【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池，尤其是一种集成式太阳电池模块。
技术介绍
1、现有的太阳电池最高转换效率为39.5％(am0)，单纯电池本身效率提高存在晶体质量、材料组分等多方面限制，效率难以进一步提升。
2、现有的电池对光的利用存在限制：一是目前非辐射复合占比仍然较多，二是上电极栅线对光的遮挡作用明显。传统的电池结构无法改善两部分的影响，因而限制了电池的效率。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种集成式太阳电池模块，可以高效利用太阳光谱，理论上可实现40％以上的光电转换效率。
2、本专利技术是这样实现的，一种集成式太阳电池模块，包括由减反射膜、外延层、金属层和介质层构成的odr层、主栅和焊点组成的五结太阳电池，介质层上布满通孔，使金属层通过通孔贯穿介质层与电池外延层相连接；在电池主栅和焊点上方设置有高反射率材料的折光结构层，折光结构层包括底座和布满底座上表面的至少一个棱锥结构，底座的下表面和四周立面为光滑平面，通过胶粘接在电池的焊点上方，多个棱锥结构之间紧密连接；在减反射膜和折光结构层的上方架设有实现光束的偏转和汇聚的菲涅尔透镜层，菲涅尔透镜面积大于太阳电池面积，透镜光斑完全落在电池范围内。
3、所述菲涅尔透镜层材质为pmma或者玻璃类的透明材料，菲涅尔透镜层厚度为0.5～5mm，透镜的焦距在0.5cm～20cm之间。
4、所述折光结构层的折射系数不小于1.5，为有机材料或氧化物材料，底座与棱锥材料相同，底座高度
5、所述有机材料为pmma；氧化物材料为氧化硅、氧化钛或氧化铝。
6、所述介质层厚度在50～500nm之间，介质材料是氧化物、nayf4、pbs或pbse，氧化物为al2o3、tio2或sio2。
7、所述介质层上通孔直径为100～500um，通孔间距为600um～5mm。
8、所述支撑架采用轻质树脂材料。
9、所述金属层为au、ge、ag、ti、ni中一种或多种金属构成。
10、所述减反射膜为三层或四层减反射膜，减反膜材质为mgf2、al2o3、tio2或sio2；外延层为五结结构，由上到下分别为algainp、algaas、gaas、ingaasp/algainas、ingaas材料。
11、本专利技术具有的优点和技术效果：本专利技术针对电池光利用的两方面限制，突破原有电池单一结构限制，采用菲涅尔透镜和折光结构层以及背反射结构进行组合，提高电池内载流子密度，降低非辐射所占复合比例；通过折光结构层实现光束偏转，使得电极栅线部分的光子得以被利用。采用上述结构，太阳电池模块的效率有望突破40％。
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1.一种集成式太阳电池模块，包括由减反射膜(5)、外延层(2)、金属层(61)和介质层(62)构成的ODR层(6)、主栅和焊点(3)组成的五结太阳电池，其特征在于，介质层(62)上布满通孔(63)，使金属层(61)通过通孔贯穿介质层(62)与电池外延层(2)相连接；在电池主栅和焊点(3)上方设置有高反射率材料的折光结构层，折光结构层(4)包括底座(41)和布满底座上表面的至少一个棱锥(42)结构，底座(41)的下表面和四周立面为光滑平面，通过胶粘接在电池的焊点(3)上方，多个棱锥(42)结构之间紧密连接；在减反射膜(5)和折光结构层(4)的上方架设有实现光束的偏转和汇聚的菲涅尔透镜层(1)，菲涅尔透镜面积大于太阳电池面积，透镜光斑完全落在电池范围内。
2.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述菲涅尔透镜层(1)材质为PMMA或者玻璃类的透明材料，菲涅尔透镜层厚度为0.5～5mm，透镜的焦距在0.5cm～20cm之间。
3.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述折光结构层(4)的折射系数不小于1.5，为有机材料或氧化物材料，底
4.根据权利要求3所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述有机材料为PMMA；氧化物材料为氧化硅、氧化钛或氧化铝。
5.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述介质层(62)厚度在50～500nm之间，介质材料是氧化物、NaYF4、PbS或PbSe，氧化物为Al2O3、TiO2或SiO2。
6.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述介质层(62)上通孔(63)直径为100～500um，通孔间距为600um～5mm。
7.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述支撑架(7)采用轻质树脂材料。
8.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述金属层(61)为Au、Ge、Ag、Ti、Ni中一种或多种金属构成。
9.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述减反射膜(5)为三层或四层减反射膜，减反膜材质为MgF2、Al2O3、TiO2或SiO2；外延层为五结结构，由上到下分别为AlGaInP、AlGaAs、GaAs、InGaAsP/AlGaInAs、InGaAs材料。
...【技术特征摘要】
1.一种集成式太阳电池模块，包括由减反射膜(5)、外延层(2)、金属层(61)和介质层(62)构成的odr层(6)、主栅和焊点(3)组成的五结太阳电池，其特征在于，介质层(62)上布满通孔(63)，使金属层(61)通过通孔贯穿介质层(62)与电池外延层(2)相连接；在电池主栅和焊点(3)上方设置有高反射率材料的折光结构层，折光结构层(4)包括底座(41)和布满底座上表面的至少一个棱锥(42)结构，底座(41)的下表面和四周立面为光滑平面，通过胶粘接在电池的焊点(3)上方，多个棱锥(42)结构之间紧密连接；在减反射膜(5)和折光结构层(4)的上方架设有实现光束的偏转和汇聚的菲涅尔透镜层(1)，菲涅尔透镜面积大于太阳电池面积，透镜光斑完全落在电池范围内。
2.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述菲涅尔透镜层(1)材质为pmma或者玻璃类的透明材料，菲涅尔透镜层厚度为0.5～5mm，透镜的焦距在0.5cm～20cm之间。
3.根据权利要求1所述集成式太阳电池模块，其特征在于，所述折光结构层(4)的折射系数不小于1.5，为有机材料或氧化物材料，底座(41)与棱锥(42)材料相同，底座高度h、棱锥高度y、焊点宽度l之间满足：(h+y)>0.5*l，h≥...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪旺，于智航，郭宏亮，张宝，马长金，万荣华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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