專利名稱：聚光器型光伏裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及聚光器型光伏裝置，具體來說涉及通過對帶有均化器(次級光學系統(tǒng))的光學聚光器(初級光學系統(tǒng))聚集的高能陽光進行均化，并且將均化的陽光發(fā)射至太陽能電池以產(chǎn)生電能的聚光器型光伏裝置。
背景技術：
太陽能發(fā)電機大致分成不做改變地將陽光發(fā)射至太陽能電池的非聚光器型光伏裝置以及將由光學聚光器聚集的陽光發(fā)射至太陽能電池的聚光器型光伏裝置。在聚光器型光伏裝置的情況下，太陽能電池可以做得較小。從而，即使使用了較高轉換效率的昂貴電池，對發(fā)電成本的影響也很小。因此，聚光器型光伏裝置具有能夠高效率產(chǎn)生廉價電能的優(yōu)點。由光學聚光器聚集的光在其中央具有較高密度而在其周圍具有較低密度。即使將這樣的光直接發(fā)射至太陽能電池上，也無法獲得較高的電能生成效率。因此，在聚光器型光伏裝置中，通常在太陽能電池的正上方設置稱為均化器的的柱形或梯形(錐形)的光學部件。均化器用于通過在側表面上對由光學聚光器聚集的高能陽光反復地進行全反射來均化光能。一般將具有高透光度的玻璃用作均化器。特別是將含鈉玻璃(諸如硼硅酸鹽玻璃和硅酸鹽玻璃)用作均化器，這是因為它是通用、低成本的材料并且易于處理。另外，太陽能電池容易被濕氣侵蝕。例如，由InGaP/InGaAs/Ge代表的III-V族化合物半導體比基于晶體硅的半導體活性高。因此，使用III-V族化合物半導體的太陽能電池會被濕氣顯著侵蝕。此外，通常在太陽能電池的表面上提供防反射膜。然而，如果防反射膜與濕氣接觸則會發(fā)生改變。此外，均化器中包含的鈉會在凝結水中溶解，而鈉離子會通過濕氣到達太陽能電池。到達太陽能電池的鈉離子會累積太陽能電池表面的負電勢，從而導致電能產(chǎn)生效率的降低。因此，為了提高聚光器型光伏裝置的耐用性，必須保護太陽能電池免受潮濕。已經(jīng)提出了各種關于保護這種太陽能電池免受潮濕的方法的建議。例如，專利文獻1公開了一種聚光型太陽能發(fā)生單元，其使用包含重量上占10% 或更多的氟化硅樹脂的材料作為覆蓋柱形光學部件(均化器)和面向底表面的太陽能電池的密封樹脂(密封劑)。專利文獻1還公開了如下幾點。(a)如果將包含重量上占10%或更多的氟化硅樹脂的材料用作密封樹脂，則能夠抑制蒸氣的滲透，因為氟化硅樹脂具有低蒸氣透過特性。(b)可以在均化器的側表面上形成由大約IOnm到20nm厚的氟樹脂形成的薄膜(折射率1. 34)，其用作保護部件或者防水薄膜。另外，專利文獻2公開了一種聚光器型光伏裝置，其中在柱形光學部件的底表面和太陽能電池之間提供了透明樹脂，并且該聚光器型光伏裝置包括用于阻擋來自透明樹脂的陽光的光屏蔽部件。專利文獻2還公開了如下幾點。(a)由于光屏蔽部件抑制了透明樹脂的光降解，從而抑制了由于濕氣滲透所導致的太陽能電池的劣化。(b)可以在均化器的側表面上形成由大約IOnm到20nm厚的氟樹脂形成的薄膜 (折射率1. 34)，其用作保護部件或者防水薄膜。因為用于保護太陽能電池的密封樹脂或者透明樹脂暴露在聚光器型光伏裝置的惡劣環(huán)境中，所以耐熱性和耐氣候性是必需的。當前針對這些目的使用包含硅樹脂的材料作為基材。通常，硅樹脂具有良好的耐氣候性。但是，因為是在接觸惡劣環(huán)境的區(qū)域中使用， 所以無法僅通過硅樹脂來確保足夠的耐氣候性。因此，一般使用通過添加用于提高硅樹脂的耐氣候性的填充物(例如玻璃化合物)所得到的材料來作為密封樹脂。包含玻璃化合物的硅樹脂的折射率約為1. 5，其接近均化器的折射率(約為1. 6)。 如果用這種相對較高折射率的材料形成的密封劑來覆蓋均化器的周圍，則該部分的光的全反射臨界角變?yōu)榇笥谖锤采w密封劑部分的臨界角。另一方面，當均化器的形狀是在太陽能電池側具有較小截面積的梯形形狀時，光的入射角(反射表面的法線方向與光入射方向之間的角度)在重復進行反射時變小。于是， 如果均化器的下部側表面用高折射率材料密封，則在均化器的下部側表面附近入射角變?yōu)榈扔诨蛐∮谂R界角的概率(即光泄漏的概率)較大。為了解決這個問題，可以考慮使用具有較低折射率的材料作為密封劑。然而，不存在具有低折射率且在耐熱性和耐氣候性方面表現(xiàn)良好的已知材料。相關技術文獻參考文獻專利文獻1 JP-A-2007-201109專利文獻2 JP-A-2006-313809

