一種太陽能電池的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池，具體說是一種降低電壓開關(guān)應(yīng)力且輸出電壓為高電壓的太陽能電池。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，由于單塊太陽能電池提供的都是電壓較低的直流電，不能滿足現(xiàn)有用電設(shè)備的用電需求，也不能滿足并網(wǎng)的要求，因此需要把低電壓直流電轉(zhuǎn)換為實(shí)際需要的高壓直流電。因而高增益、性能穩(wěn)定的升壓變換器成為一個(gè)研宄熱點(diǎn)，該研宄對推動光伏電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有很大的意義。
[0003]最基本的升壓變換器是單管Boost變換器，然而這種變換器的升壓范圍十分有限，很難滿足高增益的變換要求，且開關(guān)管電壓應(yīng)力為輸出電壓。
[0004]目前，改進(jìn)現(xiàn)有的升壓變換器主要有以下幾種:
[0005]第一種是利用變壓器，在原有的直流-直流變換器中間加入一個(gè)高頻的變壓器，通過改變變壓器變比實(shí)現(xiàn)高增益升壓的目的。此時(shí)，電能的轉(zhuǎn)化過程實(shí)際上由原來的直流-直流，變?yōu)橹绷?交流-交流-直流，整個(gè)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率降低。
[0006]第二種是利用耦合電感，但耦合電感結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于工業(yè)加工，難以保證電路的一致性，并且會引起開關(guān)器件電壓應(yīng)力過高，帶來電磁干擾等影響，導(dǎo)致變換器工作損耗較大。
[0007]第三種是加入級聯(lián)升壓單元，單元數(shù)越多，電壓增益越大，但電路元件數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。
[0008]第五種是交錯(cuò)并聯(lián)直流-直流變換器，其包括兩個(gè)電感，兩個(gè)續(xù)流二極管，兩個(gè)功率開關(guān)管，第一功率開關(guān)管的漏極與第一二極管的陽極及第一電感的一端相連，第二功率開關(guān)管的漏極與第二二極管的陽極及第二電感的一端相連，第一電感的另一端與第二電感的另一端相連。這種升壓型交錯(cuò)并聯(lián)直流-直流變換器輸出電壓增益較小，功率開關(guān)管的電壓應(yīng)力較大，功率開關(guān)管為硬開關(guān)工作，開關(guān)損耗較大，續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流較大，反向恢復(fù)損耗較大。
[0009]第六種是軟開關(guān)電路，因此，近年來，研宄學(xué)者相繼研宄了一些軟開關(guān)電路，主要有兩類:一類是通過附加有源功率開關(guān)和無源電感、電容等器件實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(guān)；另一類是通過附加二極管和無源電感、電容等器件實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(guān)，如附圖1所示。這兩類方法的雖然可以實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(guān)，但是外加電路復(fù)雜，而且不能降低功率開關(guān)管的電壓應(yīng)力。
[0010]還有一種由電容、二極管、三極管構(gòu)成的直流升壓矩陣電路，如附圖2所示，即輸出電源與矩陣的連接只在第一行電容的一端和最后一行電容的一端，輸入電源與矩陣只在第一列電容的一端和最后一列電容的一端通過三極管連接，同一行相鄰2列的電容由2只同向二極管并聯(lián)且相鄰2行的二極管為共用二極管，同一列的各個(gè)電容同向串聯(lián)且在最后一行電容的一端連接有2只二極管，通過適當(dāng)?shù)目刂品椒ㄊ悄茏屚恍械拿恐浑娙菪纬沙潆娀芈返?只三極管同時(shí)導(dǎo)通，且接于第一列電容的三極管和最后一列電容的三極管對應(yīng)導(dǎo)通使得各行電容是輪流充電的。但這種升壓電路所需的開關(guān)、電容、二極管等元件太多，導(dǎo)致電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本太高。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對前述【背景技術(shù)】中的缺陷和不足，提供一種輸出高電壓的太陽能電池，提高輸出電壓，減少能量損耗。
[0012]本發(fā)明包括光采集轉(zhuǎn)換模塊與升壓模塊。
[0013]所述光彩及轉(zhuǎn)換模塊包括:
[0014]半導(dǎo)體基板；
[0015]射極層，形成于該半導(dǎo)體基板的受光面上，且與該半導(dǎo)體基板的間形成png ;抗反射膜，形成于該射極層上；
[0016]第一電極，其與該射極層連接；
[0017]第二電極，形成于該半導(dǎo)體基板的背光面上；
[0018]光轉(zhuǎn)換層，形成于該半導(dǎo)體基板的該背光面上，用以接收具有長波長的第一光線而發(fā)射具有短波長的第二光線，以供該太陽能電池進(jìn)行光電能轉(zhuǎn)換，進(jìn)而提高該太陽能電池的效能。
[0019]背表面電場層，形成于該半導(dǎo)體基板與該第二電極之間，且與該第二電極以及該半導(dǎo)體基板連接。
[0020]封裝層，該封裝層為能夠透光的材料所構(gòu)成，該能夠透光的材料為玻璃。
[0021]封裝層設(shè)置于該光轉(zhuǎn)換層的第一表面及第二表面其中之一上。
