CN104779312B - 聚光太阳能光伏模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种聚光太阳能光伏模块，包括框架、主聚焦镜、载板、多个光伏芯片和多个聚光连接器，每一光伏芯片包括第一表面和第二表面，框架用于组装主聚焦镜和载板，主聚焦镜和载板相对设置且与框架共同构成一空间结构，这些光伏芯片的第一表面与载板电性连接，每个光伏芯片的第二表面设置有聚光连接器，聚光连接器用于汇聚透过主聚焦镜的光线，并将光线投射到光伏芯片表面，这些光伏芯片的第二表面通过聚光连接器电性连接载板，从而通过载板将这些光伏芯片连通，使聚光太阳能光伏模块省去了对金线的使用，进而降低了生产成本，提高的生产效率。

Description

聚光太阳能光伏模块
技术领域
本发明涉及一种太阳能光伏模块，尤其涉及一种聚光太阳能光伏模块。
背景技术
太阳能光伏发电技术适用于各行各业，是一种既环保又节能的绿色能源技术。聚光太阳能光伏发电系统提高了太阳能的转换效率而被广泛采用，聚光太阳能光伏发电系统一般是由多个太阳能接收转换器构成。现有的太阳能接收转换器包括光伏芯片、金属载板、聚光连接器（二次镜）以及一绝缘载板，在绝缘载板上组装多个由光伏芯片、金属载板和二次镜构成的太阳能接收转换单元，为了使该多个太阳能接收转换单元彼此之间实现串联或并联，传统的做法是，在太阳能接收转换单元中通过打金线的方式使太阳能接收转换单元之间实现串联或并联。此种做法不仅生产工艺复杂，而且使用大量金线，提高了产品的成本。
发明内容
有鉴于此，需提供一种聚光太阳能光伏模块，通过聚光连接器取代金线来实现太阳能接收转换单元彼此之间串联或并联。
本发明提供的一种聚光太阳能光伏模块，包括框架、主聚焦镜、载板、多个光伏芯片和多个聚光连接器，每一光伏芯片包括第一表面和第二表面，框架用于组装主聚焦镜和载板，主聚焦镜和载板相对设置且与框架共同构成一空间结构，这些光伏芯片的第一表面与载板电性连接，每个光伏芯片的第二表面设置有聚光连接器，聚光连接器用于汇聚透过主聚焦镜的光线，并将光线投射到光伏芯片表面，这些光伏芯片的第二表面通过聚光连接器电性连接载板，从而通过载板将这些光伏芯片连通。
优选地，载板上设置有导电浆料，光伏芯片的第一表面和聚光连接器通过固化后的导电浆料与载板电性连接且固定在一起。
优选地，聚光连接器包括多个支撑块和金属层，光伏芯片的第二表面通过金属层和多个支撑块和与载板电性连接。
优选地，聚光连接器包括聚光本体，聚光本体设置聚光通孔，光伏芯片设置于聚光本体之靠近载板之表面且与聚光通孔相对应，聚光通孔用于汇聚透过主聚焦镜的光线，并将光线投射到光伏芯片表面。
优选地，聚光本体之靠近载板之表面设置有多个限位块，多个限位块共同限制光伏芯片的位置。
优选地，多个支撑块设置于聚光本体之靠近载板之表面，多个支撑块围绕光伏芯片，多个支撑块支撑于载板之靠近聚光本体之表面。
优选地，金属层设置于聚光本体之靠近载板之表面和多个支撑块外表面，光伏芯片的第二表面与金属层电性连接，多个支撑块与载板通过金属层电性连接。
优选地，金属层包覆聚光本体和支撑块之外表面以及聚光通孔内壁。
优选地，主聚焦镜包括玻璃主体，玻璃主体靠近载板之表面设置有多个球面透镜，球面透镜的焦点与聚光通孔和光伏芯片在同一直线。
优选地，球面透镜的焦点落入聚光通孔的内部。
本发明提供的一种聚光太阳能光伏模块，通过在聚光连接器的聚光本体的下表面设置支撑块，同时在聚光本体的下表面以及支撑块的外表面覆盖金属层，使光伏芯片的N极或P极可以通过金属层与载板上的线路连通，使聚光太阳能光伏模块省去了对金线的使用，进而降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明提供的聚光太阳能光伏模块的一示意图。
图2是图1所示的聚光太阳能光伏模块的II处的一放大图。
图3是图2所示的聚光太阳能光伏模块的III处的一放大图（金属层覆盖聚光本体下表面以及支撑块外表面）。
图4是图2所示的聚光太阳能光伏模块的III处的另一放大图（金属层包覆聚光本体内外表面以及支撑块外表面）。
主要元件符号说明
聚光太阳能光伏模块 100
框架 10
主聚焦镜 20
载板 30
光伏芯片 40
聚光连接器 50
阶梯结构 11
玻璃主体 21
球面透镜 23
传输线 31
聚光本体 51
聚光通孔 511
凸缘 52
反光层 53
限位块 55
支撑块 57
金属层 59
光线 L
平面 P
焦点 C
