專利名稱：太陽(yáng)能電池及其制造方法、光電光熱真空管及其接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于太陽(yáng)能利用領(lǐng)域，具體地講，有關(guān)于一種太陽(yáng)能電池及其制造方法、光電光熱真空管及其接收器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的薄膜太陽(yáng)能電池模塊是平板結(jié)構(gòu)。例如非晶硅等薄膜太陽(yáng)能電池。雖然這種平面太陽(yáng)能電池在面積較小時(shí)效率較高，但是較大的平面太陽(yáng)能電池由于很難制造形成均勻一致的太陽(yáng)能電池半導(dǎo)體膜，因而造成效率降低。目前，有人新提出了一些非平板太陽(yáng)能電池，例如圓柱形太陽(yáng)能電池等。這種圓柱形太陽(yáng)能電池能夠消除平面太陽(yáng)能電池的 些缺陷，并能比平面太陽(yáng)能電池更多地接收不同方向的太陽(yáng)入射光。(參見(jiàn)美國(guó)solyndra公司產(chǎn)品http:// www. solyndra. com/)單個(gè)太陽(yáng)能電池通常僅能產(chǎn)生比較小的電量。例如，基于硅的太陽(yáng)能電池產(chǎn)生約0.6V的電壓。通常需要將若干個(gè)太陽(yáng)能電池串聯(lián)或并聯(lián)，已獲得所需的電量。當(dāng)串聯(lián)連接時(shí)，單個(gè)電池的電壓相加而電流保持相同，與并聯(lián)相比，多個(gè)太陽(yáng)能電池的串聯(lián)連接降低了流過(guò)這些電池的電流量，從而提高了效率，因而串聯(lián)連接方式被更為廣泛地被采用。薄膜太陽(yáng)能電池通常通過(guò)將相鄰兩太陽(yáng)能電池的背電極與上電極進(jìn)行電連接來(lái)實(shí)現(xiàn)它們之間的電連接。對(duì)于圓柱形太陽(yáng)能電池，需要在圓柱形表面上形成若干個(gè)太陽(yáng)能電池單體，并使它們相串聯(lián)，以獲得所需的電量?，F(xiàn)有的圓柱形太陽(yáng)能電池在制造方法如下1)在圓柱形表面上先形成一層背電極，然后沿軸向間隔地刻出若干環(huán)形槽，將圓柱形表面上的一層背電極分割成多個(gè)背電極環(huán)帶，每一個(gè)背電極環(huán)帶形成為一個(gè)太陽(yáng)能電池單體的背電極；2)在背電極及環(huán)形槽上覆蓋太陽(yáng)能電池膜，然后太陽(yáng)能電池膜上沿軸向間隔地刻出若干環(huán)形槽，將太陽(yáng)能電池膜分割成多個(gè)與背電極環(huán)帶相對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能電池膜環(huán)帶，每一個(gè)太陽(yáng)能電池膜環(huán)帶形成為一個(gè)太陽(yáng)能電池單體的太陽(yáng)能電池膜；3)在太陽(yáng)能電池膜環(huán)帶及分割它們的環(huán)形槽上覆蓋上電極導(dǎo)電膜，然后在上電極導(dǎo)電膜上沿軸向間隔地刻出若干環(huán)形槽，將上電極導(dǎo)電膜分割成多個(gè)與太陽(yáng)能電池膜環(huán)帶對(duì)應(yīng)的上電極環(huán)帶，每一個(gè)上電極導(dǎo)電膜環(huán)帶形成為一個(gè)太陽(yáng)能電池單體的上電極，同時(shí)該上電極導(dǎo)電膜通過(guò)分割太陽(yáng)能電池膜環(huán)帶的環(huán)形槽與相鄰太陽(yáng)能電池單體的背電極相接，從而也實(shí)現(xiàn)了相鄰太陽(yáng)能電池單體之間的串聯(lián)連接。通過(guò)上述方法，在圓柱形表面上就形成了多個(gè)太陽(yáng)能單體串聯(lián)連接而成的圓柱形太陽(yáng)能電池。專利US7235736B1揭示了圓柱形表面上制作太陽(yáng)能電池一些方法。在平面太陽(yáng)能電池的制造過(guò)程中，在背電極層、太陽(yáng)能電池膜層以及上電極導(dǎo)電膜層都需要進(jìn)行在各層平面膜上按一定間隔激光刻槽作業(yè)，為了增加效率，每個(gè)太陽(yáng)能電池帶的寬度應(yīng)在10毫米左右，相鄰太陽(yáng)能電池單體間三條刻槽的寬度總計(jì)須小于250微米；背電極，太陽(yáng)能電池膜層，及上電極三條刻槽各寬50微米左右，相鄰刻槽中心間距僅有100微米左右，若在圓管上激光刻背電極層、太陽(yáng)能電池膜層以及上電極導(dǎo)電膜層都需要沿軸向進(jìn)行上述間隔的環(huán)形刻槽作業(yè)，由于環(huán)形槽的數(shù)量非常多，該每條環(huán)形槽的精確對(duì)刀工作不但增加了該圓管太陽(yáng)能電池的加工難度，而且增加了整個(gè)工序的時(shí)間，降低了作業(yè)效率，使得該圓管太陽(yáng)能電池的制造成本比較高。因此，有必要提供一種新的太陽(yáng)能電池的制造方法及結(jié)構(gòu)來(lái)解決上述問(wèn)題。另外，目前現(xiàn)有的平板薄膜太陽(yáng)能電池，在正面需要有玻璃平板，背面需要有專用的EVA塑料夾層材料，另一塊平板玻璃或其他耐熱材料背板。通過(guò)專用的設(shè)備及工藝層壓封裝成一體，以保護(hù)太陽(yáng)能電池不受大氣環(huán)境的氧化和受水氣侵蝕。這樣就需要一定的封裝材料及成本。