低成本太阳能电池制造技术

本发明专利技术涉及一种新的低成本太阳能电池。根据本发明专利技术的太阳能电池模块（１０）的特征在于：至少一个太阳能电池（１００、１０１、１０２）被布置在壳体（５００）内部；至少一个反射腔体（２００）被布置在所述壳体（５００）内部；至少一个聚焦元件（３００）被布置为将入射日光聚焦到至少一个所述反射腔体（２００）中，所述至少一个反射腔体被布置为容纳所述至少一个太阳能电池（１００、１０１、１０２），至少一个所述聚焦元件（３００）连同所述壳体（５００）一体地实现。本发明专利技术的最佳方式被认为是一种被容纳在包括塑料透镜（３００）的多孔陶瓷壳体（５００）中的具有多个光谱响应的叠型太阳能电池。所述壳体（５００）从内部覆盖有镜箔（２００）。在一些实施例中，所述叠型太阳能电池在所述聚焦元件（３００）的焦点下方，并且在所述壳体（５００）中存在真空。在一些实施例中，所述太阳能电池模块（１０）可用作建筑材料，例如砖块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新的低成本太阳能电池。
技术介绍
光伏太阳能电池的性能已经持续发展了几十年。在这些年中，已投入几次尝试来提高其效率和产生的电力。这些尝试包括专利技术人的专利申请FI2007(^64、FI20070743和 FI2007801，上述申请在这里作为参考并入本申请中。US6689949也描述了一种建立几kW 50kW范围内的太阳能发电站的有趣的尝试。 使用外部抛物光学聚能器用于将日光聚集到由太空级反射器材料“Spectralon”制成的反射腔体中。所述反射腔体容纳不同波长下的太阳能电池。US2008/0251112 Al也公开了一种相似解决方案。这两篇文献在此作为参考引用。现有技术由于重大缺陷而不便使用。US6689949的太阳能发电站太大，以至于使电力输送成本增加，这是因为其需要远离用电场所。此外，从产生每瓦特的平均花费以及投资费用的方面来说，这一太阳能发电站非常昂贵，这是因为它需要大量的先期投入。可再生能量目前的情况是光伏电力产生是能量产生的优选模式，只是对于一般的人或行业来说，每单位瓦特太昂贵了。
技术实现思路
所研究的本专利技术涉及低成本太阳能电池。本专利技术的一个目标是将可用的发电站级光伏技术提供给用电场所。本专利技术的另一个目标是通过减少太阳能电池板所需的初始投资来减少每单位瓦特电力的成本。在本专利技术的一方面，太阳能电池板由许多小的太阳能电池模块制成。这些模块的面积可为几平方厘米，并且厚度为几厘米或更小。太阳能电池模块包括用于太阳能电池的壳体。在壳体的入射日光一侧存在聚焦元件。该聚焦元件将日光聚焦到一个小区域。所述太阳能电池在该聚焦区域下方，并且获得最大量的入射日光。与聚焦元件或壳体元件的面积相比，所述太阳能电池一般具有小的面积。所述壳体还用作反射腔体或乌布利希球 (integrating sphere)，并且其内壁覆盖有反射箔，或漫反射材料，或其它反射材料。如所述，太阳能电池是昂贵的。太阳能电池的成本或光电二极管规模在很大程度上与其面积相关。制造形成太阳能电池的半导体材料消耗的能量也是这样。在另一方面， 随着许多半导体的效率提高，所述许多半导体确实从辐照度的增加(即，增大的辐射通量) 获益。这是因为光子越多，进入传导带中的受激电子就越多。另一方面，引起光子的聚焦和俘获的聚焦元件和反射腔体可按照多种方法制造。在本专利技术的一个实施例中，壳体是透明塑料壳体，并且聚焦元件是便宜的塑料透镜，并且腔体即壳体的内侧覆盖有便宜的镜箔，从而将腔体变为反射腔体。在本专利技术的一个实施例中，壳体、聚焦元件和镜箔被布置成进行选择，使其成本和安装成本至少被俘获的光子和聚焦的光子产生的额外的电力的价值补偿。根据本专利技术的太阳能电池模块的特征在于-至少一个太阳能电池，所述至少一个太阳能电池被布置在壳体中；-至少一个反射腔体，所述至少一个反射腔体被布置在所述壳体中；-至少一个聚焦元件，所述至少一个聚焦元件被布置为将入射日光聚焦到至少一个所述反射腔体中，-所述至少一个反射腔体被布置为容纳所述至少一个太阳能电池，-至少一个所述聚焦元件连同所述壳体一体地实现。根据本专利技术的产生太阳能电力的方法，其特征在于，-聚焦元件将入射日光聚焦到反射腔体中；-反射腔体容纳至少一个太阳能电池；-光子的聚焦和反射在同一壳体内进行。除上述具有优点的实施例之外并参照所述实施例，本专利技术的最佳方式被认为是一种被容纳在包括塑料透镜的多孔陶瓷壳体中的具有多个光谱响应的叠型太阳能电池 (tandem solar cell)。壳体从内部覆盖有镜箔。在一些实施例中，叠型太阳能电池在聚焦元件的焦点下方，并且在壳体中还存在真空。