CN107393981B - 深置背极光伏电池组件、加工方法及光伏系统 - Google Patents

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Abstract

一种深置背极光伏电池组件、加工方法及光伏系统，光伏电池组件包括晶硅基底及设于其上、下表面的扩散层和背电极，晶硅基底下表面设有多个凹槽，背电极上表面设有多个与凹槽位置对应的凸起，多个凹槽与多个凸起插接在一起，凸起由金属电极材料制成；加工步骤为：将晶硅基底下表面加工出多个凹槽；在凹槽面刷制或喷涂金属电极材料，烧结形成多个凸起的背电极；也可以磁控溅射或高温蒸发形成插置于多个凹槽内的带多个凸起的背电极。光伏系统包括光学移相板和深置背极光伏电池组件，光学移相板设于深置背极光伏电池组件斜上方。本发明可将射进来的太阳能充分利用，光转换效率大大提高，光伏电池组件加工方法简单、实用，大大降低了加工制作成本。

Description

深置背极光伏电池组件、加工方法及光伏系统
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种深置背极光伏电池组件、加工方法及光伏系统。
背景技术
目前人类使用的化学能源和核能源不是清洁能源，同时现有可开采能源也已不能维持人类的可持续发展，充分利用太阳能成为一种必然趋势，太阳能源清洁环保。已开发的许多技术都利用了太阳能，目前技术成熟且已用于发电的主要是硅基光伏太阳能组件（下称光伏组件），但是该光伏组件的光电转换效率太低，成本太高，成为光伏能源发展的瓶颈，多方面妨碍了光伏能源的发展。
为了增加该光伏组件的发电量，半个世纪以来人们进行了不懈的努力，进行了无数次偿试，但始终没有实质性进展，转换率总在17%-22%甚至以下。而且该光伏组件的价格很高，现在光伏电的价格在每瓦0.9元以上。提高光伏组件转换效率和降低光伏组件价格是本发明人所要解决的问题。
如图1所示，现有技术中的硅基光伏电池组件包括晶硅基底2’、设置于晶硅基底2’上表面的具有导电性的扩散层1’及设置于晶硅基底2’下表面的具有导电性的背电极3’，太阳光照射在光伏电池组件上，经扩散层1’进入晶硅基底2’后不断反射出的光能才能被利用到，而一般晶硅基底2’的厚度为200微米左右，如果阳光穿透这个厚度的晶硅基底2’会损失很大一部分光能，再不断反射出的使我们能利用的太阳光能量大大减少，这样就使进入光伏电池组件的一大部分太阳光能浪费。
因此如何保证尽量减少进入电池组件的太阳光能，使进入电池组件的太阳光能充分利用是本发明人潜心研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深置背极光伏电池组件、加工方法及光伏系统，其可以将射进来的太阳能充分利用，光转换效率大大提高，而该光伏电池组件的加工方法简单、实用，大大降低了加工制作成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种深置背极光伏电池组件，包括晶硅基底及设于晶硅基底上、下表面具有导电性的扩散层和背电极，其中所述晶硅基底下表面设有多个凹槽，所述背电极上表面设有多个与所述凹槽位置对应的凸起，多个所述凹槽与多个凸起插接固定在一起，所述凸起由金属电极材料制成。
优选地，所述背电极与所述凸起一体形成，所述背电极由金属电极材料制成。
优选地，所述金属电极材料为银粉或铝粉。
优选地，所述晶硅基底上表面与凹槽槽底的距离为8-12微米。
优选地，各所述凹槽与各对应的凸起形状对应。
优选地，所述凸起和凹槽均为柱形，所述凸起和凹槽的横截面为圆形或矩形或多边形。
优选地，所述凸起和凹槽均为水平设置的长条板状，所述凸起和凹槽上表面均为拱形。
一种所述的深置背极光伏电池组件加工方法，其包括如下步骤：
（1）将晶硅基底的下表面加工出多个凹槽；
（2）在步骤（1）得到的晶硅基底的多个凹槽面刷制或喷涂金属电极材料，并通过烧结形成有多个凸起的背电极，或通过磁控溅射或高温蒸发形成插置于多个所述凹槽内的有多个凸起的背电极。
优选地，所述凸起与凹槽为形状对应的柱形，所述凸起与凹槽的横截面为圆形或矩形或多边形，或所述凸起和凹槽均为水平设置的长条板形，所述凸起和凹槽上表面均为拱形。
一种光伏系统，其中包括光学移相板和所述的深置背极光伏电池组件，所述光学移相板设于所述深置背极光伏电池组件的斜上方。
采用上述方案后，本发明深置背极光伏电池组件、加工方法及光伏系统具有以下优益效果：