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種同時具有較高轉換效率和較高耐氣候性的聚光器型光伏裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種聚光器型光伏裝置，其包括光學聚光器，用于聚集陽光；太陽能電池；均化器，其在太陽能電池上方設置為其底表面面對太陽能電池， 并且其將由光學聚光器聚集的陽光引導至太陽能電池；密封劑，其覆蓋均化器的下部的側表面和太陽能電池；以及光透射阻止層，其設置在密封劑和均化器之間，其中均化器具有其中光學聚光器一側的截面積大于太陽能電池一側的截面積的梯形形狀，均化器的折射率 nh、密封劑的折射率nf、以及光透射阻止層的折射率nt之間滿足nh > nf > nt的關系，光透射阻止層的厚度(H)大于等于0. Imm并且小于等于1. 2mm，并且在形成光透射阻止層的位置處，光透射阻止層的高度(b)和密封劑的高度(a)之間滿足0. 5 ^ b/a < 1. 0的關系。
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如果使用高折射率材料作為覆蓋梯形均化器的下部側表面和太陽能電池的密封劑，則能夠獲得高耐氣候性。另外，如果在密封劑和均化器之間設置了具有預定折射率nt、 厚度H、和高度b的光透射阻止層，則能夠抑制光從均化器的下部側表面泄漏。于是能夠改善轉換效率而不降低耐氣候性。


下面將參照附圖對本發(fā)明的示例方面進行詳細描述，附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的聚光器型光伏裝置的示意截面圖；圖2是示出了太陽能電池的測量次數(shù)與相對短路電流之間關系的視圖；圖3是示出了光透射阻止層的厚度H與短路電流的相對增加量之間的關系的視圖；以及圖4是示出了光透射阻止層的高度“b”與密封劑的高度“a”的比值b/a同短路電流的相對增加量之間的關系的視圖。
具體實施例方式在下文中將對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。[1.聚光器型光伏裝置]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的聚光器型光伏裝置的示意截面圖。在圖1 中，太陽能發(fā)電機10包括光學聚光器12、太陽能電池14、均化器16、密封劑18、以及光透射阻止層20。[1. 1.光學聚光器]光學聚光器12是用于聚集陽光并將聚集的陽光發(fā)射至太陽能電池14的初級光學系統(tǒng)。使用聚光透鏡(如Fresnel透鏡)的方法以及使用聚光反射鏡(如凹面鏡)的方法， 是公知的聚光方法。在本發(fā)明中可以使用任意方法。在圖1的示例中，光學聚光器12由聚光透鏡形成。聚光透鏡的優(yōu)點在于能夠確保防塵或防灰、耐用性優(yōu)良、易于熱輻射等。光學聚光器12被使用支撐裝置(未示出)固定在太陽能電池14上方。[1.2.太陽能電池]太陽能電池14是用于將發(fā)射來的光轉換成電能的電池。在本發(fā)明中，太陽能電池 14的結構或者形成太陽能電池14的材料均不被特別限定，可以使用具有各種結構和材料的電池。通常，太陽能電池具有按照底部電極、體現(xiàn)光伏效應的半導體層、和上部電極的順序層疊的結構?？梢栽诎雽w層的表面上形成防反射膜。公知例如晶體硅和由InGaP/ InGaAs/Ge代表的III-V族化合物半導體是用于半導體層的材料。