具有反射層的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構的製作方法

2023-04-22 20:37:21

專利名稱：：具有反射層的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種太陽能發電裝置封裝結構，尤其是一種具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構。
背景技術：
：照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽能，便足以供全球人類一年能量的消費。可以說，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發電絕對乾淨，不產生公害。所以太陽能發電被譽為是理想的能源。從太陽能獲得電力，需通過太陽電池進行光電變換來實現。它同以往其他電源發電原理完全不同，具有以下特點①無枯竭危險；②絕對乾淨(無公害)；③不受資源分布地域的限制；④可在用電處就近發電；⑤能源質量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦獲取能源花費的時間短。不足之處是①照射的能量分布密度小，即要佔用巨大面積；②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。但總的說來，瑕不掩瑜，作為新能源，太陽能具有極大優點，因此受到世界各國的重視。太陽能光伏產業鏈包括晶體矽原料生產、矽棒與矽片生產、太陽能電池製造、組件封裝、光伏產品生產和光伏發電系統等環節。其中矽原料是最重要的生產環節，在業界曾有"擁矽者為王"的說法。目前，世界上太陽能光伏電池90%以上以是單晶矽或多晶矽為原材料生產的。目前擺在多晶矽生產中有四個主要的問題需要解決降低能耗、減少汙染、提高質量、擴大產量。我國太陽能矽材料行業目前絕大部分依賴進口，因此必須提高技術改變受制於人的局面。全球光伏產業鏈中，高純度矽料不僅要求矽的純度高達79個9，而且其中的硼、磷等雜質限制在幾十個PPt(萬億分之一)，它是光伏企業生產太陽能電池所需的核心原料。因此，高純度矽料的合成、精製、提純、生產也就成為光伏產業集群中最上遊的產業。同時如何更有效的利用更純的矽來提高光能轉化效率是更是急切。目前，儘管中國的矽原料礦藏儲量佔世界總儲量的25%，但是國內太陽能電池生產企業(如尚德、天威英利等)所需原材料絕大部分需要從國外進口。這是因為用於太陽能電池生產的矽料主要是通過不同的提煉方式從矽原料中提煉而成的單晶矽和多晶矽。在中國，現有的高純度矽原料生產技術與西方發達國家相比，在產量和能耗等方面尚有不足之處。如此一來，這不僅大大增加企業的生產成本，更成為制約當前我國光伏產業向上遊環節發展難以逾越的"瓶頸"，使我們國家用很低的價格賣出高能耗、高汙染的粗原料的同時，用極高的價格購回高純矽料。據了解，雖然我國矽料工業起步較早(20世紀50年代)，但由於生產規模小、工藝技術落後、環境汙染嚴重、消耗大、成本高，絕大部分企業因虧損而相繼停產或轉產。到2004年我國只剩下峨眉半導體材料廠和洛陽單晶矽有限公司兩家生產企業，其生產能力僅為100噸/年，且能滿足太陽能電池生產需要的矽料實際產量只有80噸。專家預計，2010年我國用於太陽能電池生產的矽料需求量將達到4365噸，2015年為1.62萬噸。若不以自主智慧財產權改變國內多晶矽的生產現狀，我國矽料工業受制於國際市場的狀況將無法改變，這將危及我國光伏產業的進一步發展。要使太陽能發電真正達到實用水平，一是要提高太陽能光電變換效率並降低其成本，二是要實現太陽能發電同現在的電網聯網。目前，太陽電池主要有單晶矽、多晶矽、非晶態矽三種。單晶矽太陽電池變換效率最高，已達20%以上，非晶態矽太陽電池變換效率最低5%，今後最有希望用於一般發電的將是這種單晶矽電池。但它的單晶矽大面積組件導致它的成本居高不下，這裡最大的難題是如何來降低單晶矽的使用量，同時提高他的光電轉換率，如何將每瓦發電設備價格降到0.41美元這個水平，便足以同現在的發電方式競爭。近代應用X射線分析的方法，具體揭示了大量晶體的內部結構。