專利名稱：太陽(yáng)能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能的光電轉(zhuǎn)換模塊，特別是涉及一種太陽(yáng)能電池
(Solar Cell)模塊。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能本身并無(wú)公害問(wèn)題且能量取得容易，永不竭盡，故太陽(yáng)能成為重 要替代性能源之一。太陽(yáng)能電池是一種能量轉(zhuǎn)換的光電元件，經(jīng)由太陽(yáng)光照 射后，把光能轉(zhuǎn)換成電能。然而，由于太陽(yáng)光直接照射在太陽(yáng)能電池上，會(huì) 形成照射面積大于太陽(yáng)能電池面積、低密度及低利用率的情況，故太陽(yáng)能電 池需要集光單元將太陽(yáng)能在有效空間內(nèi)轉(zhuǎn)變成為小照射面積、高密度及高利 用率的光能。
請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池模塊1包括太陽(yáng)能電池單元11以 及菲涅爾透鏡12(concentric fresnel lens)。太陽(yáng)能電池單元11設(shè)置于菲涅爾 透鏡12的焦距f，以接收菲涅爾透鏡12所聚集的太陽(yáng)光L。
然而，太陽(yáng)能電池模塊1的菲涅爾透鏡12直接將聚焦后的太陽(yáng)光L入 射至太陽(yáng)能電池單元11,致使太陽(yáng)光L的能量過(guò)于集中，易損壞太陽(yáng)能電 池，且菲涅爾透鏡12可能產(chǎn)生多個(gè)焦距，并無(wú)法將所有聚焦的太陽(yáng)光L均 勻入射至太陽(yáng)能電池單元11,易有漏光的現(xiàn)象發(fā)生，影響太陽(yáng)能電池模塊l 整體的光電效率。
另外，太陽(yáng)光L的入射方向偏斜或太陽(yáng)能電池模塊1組裝不良，皆會(huì)降 低太陽(yáng)光L的集光效率。
因此，如何提供一種太陽(yáng)能電池模塊，能夠?qū)⒕劢购蟮奶?yáng)光均勻化再 集光入射至太陽(yáng)能電池單元，并減低漏光現(xiàn)象以提升集光效率，已成為重要 課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽(yáng)能電池模塊，能夠?qū)⒕劢购蟮奶?yáng)光均勻化再集光入射至太陽(yáng)能電池單元，并減低漏光現(xiàn)象以提 升集光效率。
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽(yáng)能電池模塊，簡(jiǎn)化模 塊元件的結(jié)構(gòu)達(dá)到均光效用，并降低生產(chǎn)成本。
緣是，為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種太陽(yáng)能電池模塊包括一太陽(yáng)能 電池單元以及一均光單元。均光單元具有至少一光學(xué)元件圍設(shè)形成一光入射 端、 一空心的光通道及一光出射端。其中，光出射端鄰設(shè)于太陽(yáng)能電池單元， 且光出射端的面積小于光入射端的面積。
承上所述，因依據(jù)本發(fā)明的一種太陽(yáng)能電池模塊，通過(guò)在集光單元與太 陽(yáng)能電池單元之間設(shè)置具有中空光通道的均光單元，使集光后的光線能量得 以均勻化，再入射至太陽(yáng)能電池單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明能夠?qū)⑻?陽(yáng)光聚集再經(jīng)由均光單元處理后，使光線由焦點(diǎn)能量分布轉(zhuǎn)換為均勻能量分 布，并增加聚光均勻效用，提高太陽(yáng)能電池模塊整體集光效率。另外，因均 光單元為中空結(jié)構(gòu)，能夠筒化模塊元件的結(jié)構(gòu)以降低生產(chǎn)成本。


圖1為一種現(xiàn)有太陽(yáng)能電池模塊的示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種太陽(yáng)能電池模塊的示意圖3為太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)本發(fā)明均光單元前后的光能量分布圖；以及
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的另 一種太陽(yáng)能電池模塊的示意圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
I、 2、 3:太陽(yáng)能電池模塊
II、 21、 31:太陽(yáng)能電池單元 12、 23、 33:集光單元
121:菲涅爾透鏡 22、 32:均光單元
220、 320:光學(xué)元件
221、 321:光入射端
222、 322:光通道 222a、 322a:表面