專利US7235736B1揭示的圓柱形太陽(yáng)能電池透明導(dǎo)電膜上電極表面也直接覆蓋了相應(yīng)的封裝材料。因此，有必要提供一種新的太陽(yáng)能電池的封裝制造方法及結(jié)構(gòu)來(lái)解決上述問(wèn)題。常用的太陽(yáng)能電池板光電轉(zhuǎn)換效率在10% —18%，而近50%以上的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為熱，傳遞到空氣里，同時(shí)升高了太陽(yáng)能電池板工作溫度。由于太陽(yáng)能電池效率的負(fù)溫度特性，即隨工作溫度的升高其光電轉(zhuǎn)換率降低。為維持其轉(zhuǎn)換效率，有必要控制太陽(yáng)能電池板工作溫度?，F(xiàn)有的太陽(yáng)能光電光熱裝置以常規(guī)的平板太陽(yáng)能電池模塊為主要部件，在 該平板背后疊加一不帶平板玻璃的平板太陽(yáng)能集熱器。太陽(yáng)能電池板吸收的太陽(yáng)熱能一部分從電池板正面?zhèn)鬟f到空氣里，另一部分從電池板背面?zhèn)鬟f給平板太陽(yáng)能集熱器的金屬吸熱片，爾后由平板太陽(yáng)能集熱器輸出。這一技術(shù)由于光熱效率低，裝置成本高，幾乎是太陽(yáng)能電池板及太陽(yáng)能集熱器兩項(xiàng)成本的相加。難以推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種太陽(yáng)能電池及其制造方法，其可以提高加工效率，降低制造成本。本發(fā)明的目的還在于，提供一種太陽(yáng)能光電光熱真空管及其接收器，其不但可以通過(guò)真空管完成對(duì)太陽(yáng)能電池的封裝，而且同時(shí)通過(guò)太陽(yáng)能真空集熱管與換熱介質(zhì)的熱交換而有效降低太陽(yáng)能電池的溫度，提高太陽(yáng)能電池的效率，并可通過(guò)換熱介質(zhì)的熱交換而有效利用太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的熱能，提高太陽(yáng)能的利用率。本發(fā)明的上述發(fā)明目的可以采用如下技術(shù)方案來(lái)解決一種太陽(yáng)能電池的制造方法，其至少包括如下步驟在柱狀基底上沉積背電極導(dǎo)電膜層，并在該背電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽，將整層背電極導(dǎo)電膜層分割為背電極螺旋帶；然后在螺旋槽及背電極螺旋帶上沉積太陽(yáng)能電池膜層，并在太陽(yáng)能電池膜層上蝕刻螺旋槽，將整層太陽(yáng)能電池膜分割為太陽(yáng)能電池膜螺旋帶；在太陽(yáng)能電池膜螺旋帶及螺旋槽上沉積上電極導(dǎo)電膜層，并在該上電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽，將整層上電極導(dǎo)電膜分割為上電極螺旋帶；蝕刻縱向分割槽，該縱向分割槽在厚度方向和軸向方向分別貫穿所述背電極螺旋帶、太陽(yáng)能電池膜螺旋帶以及上電極螺旋帶，將每一螺旋帶都在圓周方向斷開(kāi)，從而將它們分別分割成多個(gè)獨(dú)立的單體，每個(gè)獨(dú)立的相對(duì)應(yīng)的背電極、太陽(yáng)能電池膜以及上電極形成一個(gè)太陽(yáng)能電池單體，而相鄰的太陽(yáng)能電池單體的上電極與背電極通過(guò)螺旋槽內(nèi)的上電極導(dǎo)電膜相接，形成多個(gè)太陽(yáng)能電池單體串聯(lián)的太陽(yáng)能電池。采用本發(fā)明的上述制造方法制造的太陽(yáng)能電池，由于采用螺旋槽和縱向分割槽相結(jié)合的方式來(lái)分割多個(gè)太陽(yáng)能電池單體，在形成每一螺旋槽時(shí)，只需一次對(duì)刀過(guò)程即可，與現(xiàn)有的多條環(huán)形槽的多次對(duì)刀工序相比，大大降低了太陽(yáng)能電池制造難度和所需的工時(shí)，降低了該太陽(yáng)能電池的制造成本。本發(fā)明還提供了一種采用上述方法制造的太陽(yáng)能電池，其至少包括柱狀基底；背電極導(dǎo)電膜層，形成在柱狀基底上，并通過(guò)螺旋槽的分割而形成為背電極螺旋帶;太陽(yáng)能電池膜層，形成在背電極導(dǎo)電膜層及分割該背電極導(dǎo)電膜層的螺旋槽上，并通過(guò)螺旋槽的分割而形成為太陽(yáng)能電池膜螺旋帶；上電極導(dǎo)電膜層，形成在太陽(yáng)能電池膜螺旋帶及其螺旋槽上，并通過(guò)螺旋槽的分 割而形成為上電極螺旋帶；縱向分割槽，在厚度方向和軸向方向分別貫穿所述背電極螺旋帶、太陽(yáng)能電池膜螺旋帶以及上電極螺旋帶，使每一螺旋帶都在圓周方向斷開(kāi)，從而將它們分別分割成多個(gè)獨(dú)立的單體；其中，每個(gè)獨(dú)立的相對(duì)應(yīng)的背電極、太陽(yáng)能電池膜以及上電極形成一個(gè)太陽(yáng)能電池單體，而相鄰的太陽(yáng)能電池單體的上電極與背電極通過(guò)分割太陽(yáng)能電池膜螺旋帶的螺旋槽內(nèi)的上電極導(dǎo)電膜相接，形成多個(gè)太陽(yáng)能電池單體串聯(lián)的太陽(yáng)能電池。由于在該太陽(yáng)能電池中采用螺旋槽和縱向槽相結(jié)合的方式來(lái)分割多個(gè)太陽(yáng)能電池單體，在形成每一螺旋槽時(shí)，只需一次對(duì)刀過(guò)程即可，與現(xiàn)有的多條環(huán)形槽的多次對(duì)刀工序相比，大大降低了太陽(yáng)能電池制造難度和所需的工時(shí)，降低了該太陽(yáng)能電池的制造成本。