CN103378207A - 低发热量的聚光型太阳能电池模组 - Google Patents
低发热量的聚光型太阳能电池模组 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103378207A CN103378207A CN201210143617XA CN201210143617A CN103378207A CN 103378207 A CN103378207 A CN 103378207A CN 201210143617X A CN201210143617X A CN 201210143617XA CN 201210143617 A CN201210143617 A CN 201210143617A CN 103378207 A CN103378207 A CN 103378207A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar battery
- solar cell
- battery modules
- concentrating
- concentrating solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 33
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 31
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 14
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- ARUZPCPABCNKIX-UHFFFAOYSA-N [Cu].[K].[In] Chemical compound [Cu].[K].[In] ARUZPCPABCNKIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical group [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229960004643 cupric oxide Drugs 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical group [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- GGKWFDKOOQELAU-UHFFFAOYSA-N [K].[Se].[In].[Cu] Chemical compound [K].[Se].[In].[Cu] GGKWFDKOOQELAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSSYLTMKCUORDA-UHFFFAOYSA-N barium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Ba+2] CSSYLTMKCUORDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- FZFYOUJTOSBFPQ-UHFFFAOYSA-M dipotassium;hydroxide Chemical compound [OH-].[K+].[K+] FZFYOUJTOSBFPQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- -1 iron ion Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种低发热量的聚光型太阳能电池模组。所述低发热量的太阳能电池模组包含：一太阳能电池芯片；一电路承载板；一聚光镜及一红外光阻隔元件。本发明所提供的低发热量的聚光型太阳能电池模组，可有效降低红外光辐射所产生的热能，以消除聚光型太阳能电池模组温度过高的问题；此外，用于该聚光型太阳能电池模组的红外光阻隔元件的制程方法简单，可有效降低制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池模组，特别涉及一种低发热量的聚光型太阳能电池模组。
背景技术
太阳能作为新能源来源的转换器，具有结构简单、不会产生再生污染等优点，是一种干净能源，因而被广泛地进行研发、利用。其中，聚光型太阳能电池(Concentrating photovoltaic, CPV)主要利用透镜将太阳光聚集在狭小的面积上以提高发电效率。然而在高倍率聚光条件下，太阳能电池模组的温度会随着聚光倍率越高而快速上升，导致电池内部暗电流大量上升而降低电池转换效率。
参照第7851693号美国专利“被动冷却式聚光型太阳能装置，Passively cooled solar concentrating photovoltaic device”，该专利揭示的聚光型太阳能装置100如图1所示，其包含一光学元件110、一光伏电池120、一主要反射镜130、一次要反射镜140及一散热元件150。当太阳光入射时，会先经由主要反射镜130反射至次要反射镜140，再经由次要反射镜140反射至光伏电池120上。其中，当入射光照射至主要反射镜130时，与主要反射镜130连接的散热元件150即可将热量导出。然而，多次反射及反射面的不均匀皆可能会造成入射光能量的损失，因而降低太阳能电池的发电效率。
