CN103929125A - 集光模块 - Google Patents

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CN103929125A
CN103929125A CN201310011112.2A CN201310011112A CN103929125A CN 103929125 A CN103929125 A CN 103929125A CN 201310011112 A CN201310011112 A CN 201310011112A CN 103929125 A CN103929125 A CN 103929125A
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林晖雄
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    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
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Abstract

一种集光模块,包括一主集光板、一集光组件与一电能产生模块。主集光板包括一主集光面与一出光面。集光组件包括一第一表面与一第二表面。第一表面的面积大于第二表面的面积。主集光面用以接收光线。出光面射出主集光面所接收的光线。第一表面接收来自出光面的光线。第二表面将第一表面所接收的光线射出至电能产生模块。电能产生模块将光线的能量转换成电能。

Description

集光模块
技术领域
本发明涉及一种集光模块,特别涉及一种可提高集光比的集光模块。
背景技术
近年来,随着人类环保意识的抬头,再生能源的研究与发展纷纷受到重视。其中,由于太阳光线的取得较其他再生能源容易,使得业者纷纷投入大量资金进行太阳能发电的发展。
目前,太阳能发电的方法可分成两种,第一种太阳能发电方法是为利用光热转换方式将太阳光所具有的热能转换成电能,第两种太阳能发电方法是为利用光电转换方式将太阳所发出的光能转换成电能。
在多个太阳能电池模块所组成的太阳能电池系统中,以固定角度接受太阳光照射最为普遍。但由于太阳光入射于太阳能电池系统的角度会随着时间与设置地点的经纬度而有所变动,使得太阳能电池系统吸收太阳光的照射量降低,进而使得发电量降低。因此,如何使固定角度接受太阳光照射的太阳能电池系统提升光电转换效率成为相关业者研究与开发的方向之一。
此外,为了提升太阳能电池系统吸收太阳光的照射量,相关业者提出利用追踪模块结合太阳能电池模块的追日型太阳能电池系统。其中,追踪模块主要包括光感测器及机电伺服机构,感测器用以感测太阳的位置变化,以利用机电伺服机构调整太阳能电池系统面向太阳,进而提升太阳能模块接收太阳光的辐射量。需注意的是,感测器的架设角度需精确地平行太阳能电池系统的垂直角度。再者,感测器直接曝露于外在环境,易受干扰与损坏,使得感测器无法感测出正确的太阳位置。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种集光模块,可以解决现有技术所存在仅能吸收单一入射方向的光线、结构设计复杂、感测器易受干扰与损坏而造成感测错误的问题,另外还可以减少光电转换电池模块的使用面积,进而有效地降低集光模块的制作成本。
依据本发明所揭露之集光模块的一实施例,集光模块包括一主集光板、一集光组件与一电能产生模块。主集光板包括一主集光面与一出光面。集光组件包括一第一表面与一第二表面。第一表面的面积大于第二表面的面积。主集光面用以接收一光线,出光面射出主集光面所接收的光线。第一表面接收来自出光面的光线,第二表面将第一表面所接收的光线射出至电能产生模块。电能产生模块将光线的能量转换成一电能。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为依据本发明所揭露的集光模块的第一实施例立体结构示意图;
图2A为依据图1的主集光板的一实施例侧视结构放大示意图;
图2B为依据图1的集光组件与电能产生模块的一实施例侧视结构放大示意图;