現已證明，一切晶體不論其外形如何，它的內部質點(原子、離子和分子)都是作規律排列的，這種規律主要表現為質點的周期重複，從而構成了所謂格子狀構造。因此，按照現代的概念，物質中凡是質點做規律排列，即具有格子構造者稱為結晶質。結晶質在空間的有限部分即為晶體。由此，我們可以對晶體下定義為晶體是具有格子構造的固體。水晶是具有格子構造的固體，所以稱它為晶體。而石英玻璃狀似固體，但其內部質點不作規律排列，即不具格子構造，所以稱它為非晶質或非晶質體。具體地說，在水晶晶體中每個矽原子周圍的氧原子的排列是一樣的，這種規律叫做近程規律；不但如此，在水晶晶體中矽和氧的這種排列方式在空間作有規律的重複而形成格子構造，這種規律稱為遠程規律。但在石英玻璃的結構中只有近程規律，則沒有遠程規律，也就不能形成格子構造，而稱為非晶質體。由於水晶與石英玻璃二者的內部結構不同，因此它們的物理性質也不同。詳見下表tableseeoriginaldocumentpage4在以上的圖表中可以得到結論，水晶晶體與玻璃是有著本質上的不同的。
發明內容本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種具有反射層的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，其具有良好的導熱性及透光性、提高了光的利用率、成本低廉、使用壽命長、安裝使用方便。按照本發明提供的技術方案，所述一種具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，包括反射基板、位於反射基板上的發電晶片、壓蓋在發電晶片上的聚焦透鏡及位於聚焦透鏡與反射基板間的矽膠；所述反射基板對應於放置發電晶片的另一端的外壁上設有反射部，所述反射部上鍍有反射層；反射基板利用反射層將射入反射基板內的光線全反射到放置發電晶片的表面；反射基板與聚焦透鏡相接觸的兩端均設有固定支架，所述固定支架與反射基板、聚焦透鏡構成密閉的殼體；固定支架內設有固定連接的導電電極，所述導電電極與發電晶片電性連接；固定支架上設有固定連接的導電插腳，所述導電插腳與導電電極電性連接。所述反射層為在反射基板外壁鍍鋁或鍍銀的塗層。所述反射基板由透明的二氧化矽材料製成。所述聚焦透鏡由透明的二氧化矽材料製成。所述固定支架利用導電插腳安裝在底板上，所述底板上設有若干允許導電插腳嵌置的插孔。所述底板上還設有正負導電線，所述導電線將嵌置在底板上的導電插腳相串聯。所述導電插腳的下端設有下鉤體。所述底板的端部設有連接孔。本發明的優點1、本發明採用了高純透明的二氧化矽材料作為反射基板的封裝結構元件，利用反射基板上外壁上設有反射層，使射入反射基板內的光線，經過多次反射，最終以全反射的狀態反射到與發電晶片相接觸的反射基板表面，發電晶片對應於與反射基板相接觸的表面可以吸收太陽能，可以極大的提高發電晶片的光電轉換效率。2、本發明根據透明的二氧化矽材料具有高導熱性，可以很好的將太陽光線中的熱能導出封裝體，極大的提高了太陽能封裝的使用壽命。3、本發明同時利用透鏡聚光特性極大的減少了單晶矽的使用量，使發電晶片的使用量極大的降低，因此使發電成本大大的降低。4、本發明將發電晶片小型化，並使用與這一矽片封裝結構相配合底板可以更靈活的將太陽能發電裝置，應用於更加廣闊的範圍。5、本發明在使用同等面積的晶片的前提下，將發電晶片的上下兩面能夠同時接收太陽能，發電晶片的兩面能夠同時輸出電能，使太陽能晶片能夠輸出更多的電能。6、安裝方便，更換方便，使用壽命長，免維護。圖1為本發明中太陽能發電元件的結構示意圖。圖2為本發明中太陽能發電裝置的結構外形圖。具體實施例方式下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖1圖2所示本發明包括反射基板1、反射層2、聚焦透鏡3、發電晶片4、導電電極5、矽膠6、固定支架7、導電插腳8、下鉤體9、底板10、插孔11、導電電線12及連接孔13。如圖1所示所述發電晶片4放置在反射基板1上，所述發電晶片4上壓蓋有聚焦透鏡3，聚焦透鏡3與發電晶片4、反射基板1間利用矽膠6相粘結固定；所述矽膠6同時還能夠保護髮電晶片4及發電晶片4與導電電極5間連接的線路。所述聚焦透鏡3與反射基板1的兩端利用固定支架7固定連接，確保聚焦透鏡3與反射基板1的連接強度；固定支架7與聚焦透鏡3、反射基板1間構成密閉的殼體，保護髮電晶片4的連接電路。