CN201868455U - 一种提高太阳能电池光电转化效率的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用在太阳能发电技术领域的提高太阳能电池光电转化效率的结构，该结构通过光谱分割片对选定的光谱范围来实现最佳的透射和反射，从而实现不同的太阳能电池工作在特定的光谱范围中。本实用新型的结构十分简单，成本较低，便于实现大规模生产，解决了现有技术中存在的利用多结太阳能电池提高光电转换效率带来的成本高、晶格和电流不易匹配、且不可实现不同材料太阳能电池的任意组合的问题。

Description

一种提高太阳能电池光电转化效率的结构

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种提高太阳能电池光电转化效率的结构。

背景技术

太阳能光伏技术经过近几十年的发展，已经在新能源领域确立了其重要地位。大力发展太阳能光伏发电已成为人类解决未来能源问题的重要途径。在产业界，当前太阳能技术的重点仍是硅太阳能电池，包括多晶硅和非晶硅薄膜电池等。由于多晶硅和非晶硅薄膜电池具有相对较高的转换效率和相对较低的成本，逐渐成为市场的主导产品。而其它种类的薄膜电池由于技术不是很成熟，似乎很难在短期内替代硅系太阳能电池。目前的硅系太阳能电池最高转换效率只有20％左右，要想再进一步提高已经非常困难。众所周知，提高转换效率和降低成本是太阳能光伏技术中的根本因素。开展高效太阳能电池技术研究，开发新的电池材料、电池结构，也一直是该领域的热点。在这其中，高效多结太阳能电池技术的研究尤为引人注目。

一般所说的高效多结太阳能电池是指针对太阳光谱，在不同的波段选取不同带宽的半导体材料做成多个太阳能子电池，最后将这些子电池串联形成多结太阳能电池。如专利号为200810207925的发明专利《高效多结太阳能电池的制造方法》所公开的多结太阳能电池。目前研究较多的III-V族材料体系，如InGaP/GaAs/Ge三结电池，所报道的转换效率可达42.8％左右。多结太阳能电池经过近十几年的发展，其在太空领域已经被广泛应用，效率纪录也不断被刷新。但是，多结太阳能电池目前必需采用外延生长技术制备，并要求高倍聚光以达到较高的太阳能电池转化效率。由于成本等原因，很难得以大规模地面推广。因此迫切需要发展一种具大规模生产潜力的技术来实现高光电转化效率和低成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低廉的提高太阳能电池光电转化效率的结构。

为了实现上述目的本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的提高太阳能电池光电转化效率的结构，包括设在在太阳光的入射方向的第一层光谱分割片，第一层光谱分割片的太阳光透射方向设有高能隙太阳能电池，第一层光谱分割片的太阳光反射方向设有第二层光谱分割片，第二层光谱分割片的太阳光透射方向设有中能隙太阳能电池，第二层光谱分割片的太阳光反射方向设有窄能隙太阳能电池。

优选的，所述第一层光谱分割片为透射紫外光波段光子的反射片或滤光片；第二层光谱分割片为透射可见光波段光子的反射片或滤光片。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的提高太阳能电池光电转化效率的结构通过光谱分割片对选定的光谱范围来实现最佳的透射和反射，从而实现不同的太阳能电池工作在特定的光谱范围中。本实用新型可避免多结太阳能电池中的晶格和电流匹配问题，且可实现不同材料太阳能电池的任意组合。使用本实用新型的技术方案，可以实现太阳能电池39％的高光电转化效率。且本实用新型的结构十分简单，成本较低，便于实现大规模生产。

附图说明

图1为本实用新型的提高太阳能电池光电转化效率的结构的示意图；

图2为本实用新型的结构在太阳能电池中应用的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进一步进行说明。

参见附图1，本实用新型的提高太阳能电池光电转化效率的结构包括设在在太阳光的入射方向的第一层光谱分割片1，第一层光谱分割片1的太阳光透射方向设有高能隙太阳能电池2，第一层光谱分割片1的太阳光反射方向设有第二层光谱分割片3，第二层光谱分割片3的太阳光透射方向设有中能隙太阳能电池4，第二层光谱分割片3的太阳光反射方向设有窄能隙太阳能电池5。高能隙太阳能电池2，中能隙太阳能电池4和窄能隙太阳能电池5即分别由高能隙、中能隙和窄能隙材料制成的太阳能电池。

第一层光谱分割片1为透射紫外光波段光子的反射片或滤光片；第二层光谱分割片3为透射可见光波段光子的反射片或滤光片。

工作过程：太阳光的路径由图1中的箭头所示，太阳光A、B和C分别代表紫外光、可见光和近红外光三个波段太阳光。太阳光首先通过第一层光谱分割片1，此时紫外波段的光子透过第一层光谱分割片1后被高能隙太阳能电池2吸收并转化为电能；其余被反射光子继续进入第二层光谱分割片3，可见光波段的光子被第二层光谱分割片3选择透过，并被设在第二层光谱分割片3后的中能隙太阳能电池4吸收转化为电能；最后剩下近红外光波段的光子被第二层光谱分割片3反射到窄能隙太阳能电池5上进行吸收转化为电能。使用时，可将如图1所示的结构进行多块并列排布，形成整片的太阳能电池，结构如图2所示。

Claims (2)

1.提高太阳能电池光电转化效率的结构，其特征在于：它包括设在太阳光的入射方向的第一层光谱分割片(1)，所述的第一层光谱分割片(1)的太阳光透射方向设有高能隙太阳能电池(2)，所述第一层光谱分割片(1)的太阳光反射方向设有第二层光谱分割片(3)，所述的第二层光谱分割片(3)的太阳光透射方向设有中能隙太阳能电池(4)，所述的第二层光谱分割片(3)的太阳光反射方向设有窄能隙太阳能电池(5)。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述第一层光谱分割片(1)为透射紫外光波段光子的反射片或滤光片；所述的第二层光谱分割片(3)为透射可见光波段光子的反射片或滤光片。

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