TWI469370B - 太陽能電池組 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種太陽能電池組。
太陽能電池係利用半導體材料的光生伏特原理製成的。根據半導體光電轉換材料種類不同，太陽能電池可分為矽基太陽能電池(請參見太陽能電池及多晶矽的生產，材料與冶金學報，張明傑等，vol6，p33-38(2007))、砷化鎵太陽能電池、有機薄膜太陽能電池等。
目前，太陽能電池以矽基太陽能電池為主。先前技術中的矽基太陽能電池包括：一背電極、一P型矽層、一N型矽層及一上電極。所述背電極設置於所述P型矽層的一表面。所述N型矽層形成於所述P型矽層的另一表面，作為光電轉換的材料。所述上電極設置於所述N型矽層的表面。所述太陽能電池中P型矽層及N型矽層形成P-N結區。當該太陽能電池在工作時，光從上電極一側直接入射，並經過所述上電極及所述N型矽層到達所述P-N結區，所述P-N結區在光子激發下產生複數電子-空穴對(載流子)，所述電子-空穴對在靜電勢能作用下分離並分別向所述背電極及上電極移動。如果在所述太陽能電池的背電極與上電極連接外電路中的負載。
然而，上述結構中所述光子需要通過所述上電極和所述N型矽層
之後才到達所述P-N結區，使得一部分入射光線被所述上電極和N型矽層吸收，使所述P-N結區對光的吸收率較低，進而減少了P-N結區激發出的載流子的量，降低了太陽能電池的光電轉換效率。
有鑒於此，提供一種承載性能良好的太陽能電池組實為必要。
一種太陽能電池組，其包括：複數電池單元，每一電池單元均包括依次並排且接觸設置的一第一電極層、一P型矽層、一N型矽層及一第二電極層，該P型矽層與該N型矽層接觸並形成一P-N結區，所述複數電池單元相互電連接，每一電池單元具有一表面平行於該直線，該表面為該太陽能電池組的每一電池單元的直接接受外界光線入射的受光端面；一絕緣基座，該絕緣基座的一表面上設置有複數間隔設置的凹槽，所述凹槽為由絕緣基座的表面向絕緣基座的內部凹陷形成的一空間，所述複數凹槽中的每一凹槽內設置有至少一電池單元，所述電池單元與所述凹槽之間設置有一反射元件。
相較於先前技術，本發明提供的太陽能電池基座具有以下有益效果：(1)所述太陽能電池組10工作時，光可直接入射至所述受光端面，由於該受光端面沒有被電極覆蓋，使得光子不必先經過電極、N型矽層後才到達P-N結區，從而減少了電極及N型矽層對光的吸收，提高了P-N結區的光吸收率，相應地，使得P-N結區可激發出更多的電子-空穴對，提高了整個太陽能電池組10的光電轉換效率；(2)複數電池單元120設置在絕緣基座110的凹槽112中並通過絕緣基座110承載，無須通過黏結劑直接黏結在一起，因此，複數電池單元120之間結合牢固，絕緣基座110可承載的電
池單元120的數量不限；以及(3)所述電池單元的與所述凹槽相對的表面上形成有反射層，反射層可將由P-N結區出射的光反射回P-N結區，從而提高太陽能電池組的光電轉換效率。
10‧‧‧太陽能電池組
100‧‧‧太陽能電池基座
110‧‧‧基座
112‧‧‧凹槽
120‧‧‧電池單元
121‧‧‧第三表面
122‧‧‧第一電極層
123‧‧‧第四表面
124‧‧‧P型矽層
125‧‧‧第五表面
126‧‧‧N型矽層
128‧‧‧第二電極層
129‧‧‧第六表面
130‧‧‧導電條
140‧‧‧第一黏結劑
144‧‧‧第二黏結劑
150‧‧‧反射元件
160‧‧‧透明絕緣層
170‧‧‧減反射層
1121‧‧‧第一側壁
1122‧‧‧第二側壁
1123‧‧‧第三側壁
1124‧‧‧第四側壁
1222‧‧‧第一表面
1242‧‧‧第七表面
1244‧‧‧第八表面
1262‧‧‧第九表面
1264‧‧‧第十表面
1282‧‧‧第二表面
圖1為本發明第一實施例提供的太陽能電池組的結構示意圖。
圖2為本發明第一實施例提供的太陽能電池組的沿圖1中的A-A方向的剖面圖。
圖3為本發明第一實施例提供的太陽能電池組的中的單個凹槽及設置於凹槽中的電池單元的俯視圖。
圖4為本發明第一實施例提供的太陽能電池組中的單個電池單元的主視圖。
圖5為本發明第一實施例提供的太陽能電池組的俯視圖。
圖6為本發明第二實施例提供的太陽能電池組的結構示意圖。
圖7為本發明第三實施例提供的太陽能電池組的結構示意圖。
