，其供在集中太阳能系统中使用，所述集中太阳能系统将太阳能集中到太阳能电池上以用于将太阳能转换为电。所述太阳能电池接纳器可包含安装在支撑件上且具有一个或一个以上III-V族化合物半导体层的太阳能电池。光学元件可定位在所述太阳能电池上方，且具有入口背离所述太阳能电池而出口面向所述太阳能电池的光学通道。框架可定位在所述支撑件上方并围绕所述太阳能电池而延伸，其中所述框架具有在所述支撑件上方延伸并面向所述光学元件的内部侧面。封装物可定位在所述支撑件上方且容纳在所述光学元件与所述框架之间。所述封装物在与所述光学元件和所述框架的接触点处可具有增大的高度，且在远离所述光学元件和所述框架的接触点之间具有减小的高度。所述太阳能电池接纳器可在太阳能电池模块中使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池领域，且更明确地说，涉及供在集中太阳能系统中使用的太阳能电池接纳器。
技术介绍
太阳能电池是用来将太阳能或辐射能转换为电。在历史上，已主要由硅(Si)太阳能电池来提供太阳能电力(在空间和陆地两者中)。然而，在过去数年来，高效III-V族多结太阳能电池的大量制造已使得能够考虑将此替代技术用于陆地电力生产。与Si相比， III-V族多结电池通常较抗辐射，且具有较大的能量转换效率，但其往往花费较多。一些目前的III-V族多结电池的能效超过27%，而硅技术通常仅达到17%的效率。在集中的情况下，一些目前的III-V族多结电池的能效超过37%。当在宇宙飞船或其它太阳能系统中首要需要非常高的电力或较小的太阳能电池阵列时，通常使用多结电池来代替Si基电池或与其混合组合，以减小电池阵列大小。一般来说，多结电池为 η/ρ 极性(n-on-p polarity)，且由 InGaP/( )GaAs/Ge 化合物组成。III-V族化合物半导体多结太阳能电池层可经由Ge衬底上的有机金属化学气相沉积(MOCVD)来生长。Ge衬底的使用允许在n-Ge和p-Ge之间形成结。太阳能电池结构可在平均质量密度约为86mg/cm2的100-mm直径G英寸)Ge衬底上生长。在一些多结电池中，中间电池是与GaAs电池形成对比的InGaAs电池。用于InGaAs 中间层的铟浓度可在约1.5%的范围中。在一些实施方案中，此布置带来增加的效率。 InGaAs层大体上完美地晶格匹配到Ge衬底。不管所使用电池的类型，太阳能系统的已知问题是，个别太阳能电池可能会被损坏或被障碍物遮蔽。举例来说，太阳能电池暴露于恶劣的环境条件会造成发生损坏。具有一个或一个以上损坏的或被遮蔽的太阳能电池的面板的载流量减少，且来自与所述面板串联的其它面板的输出对损坏的或被遮蔽的太阳能电池施加反向偏压。在损坏的或被遮蔽的电池上的电压因此以反极性增加，直到在所述串联中的所有面板的全部输出电压施加到相关面板中损坏的或被遮蔽的电池为止。这致使损坏的或被遮蔽的电池崩溃。由于供陆地应用的太阳能电池系统具有数千个太阳能电池，所以其电压输出正常处于数百伏特的范围中，且其电流输出处于数十安培的范围中。在这些输出功率水平上，如果太阳能电池端子不受保护，往往会发生呈火花形式的无法控制的放电，且这可导致对太阳能电池和对整个系统的损坏。多结太阳能电池形成太阳能电池接纳器的一部分，所述太阳能电池接纳器可在集中器太阳能电池系统中使用。可在水、极热和湿度可能破坏性能且/或导致失效的环境中使用所述太阳能电池接纳器。已设立标准和测试资质认证来确保太阳能电池接纳器在使用期间满足最低要求。一个具体行业标准是IEC62108。太阳能电池接纳器应以满足这些标准的要求的方式构造以确保适当性能。
技术实现思路
本技术的一个方面是一种太阳能电池接纳器，供在集中太阳能系统中使用以将太阳能转换为电，所述太阳能电池接纳器包含支撑件；太阳能电池，其安装在所述支撑件上并具有一个或一个以上III-V族化合物半导体层；以及光学元件，其定位于所述太阳能电池上方与所述支撑件相反的侧面上，并界定具有背离所述太阳能电池的增大的入口和面向所述太阳能电池的减小的出口的光学通道，所述光学通道将太阳能集中到太阳能电池上。所述太阳能电池接纳器可包含框架，所述框架定位于所述支撑件上方，且与太阳能电池相比，高出支撑件的高度较大。所述框架可围绕所述太阳能电池而延伸且可在内部空间中封闭所述太阳能电池。封装物可容纳在光学元件与框架之间的内部空间内，并可覆盖所述支撑件和所述太阳能电池的若干部分。所述封装物可在所述光学元件和所述框架中的每一者处具有增大的外部边缘高度。当然，本技术不限于以上特征和优点。在阅读以下详细描述和在查看附图之后，所属领域的技术人员将即刻认识到额外的特征和优点。附图说明下文将参考附图更全面地描述本技术，其中展示本技术的一些(但非全部)实施例。说明实施例的图式是不按比例的示意性表示。出于本描述和所附权利要求书的目的，所有范围包含所揭示的最大和最小点，且包含其中的任何中间范围，所述范围可能或者可能不会在本文明确列举。图1是太阳能电池模块的实施方案的透视图。图2是次级光学元件的实施方案的透视图。图3是太阳能电池接纳器的实施方案的部分分解透视图。图4是较详细说明图3的太阳能电池和金属化陶瓷衬底的部分分解透视图。图5是太阳能电池、金属化陶瓷衬底和散热片沿图3的线X-X'的截面图。