需注意的是，太阳光的能量中约有51%为红外光(Inferred Radiation)、47%为可见光(Visible Light)，另有2%为紫外光(Ultraviolet Radiation)。当使用聚光型太阳能电池进行电能转换时，由于材料本身的能隙(energy band gap)对光谱吸收能力的限制，并无法百分百将光能转换成电能输出，因此进入太阳能电池内多余的红外光(>1100nm)容易形成热能囤积在电池中造成元件温度的上升，导致电池内部暗电流大量上升而降低电池转换效率。因此，如何降低进入太阳能电池的多余的红外光是亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低发热量的聚光型太阳能电池模组，能有效消除聚光型太阳能电池模组温度过高的问题。因此，该模组亦可以更高的聚光倍率，并使用低成本的电池芯片。
为达到上述目的，本发明提供一种低发热量的聚光型太阳能电池模组，所述低发热量的聚光型太阳能电池模组包含：
一太阳能电池芯片；
一电路承载板，其设置于所述太阳能电池芯片的下方，用以承载所述太阳能电池芯片；
一折射式聚光镜，其设置于所述太阳能电池芯片的上方，用以将太阳光聚集于所述太阳能电池芯片上；以及
一红外光阻隔元件，其设置于所述折射式聚光镜的上方，所述红外光阻隔元件在400nm至750nm的光穿透率介于60%~90%之间，且在1100nm至1500nm的光穿透率介于10%~50%之间。
作为优选方案，其中所述太阳能电池芯片选自单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、三五族化合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池、碲化镉太阳能电池或铜铟钾硒太阳能电池。
作为优选方案，其中所述太阳能电池芯片选自硅薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池。
作为优选方案，其中所述红外光阻隔元件由一红外光吸收层涂布于一透明基板上所形成，且所述透明基板的材质选自玻璃或塑料。
作为优选方案，其中所述红外光吸收层的材料为一金属氧化物，且金属选自锑、钨、钒、铁、铬、钼、铌、钴、镍、锡或其混合物。
作为优选方案，其中所述红外光阻隔元件为一直接一体成型的红外光吸收玻璃。
作为优选方案，其中所述折射式聚光镜的聚光倍率介于300倍到500倍间。
作为优选方案，其中所述太阳能电池芯片直接粘着于电路承载板上。
作为优选方案，其中所述红外光阻隔元件由一红外光吸收材料直接涂布于所述折射式聚光镜接收入射光的一表面上，其中所述红外光吸收材料为一金属氧化物，且金属选自锑、钨、钒、铁、铬、钼、铌、钴、镍、锡或其混合物。
本发明所提供的低发热量的聚光型太阳能电池模组具有以下功效：
1. 由于可由该红外光阻隔元件降低红外光波段(>1100nm)入射到电池芯片的能量，而短波长部分(<1100nm)则由太阳能电池材料吸收，因此可有效降低整体太阳能电池产生的热量约80%；
2. 本发明直接有效降低入射光所产生的热量，因此不需额外复杂的散热结构；
3.相较于一般的散热方法与结构，该红外光阻隔元件的制作方法简单，成本低廉，可使用浸镀、旋涂、喷涂或网印方式将吸收红外线涂料涂布于玻璃上，使之达到红外光吸收效果；
4. 该太阳能模组的制作成本低廉，因此不仅可应用于三五族高效率太阳电池上，亦可有效地应用于单晶硅、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池上。
附图说明
图1为聚光型太阳能装置的现有技术示意图；
图2 为本发明第一实施例的聚光型太阳能电池模组的结构示意图；
图3为本发明的红外光阻隔元件的光穿透率示意图；
图4为本发明第二实施例的聚光型太阳能电池模组的结构示意图。
【主要元件符号说明】
聚光型太阳能装置-100；光学元件-110；光伏电池-120；主要反射镜-130；次要反射镜-140；散热元件-150；
聚光型太阳能电池模组-200；太阳能电池芯片-210；电路承载板-220；聚光镜-230；红外光阻隔元件-240；
聚光型太阳能电池模组-300。
具体实施方式
虽然本发明可表现为不同形式的实施例，但附图所示及下文说明仅为本发明的较佳实施例，并非用以将本发明限制于附图及/或所描述的特定实施例中。
本发明将揭示一种低发热量的聚光型太阳能电池模组200。请参照图2，其显示为本发明第一实施例的低发热量的聚光型太阳能电池模组200的结构示意图，其包含：一太阳能电池芯片210、一电路承载板220、一折射式聚光镜230以及一红外光阻隔元件240。
所述红外光阻隔元件240可利用各种涂布方式，例如使用浸镀、旋涂、喷涂或网印方式，将一红外光吸收层涂布于一透明基板上。其中该透明基板的材质选自玻璃或塑料。在本发明的一实施例中，所述红外光阻隔元件240由在加热的透明基板上涂布一红外光吸收层的涂料而制成；所述红外光吸收层的材料为一金属氧化物，且金属选自锑、钨、钒、铁、铬、钼、铌、钴、镍、锡或其混合物。此一组合可有效控制太阳光谱的辐射热部分，使得经这些膜涂覆的透明基板将具有大为加强的性质。
需注意地的是，在本发明的又一实施例中，所述红外光阻隔元件由上述的红外光吸收层的材料直接涂布于该折射式聚光镜接收入射光的一表面上。