圖8為本發明第四實施例提供的太陽能電池組的結構示意圖。
圖9為本發明第五實施例提供的太陽能電池組的結構示意圖。
圖10為本發明第六實施例提供的太陽能電池基座的結構示意圖。
圖11為本發明第六實施例提供的太陽能電池基座的沿圖10中的XI-XI方向的剖面圖。
圖12為本發明第六實施例提供的太陽能電池基座中的單個凹槽及設置於凹槽中的電池單元的俯視圖。
下面將結合附圖及具體實施例對本發明的太陽能電池組以及太陽能電池基座作進一步的詳細說明。
請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種太陽能電池組10，包括一絕緣基座110及複數電池單元120。該絕緣基座110的一表面上設置有複數間隔設置的凹槽112。所述複數電池單元120中的每一電池單元120對應設置於所述絕緣基座110的一凹槽112內。每一電池單元120均包括依次並排且接觸設置的一第一電極層122、一P型矽層124、一N型矽層126及一第二電極層128。該P型矽層124與該N型矽層126接觸並形成一P-N結區。每一電池單元120的上述各層沿一直線連續設置成一並排構成。每一電池單元120具有一表面平行於該直線，該表面為該太陽能電池組10中每一電池單元120的直接接受光線入射的受光端面。
請參閱圖3，所述電池單元120的形狀與所述凹槽112的形狀相對應。所述每一電池單元120的尺寸與其對應的絕緣基座110的每一凹槽112的尺寸相匹配。所謂“尺寸相匹配”係指所述電池單元120放入所述凹槽112內時，所述凹槽112剛剛能容納所述電池單元120或稍許有餘。故，所述電池單元120的尺寸應等於或略小於所述之凹槽112的尺寸。當所述電池單元120的尺寸等於其所對應的凹槽112的尺寸時，所述電池單元120可直接通過電池單元120與凹槽112之間的摩擦力而嵌入凹槽112中，無須黏結劑或其他方法即可實現電池單元120與凹槽112之間的牢固結合。若所述電池單元120的尺寸略小於其所對應的凹槽112的尺寸時，此時可通過向電池單元120與凹槽112之間的縫隙中填充黏結劑的方式實現電
池單元120與凹槽112之間的牢固結合，或可容納如反射元件等的其他薄層元件。
本實施例中，所述電池單元120為一長方體。因此，所述電池單元120具有六個表面，分別為第一至第六表面。第一表面1222為第一電極層122的遠離P型矽層124的表面。第二表面1282為第二電極層128遠離N型矽層126的表面。第一表面1222及第二表面1282相對設置。第三表面121及第四表面123為相對的二表面。第五表面125及第六表面129為相對的二表面。其中第三表面121、第四表面123、第五表面125及第六表面129均包括第一電極層122、P型矽層124、N型矽層126及第二電極層128的部份表面。第六表面129為電池單元120的受光端面。第五表面125與凹槽112的底面(圖未示)接觸。所述電池單元120的厚度即為電池單元120的第五表面125及第六表面129之間的距離。該太陽能電池組10的厚度不限，可根據從所述受光端面入射的光在所述P型矽層124及N型矽層126中的透過率而設定。優選為，該厚度為使光透過率為零時的厚度，從而可使整個太陽能電池組10有效利用所吸收的光。本實施例中，該太陽能電池組10的厚度為50微米至300微米。
請參閱圖4，該P型矽層124具有相對的一第七表面1242及一第八表面1244，該N型矽層126具有相對的一第九表面1262及一第十表面1264。該第一電極層122設置在該P型矽層124的第七表面1242，並與該P型矽層124電接觸，該第二電極層128設置在該N型矽層126的第十表面1264，並與該N型矽層126電接觸。該P型矽層124的第八表面1244與該N型矽層126的第九表面1262接觸並形成一P-N結區。
所述P型矽層124具有一與該第七表面1242及第八表面1244相連的第一側面(圖未標)，所述N型矽層126具有一與該第九表面1262及第十表面1264相連的第二側面(圖未標)，所述第一側面及第二側面共同構成所述受光端面。由於所述P-N結區形成於所述P型矽層124及N型矽層126的接觸面附近，因此，所述P-N結區通過所述受光端面同時暴露出P型矽層124及N型矽層126。
