[发明专利]用于聚光光伏系统中的光伏晶片的切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于聚光光伏系统中的光伏电池晶片的切片方法，其中所述聚光光伏系统的聚光系统形成的光斑为圆形。

背景技术

作为一种前景广阔的再生能源，太阳能的利用一直受到人们的关注，其在整个能源产业上的重要性也日益增加。近来，对于典型的太阳能利用装置：光伏系统，提出了一种重要的改进，即，在光伏系统上附加由作为聚光元件例如菲涅耳透镜组成的聚光系统。这种改进后的系统通常称为聚光光伏系统。

相对于没有聚光系统的情况，聚光光伏系统可以明显节约光伏电池晶片的使用。例如，如果聚光系统有10倍左右的聚光效率，则接受同样照射面积的光线所需要的光伏晶片的面积可大约减小10倍。由于光伏晶片的材料价格在近年来显著上涨，相对于较为廉价的聚光系统，加入聚光系统而减小对光伏晶片的使用具有显著的经济价值。

而当前，对于聚光光伏系统，其光伏晶片的切片方法如图1所示，即采用简单的正交切片方式。假设正方形聚光光伏晶片单元(简称晶片单元)10的边长为a，则在待切割的光伏晶片100上划定出正交的方块阵列，使用简单的机械切割技术，将所述阵列切割下来，然后，每个晶片单元可以分别与一个起会聚太阳光作用的光学器件(例如菲涅尔透镜)相组合，形成聚光光伏单元。由多个聚光光伏单元封装成一个箱装的整体通常称为聚光光伏组件，其中的光伏晶片单元可采用串联或并联的方式连接以达到所需的光伏输出电流和电压。

对于高倍聚光光伏系统来说，如果不采用二级均光设计，其会聚光斑的形状通常为圆形或近似圆形，这样晶片单元就出现了面积利用率上的问题。

如图2所示，当聚光系统的对应某个晶片单元10的聚光单元20的光斑直径为a时，晶片单元只有在光斑部分21才能接受被会聚后的强光的照射，而在内切圆与正方形之间的区域所能接受的光能相对来说要少几十到几百倍。所以，在聚光光伏系统里光能的利用主要取决于光斑所在的区域。

因而，在采用传统的切片方式时，假设待切割的晶片被切割成正方形晶片单元阵列的切片效率为100％(当待切割的晶片较大，而晶片单元相对较小时)；那么由于一个晶片单元10内的强光接受面积即光斑部分21与晶片单元总面积的比为：π(a/2)²/a²≈78.54％(1)，因此，对于聚光系统的利用，采用传统的正方形正交阵列的切片方式，一块待切割的晶片最终所能达到的强光利用效率，为100％*78.54％＝78.54％。

考虑到光伏晶片的成本在整个聚光光伏系统成本占有的比例较大，现有技术的切片方法最终得到的面积利用效率较低，对于聚光光伏系统应用来说，需要一种更有效率的切片方式，以便更充分地利用晶片，从而有效降低聚光光伏系统的成本。

发明内容

鉴于上述背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷和问题的至少一个方面。

本发明目的之一在于提供一种用于聚光光伏系统中的光伏晶片的切片方法，其中该聚光光伏系统包括形成圆形光斑的聚光系统，所述切片方法包括：在待切片的光伏晶片上划定特定形状的晶片单元的阵列；切割所述光伏晶片而形成特定形状的晶片单元；其中，所述阵列布置使其中的任一晶片单元被总计六个相邻的晶片单元包围并与所述六个相邻的晶片单元相接。

优选地，所述特定形状为圆形或等边六角形。

优选地，对于所述任一晶片单元，所述与其相邻的六个晶片单元分别在第一方向的两侧、第二方向的两侧和第三方向的两侧与其相接，所述第一方向、第二方向和第三方向相互之间的夹角为60度。

优选地，在切割所述光伏晶片而形成特定形状的晶片单元的步骤中，使用激光切割技术、等离子蚀刻技术或化学蚀刻技术。

根据本发明的一个方面，其提供一种用于聚光光伏系统中的光伏晶片的切片方法，其中该聚光光伏系统包括形成圆形光斑的聚光系统，所述切片方法包括：在待切片的光伏晶片上划定特定形状的晶片单元的阵列；所述阵列由沿第一方向上延伸的多个行组成，所述多个行包括在与第一方向垂直的第二方向上排列的奇数行和偶数行，并且任一行中的晶片单元与行内的相邻晶片单元相接；切割所述光伏晶片而形成特定形状的晶片单元；其中，所述特定形状为圆形或等边六角形，所述偶数行与所述奇数行在第一方向上错开特定距离，所述特定距离为所述圆形的半径或倍所述等边六角形的边长，从而使相邻的偶数行和奇数行相接。

根据本发明所采用的光伏晶片的切片方法，至少其中的一个方面可以达到如下有益效果：