CN102157587A - 一种太阳能电池板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能电池板，属于半导体器件技术领域。它解决了现有的太阳能电池板单面吸光方式使部分接收的光能穿过板体而流失，从而浪费能源、降低光电转化效率和功率等问题。本太阳能电池板包括上、下两层光电反应层，两层光电反应层之间设置呈透光状的隔离层，光电反应层上规律分布有若干光电转化区域，且上下层光电转化区域呈相互错位设置，两层光电反应层外侧均对应设置能够将外界辐射能聚焦于光电转化区域内的光线增透层。本太阳能电池板同时能够从上、下两面透入光线，并进行多次光电转化，由此在同等面积和同等强度的光照条件下，本电池板能够更加有效收集光线，并充分利用能源，实现高效的光电的转化效率和功率。

Description

一种太阳能电池板

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种太阳能电池板。

背景技术

随着能源危机、环境污染的压力不断增大，人们对新能源的开发越来越迫切，而其中最清洁最环保最廉价的无疑是太阳能。人们对太阳能的利用主要通过有光电、光热和光化学等形式，其中利用太阳能发电的形式越来越多。太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

目前现有利用的太阳能电池板主要是单面太阳能电池板，例如，中国专利文献曾公开了一种高效太阳能光伏电池板【中国专利号：ZL200820106143.0；授权公告号：CN201289853Y】，构成中包括太阳能电池板(2)和覆盖在太阳能电池板(2)受光面上的微菱透镜板(1)，微菱透镜板(1)由多个凸透镜紧密排列而成。

上述高效太阳能光伏电池板通过顶面进行单面光电转化作用，由此无法接收利用到该空间内由其它方向投射在自身底面的光能，同时单面吸光方式在光线照射时，只能够对其进行一次性的吸收反应作用，使部分接收的光能穿过板体而流失，从而产生了能源的浪费，降低了光电的转化效率和功率，由此限制了上述电池板在汽车、航空航天、军事、建筑、照明、交通运输等需要特别高效转化功率的场合使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种双面透光且两面呈相互错位布置聚光吸能点区，从而在折射与反射的过程中达到最大限度接收光能的太阳能电池板。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种太阳能电池板，其特征在于，所述的电池板包括上、下两层光电反应层，所述的两层光电反应层之间设置呈透光状的隔离层，所述的光电反应层上规律分布有若干光电转化区域，且上下层光电转化区域呈相互错位设置，所述的两层光电反应层外侧均对应设置能够将外界辐射能聚焦于上述光电转化区域内的光线增透层。

本太阳能电池板中隔离层将上、下两层光电反应层隔开，同时起到对上、下两层光电反应层的定位作用，光电反应层上具有的光电转化区域为均匀排列的点区，且两相邻排中组成的圆点转化区呈隔位间错布置，当两层光电反应层重合贴设于隔离层的两侧面上，在整片板面的垂直方向，两层光电反应层上的点状转化区呈无重叠的交错布置。外界的光照或者核反应所产生的辐射能被电池板接收，首先通过两层光电反应层外侧贴设的光线增透层聚焦到各个点状转化区内，由第一层光电反应层进行首次光电转化，没有被首次转化的剩余辐射能一部分被隔离层反射回第一层光电反应层继续进行吸收转化，还有一部分通过隔离层折射到第二层光电反应层上进行吸收转化，从而由电池板上下两面进入的辐射能在两层光电反应层之中通过折射与反射进行多次重吸收，实现了充分利用、转化辐射能的目的。其中上、下两层光电反应层可单独组成电路回路，也可以根据需要组成串联或并联电路。

在上述的太阳能电池板中，所述的光线增透层具有呈规律分布的多个单元凸透镜，且所述单元凸透镜与其相贴光电反应层上的光电转化区域呈一一正对设置。

在上述的太阳能电池板中，所述单元凸透镜的直径大于所述光电转化区域的直径。光电反应层上的光电转化区域经计算机模拟和有限元拓扑计算，合理设置了光电转化区域(即感光面积)的规格，有效减少了光电反应层的使用面积，节约了成本；每个单元凸透镜与对应的圆点转化区均呈同心设置，且单元凸透镜的直径大于圆点转化区的直径，且两者的直径存在一定的函数关系，其经计算机模拟和有限元拓扑计算，使单元凸透镜的聚光焦点始终落在圆点转化区内，有效提高光电的转化效率和功率。

在上述的太阳能电池板中，所述的上下两层光线增透层外侧均平贴呈透明状的保护层。该保护层采用一种具有突出透光性能的材料制作，起到防过刮擦、防污染等保护效果。

在上述的太阳能电池板中，所述的电池板外周固设有周边封板，所述周边封板内周开设凹槽，上述隔离层、两层光电反应层、两层光线增透层、两层保护层的周边均嵌设入所述凹槽内形成卡接固定。依次按上部的保护层、上部的光线增透层、上部的光电反应层、隔离层、下部的光电反应层、下部的光线增透层和下部的保护层的顺序紧压贴设，将贴设后整体的周边均紧密嵌设入周边封板的凹槽内，由此通过周边封板的卡设固定形成一个紧凑的整板结构。