所述P型矽層124為一層狀結構，該P型矽層124的材料可係單晶矽或多晶矽。所述P型矽層124沿第七表面1242到第八表面1244方向的厚度為200微米至300微米。所述第一側面與第七表面1242及第八表面1244之間的夾角可大於0度且小於180度，優選為，該夾角為90度。本實施例中，所述第一側面與第七表面1242及第八表面1244垂直，所述P型矽層124為一厚度為200微米的P型單晶矽片。
所述N型矽層126形成於所述P型矽層124的第八表面1244，該N型矽層126為一層狀結構。該N型矽層126可通過向一矽片注入過量的如磷或者砷等N型摻雜材料製備而成。所述N型矽層126沿第九表面1262到第十表面1264方向上的厚度為10奈米至1微米。所述第二側面與第七表面1242及第八表面1244之間的夾角可大於0度且小於180度。優選為，該夾角為90度。本實施例中，所述第二側面與第九表面1262及第十表面1264垂直，所述N型矽層126的厚度為50奈米。
為了提高太陽能電池組10的光電轉換效率，可於電池單元120與凹槽112之間設置一反射元件150。該反射元件150的設置位置不限，所述反射元件150可直接設置在第三表面121及/或第四表面123，也可與第三表面121及/或第四表面123間隔設置。只需保證
其可反射由P-N結區出射的光，且第一電極層122及第二電極層128不會被反射元件150短路即可。反射元件150可為一反射層。所述反射層由一連續的具有面狀結構的金屬材料層構成。該金屬材料可為鋁、金、銅及銀中的一種或上述任意組合的合金。該反射層的厚度不限，以盡可能多的反射由P-N結區出射的光為優。優選地，該反射層的厚度大於20微米。進一步地，所述反射層的遠離電池單元120的表面上設置有微結構。所述微結構為凹槽或凸起。所述微結構的形狀為V形、圓柱形、半圓球形、金字塔形及削去尖端部份的金字塔形中的一種或幾種。所述微結構均勻分佈。進一步地一反射材料設置於所述微結構表面。所述反射材料為鋁、金、銅及銀中的一種或上述任意組合的合金。所述反射材料可通過真空蒸鍍或磁控濺射等方法形成於所述微結構表面。
所述電池單元120的第三表面121及/或第四表面123與凹槽112之間分別形成有一反射元件150。所述該反射元件150可使由P型矽層124及N型矽層126出射的光線重新被反射回P-N結區，被P-N結區吸收，進而提高太陽能電池組10的光電轉換效率。反射元件150可為一反射層。所述反射層與所述第三表面121及/或第四表面123相互接觸設置且與所述第一收集電極16及第二收集電極18電絕緣。本實施例中該反射層的厚度為20微米。
由於反射層的材料可為銀或鋁等導電的金屬材料，因此，為了避免第一電極層122及第二電極層128之間短路，所述反射層可僅覆蓋所述第三表面121中的P型矽層124及N型矽層126的表面從而使反射層與第一電極層122及第二電極層128之間絕緣。可選擇地，為了避免第一電極層122及第二電極層128之間短路，一透明絕緣
層160應當設置於所述反射層及所述電池單元120的第三表面121之間。可以理解地，反射層可設置於所述電池單元120的第四表面123。若，所述反射層覆蓋第四表面123的全部表面，一透明絕緣層160應當設置於所述反射層及所述電池單元120的第四表面123之間。述反射元件150可為複數設置於所述第三表面121及/或第四表面123的微結構。該微結構在所述第三表面121及/或第四表面123均勻分佈。
所述絕緣基座110用於承載所述複數電池單元120。所述絕緣基座110為一絕緣基座以避免所述電池單元120中的第一電極層122及第二電極層128被短路。所述絕緣基座110的材料還應具備一定的支撐能力可承載所述複數電池單元120。所述絕緣基座110的材料可為不透明的材料，例如，金屬或絕緣橡膠。優選地，所述絕緣基座110的材料也可為透明材料，如玻璃、石英、金剛石或塑膠等硬性材料或柔性材料。本實施例中，所述絕緣基座110為三乙酸纖維素(cellulose triacetate,CTA)。三乙酸纖維素具有良好的電絕緣性及透明度高的優點。
