廣譜電磁太陽能電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏太陽能領域，具體涉及一種廣譜電磁太陽能電池。
【背景技術】
[0002]太陽能電池(Solar cell)是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置。按材料不同可分為晶體硅太陽能電池，非晶體硅太陽能電池，化學染料太陽能電池和多元化合物太陽能電池四種。晶體硅又可分成多晶硅和單晶硅。目前，太陽能電池對太陽光能量的吸收率比較低，至多為25%左右，通常的吸收率是15%或更低。由于可見光只是電磁頻譜的一部分，而電磁輻射是由一系列不同波長(進而產(chǎn)生的一系列能級)組成。因此射到電池的光的光子能量范圍很廣。有些光子沒有足夠的能量來形成電子空穴對，當這些光子接觸到太陽能電池時，它們只是穿過電池，就像電池是透明的一樣。但其他一些光子的能量卻很強，他們和太陽能電池接觸時，會和電池材料產(chǎn)生光電或光化學效應，從而直接或間接的產(chǎn)生電能。
[0003]依賴于硅本身的一些特性，硅是晶體硅太陽能電池中使用最普遍的一種半導體原料，目前，各種太陽能能電池中，晶體娃太陽能電池的轉化效率最好，但也不會超過25%。太陽能電池通常制作成平板型以保證輻射面積，其典型結構組成如圖1所示。整個太陽能電池包括鋼化玻璃(1)，EVA(2)，電池片(3)，TPT (4)和鋁合金框(5)組成。其中電池片(3)為硅或硅和其它一些化學材料組成。平板型太陽能電池雖然在一定程度上保證了接觸面積，但是卻嚴重制約了有效光照時間，通常在晴朗的天氣有效光照時間只有3.5-4.5小時，其余時間由于太陽角度的問題，導致太陽能電池吸收率更低。而且現(xiàn)行技術中，電池片基本都采用單接面結構，使得電池片吸收的太陽光頻譜波長有限，通常為0.4-1.2um之間，不能吸收其它波長的太陽輻射能量。正是由于這些原因嚴重限制了太陽能電池的吸收率和轉化率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種具有特殊結構的廣譜電磁太陽能電池，能高效吸收和轉換太陽能，且對太陽輻射吸收波長的范圍更廣，涵蓋紫外線，可見光，大于1.2um的其它波長光線。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明提供了一種廣譜電磁太陽能電池，包括底座、弧形鋼化玻璃、外表面電池片以及內(nèi)表面電池片；所述底座和弧形鋼化玻璃連接形成一個封閉空間，所述外表面電池片設置于弧形鋼化玻璃外表面，所述內(nèi)表面電池片設置于弧形鋼化玻璃內(nèi)表面；所述底座和弧形鋼化玻璃連接形成的封閉空間內(nèi)底面還設置有弧形聚焦面?；⌒尉劢姑娴脑O置可保證日照較弱時候的光線穿過弧形鋼化玻璃后準確的聚焦至內(nèi)表面電池片上，以達到放大和內(nèi)表面電池片接觸能量的目的，從而增加內(nèi)表面電池片對弱光的吸收率。
[0007]優(yōu)選地，所述弧形聚焦面采用特殊角度弧形結構。所述弧形聚焦面采用高反射材料。
[0008]優(yōu)選地，外表面電池片和內(nèi)表面電池片均采用多接面結構。所述多接面結構是指電池片采用多種材料疊加而成，光線最先接觸的層面采用帶隙較高的半導體材質，最底層采用帶隙較低材質。
[0009]優(yōu)選地，所述外表面電池片從上至下依次包括金屬導電層、帶隙較高材料層、帶隙較小材料層和金屬導電層。這樣的結構可保證電池片吸收多種波長的太陽光輻射頻譜能量。
[0010]優(yōu)選地，所述內(nèi)表面電池片從上至下依次包括金屬導電層、帶隙較小材料層、帶隙較高材料層和金屬導電層。這樣的結構可保證電池片吸收多種波長的太陽光輻射頻譜能量。
