[发明专利]一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构

说明书

本发明公开了一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构，包括并排布置在衬底上的多个结构单元，每个结构单元包括多个独立的小功率发电单元叠加组成的多层发电结构，相邻二个小功率发电单元之间通过绝缘层相互绝缘，多个小功率发电单元和绝缘层的宽度由下至上逐渐减小，使每个结构单元的横截面呈上窄下宽的等腰梯形；每个小功率发电单元分别设有一组输出端；在相邻二个结构单元之间分别设有聚光隔板，该聚光隔板由上至下依次由平凸透镜区、缓冲区和支撑区组成，并通过支撑区嵌入相邻二个结构单元之间，用于将入射光线汇聚到相邻二个结构单元之间发生多次反射。该电池使用方便，无需对电池芯片进行切割即可为小微功率用电需求场合提供电能。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，特别是涉及一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构。

背景技术

光伏发电技术已成为最重要的可再生能源利用方式之一。随着光伏发电技术的不断推广和普及，光伏发电技术也面临着日趋复杂的用电需求。从形式角度看，现有各类光伏发电系统的基本发电单元均是单个电池芯片。如果实际的用电需求小于单一电池芯片的输出功率，那么需要将单一电池芯片切割成更小的发电单元给予解决；如果实际的用电需求大于单一电池芯片的输出功率，那么需要将多个电池芯片串/并联在一起(即构成电池组件)的方式给予解决。

在上述两种应用场合下，将电池芯片切割成更小的发电单元方法，存在的主要问题是：电池芯片切割会导致切痕处及其附近的电池材料出现浪费和因电池芯片局部(切痕附近)功能失效现象，需要对电池芯片切痕做后期工艺处理，导致工艺处理成本增加；将多个电池芯片串并联构成电池组件的方法，存在的主要问题是：电池组件内任何电池芯片的局部区域出现失效问题，该电池芯片都将失效，进而引起整个电池组件输出功率的变化，并进一步影响发电系统的稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用方便，无需对电池芯片进行切割即可为小微功率用电需求场合提供电能的多输出端口的晶硅太阳能电池结构。

本发明的技术方案如下：

一种多输出端口的晶硅太阳能电池结构，其特征是：包括并排布置在衬底上的多个结构单元，每个结构单元包括多个独立的小功率发电单元叠加组成的多层发电结构，相邻二个小功率发电单元之间通过绝缘层相互绝缘，多个小功率发电单元和绝缘层的宽度由下至上逐渐减小，使每个结构单元的横截面呈上窄下宽的等腰梯形；在每个小功率发电单元的两侧设有对称的三角耦合区，用于将入射光耦合进每个小功率发电单元内，使每个小功率发电单元产生波导效应；每个小功率发电单元分别设有一组输出端，用于单独向外部用电对象供电或实现相互之间的电连接；

在相邻二个结构单元之间分别设有聚光隔板，该聚光隔板由上至下依次由平凸透镜区、缓冲区和支撑区组成，并通过支撑区嵌入相邻二个结构单元之间，用于降低每个结构单元顶部金属电极的光遮蔽损耗，并将入射光线汇聚到相邻二个结构单元之间发生多次反射。

作为进一步优选，每个结构单元的横截面两腰所夹顶角为54.74±5°，用于引导入射到聚光隔板内部的光经结构单元表面不断反射后仍保持向底面传播的趋势，从而反射到每个小功率发电单元的三角耦合区上发生光耦合作用，进而被高效地耦合进每个小功率发电单元的电池层内部。

作为进一步优选，每个小功率发电单元是由晶硅电池层和设在晶硅电池层上下两侧的金属电极电连接而成；其中位于最底层的小功率发电单元底面的金属电极为平板状电极，其余金属电极均为窄条状电极。

作为进一步优选，位于最底层的小功率发电单元的X向宽度L为0.5～5mm，每个小功率发电单元的晶硅电池层为梯形且厚度为0.5μm～70μm，使位于最底层的每个小功率发电单元的输出功率仅为传统单个电池芯片输出功率的1/50～1/1000，使其量值与传统电池芯片切割过程中切痕的功率损失相当。

作为进一步优选，所述聚光隔板中平凸透镜区的焦点位于缓冲区下边界附近，用于实现入射光在结构单元内产生由上至下的吸收顺序。