CN207637811U - 平流层飞艇用的太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种平流层飞艇用的太阳能电池，包括基垫以及贴合在所述基垫的上表面上的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块构造为由多个电池板组成的金字塔状阵列结构，能够提供多个不同角度的光线入射平面，所述电池板的形状为三角形，所述太阳能电池为柔性薄膜太阳能电池。本实用新型采用多平面组合搭建的方式，将电池板搭建成金字塔状，使光线以一定角度范围斜射入电池表面时，反射光在电池表面多次再反射，降低光线反射带来的能量损耗，提高光线吸收的全方位性，提高光电转换效率，同时电池板的放置位置也较为灵活。

Description

平流层飞艇用的太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池应用技术领域，特别是涉及一种平流层飞艇用太阳能电池。

背景技术

太阳能作为飞艇能量来源主要应用于平流层飞艇。目前，平流层飞艇的柔性薄膜太阳能电池模块是以薄膜电池在模块平面结构上平铺集成而来，由于早晚时段光线仰角较小，反射率高，硅片能捕获并转化的光能量十分有限，相应的电功率的输出会有明显下降，然而太阳能电池板维持一定时间段较稳定功率输出对于飞艇白天正常巡航的同时进行夜间续航所需的后备能源存储起着关键性作用。

为维持较稳定功率，降低反射率，提高光电转化效率，主要考虑以下两方面，一方面动态调整太阳能电池阵列平面，使得入射光始终尽可能的接近直射状态，将光线反射率降低；另一方面是在薄膜电池表面做化学腐蚀处理，形成绒面，使得反射光在电池表面多次再反射，在传播的过程中不断削弱反射光的能量，降低光线反射带来的能量损耗。

太阳能硅片表面绒面的光陷阱可以使光在其中经历多次反射，从而尽量减少光的反射损耗，但其化学工艺非常复杂，成本高，并且很难保证绒面的一致性、均匀性及反应的可重复性，可控性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决上述缺陷与不足之一，该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供了一种平流层飞艇用的太阳能电池，包括基垫以及贴合在所述基垫的上表面上的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块构造为由多个电池板组成的金字塔状阵列结构，能够提供多个不同角度的光线入射平面，所述电池板的形状为三角形，所述太阳能电池为柔性薄膜太阳能电池。

优选地，所述太阳能电池模块为一整体并通过层压成形压印成所述金字塔状阵列结构。

优选地，所述太阳能电池模块的形状与所述基垫的上表面的形状相同。

优选地，所述金字塔状阵列结构紧密排列或间隔排列。

优选地，所述间隔排列的金字塔状阵列结构之间设有平铺的电池板。

优选地，所述太阳能电池为非晶硅电池、CIGS电池、有机太阳能电池、碲化镉电池或砷化镓电池。

本实用新型的优点如下：

(1)本实用新型采用多平面组合搭建的方式，将电池板搭建成金字塔状，使光线以一定角度范围斜射入电池表面时，反射光在电池表面多次再反射，传播的过程中不断削弱反射光的能量，降低光线反射带来的能量损耗，提高光电转换效率。

(2)本实用新型提供多个不同角度的直射平面，一定程度上实现对太阳光照的自动跟踪，均衡白天不同时段的光能利用率，使太阳能电池阵最大功率输出曲线整体上趋于平缓。

(3)本实用新型的金字塔状结构可以使光线从四周不同角度入射，提高光线吸收的全方位性，同时电池板的放置方位也较为灵活。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例提供的平流层飞艇用的太阳能电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的平流层飞艇用的太阳能电池的光线原理图；

图3为本实用新型实施例提供的平流层飞艇用的太阳能电池的光线原理图；

图4为本实用新型实施例提供的另一平流层飞艇用的太阳能电池的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一平流层飞艇用的太阳能电池的光线原理图；

