CN103633168A - 太阳能电池板及包含有该太阳能电池板的发电系统 - Google Patents

太阳能电池板及包含有该太阳能电池板的发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池板及包含有这种太阳能电池板的发电系统，太阳能电池板的结构包括导电体和由光电转换材料制成的本体，导电体与本体相连接，导电体包括一根主导体和若干根支导体，这些支导体的内端与主导体相连接，外端伸向本体的外缘，主导体和这些支导体连为一体；主导体位于本体宽度方向的中部位置处，这些支导体分列在主导体沿本体宽度方向的相对两侧，主导体的内端位于本体内，外端伸出到本体的外侧。多片太阳能电池板设置固定在由主杆和若干根支杆构成的支撑体上，从而形成了树形的发电系统。本太阳能电池板的光电转换效率高，所形成的发电系统的结构紧凑性好，便于及时导出所产生的电流。

Description

太阳能电池板及包含有该太阳能电池板的发电系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池板以及包含有该太阳能电池板的发电系统。
背景技术
随着人类社会的发展，对能源的需求不断增长。太阳能作为环保的可再生能源之一，近年来越来越受到世界各国的重视和支持，太阳能被看作未来最重要的能源供应方式。太阳能电池光伏发电作为太阳能的主要利用方式，在不久的将来要成为常规化石能源的替代品，因此太阳能电池必须具备低成本高效率的特点。目前主流的太阳能电池是晶体硅太阳电池，采用晶体硅太阳能电池和组件制造的发电系统是主流的光伏发电系统，但是其电池和系统的制造成本较高，光电转换效率较低，因此新型结构的太阳能电池及其发电系统的研究开发显得尤为重要。
目前传统晶体硅太阳能电池的工业化生产制造流程主要分为八大环节：硅片清洗——绒面制备——高温扩散——去除磷硅玻璃——等离子边缘刻蚀或腐蚀背面p-n结——PECVD沉积SiNx：H薄膜——丝网印刷正面、背面电极和背铝——高温共烧结。
中国发明专利申请（201010601224.X）中公开了一种太阳能电池板。所述太阳能电池板包括:多个太阳能电池,各个太阳能电池包括基板和位于所述基板的表面上的电极部；互连器,其用于将所述多个太阳能电池中的至少一个太阳能电池电连接到所述多个太阳能电池中的另一个太阳能电池；以及导电粘合膜,其包括树脂和散布在所述树脂中的多个导电颗粒。所述导电粘合膜位于所述多个太阳能电池中的所述至少一个太阳能电池的所述电极部和所述互连器之间,以将所述多个太阳能电池中的所述至少一个太阳能电池的所述电极部电连接到所述互连器。所述互连器的宽度等于或大于所述导电粘合膜的宽度。
这种太阳能电池板的结构与一般主流的太阳能电池板的结构相类似，这种太阳能电池板在工作时所产生的电流通过背电极被传导出，背电极沿太阳能电池板的宽度方向贯穿连接在太阳能电池板的背面，多块太阳能电池板串联在一起而形成了太阳能电池组。由于太阳能电池板本身具有一定的尺寸，而太阳能电池板表面各处均可实现光电转换，若所产生的电能不能够被及时导引出来，则会影响到太阳能电池板进一步的光电转换，这种单根式的背电极对电流的导出效率相对较低，进而会影响到太阳能电池板光电转换的效率。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题是：提供一种太阳能电池板，该太阳能电池板的光电转换效率相对较高。
本发明需要解决的另一个技术问题是：提供一种光电转换效率相对较高的太阳能电池板发电系统。
为解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种太阳能电池板，包括导电体和由光电转换材料制成的本体，导电体由条状的金属导电材料制成，导电体与本体相连接，用于把光电转换材料所产生的电导出，其特征在于，导电体包括一根主导体和若干根支导体，这些支导体的内端与主导体相连接，外端伸向本体的外缘，支导体位于本体的尺寸范围内，主导体和这些支导体连为一体；本体的长度尺寸大于其宽度尺寸，主导体位于本体宽度方向的中部位置处，这些支导体分列在主导体沿本体宽度方向的相对两侧，主导体的内端位于本体内，外端伸出到本体的外侧。该导电体用于把太阳能电池板光电转换所产生的电流导出，导电体上的支导体用于把太阳能电池板上各处所产生的电流汇聚到主导体上，并通过该主导体被导出。支导体的外端部伸向本体的外缘，并靠近本体的外缘，支导体的外端部与本体的外缘之间的间隔一般为毫米级。这种导电体的结构仿植物叶片的脉络，导电体在进行电流传导时与植物叶片养料的传输相类似。所述的光电转换材料一般是非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒等。
这些支导体的内端与主导体相连接的位置彼此相互错开。它们彼此相互错开，更进一步地提高了电流传导时的效率。
相邻两根支导体之间设有若干连接两者的细金属丝，细金属丝与导电体为同质材料制成，这些细金属丝在支导体的长度方向上间隔布置。这种结构的导电体一般可通过印刷的方式而实现的，这更使得这种导电体与叶片的脉络相类似，太阳能电池板中的这些细金属丝的设置进一步增强了导电体的导电效率。
所述的导电体嵌入在本体内。这一方面便于导电体与本体之间的牢固连接，另一方面也可保证导电体对电流的传导效率。
