系统的性能

图14.4　Concentrix Solar公司使用FLATCON组件技术建设的兆瓦级聚光光伏电站

14.2　FLATCON聚光光伏系统

14.2.1　聚光器

聚光光伏系统需要高光效的聚光器来获得较高的系统转换效率。除了光学效率高之外，聚光器还需要成本低廉、经久耐用。FLATCON系统使用菲涅尔透镜，这些菲涅尔透镜像燃烧的玻璃一样直接将阳光汇聚到置于焦斑处的太阳电池上。然而，如果没有使用二次聚光器，菲涅尔透镜会产生近似高斯分布的光斑，即在直径为2 mm的太阳电池的中心处聚光比高达2 500×(见图14.5)。这就要求太阳电池必须具有特殊的栅线设计与之配合才行。

透镜的生产工艺基于在文献［17］中所述的薄硅胶膜的简单压印工艺。一个完整的菲涅尔透镜板可以一步完成，如图14.3所示。然而，由于组件中电池是串联的，因此每个菲涅尔透镜要表现出同样高的光学效率非常重要，否则，组件整体的效率就会下降。因此，工艺过程开发的重点是实现组件效率的均匀分布，并提高工艺过程的可重复性。图14.6给出了两个菲涅尔透镜面板光学效率分布的测量结果。对工艺过程进行优化后，菲涅尔透镜板得到了令人满意的测量结果，即最低光学效率为78.2%，平均光学效率高于81%。这个方法的优势是抗紫外能力强，工艺过程可靠性高。FLATCON组件的聚光器设计获得了±0.6°的接收角［22］。

14.2.2　电池的发展

直到2005年末，Fraunhofer ISE制作的FLATCON测试组件才采用晶格失配的、内径为2 mm的Ga0.35In0.65P/Ga0.83In0.17As双结太阳电池。它们在300个太阳(AM1.5D光谱)下的效率高达31.3%［23］，在400个太阳下(低气溶胶光学密度值下的AM1.5D光谱)的平均效率为29%。经过加速老化测试后，这些电池的外观完好，性能稳定。图14.7显示了其中一个测试序列，它说明了裸电池在95℃下经过湿热试验后的测试结果［24，25］。