太阳能发电组件的制作方法

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能发电组件。

背景技术：

随着太阳能发电产品技术发展与成本下降，太阳能发电组件得到了广泛的使用。

如图1给出了现有的一种太阳能发电组件的结构分层示意图，在P型半导体10和N型半导体11接触面处形成PN结，在PN结处会出现电子和空穴的的浓度差，PN结在光的照射下，N型半导体11的空穴往P型半导体10的区域移动，而P型半导体10中的电子往N型半导体11的区域移动，从而形成从N区到P区的电流，然后在PN结中形成电势差，如果在外电路连接负载，就形成了由P到N极的电流，从而达到光能向电能转换的过程。

然而，由于太阳能发电组件本身受到阳光的照射导致温度升高以及光伏材料本身的温度效应，随着温度的升高，部分能量以热能的形式流失，导致太阳能发电组件对光能的转换效率下降。

技术实现要素：

本实用新型提供一种太阳能发电组件，以解决太阳能发电组件中热能流失，导致太阳能发电组件对光能的转换效率下降的问题。

本实用新型提供了一种太阳能发电组件，所述太阳能发电组件包括透光外层、光伏层、热电层和背板层；

所述透光外层、光伏层、热电层和背板层依次层叠固定。

所述热电层包括热电顶电极层、热电转换层和热电背电极层，所述热电顶电极层、热电转换层和热电背电极层依次层叠固定，其中所述热电转换层包括层叠固定的P型热电半导体层和N型热电半导体层。

可选的，所述光伏层包括光伏顶电极层、N型光电半导体层、P型光电半导体层、光伏背电极层和基板，所述光伏顶电极层、N型光电半导体层、P型光电半导体层、光伏背电极层和基板依次层叠固定。

可选的，所述光伏顶电极层的材质为氧化锌，所述N型光电半导体层的材质为硫化镉，所述P型光电半导体层的材质为CIGS，所述光伏背电极层的材质为钼。

可选的，所述透光外层与所述光伏层之间设有减反层，所述减反层的材质为氟化镁。

可选的，所述热电转换层的材质为氧化物热电材料和/或金属合金热电材料。

可选的，所述热电顶电极层的材质为钼，所述P型热电半导体层的材质为碲化铋，所述N型热电半导体层的材质为氧化锌，所述热电背电极层的材质为氧化锌。

可选的，所述透光外层的厚度为5mm至10mm。

可选的，所述背板层的厚度为3mm至7mm。

可选的，所述基板的两面均设有钼镀层，其中一面为所述光伏层的光伏背电极层，另一面为所述热电层的热电顶电极层。

可选的，所述透光外层的材质为玻璃，所述背板层的材质为金属或非金属，所述基板的材质为非金属。

基于上述说明，本实用新型提供的太阳能发电组件通过在传统太阳能发电组件的中设置包括P型热电半导体层和N型热电半导体层的热电转换层，利用热电转换层的温差，驱动热电材料中电子和空穴的相对运动，实现对光伏组件中热能的利用，可提升光能的转换效率。

附图说明

图1是本实用新型现有技术中的一种太阳能发电组件的示意图；

图2是本实用新型实施例中的一种太阳能发电组件的示意图；

图3是本实用新型实施例中的热电层的示意图；

图4是本实用新型实施例中的光伏层的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图2和图3，本实用新型实施例提供了一种太阳能发电组件，所述光伏组件包括透光外层20、光伏层21、热电层22和背板层23；

所述透光外层20、光伏层21、热电层22和背板层23依次层叠粘接连接。

所述热电层22包括热电顶电极层221、热电转换层222和热电背电极层223，所述热电顶电极层221、热电转换层222和热电背电极层223依次层叠粘接连接，其中所述热电转换层222包括层叠固定的P型热电半导体层2221和N型热电半导体层2222。

具体而言，如图2所示，本实用新型实施例公开的一种光伏组件，包括透光外层20、光伏层21、热电层22和背板层23。透光外层20、光伏层21、热电层22和背板层23依次层叠固定。透光外层20作为光伏层21的防护结构，可防止外界灰尘等杂物对光伏层21的污损，便于清洁管理；光伏层21则通过光电效应将接收到的光能转化为电能。如图3所示，热电层22包括依次层叠固定的热电顶电极层221、热电转换层222和热电背电极层223，其中，热电转换层222包括P型热电半导体层2221和N型热电半导体层2222，在热电层22中的热电转换层222中包括P型热电半导体层2221和N型热电半导体层2222，当热电转换层222两侧产生温差之后，P型热电半导体层2221和N型热电半导体层2222的空穴和电子对会相对运动，形成内建电场，从而将产生的热能转化为电能，通过热电顶电极层221和热电背电极层223导出与负载电路连接。背板层23则用于支撑上层的组件，对整个太阳能发电组件起到支撑作用。

本实用新型通过在传统太阳能发电组件的中设置包括P型热电半导体层和N型热电半导体层的热电转换层，利用热电转换层的温差，驱动热电材料中电子和空穴的相对运动，实现对太阳能发电组件中热能的利用，可提升光能的转换效率。

可选的，参照图4，所述光伏层21包括光伏顶电极层212、N型光电半导体层213、P型光电半导体层214、光伏背电极层215和基板216，所述光伏顶电极层212、N型光电半导体层213、P型光电半导体层214、光伏背电极层215和基板216依次层叠固定。

