[實用新型]聚光內球面太陽能電池

有效

• 申請號: 201220513823.0
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN202796975U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 徐毅;徐政
• 申請（專利權）人: 徐毅
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/02;H01L31/068
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 石連志

技術領域

本實用新型屬于太陽能電池。

技術背景

提高太陽能電池光電效率和降低制造成本是太陽能電池技術發展的兩大趨勢和要求。目前平板太陽能電池和聚光太陽能電池仍然存在硅材料用量大制造成本比較高、光電轉換效率低的問題，聚光太陽能電池還有存在冷卻降溫問題。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種光電轉換率高、制造成本低的聚光內球面太陽能電池，如附圖所示，本實用新型包括一個紅外濾光性菲涅耳聚光透鏡?，其特征在于在一個玻璃空腔球體的內壁上設置半導體光伏電池，在內球面半導體光伏電池上有一個開口，內球面半導體太陽能電池開口上方固定紅外濾光性菲涅耳聚光透鏡。

本實用新型選擇非晶硅（a—si）、微晶硅（nc－si）、碲化鎘（cdTe?）、銅銦硒化物（CIGS）等半導體材料，通過濺射和氣相沉積等技術方法在空腔玻璃球內壁表面制成如圖2所示涂層結構的半導體光伏電池，可保證N型半導體層厚度大于0.2μm小于0.5μm，使PN結位于最佳光照深度?，N型半導體層制作同時滿足半導體表面絨化要求，整個半導體層厚僅需數μm，因此可較目前平板常規硅晶圓太陽能電池(半導體厚度350-450μm)減少原料用量80～90%。，大大降低太陽能電池成本。由于菲涅耳透鏡的受光面積M倍于（一般M﹤20）玻璃球內表面積，這樣內球面光伏電池將受到比普通日照高出數倍的光強照射，產生聚光光伏效應，提高光電轉化率。陽光經菲涅耳透鏡過濾、聚光后射入玻璃球形空腔內，入射進球腔內的有效的光子只能在腔內反射最終被光伏電池利用產生光電效應，所以本結構具有比普通一次照射型平板光伏電池更高更有效的光子利用率。紅外濾光性菲涅耳透鏡由摻雜性PMMA樹脂制造，用二氧基苯基、丁氧基苯基、十六烷氧基苯基取代三種硫代雙烯鎳配合物。將三種配合物用注射成型方法摻入PMMA樹脂中,該樹脂可有效過濾陽光中1.1μm以上的無光伏效應的制熱光子，降低聚光電池溫度，有效解決現有聚光太陽能電池的降溫冷卻問題。本實用新型另外一個重要優點是球面電池較片狀電池不但大大增加了PN結面積而且還無邊緣損耗。

綜上所述，本實用新型的積極效果如下：

1、可較目前平板常規硅晶圓太陽能電池減少原料用量80～90%，大大降低太陽能電池成本。

2、內球面光伏電池將受到比普通日照高出數倍的光強照射，產生聚光光伏效應，同時其PN結面積大，極大提高了光電轉化率。?

3、采用摻雜性PMMA樹脂制造紅外濾光性菲涅耳透鏡，有效過濾陽光中1.1μm以上的無光伏效應的制熱光子，降低聚光電池溫度，解決了現有聚光太陽能電池的降溫冷卻問題。

4、無邊緣損耗。

附圖說明

附圖1為本實用新型結構示意圖。

附圖2為本實用新型內球面半導體光伏電池涂層結構示意圖。?

圖例：1、菲涅耳透鏡，2、封閉罩，3、透光連接器，4、電池輸出端子，5、玻璃空腔球體，6、半導體光伏電池，7、ZnO膜，8、透明電極層SnO2膜，9、N型半導體層，10、P型半導體層，11、金屬Al膜，12、玻璃基底。

具體實施方式

在空腔玻璃內壁上用濺射和氣相沉積等技術方法形成如附圖2所示的涂層，在玻璃基底上依次向上為金屬Al膜、P型半導體層、N型半導體層、透明電極層SnO2膜和ZnO膜，制成內球面半導體光伏電池，在空腔球體上開一個圓形口，在圓形口中心向上方固定一個封閉罩，用螺絲扣和卡扣塑料連接器將紅外濾光性菲涅耳透鏡安裝在封閉罩的上端，使紅外濾光性菲涅耳透鏡的焦點在圓形口下方的空腔內。在空腔球體上再開一個圓形小口用于引出電池輸出端子。本實施例紅外濾光性菲涅耳透鏡直徑?600?毫米，空腔球體直徑150?毫米，菲涅耳透鏡的受光面積是內球面半導體光伏電池面積的4倍。

玻璃空腔球體的內壁上的半導體光伏電池半導體涂層采用非晶硅（a—si）材料摻入鍺和硼形成PN結層。

紅外濾光性菲涅耳透鏡由摻雜性PMMA樹脂制造，將二氧基苯基、丁氧基苯基、十六烷氧基苯基三種配合物用注射成型方法摻入PMMA樹脂中制成紅外濾光性PMMA菲涅耳聚光鏡。