一種太陽能電池板的集成結構的製作方法
2023-07-16 23:00:41
專利名稱：一種太陽能電池板的集成結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於半導體器件技術領域，涉及一種太陽能電池板的集成結構。
背景技術：
隨著能源危機、環境汙染的壓力不斷增大，人們對新能源的開發越來越迫切，而其中最清潔最環保最廉價的無疑是太陽能。人們對太陽能的利用主要通過有光電、光熱和光化學等形式，其中利用太陽能發電的形式越來越多。太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽能轉化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。目前太陽能發電裝置主要採用單層平面太陽能電池板進行光電轉化作用，例如， 中國專利文獻曾公開了一種太陽能電池板中國專利號ZL200820040380. 1 ；授權公告號 CN2012^946Y，包括依次從上而下設置的玻璃層(1)、EVA膠膜層O)、太陽電池單片層、第二EVA膠膜層(4)和黑色背膜層(5)。上述太陽能電池板雖然實現了對太陽光的吸收轉化功能，但其還存在以下缺點 該太陽能電池板若需提供較高的光電轉化效率和功率，則需設置接收面積足夠大的電池板，由此在空間受限制的安裝位置便無法實施；同時由於其呈單層平面結構，故對單位光能的利用效率較低，從而形成能源浪費，造成發電效率低、作用效果差等缺點。
發明內容
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種在有限體積內設置若干層電池板對輻射能進行折射、反射後重吸收，從而提高轉化效率和功率的太陽能電池板的集成結構。本發明的目的可通過下列技術方案來實現一種太陽能電池板的集成結構，其特徵在於，包括多塊電池板，且該電池板拼合形成具有封閉內腔的幾何體，所述幾何體的內腔中設有多片弧面電池板與平面電池板，所述的弧面電池板與平面電池板呈相互交叉固定設置，所述幾何體的外壁上穿設有一根或多根能夠將外界輻射能導入幾何體內腔的引光通道。本太陽能電池板的集成結構中幾何體可根據其安裝環境的空間、位置、力學結構、 協調性等因素改變外形，其可以是圓柱形、方形、球形、錐形、圓環形等形式，也可是以上各形式的變形或組合。幾何體的內腔呈全密封狀態，其只可通過引光通道與外界光線連通，以防止進入內腔的光線外漏，內腔中的弧面電池板可根據計算製成不同曲率的曲面形狀，以滿足發電及內腔空間的需要，且內腔中的多層電池板之間具有一定經過計算機優化的間隔距離，以便進入內腔的光線在該距離下形成恰當的反射與折射，提高整體結構對光能的吸收效率和功率。在上述的太陽能電池板的集成結構中，所述的弧面電池板或者平面電池板的板面上開設有多個形狀、規格均不相同的拓撲孔。拓撲孔經計算機模擬和有限元拓撲計算而開設，通過其開設的位置與尺徑可使導進的光線到達該內腔的所有位置，並腔內全部電池板均能接受光能發生光電轉換，由此充分利用太陽光或核反應的輻射能與電池板接觸反應。在上述的太陽能電池板的集成結構中，所述的引光通道為光纖。光纖的外端連接有凹、凸透鏡等集光裝置，光纖具有很強的輸引、導光性能，其能夠將收集的光能導入幾何體的密封內腔中，且傳導過程中的損耗極小。在上述的太陽能電池板的集成結構中，所述的弧面電池板與平面電池板為具有雙面透光層的電池板。在上述的太陽能電池板的集成結構中，所述組成幾何體的電池板為具有雙面透光層的電池板。雙面透光層使電池板的兩面均能夠吸收光能進行光電反應，從而引入幾何體內腔的光能在反射與折射中到達電池板的任一面均能被吸收轉化，故有效提高光能利用效率與發電功率。與現有技術相比，本太陽能電池板的集成結構通過在幾何封閉空間內使光線與多層電池板發生反射、折射後的重吸收，從而實現在有限空間內對太陽光或核反應的輻射能進行充分吸收利用，而有效提高光電的轉化效率和功率。該結構可廣泛應用在汽車、航空航天、軍事、建築、照明、遊艇、核反應、交通運輸等行業。
圖1是本太陽能電池板的集成結構的立體結構示意圖。圖2是本太陽能電池板的集成結構的平面結構示意圖。圖3是本太陽能電池板的集成結構的另一角度平面結構示意圖。圖4是本太陽能電池板的集成結構的部分平面結構示意圖。圖中，1、幾何體；2、弧面電池板；2a、拓撲孔；3、平面電池板；4、光纖。