太陽能電池通常固定在基板上，并在基板上設置太陽能電池發(fā)電所需的各種組件。在圖ι所示的示例中，按照絕緣層M和板26的順序將它們形成在基板22上，并且太陽能電池14固定在板沈上，其中引線電極28介于太陽能電池14和板沈之間?；?2用于支撐諸如太陽能電池14的組件。并不特別限定基板22的材料，而是可以使用各種材料。基板22的材料的示例包括鋁、銅等。光學聚光器12固定至基板22，或者基板22固定至固定框架(未示出)。絕緣層M用于使連接至太陽能電池14的底部電極(未示出)的一個引線電極觀與連接至太陽能電池14的上部電極(未示出)的另一引線電極(未示出)絕緣。絕緣層 24可以使用各種絕緣材料。絕緣層M的材料示例包括(a)其中分布有玻璃纖維、氧化鋁粉等的樹脂材料，(b)具有高導熱性的陶瓷，如氧化鋁。板沈用于為太陽能電池14散熱并且用于加固太陽能電池14。板沈設置在絕緣層M和引線電極觀之間。板沈可以使用各種具有高導熱性的材料。板沈的示例材料包括鋁、銅等。[1.3.均化器]均化器(次級光學系統(tǒng))16用于將由光學聚光器12聚集的陽光引導至太陽能電池14。另外，均化器16通過在側表面上反復地進行引導光的全反射來均化光能。均化器 16直立在太陽能電池14的正上方，其底表面面對太陽能電池14。在本發(fā)明中，均化器16具有梯形形狀，其在光學聚光器12 —側的截面積大于其在太陽能電池14一側的截面積。并不特別限定均化器16的截面形狀，其可以是圓形、橢圓形、 和多邊形中的任意一種。并不特別限定均化器16的側表面的角度(或假設均化器16為錐體時的頂角)，可以根據(jù)用途選擇各種角度。在聚光器型光伏裝置10中，必須使得太陽能電池14始終精確按照太陽的方向而改變方向，以利用光學聚光器12使陽光轉向(bend)。為此，聚光器型光伏裝置10通常包括用于使太陽能電池14按照太陽方向而改變方向的跟蹤裝置。然而，當均化器的形狀為柱形形狀時，如果出現(xiàn)跟蹤誤差則轉換效率會顯著降低。另一方面，當均化器16具有梯形形狀時，具有即使出現(xiàn)略微的跟蹤誤差也不會顯著降低轉換效率的優(yōu)點。將具有高透光率的材料用于均化器16。均化器16的材料示例包括(a)含鈉玻璃，諸如硼硅酸鹽玻璃和硅酸鹽玻璃，(b)鋁硅酸鹽玻璃和鈉鉀鋇玻璃。含鈉玻璃尤其適合作為均化器16的材料，這是因為其便宜并且易于加工。均化器16的折射率nh需要滿足預定條件。這些預定條件將在后文描述。必要時可以在均化器16周圍形成各種膜。例如，可以在均化器16的上表面(光入射表面)上形成防反射膜。防反射膜的示例包括(a)具有氧化鋁和氧化鈦的多層結構的 TiO2Al2O3防反射膜，(b)包括氟化鎂層或氟化鈣層的防反射膜。另外，可以在均化器16和太陽能電池14之間的界面上設置用于防止?jié)駳鉂B透的保護膜。在這種情況下，保護膜可以由不同于光透射阻止層20的材料構成(稍后將進行描述)，或者可以如圖1所示使用與光透射阻止層20相同的材料在均化器16的下部側表面和底表面上整體形成。在僅在均化器16的下部側表面上形成光透射阻止層20的情況下，優(yōu)選地在均化器16的底表面上設置保護膜。保護膜優(yōu)選使用具有高透光率和高耐熱性的材料。在形成與光透射阻止層20分離的保護膜的情況下，保護膜的材料的示例包括凝膠型硅樹脂、丙烯酸樹脂膜等。[1.4.密封劑]密封劑18用于覆蓋均化器16的下部側表面以及太陽能電池14的暴露部分。由于密封劑18需要長時間防止?jié)駳鉂B入太陽能電池14，其必須使用具有高耐熱性和耐氣候性的材料。密封劑18的材料的示例包括(a)包含玻璃粉末的硅樹脂；(b)以具有高導熱率和高反射率的白色和不透明無機材料粉末(如碳酸鈣、氧化鈦、高純度氧化鋁、高純度氧化鎂、氧化鈹、和氮化鋁)填充的自粘合RTV橡膠；(c)通過向(b)材料添加占10%或更多重量的氟化硅樹脂所得到的材料；和(d)環(huán)氧樹脂。密封劑18的折射率nf和高度a需要滿足預定條件。這些預定條件將在后文描述。[1. 5.