專利名稱：一種太陽能電池增效膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池的部件，具體涉及一種太陽能電池增效膜，具 有提髙太陽能電池轉換效率的結構。
背景技術：
太陽能是一種巨大且對環(huán)境無污染的能源，地球每秒鐘獲得的太陽能量相 當于燃燒500萬噸優(yōu)質(zhì)煤發(fā)出的能量。利用光生伏特效應直接把太陽能轉換為 電能，是利用太陽能最有前途的方式。太陽能電池是一種可再生的綠色能源， 具有工作壽命長(組裝好的電池可用20年以上)、結構簡單緊湊、比功率(功 率與裝置重量之比)高、運行方便可靠、不需要運行和維修費用等優(yōu)點。對解 決當前日益嚴重的能源短缺與環(huán)境污染問題有著重要的意義。
由于太陽光本身能量密度較低，單位面積太陽能電池所產(chǎn)生的功率相應也 較低(一般低于200瓦/米2)。為了提髙太陽能的發(fā)電功率，傳統(tǒng)的方法就是 擴大太陽能電池板的面積，而太陽能電池板的價格非常昂貴，這使得太陽能電 池的成本很髙，制約了太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外，采用聚光系統(tǒng)產(chǎn)生髙的 光強也可以提髙太陽能電池的短路電流和有效降低成本，但聚光的同時會使太 陽能電池片的溫度升高，溫度升高，太陽能電池的開路電壓又會降低，其轉換 效率也會降低；而且，同一太陽能電池芯片上接收的光強不均勻會降低其填充
因數(shù)，從而影響電池效率和壽命，最終也將導致成本的提髙。因此，如何提高 太陽能電池的轉換效率，降低太陽能電池的生產(chǎn)成本，是太陽能電池產(chǎn)業(yè)進一 步發(fā)展的關鍵。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種太陽能電池增效膜，其可有效提高太陽能電池的光 電轉換效率，降低生產(chǎn)成本。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種太陽能電池增效膜，所述太陽能電
3池增效膜由一透明薄膜構成，所述透明薄膜上表面分布有聚光微透鏡結構。利 用所述的聚光微透鏡結構提髙電池表面感光區(qū)的光子密度。 優(yōu)選地，所述微透鏡結構為折射型微透鏡。
上述技術方案中，所述微透鏡結構為凸球形或圓柱形，也可以采用其它非 球面凸形狀。
上述技術方案中，所述微透鏡結構的基底為圓形、方形或六角形。 所述微透鏡結構在薄膜上的排布狀態(tài)是方形陣列或六角形陣列緊密排布。 上文中，所述透明薄膜可以采用透明有機髙分子材料制備，例如選用聚甲 基丙烯酸甲脂(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。所述微透鏡結構能夠將平行的太 陽光聚焦到所述太陽能電池表面的感光區(qū)；還能夠將原本照射在所述太陽能電 池銀電極上的光聚焦到電極邊緣的感光區(qū)還能夠對太陽能電池表面反射的部 分光線起到全內(nèi)反射作用，使光線再次入射到感光區(qū)，提髙光線利用率。 由于上述技術方案的應用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具備下列效果
1. 本發(fā)明所提供的太陽能電池增效膜，可提高太陽能電池表面感光區(qū)的 光子密度，延長光子路徑，提高光線利用率，從而提高太陽能電池的短路電流 和轉換效率；而且，太陽能電池表面的溫度沒有明顯變化，不會降低太陽能電 池的使用壽命。
2. 本發(fā)明所涉及的太陽能電池增效膜在提高效率的同時不會降低其填充 因數(shù)和使用壽命，可用于傳統(tǒng)的硅系太陽能電池，也適用于有機薄膜太陽能電 池以及其他的新型太陽能電池。
圖l是本發(fā)明實施例一太陽能電池增效膜的主視圖； 圖2-3是實施例一中太陽能電池增效膜的原理圖； 圖4是太陽能電池增效膜的俯視圖5是太陽能電池增效膜表面為方形基底微透鏡的結構示意圖； 圖6是太陽能電池增效膜表面為六角形基底微透鏡的結構示意圖； 圖7是太陽能電池增效膜表面為圓形基底微透鏡陣列在膜層表面成六角 形陣列緊密排布的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述 實施例一
