CN105051454B - 光板、具有改善界面的光学组件及具有改善的制造容差的光板 - Google Patents

光板、具有改善界面的光学组件及具有改善的制造容差的光板 Download PDF

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Abstract

描述了光板，以及提供这些光板的方法。所描述的光板是基本上透明的并且可以作为照明装置或作为太阳能电池板运行。一种示例光板包括一个用于传输光的第一光学层；一个第二光学层，该第二光学层具有配置为用于进行以下之一的一个反射表面：引导来自该第一光学层的光和将光引导至该第一光学层；以及一个布置在该第一光学层与该第二光学层之间的接收组件。该接收组件包括一个邻近该第一光学层的第一接收层；一个第二接收层，该第二接收层邻近该第二光学层并且与该第一接收层隔开；以及一个联接到该第一接收层上的光器件。该光器件可以配置成用于接收来自该反射表面的光或将光提供给该反射表面。

Description

光板、具有改善界面的光学组件及具有改善的制造容差的 光板
技术领域
所描述的实施例涉及光板并且特别是基本上透明的光板。该光板可以用作太阳能收集器或用作照明装置。
背景技术
太阳能发电系统包括运行以便将太阳能集中到光伏电池上的光学部件。这些光伏电池收集太阳能并且将该太阳能转化成电流。
现有的太阳能发电系统可能是昂贵的并且在结构上受到限制。某些太阳能发电系统可能通过用铝框架包封光学部件保护这些光学部件，这可能是昂贵的。一些其他的太阳能发电系统可能使用玻璃来保护这些光学部件但是玻璃的物理构型总体上是受限的，因为玻璃不能容易地模制成不同的形状。
现有的太阳能发电系统的结构还可能限制组装过程。太阳能发电系统总体上包括一个光学部件阵列并且每个光学部件对应于至少一个光伏电池。该光伏电池阵列内的每个光伏电池之间的距离和该光学部件阵列内的每个光学部件之间的距离总体上是预先确定的，使得组装时的变化是不可能的。其结果是，光学部件的任何收缩或光伏电池定位的任何误差可能导致大部分的(如果不是全部)光学部件与相应的光伏电池之间的未对准。
需要更成本有效并且更简单地制造的太阳能发电系统。这些太阳能发电系统应该还是设计上通用的使得它们还可以适配为照明装置。
发明内容
在此描述的不同实施例总体上涉及一种光板，该光板包括：
一个用于传输光的第一光学层；
一个第二光学层，该第二光学层具有配置为用于进行以下之一的一个反射表面：引导来自该第一光学层的光和将光引导至该第一光学层；以及
一个布置在该第一光学层与该第二光学层之间的接收组件，该接收组件具有：
一个邻近该第一光学层的第一接收层；
一个第二接收层，该第二接收层邻近该第二光学层并且与该第一接收层隔开；以及
一个联接到该第一接收层上的光器件，该光器件是可操作的以便当该反射表面被配置成用于引导来自该第一光学层的光时经由该第二接收层接收来自该反射表面的光；并且该光器件是可操作的以便当该反射表面被配置成用于将光引导至该第一光学层时经由该第二接收层将光提供给该反射表面；
其中该第一光学层、该第二光学层和该接收组件各自是基本上透明的。
根据在此描述的不同实施例，提供一种光板阵列，该光板阵列包括一系列至少两个在此描述的光板。
根据在此描述的不同实施例，提供一种用于通过装配器提供光板的方法。该方法涉及：
提供一个接收组件，该接收组件具有：
一个第一接收层；
一个与该第一接收层隔开的第二接收层；以及
一个联接到该第一接收层上的光器件；
用一个光学模块扫描该接收组件以便确定该光器件的位置；
基于该光器件的位置将一个第一光学层邻近该第一接收层放置；并且
基于该第一光学层的安置将一个第二光学层邻近该第二接收层放置；
其中该第一光学层、该第二光学层和该接收组件各自是基本上透明的。
附图说明
现在将参照附图详细地描述本发明的若干实施例，其中：
图1A是根据一个示例实施例的光板的分解透视图；
图1B是图1的光板的俯视图；
图1C是图1的光板的底视图；
图2是根据一个示例实施例的光板阵列的分解透视图；
图3A是根据一个示例实施例作为太阳能电池板运行的光板的截面视图；
图3B是根据一个示例实施例作为照明装置运行的光板的截面视图；
图4A是根据另一个示例实施例的光板的截面视图；
图4B展示了根据一个示例实施例暴露于高温环境后的图4A的光板；
图4C展示了根据一个示例实施例暴露于低温环境后的图4A的光板；
图4D是根据一个示例实施例的图4C的光板的阵列；