所述絕緣基座110的所述複數凹槽112的作用為收容所述複數電池單元120。所述複數電池單元120設置於所述複數凹槽112的內部，且牢固固定於所述複數凹槽112之內。所述複數凹槽112中的每一凹槽112的內部均設置有一電池單元120，即所述複數凹槽112與所述複數電池單元120為一一對應。所述複數凹槽112形狀不限，優選地，所述凹槽112的形狀與所述電池單元120的形狀一致，如此所述電池單元120可較好地將所述電池單元120固定於凹槽112的內部。本實施例中，所述凹槽112的橫截面形狀為矩形，所
述凹槽112所形成的內部空間的形狀為一長方體。
所述每一凹槽112具有相對的一第一側壁1121及一第二側壁1122，相對的一第三側壁1123及一第四側壁1124，及一底面(圖未示)。所述凹槽112的四個側壁與所述底面連接。所述電池單元120設置於所述凹槽112的內部之後，應保證所述電池單元120的第五表面125與凹槽112的底面連接。
進一步地，所述設置於所述絕緣基座凹槽內的所述電池單元120可突出於所述絕緣基座，即所述凹槽112的深度小於電池單元120的厚度。所述凹槽112的深度為凹槽112的底面與所述絕緣基座110的所述形成有凹槽112的表面的距離。如此可保證電池單元120的受光端面不會被凹槽的側壁遮擋，影響受光端面接受太陽光的照射。可以理解地，所述電池單元120的厚度也可等於凹槽112的深度。
所述電池單元120的第一表面1222及第一側壁1121可直接接觸設置或通過第一黏結劑140黏結。所述電池單元120中的第二表面1282與第二側壁1122可直接接觸設置或通過第一黏結劑140黏結。所述第一黏結劑140的材料不限，只需要保證可將第一表面1222及第一側壁1121牢固連接及第二表面1282與第二側壁1122牢固連接即可。優選地，所述第一黏結劑140為一導電黏結劑等。該導電黏結劑可選用導電的環氧樹脂、導電漆、導電高分子材料形成的黏結劑等。本實施例中，所述第一黏結劑140為環氧樹脂。
所述凹槽112的第三側壁1123可與電池單元120的第三表面121連接。所述凹槽112的第三側壁1123可與電池單元120的第三表面
121可直接接觸而連接也可通過第二黏結劑144黏結而連接。進一步，請參閱圖3電池單元120的第三表面121與凹槽112之間設置有一反射元件150，則所述反射元件150設置於所述第三表面121與第三側壁1123之間。如此，所述凹槽112的第三側壁1123可與所述反射元件150連接。進一步地，所述凹槽112的第三側壁1123與第三表面121之間可直接接觸而連接也通過第二黏結劑144黏結在一起。所述第二黏結劑144的材料不限，只需要保證黏結牢固即可。所述第二黏結劑144可為導電黏結劑或不導電黏結劑。本實施例中，所述第二黏結劑144為一環氧樹脂。
當所述第一黏結劑140及第二黏結劑144均為導電黏結劑時，應保證第一黏結劑140及第二黏結劑144之間絕緣設置以避免第一電極層122及第二電極層128被短路。當所述第一黏結劑140及第二黏結劑144均為不導電黏結劑時，所述第一黏結劑140及第二黏結劑144可完全覆蓋凹槽112的四個側壁1121、1122、1123及1124的全部表面。進一步地，所述第一黏結劑140及第二黏結劑144的厚度較薄，應保證凹槽112內的大部份空間被電池單元120所佔據。如此，可實現電池單元120的受光端面的面積較大，從而可提高電池單元120的光電轉換效率。
所述凹槽112的底面與所述電池單元120的第五表面125之間可形成有一反射元件150。所述反射元件150與所述凹槽112的底面為可直接接觸也可通過第二黏結劑144黏結在一起。所述反射元件150僅覆蓋所述第五表面125中的P型矽層124及N型矽層126的表面。若所述反射元件150覆蓋第五表面125的全部表面，則為了避免第一電極層122及第二電極層128之間短路，一透明絕緣層(圖未
示)應當設置於所述反射層及所述電池單元120的第五表面125之間。
所述絕緣基座110的設置有凹槽112的表面可設置有複數導電條130。所述複數間隔設置的電池單元120通過所述複數導電條130電連接。所述導電條130的材料不限，只需其可牢固黏附在絕緣基座110的表面並具有導電性即可。本實施例中，所述導電條130為環氧樹脂。