[0011]所述帶隙較高材料層為ZnS，ZnSe, CdS, InGaAs等；所述帶隙較低材料層為GalnP，InAs，GaSb，InSb 等。
[0012]優(yōu)選地，所述底座內(nèi)表面采用多截面拼接結構，且內(nèi)表面涂裝高反射材料。
[0013]優(yōu)選地，所述高反射材料為銀或其它鏡面材質。
[0014]優(yōu)選地，所述弧形鋼化玻璃采用特殊角度弧形結構。
[0015]優(yōu)選地，所述底座兩側的各個側面與底面形成特殊角度。
[0016]本發(fā)明還提供了一種廣譜電磁太陽能電池的使用方法，包括以下任一或多個步驟:
[0017]太陽輻射照射在外表面電池片上，直接被外表面電池片吸收；
[0018]太陽輻射照射在弧形鋼化玻璃上，通過弧形鋼化玻璃的折射進入封閉空間，并通過弧形聚焦面聚焦并反射至內(nèi)表面電池片上，被內(nèi)表面電池片吸收；
[0019]太陽輻射照射在底座內(nèi)表面，通過反射至弧形鋼化玻璃，再經(jīng)過折射進入密閉空間，并通過弧形聚焦面聚焦并反射至內(nèi)表面電池片上，被內(nèi)表面電池片吸收。
[0020]本發(fā)明提供的廣譜電磁太陽能電池，其表面鋼化玻璃制成弧形結構，且固定在特殊形狀的底座上，該底座內(nèi)表面涂裝特殊材料，加之其特殊的外形，可保證任何時段的太陽光都能最大限度的照射到玻璃上，延長電池對太陽輻射吸收有效照射時間。
[0021]外表面電池片負責吸收日照強烈時候的太陽輻射，日照有限時間和普通太陽能電池一樣，約為3-4.5h，由于其本身采用了多接面結構，因此可比普通太陽能電池吸收的波長范圍更廣。內(nèi)表面電池片負責吸收弱光時段以及強日照時段進入封閉空間的太陽輻射。由于弧形鋼化玻璃特殊的結構，加之還設置有弧形聚焦面，可保證弱光時段大部分的太陽光正好透過弧形鋼化玻璃未設置電池片部分，弱光經(jīng)弧形鋼化玻璃折射后照射至封閉空間內(nèi)底部的弧形聚焦面，可對照射在其表面的光線進行聚焦，聚焦后的光線再反射至內(nèi)表面電池片上。多束弱光經(jīng)折射聚焦后能量可疊加，多重疊加后的弱光輻射可直接被內(nèi)表面電池片吸收。內(nèi)表面電池片采用多接面結構，可吸收比普通太陽能電池波長更廣的輻射。其它照射在底座內(nèi)表面而不是直接照射在電池片或鋼化玻璃的太陽輻射，經(jīng)底座內(nèi)表面反射后也能進入內(nèi)部空間進行聚焦。如此，廣譜太陽能電池在其有限的空間范圍內(nèi)，最大限度的將照射在其空間的太陽輻射吸收。對可以直接吸收的能量通過外表面電池片吸收；對弱光輻射進行能量聚焦疊加后通過內(nèi)表面電池片吸收，同時外表面電池片和內(nèi)表面電池片均采用多接面結構，擴大了其吸收能量波長范圍，這樣使得電池的吸收率和有效吸收時間遠高于傳統(tǒng)方式，從而最大限度的增加了電池材料對太陽輻射的吸收。
[0022]本發(fā)明提供的廣譜電磁太陽能電池，其工作原理為:當太陽照射到電池空間時，一部分太陽輻射和外表面電池片直接接觸，一部分太陽輻射透過鋼化玻璃經(jīng)聚焦后與內(nèi)表面電池片接觸，另一部分通過底座多個內(nèi)表面反射后穿過弧形鋼化玻璃經(jīng)聚焦后再與內(nèi)表面電池片接觸。該方式除了確保強光照條件下的太陽輻射能被吸收外，同時可對若光照條件下的輻射進行能量疊加，保證其達到能被電池材料吸收的能量級。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0024]1、本發(fā)明的廣譜電磁太陽能電池，大大提高了太陽輻射的有效時間，是普通太陽能電池的3-4倍，高達12-14小時。
[0025]2、本發(fā)明的廣