具體實施例方式以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述， 但本發明並不限於這些實施例。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本太陽能電池板的集成結構包括多塊電池板，且由這些電池板拼合形成具有封閉內腔的幾何體1，幾何體1的內腔中還設有多層電池板。拼貼組合的多塊電池板均採用具有雙面透光層的電池板，拼合形成的幾何體1可根據其安裝環境的空間、位置、力學結構、協調性等因素改變外形，其可以是圓柱形、方形、 球形、錐形、圓環形等形式，也可是以上各形式的變形或組合，本實施例中採用圓柱形作為範例進行說明。圓柱形的電池板殼體具有筒狀內腔，且該內腔呈全密封狀態，其圓周外壁上均勻穿設有一根或多根引光通道，在本實施例中該引光通道為光纖4，光纖4能夠起到良好的導光作用，且其在傳導過程中對光能的損耗極小。光纖4的外端連接有凹、凸透鏡等集光裝置，光纖4的內端穿設入電池板殼體的筒狀內腔中。幾何體1的內腔中設置的多層電池板可分為弧面電池板2與平面電池板3，且弧面電池板2與平面電池板3均為具有雙面透光層的電池板，其中弧面電池板2可根據幾何體 1的外形與內腔空間，通過計算製成與其相協調曲率的曲面形狀，以滿足發電及空間設置的需要。弧面電池板2與平面電池板3呈相互交叉固定設置，且其兩者的交點可通過焊接定位或者相互卡接定位。本實施例中圓柱形的電池板殼體內設置有若干個直徑不等的環狀的弧面電池板 2，且這些環狀的弧面電池板2呈同心套設，並同軸定位於筒狀內腔中，若干平面電池板3均勻周向排列呈輻射狀，且由縱向插設貫穿於若干同心套設的弧面電池板2之間。每相鄰的兩層環狀弧面電池板2之間設置通過計算機優化得出的間隔距離，以便進入內腔的光線在該距離下形成恰當的反射與折射，提高整體結構對光能的吸收效率和功率。環狀的弧面電池板2或者平面電池板3的板面上開設有多個拓撲孔2a，該拓撲孔加經計算機模擬和有限元拓撲計算而開設成形狀、規格均不相同的透光通孔，拓撲孔加使進入筒狀內腔的光線由其開設的多個不同位置與尺徑穿射而到達內腔的所有位置，從而圓柱形電池板殼體內壁， 具有雙面透光層的弧面電池板2與平面電池板3，均能接受各個角度照射的光線並發生光電轉換，由此充分利用太陽光或核反應的輻射能與電池板接觸反應。本集成結構作用時分為兩部分進行吸收反應，首先外界輻射能照射於幾何體1的外壁直接進行光電反應並輸出電流，另一部分通過集光裝置聚焦收集光能，並通過光纖4 導入幾何體1的內腔中，使其在多次折射、反射中被最大程度的吸收轉化為電流輸出，由此該集成結構在空間有限的條件下能夠超越同等面積、同等光照強度下電池板的吸能轉化效果，實現高效的光電的轉化效率和功率。同時組成集成結構的每片電池板均可視為一單獨個體，即每片電池板都可以單獨進行光電轉化並輸出電流，由此單層電池板的失效並不影響整體結構的發電功能。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了幾何體1 ；弧面電池板2 ；拓撲孔加；平面電池板3 ；光纖4 等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
權利要求
1.一種太陽能電池板的集成結構，其特徵在於，包括多塊電池板，且該電池板拼合形成具有封閉內腔的幾何體(1)，所述幾何體(1)的內腔中設有多片弧面電池板( 與平面電池板(3)，所述的弧面電池板( 與平面電池板C3)呈相互交叉固定設置，所述幾何體(1)的外壁上穿設有一根或多根能夠將外界輻射能導入幾何體(1)內腔的引光通道。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池板的集成結構，其特徵在於，所述的弧面電池板 (2)或者平面電池板(3)的板面上開設有多個形狀、規格均不相同的拓撲孔Ca)。
3.根據權利要求2所述的太陽能電池板的集成結構，其特徵在於，所述的引光通道為光纖⑷。
4.根據權利要求1或2或3所述的太陽能電池板的集成結構，其特徵在於，所述的弧面電池板( 與平面電池板C3)為具有雙面透光層的電池板。
5.根據權利要求1或2或3所述的太陽能電池板的集成結構，其特徵在於，所述組成幾何體(1)的電池板為具有雙面透光層的電池板。
全文摘要
本發明提供了一種太陽能電池板的集成結構，屬於半導體器件技術領域。它解決了現有的太陽能電池板單面吸光方式使能源浪費、降低光電轉化效率和功率，同時佔據面積大等問題。本太陽能電池板的集成結構包括多塊電池板，且該電池板拼合形成具有封閉內腔的幾何體，幾何體的內腔中設有多片弧面電池板與平面電池板，弧面電池板與平面電池板呈相互交叉固定設置，幾何體的外壁上穿設有一根或多根能夠將外界輻射能導入幾何體內腔的引光通道。本太陽能電池板的集成結構實現在有限空間內對太陽光或核反應的輻射能進行充分吸收利用，而有效提高光電的轉化效率和功率。該結構可廣泛應用在汽車、航空航天、軍事、建築、照明、遊艇、核反應、交通運輸等行業。
文檔編號H01L31/042GK102194906SQ201110110839
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者丁勇, 萬傑, 樂志國, 劉宗巍, 朱自萍, 趙雲峰, 趙福全, 陳俊 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司