[發明專利]場效應薄膜光伏電池板組件與集熱器組合的熱電聯供裝置

有效

• 申請號: 201210117218.6
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102646727A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 郭建國;毛星原
• 申請（專利權）人: 郭建國;毛星原
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/058
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

技術領域

本發明涉及一種薄膜光伏電池，具體涉及一種場效應薄膜光伏電池板組件與集熱器組合的熱電聯供裝置，是一種場效應薄膜光伏電池板與場效應薄膜微光伏電池進行一體化集成，形成場效應薄膜光伏電池板組件，并且通過該場效應薄膜光伏電池板組件與翼管式平板式集熱器組合，形成一種太陽能熱電聯供的裝置。

背景技術

當前已公知的太陽能熱水器共有兩大系列，一種是真空管式熱水器與平板翼管式熱水器，還沒有一種熱電聯供的光伏發電與太陽能熱水器一體化聯供的裝置。而已公知的非晶????????????????????????????????????????????????疊層特怔的薄膜光伏電池板結構是采用等離子增強化學氣相沉積（PECVD），將薄膜層依次沉積在大面積襯底玻璃上，并用激光刻蝕實現多個條狀的單段電池單元，而且每個單段電池單元正負極之間相互在內部串聯，所形成的薄膜光伏電池板組件；目前采用的非晶疊層單結特怔的薄膜光伏電池板的光電轉換效率一般都小于8%；參看附圖1中，是公知的薄膜光伏電池板組件中單段電池單元的具體結構，1.0是非晶硅疊層結、1.1是透明導電膜TCO層、1.2是背面電極層，三部分組成。

參看附圖2是非晶硅薄膜光伏電池板結構的三視圖；非晶硅薄膜光伏電池板結構是由n個A1非晶硅薄膜光伏單段電池1…單段電池n-2、單段電池n-1、單段電池n，在內部電氣串聯；電池集流母線（串聯電池正極）A3、電池集流母線（串聯電池負極）A4、載體玻璃A2所組成。

參看附圖3，是附圖2非晶硅薄膜光伏電池板結構的B-B剖面圖,對應電池段串聯電路圖；單段電池單元結構長為L、寬為?a，相鄰的單段電池之間有激光刻蝕的間隙；每個單段電池是由透明導電膜（TCO）1.1，單段電池的輸出正極；單結（a-Si:H）1.0；背面電極層1.2，單段電池的輸出負極所組成；A5是每個單段電池相互正負極串聯接觸面；所以當今國內外非晶硅薄膜光伏電池板結構是由n個非晶硅薄膜光伏電池段，在光伏電池板內部電氣串聯而構建的組件；由于非晶硅薄膜光伏電池板的光電轉換效率在8%一下，所以采用非晶硅薄膜光伏電池板與翼管式平板式集熱器組合，形成的太陽能熱電聯供裝置發電量較低。

本發明是在專利申請文件（CN102064213A）公開了“一種外加電場效應薄膜光伏電池及與電場源集成的光伏電池板”結構，是經n次激光刻蝕工藝，刻出n個場效應單段電池，在進行每個場效應單段電池進行6次激光刻蝕工藝制作6個微電池電場源，使得激光刻蝕工藝中刻蝕次數為n×6次，激光刻蝕工藝生產成本大大提高了6倍。注：一般場效應薄膜光伏電池板經n次激光刻蝕工藝，刻出n個場效應單段電池，激光刻蝕工藝生產成本占整個場效應光伏電池板生產成本的1/3。

專利申請文件（CN102064213A）公開了“一種外加電場效應薄膜光伏電池及與電場源集成的光伏電池板”只能應用在高端光伏發電的場合，不利于應用在太陽能熱電聯供的裝置，該“一種外加電場效應薄膜光伏電池及與電場源集成的光伏電池板”結構圖，參看附圖4-1、圖4-2、圖5-1、圖5-2、圖5-3、圖6-1、圖6-2所示。

圖4-1是場效應單結薄膜光伏電池結構、圖4-2是場效應雙本怔單結薄膜光伏電池結構，其中10-1與20-1是TCO透明導電層、10-2與20-2是單結層、10-3與20-3是背面電極層、10-4與20-4是絕緣層、10-5與20-5是電場層，以及單段電池電路符號，G為電場層連接點。

圖5-1、圖5-2、圖5-3是場效應光伏電池板結構的三視圖，其主要特征是：由n個場效應非晶硅薄膜光伏單段電池C1.1、載體C1.2、串聯電池輸出正極C1.3、串聯電池輸出負極C1.4、內部相鄰電池正負極連接面C1.5、電場層C1.6組成，并且每個單段電池段（長為L、寬為a）的兩端都集成有3個（寬為b、長為a）串聯同結構的微電池C1.7與C1.8，C1.9為微電池之間電場層連接。

圖6-1?是場效應光伏電池板結構A-A剖面圖，對應單段電池與微電池連接電路圖；每個場效應非晶硅薄膜光伏電池段的兩端，都集成有3個串聯同結構的微電池組電場電源，左右兩端3個串聯微電池組，分別為Vb1+Vb2+Vb3=3Vb、Vb4+Vb5+Vb6=3Vb，而且左右兩端串聯微電池組的正極與負極，都是通過電場層C1.6與TCO層并聯在該場效應非晶硅薄膜光伏電池段VLn（n=1、2、3…n），形成每個場效應非晶硅薄膜光伏電池段VLn都有自身集成的串聯微電池組，構成該單段電池的電場電源。