所述導電條130的一端與一電池單元120中的一第一電極層122或第二電極層128電連接，另一端與另一電池單元120中的一第一電極層122或第二電極層128電連接。所述導電條130與所述第一電極層122或第二電極層128可直接接觸從而實現電連接。當所述第一黏結劑140為導電黏結劑時，所述導電條130可與所述第一黏結劑140接觸從而實現與第一電極層122及第二電極層128電連接。當所述第一黏結劑140為不導電黏結劑時，所述導電條130應與第一電極層122或第二電極層128直接接觸從而實現電連接。
請參閱圖2，當所述複數導電條130中每一導電條的一端均與一電池單元120中的第一電極層122接觸，另一端均與相鄰的另一電池單元中的第二電極層128接觸時，可實現複數電池單元120的串連連接。請參閱圖5，當所述複數導電條130中每一導電條的一端均與一電池單元120中的第一電極層122接觸，另一端與相鄰的另一電池單元120中的第二電極層128時，可實現複數電池單元120的並連連接。
可以理解地，所述電池單元120的受光端面的表面可形成有一減反射層170。該減反射層170可使光線入射並減少光的反射，且對
光的吸收較少，該減反射層170的材料為氮化矽(Si3N4)或二氧化矽(SiO2)等。該減反射層170的厚度可小於150奈米，本實施例中，該減反射層170為900埃(Å)的氮化矽層。
在每一電池單元120中，所述相互接觸的P型矽層124的第八表面1244及N型矽層126的第九表面1262附近形成所述P-N結區。在該P-N結區中，N型矽層126中的多餘電子趨向P型矽層124，並形成一由N型矽層126指向P型矽層124的內電場。當所述P-N結區在光的激發下產生複數電子-空穴對時，所述複數電子-空穴對在內電場作用下分離，N型矽層126中的電子向所述第二電極層128移動，P型矽層中的空穴向所述第一電極層122移動，然後分別被所述第一電極層122及第二電極層128收集，形成電流，從而實現所述電池單元120中光能到電能的轉換。所述複數電池單元120通過所述導電條130串聯或並聯從而得到所需要的電壓或電流。
由於入射光不需要穿過所述第一電極層122到達P-N結區，所述第一電極層122可為一連續的面狀結構覆蓋所述P型矽層124的第七表面1242的整個表面，當然，第一電極層122也可為一網格狀或柵格狀結構覆蓋所述第七表面1242的部份表面。所述第一電極層122的材料為具有導電性的材料，該材料具體可為金屬、導電聚合物、銦錫氧化物及奈米碳管結構。優選為該第一電極層122由一連續的具有面狀結構的金屬材料層構成，該金屬材料層覆蓋整個所述第七表面1242。該金屬材料可為鋁、銅、或銀等。當所述第一電極層122的材料為銀時，所述第一電極層122本身也可作為一反射元件從而反射由P-N結區出射的光。該第一電極層122的厚度不限，優選為50奈米至300奈米。本實施例中，所述第一電極
層122為一厚度約為200奈米的鋁箔。
由於入射光不需要穿過所述第二電極層128到達P-N結區，所述第二電極層128可為一連續的面狀結構覆蓋所述N型矽層126的第十表面1264的整個表面，也可為一網格狀或柵格狀結構覆蓋所述第十表面1264的部份表面。該第二電極層128的材料為具有導電性的材料，該材料具體可選自金屬、導電聚合物、銦錫氧化物或奈米碳管。優選為該第二電極層128由一連續的具有面狀結構的金屬材料層構成，該金屬材料層覆蓋整個所述第十表面1264。所述金屬材料可為鋁、銅、或銀等。該第二電極層128的厚度不限，優選為50奈米至300奈米。當所述第二電極層128的材料為銀時，所述第二電極層128本身也可作為一反射層從而反射由P-N結區出射的光。本實施例中，所述第二電極層128為一厚度約為200奈米的鋁箔。
所述第一電極層122及第二電極層128可均不透光，從而可避免光線穿過第一電極層122及第二電極層128，造成光電轉換效率降低。進一步地，若由於第一電極層122及第二電極層128的厚度較薄有部份光線通過第一電極層122及第二電極層128出射，可在第一電極層122及第二電極層128的表面設置一反射元件。該反射元件可將由第一電極層122及第二電極層128出射的光重新反射進入電池單元120。
當該太陽能電池組10工作時，將第一側面及第二側面作為受光端面，接受光的入射。由於該受光端面沒有被第二電極層128覆蓋，即P-N結區直接暴露出P型矽層124及N型矽層126，使得光子可直接被所述P-N結區吸收，並不必先經過第二電極層128、N型矽