所述的本体通过把导电体浸泡在液态光电转换材料中或通过在导电体上印刷的方式或通过模具浇铸的方式而成型。本体可通过所述的方式而成型，便于导电体与本体之间结合紧密，而且导电体也能方便制备在本体内，进而保证导电体对电流的传导效率。
所述本体长度方向的两端尖，宽度方向的两侧边缘为弧形走向。本体的这种形状与植物叶片特别是树叶极为相像，这也使得本体很好地适应了导电体的结构，以便使本太阳能电池板更具有仿生学意义。
主导体的内端靠近本体的一尖端，主导体的外端自本体的另一尖端位置处伸出。主导体在本体长度方向上近似贯穿本体，主导体与本体一尖端之间的间隔一般也为毫米级，主导体自本体的另一尖端伸出，使得本太阳能电池板更趋于仿生意义。
还包括基板，本体及导电体设置在基板上。本体一般是直接成型在导电体上，设置有基板一方面方便本体的加工成型，另一方面也方便对本太阳能电池板进行固定。
一种太阳能发电系统，包括如权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于，还包括一根主杆和若干根支杆，主杆和支杆均由导电材料制成，主杆呈立式设置，支杆的内端连接在主杆上，太阳能电池板连接在支杆的外端侧，太阳能电池板上主导体的外端部与支杆电连接。主杆既用于对整个发电系统进行支撑，又用于输出主电流。这种太阳能发电系统整体为立体布置，从而可有效提高对光的利用率，占地面积小。
该发电系统上小下大，这些太阳能电池板彼此紧挨着，太阳能电池板的外表面构成了该发电系统的周面。这种发电系统整体呈树形，从而可提高空间的利用率，便于太阳能电池板对光的有效吸收，而且也适应电流传导顺畅的要求。
本发明的有益效果在于：由于在本体与所述的导电体相连接，所述导电体的结构与植物叶片特别是树叶内部的脉络相仿，而植物叶片的脉络经过长期的进化，在营养物质的传输方面已趋于合理和完善，该导电体的结构也正是模仿了植物叶片的脉络，从而更便于电流的传导。也正由于该导电体能够及时把光电转换材料在进行光电转换时所产生的电导出，以便光电转换材料持续进行光电转换。就微观视角看，太阳能电池板的实际情况是各处的光电转换效率很难做到一致，设置多根的支导体可以及时能够把所产生的电汇聚到主导体上，太阳能电池板即使发生各处光电转换效率不同时，电流也不易在太阳能电池板内长距离横向流动，而能够以尽量短的距离直接被汇聚到主导体上。与现有普通的背电极设置方式相比，这种导电体的设置可以提高太阳能电池板光电转换效率10-15%。
附图说明
图1是本太阳能电池板的结构示意图。
图2是本包含有所述太阳能电池板的发电系统的结构简图。
具体实施方式
见图中，本阳能电池板的结构包括相连接在一起的本体1和导电体，本体1是由光电转换材料制成的，本体1为片状体；导电体是由条状的金属导电材料制成的，该金属导电材料一般是铜或铝。
导电体的结构包括一根主导体4和若干根支导体2，主导体4和支导体2连为一体，它们一般是通过印刷的方式而成形的。其中，支导体2的内端与主导体4相连接，支导体2的外端伸向本体1的外缘，支导体2的外端与本体1的外缘相靠近，它们之间的间隔在毫米级。本体1的长度尺寸大于其宽度尺寸，主导体4位于本体1宽度方向的中部位置处，这些支导体2分列在主导体4在本体1宽度方向的相对两侧。在主导体4一侧的支导体2中，相邻两根支导体2之间设有若干连接两者的细金属丝3，细金属丝3与支导体2和主导体4为同质材料一体成型，这些细金属丝3在支导体2长度方向上间隔布置。这些支导体2在主导体4上的连接位置具有一定的要求，它们的这些连接位置在主导体4的长度方向上彼相互错开。
本体1可通过三种方式而成形：一种是通过把上述的导电体浸入液态的光电转换材料中，然后取出导电体，由于这种导电体为网格状结构，光电转材料成片粘附在导电体上，经固化后而成型本体1；另一种是通过印刷的方式把光电转换材料印刷在导电体上，经固化后而成型本体1；再一种是通过模铸的形式而成型，即是预先把导电体插入到模具的型腔内，然后往该型腔内倒入液态的光电转换材料，最后在该型腔内固化成型本体1。通过这些方式而成型的太阳能电池为膜式太阳能电池，它是相对于晶体硅太阳能电池而言的。
导电体嵌入在本体1内，本体1长度方向的两端为尖端，即本体1的该两端类似于植物叶片的两尖端。而本体1宽度方向的两侧边缘为弧形走向，在外形上，本太阳能电池板5类似于植物叶片的形状。导电体中支导体2以及细金属丝3均位于本体1的尺寸范围内，主导体4的内端位于本体1内并靠近本体1上的一尖端，主导体4的外端自本体1另一尖端处伸出到本体1外侧。
为便于设置本太阳能电池板5，本太阳能电池板5还包括有一片基板，基板的形状与本体1的形状相同，基板位于本体1的背侧。
作为光伏发电系统，本太阳能电池板5一般是多片一起应用。结构包括一根主杆6和若干根支杆7，主杆6和支杆7均是由导电材料制成的，主杆6呈立式设置，这些支杆7设在主杆6的上端侧，支杆7的内端连接在主杆6上，所述的太阳能电池板5设置固定在支杆7的外端侧，太阳能电池板5中的主导体4的外端部与支杆7电连接。在对太阳能电池板进行固定时，可以在主杆6的外端部固定有成片的支撑板，支撑板呈圈状设置，太阳能电池板5可以粘贴在该支撑板的外表面上。
成型后的该发电系统近似呈树形，该发电系统上小下大。在发电系统上的太阳能电池板5的边缘彼此紧挨着，太阳能电池板5的外表面位于发电系统的外侧，这些太阳能电池板5的外表面构成了发电系统的外周面。在发电系统的周向上，这些太阳能电池板5一般是布置在发电系统0到270度周向范围内的朝阳面上，发电系统的阴面不需要布置太阳能电池板5。