223、 323:光出射端200710167182.1 Al、 A2、 Bl、 B2:面積 f:焦距 L:太陽(yáng)光
具體實(shí)施例方式
以下將參照相關(guān)附圖，說(shuō)明依本發(fā)明較佳實(shí)施例的 一種太陽(yáng)能電池模 塊，其中相同的元件將以相同的參照符號(hào)加以說(shuō)明。
請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種太陽(yáng)能電池模塊2包括一太 陽(yáng)能電池單元21以及一均光單元22。太陽(yáng)能電池單元21具有至少一太陽(yáng)能 電池元件，其型式上可為基板式或薄膜式，且其材料可例如由III-V族的砷 化鎵(GaAs )、磷化銦(InP )、磷化鎵銦(InGaP )或II -VI族的碲化鎘(CdTe )、 硒化銦銅(CuInSe2)或IV族的硅(Si)所構(gòu)成。
均光單元22具有至少一光學(xué)元件220圍設(shè)形成一光入射端221、一空心 的光通道222及一光出射端223,或可形成多邊形體。光出射端223包圍太 陽(yáng)能電池單元21的外緣，以避免產(chǎn)生漏光。在本實(shí)施例中，均光單元22為 一光通道均光器，由四個(gè)光學(xué)元件220圍設(shè)成一四邊錐形體，且光出射端223 的面積A2小于光入射端221的面積Al。
光學(xué)元件220可為玻璃材質(zhì)或陶瓷材質(zhì)，并以模造或粘合圍設(shè)成空心的 光通道222,且光通道222的表面222a可通過(guò)鍍膜或涂布方式形成高反射材 質(zhì)或介電材質(zhì)，避免漏光而能夠提高光利用率。其中高反射材質(zhì)是例如但不 限于鋁或銀。另外，均光單元22也可通過(guò)具高反射材質(zhì)的反射板一體成型 構(gòu)成空心的光通道222,同樣能夠使光通道222的表面222a具有高反射特性。
太陽(yáng)能電池模塊2更包括一集光單元23,例如為集光透鏡單元，其具有 至少 一菲涅爾透鏡，其為周期性排列的直線形菲涅爾透鏡(linear fresnel lens ) 或同心圓形菲涅爾透鏡，集光單元23鄰設(shè)于均光單元22的光入射端221。 此外，在設(shè)計(jì)上菲涅爾透鏡可具有一個(gè)或多個(gè)焦距，位于該均光單元的光入 射端平面上。
請(qǐng)參照?qǐng)D2及圖3所示，當(dāng)太陽(yáng)光L經(jīng)由集光單元23聚光后，再入射 至均光單元22的光入射端221，使光線于光通道222以全反射行進(jìn)，于光出 射端223射出進(jìn)入太陽(yáng)能電池單元21。需注意的是，太陽(yáng)光L于均光單元 22的光入射端221的能量分布為焦點(diǎn)能量分布(也稱高斯能量分布)(如圖
63中實(shí)線所示)，于光出射端223的能量分布為均勻能量分布(如圖3中虛線 所示)，使太陽(yáng)光L經(jīng)由均光單元22達(dá)到均光的效用。
請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的另一種太陽(yáng)能電池模塊3包括一 太陽(yáng)能電池單元31、 一均光單元32以及一集光單元33。集光單元33的構(gòu) 成及功能如上述實(shí)施例的集光單元23，故不再贅述。在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能 電池單元31呈六邊形，均光單元32為配合六邊形的太陽(yáng)能電池單元31，其 光入射端321、空心的光通道322及光出射端323通過(guò)光學(xué)元件320圍設(shè)形 成六邊形。且光出射端323的面積B2小于光入射端的面積Bl,同樣能夠使 太陽(yáng)光L聚集后達(dá)成均光的效用，并避免漏光現(xiàn)象發(fā)生。此外，本發(fā)明的均 光單元可為單軸傾斜，與每日太陽(yáng)行進(jìn)方向一致。
綜上所述，本發(fā)明的 一種太陽(yáng)能電池模塊通過(guò)在集光單元與太陽(yáng)能電池 單元之間設(shè)置具有中空光通道的均光單元，使集光后的光線能量得以均勻 化，再入射至太陽(yáng)能電池單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明能夠?qū)⑻?yáng)光聚 集再經(jīng)由均光單元處理后，使光線由焦點(diǎn)能量分布轉(zhuǎn)換為均勻能量分布，并 增加聚光均勻效用，提高太陽(yáng)能電池模塊整體發(fā)電效率與壽命。另外，因均 光單元為中空結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)化模塊元件的結(jié)構(gòu)以降低生產(chǎn)成本。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范 疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含在附上的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)能電池模塊，包括太陽(yáng)能電池單元；以及均光單元，具有光入射端、空心的光通道及光出射端，其中該光出射端鄰設(shè)于該太陽(yáng)能電池單元。
