专利名称：宽光谱吸收的机械组装太阳能电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池，具体是指一种可以极大提高光电转换效率的宽光谱吸收的机械组装太阳能电池。
背景技术：
能源是人类社会存在和发展的重要物质基础。随着社会的发展，煤炭、石油等不可再生资源的日益减少，开发清洁能源迫在眉睫。太阳能是取之不尽的新能源，太阳能电池是人们利用太阳能的一种重要方式。太阳能电池将资源无限、清洁干净的太阳辐射转换为电能。近些年，世界太阳能电池的产量以年增长率30%的速度快速发展。2011年全球太阳能 光伏系统安装增长了 24%，总装机容量达到了 24GW。其中欧洲仅增长3%，美国和亚洲加速了全球安装量的膨胀。科学家预言，在21世纪中期太阳能光伏发电将成为重要的发电方式。不管是利用晶体硅还是利用薄膜制备的太阳能电池，基本的结构都是单一的PN结结构，理论上计算的功率转换效率很高，但实际上实验室水平也还达不到理论预计的转化效率，生产出来的产品其转换效率就更低，以CdTe多晶薄膜太阳能电池为例，理论计算给出的转换效率可达30%以上，但实验室最好的转换效率只有16. 7%，作为产品化的CdTe多晶薄膜太阳能电池的转化效率只有10%。随着材料制备技术的不断进步和发展，采用叠层结构的高性能太阳能电池成为提高功率转换效率的最有效手段。叠层结构一般由两个或两个以上的PN结构成，每一个PN结吸收相应波段的光子，这样，多个PN结就可以吸收不同波段的太阳光，使得转换效率大幅度提高。在制备叠层太阳能电池的技术方面可分为单片集成和机械叠加。单片集成的方法是在衬底上依次生长所有的材料，而机械叠加的方法是将单独制备好的每一个PN结电池叠加在一起。由于太阳能电池大都对温度、材料交叉污染十分敏感，而太阳能电池的制备往往涉及沉积不同材料及高温工艺。因此这种一体化结构的叠层电池有局限性、有固有缺陷。机械叠加制备的叠层电池具有一定程度的复杂性，这包括如何构成机械叠层，以及如何从分立的子电池中提取电流。并且，结构的复杂性也增加了成本。
发明内容为克服上述已有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种光谱吸收范围广、光电转换效率高、子太阳能电池彼此不受干扰、结构简单的机械组装太阳能电池。本实用新型的宽光谱吸收的机械组装太阳能电池，包括一由聚合物构成的箱体，箱体内有二个分别固定在箱体内壁相对两侧的长波太阳能电池，以及在聚合物箱体内底部的中心法线二侧有两个以Θ角度固定的短波太阳能电池，并且该两个短波太阳能电池的一端是分别固定在长波太阳能电池下端的箱体内壁上，该角度Θ是由太阳能电池的入射光面与聚合物箱体内底部中心法线的夹角形成的，箱体的顶面盖有能透过太阳光的玻璃顶盖，由此形成一个入射光区。[0007]所说的角度O < Θ < 90。，L3 = L4 = L, L1 = L2 = L/cos Θ。L1 和 L2 分别为固定在箱体内壁两侧的长波太阳能电池的长度，L3和L4分别为固定在聚合物箱体内底部的两个短波太阳能电池的长度。所说的两个短波太阳能电池的入射光面上置有能透射短波反射长波的滤光片。所说的聚合物为EVA、PBD、含氟聚合物、聚碳酸酯、聚氨酯中的任一种。所说的短波太阳能电池为非晶硅、碲锌镉、碲化镉和 碲锰镉太阳能电池中的任一种，主要用于吸收太阳光谱中波长较短的光。所说的长波太阳能电池为单晶硅、多晶硅、微晶硅和铜铟镓硒太阳能电池中的任一种，主要用于吸收太阳光谱中波长较长的光。本实用新型的优点在于不仅能提高太阳能电池光电转换效率，而且还有效解决了传统叠层电池存在的问题。