图5A至5D是根据各种不同实施例作为太阳能电池板运行的各种不同光板的截面视图；并且
图6是提供光板的多种方法的示例实施例的流程图。
出于说明、并且不是限制在此所描述的实施例的不同实例的方面和特征的目的而提供以下描述的附图。为了说明的简单和清楚，附图中示出的元件不一定按比例绘制。为了清楚，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。将了解的是，为了说明的简单和清楚起见，在认为适当时，可能会在这些附图之中重复参考标号以指示对应的或类似的元件或步骤。
具体实施方式
将了解的是，列出了许多具体细节以便提供对在本文中所描述的示例实施例的彻底的理解。然而，本领域的普通技术人员应了解，可以在无这些具体细节的情况下实践本文中所描述的实施例。在其他情况下，没有对众所周知的方法、程序和组成部分进行详细描述以便不干扰在此描述的这些实施例。此外，此说明和附图不应视为以任何方式限制本文中所描述的实施例的范围，而是视为仅仅描述本文中所描述的不同实施例的实现方式。
在此所描述的不同实施例总体上涉及基本上是透明的光板。该光板的透明度可以，至少，简化组装过程并且改善该光板的容差。
例如，基本上透明的光板可以使用一种塑料材料形成。当与其他材料(如像金属)相比时，塑料材料更易于成形为不同的构型。塑料材料典型地还是比金属材料更廉价的。
另外，由于在此所描述的光板是基本上透明的，这些光板可以用作建筑物的窗户(例如天窗)并且因此用于多种目的。例如，当作为照明装置运行的光板用作窗户时，这些光板允许光通过进入建筑物的内部同时还捕获光用于该内部的稍后或进一步的照明。
首先参考图1A，该图展示了示例光板10的分解透视图。图1B是光板10的俯视图并且图1C是光板10的底视图。
光板10，或该光板的变体还可以以光板阵列提供。例如，如图2中所示，两个或更多个光板110的安排可以以光板阵列100提供。光板阵列100包括以四乘四构型安排的十六个光板110。图2的实例中的光板110与图1A中示出的光板10类似，除了光板110包括一个散热器122。将理解的是可以类似地使用多种其他的阵列构型。
再次参考图1A，光板10包括一个用于传输光的第一光学层12和一个具有用于引导光的反射表面40的第二光学层14。取决于光板10的应用，如将描述的，反射表面40可以将光引导至第一光学层12或引导从第一光学层12接收的光。进一步地，反射表面40可以通过全内反射(TIR)反射光或可以包括一个镜面涂层(未示出)用于反射光。光板10还包括一个布置在第一光学层12与第二光学层14之间的接收组件16。
第一光学层12的作用是传输光并且包括一个或多个透镜。在一些实施例中，这些透镜可以是环形形状的。例如，如图1A和1B中所示，光板10的第一光学层12可以包括三个环形的且同心的透镜42、44和46，各自具有不同的半径。这些环形透镜42、44和46可以以一个系列提供。即，一个环形透镜，如环形透镜42，可以被提供以装配在另一个环形透镜，如环形透镜44的内圈内。以此方式，环形透镜42的外边缘42o可以联接到环形透镜44的内边缘44i上。类似地，环形透镜44可以被提供以装配在又另一个外部环形透镜，如环形透镜46的内圈内(即，环形透镜44的外边缘44o可以联接到环形透镜46的内边缘46i上)，依此类推。将理解的是更少或更多数目的环形透镜可以用于第一光学层12中。
如在图1A中所示，接收组件16包括一个邻近第一光学层12的第一接收层20和一个邻近第二光学层14的第二接收层24。第二接收层24与第一接收层20隔开。
在一些实施例中，第一接收层20与第二接收层24之间的间隔的至少一部分可以填充有一种封装剂。该封装剂可以帮助在接收组件16处分散热并且还可以有助于第一接收层20与第二接收层24之间的间隔。该封装剂可以包括硅酮，例如。
如在图2中所示，一个散热器122可以布置在第一接收层120与第二接收层124之间。散热器122可以总体上包括一种导热安排，该导热安排有助于遍及接收组件116的表面辐射或消散热。散热器122还可以有助于导电性。例如，该散热器可以充当这些光器件30之间的电互连。由于散热器122典型地不是由透明材料形成的，因此散热器122通常以一种构型被提供，该构型将最低限度地干扰第一光学层112与第二光学层114之间的光路。例如，图2中的散热器122以一种轴辐式(hub and spoke)构型被提供这样使得更大的间隔可获得以便允许光在第一光学层112与第二光学层114之间通过。散热器122可以类似地以其他适合的构型提供，如平面构型。