Claims (10)

1.一种太阳能电池板，包括导电体和由光电转换材料制成的本体，导电体由条状的金属导电材料制成，导电体与本体相连接，用于把光电转换材料所产生的电导出，其特征在于，导电体包括一根主导体和若干根支导体，这些支导体的内端与主导体相连接，外端伸向本体的外缘，支导体位于本体的尺寸范围内，主导体和这些支导体连为一体；本体的长度尺寸大于其宽度尺寸，主导体位于本体宽度方向的中部位置处，这些支导体分列在主导体沿本体宽度方向的相对两侧，主导体的内端位于本体内，外端伸出到本体的外侧。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于，这些支导体的内端与主导体相连接的位置彼此相互错开。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池板，其特征在于，相邻两根支导体之间设有若干连接两者的细金属丝，细金属丝与导电体为同质材料制成，这些细金属丝在支导体的长度方向上间隔布置。
4.根据权利要求1、2或3所述的太阳能电池板，其特征在于，所述的导电体嵌入在本体内。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池板，其特征在于，所述的本体通过把导电体浸泡在液态光电转换材料中或通过在导电体上印刷的方式或通过模具浇铸的方式而成型。
6.根据权利要求1、2或3所述的太阳能电池板，其特征在于，所述本体长度方向的两端尖，宽度方向的两侧边缘为弧形走向。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池板，其特征在于，主导体的内端靠近本体的一尖端，主导体的外端自本体的另一尖端位置处伸出。
8.根据权利要求1、2或3所述的太阳能电池板，其特征在于，还包括基板，本体及导电体设置在基板上。
9.一种太阳能发电系统，包括如权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于，还包括一根主杆和若干根支杆，主杆和支杆均由导电材料制成，主杆呈立式设置，支杆的内端连接在主杆上，太阳能电池板连接在支杆的外端侧，太阳能电池板上主导体的外端部与支杆电连接。
10.根据权利要求9所述的太阳能发电系统，其特征在于，该发电系统上小下大，这些太阳能电池板彼此紧挨着，太阳能电池板的外表面构成了该发电系统的周面。
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