1、本发明的深置背极光伏电池组件通过在晶硅基底下表面设置多个凹槽，使凹槽槽底接近晶硅基底上表面设置，并将背电极上表面对应多个凹槽的部位延伸多个与凹槽形状对应的凸起，使凸起与凹槽插接在一起，该凸起与背电极由金属电极材料制成，这样使阳光从晶硅基底照射到凸起表面时即反射出去，这样就很轻松的使太阳光在晶硅基底上来回反射，提高了光转换效率，并且通过设置的多个凸起，对晶硅基底起到了支撑作用，提高了整体的强度；
2、本发明深置背极光伏电池组件的加工方法简单、实用，可工业化生产，大大降低了加工制作成本；
3、本发明光伏系统通过将光学移相板与深置背极光伏电池组件结合，这样设置增加了深置背极光伏电池组件的光照面积，因而也就增加了光电转换效率，同时通过光学移相板把另一倍阳光加到深置背极光伏电池组件上，使光伏系统的发电量得到很大增加，而且其成本降低，光伏材料的利用率和光电转换效率得到提高。
附图说明
图1为现有硅基光伏电池组件的结构示意图；
图2为本发明深置背极光伏电池组件实施例一立体结构示意图；
图3为本发明深置背极光伏电池组件实施例一立体分解结构示意图；
图4为本发明深置背极光伏电池组件实施例一主视结构示意图及光路图；
图5为本发明深置背极光伏电池组件实施例二立体分解结构示意图；
图6为本发明光伏系统实施例立体结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图所示实施方式阐述本发明。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示，不具限制性。本发明的范围不受以下实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。
下面结合具体实施例阐述本发明深置背极光伏电池发电系统及其加工方法的结构。
如图2所示本发明深置背极光伏电池组件实施例一立体结构示意图，结合图3、图4所示，包括晶硅基底1、设置于晶硅基底1上表面的具有导电性的扩散层2及设置于晶硅基底1下表面具有导电性的背电极3，晶硅基底1的下表面设有多个凹槽4，该凹槽4可以为柱形、锥形、长条形、圆形等等，凹槽4的横截面为圆形或矩形或多边形，均为本发明保护的范围，本实施例凹槽4的形状选择用圆柱形。晶硅基底1的上表面与凹槽4槽底的距离为8-12微米。背电极3的上表面设有多个与凹槽4位置对应的凸起5，凸起5的形状与凹槽4的形状对应，晶硅基底1与背电极3之间通过多个凹槽4与多个凸起5插接固定在一起，多个凸起5是由金属电极材料制成，该金属电极材料为银粉或铝粉。
当太阳光从晶硅基底1的上表面照射到多个凸起5上时即反射出去，这样就很轻松的使太阳光在晶硅基底1上来回反射，提高了光转换效率，并且通过设置的多个凸起5对晶硅基底1起到了支撑作用，提高了整体的强度。
上述本发明深置背极光伏电池组件中背电极3与多个凸起5可以为一体形成，且均是由金属电极材料制成，该金属电极材料为银粉或铝粉。
本实施例深置背极光伏电池组件的加工方法，包括如下步骤：
（1）将晶硅基底1的下表面加工出多个圆柱形凹槽4，使凹槽4的形状为圆柱形，并且凹槽4的槽底距离晶硅基底1上表面的距离为8-12微米；
（2）在步骤（1）得到的晶硅基底1的多个凹槽4面刷制或喷涂金属电极材料，本实施例采用银粉或铝粉，并通过烧结形成有多个凸起5的背电极3，或通过磁控溅射或高温蒸发形成插置于多个凹槽4内的有多个凸起5的背电极3。
如图5所示本发明深置背极光伏电池组件实施例二立体分解结构示意图，包括晶硅基底1、设置于晶硅基底1上表面的具有导电性的扩散层2及设置于晶硅基底1下表面具有导电性的背电极3，晶硅基底1的下表面设有多个凹槽4，该凹槽4为水平设置的长条板状，该凹槽4的上表面为拱形。晶硅基底1的上表面与凹槽4槽底的距离为8-12微米。背电极3的上表面设有多个与凹槽4位置对应的凸起5，凸起5的形状与凹槽4的形状对应，晶硅基底1与背电极3之间通过多个凹槽4与多个凸起5插接固定在一起，多个凸起5是由金属电极材料制成，该金属电极材料为银粉或铝粉，本实施例背电极3与多个凸起5一体形成。
该实施例加工方法可参考上述实施例一的加工方法，此处不再赘述。
当太阳光从晶硅基底1的上表面照射到由银粉或铝粉制成的凸起5时，即反射出去，这样就很轻松的使太阳光在晶硅基底1上来回反射，提高了光转换效率，并且通过设置的多个凸起5对晶硅基底1起到了支撑作用，提高了整体的强度。
