一种双面太阳能发电系统的制作方法

本发明涉及太阳能电池组件系统技术领域，尤其涉及一种双面太阳能发电系统。

背景技术：

在传统能源紧张、环境压力日增的今天，光伏太阳能发电以其自身无污染、可再生的特点，受到了人们的青睐，是发展前景广阔的一种可再生能源。普通的光伏发电系统由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池等组成。

太阳能电池组件是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，然后将电送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

随着太阳能电池技术的发展，双面太阳能电池由于光电转换效率高越来越受到业界的重视，并有望进入到大规模的工业化生产。因此，有必要对常规的单面太阳能电池发电系统加以改造，充分发挥双面太阳能电池发电系统的优势。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种双面太阳能发电系统，能够将双面太阳能电池组件阵列四周的阳光反射到其正面和/或背面的受光区，提升双面太阳能电池发电系统的发电量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双面太阳能发电系统，包括双面太阳能电池组件阵列以及环绕双面太阳能电池组件阵列四周的反光系统，所述反光系统由角度调节支架和用于反射太阳光的光学元件组成，所述光学元件设于所述角度调节支架上。

作为上述方案的改进，所述双面太阳能电池组件阵列横向设置，所述反光系统设于所述双面太阳能电池组件阵列的下方，将阳光反射到双面太阳能电池组件阵列的背面。

作为上述方案的改进，所述双面太阳能电池组件阵列竖直设置，所述反光系统将阳光反射到双面太阳能电池组件阵列的正面和背面。

作为上述方案的改进，所述角度调节支架能够根据当前太阳位置调节光学元件的角度，使照射到光学元件表面的阳光反射到双面太阳能电池组件表面。

作为上述方案的改进，所述反光系统以两种以上的不同直径围绕双面太阳能电池组件阵列设置。

作为上述方案的改进，所述反射太阳光的光学元件为反射镜、铝箔或涂白漆板。

作为上述方案的改进，所述双面太阳能电池组件阵列为P型双面太阳能电池组件阵列或N型双面太阳能电池组件阵列。

作为上述方案的改进，所述太阳能电池组件阵列为P型双面太阳能电池组件阵列，其包括阵列设置的P型双面太阳能电池，所述P型双面太阳能电池包括背银主栅、铝栅线、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极；所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极从下至上依次层叠连接；

所述背面氮化硅膜和背面氧化铝膜经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元，所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接。

作为上述方案的改进，当每个激光开槽区内设置2组或2组以上激光开槽单元时，各组激光开槽单元平行设置，相邻两组激光开槽单元之间的间距为5-480μm；

每组激光开槽单元包括至少1个激光开槽单元，激光开槽单元的图案为圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。

作为上述方案的改进，每组激光开槽单元包括一个图案为条状长方形的激光开槽单元；同组激光开槽单元沿铝栅线延伸方向间隔式排布，相邻两个激光开槽单元的间隔距离为0.01-50mm；所述背银主栅为连续直栅；或所述背银主栅呈间隔分段设置；或所述背银主栅呈间隔分段设置，各相邻分段间通过连通区域连接。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明一种双面太阳能发电系统包括双面太阳能电池组件阵列以及环绕双面太阳能电池组件阵列四周的反光系统，能够将双面太阳能电池组件阵列四周的阳光反射到其正面和/或背面的受光区，提升双面太阳能电池发电系统的发电量。

附图说明

图1是本发明一种双面太阳能发电系统的第一实施例结构示意图；

图2是本发明一种双面太阳能发电系统的第二实施例结构示意图；

图3是本发明一种双面太阳能发电系统的第三实施例结构示意图；

图4是本发明一种双面太阳能发电系统的第四实施例结构示意图；

图5是本发明的P型双面太阳能电池的结构示意图；

图6是本发明的P型双面太阳能电池的又一结构示意图；

图7是本发明的P型双面太阳能电池的另一结构示意图；

图8是本发明的P型双面太阳能电池的另一结构示意图；

图9是本发明的P型双面太阳能电池的激光开槽区第一实施例结构示意图；

图10是本发明的P型双面太阳能电池的激光开槽区第二实施例结构示意图；

图11是本发明的P型双面太阳能电池的激光开槽区第三实施例结构示意图；

图12是本发明的P型双面太阳能电池的激光开槽区第四实施例结构示意图；

图13是本发明的P型双面太阳能电池的激光开槽区第五实施例结构示意图；

图14是本发明的P型双面太阳能电池的激光开槽区第六实施例结构示意图；

图15是本发明的P型双面太阳能电池的激光开槽区第七实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

如图1所示，本发明实施例提供了一种双面太阳能发电系统，包括双面太阳能电池组件阵列10以及环绕双面太阳能电池组件阵列10四周的反光系统11，所述反光系统11由角度调节支架112和用于反射太阳光的光学元件111组成，所述光学元件111设于所述角度调节支架112上。所述反射太阳光的光学元件111为反射镜、铝箔或涂白漆板。