在本发明的另一实施例中，所述红外光阻隔元件240利用一溶胶-凝胶法制备并披覆于透明基板上。举例来说，所述溶胶-凝胶法系包含下列步骤：
(1)以化学合成的方式将一有机金属化合物与一碳氢化合物送入一反应系统中，所述反应系统的温度在25℃至100℃之间；
(2)形成一溶胶，所述溶胶由所述有机金属化合物与碳氢化合物化合而成；
(3)将一透明基板浸镀于所述溶胶中，形成一第一金属氧化物涂层；
(4)以一第一温度加热所述第一金属氧化物涂层。
在本发明的另一实施例中，所述红外光阻隔元件240为一直接一体成型的红外光吸收玻璃。作为红外光吸收元件220的材料主要由五氧化二磷(P2O5)、碱土金属氧化物（以RO表示）、碱金属氧化物（以R2O表示）、玻璃改质氧化物及光能控制添加剂等成分所组成。
碱土金属氧化物如氧化钙(CaO)、氧化钡(BaO)、氧化镁(MgO)、氧化锶(SrO)，碱金属氧化物如氧化钠(Na2O)、氧化锂(Li2O)、氧化钾(K2O)，玻璃改质氧化物为氧化锌(ZnO)、氧化铅(PbO)或氧化铝(Al2O3)、或同时含有氧化锌、氧化铅及氧化铝，光能控制添加剂为氧化铜(CuO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化锰(MnO2)或氧化锡(SnO)、或同时含有氧化铜(CuO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化锰(MnO2)或氧化锡(SnO)。而各组成成分的摩尔百分率如下：五氧化二磷(P2O5) 40~65%；氧化锌(ZnO) 0~20%；氧化铅(PbO) 0~28%；碱金属氧化物(R2O) 0~20%；碱土金属氧化物(RO) 0.5~10%；氧化铝(Al2O3) 0.5~5%；氧化铜(CuO) 0~5%；氧化铁(Fe2O3) 0~10%；氧化锡(SnO) 0.5~8%；氧化锰(MnO2) 0~2%。制作时，先将原料调配与混合，再将混合均匀的粉末装填于氧化铝或白金坩埚中，置入炉中以1000~1200℃的温度（视玻璃组成而定）恒温持温1~5小时，以使各成分完全熔融并达均质化。然后将熔融的玻璃液倾倒于金属模中成型，经退火后再抛光而得。
其中，氧化锌与氧化铅同时添加可有效地提高玻璃的化学耐久性。氧化铅可降低玻璃的熔制温度及玻璃的转移温度。氧化铝可有效地提高玻璃的化学耐久性，提高玻璃的转移温度，降低玻璃的热膨胀系数，但也会使玻璃的熔制温度升高。此外，玻璃中碱金属氧化物也可降低玻璃的熔制温度，但会使玻璃的化学耐久性变差。需添加氧化铝或以部分碱土金属氧化物取代以改善。氧化铜的加入对于>650 nm的近红外光有很好的吸收效果，对于厚度为2mm的玻璃，1~2 mol%的氧化铜可使玻璃在780 nm的光穿透率降低至5~20 %，氧化铜含量愈高则红外光的吸收效果愈好，但也使玻璃可见光的穿透率下降。氧化锰的加入可提高含铜红外光吸收玻璃的可见光穿透率，并使紫外光吸收边的波长往长波长方向迁移，对紫外光提供较佳的吸收效果。但过量氧化锰(>0.3 mol%)的添加反而会使可见光穿透率下降。氧化铁(Fe2O3)的加入，有提高玻璃的化学耐久性及吸收紫外光的效果，但对于红外光的吸收并不明显，过量氧化铁(>5 mol%)的添加会使可见光穿透率急速下降。在同时含有氧化铁及氧化铜两种光能控制添加剂的玻璃，包括氧化铁将扮演吸收紫外光的角色，而氧化铜则扮演吸收红外光的角色。在仅含有氧化铁一种光能控制添加剂的玻璃，需添加氧化锡(SnO)以调控玻璃中铁离子的价数，使部分Fe3＋转变成Fe2＋以使玻璃能吸收红外光。氧化锡含量不足的玻璃因Fe2＋的量少，对于吸收红外光的效果不佳。
光与物质的作用包含了穿透、吸收与反射。现请参照图3，其显示一种实施例下所述红外光阻隔元件240的光穿透率。通过调整红外光吸收元件220的材料，该红外光吸收元件220在400nm至750nm的光穿透率介于60%~90%之间，且在1100nm至1500nm的光穿透率介于10%~50%之间。该红外光吸收元件在1100nm至1500nm的光吸收率介于50%~90%之间。
已知的聚光型太阳能电池的种类皆使用三五族化合物太阳能电池，并可通过使用透镜将光聚集到狭小的面积上来提高发电效率，因此尚有额外的容置空间可用以配置其它种类的太阳能电池，以提高发电量。而本发明的太阳能电池芯片210选自单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、三五族化合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池、碲化镉(CdTe)太阳能电池或铜铟钾硒(CIGS)太阳能电池。
在本发明的较佳实施例中，所述太阳能电池芯片210选自非晶硅薄膜太阳能电池，其能隙约为1.8eV，可吸收700nm以下的太阳光，而本发明所使用的红外光阻隔元件240对于700nm的太阳光仍有70%以上的穿透率，因此可以有效地减少80%以上的热量产生。在另一较佳的实施例中，太阳能电池芯片210用于染料敏化太阳能电池。
所述电路承载板220设置于该太阳能电池芯片的下方，用以电性连接该太阳能电池芯片。在太阳能电池封装结构中，其散热路径一般有两种途径：一种为太阳能电池直接经封装表面向外散热至外界空气中，另一方面则是由封装结构中的锡球(solder)或导线架将热传递到电路承载板220上，再通过电路承载板220将热传递至外界空气中。