層126後才到達P-N結區，從而減少了第二電極層128及N型矽層126對光的吸收，提高了P-N結區對光的吸收率，相應地，使得P-N結區可激發出更多的電子-空穴對。此外，由於所述第二電極層128沒有設置在所述受光端面上，因此無需考慮第二電極層128阻擋光的影響因素，使得該第二電極層128可設置成任何形狀，甚至可為一面狀結構覆蓋至所述N型矽層126的整個第四表面，從而增大了整個第二電極層128的面積，並減小了P-N結區產生的載流子擴散至所述第二電極層128的長度，減少了載流子的內部損耗，從而提高了整個太陽能電池組10的光電轉換效率。
此外，所述受光端面與所述第十表面1264之間的夾角可大於0度且小於180度，優選為該夾角為90度。
此外，由於無需考慮第一電極層122及第二電極層128對光線的阻擋因素，因此，對該第一電極層122及第二電極層128的形狀、結構要求降低，從而使得製備方法簡單。
所述太陽能電池組10所包括的電池單元120的數量不限，可根據實際需要的輸出電壓而設定，本實施例中，所述太陽能電池組10包括100個電池單元120。該太陽能電池組10的工作電壓為一電池單元120的整數倍。
本發明提供的太陽能電池組10的有益效果為：(1)所述太陽能電池組10工作時，光可直接入射至所述受光端面，由於該受光端面沒有被電極覆蓋，使得光子不必先經過電極、N型矽層後才到達P-N結區，從而減少了電極及N型矽層對光的吸收，提高了P-N結區的光吸收率，相應地，使得P-N結區可激發出更多的電子-空穴對，提高了整個太陽能電池組10的光電轉換效率；(2)複數
電池單元120設置在絕緣基座110的凹槽112中並通過絕緣基座110承載，無須通過黏結劑直接黏結在一起，因此，複數電池單元120之間結合牢固，絕緣基座110可承載的電池單元120的數量不限；(3)太陽能電池組10包括一絕緣基座110，複數電池單元120置在絕緣基座110的凹槽112中，因此，若個別太陽能電池單元120損壞後，可僅將個別損壞的太陽能電池單元120更壞，因此該種太陽能電池組10具有易於維修的優點；(4)太陽能電池組10包括一絕緣基座110，複數太陽能電池單元120置在絕緣基座110的凹槽112中，因此，該種太陽能電池組10只需增加絕緣基座110的面積即可實現製備大面積的太陽能電池組10，以提高太陽能電池組10的供電能力；及(5)所述複數太陽能電池單元120間隔設置且通過導電膠連接，因此可實現複數太陽能電池單元120之間的任意串並連。
請參閱圖6，本發明第二實施例提供一種太陽能電池組10，該太陽能電池組10與第一實施例中的太陽能電池組10的結構相似，其區別在於，第二實施例中的太陽能電池組10中的絕緣基座110的形成有凹槽112的表面為一弧形表面，每一凹槽112內設置有一電池單元120。本實施例中，所述絕緣基座110的形成有凹槽112的表面為一半球面。所述絕緣基座110為一半球體。如此，所述電池單元120可較好的接受太陽光的照射，提高太陽能電池組10的光電轉換效率。
請參閱圖7，本發明第三實施例提供一種太陽能電池組10，該太陽能電池組10與第一實施例中的太陽能電池組10的結構相似，其區別在於，第三實施例中的太陽能電池組10與第一實施例中的太
陽能電池組10的結構相似，其區別在於，第三實施例中的太陽能電池組10中的導電條130位於絕緣基座110的內部，僅有二導電條130的兩端暴露於絕緣基座110的未設置有凹槽112的表面用於連接負載。
通過將導電條130設置於絕緣基座110的內部，可避免在使用過程中導電條130的損耗，進而提高了太陽能電池組10的壽命。
請參閱圖8，本發明第四實施例提供一種太陽能電池組10，該太陽能電池組10與第一實施例中的太陽能電池組10的結構相似，其區別在於，第四實施例中的太陽能電池組10中的絕緣基座110的每一凹槽112內設置有二電池單元120，該二電池單元120之間為串聯連接。該二電池單元120中的一電池單元120中的P型矽層124及另一電池單元120中的N型矽層126電連接從而使實現該二電池單元120之間的串聯聯接。