图6是具有框架和封装物的太阳能电池接纳器的透视图。图7是沿图6的线Y-Y'切开的横截面图。图8是定位在框架内的封装物的横截面图。图9是定位在框架内的封装物的横截面图。图10是定位在框架内的封装物的横截面图。具体实施方式图1说明太阳能电池模块200的实施方案，所述太阳能电池模块200包括透镜阵列210和对应的太阳能电池接纳器100。透镜210中的每一透镜与太阳能电池接纳器100 中的一者对准。太阳能电池模块200可包含各种数目的透镜210和太阳能电池接纳器100。 图1包含具有在3x5阵列中对准的十五个透镜210和太阳能电池接纳器100的模块200。透镜210形成于光学材料(例如，丙烯酸)的连续板211上。在一些实施方案中， 板211的不形成为透镜210的区域被制成部分或完全不透明。通过从连续板211中形成透镜210，可实质上减少成本。第一，通过在较大的板上产生透镜210，生产成本减少。第二，组装成本减少，因为仅一个项目(即，透镜的板211)需要与太阳能电池接纳器100对准。在4此实施方案中，板211位于外壳220的对准框架221的顶上。可将一个或一个以上通风口 2 定位在外壳220中。开口 2 可经定位以促进空气流经外壳220。在一个实施例中，将开口 2 定位在外壳220的侧壁中，且在透镜210之下约3。开口 2 的大小可改变。在一个实施例中，每一开口具有直径约为1的圆形形状。盖子2 可跨过开口 2 延伸且充当用以阻碍湿气和碎片进入外壳220中的过滤器。 盖子2 可由多种材料构成，包含(但不限于)戈尔(G0RETEX)、尼龙和聚偏二乙烯。框架221可包含多个框架对准元件，例如，孔。对准元件可有螺纹或者适于接纳扣件。板211可包含板对准元件，例如，销、螺丝或与框架对准元件对准并耦合的其它器具。框架对准元件和板对准元件经设置以使得通过将板对准元件与框架对准元件耦合，透镜210 中的每一者与对应的太阳能电池接纳器100对准。对准元件通常位于由透镜210中的四个透镜界定的中心点中。在一个实施例中，对准元件位于由透镜210a、210b、210c以及210d 界定的中心点中。另一对准元件可位于由四个其它透镜210界定的中心点中。可沿整个板 211继续将对准元件设置在由四个透镜界定的中心点中的此样式。在一些实施方案中，外壳220的底板表面222包括确保使太阳能电池接纳器100 中的每一者位于预定位置中的对准零件。这些零件可与太阳能电池接纳器100中的每一者華禹合。在一些实施方案中，透镜210中的每一者是菲涅耳透镜。将对应的太阳能电池单元接纳器100定位在外壳220的相对端的表面222上。太阳能电池接纳器100中的每一者包含安置于对应的透镜210的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池接纳器，供在集中太阳能系统中使用以将太阳能转换为电，其特征在于所述太阳能电池接纳器包含：支撑件；太阳能电池，其安装在所述支撑件上并包括一个或一个以上ＩＩＩ－Ｖ族化合物半导体层；以及光学元件，其定位于所述太阳能电池上方与所述支撑件相反的侧面上并界定具有背离所述太阳能电池的增大的入口和面向所述太阳能电池的减小的出口的光学通道，所述光学通道将所述太阳能集中到所述太阳能电池上，以及在于，所述太阳能电池接纳器进一步包括：框架，其定位于所述支撑件上方且具有比所述太阳能电池更高出所述支撑件的高度，所述框架围绕所述太阳能电池而延伸且将所述太阳能电池封闭在内部空间中；以及封装物，其容纳在所述光学元件与所述框架之间的所述内部空间内，并覆盖所述支撑件和所述太阳能电池的若干部分，所述封装物在所述光学元件和所述框架中的每一者处具有增大的外部边缘高度。

【技术特征摘要】
2011.02.25 US 13/035,4341.一种太阳能电池接纳器，供在集中太阳能系统中使用以将太阳能转换为电，其特征在于所述太阳能电池接纳器包含支撑件；太阳能电池，其安装在所述支撑件上并包括一个或一个以上III-V族化合物半导体层；以及光学元件，其定位于所述太阳能电池上方与所述支撑件相反的侧面上并界定具有背离所述太阳能电池的增大的入口和面向所述太阳能电池的减小的出口的光学通道，所述光学通道将所述太阳能集中到所述太阳能电池上，以及在于，所述太阳能电池接纳器进一步包括框架，其定位于所述支撑件上方且具有比所述太阳能电池更高出所述支撑件的高度， 所述框架围绕所述太阳能电池而延伸且将所述太阳能电池封闭在内部空间中；以及封装物，其容纳在所述光学元件与所述框架之间的所述内部空间内，并覆盖所述支撑件和所述太阳能电池的若干部分，所述封装物在所述光学元件和所述框架中的每一者处具有增大的外部边缘高度。2.根据权利要求1所述的太阳能电池接纳器，其特征在于所述外部边缘高度处于约 1. Omm到3. Omm之间的范围中，且所述封装物的中间部分的高度处于约0. 50mm到1. Omm之间的范围中。3.根据权利要求2所述的太阳能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，苏尼尔·瓦伊德，米哈伊尔·卡茨，加里·赫林，菲利普·布卢门菲尔德，达明·布伊，约翰·纳吉瓦里，詹姆斯·福雷西，彼得·艾伦·扎瓦兹基，
申请(专利权)人：安科太阳能公司，
类型：实用新型
国别省市：US