所述折射式聚光镜230设置于太阳能电池芯片210的上方，用以将太阳光聚集于太阳能电池芯片210上。所述红外光阻隔元件240设置于聚光镜230的上方。其中，所述红外光阻隔元件240设置于聚光镜230上方时，其所形成的空间可灌注氮气或抽真空状态，以增加隔热特性。
当本发明在使用时，利用太阳光照射先穿透过红外光阻隔元件240后再照射至折射式聚光镜230外部，入射光线经过折射式聚光镜230进行导光、收光的作用，再直接聚集至太阳能电池芯片210，便可通过太阳能电池芯片210将光能转换成电能后，再输出至电路承载板220上所连结的充电电池组进行充电，或是可直接传输至外部电源供应模组提供电子装置所需的电力，从而实现光能转换成电能的目的。
当太阳光照射穿过红外光阻隔元件240后，可减少红外光波长的能量吸收，经由折射式聚光镜230聚集在太阳能电池芯片210上时，可有效降低红外光辐射所产生的热能，以降低该聚光型太阳能电池模组200的发热量。
请参照图4，其显示为本发明另一实施例的低发热量的聚光型太阳能电池模组300结构示意图。本实施例与第一实施例的差异在于，所述红外光阻隔元件240设置于折射式聚光镜230与太阳能电池芯片210之间。本实施例的优点在于可缩小太阳能电池模组的体积，但仍可有效地过滤入射光的红外光，减少太阳能电池模组温度升高。
在本发明的一实施例中，所述折射式聚光镜230的聚光倍率较佳介于300倍到500倍间。其底部一体成型有呈内凹状的透光部，并在透光部底面中央处由内向外为可依序环状排列形成有呈曲面状、连续段差状、锯齿状等形状，或是所述的曲面状、连续段差状、锯齿状的任意组合排列构成的聚光面，使太阳光不同照射角度的光线经过折射式聚光镜230后折射至太阳能电池芯片210上，同时增进太阳能电池芯片210所受到的日照强度而提升取光率，更能提高太阳能电池芯片210的光电转换效率。
在本发明的实施例中，所述折射式聚光镜230具有可调整折射于太阳能电池芯片210表面的光源焦距大小的功能，光源焦距大小的变化将会影响太阳能电池芯片210表面的温度，并改变太阳能电池芯片210表面的温度，以符合不同种类太阳能电池的操作温度需求。在本发明的较佳实施例中，光源焦距大小可通过调整聚光镜230与太阳能电池芯片210的距离达成。
太阳能电池模组所具的电路承载板220可为大面积设计，并在电路承载板220上设有多个太阳能电池芯片210，且太阳能电池芯片210亦可为单颗封装表面粘着型(SMT)太阳能芯片直接装设于电路承载板220上，或是可将其裸芯片直接粘着、封装于电路承载板220上利用直接封装方式(Chip on Board，COB)结合成为一体，也可采用覆晶式(Flip-Chip)封装方式成型来增加有效的收光面积。
本发明以一简单、迅速的方法制作出于红外光区有低穿透率的红外光阻隔元件，利用该红外光阻隔元件可制作一低发热量的聚光型太阳能电池模组，可有效降低红外光辐射所产生的热能，以降低该聚光型太阳能电池模组的发热量。
综上所述，本发明具有以下功效：
1. 由于可由该红外光阻隔元件降低红外光波段(>1100nm)入射到电池芯片的能量，而短波长部分(<1100nm)则由太阳能电池材料吸收，因此可有效降低整体太阳能电池产生的热量约80%；
2. 本发明直接有效降低入射光所产生的热量，因此不需额外复杂的散热结构；
3.相较于一般的散热方法与结构，该红外光阻隔元件的制作方法简单，成本低廉，可使用浸镀、旋涂、喷涂或网印方式将吸收红外线涂料涂布于玻璃上，使之达到红外光吸收效果；
4. 该太阳能模组的制作成本低廉，因此不仅可应用于三五族高效率太阳电池上，亦可有效地应用于单晶硅、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池上。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围。故举凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效修改或变化等，皆应同理属于本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种低发热量的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述低发热量的聚光型太阳能电池模组包含：
一太阳能电池芯片；
一电路承载板，其设置于所述太阳能电池芯片的下方，用以承载所述太阳能电池芯片；
一折射式聚光镜，其设置于所述太阳能电池芯片的上方，用以将太阳光聚集于所述太阳能电池芯片上；以及
一红外光阻隔元件，其设置于所述折射式聚光镜的上方，所述红外光阻隔元件在400nm至750nm的光穿透率介于60%~90%之间，且在1100nm至1500nm的光穿透率介于10%~50%之间。
2.如权利要求1所述的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述太阳能电池芯片选自单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、三五族化合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池、碲化镉太阳能电池或铜铟钾硒太阳能电池。
3.如权利要求1所述的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述太阳能电池芯片选自硅薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池。