所述反射基板1對應於放置發電晶片4的另一端設有反射部，所述反射部上設有反射層2，反射層2為鍍鋁或鍍銀的塗層，用於全反射從聚焦透鏡3射入反射基板1中的光線。聚焦透鏡3將光線聚集後射向發電晶片4與反射基板1相接觸的表面，發電晶片4對應於與聚焦透鏡3相接觸的表面吸收光線後，通過導電電極5向外輸送電能。發電晶片4的面積有限，聚焦透鏡3射出的光線會部分射入反射基板1內；反射基板1上設置反射層2，進入反射基板1內的光線，在反射層2的作用下，以全反射的方式射向發電晶片4對應於與反射基板1相接觸的表面，使發電晶片4的兩個表面均能夠吸收光線，兩個表面能夠同時向外輸送電能，提高了光線的轉換率及發電晶片4的利用率，有利於降低發電的成本。所述導電插腳8的上端與固定支架7相固定連接，所述固定支架7內設置固定連接的導電電極5，導電電極5利用矽膠6固定在固定支架7內，能夠保護導電電極5及導電電極5與發電晶片4間的線路。導電插腳8與導電電極5電性連接，發電晶片4利用導電電極5、導電插腳8向外輸送電能。所述反射基板1、反射層2、聚焦透鏡3、發電晶片4、導電電極5、固定支架7及導電插腳8構成太陽能發電元件，向外輸出電能。如圖2所示所述導電插腳8的下端設有下鉤體9，導電插腳8利用下鉤體9與底板10上的插孔11相固定。底板10上設有若干插孔ll，便於多個太陽能發電元件放置在底板10上，構成太陽能發電元件的陣列。所述插入插孔11裡的導電插腳8利用導電電線12相串聯。所述底板10的端部設有連接孔13，用於多個底板10的串接，能夠向外輸送大量的電能。所述反射基板1由高純透明的二氧化矽材料製成，如透明的玻璃和水晶晶體製成；所述聚焦透鏡3由高純透明的二氧化矽材料製成，如透明的玻璃製成。所述反射基板1可以是任意的外形，反射基板1上設置反射層2。所述反射層2將射入反射基板1中的光能通過全反射的方式，再次射入發電晶片4與反射基板1相接觸的表面，使發電晶片4的兩個表面均能夠吸收太陽能，達到提高發電量的目地。導電插腳8可以根據反射基板1與底板10的不同外形，製成任意的外形，優選的是導電插腳8上端與固定支架7固定連接，保證太陽能發電元件與底板10連接的可靠性，且導電插腳8通過固定支架7內的導電電極5電性連接，用於將太陽能發電的電能向外輸出；導電插腳8的下鉤體9插入插孔11內，所述下鉤體8的引導斜面自下而上指向發電晶片4的中心部。所述導電插腳6的本體是由金屬材料製成。底板10可以是任意的結構或外形，底板10可以採用不具有導電性能的材料，並在其本體上製備正負導電線12，並有在導電線的正負級的其線路本體上有相對應導電插腳8的下鉤體9的插孔11。所述插孔11的側面與反面都有金屬導電線。在導電插腳8的下鉤體9插入插孔11後，在底板10的反面通過焊接的方式將太陽能發電元件固定在底板10上。所述底板10上的太陽能發電元件以行進行排列，並在每一行的一端有一孔，用於與另一底板的電極相連，或與蓄電池相連。並根據不同面積排列不同的列數。在導電插腳8插入底板10後，在底板10的反面將導電插腳8與底板10根據使用條件的不同，也可以在太陽能發電元件與底板10相貼的底板10本體上有可以使封裝基板不緊貼底板的凸點，並這一方案可以使用不同面積的底板10相拼接，以達到大面積排布的目的。上述方案可以將太陽能發電元件在任何地方使用。掛在屋脊上或室外的外牆體上等多種環境下使用。實施例由玻璃製成的聚焦透鏡3為一個50mm的外徑的單凸非球面透鏡，距焦透鏡3本體高度為33mm。在聚焦透鏡3本體的底部平面的方向有一個便於安裝的外臺階。玻璃製成的反射基板1本體外形是一個半球形，外徑的長度為52mm，且這一反射基板1在作為反射曲面的是一個較完整的半球，在半球的外部有電鍍一層高反射層2，通過所述反射層2使反射基板1成為全反射光線的基板。玻璃反射基板1隻作為基板的一個部件，反射基板1上的導電電極5通過注塑成形的方式一次模壓注塑成形，玻璃反射基板1被固定在注塑件的中心部位，導電電極5通過固定支架7與導電插腳8電性連接，形成玻璃反射基板1。所述發電晶片4本體的上下兩個表面均能夠吸收太陽光線，使發電晶片4的上下兩個表面均能發電，從面使發電晶片4的使用效率到得了很大的提升。如圖1和圖2所示使用時，太陽光線從聚焦透鏡3射入，發電晶片4對應於與聚焦透鏡3相接觸的表面能夠吸收太陽能，並通過導電電極5、導電插腳8向外輸送電能。