可以理解地，該設置在一凹槽112內的二電池單元120之間還可為並聯連接。該二電池單元120中的一電池單元120中的N型矽層126及另一電池單元120中的N型矽層126電連接從而使實現該二電池單元120之間的並聯聯接。或者，該二電池單元120中的一電池單元120中的P型矽層124及另一電池單元120中的P型矽層124電連接從而使實現該二電池單元120之間的並聯聯接。可以理解地，所述凹槽內的電池單元120的數量可係兩個以上。
請參閱圖9，本發明第五實施例提供一種太陽能電池組10，該太陽能電池組10的結構與第一實施例中的太陽能電池組10的結構相似，其區別在於，第五實施例中，所述電池單元120的第一表面1222及凹槽112的第一側壁1121之間僅設置有導電層，所述電池
單元120的第二表面1282與凹槽112的第二側壁1122之間僅設置有導電層。該導電層的材料不限，所述導電層的材料可為金屬或者導電樹脂等。本實施例中，所述導電層的材料為銀。所述導電層可通過蒸鍍的方法形成於凹槽的第一側壁1121的表面或者第二側壁1122的表面。
可以理解地，所述導電層可與所述導電條130一體成型，如此情況下，所述電池單元120中可不包括第一電極層122及第二電極層128。若使用過程中P型矽層124或N型矽層126有所損壞的話，則只需更換P型矽層124及N型矽層126。
請參閱圖10、圖11及圖12，本發明第六實施例提供一種所述太陽能電池基座100，包括一絕緣基座110，該絕緣基座110的一表面上設置有複數間隔設置的凹槽112；複數導電條130設置於絕緣基座110的所述表面。所述導電條130設置於所述複數凹槽112之間。一第一電極層122及一第二電極層128分別設置有於凹槽112的一第一側壁1121及一第二側壁1122。所述第一電極層122及第二電極層128分別與凹槽112的側壁之間設置有第一黏結劑140。所述第一電極層122及第二電極層128分別與所述電池單元120的第一電極層122或第二電極層128電連接。所述凹槽112的一第三側壁1123、一第四側壁1124及一底面中的至少一表面設置有一反射元件150。一第二黏結劑144設置於所述反射元件150與所述第三側壁1123、第四側壁1124及底面之間。所述反射元件150可與所述第一電極層122及第二電極層128間隔設置。一透明絕緣層160設置於所述反射元件150與電池單元120之間。所述絕緣基座110的設置有複數凹槽112的表面為一弧面。所述絕緣基座110為一半
球體，所述絕緣基座110的設置有複數凹槽112的表面為所述半球體的半球面。
本發明提供的太陽能電池基座100具有以下有益效果：(1)太陽能電池基座100具有一定的機械強度，其可牢固承載電池單元120，且可承載的電池單元120的數量不限；(2)可通過增大太陽能電池基座100面積的方法，從而增大電池單元120面積，進而實現大面積的太陽能電池組10；(3)太陽能電池基座100的表面設置有複數導電條130，設置於太陽能電池基座100內的電池單元120可通過所述導電條130實現任意的串並聯；及(4)通過太陽能電池基座100承載電池單元120，當單個電池單元120發生損壞時，更換損壞的電池單元120即可，因此，利於太陽能電池組10的維修。
本發明第七實施例提供一種太陽能電池基座100的使用方法，其包括以下步驟：S100，提供一太陽能電池基座100及複數電池單元120；及S200，將該電池單元120固定於所述太陽能電池基座100之上。
在步驟S100中，所述電池單元120即為第一實施例提供的太陽能電池10中的電池單元120。所述太陽能電池基座100即為第六實施例提供的太陽能電池基座100。
在步驟S200中，將該電池單元120固定於所述太陽能電池基座100之上的方法為直接將電池單元120插入所述凹槽112內，且電池單元120的第一電極層122及所述第二電極層128分別與所述太陽能電池基座100表面上的導電條130電連接。可以理解地，當所述太
陽能電池基座100的凹槽112內設置有第一電極層122及第二電極層128時，所述電池單元120可僅包括一P型矽層124及一N型矽層126，所述P型矽層124及N型矽層126分別與所述第一電極層122及第二電極層128電連接。