4.如权利要求1所述的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述红外光阻隔元件由一红外光吸收层涂布于一透明基板上所形成，且所述透明基板的材质选自玻璃或塑料。
5.如权利要求4所述的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述红外光吸收层的材料为一金属氧化物，且金属选自锑、钨、钒、铁、铬、钼、铌、钴、镍、锡或其混合物。
6.如权利要求1所述的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述红外光阻隔元件为一直接一体成型的红外光吸收玻璃。
7.如权利要求1所述的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述折射式聚光镜的聚光倍率介于300倍到500倍间。
8.如权利要求1所述的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述太阳能电池芯片直接粘着于电路承载板上。
9.如权利要求1所述的聚光型太阳能电池模组，其特征在于，所述红外光阻隔元件由一红外光吸收材料直接涂布于所述折射式聚光镜接收入射光的一表面上，其中所述红外光吸收材料为一金属氧化物，且金属选自锑、钨、钒、铁、铬、钼、铌、钴、镍、锡或其混合物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101115126 | 2012-04-27 | ||
| TW101115126A TW201344929A (zh) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | 低發熱量之聚光型太陽能電池模組 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103378207A true CN103378207A (zh) | 2013-10-30 |
Family
ID=49463053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210143617XA Pending CN103378207A (zh) | 2012-04-27 | 2012-05-09 | 低发热量的聚光型太阳能电池模组 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103378207A (zh) |
| TW (1) | TW201344929A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105717621A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-06-29 | 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司 | 全方位折射式聚光镜 |
| CN107112332A (zh) * | 2015-01-21 | 2017-08-29 | Jsr株式会社 | 固体摄像装置、红外线吸收性组合物及平坦化膜形成用硬化性组合物 |
| CN113890481A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-04 | 浙江大学 | 一种太阳能双分频光能梯级发电装置和系统 |
| CN115675141A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-02-03 | 贵州电网有限责任公司 | 一种适于台区光伏消纳的充电储能系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2929968Y (zh) * | 2006-02-22 | 2007-08-01 | 孙迎光 | 一种太阳能线聚光光伏发电组件 |
| CN101192632A (zh) * | 2006-12-01 | 2008-06-04 | 中国科学院半导体研究所 | 聚光太阳电池单元 |
| CN101220997A (zh) * | 2007-01-09 | 2008-07-16 | 张明伟 | 光线广角聚焦太阳能发电集热技术 |
| CN201278350Y (zh) * | 2008-07-31 | 2009-07-22 | 杭州永莹光电有限公司 | 高功率聚光型太阳能光伏组件 |
| CN101661968A (zh) * | 2008-08-26 | 2010-03-03 | 先进开发光电股份有限公司 | 太阳能电池及其制造方法 |
-
2012
- 2012-04-27 TW TW101115126A patent/TW201344929A/zh unknown
- 2012-05-09 CN CN201210143617XA patent/CN103378207A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2929968Y (zh) * | 2006-02-22 | 2007-08-01 | 孙迎光 | 一种太阳能线聚光光伏发电组件 |