本發(fā)明還提供了一種具有上述太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能光電光熱真空管，其包括雙層玻璃真空管，具有相套置的玻璃內(nèi)管和玻璃外管，玻璃內(nèi)管和玻璃外管一端各自封口形成為封閉端，另一端相互熔結(jié)形成為開(kāi)口端，內(nèi)外玻璃管兩玻璃管之間設(shè)有一徑向間隙，該間隙抽成真空，從而形成雙層全玻璃真空管；上述太陽(yáng)能電池，其中所述的玻璃內(nèi)管的外表面形成為所述的柱狀基底；換熱單元，用于將玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱傳遞到雙層全玻璃真空管外。本發(fā)明還提供了一種太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器，其中，該接收器包括一支或一支以上的上述的太陽(yáng)能光電光熱真空管；集熱管，每一太陽(yáng)能光電光熱真空管的換熱單元與該集熱管換熱連接，從而通過(guò)該集熱管將太陽(yáng)能光電光熱真空管的玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱量傳遞出去。采用該太陽(yáng)能光電光熱真空管和太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器，將太陽(yáng)能電池通過(guò)雙層玻璃真空管真空封裝，不但大大降低了封裝成本，降低了熱損；而且可通過(guò)換熱單元將該太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的熱傳遞到雙層玻璃真空管外，可以使得太陽(yáng)能電池的工作溫度不高于95°C，既保證了太陽(yáng)能電池的光電換效率，又高效的利用了其產(chǎn)生的熱能，極大地提高了太陽(yáng)能的利用率。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明太陽(yáng)能電池的制造方法的示意圖；圖2為本發(fā)明太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明太陽(yáng)能電池的內(nèi)聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A部放大圖；圖5為本發(fā)明太陽(yáng)能電池的橫剖面圖；圖6為本發(fā)明的太陽(yáng)能電池的引流導(dǎo)電膜的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的太陽(yáng)能電池的引流導(dǎo)電膜的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為本發(fā)明的太陽(yáng)能電池的引流導(dǎo)電膜的再一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的一種太陽(yáng)能光電光熱真空管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明的一種太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖10的B部放大圖；圖12為圖10的C-C剖面圖；圖13為圖12的E部放大圖；圖14為本發(fā)明的另一種太陽(yáng)能光電光熱真空管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為圖14的F-F剖視圖；圖16為本發(fā)明另一種太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為本發(fā)明的再一種太陽(yáng)能光電光熱真空管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖18為圖17的G-G剖視圖；圖19為本發(fā)明的再一種太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖I所示，本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能電池的制造方法，其至少包括如下步驟SI :在柱狀基底上沉積背電極導(dǎo)電膜層，并在該背電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽，將整層背電極導(dǎo)電膜層分割為背電極螺旋帶；S2 :在螺旋槽及背電極螺旋帶上沉積太陽(yáng)能電池膜層，并在太陽(yáng)能電池膜層上蝕刻螺旋槽，將整層太陽(yáng)能電池膜分割為太陽(yáng)能電池膜螺旋帶；S3 :在太陽(yáng)能電池膜螺旋帶及螺旋槽上沉積上電極導(dǎo)電膜層，并在該上電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽，將整層上電極導(dǎo)電膜分割為上電極螺旋帶；S4 :刻縱向分割槽，該縱向分割槽在厚度方向和軸向方向分別貫穿所述背電極螺旋帶、太陽(yáng)能電池膜螺旋帶以及上電極螺旋帶，將每一螺旋帶都在圓周方向斷開(kāi)，從而將它們分別分割成多個(gè)獨(dú)立的單體，每個(gè)獨(dú)立的相對(duì)應(yīng)的背電極、太陽(yáng)能電池膜以及上電極形成一個(gè)太陽(yáng)能電池單體，而相鄰的太陽(yáng)能電池單體的上電極與背電極通過(guò)螺旋槽內(nèi)的上電極導(dǎo)電膜相接，形成多個(gè)太陽(yáng)能電池單體串聯(lián)的太陽(yáng)能電池。