一種聚光太陽能電池的正面柵線結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于太陽能利用技術領域，特別涉及一種聚光太陽能電池的正面柵線結構。
【背景技術】
[0002]太陽能具有清潔、無資源地域限制、對人類來說永無枯竭等優良特性，越來越受到人們的青睞，其中太陽能光伏利用即太陽光通過光伏器件直接轉換成電能的技術尤其引人注目。
[0003]傳統的光伏太陽電池組件中，太陽電池使用量比較大，致使光伏發電的發電成本較常規發電成本高出數倍，因此限制了光伏發電技術的規模化應用，制約了整個行業的發展。為了節約太陽電池的使用量，降低光伏太陽電池組件的生產成本，在現有光伏太陽電池組件中多采用聚光的技術手段，使光線匯聚后再照射到高效率的多結太陽電池上，以減小太陽電池的用量。
[0004]如圖1所示，目前市面的多結太陽電池所設計的受光面積一般為矩形，其主柵線3分布在兩側，而電池中間有許多用于收集光生電流的細柵線4，且細柵線呈均勻排布，通過主柵線與其他太陽電池進行串并聯結合，得到所需的電壓和電流。這種設計針對通過聚光系統后形成的方形均勻光斑比較合理，但是另外一些光學系統如一些球形或非球形曲面光學系統實際所匯聚的光斑7形狀為近似圓形，且其光斑的能量分布并不均勻，一般呈現中心強，邊緣弱的趨勢，因此這種矩形的受光區域的設計并不能有效收集光生電流，反而會由于光斑的不均勻，中心區域柵線對電流的收集能力較差而導致電池效率的損失，如圖2所示，經過聚光系統后的近圓形光斑照射到太陽電池表面時，可以看到此種情況下，太陽電池表面的受光面積利用率不高，且受光面積中心區域的光強極大，而邊緣處較弱，而該種設計的細柵線是均勻分布的，因此會造成中心光強處細柵線承載的電流密度較大，從而造成效率損失。同時由于采用MOCVD工藝生產的多結太陽電池的成本非常高，而受光面積的利用率低造成了成本的升高。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的發明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種能夠提高太陽電池有效利用率以及對電流收集及載流能力的聚光太陽能電池的正面柵線結構。
[0006]本實用新型的技術方案是這樣實現的:一種聚光太陽能電池的正面柵線結構，包括太陽電池，其特征在于:所述太陽電池表面的有效受光區域呈圓形，所述太陽電池上、有效受光區域之外的部分為主柵線，在所述有效受光區域內設置有以太陽電池中點為中心呈放射狀均勻分布的若干細柵線以及以太陽電池中點為中心由內向外分布的多個同心的環形細柵線，所述環形細柵線與細柵線在相互交叉處相連，射入到有效受光區域的光能有效倍轉換為電能，光電轉換的電流通過細柵線和環形細柵線進行收集后傳至主柵線上。
[0007]本實用新型所述的聚光太陽能電池的正面柵線結構，其所述多個同心的環形細柵線呈不等距間隔布置，其越靠近有效受光區域中心的環形細柵線密度越大。
[0008]本實用新型所述的聚光太陽能電池的正面柵線結構，其在所述太陽電池的中心位置設置有中心圓環細柵線，所述中心圓環細柵線內對應的太陽電池上未設置有細柵線，呈放射狀的若干細柵線均與中心圓環細柵線連接。
[0009]本實用新型采用圓形的受光面積設計，對于光學系統如一些球形或非球形曲面光學系統所匯聚的光斑形狀為近似圓形的情況，其太陽電池的有效利用率得到了提高，同時，由于細柵線的設計，使得越靠近受光區域中心的柵線的密度越大，這就增加了對中心高光強區域所產生的高電流密度的收集和載流能力，提高了太陽電池的效率，而且利用放射狀細柵線和環形細柵線的交叉設計，可以將局部的高電流密度通過環繞的環形細柵線均勻傳導到放射狀的細柵線上，從而使得受光面積上收集光生電流的柵線能均勻地承載電流，而不會導致局部柵線上的電流密度過大而降低電池效率或造成局部的高溫從而對電池造成的損害。
【附圖說明】
[0010]圖1是現有多結太陽電池表面柵線的結構示意圖。
[0011]圖2是呈圓形的聚光光斑照射在現有多結太陽電池上的示意圖。
[0012]圖3是本實用新型的結構示意圖。
[0013]圖4是呈圓形的聚光光斑照射在本實用新型太陽電池上的示意圖。