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参照图1、图2和图3，本发明提供的一种聚光太阳能光伏模块100，包括框架10、主聚焦镜20、载板30、多个光伏芯片40和多个聚光连接器50。框架10的开口端设置有阶梯结构11，主聚焦镜20通过阶梯结构11设置于框架10开口端；载板30上表面布设有传输线31，且载板30设置于框架10的底部与主聚焦镜20相对。主聚焦镜20、载板30和框架10整体构成一空间结构。光伏芯片40用于将太阳能转为电能，光伏芯片40包括P极和N极，多个光伏芯片40的第一表面与载板30上表面电性连接，使光伏芯片40的P极或N极与载板30上的传输线31电性连接。聚光连接器50电性连接于光伏芯片40的第二表面并与载板30上的传输线31电性连接，光伏芯片40彼此之间通过聚光连接器50和载板30实现串联或并联。聚光连接器50将透过主聚焦镜20的光线L汇集于光伏芯片40上表面，使得光伏芯片40能够接收更多的太阳能。
载板30为玻璃载板30。玻璃载板30上表面根据光伏芯片40之间的电路连接关系涂设导电浆料，通过导电浆料作为传输线31实现光伏芯片40的第一表面之间的电路导通。在本实施方式中，导电浆料为油墨，将聚光连接器50与光伏芯片40整体放置于玻璃载板30上表面并与油墨接触，通过尚未被固化的油墨将聚光连接器50与光伏芯片40的预固定在载板30的上表面。对油墨进行固化处理，进而使光伏芯片40与聚光连接器50固定连接于玻璃载板30上表面，并实现光伏芯片40彼此之间的串联或并联。通过此种结构，可以省去对高导热电传输线31板（DBC）的需求，缩短了产品的生产工时，节约了产品的生产成本，使产品结构更加简洁便于产品的生产加工。在其他实施方式中，光伏芯片40和聚光连接器50通过导电胶或焊接等方式与玻璃载板30的上表面之传输线31电性固定连接在一起。
请参照图2，在本实施例中，主聚焦镜20包括玻璃主体21，在玻璃主体21的下表面(即与载板30相对的表面)通过一体成型设置多个球面透镜23，球面透镜23的边缘之间相互紧贴。采用球面透镜23结构，可以减少光能在主聚焦镜20上表面的能量损失，同时减少主聚焦镜20的加工难度。在其他实施例中，该球面透镜23的边缘处彼此分离。该球面透镜23可单独聚光形成光束，并将该光束投射到聚光连接器50，聚光连接器50将该光束收集并投射到光伏芯片40上。通过球面透镜23以及聚光连接器50的配合，能够汇聚更多的光线L，使单个光伏芯片40能够接收更多的太阳能。在其他实施例中，主聚焦镜20可以为菲涅尔透镜。
请参照图3，聚光连接器50包括一聚光本体51，聚光本体51设置一聚光通孔511，聚光通孔511用于将透过主聚焦镜20的光线L再次汇集到光伏芯片40上。聚光通孔511内壁设置有反光层53，光伏芯片40设置于聚光本体51的下表面并且该光伏芯片40与聚光通孔511的出光口相对。在本实施例中，聚光通孔511为锥型通孔，锥型通孔位于聚光本体51上表面的入光口横截面与下表面的出光口的横截面形状相同，且入光口横截面面积大于出光口横截面面积，入光口与出光口横截面均为圆形，在其他实施方式中，入光口和出光口的横截面形状可以为正方形、六边形或八边形。
组装时，主聚焦镜20的球面透镜23之焦点与聚光通孔511之中心处于同一直线上，且球面透镜23之焦点C位于聚光通孔511之入光口所在平面P上或是位于入光口所在平面P的下方。通过该结构，使得经过球面透镜23汇集的光束之光线L全部为聚光通孔511所接收，提高了太阳能的利用率。
聚光本体51的下表面设置多个限位块55，多个限位块55分布于出光口周围形成卡位，光伏芯片40组装于卡位中，起到校准定位的作用，简化了对位步骤，减少了对位误差。限位块55形成的卡位形状可以根据光伏芯片40的形状而定。
聚光本体51的下表面设置有多个支撑块57，支撑块57设置于光伏芯片40周围，在本实施例中，聚光本体51下表面的四个顶点处各设置一个支撑块57，支撑块57的横截面为正方形，自聚光本体51下表面向载板方向延伸且逐渐内缩，形成锥型凸台。在其他实施例中，支撑块57的横截面可以为三角形或圆形。这种自上而下逐渐收缩的支撑块57，不仅是支撑块57与聚光本体51的连接更牢靠不易折断，同时提高了支撑块57底部与载板上表面的结合度，为后续的电连接提供良好的接触点。
光伏芯片40与聚光本体51下表面之间设置有金属层59，该金属层59覆盖聚光本体51下表面以及支撑块57的外表面。覆盖有金属层59的多个支撑块57支撑于载体上表面，且通过金属层59与所述载板30上的传输线31电性连接。在本实施方式中，光伏芯片40的N极或P极通过焊锡的方式与金属层59焊接在一起。通过将光伏芯片40与聚光本体51下表面直接焊接在一起，减少了光伏芯片40与聚光本体51之间的缝隙，因而减少了光线L在聚光通孔511之出光口处从缝隙的泄漏量，提升了光伏芯片40的光能转换效率。聚光本体51的外壁环设凸缘52，安装时，通过凸缘52的设置，使聚光本体51便于安装。