附图说明以下，将参照根据附图的示例性实施例来更加详细地描述本专利技术，其中图1以框图显示了本专利技术的太阳能电池模块10的实施例。一些实施例在从属权利要求中进行描述。具体实施例方式图1显示了本专利技术的太阳能电池模块10的实施例。在一些实施例中，太阳能电池模块10的壳体由为相对便宜的材料的塑料制成。在一些实施例中，太阳能电池模块10的壳体由玻璃或玻璃/塑料的混合物制成。在一些实施例中，聚焦元件300由塑料、玻璃或玻璃/塑料的混合物制成，并且可为太阳能电池模块10的壳体500的一体部件。在一些实施例中，壳体500和聚焦元件由单一的玻璃件和/或塑料件制成，例如通过模制制成。在本专利技术的一些实施例中，聚焦元件300是透镜，但是根据本专利技术，聚焦元件还可以是抛物面镜或其它聚焦装置。在本专利技术的多数实施例中，聚焦元件一体地连接到壳体 500。壳体500的一个或多个壁被实现为聚焦元件300，或者，所述壁被布置为至少在其区域的一部分中容纳聚焦元件300。在一些实施例中，光子导体、例如至少一个光纤或潜望镜可用于将聚焦元件300 —体地连接到壳体500中。在一些实施例中，壳体和聚焦元件由不同材料制成。例如，壳体500可由多孔陶瓷制成，多孔陶瓷是最便宜的一类材料(来源英国剑桥大学工程系)，聚焦元件300由塑料、 玻璃和/或玻璃/塑料的混合物制成，反射腔体可利用由任何金属或合金或任何其它材料制成的镜箔来实现。在一些实施例中，反射腔体200通过利用反射箔覆盖内壁而在壳体500 内实现，所述反射箔可基于任何金属或合金或任何其它材料。在本专利技术的一些实施例中，大约在壳体内的反射腔体的开口处还存在另一个聚焦、发散和/或衍射元件400。该元件400可用于最优化所述反射腔体内的初始内光子分布。另外，反射腔体200的俘获壁(entrapment wall)600也是重要的。光子从俘获壁和反射腔体200的其它壁被反射回来，并且不能真正地逃离，除非它们设法反射回到在多数实施例中具有非常小的面积的元件400。因此，反射腔体200俘获光子并迫使它们与太阳能电池100、101、102相互作用数次，从而增大它们在至少一个太阳能电池中转化为电流的可能性。聚焦元件300被布置为将入射日光聚焦到反射腔体200中。在反射腔体的光圈处可以存在另一个聚焦和/或衍射/漫射元件400。在一些实施例中，反射腔体200通过利用镜箔覆盖内壁而在太阳能电池模块10内实现。在一些实施例中，反射腔体被设置为乌布利希球(integrating sphere)。在这些实施例中，所述壁按照漫射的方式进行反射，这通常意指所述壁是白色的。根据本专利技术，所述太阳能电池模块和反射腔体可为任何形状。在本专利技术的一些实施例中，在至少一个反射腔体200和/或壳体500的内部存在真空或存在低密度气体。在本专利技术的一些实施例中，壳体500、反射腔体200、聚焦元件300、衍射/漫射元件或太阳能电池模块10的任何其它部件可基于任何金属或合金、陶瓷、多孔陶瓷、玻璃、合成材料、塑料、聚合物、橡胶、泡沫材料、木材和/或木制品。根据本专利技术，至少一个太阳能电池100、101、102可为Si (硅)、多晶硅、薄膜硅、非晶硅、Ge (锗),GaAs (砷化镓),GaAlAs (镓铝砷)、GaAlAs/GaAs、GaP (磷化镓)、InGaAs (铟镓砷 MnP (磷化铟)、InGaAsAnP、GaAsP (镓砷磷)、GaAsP/GaP、CdS (硫化镉)、CIS ( 二硒化铜铟)、CdTe (碲化镉)、InGaP (铟镓磷)、AlGaInP (铝镓铟磷)、InSb (锑化铟)XIGS 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池模块（１０），其特征在于，－至少一个太阳能电池（１００、１０１、１０２），所述至少一个太阳能电池（１００、１０１、１０２）被布置在壳体（５００）内部；－至少一个反射腔体（２００），所述至少一个反射腔体（２００）被布置在所述壳体（５００）内部；－至少一个聚焦元件（３００），所述至少一个聚焦元件（３００）被布置为将入射日光聚焦到至少一个所述反射腔体（２００）中，－所述至少一个反射腔体被布置为容纳所述至少一个太阳能电池（１００、１０１、１０２），－至少一个所述聚焦元件（３００）连同所述壳体（５００）一体地实现，以及至少一个所述太阳能电池（１００、１０１、１０２）设有滤光器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米科·韦内宁，
申请(专利权)人：米科·韦内宁，
类型：发明
国别省市：FI