如圖2-圖5所示，本發(fā)明還提供了一種采用上述方法制成的太陽(yáng)能電池100，該太陽(yáng)能電池至少包括柱狀基底11、背電極導(dǎo)電膜層12、太陽(yáng)能電池膜層13、上電極導(dǎo)電膜層14以及縱向分割槽15。該太陽(yáng)能電池100可以是單結(jié)或多結(jié)非晶硅電池，非晶/微晶硅電池，多晶硅薄膜電池，或其他薄膜型太陽(yáng)能電池、厚膜太陽(yáng)能電池等。其中，柱狀基底11可以是實(shí)心柱狀基底，其截面形狀可以是圓形、橢圓形等；也可以是空心的柱狀基底，即管式基底，例如可以是圓管、橢圓形管或其他截面形狀的管，可以是剛性管，也可以是柔性管等，其具體形式在此不做限制，只要能夠作為形成太陽(yáng)能電池的支撐基體即可。在本發(fā)明的所有附圖中，作為示例，示出了圓管形柱狀基底的例子。背電極導(dǎo)電膜層12形成在柱狀基底11上，并通過(guò)螺旋槽121的分割而形成為背電極螺旋帶122。該背電極導(dǎo)電膜層12可以采用現(xiàn)有的任何一種太陽(yáng)能電池的背電極材料制成。作為一個(gè)可選的例子，該背電極導(dǎo)電膜層12可以為透明導(dǎo)電膜，柱狀基底也可以是透明管，這樣入射的太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池上，部分轉(zhuǎn)換成電能，沒(méi)有被太陽(yáng)能電池吸收的太陽(yáng)光將透過(guò)透明的導(dǎo)電膜背電極，透明的柱狀基底11到達(dá)內(nèi)玻璃管的另一側(cè)的薄膜太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換成電能，因而增加了光電轉(zhuǎn)換效率。作為另一種可選的例子，該背電極導(dǎo)電膜層12也可以是金屬膜，此時(shí)該金屬膜背電極導(dǎo)電膜層12能對(duì)入射到太陽(yáng)能電池內(nèi)部 的太陽(yáng)光起回反射的作用，從而也可以增加光電轉(zhuǎn)換效率。太陽(yáng)能電池膜層13形成在背電極導(dǎo)電膜層12及分割該背電極導(dǎo)電膜層的螺旋槽121上，并通過(guò)螺旋槽131的分割而形成為太陽(yáng)能電池膜螺旋帶132。該太陽(yáng)能電池膜層13可以采用現(xiàn)有太陽(yáng)能電池中的任意一種太陽(yáng)能電池膜。例如，可以用增強(qiáng)等離子體化學(xué)氣相沉積PECVD工藝制作微晶娃n. i. P層/非晶娃n. i. p層的太陽(yáng)能電池膜層13。圖3示意了該太陽(yáng)能電池膜層13內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體例子，其中包括底層的微晶硅η層133，微晶硅i層134,微晶娃P層135,面層的非晶娃η層136,非晶娃i層137,非晶娃p層138。上電極導(dǎo)電膜層14，形成在太陽(yáng)能電池膜螺旋帶132及其螺旋槽131上，并通過(guò)螺旋槽141的分割而形成為上電極螺旋帶142。該上電極導(dǎo)電膜層14 一般為透明導(dǎo)電膜，可以采用現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池中的任意一種透明導(dǎo)電膜材料制成。該導(dǎo)電膜材料可以是金屬氧化物，如氧化鋁鋅，氧化鋅或氧化錫等。通過(guò)調(diào)節(jié)該上電極導(dǎo)電膜層14的厚度及不同元素如鋁和氧化鋅組分比例可以使本發(fā)明的太陽(yáng)能電池具有太陽(yáng)光譜選擇性。其中，太陽(yáng)光吸收率應(yīng)大于70%，室溫20°C紅外發(fā)射率低于45%?？v向分割槽15，在厚度方向和軸向方向分別貫穿所述背電極螺旋帶122、太陽(yáng)能電池膜螺旋帶132以及上電極螺旋帶142，使每一螺旋帶都在圓周方向斷開(kāi)，從而將它們分別分割成多個(gè)獨(dú)立的單體。這樣，每個(gè)獨(dú)立的相對(duì)應(yīng)的背電極、太陽(yáng)能電池膜以及上電極形成一個(gè)太陽(yáng)能電池單體，而相鄰的太陽(yáng)能電池單體的上電極與背電極通過(guò)分割太陽(yáng)能電池膜螺旋帶132的螺旋槽131內(nèi)的上電極導(dǎo)電膜相接，形成多個(gè)太陽(yáng)能電池單體串聯(lián)的太陽(yáng)能電池100。采用本發(fā)明的上述制造方法制造的太陽(yáng)能電池，由于采用螺旋槽和縱向槽相結(jié)合的方式來(lái)分割多個(gè)太陽(yáng)能電池單體，在形成每一螺旋槽時(shí)，只需一次對(duì)刀過(guò)程即可，與現(xiàn)有的多條環(huán)形槽的多次對(duì)刀工序相比，大大降低了太陽(yáng)能電池制造難度和所需的工時(shí)，降低了該太陽(yáng)能電池的制造成本，從而為太陽(yáng)能電池的廣泛應(yīng)用提供了有利條件。如圖2所示，在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池100中，可以在正負(fù)極上焊接兩根正負(fù)電極金屬導(dǎo)線171、172。該正負(fù)電極金屬導(dǎo)線171、172可以分別點(diǎn)焊在形成正極的端部第一環(huán)上電極導(dǎo)電膜上和形成負(fù)極的另一端端部背電極導(dǎo)電膜上(圖中未示出)。如圖2所示，作為一個(gè)可選的例子，可以通過(guò)導(dǎo)電匯流引線16將一端的電流引到另一端，從而使得該太陽(yáng)能電池100的兩電極處于同一端，這樣該正負(fù)電極金屬引線171、172的一個(gè)可以焊接到該導(dǎo)電匯流引線上。如圖2、圖5-圖8所示，在一個(gè)具體的例子中，該導(dǎo)電匯流引線16連接于該太陽(yáng)能電池100 —端端部上電極導(dǎo)電膜上，并延伸到該太陽(yáng)能電池100的另一端，從而使得該太陽(yáng)能電池100的兩電極處于同一端。