再次参考图1A，如所示的，一个光器件30可以安装在接收组件16内以便与第二光学层14的反射表面40处于光连通。即，光器件30的一个开口面向反射表面40但是背对第一光学层12。
光器件30可以直接或间接地联接到第一接收层20上。例如，当散热器122包括在图2的光板110内时，光器件30可以安装到散热器122上。如将描述的，光器件30可以运行以便通过第二接收层24将光提供给第二光学层14或通过第二接收层24接收来自第二光学层14的光。
如通常理解的，光器件30的尺寸可能影响其运行。即，具有较小表面面积的光器件30典型地比具有较大表面面积的光器件30更不灵敏。具有较小表面面积的光器件30要求比具有较大表面面积的光器件30更精确的与第一光学层12的对准。为了最大化光器件30的透明度，在一些实施例中，光器件30的尺寸可以大致基于第一光学层12上的透镜的尺寸或第一光学层12整体的表面面积提供。例如，光器件30的表面面积可以比第一光学层12的表面面积小大约1000至2000倍。
在其中第一光学层12包括多于一个透镜的实施例中，光器件30的尺寸可以基于第一光学层12上的透镜中的一个或多个的表面面积或相对于第一光学层12整体的表面面积确定。
第二光学层14可以基本上平行于第一光学层12提供。如所指出的，第一光学层12和第二光学层14一起配合以便在透镜42、44或46与光器件30之间提供一个光路。光器件30相对于第一光学层12上的光学部件(如透镜)和第二光学层14的位置对于光板10的效率可能是关键的。为了有助于第一光学层12与光器件30之间的光路，光器件30可以联接到第一接收层20上(相对于第一光学层12上的该一个或多个透镜)。
取决于光板10的应用，第一光学层12可以将从外部源(例如太阳)接收的光传输到反射表面40或将由光源30提供的光，经由反射表面40，在外部远离该光板传输。反射表面40可以引导在一次或多次反射内的光。
现在将参照图3A和3B，这些图是光板10的截面视图，展示了以两种不同的应用模式运行的光板10。
取决于所使用的光器件30的类型，光板10可以适配为或者作为太阳能电池板或者作为照明装置运行。例如，当光器件30包括一个光伏(PV)电池时，光板10可以作为太阳能电池板通过以下方式运行：经由第一光学层12接收光和通过第二光学层14将接收的光引导至该PV电池进行收集。如果光器件30包括一个光源，则光板10可以作为照明装置通过以下方式运行：将光提供给第二光学层14，其然后将该光引导至第一光学层12以便在外部传输。
图3A是根据一个示例实施例作为太阳能电池板运行的光板200A的截面视图。光板200A，类似于图1A至1C的光板10，包括第一光学层212和第二光学层214。类似于图2的接收组件116，接收组件216在第一接收层220与第二接收层224之间包括一个散热器222。
在图3A的实施例中，光器件230A包括一个PV电池用于收集经由第一光学层212接收的光。示出一个示例光路60A。光板200A基于通过外部源，如太阳提供的光运行。因此光路60A从光板200A的外面开始。在与第一光学层212接触时，光路60A可以随着其穿过第一光学层212并且跨过接收组件216被折射。透镜242、244、和246可以使接收的光(如沿着光路60A接收的光)聚焦通过散热器222内的开口。散热器222内的开口是在散热器222内的不覆盖第二接收层224的区域。当光路60A到达第二光学层214时，光路60A被反射表面240引导至光器件230A。在此实例中提供反射表面240使得其可以在两次反射内将光引导至光器件230A。将理解的是，更少或更多数目的反射可以类似地使用。
还应理解的是为了便于展示仅一个光路60A示于图3A中。在此描述的光板10、110、和200A的运行过程中，多个光路60A可以在任何一个时刻出现。
现在参照图3B，该图是根据一个示例实施例作为照明装置运行的光板200B的截面视图。光板200B的安排总体上类似于光板200A的安排，除了光器件230B包括一个光源代替PV电池。
光板200B内的光器件230B提供光，该光最后通过第一光学层212在外部远离光板200B传输。示出一个示例光路60B。光路60B在光器件230B处开始。当光路60B到达第二光学层214时，光路60B被反射表面240引导经由接收组件216朝向第一光学层212。如所描述的，提供反射表面240使得其可以在两次反射内将光引导朝向第一光学层212。在与第一光学层212接触时，光路60B可以随着其在外部远离光板200B传输被折射。透镜242、244、和246可以接收已经被反射表面240反射的光，如沿着光路60B。这些透镜242、244和246然后可以准直从反射表面240接收的光使得光板200B可以经由第一光学层212提供准直光束。