[0014]圖中標記:I為太陽電池，2為有效受光區域，3為主柵線，4為細柵線，5為環形細柵線，6為中心圓環細柵線，7為光斑。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017]如圖3和4所示，一種聚光太陽能電池的正面柵線結構，包括太陽電池I，所述太陽電池I表面的有效受光區域2呈圓形，對于光學系統如一些球形或非球形曲面光學系統所匯聚的光斑7形狀為近似圓形的情況，能夠使太陽電池的有效利用率得到提高;所述太陽電池I上、有效受光區域2之外的部分為主柵線3，在所述有效受光區域2內設置有以太陽電池I中點為中心呈放射狀均勻分布的若干細柵線4以及以太陽電池I中點為中心由內向外分布的多個同心的環形細柵線5，所述多個同心的環形細柵線5呈不等距間隔布置，其越靠近有效受光區域2中心的環形細柵線5密度越大，所述環形細柵線5與細柵線4在相互交叉處相連，射入到有效受光區域2的光能有效倍轉換為電能，光電轉換的電流通過細柵線4和環形細柵線5進行收集后傳至主柵線3上。由于放射狀細柵線以及環形細柵線的布置方式，使得越靠近受光區域中心，細柵線的密度越大，對于光斑的能量分布呈現中心強而邊緣弱的趨勢情況，這樣增加了太陽電池表面細柵線對中心高光強區域所產生的高電流密度的收集和載流能力；而且由于通過聚光系統所照射到電池受光區域的近圓形光斑并不是各向均勻的，因此利用放射狀細柵線和環形細柵線的交叉設計，可以將局部的高電流密度通過環繞的環形細柵線均勻傳導到放射狀的細柵線上，從而使得受光面積上收集光生電流的柵線能均勻地承載電流，而不會導致局部柵線上的電流密度過大而降低電池效率或造成局部的高溫從而對電池造成的損害。
[0018]其中，在所述太陽電池I的中心位置設置有中心圓環細柵線6，所述中心圓環細柵線6內對應的太陽電池I上未設置有細柵線，呈放射狀的若干細柵線4均與中心圓環細柵線6連接。因為匯聚后的光斑中心光強極高，而細柵線在中心區域形成交叉結合點，由于細柵線對入射到太陽電池表面的匯聚光具有反射作用，而中心的光強又極高，這樣就會導致細柵線在受光面積中心的交叉結合點對高強度的入射光有較明顯的反射作用。通過將太陽電池的中心區域設計成空白區域，即中心圓環細柵線內未設置細柵線，有利于減少細柵線對入射光的反射效果，同時由于中心圓環細柵線的環繞，也能保證對中心區域所產生的光生電流的收集，從而可以進一步提尚太陽電池的效率。
[0019]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種聚光太陽能電池的正面柵線結構，包括太陽電池(I)，其特征在于:所述太陽電池(I)表面的有效受光區域(2)呈圓形，所述太陽電池(I)上、有效受光區域(2)之外的部分為主柵線(3)，在所述有效受光區域(2)內設置有以太陽電池(I)中點為中心呈放射狀均勻分布的若干細柵線(4)以及以太陽電池(I)中點為中心由內向外分布的多個同心的環形細柵線(5)，所述環形細柵線(5)與細柵線(4)在相互交叉處相連，射入到有效受光區域(2)的光能有效倍轉換為電能，光電轉換的電流通過細柵線(4)和環形細柵線(5)進行收集后傳至主柵線(3)上。2.根據權利要求1所述的聚光太陽能電池的正面柵線結構，其特征在于:所述多個同心的環形細柵線(5)呈不等距間隔布置，其越靠近有效受光區域(2)中心的環形細柵線(5)密度越大。3.根據權利要求1或2所述的聚光太陽能電池的正面柵線結構，其特征在于:在所述太陽電池(I)的中心位置設置有中心圓環細柵線(6)，所述中心圓環細柵線(6)內對應的太陽電池(I)上未設置有細柵線，呈放射狀的若干細柵線(4)均與中心圓環細柵線(6)連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種聚光太陽能電池的正面柵線結構，包括太陽電池，所述太陽電池表面的有效受光區域呈圓形，所述太陽電池上、有效受光區域之外的部分為主柵線，在所述有效受光區域內設置有以太陽電池中點為中心呈放射狀均勻分布的若干細柵線以及以太陽電池中點為中心由內向外分布的多個同心的環形細柵線，所述環形細柵線與細柵線在相互交叉處相連，射入到有效受光區域的光能有效倍轉換為電能，光電轉換的電流通過細柵線和環形細柵線進行收集后傳至主柵線上。本實用新型能夠提高太陽電池的有效利用率，增加對中心高光強區域所產生的高電流密度的收集和載流能力，同時使受光面積上收集光生電流的柵線能均勻地承載電流，避免局部柵線上電流密度過大而產生的問題。
【IPC分類】H01L31/0224
【公開號】CN205264721
【申請號】CN201521058900
【發明人】黃忠
【申請人】四川鐘順太陽能開發有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月18日