如圖2所示，可以在縱向分割槽內(nèi)形成電連接于一端的上電極導(dǎo)電膜的引流導(dǎo)電膜，從而由該引流導(dǎo)電膜構(gòu)成所述的導(dǎo)電匯流引線16，該引流導(dǎo)電膜延伸到另一端，從而使得太陽(yáng)能電池的兩電極位于同一端。如圖6所示，在一個(gè)可選的例子中，該構(gòu)成導(dǎo)電匯流引線16的引流導(dǎo)電膜可以通過(guò)在上電極導(dǎo)電膜層14上蝕刻螺旋槽141的步驟之前對(duì)引流導(dǎo)電膜的位置進(jìn)行掩膜處理來(lái)形成。如圖7所示，在另一個(gè)可選的例子中，該構(gòu)成導(dǎo)電匯流引線16的引流導(dǎo)電膜也可以通過(guò)在背電極導(dǎo)電膜層12上蝕刻螺旋槽121的步驟之前，在該引流導(dǎo)電膜的位置進(jìn)行掩膜處理來(lái)形成。如圖8所示，在另一個(gè)可選的例子中，也可在背電極導(dǎo)電膜層12上蝕刻螺旋槽121的步驟之前對(duì)引流導(dǎo)電膜的位置進(jìn)行掩膜處理，并在上電極導(dǎo)電膜層14上蝕刻螺旋槽141的步驟之前對(duì)該引流導(dǎo)電膜的位置也進(jìn)行掩膜處理，并將引流導(dǎo)電膜位置的上電極導(dǎo)電膜層和背電極導(dǎo)電膜層電連接在一起，從而形成雙層的引流導(dǎo)電膜，以降低引流電阻。在本發(fā)明中，還可以在導(dǎo)電匯流引線16表面重疊焊接一金屬導(dǎo)電條帶，用以降低電阻率。在一個(gè)具體的可選例子中，可用磁控濺射的方法沉積背電極導(dǎo)電膜層12，如氧化鋅，也可以是鋁。用單頭或多頭激光在背電極導(dǎo)電膜層12上刻螺旋槽12，槽間距寬可為IOmm ;用增強(qiáng)等離子體化學(xué)氣相沉積PECVD工藝制作微晶娃n. i. p層/非晶娃n. i. p層太陽(yáng)能電池電池膜層13 ;太陽(yáng)能電池膜層13也可以是其它材料的電池薄膜。用單頭或多頭綠激光在太陽(yáng)能電池膜層13上刻螺旋槽131 ;再用磁控濺射的方法沉積氧化鋁鋅透明上電極導(dǎo)電膜層14 ;然后用掩膜遮蓋導(dǎo)電匯流引線16，再用單頭或多頭紅激光在透明上電極導(dǎo)電膜層14上刻螺旋槽141，但不切刻末端環(huán)電池。完成上述步驟后，用單頭激光在導(dǎo)電匯流引線16兩側(cè)刻縱向分割槽15，將上電極導(dǎo)電膜層14，太陽(yáng)能電池膜層13，背電極導(dǎo)電膜層12—并刻透，以隔斷各薄膜電池環(huán)帶間的同層電聯(lián)結(jié)。一端端部的太陽(yáng)能電池環(huán)，另一端端部的太陽(yáng)能電池環(huán)及與之相連接的沿軸向沉積的直線導(dǎo)電匯流引線16表面也可重疊超聲焊接一鋁導(dǎo)電條帶，以降低電阻率。如圖9所示，可在雙層玻璃真空管20的玻璃內(nèi)管21外壁面上形成所述的太陽(yáng)能電池，或者說(shuō)該太陽(yáng)能電池100的柱狀基底11由雙層玻璃真空管20的玻璃內(nèi)管構(gòu)成。這樣，利用該雙層玻璃真空管的內(nèi)外玻璃管之間的真空間隙減少了太陽(yáng)能電池100向管外對(duì)流及傳導(dǎo)熱損，因而有較高的太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換效率，并且該雙層玻璃真空管可以保護(hù)太陽(yáng)能電池100不受大氣環(huán)境的氧化和受水氣侵蝕，與現(xiàn)有的采用EVA封裝的太陽(yáng)能電池相比，大大降低了封裝成本。如圖9所示，可具體在玻璃內(nèi)管21上制作薄膜太陽(yáng)能電池100，然后將該帶有太陽(yáng)能電池100的玻璃內(nèi)管21插入透明的玻璃外管22，并用不銹鋼支架定位玻璃內(nèi)管21，玻璃內(nèi)管21的另一端和玻璃外管22的另一端熔封。玻璃內(nèi)管21的一端接上排氣嘴，太陽(yáng)能電池100的兩根正負(fù)電極金屬導(dǎo)線171、172由排氣嘴處穿引出玻璃外管22。玻璃內(nèi)管21和玻璃外管22間保留3_的間隙25，通過(guò)排氣嘴抽成真空。如此完成了太陽(yáng)能電池的真空封裝。如圖9所示，本發(fā)明還提供了一種具有上述太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能光電光熱真空管200，其包括有雙層玻璃真空管20、形成在該雙層玻璃真空管內(nèi)管22外表面上的太陽(yáng)能電池100，或者說(shuō)該太陽(yáng)能電池100的柱狀基底由該雙層玻璃真空管20的玻璃內(nèi)管22構(gòu)成。其中雙層玻璃真空管20，具有相套置的玻璃內(nèi)管21和玻璃外管22。