本发明所提供的聚光太阳能光伏系统，通过将光伏芯片40设置于载板30上表面，使得光伏芯片40的P极（或N极）与载板30上的传输线3131电性连接，同时通过在聚光连接器50的聚光本体51下表面设置支撑块57以及覆盖下表面与支撑块57外表面的金属层59，使得与金属层59电性连接的光伏芯片40的N极（或P极）通过金属层59与载板30上的传输线3131电性连接，进而使光伏芯片40之间实现串联或并联，通过该结构省去了用于连接光伏芯片40之间P极和N极的金线，不仅降低了产品的生产成本，同时使产品的组装流程更加的简单，提高了生产效率。
请参照图4，在其他实施方式中，金属层59包覆聚光本体51和支撑块57的外表面以及聚光通孔511的内壁，在设置于聚光通孔511内壁的金属层59外设置反光层53。通过将金属层59覆盖聚光本体51的内外表面和支撑块57外表面，可以提高聚光连接器50的环境耐受力，防止塑胶在高温环境下燃烧。
本发明提供的一种聚光太阳能光伏模块100，通过在聚光连接器50的聚光本体51的下表面设置支撑块57，同时在聚光本体51的下表面以及支撑块57的外表面覆盖金属层59，使光伏芯片40的N极或P极可以通过金属层59与载板30上的传输线3131连通，使聚光太阳能光伏模块100省去了对金线的使用，进而降低了生产成本，提高的生产效率。

Claims (10)

1.一种聚光太阳能光伏模块，包括框架、主聚焦镜、载板和多个光伏芯片，每一光伏芯片包括第一表面和第二表面，所述框架用于组装主聚焦镜和载板，所述主聚焦镜和载板相对设置且与框架共同构成一空间结构，这些光伏芯片的第一表面与所述载板电性连接，其特征在于：每个光伏芯片的第二表面设置有聚光连接器，所述聚光连接器用于汇聚透过所述主聚焦镜的光线，并将所述光线投射到所述光伏芯片表面，这些光伏芯片的第二表面通过所述聚光连接器电性连接所述载板，从而通过所述载板将这些光伏芯片连通；所述聚光连接器包括聚光本体，所述聚光本体的下表面具有多个支撑块以用于支撑聚光本体，这些支撑块自所述聚光本体下表面向所述载板方向延伸且逐渐内缩，形成锥型凸台。
2.如权利要求1所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述载板上设置有导电浆料，所述光伏芯片的第一表面和所述聚光连接器通过固化后的所述导电浆料与所述载板电性连接且固定在一起。
3.如权利要求1所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述聚光连接器包括多个支撑块和金属层，所述光伏芯片的第二表面通过所述金属层和多个支撑块和与所述载板电性连接。
4.如权利要求3所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述聚光连接器包括聚光本体，所述聚光本体设置聚光通孔，所述光伏芯片设置于所述聚光本体之靠近所述载板之表面且与所述聚光通孔相对应，所述聚光通孔用于汇聚透过所述主聚焦镜的光线，并将所述光线投射到所述光伏芯片表面。
5.如权利要求4所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述聚光本体之靠近所述载板之表面设置有多个限位块，所述多个限位块共同限制所述光伏芯片的位置。
6.如权利要求4所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述多个支撑块设置于所述聚光本体之靠近所述载板之表面，所述多个支撑块围绕所述光伏芯片，所述多个支撑块支撑于所述载板之靠近所述聚光本体之表面。
7.如权利要求6所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述金属层设置于所述聚光本体之靠近所述载板之表面和所述多个支撑块外表面，所述光伏芯片的第二表面与所述金属层电性连接，所述多个支撑块与所述载板通过所述金属层电性连接。
8.如权利要求6所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述金属层包覆所述聚光本体和支撑块之外表面以及所述聚光通孔内壁。
9.如权利要求4所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述主聚焦镜包括玻璃主体，所述玻璃主体靠近载板之表面设置有多个球面透镜，所述球面透镜的焦点与所述聚光通孔和光伏芯片在同一直线。
10.如权利要求9所述的聚光太阳能光伏模块，其特征在于，所述球面透镜的焦点落入所述聚光通孔的内部。
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