具体而言，如图4所示，前述的光伏层21可以包括依次层叠固定的光伏顶电极层212、N型光电半导体层213、P型光电半导体层214、光伏背电极层215和基板216。光伏顶电极层212与光伏背电极层215则形成与外部负载电路连接的电极端子，将中间光电材料N型光电半导体层213和P型光电半导体层214产生的电能输出；基板216则作为整个光伏层21的结构支撑，保证光伏层的结构强度。

可选的，所述光伏顶电极层212的材质为氧化锌，所述N型光电半导体层213的材质为硫化镉，所述P型光电半导体层214的材质为CIGS，所述光伏背电极层215的材质为钼。

可选的，所述透光外层20与所述光伏层21之间设有减反层211，所述减反层211的材质为氟化镁。

具体而言，在透光外层20与光伏层21之间设有减反层211，减反层211可用于减少反射光线，提高光线透射率，保证光电转化效率。减反层211的材质可以为氟化镁，对于减反层211的材质，还可以采用氮化硅替换氟化镁，基于氟化镁的减反效果更为优良，可优选氟化镁。

具体而言，光伏顶电极层212的材质可以为氧化锌，N型光电半导体层213的材质可以为硫化镉，P型光电半导体层214的材质可以为CIGS(铜铟镓硒)，所述光伏背电极层215的材质为钼。N型光电半导体层213的材质硫化镉与P型光电半导体层214的材质CIGS接触后形成PN结，在PN结界面处将会出现电子和空穴的的浓度差，PN结在光的照射下，N型半导体的空穴往P区移动，而P区中的电子往N区移动，从而形成从N区到P区的电流，然后在PN结中形成电势差，如果在外电路连接负载，就形成了由P到N极的电流。

可选的，所述热电转换层222的材质为氧化物热电材料和/或金属合金热电材料。

具体而言，前述的热电转换层222可以为氧化物热电材料组成的转换层结构，比如N型的氧化锌和P型的铜基氧化物，热电转换层222也可以为金属合金热电材料组成的转换层结构，比如P型的碲化铋和N型的铋-锑二元合金。热电转换层222还可以为氧化物热电材料和金属合金热电材料组成的转换层结构，比如氧化锌和碲化铋。

可选的，所述热电顶电极层221的材质为钼，所述P型热电半导体层2221的材质为碲化铋，所述N型热电半导体层2222的材质为氧化锌，所述热电背电极层223的材质为氧化锌。

具体而言，前述的热电顶电极层221的材质可以为钼，P型热电半导体层2221的材质可以为碲化铋，N型热电半导体层2222的材质可以为氧化锌，热电背电极层223的材质可以为氧化锌。当然，具体实现中，由于热电转换层222的作用在于实现热电转换，因此无需考虑透光性的影响，则P型热电半导体层2221与N型热电半导体层2222的叠放次序不受约束，即热电顶电极层221至热电背电极层223的材质依次可以为碲化铋、氧化锌，也可以是氧化锌、碲化铋，两种结构形式均可实现热电的转换，通过热电顶电极层221的钼和热电背电极层223的氧化锌与外部负载电路连接。

可选的，所述透光外层20的厚度为5mm至10mm。

具体而言，前述的透光外层20的厚度可以为5mm至10mm，5mm的最小厚度有助于保证光线的透射率，10mm的最大厚度有助于保证透光外层20具有足够的强度，厚度最大不超过10mm又可避免透光外层20的重量过重。

可选的，所述背板层23的厚度为3mm至7mm。

具体而言，前述的背板层23的厚度可以为3mm至7mm，该厚度范围即可保证背板层23的强度，足够支撑上层的组件，同时厚度最大不超过7mm又可避免背板层23的重量过重。

可选的，所述基板216的两面均设有钼镀层，其中一面为所述光伏层21的光伏背电极层215，另一面为所述热电层22的热电顶电极层221。

具体而言，如前所述，对于光伏层21，其需要光伏顶电极层212和光伏背电极层215与负载电路连接，对于热电层22，其需要热电顶电极层221和热电背电极层223与负载电路连接，而基板216作为作为整个光伏层21的结构支撑的同时又将光伏层21与热电层22分割为两部分，因而可借助于基板216，同时制作光伏背电极层215与热电顶电极层221，在基板216的两面均设置钼镀层，其中一面作为光伏层21的光伏背电极层215，另一面作为热电层22的热电顶电极层221。

可选的，所述透光外层20的材质为玻璃，所述背板层23的材质为金属或非金属，所述基板216的材质为非金属。

具体而言，对于前述的透光外层20，由于其设置在光伏层的上部，要保证光线可穿过，其材质通常选择使用玻璃；背板层23作为整个太阳能发电组件的支撑结构，位于太阳能发电组件分层结构的底部，当该太阳能发电组件用于建筑幕墙时，考虑透光性美观性，背板层23可采用玻璃等非金属，当该太阳能发电组件用于野外发电场合时，为保证其结构可靠，背板层23可使用铝合金板材等金属材质；由于基板216作为整个光伏层21的结构支撑，保证光伏层的结构强度，同时下层为热电层22，为避免光伏层21与热电层22能量转换时电极的导通导致的冲突，基板216可使用玻璃、耐高温的塑料等非金属材料承担支撑作用。

本实用新型通过在传统太阳能发电组件的中设置包括P型热电半导体层和N型热电半导体层的热电转换层，利用热电转换层的温差，驱动热电材料中电子和空穴的相对运动，实现对光伏组件中热能的利用，可提升光能的转换效率。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。