| CN101192632A (zh) * | 2006-12-01 | 2008-06-04 | 中国科学院半导体研究所 | 聚光太阳电池单元 |
| CN101220997A (zh) * | 2007-01-09 | 2008-07-16 | 张明伟 | 光线广角聚焦太阳能发电集热技术 |
| CN201278350Y (zh) * | 2008-07-31 | 2009-07-22 | 杭州永莹光电有限公司 | 高功率聚光型太阳能光伏组件 |
| CN101661968A (zh) * | 2008-08-26 | 2010-03-03 | 先进开发光电股份有限公司 | 太阳能电池及其制造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107112332A (zh) * | 2015-01-21 | 2017-08-29 | Jsr株式会社 | 固体摄像装置、红外线吸收性组合物及平坦化膜形成用硬化性组合物 |
| CN105717621A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-06-29 | 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司 | 全方位折射式聚光镜 |
| CN113890481A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-04 | 浙江大学 | 一种太阳能双分频光能梯级发电装置和系统 |
| CN113890481B (zh) * | 2021-11-03 | 2024-04-05 | 浙江大学 | 一种太阳能双分频光能梯级发电装置和系统 |
| CN115675141A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-02-03 | 贵州电网有限责任公司 | 一种适于台区光伏消纳的充电储能系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201344929A (zh) | 2013-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101490852B (zh) | 全密封的非平面太阳能电池 | |
| CN202423306U (zh) | 高效能cis/cigs基串联光伏模块的结构 | |
| US8278549B2 (en) | TCO-based hybrid solar photovoltaic energy conversion apparatus | |
| US9583655B2 (en) | Method of making photovoltaic device having high quantum efficiency | |
| US20090165849A1 (en) | Transparent solar cell module | |
| CN101499492B (zh) | 透明型太阳能电池模块 | |
| CN101889350A (zh) | 对能够收集光的元件的改进 | |
| KR101594841B1 (ko) | 태양전지 모듈 및 이의 제조방법 | |
| CN104795460A (zh) | 光伏封装结构及其应用的太阳能组件 | |
| CN103378207A (zh) | 低发热量的聚光型太阳能电池模组 | |
| US20100154881A1 (en) | Transparent solar cell module and method of fabricating the same | |
| US20170194525A1 (en) | High power solar cell module | |
| CN103378206A (zh) | 反射式聚光型太阳能电池模组 | |
| CN102097505A (zh) | 具有发光构件的太阳能电池 | |
| JP2011060857A (ja) | 集光型光発電モジュール及び集光型光発電モジュールの製造方法 | |
| KR20120007385A (ko) | 태양 전지 및 그 제조방법 | |
| CN103262261A (zh) | 热电联供的太阳能系统 | |
| US9059357B2 (en) | Bifacial solar cell | |
| CN209434211U (zh) | 一种双面双玻太阳能组件 | |
| CN207233749U (zh) | 薄膜太阳能电池 | |
| CN101820015A (zh) | 太阳能电池 | |
| KR20110120581A (ko) | 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 | |
| CN206098411U (zh) | 一种染料敏化铜铟镓硒叠层发电玻璃 | |
| KR101685350B1 (ko) | 태양 전지 모듈 | |
| KR20140040348A (ko) | 태양 전지 모듈 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131030 |