混合集成高效太阳能电池模块制造技术

本发明专利技术提供一种混合集成高效太阳能电池模块，所述混合集成高效太阳能电池模块包括依次设置的菲涅尔透镜、集成太阳能电池单元和基板，所述集成太阳能电池单元由高效化合物半导体太阳电池单元与单晶硅太阳电池单元、多晶硅太阳电池单元或非晶硅太阳电池单元中的一种或多种混合集成而成。本发明专利技术能够提高太阳能电池模块的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能制造领域，尤其涉及一种混合集成高效太阳能电池模块。
技术介绍
太阳能模组或太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，其由多个太阳能电池模块构成。太阳能模组或太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本，现有的太阳能电池单元主要包括单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池单元三种，如图I所示，单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池单元由依次设置的基板11、太阳能电池单元12和保护模块13或复合材料13构成，所述太阳能电池单元可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池单元中的任意一种。然而，单晶硅、多晶硅·或非晶硅太阳能电池各有其优缺点(I)单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。( 2 )多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则较单晶硅太阳能电池低不少，其光电转换效率约15%左右。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池略好。(3)非晶硅太阳能电池非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，目前国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。化合物半导体太阳电池高效太阳电池GaAs，CdTe, CuInGaSe等的禁带宽度在I I.5eV，与太阳光谱匹配较好。同时这些半导体是直接带隙材料，对阳光的吸收系数大，只要几个微米厚就能吸收阳光的绝大部分，因此是制作薄膜太阳电池的优选活性材料。单个化合物半导体太阳电池效率可达30 %，高倍聚光型电池效率接近40%。缺点是化合物半导体衬底较昂贵，尺寸不容易做大，且化合物半导体太阳电池制作工艺复杂，成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混合集成高效太阳能电池模块，能够提高太阳能电池模块的光电转换效率。为解决上述问题，本专利技术提供一种混合集成高效太阳能电池模块，包括依次设置的菲涅尔透镜、集成太阳能电池单元和基板，所述集成太阳能电池单元由高效化合物半导体太阳电池单元与单晶硅太阳电池单元、多晶硅太阳电池单元或非晶硅太阳电池单元中的一种或多种混合集成而成。进一步的，在上述系统中，所述高效化合物半导体太阳电池单元采用分子束外延技术制作。进一步的，在上述系统中，所述高效化合物半导体太阳电池单元采用有机金属化学气相沉积技术制作。进一步的，在上述系统中，所述高效化合物半导体太阳电池单元位于所述菲涅尔 透镜的焦点位置。进一步的，在上述系统中，所述高效化合物半导体太阳电池单元由GaAs、InP、CdTe、GaN、GaInP、GaSb、GaInAs或CuInGaSe中的一种或多种化合物半导体制成。进一步的，在上述系统中，所述菲涅尔透镜、集成太阳能电池单元和基板根据太阳运动轨迹自动统一偏转。与现有技术相比，本专利技术通过依次设置的菲涅尔透镜、集成太阳能电池单元和基板，所述集成太阳能电池单元由高效化合物半导体太阳电池单元与单晶硅太阳电池单元、多晶硅太阳电池单元或非晶硅太阳电池单元中的一种或多种混合集成而成，能够提高太阳能电池模块的光电转换效率。附图说明图I是现有的太阳能电池单元的结构示意图；图2是本专利技术一实施例的混合集成高效太阳能电池模块的结构示意图；图3是本专利技术一实施例的混合集成高效太阳能电池模组的结构示意图；图4是图2中的菲涅尔透镜的俯视图；图5是图2中的集成太阳能电池单元的俯视图；图6是本专利技术一实施例的混合集成高效太阳能电池模组根据太阳运动轨迹自动偏转示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图2、4和5所示，本专利技术提供一种混合集成高效太阳能电池模块2，包括依次设置的菲涅尔透镜(Fresnel lens) 21、集成太阳能电池单元22和基板23。如图3所示若干个混合集成高效太阳能电池模块2组成一个太阳能电池模组3。其中，所述集成太阳能电池单元22由高效化合物半导体太阳电池单元221与单晶硅太阳电池单元222、多晶硅太阳电池单元223或非晶硅太阳电池单元224中的一种或多种混合集成而成。优选的,所述高效化合物半导体太阳电池单元采用分子束外延技术(MolecularBeam Epitaxy)制作。优选的，所述高效化合物半导体太阳电池单元221采用有机金属化学气相沉积技术(MOCVD)制作。较佳的，所述高效化合物半导体太阳电池单元221位于所述菲涅尔透镜21的焦点位置。具体的，应用菲涅尔透镜的作用就是将光线从相对较大的区域面积转换成相当小的面积上，这种透镜也称做集光器或聚光器。在太阳聚光领域，菲涅尔透镜是聚光太阳能系统(CPV)中重要的光学部件之一。菲涅尔透镜的焦点刚好落在太阳电池单元上。当透镜面垂直接面向太阳时，光线将会被聚焦在电池片上，汇聚了更多的能量，因而需要较小的电池片面积，大大节约了成本。应用菲涅尔透镜能够将太阳光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面(高性能电池片)上，比传统平板光伏(FPV)发电效率提高30%以上，满足太阳能聚光发电(CPV)和聚热系统(TPV)中高能量高温需求。较佳的，所述高效化合物半导体太阳电池单元221由GaAs (砷化镓)、InP (磷化 铟)、CdTe (碲化镉)、GaN (氮化镓)、GaInP (磷铟化镓)、GaSb (锑化镓)、GaInAs (砷铟化镓)或CuInGaSe (铜铟镓硒)中的一种或多种化合物半导体制成。优选的，如图6所示，所述菲涅尔透镜21、集成太阳能电池单元22和基板23根据太阳运动轨迹自动统一偏转，以进一步提高太阳能电池模块的光电转换效率。综上所述，本专利技术通过依次设置的菲涅尔透镜、集成太阳能电池单元和基板，所述集成太阳能电池单元由高效化合物半导体太阳电池单元与单晶硅太阳电池单元、多晶硅太阳电池单元或非晶硅太阳电池单元中的一种或多种混合集成而成，能够提高太阳能电池模块的光电转换效率。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合集成高效太阳能电池模块，其特征在于，包括依次设置的菲涅尔透镜、集成太阳能电池单元和基板，所述集成太阳能电池单元由高效化合物半导体太阳电池单元与单晶硅太阳电池单元、多晶硅太阳电池单元或非晶硅太阳电池单元中的一种或多种混合集成而成。

【技术特征摘要】
1.一种混合集成高效太阳能电池模块，其特征在于，包括依次设置的菲涅尔透镜、集成太阳能电池单元和基板， 所述集成太阳能电池单元由高效化合物半导体太阳电池单元与单晶硅太阳电池单元、多晶硅太阳电池单元或非晶硅太阳电池单元中的一种或多种混合集成而成。2.如权利要求I所述的混合集成高效太阳能电池模块，其特征在于，所述高效化合物半导体太阳电池单元采用分子束外延技术制作。3.如权利要求I所述的混合集成高效太阳能电池模块，其特征在于，所述高效化合物半导体太阳电池单元采用有机金属化学气相沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汝京，
申请(专利权)人：昇瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：