發電晶片4的表面吸收光線的能力有限，使聚焦透鏡3的光線一部分被發電晶片4吸收，另一部分射向反射基板1。反射基板1採用高純透明的玻璃或其他透光性好的材料製成，具有良好的導熱性和透光性，並通過在反射基板1上鍍有反射層2，使反射基板1與反射層2形成全反射的基板。從聚焦透鏡3進入反射基板1的光線，經過多次發射後，被發電晶片4對應於與反射基板1相接觸的表面所述吸收。所述發電晶片4的兩個表面均能夠吸收太陽光線，能夠同時進行發出電能，提高了光線的轉換效率及發電晶片4的利用率。相同的發電晶片4，兩個表面均能夠發出電能，發電效率高，降低了發電成本。聚焦透鏡3匯聚太陽光線，聚焦透鏡3壓蓋在發電晶片4上，能夠對發電晶片4進行保護，能延長太陽能發電元件的封裝結構的使用壽命。權利要求一種具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，包括反射基板(1)、位於反射基板(1)上的發電晶片(4)、壓蓋在發電晶片(4)上的聚焦透鏡(3)及位於聚焦透鏡(3)與反射基板(1)間的矽膠(6)，其特徵是所述反射基板(1)對應於放置發電晶片(4)的另一端的外壁上設有反射部，所述反射部上鍍有反射層(2)；反射基板(1)利用反射層(2)將射入反射基板(1)內的光線全反射到放置發電晶片(4)的表面；反射基板(1)與聚焦透鏡(3)相接觸的兩端均設有固定支架(7)，所述固定支架(7)與反射基板(1)、聚焦透鏡(3)構成密閉的殼體；固定支架(7)內設有固定連接的導電電極(5)，所述導電電極(5)與發電晶片(4)電性連接；固定支架(7)上設有固定連接的導電插腳(8)，所述導電插腳(8)與導電電極(5)電性連接。2.根據權利要求1所述具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，其特徵是所述反射層(2)為在反射基板(1)外壁鍍鋁或鍍銀的塗層。3.根據權利要求1所述具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，其特徵是所述反射基板(1)由透明的二氧化矽材料製成。4.根據權利要求1所述具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，其特徵是所述聚焦透鏡(3)由透明的二氧化矽材料製成。5.根據權利要求1所述具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，其特徵是所述固定支架(7)利用導電插腳(8)安裝在底板(10)上，所述底板(10)上設有若干允許導電插腳(8)嵌置的插孔(11)。6.根據權利要求5所述具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，其特徵是所述底板(10)上還設有正負導電線(12)，所述導電線(12)將嵌置在底板(10)上的導電插腳(8)相串聯。7.根據權利要求1所述具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，其特徵是所述導電插腳(8)的下端設有下鉤體(9)。8.根據權利要求5所述具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構，其特徵是所述底板(10)的端部設有連接孔(13)。全文摘要本發明涉及一種具有反射膜的高效節能聚焦式太陽能發電裝置封裝結構。其包括反射基板、位於反射基板上的發電晶片、壓蓋在發電晶片上的聚焦透鏡及位於聚焦透鏡與反射基板間的矽膠；所述反射基板對應於放置發電晶片的另一端的外壁上設有反射部，反射部上鍍有反射層；反射基板利用反射層將射入反射基板內的光線全反射到與發電晶片相接觸的表面；反射基板與聚焦透鏡相接觸的兩端均設有固定支架，所述固定支架內設有固定連接的導電電極，所述導電電極與發電晶片電性連接；固定支架上設有固定連接的導電插腳，所述導電插腳與導電電極電性連接。本發明具有良好的導熱性及透光性、提高了光的利用率、成本低廉、使用壽命長、安裝使用方便。文檔編號H01L31/048GK101752438SQ20101001833公開日2010年6月23日申請日期2010年1月14日優先權日2010年1月14日發明者王海軍申請人:王海軍