100-太阳能电池

1-太阳能电池模块 2-基垫

11-电池板

100’-太阳能电池

1’-太阳能电池模块 2’-基垫

11’-电池板 12’-电池板

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1至图3示出了根据本实用新型的实施方式提供的平流层飞艇用的太阳能电池100的示意图。太阳能电池100采用柔性薄膜电池，如图1所示，包括基垫2以及贴合在基垫2的上表面的太阳能电池模块1，太阳能电池模块1构造为由多个电池板11组成的金字塔状阵列结构，能够提供多个不同角度的光线入射平面，电池板11的形状为三角形。

基垫2设置成与太阳能电池模块1相匹配的结构体，至少上表面的形状相匹配，将太阳能电池模块1与基垫2的上表面贴合后构成太阳能电池100。

太阳能电池100的材质为非晶硅电池、CIGS电池、有机太阳能电池、碲化镉电池或砷化镓电池。

具体实施中，先将基垫2制成至少上表面形状与太阳能电池模块1相匹配的结构体，将太阳能电池模块1制成与基垫2棱面尺寸一致的小型电池板11，将各电池板11搭建成金字塔状结构，并确定其电压范围，贴装至基垫2的对应区域，然后根据需求的电压，设计相应的单元串并联结构，最终集成为与设计相符的柔性薄膜太阳能电池100。由于图1中的金字塔状结构紧密排列，基垫2上表面的形状与太阳能电池模块1相同，图中未示出。

另外，金字塔状阵列结构尺寸可根据需要设定，本实施例中，设为相同的正金字塔状阵列结构，结构简单，操作方便，通用性强。

如图2和3所示，利用光学反射原理，在光线的反射路径上设置多个倾斜平面，即将电池板11搭建成金字塔状的太阳能电池模块1，能够达到反射光线再利用的目的，同时这些倾斜平面也能呈现特定仰角光线的直射效果，一定程度上实现对太阳光照的自动跟踪，均衡白天不同时段的光能利用率，使太阳能电池维持较稳定的功率输出。

金字塔状的立体结构可以使光线从四周不同角度入射，有效提高电池在不同入射角度下的光吸收，提高光线吸收的全方位性。具体实测中，在不同入射角度下，太阳能电池的光电转换效率能够提高5-20％。

金字塔状的太阳能电池模块1的放置方位也较为灵活，可以有序排列也可随机排列，可以紧凑排列也可间隔排列。

图4和图5示出了根据本实用新型的实施方式提供的间隔排列的平流层飞艇用的太阳能电池100’的示意图。如图4所示，将由电池板11’搭建的金字塔状的太阳能电池模块1’间隔排列时，在基垫2’上相邻的两个金字塔状结构之间平铺贴装有电池板12’，保留一定的垂直平面，保证在高辐照强度时对太阳能的充分利用。

不同于常规太阳能电池的单一平面铺设，本实施方式中既有倾斜的电池板11’又有平铺的电池板12’，不仅整体上提高光能利用率，也明显增大了整体的柔性薄膜电池贴装面积，增大了电池板的散热面，削弱电池板温升对其性能的影响。

另外，太阳能电池模块1也可以整体贴装在基垫2的上表面，先将基垫2的上表面设置成金字塔状，然后通过层压成形将一整块电池板11压印成立体状阵列结构。

具体实施中，可以使用胶粘的方式固定太阳能电池100，沿太阳能电池100的边缘涂抹固定胶，将其粘装于艇体上。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种平流层飞艇用的太阳能电池，其特征在于，包括基垫以及贴合在所述基垫的上表面上的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块构造为由多个电池板组成的金字塔状阵列结构，能够提供多个不同角度的光线入射平面，所述电池板的形状为三角形，所述太阳能电池为柔性薄膜太阳能电池，所述太阳能电池模块为一整体并通过层压成形压印成所述金字塔状阵列结构，所述太阳能电池模块的形状与所述基垫的上表面的形状相同，所述金字塔状阵列结构紧密排列或间隔排列。

2.根据权利要求1所述的平流层飞艇用的太阳能电池，其特征在于，所述间隔排列的金字塔状阵列结构之间设有平铺的电池板。

3.根据权利要求1所述的平流层飞艇用的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池为非晶硅电池、CIGS电池、有机太阳能电池、碲化镉电池或砷化镓电池。