附圖1為本發(fā)明太陽能電池增效膜的結構示意圖，透明薄膜2的上表面具 有微透鏡結構1;所述透明薄膜2的材料為聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)或聚 碳酸酯(PC)。附圖2-3是太陽能電池增效膜提髙電池轉換效率的原理圖，透 明薄膜2上的微透鏡陣列1有四方面的作用①把平行的太陽光聚集到太陽能 電池4表面的感光區(qū)，可提髙感光區(qū)單位面積上太陽光的輻射強度，即提髙了 感光區(qū)表面的光子密度，可提髙太陽能電池的短路電流和光電轉換效率，對于 相同的輸出功率，相當于減小了感光區(qū)的面積，提高效率的同時也降低了生產(chǎn) 成本；②如附圖2所示，微透鏡結構1使光線聚焦到銀電極3之外的感光區(qū)， 這樣原本照射到銀電極3上的光將會聚焦到太陽能電池4表面的感光區(qū)，減少 了銀電極3對光線的反射，提高了光線利用率，從而提高太陽能電池的效率； ③如附圖3所示，太陽能電池表面(感光區(qū)或銀電極)反射的光照射到膜層上 表面的微透鏡1上，通過微透鏡結構1的全內(nèi)反射作用，光線再次入射到電池 表面的感光區(qū)，增加了光在太陽能電池中的光程，使光吸收增加，可提髙太陽 能電池的短路電流和轉換效率。 如附圖3所示，微透鏡結構l表面反射的光 進入相鄰的微透鏡結構，通過微透鏡結構的折射和反射作用入射到太陽能電池 表面的感光區(qū)，可充分利用光能，提高其輸出功率。
利用聚光系統(tǒng)對太陽光進行聚焦，也可提髙其轉換效率，然而聚光系統(tǒng)提 髙電池表面感光區(qū)太陽光輻射強度的同時也會使電池表面的溫度升髙，溫度升 髙又會降低太陽能電池的開路電壓和填充因數(shù)，影響其轉換效率和使用壽命； 本發(fā)明所涉及的太陽能電池增效膜利用微透鏡結構的聚光效果以及微透鏡結 構表面的折射、反射作用提髙電池表面感光區(qū)的光子密度，增加光的吸收，同 時電池表面的溫度沒有明顯變化，因而不會降低其使用壽命。
太陽能電池增效膜上表面結構是折射型微透鏡，如附圖l所示，微透鏡結 構的表面是凸球形、圓柱形或其它非球面凸形狀；微透鏡結構的基底為圓形、 方形或六角形，微透鏡陣列膜層上表面以一定方式(方形陣列、六角形陣列等) 緊密排列，參見附圖4-7所示。
權利要求
1. 一種太陽能電池增效膜，其特征在于所述太陽能電池增效膜由一透明薄膜構成，所述透明薄膜上表面分布有聚光微透鏡結構。
2. 如權利要求1所述的太陽能電池增效膜，其特征在于所述微透鏡結 構為折射型微透鏡。
3. 如權利要求2所述的太陽能電池增效膜，其特征在于所述微透鏡結 構為凸球形或圓柱形。
4. 如權利要求2所述的太陽能電池增效膜，其特征在于所述微透鏡結 構的基底為圓形、方形或六角形。
5. 如權利要求1所述的太陽能電池增效膜，其特征在于所述微透鏡結 構在薄膜上的分布狀態(tài)為方形陣列或六角形陣列緊密排布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池增效膜，其特征在于所述太陽能電池增效膜由一透明薄膜構成，所述透明薄膜上表面分布有聚光微透鏡結構。微透鏡陣列能將平行的太陽光聚焦到太陽能電池表面的感光區(qū)，提高感光區(qū)表面的光子密度，對于相同的輸出功率，相當于減小了感光區(qū)的面積，可有效提高轉換效率和降低生產(chǎn)成本；通過微透鏡陣列的折反射作用，能將太陽能電池表面反射的光反射到感光區(qū)，提高光線利用率；太陽能電池表面的溫度沒有明顯變化，不會降低太陽能電池的填充因數(shù)和使用壽命。
文檔編號H01L31/0236GK101510565SQ20091003008
公開日2009年8月19日 申請日期2009年4月1日 優(yōu)先權日2009年4月1日
發(fā)明者芳 周, 莊孝磊, 溯 申, 陳林森 申請人:蘇州大學;蘇州蘇大維格光電科技股份有限公司