图3为依据本发明所揭露的集光模块的第二实施例立体结构示意图;
图4A为依据图3的主集光板的一实施例剖视结构示意图;
图4B为依据图3的主集光板的一实施例剖视结构示意图;
图4C为依据图3的主集光板的一实施例剖视结构示意图;
图4D为依据图3的主集光板的一实施例剖视结构示意图;
图4E为依据图3的第一集光单元的一实施例立体结构示意图;
图4F为依据图3的第二集光单元的一实施例立体结构示意图;
图5A为依据本发明所揭露的集光模块的第三实施例俯视结构示意图;
图5B为依据图5A的主集光板的一实施例沿I-I’剖视线的剖视结构示意图;
图5C为依据图5A的区域A的局部放大示意图;
图6为依据本发明所揭露的集光模块的第四实施例俯视结构示意图;
图7A为依据本发明所揭露的集光模块的第五实施例俯视结构示意图;
图7B为依据图7A的区域B的局部放大示意图;
图7C为依据本发明所揭露的集光模块的第六实施例俯视结构示意图。
其中,附图标记
11、12、13、14、42、52出光面
21、22、23、24次集光面
30、34、38、39光线
31、71、73、77、85垂直线
32、45、58法线
40、50、54主集光面
43第六微棱镜结构
44、62、66第一表面
46、64、68第二表面
47拱型集光单元
48、67第三表面
49、69第四表面
63第二微棱镜结构
70、95、96集光单元
75第五微棱镜结构
80、81、82、83第三微棱镜结构
84切线
86第八微棱镜结构
88第七微棱镜结构
90第一微棱镜结构
92第一迎光面
93第四微棱镜结构
94第一背光面
97、98’第一集光单元
98集光单元
99第二集光单元
100、200、300集光模块
102、202、302主集光板
104、204、304集光组件
106、206、306电能产生模块
431第六迎光面
432第六背光面
631第二迎光面
632第二背光面
751第五迎光面
752第五背光面
801、811、821、831第三迎光面
802、812、822、832第三背光面
861第八迎光面
862第八背光面
881第七迎光面
882第七背光面
931第四迎光面
932第四背光面
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
请参照图1,为依据本发明所揭露的集光模块的第一实施例立体结构示意图。在本实施例中,集光模块100包括一主集光板102、一集光组件104与一电能产生模块106。
主集光板102包括一主集光面50与一出光面52。集光组件104包括一第一表面62与一第二表面64。第一表面62的面积大于第二表面64的面积。主集光面50用以接收光线30,使光线30在主集光板102中传递,出光面52射出主集光面50所接收的光线30,如图2A所示。第一表面62接收来自出光面52的光线30,使光线30在集光组件104中传递。第二表面64将第一表面62所接收的光线30射出至电能产生模块106。电能产生模块106将入射光线30的能量,例如光能或热能,转换成电能。其中,为避免造成图式复杂,于图1中不绘制光线30。
请参照图2A,主集光面50可包括多个第一微棱镜结构90。多个第一微棱镜结构90是沿第一方向P排列。第一方向P为出光面52至第一表面62的方向。每一第一微棱镜结构90包括一第一迎光面92与一第一背光面94。第一方向P与垂直于主集光面50的一法线32相互垂直。每一第一微棱镜结构90满足下列条件式:
0°≦α≦40°;以及
45°≦β<90°。
其中,α为第一迎光面92与法线32之间的第一夹角,β为第一背光面94与法线32之间的第二夹角。
主集光板102所接收的光线30与法线32之间具有第三夹角θ,第三夹角θ可大于或等于45度且小于90度(即45°≦θ<90°)。
以下是利用上述实施例的主集光板102进行集光实验。请参照表1,为第一微棱镜结构具有不同第一夹角α与第二夹角β的出光量百分比。其中,出光量百分比是为出光面52射出的光线强度与入射于主集光面50的光线强度之间的百分比。
表1
从表1可知,当0°≦α≦40°且45°≦β<90°时,出光量百分比均大于零。换句话说,当第一夹角α与第二夹角β符合上述条件时,主集光板102具有集光机制。