該玻璃外管22的太陽(yáng)光透過(guò)率最好不低于85%。玻璃內(nèi)管21和玻璃外管22 —端各自封口形成為封閉端，另一端相互熔結(jié)形成為開(kāi)口端，內(nèi)外玻璃管之間設(shè)有一徑向間隙25，該間隙25抽成真空，從而形成雙層玻璃真空管。該玻璃內(nèi)管21和玻璃外管22可為同一材料的硼硅玻璃或鈉鈣 玻璃，以便于相互熔封接。其中，玻璃內(nèi)管21壁厚應(yīng)在O. 5mm至2. 5mm之間，以使薄膜太陽(yáng)電池吸收的太陽(yáng)熱能通過(guò)玻璃內(nèi)管壁傳遞到內(nèi)玻璃管內(nèi)的換熱單元的導(dǎo)熱熱阻較小。該光電光熱真空管200還包括換熱單元26，用于將玻璃內(nèi)管21內(nèi)的熱傳遞到雙層玻璃真空管20外。采用該太陽(yáng)能光電光熱真空管，將太陽(yáng)能電池100通過(guò)雙層玻璃真空管20真空封裝，不但大大降低了封裝成本，降低了熱損；而且可通過(guò)換熱單元將該太陽(yáng)能電池100產(chǎn)生的熱傳遞到雙層玻璃真空管20外，通過(guò)常規(guī)的傳熱技術(shù)控制太陽(yáng)能光電光熱真空管200的玻璃內(nèi)管21內(nèi)的溫度，就可以使得太陽(yáng)能電池100的工作溫度不高于95°C (具體溫度數(shù)值由不同的用途確定)，既保證了薄膜太陽(yáng)能電池的光電換效率，又高效的利用了其產(chǎn)生的熱能，極大提高了太陽(yáng)能的利用率。如圖10至圖13、圖16、圖19所示，本發(fā)明還提供了一種太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器300，該接收器包括一支或一支以上的上述太陽(yáng)能光電光熱真空管200 ；集熱管24，每一太陽(yáng)能光電光熱真空管200的換熱單元26與該集熱管24換熱連接,從而通過(guò)該集熱管24將太陽(yáng)能光電光熱真空管200的玻璃內(nèi)管21內(nèi)的熱量傳遞出去，以有效利用太陽(yáng)熱能。如圖10所示，該多個(gè)太陽(yáng)能光電光熱真空管200的引出每一個(gè)玻璃外管22外的太陽(yáng)能電池100的兩根正負(fù)電極金屬導(dǎo)線171、172可相互串聯(lián)，從而使得該太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器能夠獲得較大的電壓。當(dāng)然，根據(jù)所需電壓和電流的需要，該多個(gè)太陽(yáng)能光電光熱真空管200的正負(fù)電極金屬導(dǎo)線171、172也可相互并聯(lián)或者為既有并聯(lián)又有串聯(lián)的混聯(lián)聯(lián)結(jié)。該太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器300的太陽(yáng)能光電光熱真空管200可以傾斜豎放或水平橫放。圖16和圖19所示，該集熱管24外可包覆有保溫層241，該雙層玻璃真空管20的開(kāi)口端可插入到保溫層24內(nèi)，以避免熱量的散失。本發(fā)明的太陽(yáng)能光電光熱真空管200和太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器300中的換熱單元26可以采用現(xiàn)有的太陽(yáng)能真空管的各種換熱單元，只要能夠?qū)⒉Ａ?nèi)管21內(nèi)的熱傳遞出去即可，其具體實(shí)現(xiàn)形式可不做限定。在一個(gè)可選的例子中，如圖9、圖10所示，所述換熱單元26包括與集熱管24進(jìn)行換熱循環(huán)的換熱介質(zhì)261。所述太陽(yáng)能雙層玻璃真空管20的開(kāi)口端與集熱管24換熱連接，通過(guò)換熱介質(zhì)261將玻璃內(nèi)管21內(nèi)的熱傳遞到雙層玻璃真空管20外。該換熱介質(zhì)261可以是水或水溶液或海水、冷卻液等，因其對(duì)太陽(yáng)光譜中不被太陽(yáng)能電池利用發(fā)電的紅外光譜有高的吸收率，從而增加了本發(fā)明的太陽(yáng)能光電光熱真空管200的光熱轉(zhuǎn)換效率。如圖14-圖16所示，在另一個(gè)可選的例子中，換熱單元26包括有插入到玻璃內(nèi)管21內(nèi)的熱管262，該熱管262上換熱連接有金屬肋片263，該熱管263的冷凝端2621伸入到集熱管24內(nèi)，從而通過(guò)該熱管將玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱傳遞到雙層全玻璃真空管外。如圖17-圖19所示,在一個(gè)可選的例子中,所述的換熱單元26包括有插入到玻璃內(nèi)管21內(nèi)的U型管264，該U型管264上換熱連接有金屬肋片265，該U型管的開(kāi)口端與集熱管24換熱連接，U型管264內(nèi)具有換熱介質(zhì)266，從而通過(guò)換熱介質(zhì)266的換熱循環(huán)而該將玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱傳遞到雙層全玻璃真空管外。在本發(fā)明中，如圖12所示，可以在該太陽(yáng)能光電光熱真空管200背面設(shè)置反光板27。該背面反光板27可以是平板，也可以是曲面，反光板表面反光層可以是鏡反射層，也可以是漫反射層。由于本發(fā)明的太陽(yáng)能光電光熱真空管的太陽(yáng)光吸收層可以是圓管面，可接收360度方向的入射光，因此在太陽(yáng)能光電光熱真空管外背光面放置平板或曲面板反光板，可增加太陽(yáng)能光電光熱真空管的電能及熱能輸出。