本發明第八實施例提供一種太陽能電池組，其包括：一絕緣基座，該絕緣基座的一表面設置有複數間隔設置的凹槽，每一凹槽具有一底面；複數電池單元，每一上述凹槽內設置有至少一所述電池單元，每一電池單元包括一P型半導體層及一N型半導體層接觸設置且具有一接觸面；其中，所述接觸面與底面相交，所述複數凹槽之間通過導電條連接實現所述複數電池單元的串聯或並聯。所述接觸面與底面垂直。所述每一凹槽內設置有複數電池單元串聯設置，相鄰的電池單元之間具有一電極層。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍內綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧太陽能電池組
110‧‧‧基座
112‧‧‧凹槽
122‧‧‧第一電極層
120‧‧‧電池單元
124‧‧‧P型矽層
126‧‧‧N型矽層
128‧‧‧第二電極層
130‧‧‧導電條
140‧‧‧第一黏結劑
150‧‧‧反射元件
1121‧‧‧第一側壁
1122‧‧‧第二側壁
Claims (11)
- 一種太陽能電池組，其改良在於，包括：複數電池單元，每一電池單元均包括依次並排且接觸設置的一第一電極層、一P型矽層、一N型矽層及一第二電極層，該P型矽層與該N型矽層接觸並形成一P-N結區，所述複數電池單元相互電連接，每一電池單元具有一表面平行於該直線，該表面為該太陽能電池組的每一電池單元的直接接受外界光線入射的受光端面；一絕緣基座，該絕緣基座的一表面上設置有複數間隔設置的凹槽，所述凹槽為由絕緣基座的表面向絕緣基座的內部凹陷形成的一空間，所述複數凹槽中的每一凹槽內設置有至少一電池單元，所述電池單元與所述凹槽之間設置有一反射元件。
- 如請求項第1項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述P型矽層具有相對的一第一表面及一第二表面，該N型矽層具有相對的一第三表面及一第四表面，該第一電極層設置在該P型矽層的第一表面，並與該P型矽層電接觸，該第二電極層設置在該N型矽層的第四表面，並與該N型矽層電接觸，該P型矽層進一步具有一與所述第一表面及第二表面相連的第一側面，該N型矽層進一步具有一與所述第三表面及第四表面相連的第二側面，所述第一側面及第二側面共同構成所述受光端面。
- 如請求項第1項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述第一電極層及第二電極層分別與凹槽的側壁連接，所述第一電極層及第二電極層分別與凹槽的側壁之間設置有導電層或黏結劑。
- 如請求項第3項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述第一電極層及第二電極層與電池單元之間設置有反射元件。
- 如請求項第3項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述凹槽具有一底面，該凹槽的底面與所述電池單元之間設置有反射元件。
- 如請求項第2項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述電池單元具有相對的一第三側面及一第四側面，所述第三側面及第四側面與凹槽的側壁相對設置，所述第三側面及第四側面與凹槽的側壁之間設置有發射元件。
- 如請求項第1項或第6項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述反射元件包括一反射層。
- 如請求項第1項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述反射元件為複數微結構。
- 如請求項第8項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述微結構表面設置有反射材料。
- 如請求項第1項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述反射元件設置於凹槽的底面及側面。
- 如請求項第1項所述之太陽能電池組，其改良在於，所述反射元件設置在電池單元相對於受光端面的另一端。
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