本发明一种双面太阳能发电系统包括双面太阳能电池组件阵列10以及环绕双面太阳能电池组件阵列10四周的反光系统11，能够将双面太阳能电池组件阵列10四周的阳光反射到其正面和/或背面的受光区，提升双面太阳能电池发电系统的发电量。

根据本发明第一实施例，本实施例适用于双面太阳能电池组件阵列10的面积与反光系统11的面积差别不大的情况，如它们的面积比例大于1:4。此时，可以将所述双面太阳能电池组件阵列10横向设置，所述反光系统11设于所述双面太阳能电池组件阵列10的下方，将阳光反射到双面太阳能电池组件阵列10的背面。

采用本实施例，双面太阳能电池组件阵列10的正面受太阳光直射，而背面则接受反光系统11反射的太阳光，相对于现有的单面受光的太阳能电池组，单位面积的发电功率明显提升。

如图2所示，根据本发明第二实施例，与第一实施例不同之处在于：所述双面太阳能电池组件阵列10竖直设置，所述反光系统11将阳光反射到双面太阳能电池组件阵列10的正面和背面。

本实施例适用于双面太阳能电池组件阵列10的面积与反光系统11的面积差别较大的情况，如它们的面积比例小于1:4。此时，如果使用双面太阳能电池组件阵列10的单一表面接受反光系统11的照射，则可能造成光线过度聚集，使某一表面温度过高，或者超过其最大光线转化量，降低转化效率，严重时可能影响其寿命。因此，采用第二实施例的反光系统11，能够将阳光分配到双面太阳能电池组件阵列10的正面和背面，使光线较为平均地照射双面太阳能电池组件阵列10的两面，延长双面太阳能电池组件阵列10的使用寿命。

优选地，所述角度调节支架112能够根据当前太阳位置调节光学元件111的角度，使照射到光学元件111表面的阳光反射到双面太阳能电池组件阵列10的表面。所述角度调节支架112可以包括支架本体113、转向机构114和控制机构（图中未画出），所述转向机构114设于支架本体113上，受控制机构的控制驱动双面太阳能电池组件阵列10翻转。而控制机构可以通过太阳运行规律推算太阳的角度，或根据当前太阳位置的实时观测对转向机构114发出控制信号。

如图3和图4所示，本发明第三和第四实施例，它们分别对应于第一和第二实施例，不同之处在于，所述反光系统11以两种以上的不同直径围绕双面太阳能电池组件阵列10设置，通过较为廉价的反光系统11提升较为昂贵的太阳能电池的光电转化效果，将尽可能大面积的阳光汇聚到双面太阳能电池组件阵列10表面，降低同一发电功率的太阳能电池设备的投入，便于太阳能电池的推广。

本发明公开的双面太阳能电池组件阵列10，所述双面太阳能电池组件阵列10可以是P型双面太阳能电池组件阵列或N型双面太阳能电池组件阵列。优选地，所述太阳能电池组件阵列为P型双面太阳能电池组件阵列，其包括阵列设置的P型双面太阳能电池。

相应地，如图5所示，本发明公开了一种P型双面太阳能电池，包括背银主栅1、铝栅线2、背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4、P型硅5、N型发射极6、正面氮化硅膜7和正银电极8；所述背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4、P型硅5、N型发射极6、正面氮化硅膜7和正银电极8从下至上依次层叠连接；

所述背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4经过激光开槽后形成30-500组平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元9，所述铝栅线2通过激光开槽区与P型硅5相连；所述铝栅线2与背银主栅1垂直连接。

本发明对现有的单面太阳能电池进行改进，不再设有全铝背电场，而是将其变成许多的铝栅线2，采用激光开槽技术在背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4上开设激光开槽区，而铝栅线2印刷在这些平行设置的激光开槽区上，从而能与P型硅5形成局部接触，密集平行排布的铝栅线2不仅能起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，提高电池光电转换效率的作用，可替代现有单面电池结构的全铝背电场，而且铝栅线2并未全面遮盖硅片的背面，太阳光可从铝栅线2之间投射至硅片内，从而实现硅片背面吸收光能，大幅提高电池的光电转换效率。

优选地，所述铝栅线2的根数与激光开槽区的个数对应，皆为30-500条，更佳地，所述铝栅线2的根数为80-220条。所述铝栅线2可以是直线，也可以是曲线形、弧形、波浪形、折线形等，激光开槽区形状与铝栅线2对应，其实施方式并不局限于本发明所举实施例。