此外,主集光面50所接收的光线30与法线32之间具有第三夹角θ,第三夹角θ可大于或等于45度且小于90度(即45°≦θ<90°)。
请参照图1,由于第一表面62的面积大于第二表面64的面积,使得集光模块100的集光比提升,进而提升电能产生模块106的电能转换效率。上述集光比满足以下公式(1):
L = A C × cos θ η - - - ( 1 )
其中,L为集光比,A为主集光面50的面积,C为第二表面64的面积(即电能产生模块106的收光面积),η为集光模块100的光传递效率(即光线30入射主集光面50的光强度与传递至电能产生模块106的光强度之间的百分比)。
在本实施例中,集光组件104可包括单一个集光单元70。集光单元70具有一第一表面62与一第二表面64,但本实施例并非用以限定本发明。举例而言,集光组件104也可包括两个集光单元。需注意的是,当集光单元的数量增加时,光线30可能会因经过多次传递的过程而损失部分光强度,进而影响集光模块100的光传递效率η。
在本实施例中,第一表面62也可包括多个第二微棱镜结构63。多个第二微棱镜结构63是沿一第二方向S排列,如图2B所示,其为依据图1的集光组件与电能产生模块的一实施例侧视结构放大示意图。每一第二微棱镜结构63包括一第二迎光面631与一第二背光面632。第二方向S与垂直于第一表面62的一垂直线71相互垂直。每一第二微棱镜结构63满足下列条件式:
0°≦α’≦40°;以及
45°≦β’<90°。
其中,α’为第二迎光面631与垂直线71之间的第四夹角,β’为第二背光面632与垂直线71之间的第五夹角。
集光单元70所接收的光线30与垂直线71之间具有第六夹角γ,第六夹角γ可大于或等于45度且小于90度(即45°≦γ<90°)。由于第二微棱镜结构63的设计与第一微棱镜结构90的设计相同,且集光单元70所接收光线30的角度范围与主集光板102所接收光线30的角度范围相同,因此,集光单元70也具有集光功能。
请参照图3,为依据本发明所揭露的集光模块的第二实施例立体结构示意图。在本实施例中,集光模块200包括一主集光板202、四集光组件204与四电能产生模块206。每一集光组件204包括一第一表面66与一第二表面68。第一表面66的面积大于第二表面68的面积。
主集光板202可包括一主集光面54和出光面11、12、13、14。主集光面54可包括但不限于多个次集光面21、22、23、24。次集光面21、22、23、24相交于一中心点Q,但本实施例并非用以限定本发明。
在另一实施例中,出光面、次集光面、集光组件与电能产生模块的数量均可为五个,且主集光板为五边形的集光板,可依据实际需求进行调整。
需注意的是,出光面、次集光面、集光组件与电能产生模块的数量需相同,且次集光面、集光组件与电能产生模块的数量与出光面的数量有关。换句话说,次集光面21、22、23、24分别对应于出光面11、12、13、14,出光面11、12、13、14分别对应于四集光组件204,四集光组件204分别对应于四电能产生模块206。
请参照图3、图4A、图4B、图4C与图4D,图4A、图4B、图4C与图4D是分别为依据图3的主集光板的一实施例剖视结构示意图。次集光面21、22、23、24用以接收具有不同入射方向的光线34并传递至对应的出光面11、12、13、14。出光面11、12、13、14将次集光面21、22、23、24所接收的光线34射出至对应的集光组件204。集光组件204利用第二表面68将第一表面66所接收的光线34射出至对应的电能产生模块206。
在本实施例中,次集光面21、22、23、24可分别接收来自入射方向A、入射方向B、入射方向C与入射方向D的光线34,但本实施例并非用以限定本发明。每一第一表面66接收来自对应出光面11、12、13、14的光线34。每一第二表面68将对应第一表面66所接收的光线34射出至对应电能产生模块206。每一电能产生模块206将来自对应第二表面68的光线34的能量转换成电能。其中,为避免造成图式复杂,于图3中不绘制光线34。
