[發明專利]一種砷化鎵低倍聚光太陽能電池

有效

• 申請號: 201610578967.7
• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN106024925B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 易德福;守建川
• 申請（專利權）人: 江西德義半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/0352;H02S40/22;H02S40/42
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種砷化鎵低倍聚光太陽能電池。

背景技術

隨著世界經濟的發展，人類對能源的需求越來越大，全球的化石能源日漸枯竭，能源問題日益突出。為了人類社會的可持續發展，開發新能源和可再生潔凈能源已成為全世界共同面對的課題。太陽能是太陽內部通過核聚變向外輻射巨大的能量，取之不盡用之不竭，因而以太陽能的開發和利用為核心的可再生能源被認為是解決人類社會能源問題的重要途徑之一。現有技術普遍采用高倍聚光光伏太陽能電池發電，其中高倍數聚光器設計與制造工藝上較復雜、精度要求較高、成本也較高，傳統的硅太陽能電池光電轉換效率較低，太陽光照射下，抗輻射能力差，紫外線，X-Rays，α-Rays等會造成其結構被破壞，造成光衰，使光電轉換效率會逐年降低，并且受周圍環境(氣溫，濕度等)影響大，只有12-15年的使用壽命，此外電池工作時，也會產生較高的溫度。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種砷化鎵低倍聚光太陽能電池。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種砷化鎵低倍聚光太陽能電池，包括低倍聚光器、砷化鎵電池組件、散熱架和水冷管道，所述砷化鎵電池組件設置在低倍聚光器的低倍聚光焦斑所在區域，所述砷化鎵電池組件包括框架和從上至下依次層壓并裝在框架內的透光保護層、第一填充層、砷化鎵電池、第二填充層和背板，所述砷化鎵電池組件的背面固定連接有若干條形散熱架，所述散熱架沿砷化鎵電池組件背面寬度方向設置，并沿砷化鎵電池組件背面長度方向均勻分布，所述散熱架之間相互平行，所述水冷管道呈盤蛇狀，所述散熱架穿過水冷管道的管壁伸入水冷管道內部。

優選的，所述低倍聚光器為V型槽式聚光器，所述V型槽式聚光器包括按中軸線對稱傾斜設置的兩個平面反射鏡和設置在兩個平面反射鏡頂端的透明蓋板A。

優選的，所述低倍聚光器為復合拋物面聚光器，所述復合拋物面聚光器包括按中軸線對稱設置的兩個拋物線型反射鏡和設置在兩個拋物線型反射鏡頂端的透明蓋板B。

優選的，所述散熱架的橫截面呈倒立的字母T的形狀。

優選的，所述砷化鎵電池由上至下依次為正電極、窗口層、發射層、GaAs層、背場、緩沖層、N型襯底、背面電極。

優選的，所述透光保護層采用強化玻璃或透明薄膜材料制成。

優選的，所述第一填充層和第二填充層均采用熱可塑性樹脂EVA材料制成。

優選的，所述框架采用鋁材料制成。

優選的，所述水冷管道的一端為進水口，另一端為出水口。

優選的，所述背板采用TPT聚氟乙烯復合膜材料制成。

本發明中，低倍聚光器在設計與制造工藝上更為簡單，精度要求大大低于高倍聚光系統，成本也較為偏低，砷化鎵電池采用砷化鎵半導體材料制成，其帶隙寬度Eg為1.43eV，處在最高轉換效率的區間內，提高了發電效率，砷化鎵材料的光衰性基本不存在，它抗輻射能力強，不受紫外線，X-Rays，α-Rays等的影響，因此它的使用壽命可以保證在25年以上，遠長于傳統的硅太陽能電池材料；砷化鎵太陽能電池的耐高溫性要好于硅太陽能電池，砷化鎵太陽能電池可以在250℃的情況下正常工作，但硅太陽能電池在超過200℃后便無法正常運行，另外，在光譜覆蓋范圍方面，硅太陽能電池只能吸收轉換500-1100納米范圍內的太陽光，砷化鎵太陽能電池能夠吸收轉換300-1800納米光譜范圍內的太陽光，吸收光子更全面，從而達到更高的發電量；散熱架可以傳導熱量，水冷管道中的流水可以帶走散熱架中的熱量；在N型襯底與背場之間采用緩沖層，從而有效解決了N型襯底與砷化鎵電池晶格類型不同、晶格常數和熱膨脹系數差別大帶來的外延生長問題；本發明可以降低成本、發電效率高、實用性強、具有很強的市場應用價值。

附圖說明

圖1為本發明提出的一種砷化鎵低倍聚光太陽能電池的結構示意圖。

圖2為本發明提出的砷化鎵電池組件和水冷管道的結構示意圖。

圖3為本發明提出的砷化鎵電池組件的結構示意圖。

圖4為本發明提出的砷化鎵電池的結構示意圖。

圖5為本發明提出的一種砷化鎵低倍聚光太陽能電池的第二結構示意圖。