光透射阻止層]光透射阻止層20用于防止光從均化器16的下部側表面透射，其設置在密封劑18 和均化器16之間。光透射阻止層20可以僅形成在均化器16的下部側表面上。可替換地， 如圖1所示，光透射阻止層20可以整體形成在均化器16的下部側表面和底表面上。S卩，光透射阻止層20還可以用作上述保護膜。當光透射阻止層20還用作保護膜時，必須使用具有高耐熱性且透光性優(yōu)良的材料。另一方面，當光透射阻止層20僅形成在均化器16的下部側表面上時，光透射阻止層20 不必由透光材料形成。光透射阻止層20的示例包括硅樹脂、氟樹脂等。光透射阻止層20的折射率nt、高度b、和厚度H需要滿足預定條件。這些預定條件將在后文描述。[1.6.折射率]上述各種材料是公知的能夠防止?jié)駳鉂B入太陽能電池14并且具有高耐熱性和/ 或耐氣候性的材料。上述材料的耐氣候性和折射率之間存在相關性。通常，具有高耐氣候性的材料趨于具有高折射率。即，尚未得知能夠用作太陽能電池14的密封劑并且同時滿足低折射率和高耐氣候性的材料。因此，在本發(fā)明中，使用具有高耐氣候性的高折射率材料作為密封劑18，以防止?jié)駳鉂B入太陽能電池14。另一方面，在均化器16和密封劑18之間提供光透射阻止層20，以防止光從均化器16的下部側表面泄漏，并且將具有較低耐氣候性但具有低折射率的材料用于光透射阻止層20。S卩，在本發(fā)明中，均化器16的折射率nh、密封劑18的折射率nf、以及光透射阻止層 20的折射率nt之間滿足nh > nf > nt的關系。這是與相關技術中的聚光器型光伏裝置的不同點。均化器16、密封劑18、和光透射阻止層20的具體組合如下。例如，當均化器16是含鈉玻璃(折射率1. 6)時，優(yōu)選(a)將含玻璃粉末的硅樹脂(折射率1. 5)、丙烯酸樹脂(折射率1. 5)、聚酯樹脂(折射率1. 5)等用作密封劑18 ； 以及(b)將硅樹脂(折射率1. 3至1. 39)、氟樹脂(折射率1. 3至1. 4)等用作光透射阻止層20。[1.7.厚度 H]光透射阻止層20的厚度H影響電能生成效率和耐氣候性。如果光透射阻止層20 的厚度H太小，則光易于從均化器16的下部側表面泄漏。為了抑制光泄漏，光透射阻止層 20的厚度H需要大于等于0. 1mm。光透射阻止層20的厚度H優(yōu)選為0. 2mm或更大，更優(yōu)選的為0. 3mm或更大，進一步優(yōu)選的為0. 4mm或更大。如果光透射阻止層20的厚度H變大，則對電能生成效率上的效果將會最終飽和。 另外，如果光透射阻止層20的厚度H變得太大，則耐氣候性會降低。于是，濕氣易于到達太陽能電池14。因此，光透射阻止層20的厚度H需要小于等于1.2mm。光透射阻止層20的厚度H優(yōu)選為1. Omm或更小，更優(yōu)選為0. 8mm或更小。[1. 8.高度比 b/a]在形成光透射阻止層20的位置處光透射阻止層20的高度“b”與密封劑18的高度“a”的比值(=b/a)對于發(fā)電效率和耐氣候性有影響。如果b/a比值太小，則光易于從均化器16的下部側表面泄漏。因此，b/a比值需要大于等于0. 5。b/a比值優(yōu)選為0. 8或更大，更優(yōu)選的為0. 7或更大，進一步優(yōu)選的為0. 6或更大。另一方面，如果b/a比值過大，則耐氣候性會降低。另外，光透射阻止層20的折射率大于空氣的折射率。于是，當光透射阻止層20的高度“b”超過密封劑18的高度“a”時， 從僅被光透射阻止層20覆蓋的部分泄漏的光會增加。另外，由于光透射阻止層20暴露在大氣中，耐氣候性會降低。因此，b/a比值需要小于1. 0。b/a比值優(yōu)選為0. 98或更小，更優(yōu)選為0. 96或更小。這里，“光透射阻止層20的高度b”是指從均化器16的底表面到光透射阻止層20 的上端的距離。另外，“密封劑18的高度a”是指從均化器16的底表面到密封劑18的上端的距離。 當密封劑18的高度a不固定時，優(yōu)選地至少在形成光透射阻止層20的位置處滿足上述b/ a比值的條件。[2.