与现有技术相比，本太阳能电池板中叠设有上、下两层光电反应层，且两层光电反应层外侧均平贴光线增透层，光线增透层起到聚光效果，增强对外界光线的收集，同时光线能够从电池板的上、下两面透入，并在两层光电反应层之间反射进行多次吸收转化，由此在同等面积和同等强度的光照条件下，本电池板能够更加有效收集光线，并充分利用能源，实现高效的光电的转化效率和功率，从而使其能够广泛应用在汽车、航空航天、军事、建筑、照明、交通运输等各个行业。

附图说明

图1是本太阳能电池板的剖视平面结构示意图。

图2是本太阳能电池板中光电反应层的平面结构示意图。

图3是本太阳能电池板中光线增透层的平面结构示意图。

图4是本太阳能电池板中光线增透层与光电反应层叠置后的平面结构示意图。

图中，1、光电反应层；1a、光电转化区域；2、隔离层；3、光线增透层；3a、单元凸透镜；4、保护层；5、周边封板。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3和图4所示，本太阳能电池板包括隔离层2、两层光电反应层1、两层光线增透层3、两层保护层4和将上述所有层周边固连一体的周边封板5。

电池板依次按上部的保护层4、上部的光线增透层3、上部的光电反应层1、隔离层2、下部的光电反应层1、下部的光线增透层3和下部的保护层4的顺序紧压贴设，周边封板5的内周开设有条状凹槽，将贴设后整体平板的周边均紧密嵌设入周边封板5的凹槽内，由此通过周边封板5的卡设固定形成一个紧凑的整板结构。

隔离层2呈透明状，且其将上、下两层光电反应层1隔开，同时起到对上、下两层光电反应层1的定位作用。光电反应层1上规律分布有若干光电转化区域1a，光电转化区域1a为圆点状，且两相邻排中组成的圆点转化区呈隔位间错布置，并以此规律布满整个光电反应层1，光电转化区域1a经计算机模拟和有限元拓扑计算，合理设置了光电转化区域1a(即感光面积)的规格，有效减少了光电反应层1的使用面积，节约了成本。两层光电反应层1重合对应贴设于隔离层2的两侧面上，在整片板面的垂直方向，两层光电反应层1上的圆点转化区呈无重叠的交错布置，使每层光电反应层1可对透过另一层光电反应层1的光线进行光电反应吸收，从而在光线照射板体时被充分利用。

上、下两层光电反应层1外侧面上各自平贴一光线增透层3，光线增透层3具有呈规律分布的多个单元凸透镜3a，凸透镜能够自动起到聚光作用，其不仅对较强光线有效，对如早晨、傍晚、多云等光线比较弱的时候同样可以发挥作用。该单元凸透镜3a与其相贴光电反应层1上的光电转化区域1a呈一一正对设置，即每个单元凸透镜3a与一圆点转化区处于同心位置，且单元凸透镜3a的直径大于光电转化区域1a的直径，且两者的直径存在一定的函数关系，其经计算机模拟和有限元拓扑计算，使单元凸透镜3a的聚光焦点始终落在光电转化区域1a内，有效提高光电的转化效率和功率。

整个板体的上下最外侧设置保护层4，即保护层4平贴于上下两层光线增透层3外侧，其采用一种具有突出透光性能的材料制作，起到防过刮擦、防污染等保护效果。

当外界的光照或者核反应所产生的辐射能被电池板的上下两面接收，首先穿过外侧透明保护层4，通过光线增透层3聚焦到光电反应层1上的各个光电转化区域1a内，在第一层光电反应层1进行首次光电转化，没有被首次转化的剩余辐射能一部分被隔离层2反射回第一层光电反应层1继续进行吸收转化，还有一部分通过隔离层2折射到第二层光电反应层1上进行吸收转化，其中上、下两层光电反应层1可单独组成电路回路，也可以根据需要组成串联或并联电路。从而由电池板上下两面进入的辐射能在两层光电反应层1之中通过折射与反射进行多次重吸收，实现了充分利用能源，达到高效供电。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了光电反应层1；光电转化区域1a；隔离层2；光线增透层3；单元凸透镜3a；保护层4；周边封板5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (5)

1.一种太阳能电池板，其特征在于，所述的电池板包括上、下两层光电反应层(1)，所述的两层光电反应层(1)之间设置呈透光状的隔离层(2)，所述的光电反应层(1)上规律分布有若干光电转化区域(1a)，且上下层光电转化区域(1a)呈相互错位设置，所述的两层光电反应层(1)外侧均对应设置能够将外界辐射能聚焦于上述光电转化区域(1a)内的光线增透层(3)。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于，所述的光线增透层(3)具有呈规律分布的多个单元凸透镜(3a)，且所述单元凸透镜(3a)与其相贴光电反应层(1)上的光电转化区域(1a)呈一一正对设置。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池板，其特征在于，所述单元凸透镜(3a)的直径大于所述光电转化区域(1a)的直径。

4.根据权利要求1或2或3所述的太阳能电池板，其特征在于，所述的上下两层光线增透层(3)外侧均平贴呈透明状的保护层(4)。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池板，其特征在于，所述的电池板外周固设有周边封板(5)，所述周边封板(5)内周开设凹槽，上述隔离层(2)、两层光电反应层(1)、两层光线增透层(3)、两层保护层(4)的周边均嵌设入所述凹槽内形成卡接固定。

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