[发明专利]高效节能聚焦式太阳能发电装置封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电装置封装结构，尤其是一种高效节能聚焦式太阳能发电装置封装结构。

背景技术

照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净(无公害)；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。

太阳能光伏产业链包括晶体硅原料生产、硅棒与硅片生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏产品生产和光伏发电系统等环节。其中硅原料是最重要的生产环节，在业界曾有“拥硅者为王”的说法。目前，世界上太阳能光伏电池90％以上以是单晶硅或多晶硅为原材料生产的。目前摆在多晶硅生产中有四个主要的问题需要解决：降低能耗、减少污染、提高质量、扩大产量。我国太阳能硅材料行业目前绝大部分依赖进口，因此必须提高技术改变受制于人的局面。

全球光伏产业链中，高纯度硅料不仅要求硅的纯度高达7～9个9，而且其中的硼、磷等杂质限制在几十个ppt(万亿分之一)，它是光伏企业生产太阳能电池所需的核心原料。因此，高纯度硅料的合成、精制、提纯、生产也就成为光伏产业集群中最上游的产业。同时如何更有效的利用更纯的硅来提高光能转化效率是更是急切。目前，尽管中国的硅原料矿藏储量占世界总储量的25％，但是国内太阳能电池生产企业(如尚德、天威英利等)所需原材料绝大部分需要从国外进口。这是因为用于太阳能电池生产的硅料主要是通过不同的提炼方式从硅原料中提炼而成的单晶硅和多晶硅。在中国，现有的高纯度硅原料生产技术与西方发达国家相比，在产量和能耗等方面尚有不足之处。如此一来，这不仅大大增加企业的生产成本，更成为制约当前我国光伏产业向上游环节发展难以逾越的“瓶颈“，使我们国家用很低的价格卖出高能耗、高污染的粗原料的同时，用极高的价格购回高纯硅料。

据了解，虽然我国硅料工业起步较早(20世纪50年代)，但由于生产规模小、工艺技术落后、环境污染严重、消耗大、成本高，绝大部分企业因亏损而相继停产或转产。到2004年我国只剩下峨眉半导体材料厂和洛阳单晶硅有限公司两家生产企业，其生产能力仅为100吨/年，且能满足太阳能电池生产需要的硅料实际产量只有80吨。专家预计，2010年我国用于太阳能电池生产的硅料需求量将达到4365吨，2015年为1.62万吨。若不以自主知识产权改变国内多晶硅的生产现状，我国硅料工业受制于国际市场的状况将无法改变，这将危及我国光伏产业的进一步发展。

要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。

目前，太阳电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达20％以上，非晶态硅太阳电池变换效率最低5％，今后最有希望用于一般发电的将是这种单晶硅电池。但它的单晶硅大面积组件导致它的成本居高不下，这里最大的难题是如何来降低单晶硅的使用量，同时提高他的光电转换率，如何将每瓦发电设备价格降到0.4～1美元这个水平，便足以同现在的发电方式竞争。

同时在本发明中所提出的水晶晶体的封装材料，也是有一定的理解误区。本发明中所述的水晶晶体封装材料并不是高铅玻璃或光学玻璃，所述的光学玻璃与水晶玻璃，内部多含有二氧化硅，但其本质还是玻璃的范畴，由其水晶玻璃在我国的浙江省浦江县有这大规模的生产和应用，其中所谓水晶片、水晶灯、水晶杯、水晶茶具、水晶象棋等等基本上都是高铅玻璃制品，也不是什么“人造水晶”，水晶是一种天然的透明的石英矿物晶体；人造水晶是一种高纯的(SiO₂)在高压釜内装入掺有矿化剂的水溶液。将压碎的天然石英置于容器的底部。石英溶解。并进行对流。晶体形成于高压釜上部的仔晶上，也叫水热生长法。反而玻璃呢，则是一种人工制造的非晶质体。即使是石英玻璃和水晶二者化学成分都是二氧化硅，又都是透明体，然而从二者的内部结构看却有着本质上不同。