制造聚光器型光伏裝置的方法]當在均化器16的下部側表面上形成光透射阻止層20時，首先將光透射阻止層20 的材料溶解在適當溶劑中以得到溶液。然后，使用諸如浸沒和刷涂(brushing)的方法將該溶液涂敷在均化器16的下部側表面上(太陽能電池14側)。在這種情況下，該溶液還涂敷在均化器16的下端表面上。通過在涂敷后去除溶劑，能夠至少在均化器16的下部側表面上形成光透射阻止層20。然后，均化器16的下端表面附接至固定于基板22上的太陽能電池14的表面，并使用密封劑18來密封均化器16的下部側表面和太陽能電池14。例如，當光透射阻止層20是硅樹脂時，在室溫下將均化器16的下側浸沒在硅樹脂溶液中1至5秒。將均化器16從溶液中提出并附接至太陽能電池14，然后在120至180°C 的溫度下固化(干燥)。通過這種方法，可以在均化器16的下部側表面和底表面上形成還用作保護膜的光透射阻止層20。然后，通過將光學聚光器12固定至基板22或者固定至固定有基板22的框架上， 就得到了根據(jù)本發(fā)明的聚光器型光伏裝置10。[3.聚光器型光伏裝置的操作]在梯形均化器16和密封劑18直接彼此接合的狀態(tài)下，入射在均化器16上的光的一部分從均化器16和密封劑18之間的界面泄漏到外部。這降低了太陽能電池14的發(fā)電效率。這可以通過均化器16的折射率nh和密封劑18的折射率nf之間的關系來解釋。 即，根據(jù)Snell法則，光的全反射條件可以表達為sin θ = nf/nh。這里，θ是光的入射角 (反射表面的法線方向與光入射方向的夾角)。例如，當nh為1.6時，若 為1.5，則θ =69.6°。另外，當nh為1. 6時，若nf為 1. 3，則θ = 54. 3°。S卩，根據(jù)Snell法則，由于均化器16的折射率nh和與均化器16接觸的材料(空氣或密封劑18)的折射率之間的差增大，從而光在均化器16內(nèi)全反射的概率變大，并且發(fā)電效率會因此提高。另一方面，為了抑制由于跟蹤型太陽能發(fā)電機中的跟蹤誤差而導致的發(fā)電效率的降低，必須使得均化器16具有梯形形狀，在該梯形形狀中，光入射表面的面積大于面對太陽能電池14的表面的面積。當均化器16的形狀是梯形時，光的入射角θ隨著均化器16 中的光反復進行全反射而變小。當假設均化器16為梯形時，如果梯形的頂角為α，并且第 k次和第(k+i)次反射時的光入射角度分別為ek+1，則其間存在ek+1= ek-a的關系。為此，如果均化器16的下部側表面以由高折射率材料形成的密封劑18密封，則密封劑18附近的光的入射角θ n變得小于光的全反射的臨界角。在這種情況下，光會泄漏至密封劑18—側。這減少了到達太陽能電池14的光量，導致發(fā)電效率的降低。另一方面，如果為了避免這種情況而使用低折射率材料作為密封劑18，則密封劑18的耐氣候性下降。從而，太陽能電池14容易劣化。相反，如果使用高折射率材料作為覆蓋梯形均化器16的下部側表面和太陽能電池14的密封劑18，則改善了耐氣候性。另外，如果在密封劑18和均化器16之間設置具有預定折射率nt、厚度H、和高度b的光透射阻止層20，則密封劑18附近的光的全反射臨界角變大，從而光從均化器16的下部側表面泄漏的概率相應地降低。因此，能夠在不降低耐氣候性的情況下提高轉換效率。[示例](第一實施例和第一對比示例)[1.樣本的制造]制造具有圖1所示結構的聚光器型光伏裝置10。將折射率nh為1. 6的含鈉玻璃用于均化器16，均化器16的尺寸(mm)設置為口 IlX □ 7XL22。換句話說，均化器16具有正方形上表面和正方形下表面，正方形上表面的每條邊長為11mm，正方形下表面的每條邊長為7mm，正方形上表面和正方形下表面之間的距離為22mm。將折射率nf為1. 5的含玻璃粉末的硅樹脂用于密封劑18。將折射率nt為1. 3至1. 39的硅樹脂用于光透射阻止層20。 光透射阻止層20的厚度H設置為0mm(第一對比示例)或1. Omm(第一實施例)，光透射阻止層20的高度b與密封劑18的高度a之間的比值(b/a)被設置為0 (第一對比示例)或 0. 