2、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該光出射端的面積小于 該光入射端的面積。
3、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該光通道的內(nèi)表面具有 高反射材質(zhì)或介電材質(zhì)。
4、 如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該高反射材質(zhì)或介電材 質(zhì)通過(guò)鍍膜或涂布方式形成。
5、 如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該高反射材質(zhì)為鋁或銀。
6、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該均光單元由至少一光 學(xué)元件所構(gòu)成。
7、 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該光學(xué)元件為玻璃材質(zhì) 或陶瓷材質(zhì)，并以模造或粘合圍設(shè)成空心的光通道。
8、 如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該光學(xué)元件為具有高反 射材質(zhì)的反射板， 一體成型構(gòu)成該空心的光通道。
9、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該均光單元為多邊形體、 四邊錐形體、六邊錐形體或梯形錐型體。
10、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其更包括集光單元，設(shè)置于 該均光單元的該光入射端。
11、 如權(quán)利要求10所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該集光單元為集光透 鏡單元。
12、 如權(quán)利要求11所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該集光透鏡單元具有 至少一菲涅爾透鏡。
13、 如權(quán)利要求12所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該菲涅爾透鏡可具有 一個(gè)或多個(gè)焦距，位于該均光單元的光入射端平面上。
14、 如權(quán)利要求12所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該菲涅爾透鏡為直線 形菲涅爾透鏡或同心圓形菲涅爾透鏡。
15、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中光線于該均光單元的該 光入射端的能量分布為焦點(diǎn)能量分布，于該光出射端的能量分布為均勻能量 分布。
16、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該均光單元的該光出射 端包圍該太陽(yáng)電池單元的外緣。
17、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該均光單元為單軸傾斜， 與太陽(yáng)行進(jìn)方向一致。
18、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該太陽(yáng)能電池單元具有 至少一太陽(yáng)能電池元件，其型式上可為基板式或薄膜式。
19、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其中該太陽(yáng)能電池單元具有 至少一太陽(yáng)能電池元件，該太陽(yáng)能電池元件的材料為砷化鎵、磷化銦、磷化 鎵銦、碲化鎘、硒化銦銅或硅所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種太陽(yáng)能電池模塊包括一太陽(yáng)能電池單元以及一均光單元。均光單元具有至少一光學(xué)元件圍設(shè)形成一光入射端、一空心的光通道及一光出射端。其中，光出射端鄰設(shè)于太陽(yáng)能電池單元。
文檔編號(hào)H01L31/052GK101425547SQ20071016718
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者張炫熙, 林侑升 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司