[发明专利]太阳能光伏与光热耦合型太阳能电池及其耦合发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，特别是涉及到一种太阳能光伏与光热耦合型太阳能电池及其耦合发电方法。 

背景技术

能源短缺与环境污染已成为制约人类文明发展主要瓶颈之一。太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源，其高效利用已成为缓解能源危机的主要途径之一。太阳能发电技术可分为两类，即将太阳光能转换成电能的光伏发电技术及太阳辐照热能转化成电能的光热发电技术。光伏发电主要利用了半导体材料（PN结）的光伏效应，光热发电通常利用热功转换技术将热能转换为机械能再转换为电能或直接利用热电转换材料实现热电直接转换。目前，光伏发电的效率相对较低，仅为15%左右，并且在室外暴晒条件下，光伏板吸收太阳能使温度升高，而光伏转换效率通常随着光伏板PN结温度的升高而急剧下降。已有研究表明，温度每升高1摄氏度，光伏转换效率下降0.5%，因此控制光伏板的工作温度，是提高太阳能电池实际工作效率的有效途径之一。 

发明内容

本发明创造出一种太阳能光伏与光热耦合型太阳能电池及其耦合发电方法， 

一种采用太阳能光伏与光热的耦合型太阳能电池，由向光面光伏模块、硅微通道板、硅基背板及散热片依次组装而成；其中光伏模块、硅微通道板、硅基背板采用微电子机械工艺（MEMS）键合，所述散热片采用导热型粘结剂贴合于硅基背板背面上侧，作为脉动热管回路的放热段，将工质吸收的热量释放到环境中。 

所述光伏模块1由第一梳状电极11、减反膜12、PN结13、背电极层14、第一电绝缘层15、第二梳状电极16和第三梳状电极17叠合组成；其中第一梳状电极11和减反膜12加工在PN结13的向光面，减反膜12位于第一梳状电极11和PN结13之间，用于减少向阳面对太阳光的反射；背电极层14加工在PN结13背面，与第一梳状电极11组成PN结13的正负电极对，用于将PN结13产生的电能输出；在背电极层14的背面首先沉积或溅射所述第一绝缘层15，继而沉积或溅射第二梳状电极16和第三梳状电极17。 

所述减反膜为透明导电膜。 

所述硅微通道板2上加工有蛇形微通道21、容纳第二梳状电极16的第一凹槽22和容纳第三梳状电极17的第二凹槽23及相应的第一电极引线孔24、第二电极引线孔25和第三电极引线孔26。 

所述蛇形微通道21的水力直径应小于临界毛细尺度，所述微通道水力直径一般条件下应不大于： 

DigρL-ρGσ≤2]]>

其中D_i为通道的水力直径，g为重力加速度，ρ_L、ρ_G分别为所述电绝缘工质B的液相、汽相密度，σ为电绝缘工质B的液相和汽相之间界面张力。 

所述硅基背板3由硅板31、永磁薄膜阵列32及第二绝缘层33组成三层结构，并加工有第一电极背板引线孔34、第二电极背板引线孔35、第三电极背板引线孔36及抽真空注液端口37；所述硅板面31向微通道板2一侧加工有第三凹槽311，所述永磁薄膜阵列32沉积在第三凹槽311中；所述永磁薄膜阵列32位置正对所述微通道21，从而产生垂直微通道方向的磁场；所述第二绝缘层33用于永磁薄膜阵列32与微通道21内流体的电绝缘。 

所述硅基背板3的第一电极背板引线孔34、第二电极背板引线孔35和第三电极背板引线孔36分别与所述硅微通道板上的第一电极引线孔24、第二电极引线孔25和第三电极引线孔26相对应；所述第一电极背板引线孔34用于背电极层的导线连接；所述第二电极背板引线孔35用于第二梳状电极的引线连接，所述第三电极背板引线孔36用于第三梳状电极的引线连接。 

所述硅基背板3上的抽真空注液端口37正对所述微通道板2上的蛇形微通道21，用于对微通道进行抽真空后交替充注高沸点导电工质A及低沸点绝缘工质B，充注完成后将抽真空注液端口37封闭，从而使得蛇形微通道21形成具有双工质的脉动热管封闭回路。