9 (第一實施例)。太陽能電池14的總數(shù)設置為250。[2.測試方法][2.1.發(fā)電效率]大約60SUN的光施加至均化器16，并針對每個太陽能電池14測量該時刻的短路電流。根據(jù)所獲取的短路電流計算相對短路電流?！跋鄬Χ搪冯娏鳌笔侵该總€太陽能電池的短路電流⑴與第一對比示例中短路電流的平均值(iffl0)的比值(=i/im0)。[2. 2耐氣候性測試]使用UV發(fā)射裝置將UV發(fā)射至所制造的太陽能電池14。UV發(fā)射的能量設置為 400mff/cm2,發(fā)射時間設置為20分鐘。在經(jīng)過預定時間后停止UV發(fā)射，并將水噴灑到太陽能電池14上達3分鐘。隨后，重復此操作10小時。在測試結束后，通過視覺觀察確定均化器周圍的密封劑中是否存在破裂或粘連。
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[3.結果][3.1發(fā)電效率]圖2示出了太陽能電池14的測量次數(shù)與相對短路電流之間的關系?！疤柲茈姵?4的測量次數(shù)”表明了當把總共250個太陽能電池按照高短路電流值排列時的排序 (ranking)。從圖2中可以看到以下方面(1)針對每個太陽能電池14的相對短路電流不同。(2)在測量次數(shù)(排序)為0至大約200的范圍內(nèi)，第一實施例中的相對短路電流相比第一對比示例中的相對短路電流高出大約2. 5%。由于相對短路電流與發(fā)電效率相關，因此可以看出，當在均化器16和密封劑18的界面上設置光透射阻止層20時，發(fā)電效率得到提高。[3. 2耐氣候性]第一實施例和第一對比示例均體現(xiàn)出良好的耐氣候性，密封劑中未出現(xiàn)破裂或粘連。(第二示例)[1.樣本的制造]除了將比值b/a設置為0. 9，且光透射阻止層20的厚度H在0至1. 2mm的范圍內(nèi)變化以外，按照與第一實施例例相同的方式制造聚光器型光伏裝置10。太陽能電池14的總數(shù)為70 (7級X 10)。[2.測試方法][2.1.發(fā)電效率]在與第一實施例相同的條件下針對每個太陽能電池14測量該時刻的短路電流。 根據(jù)所獲取的短路電流計算短路電流中的相對增加量?！岸搪冯娏髦械南鄬υ黾恿?％ ) ”是指當b/a = 0. 9并且H = 0. Omm時，每一級的太陽能電池14的短路電流的平均值(im2)相對于太陽能電池14的短路電流的平均值(iml) 的增量(=(im2-iml) X 100/iml)。[2. 2耐氣候性]在與第一實施例相同的條件下評估耐氣候性。[3.結果][3.1發(fā)電效率]圖3示出了光透射阻止層20的厚度H與b/a = 0. 9時短路電流中的相對增加量的關系。從圖3中可以看到以下方面(1)當H變?yōu)?. Imm或更大時，短路電流中的相對增加量為0. 5%或更多。(2)當H變?yōu)?. Imm或更大時，短路電流中的相對增加量幾乎飽和。(3)為了獲得大于等于1.0%的短路電流中的相對增加量，H需要大于等于 0. 25mm0(4)為了獲得大于等于1.5%的短路電流中的相對增加量，H需要大于等于 0. 42mm。(5)為了獲得大于等于2.0%的短路電流中的相對增加量，H需要大于等于0. 73mm。[3. 2耐氣候性]全部太陽能電池均體現(xiàn)出良好的耐氣候性，密封劑中未出現(xiàn)破裂或粘連。(第三實施例)[1.樣本的制造]除了將光透射阻止層20的厚度H設置為1. 0mm、以及比值b/a在0. 1至1. 2的范圍內(nèi)變化以外，按照與第一實施例相同的方式制造聚光器型光伏裝置10。太陽能電池14的總數(shù)為120 (12級X 10)。[2.測試方法][2.1.發(fā)電效率]在與第一實施例相同的條件下針對每個太陽能電池14測量該時刻的短路電流。 根據(jù)所獲取的短路電流計算短路電流中的相對增加量?！岸搪冯娏髦械南鄬υ黾恿?％ ) ”是指當b/a = 0. 9并且H = 1. Omm時，每一級的太陽能電池14的短路電流的平均值(im4)相對于太陽能電池14的短路電流的平均值(im3) 的增量(=(im4_im3) X 100/iJ。[2. 2耐氣候性] 在與第一實施例相同的條件下評估耐氣候性。[3.結果][3.1發(fā)電效率]圖4示出了 H = 1. Omm時光透射阻止層20的比值b/a與短路電流中的相對增加