在本实施例中,次集光面21、22、23、24所接收的光线34与垂直于主集光面54(或次集光面21、22、23、24)的一法线58之间具有第七夹角γ’,第七夹角γ’可大于或等于45度且小于90度(即45°≦γ’<90°)。
此外,请参照图3,在本实施例中,每一集光组件204还可包括一第一集光单元95与一第二集光单元96。第一集光单元95可包括一第一表面66与一第三表面67。第二集光单元96可包括一第二表面68与一第四表面69。第一表面66的面积大于第三表面67的面积。第三表面67的面积约略等于第四表面69的面积,但不限于此。第四表面69的面积大于第二表面68的面积。
第二集光单元96是设置于第一集光单元95旁。详细来说,第二集光单元96的第四表面69是与第一集光单元95的第三表面67相向设置。集光组件204所接收的光线34,经第一集光单元95的第一表面66所接收后,在第一集光单元95中传递,并由第三表面67射出第一集光单元95。之后,光线34由第二集光单元96的第四表面69所接收,并在第二集光单元96中传递,并由第二表面68射出。
如此一来,集光模块200可利用第一集光单元95与第二集光单元96的串接的设计(即光线34行进路径中,会先经过第一集光单元95,再经过第二集光单元96),使得集光模块200中次集光面21、22、23、24的集光比提升,进而有效提升每一电能产生模块206的电能转换效率。
请参照图4A、图4B、图4C与图4D。在本实施例中,次集光面21可包括多个第三微棱镜结构80。多个第三微棱镜结构80是沿一对应方向H排列。次集光面22可包括多个第三微棱镜结构81。多个第三微棱镜结构81是沿一对应方向J排列。次集光面23可包括多个第三微棱镜结构82。多个第三微棱镜结构82是沿一对应方向K排列。次集光面24可包括多个第三微棱镜结构83。多个第三微棱镜结构83是沿一对应方向L排列。上述对应方向H、J、K、L是分别为由中心点Q至出光面11、12、13、14的方向。
此外,第三微棱镜结构80可包括一第三迎光面801与一第三背光面802。第三微棱镜结构81可包括一第三迎光面811与一第三背光面812。第三微棱镜结构82可包括一第三迎光面821与一第三背光面822。第三微棱镜结构83可包括一第三迎光面831与一第三背光面832。法线58分别与对应方向H、J、K、L相互垂直。
每一第三微棱镜结构80、81、82、83可满足下列条件式:
0°≦α”≦40°;以及
45°≦β”<90°;
其中,α”为第三迎光面801、811、821、831与法线58之间的第八夹角,β”为第三背光面802、812、822、832与法线58之间的第九夹角。
对比于图1、图2A的第一实施例,由于第三微棱镜结构80、81、82、83的设计与第一微棱镜结构90的设计相同,且次集光面21、22、23、24所接收的光线34的角度范围与主集光板102所接收光线30的角度范围相同,因此,次集光面21、22、23、24具有集光功能。
请参照图4E,为依据图3的第一集光单元的一实施例立体结构示意图。在本实施例中,每一第一表面66也可包括多个第四微棱镜结构93。每一第四微棱镜结构93包括一第四迎光面931与一第四背光面932。这些第四微棱镜结构93的排列方向与垂直于第一表面66的一垂直线73垂直。每一第四微棱镜结构66满足下列条件式:
0°≦χ≦40°;以及
45°≦ω<90°。
其中,χ为第四迎光面931与垂直线73之间的第十夹角,ω为第四背光面932与垂直线73之间的第十一夹角。
第一集光单元95所接收的光线34与垂直线73之间具有第十二夹角γ”,第十二夹角γ”可大于或等于45度且小于90度(即45°≦γ”<90°)。
此外,请参照图4F,为依据图3的第二集光单元的一实施例立体结构示意图。每一第四表面69也可包括多个第五微棱镜结构75。每一第五微棱镜结构75包括一第五迎光面751与一第五背光面752。多个第五微棱镜结构75的排列方向与垂直于第四表面69的一垂直线77垂直。每一第五微棱镜结构75满足下列条件式:
0°≦χ’≦40°;以及
45°≦ω’<90°。