本發(fā)明的上述描述僅為示例性的屬性，因此沒(méi)有偏離本發(fā)明要旨的各種變形理應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這些變形不應(yīng)被視為偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池的制造方法，其至少包括如下步驟 在柱狀基底上沉積背電極導(dǎo)電膜層，并在該背電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽，將整層背電極導(dǎo)電膜層分割為背電極螺旋帶； 在螺旋槽及背電極螺旋帶上沉積太陽(yáng)能電池膜層，并在太陽(yáng)能電池膜層上蝕刻螺旋槽，將整層太陽(yáng)能電池膜分割為太陽(yáng)能電池膜螺旋帶； 在太陽(yáng)能電池膜螺旋帶及螺旋槽上沉積上電極導(dǎo)電膜層，并在該上電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽，將整層上電極導(dǎo)電膜分割為上電極螺旋帶； 蝕刻縱向分割槽，該縱向分割槽在厚度方向和軸向方向分別貫穿所述背電極螺旋帶、太陽(yáng)能電池膜螺旋帶以及上電極螺旋帶，將每一螺旋帶都在圓周方向斷開(kāi)，從而將它們分別分割成多個(gè)獨(dú)立的單體，每個(gè)獨(dú)立的相對(duì)應(yīng)的背電極、太陽(yáng)能電池膜以及上電極形成一個(gè)太陽(yáng)能電池單體，而相鄰的太陽(yáng)能電池單體的上電極與背電極通過(guò)螺旋槽內(nèi)的上電極導(dǎo)電膜相接，形成多個(gè)太陽(yáng)能電池單體串聯(lián)的太陽(yáng)能電池。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，通過(guò)導(dǎo)電匯流引線將一端的電流引到另一端，從而使得該太陽(yáng)能電池的兩電極處于同一端。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述縱向分割槽為兩條，在該兩條縱向分割槽之間形成電連接于一端的上電極導(dǎo)電膜的引流導(dǎo)電膜，從而由該引流導(dǎo)電膜構(gòu)成所述的導(dǎo)電匯流引線，該引流導(dǎo)電膜延伸到另一端，從而使得太陽(yáng)能電池的兩電極位于同一端。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，該引流導(dǎo)電膜可以通過(guò)在上電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽的步驟之前對(duì)引流導(dǎo)電膜的位置進(jìn)行掩膜處理來(lái)形成。
5.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，該引流導(dǎo)電膜也可以通過(guò)在背電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽的步驟之前，在該引流導(dǎo)電膜的位置進(jìn)行掩膜處理來(lái)形成。
6.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在背電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽的步驟之前對(duì)引流導(dǎo)電膜的位置進(jìn)行掩膜處理，并在上電極導(dǎo)電膜層上蝕刻螺旋槽的步驟之前對(duì)該引流導(dǎo)電膜的位置也進(jìn)行掩膜處理，并將引流導(dǎo)電膜位置的上電極導(dǎo)電膜層和背電極導(dǎo)電膜層電連接在一起，從而形成雙層的引流導(dǎo)電膜，以降低引流電阻。
7.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在導(dǎo)電匯流引線表面重疊焊接一金屬導(dǎo)電條帶，用以降低電阻率。
8.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述上電極導(dǎo)電膜層為透明層。
9.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述背電極導(dǎo)電膜層為透明層或不透明金屬導(dǎo)電膜層。
10.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述的柱狀基底為柱狀管形基底。
11.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在雙層全玻璃真空管的內(nèi)管外壁面上形成所述的太陽(yáng)能電池。
12.如權(quán)利要求11所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，該電池的正負(fù)電極由兩根金屬導(dǎo)線穿引出雙層全玻璃真空管的玻璃外管。
13.如權(quán)利要求11所述的太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，將所述雙層玻璃真空管的內(nèi)管內(nèi)產(chǎn)生的熱通過(guò)換熱介質(zhì)傳遞到雙層玻璃真空管外，從而可以有效利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成的熱能，提高太陽(yáng)能的利用率。