量的關系。從圖4中可以看到以下方面。(1)當比值b/a變?yōu)?. 5或更大時，短路電流中的相對增加量變?yōu)?. 45%或更多。(2)當比值b/a為1時，短路電流中的相對增加量變?yōu)樽畲笾怠?3)當比值b/a超過1時，短路電流中的相對增加量由于均化器16與空氣接觸部分的減少而減小。(4)為了獲得大于等于1 0. 75。(5)為了獲得大于等于1 0. 85并且小于等于1. 16。(6)為了獲得大于等于2 0. 95并且小于等于1. 05。[3. 2耐氣候性]當比值b/a大于等于1時，在密封劑中出現(xiàn)破裂或粘連。相反，當比值b/a小于1 時，未發(fā)現(xiàn)破裂或粘連。盡管對本發(fā)明的實施例進行了詳細說明，但本發(fā)明將不限于任意上述實施例，在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的前提下可以做出各種修改。[工業(yè)實用性]根據(jù)本發(fā)明的聚光器型光伏裝置可以用作用于將電能提供給工廠或家庭的發(fā)電機。
0 %的短路電流中的相對增加量，比值b/a需要大于等于
5%的短路電流中的相對增加量，比值b/a需要大于等于
0 %的短路電流中的相對增加量，比值b/a需要大于等于
1權利要求
1.一種聚光器型光伏裝置，包括 光學聚光器，用于聚集陽光； 太陽能電池；均化器，其設置在所述太陽能電池上方，其底表面面對所述太陽能電池，并且所述均化器將由所述光學聚光器聚集的陽光引導至所述太陽能電池；密封劑，其覆蓋所述均化器的下部側表面和所述太陽能電池；以及光透射阻止層，其設置在所述密封劑和所述均化器之間，其中所述均化器具有梯形形狀，在所述梯形形狀中，所述光學聚光器一側的截面積大于所述太陽能電池一側的截面積，所述均化器的折射率nh、所述密封劑的折射率nf、和所述光透射阻止層的折射率nt之間滿足nh > nf > nt的關系，所述光透射阻止層的厚度(H)大于等于0. Imm并且小于等于1. 2mm,以及在形成所述光透射阻止層的位置處，所述光透射阻止層的高度(b)和所述密封劑的高度(a)之間滿足0. 5 ^ b/a < 1. 0的關系。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚光器型光伏裝置，其中所述光透射阻止層的厚度(H)大于等于0. 2mm并且小于等于1. 0mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的聚光器型光伏裝置，其中在形成所述光透射阻止層的位置處，所述光透射阻止層的高度(b)和所述密封劑的高度(a)之間滿足0. 6彡b/a彡0. 98的關系。
全文摘要
一種聚光器型光伏裝置，包括光學聚光器；太陽能電池；均化器；密封劑；和光透射阻止層。均化器具有其中光學聚光器一側的截面積大于太陽能電池一側的截面積的梯形形狀，均化器的折射率nh、密封劑的折射率nf、以及光透射阻止層的折射率nt之間滿足nh＞nf＞nt的關系，光透射阻止層的厚度(H)大于等于0.1mm并且小于等于1.2mm，在形成光透射阻止層的位置處，光透射阻止層的高度(b)和密封劑的高度(a)之間滿足0.5≤b/a＜1.0的關系。
文檔編號H01L31/048GK102254980SQ201110132199
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月21日
發(fā)明者中谷友和, 德安大地, 永井宏和 申請人:大同特殊鋼株式會社