[发明专利]一种Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池技术领域，尤其涉及一种Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组。

背景技术

随着雾霾天气的频繁出现以及石油等传统能源日趋枯竭，风能、太阳能等清洁能源越来越受到人们的重视。太阳能电池可直接将太阳能转换成电能，且发电过程中不会产生二氧化碳或氮化物等有害物质，不会对环境造成污染等特点而备受瞩目。在各种太阳能电池之中，Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池具有抗辐射性能强、转换效率高的特点，因此也越来越成为研究的热点和重点。

对于大多数用途来说，单个Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池的电极上产生的电压是不够的。因此，为了获得足够的功率和电压就将一个太阳能板制作成很多单个太阳能电池串联的阵列，或者称其为一个组件。另外，在其他的应用中，有时则需要将组件并联起来以在较小的电压下输出较大的电流。

中国专利文献公开号CN101510571公开了一种《使用Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池的聚光光伏打系统模块》，该模块包括透镜阵列、对应的辅助光学元件及对应的太阳能电池接收器组成。太阳能电池接收器包含具有一个或一个以上Ⅲ-Ⅴ化合物半导体层的太阳能电池、与所述太阳能电池并联耦合的二极管及用于耦合到其它太阳能电池接收器的连接器。

中国专利文献公开号CN101989628A公开了一种《具有聚光组件及高有效面积之太阳能电池及其制造方法》，该方法所述聚光组件例如微透镜之太阳能电池，包含：第一型半导电层；第二型半导电层，耦合该第一型半导电层；微透镜，形成于该第二型半导电层上。微透镜材质包含有机材料、无机材料。

中国专利文献公开号CN102013443A公开了一种《供在聚光式太阳能系统中使用的太阳能电池接收器子组合件》，所述太阳能电池接收器子组合件包含：光学元件，由支撑件和太阳能电池组成的太阳能电池接收器，二极管，第一和第二电触点及囊封物组成。其中太阳能电池邻近于所述光学元件且位于所述光学通道的光学路径中，所述太阳能电池包括一个或一个以上Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体层且能够产生超过20瓦的峰值DC电力。

从上述专利文献看，第一个专利文献是使用Ⅲ-Ⅴ化合物半导体多结太阳能电池的聚光光伏打系统阵列中的模块或子组合件，第二个专利文献是具有聚光组件及高有效面积的太阳能电池及其制造方法，第三个专利文献是一种包含Ⅲ-Ⅴ化合物半导体太阳能电池经金属化陶瓷衬底及聚光器光学元件的经囊封太阳能电池接收器。

当太阳能模组需要较高的功率时，在现有太阳能电池模组系统集成技术中，只能先将多个Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池串联成多个组件，再使用多个导带将多个组件进行并联形成太阳能模组。该技术中存在Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池顶电极占用大量电池表面，降低电池有效受光面积，从而降低光电转换效率问题；而且太阳能模组的结构和工艺都比较复杂，生产成本较高不利于产业化推广。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组，在获取较高功率的同时，可提供较佳的光电转换效率并具有较低的成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组，包括串联的至少两个以上Ⅲ-Ⅴ化合物半导体层的太阳能电池单元。各个太阳能电池单元为极性反转的PN结正副太阳能电池片接触串联而成，且各个太阳能电池单元的发电面积相同。

本发明还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组，其中所述的各个太阳能电池芯片为Ⅲ-Ⅴ半导体多结结构。

前述的Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组，其中所述的各个太阳能电池芯片为Ge衬底或GaAs衬底，其掺杂类型为P型或N型。

前述的Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组，其中所述的各个太阳能电池单元的宽度相同，各个太阳能电池单元的长度相同。

前述的Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组，其中所述的各个太阳能电池单元依次包括：散热底板、Ⅲ-Ⅴ化合物半导体层的太阳能电池芯片、太阳能模组引线端子。

前述的Ⅲ-Ⅴ半导体太阳能电池模组，其中所述的太阳能模组为长方体或正方体，且各个太阳能电池单元为线性排列或正方形排列。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供的太阳能模组中包括至少两个以上Ⅲ-Ⅴ化合物半导体层的太阳能电池单元，各个太阳能电池单元为极性反转的PN结正副太阳能电池片，且各个太阳能电池单元的发电面积相同，通过串联极性反转的PN结正副片的方法来获取足够的功率和电压，大幅度增加了电池有效受光面积，提高电池模组的集光效率从而提高了光电转换效率，同时简化了太阳能模组结构和集成工艺，有利于该产品的产业化推广。

附图说明