如图6所示本发明光伏系统实施例立体结构示意图，包括光学移相板7和上述任一实施例所述的深置背极光伏电池组件，本实施例采用实施例一所述的深置背极光伏电池组件，该深置背极光伏电池组件包括晶硅基底1、设置于晶硅基底1上表面的具有导电性的扩散层2及设置于晶硅基底1下表面具有导电性的背电极3，晶硅基底1的下表面设有多个凹槽4，该凹槽4可以为柱形、锥形、长条形、圆形等等，凹槽4的横截面为圆形或矩形或多边形，均为本发明保护的范围，本实施例凹槽4的形状选择用圆柱形。晶硅基底1的上表面与凹槽4槽底的距离为8-12微米。背电极3的上表面设有多个与凹槽4位置对应的凸起5，凸起5的形状与凹槽4的形状对应，晶硅基底1与背电极3之间通过多个凹槽4与多个凸起5插接固定在一起，本实施例背电极3与多个凸起5一体形成，且均是由金属电极材料制成，该金属电极材料为银粉或铝粉。光学移相板7设于扩散层2的斜上方。
使用时，由于该光伏系统设有光学移相板7，通过光学移相板7可以将阳光转移至深置背极光伏电池组件上，使深置背极光伏电池组件利用率提高一倍以上。全面降低光伏系统发电成本。
本发明通过在晶硅基底1的下表面设置多个凹槽4，使凹槽4的槽底接近晶硅基底1的上表面设置，并在背电极3的上表面对应多个凹槽4的部位设置多个与凹槽4形状对应的凸起5，使凸起5与凹槽4插接固定在一起，并使凸起5或凸起5与背电极3一体由金属电极材料制成，这样使阳光从晶硅基底1的上表面照射到凸起5表面时即反射出去，这样就很轻松的使太阳光在晶硅基底1上来回反射，提高了光转换效率，并且通过设置的多个凸起5，对晶硅基底1起到了支撑作用，提高了整体的强度；本发明深置背极光伏电池组件的加工方法简单、实用，可工业化生产，大大降低了加工制作成本；本发明光伏系统通过将光学移相板7与深置背极光伏电池组件结合，这样设置增加了深置背极光伏电池组件的光照面积，因而也就增加了光电转换效率，同时通过光学移相板7把另一倍阳光加到深置背极光伏电池组件上，使光伏系统的发电量得到很大增加，而且其成本降低，光伏材料的利用率和光电转换效率得到提高。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的实施例方法、结构，及在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种深置背极光伏电池组件，包括晶硅基底及设于晶硅基底上、下表面具有导电性的扩散层和背电极，其特征在于，所述晶硅基底下表面设有多个凹槽，所述背电极上表面设有多个与所述凹槽位置对应的凸起，多个所述凹槽与多个凸起插接固定在一起，所述凸起由金属电极材料制成。
2.根据权利要求1所述的深置背极光伏电池组件，其特征在于，所述背电极与所述凸起一体形成，所述背电极由金属电极材料制成。
3.根据权利要求2所述的深置背极光伏电池组件，其特征在于，所述金属电极材料为银粉或铝粉。
4.根据权利要求1所述的深置背极光伏电池组件，其特征在于，所述晶硅基底上表面与凹槽槽底的距离为8-12微米。
5.根据权利要求1-4任一项所述的深置背极光伏电池组件，其特征在于，各所述凹槽与各对应的凸起形状对应。
6.根据权利要求5所述的深置背极光伏电池组件，其特征在于，所述凸起和凹槽均为柱形，所述凸起和凹槽的横截面为圆形或矩形或多边形。
7.根据权利要求5所述的深置背极光伏电池组件，其特征在于，所述凸起和凹槽均为水平设置的长条板状，所述凸起和凹槽上表面均为拱形。
8.一种根据权利要求1-7之一所述的深置背极光伏电池组件加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将晶硅基底的下表面加工出多个凹槽；
（2）在步骤（1）得到的晶硅基底的多个凹槽面刷制或喷涂金属电极材料，并通过烧结形成有多个凸起的背电极，或通过磁控溅射或高温蒸发形成插置于多个所述凹槽内的有多个凸起的背电极。
9.根据权利要求8所述的深置背极光伏电池组件加工方法，其特征在于，所述凸起与凹槽为形状对应的柱形，所述凸起与凹槽的横截面为圆形或矩形或多边形，或所述凸起和凹槽均为水平设置的长条板形，所述凸起和凹槽上表面均为拱形。
10.一种光伏系统，其特征在于，包括光学移相板和权利要求1-7任一项所述的深置背极光伏电池组件，所述光学移相板设于所述深置背极光伏电池组件的斜上方。
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