其中,χ’为第五迎光面751与垂直线77之间的第十三夹角,ω’为第五背光面752与垂直线77之间的第十四夹角。第二集光单元96所接收的光线34与垂直线77之间具有第十五夹角γ”’,第十五夹角γ”’可大于或等于45度且小于90度(即45°≦γ”’<90°)。
请参照图5A与图5B,分别为依据本发明所揭露的集光模块的第三实施例俯视结构示意图与依据图5A的主集光板的一实施例剖视结构示意图。在本实施例中,集光模块300包括一主集光板302、二集光组件304与二电能产生模块306。
主集光板302为圆形且包括一主集光面40与一出光面42。每一集光组件304分别包括一第一表面44与二第二表面46。第一表面44的面积大于第二表面46的面积。二集光组件304可分别包括一集光单元47。在本实施例中,集光单元47为拱形以环绕圆形的主集光板302,二集光组件304分别对应二电能产生模块306。
主集光面40用以接收具有不同入射角的光线38,使光线38在主集光板302中传递。出光面42射出主集光面40所接收的光线38。于同一集光组件304中,第一表面44用以接收来自出光面42的部分光线38,并利用二第二表面46射出至相应的电能产生模块306。藉此,相应的电能产生模块306将来自第二表面46的光线38转换成电能。其中,每一电能产生模块306的二侧面(即近第二表面46的面)均可接收光线38。
图5B为依据图5A的主集光板的一实施例沿I-I’剖视线的剖视结构示意图。在本实施例中,主集光面40可包括多个第六微棱镜结构43。第六微棱镜结构43是以主集光面40的一圆心F为中心并呈放射状排列(如图5B所示)。每一第六微棱镜结构43包括第六迎光面431与第六背光面432,每一第六微棱镜结构43满足下列条件式:
0°≦δ≦40°;以及
45°≦ε<90°;
其中,δ为第六迎光面431与垂直于主集光面40的一法线45之间的第十六夹角,ε为第六背光面432与法线45之间的第十七夹角。主集光面40所接收的光线38与法线45之间具有第十八夹角ρ,第十八夹角ρ可大于或等于45度且小于90度(即45°≦ρ<90°)。
请参照图5A与图5C,图5C为依据图5A的区域A的局部放大示意图。每一集光组件304包括一拱形的集光单元47。集光单元47具有一第一表面44与一第二表面46。每一第一表面44也可包括多个第七微棱镜结构88。每一第七微棱镜结构88包括一第七迎光面881与一第七背光面882。每一第七微棱镜结构88的排列方向与垂直于第一表面44的切线84的一垂直线85垂直。每一第七微棱镜结构88满足下列条件式:
0°≦δ’≦40°;以及
45°≦ε’<90°。
其中,δ’为第七迎光面881与垂直线85之间的第十九夹角,ε’为第七背光面882与垂直线85之间的第二十夹角。集光单元47所接收的光线38与垂直线85之间具有第二十一夹角ρ’,第二十一夹角ρ’可大于或等于45度且小于90度(即45°≦ρ’<90°)。
上述实施例中,每一电能产生模块306的二侧面均可接收来自第二表面46的光线38,但上述实施例并非用以限定本发明。举例而言,请参照图6,为依据本发明所揭露的集光模块的第四实施例俯视结构示意图。在本实施例中,每一集光组件304包括一第一集光单元97与二第二集光单元99。
第一集光单元97为拱形。第二集光单元99为楔形。每一第一集光单元97包括一第一表面44与一第三表面48。每一第二集光单元99包括一第二表面46与一第四表面49。第一集光单元97设置于第二集光单元99旁。详细来说,第二集光单元99的第四表面49与第一集光单元97的第三表面48相向设置。
集光组件304所接收的光线38,经第一集光单元97的第一表面44所接收后,在第一集光单元97中传递,并由第三表面48射出第一集光单元97。之后,光线38由第二集光单元99的第四表面49所接收,并在第二集光单元99中传递,并由第二表面46射出。由于第二集光单元99可将第一集光单元97所接收的光线38进一步收集与转向,故于本实施例中的每一电能产生模块306可为单面接收光线38的电能产生模块。
上述第三实施例与第四实施例中,每一集光组件304包括二第二表面46,且电能产生模块306的数量为两个,但上述实施例并非用以限定本发明。举例而言,请参照图7A,为依据本发明所揭露的集光模块的第五实施例俯视结构示意图。在本实施例中,每一集光组件304包括一集光单元98。