14.一種采用如權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述方法制造的太陽(yáng)能電池，其至少包括 柱狀基底； 背電極導(dǎo)電膜層，形成在柱狀基底上，并通過(guò)螺旋槽的分割而形成為背電極螺旋帶； 太陽(yáng)能電池膜層，形成在背電極導(dǎo)電膜層及分割該背電極導(dǎo)電膜層的螺旋槽上，并通過(guò)螺旋槽的分割而形成為太陽(yáng)能電池膜螺旋帶； 上電極導(dǎo)電膜層，形成在太陽(yáng)能電池膜螺旋帶及其螺旋槽上，并通過(guò)螺旋槽的分割而形成為上電極螺旋帶； 縱向分割槽，在厚度方向和軸向方向分別貫穿所述背電極螺旋帶、太陽(yáng)能電池膜螺旋帶以及上電極螺旋帶，使每一螺旋帶都在圓周方向斷開(kāi)，從而將它們分別分割成多個(gè)獨(dú)立的單體； 其中，每個(gè)獨(dú)立的相對(duì)應(yīng)的背電極、太陽(yáng)能電池膜以及上電極形成一個(gè)太陽(yáng)能電池單體，而相鄰的太陽(yáng)能電池單體的上電極與背電極通過(guò)分割太陽(yáng)能電池膜螺旋帶的螺旋槽內(nèi)的上電極導(dǎo)電膜相接，形成多個(gè)太陽(yáng)能電池單體串聯(lián)的太陽(yáng)能電池。
15.一種太陽(yáng)能光電光熱真空管，其特征在于，其包括 雙層玻璃真空管，具有相套置的玻璃內(nèi)管和玻璃外管，玻璃內(nèi)管和玻璃外管一端各自封口形成為封閉端，另一端相互熔結(jié)形成為開(kāi)口端，內(nèi)外玻璃管兩玻璃管之間設(shè)有一徑向間隙，該間隙抽成真空，從而形成雙層全玻璃真空管； 如權(quán)利要求14所述太陽(yáng)能電池，其中所述的玻璃內(nèi)管的外表面形成為所述的柱狀基底； 換熱單元，用于將玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱傳遞到雙層全玻璃真空管外。
16.如權(quán)利要求15所述的太陽(yáng)能光電光熱真空管，其特征在于，所述的換熱單元包括與一集熱管進(jìn)行換熱循環(huán)的換熱介質(zhì)，所述雙層玻璃真空管通過(guò)換熱介質(zhì)將玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱傳遞到雙層全玻璃真空管外。
17.如權(quán)利要求15所述的太陽(yáng)能光電光熱真空管，其特征在于，所述的換熱單元包括有熱管，所述熱管插入到所述玻璃內(nèi)管內(nèi)，并在該熱管上換熱連接有金屬肋片，該熱管的冷凝端與一集熱管換熱連接，從而通過(guò)該熱管將玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱傳遞到雙層全玻璃真空管外。
18.如權(quán)利要求15所述的太陽(yáng)能光電光熱真空管，其特征在于，所述的換熱單元包括插入到玻璃內(nèi)管內(nèi)的U型管該U型管上換熱連接有金屬肋片，該U型管的開(kāi)口端與一集熱管換熱連接，U型管內(nèi)具有換熱介質(zhì)，從而通過(guò)換熱介質(zhì)的換熱循環(huán)而該將玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱傳遞到雙層全玻璃真空管外。
19.如權(quán)利要求15所述的太陽(yáng)能光電光熱真空管，其特征在于，在該太陽(yáng)能光電光熱真空管背面設(shè)置反光板。
20.一種太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器，其特征在于，該接收器包括 一支或一支以上的如權(quán)利要求15-19任一權(quán)利要求所述的太陽(yáng)能光電光熱真空管； 集熱管，每一太陽(yáng)能光電光熱真空管的換熱單元與該集熱管換熱連接，從而通過(guò)該集熱管將太陽(yáng)能光電光熱真空管的玻璃內(nèi)管內(nèi)的熱量傳遞出去。
21.如權(quán)利要求20所述的太陽(yáng)能光電光熱真空管接收器，其特征在于，所述該集熱管外包覆有保溫層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能電池及其制造方法、光電光熱真空管及其接收器。其中太陽(yáng)能的制造方法包括在柱狀基底上沉積背電極導(dǎo)電膜層，并蝕刻螺旋槽；在螺旋槽及背電極螺旋帶上沉積太陽(yáng)能電池膜層，并蝕刻螺旋槽；在太陽(yáng)能電池膜螺旋帶及螺旋槽上沉積上電極導(dǎo)電膜層，并蝕刻螺旋槽；沿螺旋槽的軸向蝕刻縱向分割槽，每個(gè)獨(dú)立的相對(duì)應(yīng)的背電極、太陽(yáng)能電池膜以及上電極形成一個(gè)太陽(yáng)能電池單體，而相鄰的太陽(yáng)能電池單體的上電極與背電極通過(guò)螺旋槽內(nèi)的上電極導(dǎo)電膜相接，形成多個(gè)太陽(yáng)能電池單體串聯(lián)的太陽(yáng)能電池。采用本發(fā)明的太陽(yáng)能電池及其制造方法，可以有效提高加工效率，降低制造成本。
文檔編號(hào)H01L31/0352GK102779895SQ201110123838
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者江倫, 許青柳 申請(qǐng)人:江倫, 許青柳