[0022]光轉(zhuǎn)換層由一光波長轉(zhuǎn)換材料所構(gòu)成，該光波長轉(zhuǎn)換材料為上轉(zhuǎn)換材料，且該光波長轉(zhuǎn)換材料為磷光體。
[0023]所述升壓模塊由一種降低電壓開關(guān)應(yīng)力的升壓電路構(gòu)成；
[0024]本發(fā)明的升壓模塊包括光采集轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生的輸入電壓Vin，開關(guān)元件S1、S2、二極管Dl、D2、電感L、輸入電容Cl、中間電容C2和輸出電容Co。由于開關(guān)器件的特性，開關(guān)元件S1、S2分別具有寄生電容CS1、CS2。具體連接關(guān)系為:輸入電壓Vin的正極連接電感L的一端和輸入電容Cl的負(fù)端，電感L的另一端連接開關(guān)元件SI的集電極、二極管Dl的陽級，開關(guān)元件SI的發(fā)射極連接開關(guān)元件S2的集電極，開關(guān)元件S2的發(fā)射極連接輸入電壓Vin的負(fù)極，中間電容C2的一端連接二極管Dl的陰極，另一端連接開關(guān)元件SI的發(fā)射極，二極管D2的陽極連接二極管Dl的陰極，二極管D2的陰極連接輸入電容Cl的正端，輸出電容Co的一端連接二極管D2的陰極，輸出電容Co的另一端連接輸入電壓Vin的負(fù)極，并在其兩端產(chǎn)生輸出電壓Vout，開關(guān)元件S1、S2構(gòu)成開關(guān)元件支路，二極管Dl、D2構(gòu)成二極管支路，開關(guān)元件支路和二極管支路在同一時(shí)刻不同時(shí)導(dǎo)通。
[0025]開關(guān)元件S可以為IGBT或者M(jìn)0SFET，二極管為快恢復(fù)二極管或者肖特基二極管；
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效包括:
[0027]本發(fā)明提供的一種太陽能電池，其中光采集轉(zhuǎn)換模塊通過第一電極與第二電極同時(shí)工作，增加了電池對于光線的吸收量，增加電池效率；而所述升壓電路通過控制開關(guān)元件S1、S2的導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)升壓功能的同時(shí)可使開關(guān)元件S1、S2集電極和發(fā)射極之間的電壓降不超過輸出電壓的50 %，大大降低了其電壓應(yīng)力，且相對于現(xiàn)有技術(shù)開關(guān)器件少，減小整體開關(guān)管的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，進(jìn)一步減小了變換器的整體損耗，結(jié)構(gòu)簡單，電路中無能量損耗元件，提高了太陽能電池的工作效率。
【【附圖說明】】
[0028]圖1:現(xiàn)有交錯(cuò)并聯(lián)直流-直流變換器電路結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2:現(xiàn)有的直流升壓矩陣電路結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖3:本發(fā)明的具有升壓模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4:本發(fā)明的具有低電壓開關(guān)應(yīng)力的升壓電路第一階段工作情況；
[0032]圖5:本發(fā)明的具有低電壓開關(guān)應(yīng)力的升壓電路第二階段工作情況；
[0033]圖6:本發(fā)明的具有低電壓開關(guān)應(yīng)力的升壓電路第三階段工作情況；
[0034]圖7:本發(fā)明的具有低電壓開關(guān)應(yīng)力的升壓電路第四階段工作情況；
[0035]圖8:本發(fā)明的具有低電壓開關(guān)應(yīng)力的升壓電路第五階段工作情況。
[0036]圖9:本發(fā)明光采集轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)示意圖
【【具體實(shí)施方式】】
[0037]為使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施過程對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0038]本申請?zhí)峁┑囊环N太陽能電池，所述太陽能電池由一種雙面受光的光采集轉(zhuǎn)換模塊與升壓電路連接構(gòu)成。
[0039]由圖3可知，本發(fā)明的低電壓開關(guān)應(yīng)力的升壓電路包括光米集轉(zhuǎn)換模塊輸入的電壓Vin、開關(guān)元件S1、S2、二極管Dl、D2、電感L、輸入電容Cl、中間電容C2和輸出電容Co。由于開關(guān)器件的特性，開關(guān)元件S1、S2分別具有寄生電容CS1、CS2。
[0040]結(jié)合附圖3對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明，具體連接關(guān)系為:輸入電壓Vin的正極連接電感L的一端和輸入電容Cl的負(fù)端，電感L的另一端連接開關(guān)元件SI的集電極、二極管Dl的陽級，開關(guān)元件SI的發(fā)射極連接開關(guān)元件S2的集電極，開關(guān)元件S2的發(fā)射極連接輸入電壓Vin的負(fù)極，中間電容C2的一端連接二極管Dl的陰極，另一端連接開關(guān)元件SI的發(fā)射極，二極管D2的陽極連接二極管Dl的陰極，二極管D2的陰極連接輸入電容Cl的正端，輸出電容Co的一端連接二極管D2的陰極，輸出電容Co的另一端連接輸入電壓Vin的負(fù)極，并在其兩端產(chǎn)生輸出電壓Vout。
[0041]下面結(jié)合附圖4-8對該升壓電路的工作情況進(jìn)行