集光单元98为弯曲的楔形。每一集光单元98具有一第一表面44与单一第二表面46。电能产生模块306的数量为一个且可为双面接收光线38的电能产生模块。此外,请参照图7A与图7B,图7B为依据图7A的区域B的局部放大示意图。集光单元98还包括多个第八微棱镜结构86。每一第八微棱镜结构86包括第八迎光面861与第八背光面862,每一第八微棱镜结构86的排列方向与垂直于第一表面44的切线84的一垂直线31垂直。每一第八微棱镜结构86满足下列条件式:
0°≦δ”≦40°;以及
45°≦ε”<90°。
其中,δ”为第八迎光面861与垂直线31之间的第二十二夹角,ε”为第八背光面862与垂直线31之间的第二十三夹角。集光单元98所接收的光线39与垂直线31之间具有第二十四夹角ρ”,第二十四夹角ρ”可大于或等于45度且小于90度(即45°≦ρ”<90°)。
此外,请参照图7C,系为依据本发明所揭露的集光模块的第六实施例俯视结构示意图。在本实施例中,电能产生模块306的数量为一个。每一集光组件304包括一第一集光单元98’与二第二集光单元99。第一集光单元98’为弯曲的楔形。第二集光单元99为楔形。
每一第一集光单元98’包括一第一表面44与一第三表面48。每一第二集光单元99包括一第二表面46与一第四表面49。第一集光单元98’设置于第二集光单元99旁。详细来说,第二集光单元99的第四表面49与第一集光单元98’的第三表面48相向设置。
集光组件304所接收的光线39,经第一集光单元98’的第一表面44所接收后,在第一集光单元98’中传递,并由第三表面48射出第一集光单元98’。之后,光线39由第二集光单元99的第四表面49所接收,并在第二集光单元99中传递,并由第二表面46射出。由于第二集光单元99可将第一集光单元98’所接收的光线39进一步收集与转向,故于本实施例中的电能产生模块306可为单面接收光线39的电能产生模块。
依据本发明所揭露的集光模块的实施例,可利用第一表面的面积大于第二表面的面积,提升集光模块的集光比,以减少光电转换电池模块的使用面积,进而有效地降低集光模块的制作成本。再者,可利用多个次集光面的设计,使得主集光板可接收多个不同入射角度的光线,进而被光电转换电池模块转换成电能。其中,可利用次集光面上的微棱镜结构,于主集光面形成放射状排列,使得主集光板可接收任何入射角度的光线。因此,本发明所揭露的集光模块可解决现有技术所存在仅能吸收单一入射方向的光线、结构设计复杂、感测器易受干扰与损坏而造成感测错误的问题。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (21)

1.一种集光模块,其特征在于,包括:
一主集光板,包括一主集光面与一出光面,该主集光面用以接收光线,该出光面射出该主集光面所接收的光线;
一集光组件,包括一第一表面与一第二表面,该第一表面接收来自该出光面的光线,该第一表面的面积大于该第二表面的面积;以及
一电能产生模块,该第二表面将该第一表面所接收的光线射出至该电能产生模块,该电能产生模块将光线的能量转换成一电能。
2.根据权利要求1所述的集光模块,其特征在于,该主集光面还包括多个第一微棱镜结构,该些第一微棱镜结构沿一第一方向排列。
3.根据权利要求2所述的集光模块,其特征在于,每一该第一微棱镜结构包括一第一迎光面与一第一背光面,该第一方向与垂直于该主集光面的一法线相互垂直,每一该第一微棱镜结构满足下列条件式:
0°≦α≦40°;以及
45°≦β<90°;
其中,α为该第一迎光面与该法线之间的一第一夹角,β为该第一背光面与该法线之间的一第二夹角。
4.根据权利要求1所述的集光模块,其特征在于,该主集光面所接收的光线与垂直于该主集光面的一法线之间具有一第三夹角,该第三夹角大于或等于45度且小于90度。
5.根据权利要求1所述的集光模块,其特征在于,该第一表面包括多个第二微棱镜结构,该些第二微棱镜结构沿一第二方向排列。
6.根据权利要求5所述的集光模块,其特征在于,该集光组件包括一集光单元,该集光单元具有该第一表面与该第二表面,每一该第二微棱镜结构包括一第二迎光面与一第二背光面,该第二方向与垂直于该第一表面的一垂直线相垂直,每一该第二微棱镜结构满足下列条件式:
0°≦α’≦40°;以及
45°≦β’<90°;
其中,α’为该第二迎光面与该垂直线之间的一第四夹角,β’为该第二背光面与该垂直线之间的一第五夹角。
7.根据权利要求6所述的集光模块,其特征在于,该集光单元所接收的光线与该垂直线之间具有一第六夹角,该第六夹角大于或等于45度且小于90度。
8.根据权利要求1所述的集光模块,其特征在于,该主集光面包括多个次集光面,该些次集光面交于一中心点,该集光模块还包括多个该集光组件与多个该电能产生模块,该主集光板还包括多个该出光面,该些次集光面分别对应该些出光面,该些出光面分别对应该些集光组件,该些集光组件分别对应该些电能产生模块,该些次集光面用以接收来自不同入射方向的光线并传递至对应的该些出光面,每一该出光面将每一该次集光面所接收的光线射出至对应的该集光组件,每一该集光组件利用该第二表面将该第一表面所接收的光线射出至对应的该电能产生模块。
9.根据权利要求8所述的集光模块,其特征在于,每一该次集光面所接收的光线与垂直于该主集光面的一法线之间具有一第七夹角,该第七夹角大于或等于45度且小于90度。
10.根据权利要求8所述的集光模块,其特征在于,每一该次集光面包括多个第三微棱镜结构,每一该次集光面所包括的该些第三微棱镜结构沿一对应方向排列,该对应方向为该中心点至每一该次集光面所对应该出光面的方向。
11.根据权利要求10所述的集光模块,其特征在于,每一该第三微棱镜结构包括一第三迎光面与一第三背光面,该些对应方向与垂直于该主集光面的一法线相互垂直,每一该第三微棱镜结构满足下列条件式:
0°≦α”≦40°;以及
45°≦β”<90°;
其中,α”为该第三迎光面与该法线之间的一第八夹角,β”为该第三背光面与该法线之间的一第九夹角。
12.根据权利要求1所述的集光模块,其特征在于,该集光组件包括一第一集光单元与一第二集光单元,该第一集光单元包括该第一表面与一第三表面,该第二集光单元包括该第二表面与一第四表面,该集光组件所接收的光线,经该第一集光单元的该第一表面所接收后,在该第一集光单元中传递,并由该第三表面射出,该第三表面射出的光线由该第二集光单元的该第四表面所接收,并在该第二集光单元中传递,并由该第二表面射出。
13.根据权利要求12所述的集光模块,其特征在于,该第二集光单元的该第四表面与该第一集光单元的该第三表面相向设置。
14.根据权利要求12所述的集光模块,其特征在于,该第一表面的面积大于该第三表面的面积,该第四表面的面积大于该第二表面的面积。
15.根据权利要求12所述的集光模块,其特征在于,该第一表面包括多个第四微棱镜结构,每一该第四微棱镜结构包括一第四迎光面与一第四背光面,该些第四微棱镜结构的排列方向与垂直于该第一表面的一垂直线垂直,每一该第四微棱镜结构满足下列条件式:
0°≦χ≦40°;以及
45°≦ω<90°;
其中,χ为该第四迎光面与该垂直线之间的一第十夹角,ω为该第四背光面与该垂直线之间的一第十一夹角。
16.根据权利要求15所述的集光模块,其特征在于,该第一集光单元所接收的光线与该垂直线之间具有一第十二夹角,该第十二夹角大于或等于45度且小于90度。
17.根据权利要求12所述的集光模块,其特征在于,该第四表面包括多个第五微棱镜结构,每一该第五微棱镜结构包括一第五迎光面与一第五背光面,该些第五微棱镜结构的排列方向与垂直于该第四表面的一垂直线垂直,每一该第五微棱镜结构满足下列条件式:
0°≦χ’≦40°;以及
45°≦ω’<90°;
其中,χ’为该第五迎光面与该垂直线之间的一第十三夹角,ω’为该第五背光面与该垂直线之间的一第十四夹角。
18.根据权利要求17所述的集光模块,其特征在于,该第二集光单元所接收的光线与该垂直线之间具有一第十五夹角,该第十五夹角大于或等于45度且小于90度。
19.根据权利要求1所述的集光模块,其特征在于,该主集光板为一圆形,且该主集光面包括多个第六微棱镜结构,该些第六微棱镜结构以该主集光板的一圆心为中心并呈放射状排列。
20.根据权利要求19所述的集光模块,其特征在于,每一该第六微棱镜结构包括一第六迎光面与一第六背光面,每一该第六微棱镜结构满足下列条件式:
0°≦δ≦40°;以及
45°≦ε<90°;
其中,δ为该第六迎光面与垂直于该主集光面的一法线之间的一第十六夹角,ε为该第六背光面与该法线之间的一第十七夹角。
21.根据权利要求19所述的集光模块,其特征在于,该集光组件包括一集光单元,该集光单元为拱形,且具有该第一表面与该第二表面,该第一表面包括多个第七微棱镜结构,每一该第七微棱镜结构包括一第七迎光面与一第七背光面,每一该第七微棱镜结构的排列方向与垂直于该第一表面的一切线的一垂直线垂直,每一该第七微棱镜结构满足下列条件式:
0°≦δ’≦40°;以及
45°≦ε’<90°;
其中,δ’为该第七迎光面与该垂直线之间的一第十九夹角,ε’为该第七背光面与该垂直线之间的一第二十夹角。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114123962A (zh) * 2021-11-13 2022-03-01 合肥森印科技有限公司 一种集成导光板增加光束进入量的光伏板及其方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258291A (ja) * 2001-12-27 2003-09-12 Daido Steel Co Ltd 集光式太陽光発電装置
JP2006332113A (ja) * 2005-05-23 2006-12-07 Sharp Corp 集光型太陽光発電モジュール及び集光型太陽光発電装置
CN101221265A (zh) * 2007-01-12 2008-07-16 财团法人工业技术研究院 导光板
CN101740652A (zh) * 2008-11-24 2010-06-16 财团法人工业技术研究院 一种太阳能集光模块
CN101752440A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 财团法人工业技术研究院 光源集光模块
CN101852876A (zh) * 2009-04-02 2010-10-06 财团法人工业技术研究院 复合型光学膜片以及面光源模块
CN102227819A (zh) * 2008-11-27 2011-10-26 日本电石工业株式会社 调光型太阳能发电模块用光学层、调光型太阳能发电模块以及调光型太阳能发电板

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258291A (ja) * 2001-12-27 2003-09-12 Daido Steel Co Ltd 集光式太陽光発電装置
JP2006332113A (ja) * 2005-05-23 2006-12-07 Sharp Corp 集光型太陽光発電モジュール及び集光型太陽光発電装置
CN101221265A (zh) * 2007-01-12 2008-07-16 财团法人工业技术研究院 导光板
CN101740652A (zh) * 2008-11-24 2010-06-16 财团法人工业技术研究院 一种太阳能集光模块
CN102227819A (zh) * 2008-11-27 2011-10-26 日本电石工业株式会社 调光型太阳能发电模块用光学层、调光型太阳能发电模块以及调光型太阳能发电板
CN101752440A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 财团法人工业技术研究院 光源集光模块
CN101852876A (zh) * 2009-04-02 2010-10-06 财团法人工业技术研究院 复合型光学膜片以及面光源模块

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114123962A (zh) * 2021-11-13 2022-03-01 合肥森印科技有限公司 一种集成导光板增加光束进入量的光伏板及其方法

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