[發(fā)明專利]一種薄膜型太陽(yáng)能集電管裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810240607.1
• 申請(qǐng)日: 2008-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN101447517A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙夔;陸真冀;章文羿;廖成;焦飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 趙夔
• 主分類號(hào): H01L31/042
• 分類號(hào): H01L31/042;H01L31/048;H01L31/0203
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 廖元秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基本電氣元件領(lǐng)域，特別涉及一種薄膜型太陽(yáng)能集電管裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

能源危機(jī)問(wèn)題已經(jīng)成為制約目前發(fā)展經(jīng)濟(jì)建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題。地球表面接受的太陽(yáng)能輻射能夠滿足全球能源需求的1萬(wàn)倍。地表每平方米平均每年受到的輻射可生產(chǎn)1700kW·h電。國(guó)際能源署數(shù)據(jù)顯示，在全球4％的沙漠上安裝太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，就足以滿足全球能源需求。太陽(yáng)能電池主要分為兩類，一類是晶硅太陽(yáng)能電池，包括單晶硅(sc-Si)太陽(yáng)能電池、多晶硅(mc-Si)太陽(yáng)能電池兩種。現(xiàn)有晶硅太陽(yáng)能電池存在生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)過(guò)程中高能耗與污染嚴(yán)重等問(wèn)題。中國(guó)現(xiàn)在的晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線多數(shù)設(shè)備和原料費(fèi)用昂貴，產(chǎn)生附加值很低；另一類是薄膜太陽(yáng)能電池，主要包括非晶硅(a-Si，使用的是硅，但以不同的形態(tài)表現(xiàn))、銅銦鎵硒(CIGS)和碲化鎘(CdTe)太陽(yáng)能電池。

薄膜太陽(yáng)能電池吸收層厚度約為幾個(gè)微米，比起晶硅太陽(yáng)能電池(吸收層最薄也需要150微米)大大減少了昂貴的材料消耗，所以薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本比晶硅太陽(yáng)能電池要低；另一方面，薄膜太陽(yáng)能電池中轉(zhuǎn)換效率最高的銅銦鎵硒(CIGS)太陽(yáng)能電池，不管是實(shí)驗(yàn)室小樣片，還是大面積組件均已經(jīng)接近了多晶硅太陽(yáng)能電池的水平。所以，薄膜太陽(yáng)能電池逐漸發(fā)展為第二代太陽(yáng)能電池。但是，該技術(shù)的不足之處在于：第一，現(xiàn)在的薄膜太陽(yáng)能電池多為平板式結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括基底101設(shè)置在該基底上的薄膜結(jié)構(gòu)的電池組件102及與電池組件相連的電極引線，該電池組件包括三層，由內(nèi)到外依次為背電極層、光吸收及光電轉(zhuǎn)換層、透明電極層，其中背電極層可以是純金屬鉬(Mo)薄膜，也可是金屬鉬(Mo)和金屬鉻(Cr)組成的復(fù)合薄膜；光電吸收及轉(zhuǎn)換層可以是銅銦鎵硒(CIGS)和硫化鎘(CdS)組成的異質(zhì)結(jié)，也可以是碲化鎘(CdTe)和硫化鎘(CdS)組成的異質(zhì)結(jié)，或者不同摻雜硅材料的PN結(jié)等等；透明電極層可以是ITO(氧化銦錫)薄膜，也可以是IIIA族元素?fù)诫s的氧化鋅(ZnO:B，ZnO:Al，ZnO:Ga)薄膜。這種結(jié)構(gòu)的大面積電池組件光電轉(zhuǎn)換效率還較低，一般10％左右；第二，為了保證生產(chǎn)線的年產(chǎn)量，需要把電池組件的面積做得非常大，常規(guī)尺寸0.9米×0.7米、1.2米×1.6米等，這樣大的面積容易由于個(gè)別瑕疵點(diǎn)而影響整體效率，因而降低了成品率；第三，平面式大面積薄膜太陽(yáng)能電池，其基底多為玻璃材料，厚度3-5毫米(面積越大，厚度越厚)，生產(chǎn)材料消耗大，而且生產(chǎn)由于一般需要高真空生產(chǎn)設(shè)備(一般每步只能加工一到兩片)，大面積電池組件致使生產(chǎn)設(shè)備龐大、成本高；第四，在大規(guī)模電池工程中，為了克服傾斜擺放電池板的陰影影響，電池基底板之間必須間隔足夠的距離，這樣使其占地使用率不是很高(多為50％以下)，從而降低了單位土地光能的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)不足之處，提出一種薄膜型太陽(yáng)能集電管裝置，本發(fā)明可以由若干個(gè)集電管串聯(lián)或者并聯(lián)起來(lái)形成電池組，大大提高單位面積的光利用率與發(fā)電效率。

本發(fā)明提出的一種薄膜型太陽(yáng)能集電管裝置，其特征在于：該裝置包括一個(gè)或兩個(gè)以上集電管，每一個(gè)集電管包括外管、內(nèi)管、電池組件與兩根引線；所述內(nèi)管插入外管內(nèi)，且內(nèi)管兩端平行于外管兩端，所述電池組件設(shè)置在內(nèi)管外壁上，所述引線分別與內(nèi)管外壁上的電池組件兩端相連。

本發(fā)明的特點(diǎn)及效果：

由于本發(fā)明更改原來(lái)的大面積平板裝置為細(xì)管裝置(一般管直徑小于4厘米)，從而在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)真空設(shè)備的尺寸要求降低，同時(shí)每個(gè)真空設(shè)備可以同時(shí)處理多根管式裝置，從而降低了設(shè)備造價(jià)。

本發(fā)明還進(jìn)一步減小了成品單位的鍍膜面積(單位面積減小)，太陽(yáng)能集電管實(shí)際是將大面積板式電池組件分解為多個(gè)中空管型電池組件，這樣容易在生產(chǎn)過(guò)程中制造均勻的薄膜。如果其中一根集電管品質(zhì)差，可以將其挑出，而不影響其它集電管，提高成品率。

本發(fā)明還進(jìn)一步提供了封裝結(jié)構(gòu)以克服水汽滲入的影響，保證了薄膜型太陽(yáng)能集電管裝置長(zhǎng)時(shí)間露天使用的可靠性。每一個(gè)太陽(yáng)能集電管采用的玻璃管壁厚要比板式的薄，管壁厚度約1-1.5毫米(平板玻璃厚度3-5毫米)，重量減輕了，造價(jià)也會(huì)同比下降。

由于本發(fā)明可以由若干個(gè)集電管串聯(lián)或者并聯(lián)起來(lái)，加上反光瓦結(jié)構(gòu)各種用途的太陽(yáng)能電池，從而提高了單位面積的光利用率和發(fā)電效率。

附圖說(shuō)明

圖1是常規(guī)平面型薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的碲化鎘太陽(yáng)能集電管的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的銅銦鎵硒太陽(yáng)能集電管的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明的電池組件制備過(guò)程圖。