如所指出的，在此描述的光板10、110、200A和200B是基本上透明的。参照图1A，第一光学层12、第二光学层14、第一接收层20和第二接收层24各自可以由基本上透明的材料构成。由于第一和第二光学层12和14和第一和第二接收层20和24总体上提供不同的功能，所以不同的材料可能适用于第一和第二光学层12和14以及第一和第二接收层20和24。
例如，用于第一和第二光学层12和14的材料应该能够被模制成不同的光学部件以便有助于光的传输、折射和反射(例如，通过全内反射)，而用于第一和第二接收层20和24的材料可能是更刚性的以便更好地保护光器件30并且对光板10提供结构支撑。
另外，与用于第一和第二接收层20和24的材料相比，用于第一光学层12和第二光学层14的材料可以具有不同的热膨胀系数。
用于第一光学层12和第二光学层14的材料可以是基于聚合物的材料，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。基于聚合物的材料倾向于是更可塑的并且因此可以使得能够模制成具有不同形状的光学部件。由基于聚合物的材料形成的部件，与例如玻璃相比，还是更容易并且更廉价制造的，因为更常规的制造技术，如注射模制是可用的。
用于第一接收层20和第二接收层24的材料可以是玻璃。玻璃，与基于聚合物的材料相比，是更刚性和稳定的。如已知的，就杨氏模量而言玻璃的弹性模量是大约在70至300GPa之间，而基于聚合物的材料如PMMA的弹性模量是大约在1.8至3.1GPa之间。玻璃的刚性可以保护接收组件16。玻璃还可以构造成覆盖更大的表面面积。玻璃还可以提供电绝缘。
例如，由于接收组件16布置在第一光学层12与第二光学层14之间，基于聚合物的第一光学层12与第二光学层14可以充当第一接收层20与第二接收层24的保护层。另外，在第一光学层12与第二光学层14处使用玻璃有助于定位接收组件16。如在此所描述的，接收组件16的位置实质性地影响光板10的效力。玻璃的刚性可以最小化接收组件16的不想要的移动。
使用具有不同热膨胀系数的材料可能在这些材料之间的界面处导致问题。由于与第一和第二接收层20和24处的材料相比，第一和第二光学层12和14处的材料总体上与更高的热膨胀系数关联，第一光学层12和第一接收层20以及第二光学层14和第二接收层24可以具有不同的对热的物理反应。第一光学层12与第一接收层20之间的任何粘附或结合可能被破坏或损害，因为响应于热，第一光学层12可能比第一接收层20更快地膨胀。第二光学层14可以类似地如第一光学层12一样运行。为了适应不同的热膨胀系数，可以在第一光学层12与第一接收层20之间、以及还有第二光学层14与第二接收层24之间提供弹性体界面。
图4A、4B和4C是根据不同实施例的其他示例光板的截面视图。
图4A是光板300的截面视图。光板300的安排总体上与光板200A和200B的安排类似。光板300包括第一光学层312、第二光学层314和接收组件316。类似于图1A的光板10，在第二光学层314上提供反射表面340用于引导光。如在此描述的，取决于光板300的应用，反射表面340可以将光引导至第一光学层312或引导从第一光学层312接收的光。
接收组件316包括第一接收层320和第二接收层324。在第一接收层320与第二接收层324之间提供散热器322。示例光路360示于图4A。没有任何具体方向地示出这些光路360，因为这些光路360，如在此描述的，将以不同的方向行进，取决于光板300的应用。例如，当光板300作为太阳能电池板运行时，这些光路360将朝向光器件330行进，并且当光板300作为照明装置运行时，这些光路360将远离光器件330行进。光器件330还安装到散热器322上。然而不同于光板200A和200B，光板300包括在第一光学层312与第一接收层320之间的一个第一弹性体界面318A和在第二光学层314与第二接收层324之间的一个第二弹性体界面318B。
第一和第二弹性体界面318A和318B可以物理地调整以适应可能在其他部件处，特别是在第一与第二光学层312和314处出现的物理变化。其结果是，例如第一弹性体界面318A可以最小化可能另外在第一光学层312与第一接收层320之间存在的任何应力。第一弹性体界面318A还可以充当第一光学层312与第一接收层320之间的粘合剂。第二弹性体界面318B以与第一弹性体界面318A类似的功能运行用于第二光学层314和第二接收层324。