图I为本实用新型的宽光谱吸收的机械组装太阳能电池的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面给出本实用新型的较佳实施例，并结合附图做详细说明。见图1，该机械组装太阳能电池，包括一由聚合物构成的箱体1，箱体内有二个分别固定在箱体内壁相对两侧的长波太阳能电池6、7，以及在聚合物箱体内底部的中心法线二侧有两个以Θ角度固定的短波太阳能电池4、5，并且该两个短波太阳能电池的一端是分别固定在长波太阳能电池下端的箱体内壁上，该角度Θ是由短波太阳能电池的入射光面与聚合物箱体内底部中心法线的夹角形成的，箱体的顶面盖有能透过太阳光的玻璃顶盖2，由此形成一个入射光区3。所说的角度O < Θ < 90。，L3 = L4 = L, L1 = L2 = L/cos Θ。L1 和 L2 分别为固定在箱体内壁两侧的长波太阳能电池6、7的长度，L3和L4分别为固定在聚合物箱体内底部的两个短波太阳能电池4、5的长度。所说的两个短波太阳能电池4、5的入射光面上分别置有能透射短波反射长波的滤光片8、9。滤光片8、9 为 Ti02、Ta2O5, ZrO2, SiO2 材料中的任一种。所说的聚合物为EVA、PBD、含氟聚合物、聚碳酸酯、聚氨酯材料中的任一种。所说的短波太阳能电池为非晶硅、碲锌镉、碲化镉和碲锰镉太阳能电池中的任一种，主要用于吸收太阳光谱中波长较短的光。所说的长波太阳能电池为单晶硅、多晶硅、微晶硅和铜铟镓硒太阳能电池中的任一种，主要用于吸收太阳光谱中波长较长的光。当入射太阳光进入入射光区3时，短波太阳光分别经滤光片8、9透射进入短波太阳能电池4、5的吸收层，产生光电流；长波太阳光分别经滤光片8、9反射进入长波太阳能电池6、7，产生光电流。这样不仅充分地利用了太阳光能，提高了光电转换效率，而且还有效解决了传统叠层电池存在的问题。
权利要求1.一种宽光谱吸收的机械组装太阳能电池，包括一由聚合物构成的箱体(1)，其特征在于 箱体内有二个分别固定在箱体内壁相对两侧的长波太阳能电池出、7)，以及在聚合物箱体内底部的中心法线二侧有两个以Θ角度固定的短波太阳能电池(4、5)，并且该两个短波太阳能电池的一端是分别固定在长波太阳能电池下端的箱体内壁上，该角度Θ是由短波太阳能电池的入射光面与聚合物箱体内底部中心法线的夹角形成的，箱体的顶面盖有能透过太阳光的玻璃顶盖(2)，由此形成一个入射光区(3)； 所说的角度O < Θ <90°，L3 = L4 = UL1 = L2 = L/cos Θ ,L1和L2分别为固定在箱体内壁两侧的长波太阳能电池出、7)的长度，!^和匕分别为固定在聚合物箱体内底部的两个短波太阳能电池(4、5)的长度； 所说的两个短波太阳能电池(4、5)的入射光面上分别置有能透射短波反射长波的滤光片(8、9)。
2.根据权利要求I的一种机械组装太阳能电池，其特征在于所说的短波太阳能电池为非晶硅、碲锌镉、碲化镉和碲锰镉太阳能电池中的任一种，主要用于吸收太阳光谱中波长较短的光。
3.根据权利要求I的一种机械组装太阳能电池，其特征在于所说的长波太阳能电池为单晶硅、多晶硅、微晶硅和铜铟镓硒太阳能电池中的任一种，主要用于吸收太阳光谱中波长较长的光。
专利摘要本实用新型公开了一种机械组装太阳能电池，包括一由聚合物构成的箱体，箱体内有二个分别固定在箱体内壁相对两侧的长波太阳能电池，以及在聚合物箱体内底部有两个与中心法线形成θ角度固定的两个对称的短波太阳能电池，该角度θ是由太阳能电池的入射光面与聚合物箱体内底部法线的夹角形成的，箱体的顶面盖有能透过太阳光的玻璃顶盖，由此形成一个入射光区。其中短波太阳能电池的入射光面上置有能透射短波反射长波的滤光片。本实用新型不仅有效地提高了太阳能电池的光电转换效率，而且结构简单，各太阳能电池彼此独立，可有效解决传统叠层电池存在的问题。
文档编号H01L31/048GK202633344SQ20122015761
公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者曹鸿, 褚君浩, 王善力 申请人:上海太阳能电池研究与发展中心