CN101944547A - 一种高倍聚光型太阳能电池接收器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高倍聚光型太阳能电池接收器，其特征在于：其由自下而上依次层叠的第一层是散热器、第二层是导热胶、第三层是陶瓷-金属复合板、第四层是锡膏、第五层是Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池、第六层是硅胶和第七层是玻璃盖板构成；高倍聚光太阳电池接收器使用Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池通过锡膏与陶瓷-金属复合板焊接通过环氧基树脂导热胶与散热器，可工作于大于500倍的聚光条件下，通过硅胶透明硅胶折射率、硅胶厚度、玻璃盖板折射率、玻璃盖板厚度、玻璃上镀有MgF2减反射膜折射率、减反射膜折射率厚度，设计发较佳减反射体系，光电转换效率高，同时可以满足高倍聚光发电系统的耐候性要求。
Description
技术领域
本发明属于太阳能发电应用技术领域，具体涉及一种高倍聚光太阳能电池接收器。
背景技术
太阳能发电技术经历了第一代晶硅电池和第二代薄膜电池，目前产业化进程正逐渐转向高效的第三代聚光太阳能发电系统。与前两代电池相比，聚光太阳能发电系统采用多结的III-V族化合物电池，具有高光谱吸收率、高转换效率等优点；而且所需的电池面积不大，以相对廉价的聚光器件替代昂贵的半导体材料，在大规模应用于发电时可有效降低成本、降低生产能耗。高倍聚光型太阳能电池接收器是聚光太阳能发电系统的核心部件，它可以将高聚焦太阳光转换为电能。目前电池接收器的的光电转换效率较低，接收器导热效果较差，电池表面的光反射损失大，并且接收器封装物料在高倍聚光条件下的耐候性较差。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种高倍聚光太阳能电池接收器，其可工作于大于500倍的聚光条件下，光电转换效率高，可满足高倍聚光发电系统的耐候性要求。
本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种高倍聚光型太阳电池接收器，其特征在于：其由自下而上依次层叠的第一层是散热器、第二层是导热胶、第三层是陶瓷-金属复合板、第四层是锡膏、第五层是Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池、第六层是硅胶和第七层是玻璃盖板构成。
上述的第二层导热胶材料是环氧基树脂，其厚度为0.1～0.2mm，导热率大于1.5w/mk。
上述第四层是锡膏材料为Sn/Ag合金，其厚度为0.1～0.2mm。
上述第六层透明硅胶的折射率为1.44～1.54，其厚度为0.1～0.2mm。
上述第七层玻璃盖板厚度为0.3～0.7mm；玻璃上镀有MgF2减反射膜，MgF2减反射膜厚度为90～120 nm。
本发明采用导热胶对散热器与陶瓷-金属复合板进行粘合，采用锡膏把第五层Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池粘合在陶瓷-金属复合板上，使Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池具有良好的散热效果。采用高折射率高透明抗光衰的第六层透明硅胶对第五层Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池和镀有MgF2减反射膜的第七层玻璃盖板进行粘合，有效增加光的透射、减少光反射，使得Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池具备良好的光电转换效率，并且采用第七层玻璃盖板，大大增加本发明的耐候性。
本发明高倍聚光太阳电池能接收器使用Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池通过锡膏与陶瓷-金属复合板焊接通过环氧基树脂导热胶与散热器，可工作于大于500倍的聚光条件下，通过选择透明硅胶折射率、硅胶厚度、玻璃盖板折射率、玻璃盖板厚度、玻璃上镀有MgF2减反射膜折射率、减反射膜折射率厚度，设计发较佳减反射体系，光电转换效率高，同时满足高倍聚光发电系统的耐候性要求。
附图说明
图1 是本发明高倍聚光型太阳能电池接收器结构示意图。
图中附图标识如下。
100：散热器。
200：导热胶。
300：陶瓷-金属复合板。
400：锡膏。
500：Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池。
600：硅胶。
700：玻璃盖板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不应以此限制本发明保护范围。
参见附图1所示的一种高倍聚光型太阳能电池接收器，其由自下而上依次层叠的第一层是散热器100、第二层是导热胶200、第三层是陶瓷-金属复合板300、第四层是锡膏400、第五层是Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池500、第六层是硅胶600和第七层是玻璃盖板700构成。
参见附图1，上述发明高倍聚光型太阳电池接收器通过下述工艺步骤制备。
使用钢网印刷机将第四层锡膏400印刷在第三层陶瓷-金属复合板300，第三层陶瓷-金属复合板300尺寸：长28mm×宽24mm×厚1mm，第四层锡膏400印刷厚度约在0.2mm，锡膏400印刷厚度面积约为芯片面积90%。
使用粘片机将芯片尺寸：长10mm×宽10mm×厚0.2mm的第五层Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池500芯片,粘贴在刷好第四层锡膏400的第三层陶瓷-金属复合板300上。
进行回流焊工艺，预热段上升速率约为3℃／s；回流段峰值温度约为250℃，再流时间30左右，冷却段降温速率为8℃／s，完成芯片正极与第三层陶瓷-金属复合板300，焊接空洞面积必须小于第五层Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池500芯片面积5%，第四层锡膏400厚度为0.15mm。
使用1mil×10mil金带与BJ820焊线机，完成第五层Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池500N极与DBC焊接，金带拉力需大于30g。
第七层玻璃盖板700在真空镀膜机中，蒸镀MgF2薄膜，厚度为100nm。
使用点胶机，将第六层硅胶600均匀点在第五层Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池500表面，同时将第七层玻璃盖板700放置在第六层硅胶600上，第六层硅胶600厚度为0.13mm，工艺中使用金带焊接高度控制硅胶600厚度。
进行烘烤将第六层硅胶600固化，烘烤固化条件为：烘烤温度150℃，烘烤时间20分钟。
使用钢网印刷机将第二层导热胶200印刷镶片式第一层散热器100上。
然后通过治具将上述制备成的产品固定在镶片式散热器100上，并烘烤固化，烘烤固化条件：烘烤温度150℃，烘烤时间15分钟。至此完成本发明的制备和装配连接。
Claims (5)
1.一种高倍聚光型太阳能电池接收器，其特征在于：其由自下而上依次层叠的第一层是散热器、第二层是导热胶、第三层是陶瓷-金属复合板、第四层是锡膏、第五层是Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池、第六层是硅胶和第七层是玻璃盖板构成。
2.根据权利要求1所述的一种高倍聚光型太阳能电池接收器，其特征在于：第二层导热胶材料是环氧基树脂，其厚度为0.1～0.2mm，导热率大于1.5w/mk。
3.根据权利要求1所述的一种高倍聚光型太阳能电池接收器，其特征在于：第四层是锡膏材料为Sn/Ag合金，其厚度为0.1～0.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种高倍聚光型太阳能电池接收器，其特征在于：第六层透明硅胶的折射率为1.44～1.54，其厚度为0.1～0.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种高倍聚光型太阳能电池接收器，其特征在于：第七层玻璃盖板厚度为0.3～0.7mm；玻璃上镀有MgF2减反射膜，MgF2减反射膜厚度为90～120 nm。
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