如图6所示为硅片背面，铝栅线2与背银主栅1呈垂直连接，其中背银主栅1为连续直栅，由于背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4设有激光开槽区，印刷铝浆形成铝栅线2时，铝浆填充至激光开槽区，使得铝栅线2与P型硅5形成局部接触，可将电子传输至铝栅线2，与铝栅线2相交的背银主栅1则汇集铝栅线2上的电子，由此可知，本发明所述铝栅线2起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，以及传输电子的作用，可替代现有单面太阳能电池中全铝背电场，不仅减少银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

本发明所述背银主栅1除了如图6所示为连续直栅的设置外，还可以呈间隔分段设置，如图7所示。也可以呈间隔分段设置，且各相邻分段间通过连通区域连接，如图8所示。连通区域可以是三角形、四边形、五边形、圆形、弧形或以上几种图形的组合，连通区域至少1个，连通区域的宽度为0.01-4.5mm。

需要说明的是，当每个激光开槽区内设置2组或2组以上激光开槽单元9时，各组激光开槽单元9平行设置，相邻两组激光开槽单元9之间的间距为5-480μm。

每组激光开槽单元9包括至少1个激光开槽单元9，激光开槽单元9的图案为圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。

下面通过具体实例进一步说明：

1.每个激光开槽区的激光开槽单元9的图案相同的情况：

1.1同组激光开槽单元9图案相同

1.1.1如图9，每个激光开槽区设有1组激光开槽单元9，激光开槽单元9为连续的条状长方形，激光开槽单元9的长度与铝栅线长度相同；或激光开槽单元9的长度比铝栅线长度短0.01-5mm；或激光开槽单元9的长度比铝栅线长度长0.01-5mm。

1.1.2如图10，每个激光开槽区设有2组或2组以上激光开槽单元9（图中示例为3组），各组激光开槽单元平行设置，相邻两组激光开槽单元之间的间距为5-480μm。激光开槽单元9为连续的条状长方形，激光开槽单元9的长度与铝栅线长度相同；或激光开槽单元9的长度比铝栅线长度短0.01-5mm；或激光开槽单元9的长度比铝栅线长度长0.01-5mm。

1.1.3如图11，每个激光开槽区设有1组激光开槽单元9，激光开槽单元9沿铝栅线延伸方向间隔式排列，同组激光开槽单元9图案可为圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形，图中示例为长方形。

1.1.4如图12，每个激光开槽区设有2组或2组以上激光开槽单元9（图中示例为3组），各组激光开槽单元平行设置，相邻两组激光开槽单元之间的间距为5-480μm。激光开槽单元9按间隔式排列，激光开槽单元9图案可为圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形，图中示例为长方形。

1.2同组激光开槽单元9图案不相同

1.2.1如图13，每个激光开槽区设有1组激光开槽单元9，激光开槽单元9按间隔式排列，激光开槽单元9图案可为圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形，激光开槽单元9图案不完全相同。

1.2.2如图14，每个激光开槽区设有2组或2组以上激光开槽单元9，激光开槽单元9沿铝栅线延伸方向间隔式排列，激光开槽单元9图案可为连续长线段、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形，不同组激光开槽单元9中的激光开槽单元9排列部分不同或全部不同，图中示例为不同组激光开槽单元9全部不同的情况。

2.不同激光开槽区的激光开槽单元9的图案不完全相同的情况：

上述图9-图14中取单个激光开槽区进行组合，如图15，或者除激光开槽单元9为连续的长线段情况外，1.1.1-1.1.4以及1.2.1-1.2.2情况中以其中一种情况对不同激光开槽区进行不同的排列。

需要说明的是，上面不同情况下激光开槽区之间的间隔距离可以相同，也可不同。同组激光开槽单元9的相邻两个激光开槽单元9的间隔距离为0.01-50mm，同组激光开槽单元9之间的间隔距离可以相同，也可不同。

本发明所述激光开槽区的宽度为10-500μm；位于激光开槽区下方的铝栅线2的宽度大于激光开槽区的宽度，铝栅线2的宽度为30-550μm。在上述铝栅线2宽度选择较大数值如500μm，而激光开槽区宽度选择较小数值如40μm，可将多组激光开槽区并排设在同一铝栅线2之上，保证铝栅线2与P型硅5有足够的接触面积。

综上，本发明所述P型双面太阳能电池改变设有多条平行设置的铝栅线2，不仅替代现有单面太阳能电池中全铝背电场实现背面吸光，还用于背银电极中的副栅结构用作传导电子。制作本发明所述P型双面太阳能电池，可节省银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。