总体上，这些弹性体界面318A和318B可以由与高的伸长率特性相关的一种或多种材料形成。示例材料可以包括硅酮、乙烯-乙酸乙烯酯和离聚物。例如，硅酮可以适应大约500％伸长率(即，用硅酮形成的弹性体界面318可以膨胀至其原始尺寸的大约5倍而不断裂)。
图4B示出暴露于高温环境后的光板300'，如来自暴露于太阳能持续一定的时间段和/或来自由光器件330产生的热。如在图4B中所示，光板300'包括一个膨胀的第一光学层312'和一个相应地膨胀的第一弹性体界面318A'以及一个膨胀的第二光学层314'和一个相应地膨胀的第二弹性体界面318B'。膨胀的第一光学层312'和膨胀的第二光学层314'响应于暴露于热的光学层而产生。第一弹性体界面318A还随着第一光学层312膨胀，导致膨胀的第一弹性体界面318A'。第二弹性体界面318B类似地随着第二光学层314膨胀，导致膨胀的第二弹性体界面318B'。以此方式，维持膨胀的第一光学层312'与第一接收层320之间的结合以及膨胀的第二光学层314'与第二接收层324之间的结合并且光板300内的光传输不受损害，如通过示例性光路360'说明的。
图4C示出暴露于低温环境后的光板300”。如在图4C中示出的，光板300”包括一个收缩的第一光学层312”和一个相应地收缩的第一弹性体界面318A”以及一个收缩的第二光学层314”和一个相应地收缩的第二弹性体界面318B”。收缩的第一光学层312”和收缩的第二光学层314”响应于暴露于低温而产生。第一弹性体界面318A还随着第一光学层312收缩，导致收缩的第一弹性体界面318A”。第二弹性体界面318B类似地随着第二光学层314收缩，导致收缩的第二弹性体界面318B”。以此方式，维持收缩的第一光学层312”与第一接收层320之间的结合以及收缩的第二光学层314”与第二接收层324之间的结合并且光板300内的光传输不受损害，如通过示例性光路360”说明的。
由三个光板300”形成的光板阵列350在图4D中示出。如在图4D中示出的，通过在这些光板300”中提供弹性体界面318A和318B，在光板阵列350中的这些光板300”的光学层312和314当暴露于低温环境时可以均匀地接触。当暴露于高温环境时，这些光学层312和314可以类似地均匀膨胀(未示出)。
现在将参照图5A至5D，这些图是根据各种不同实施例作为太阳能电池板运行的光板的截面视图。图5A至5D中示出的光板的部件类似于图4A的光板300。图5A至5D中示出的光板各自包括一个第一光学层412、一个第一弹性体层418A、一个第一接收层420、一个第二接收层424和一个第二弹性体层418B。还提供了一个散热器422。
图5A至5D中示出的光板基于第一光学层412上的透镜与第二光学层414的反射表面440之间的一一对应而运行。例如，如图5A中所示，这些示出的光路460A各自穿过第一光学层412行进到反射表面440的特定部分。
图5A是光板400A，其中反射表面440包括一次反射区440A和二次反射区440B。对于光板400A，一次反射区440A接收直接来自第一光学层412的光并且二次反射区440B接收来自一次反射区440A的光。在其中光板400A作为照明装置运行的应用中，一次反射区440A将光引导至第一光学层412中而二次反射区440B将从光器件430接收的光引导至一次反射区440A。
图5B是光板400B，其中第二光学层414B的反射表面440'使用镜面反射器形成。如图5B中所示，这些示出的光路460B各自穿过第一光学层412行进到反射表面440'的特定部分。
图5C是光板400C，其类似于光板400A。光板400C包括，在第二光学层414C上，一个反射表面440，该反射表面也包括一次反射区440A和二次反射区440B。不同于图5A的一次反射区440A，光板400C的一次反射区440A以至少一次反射(用示例光路460C示出)经由第二弹性体界面418B将从第一光学层412接收的光引导至二次反射区440B而不是直接引导至二次反射区440B。
图5D是光板400D，该光板在第二光学层414D上包括一个反射表面440，该反射表面也包括一次反射区440A和二次反射区440B。在光板400D中，一次反射区440A可以将光直接引导至二次反射区440B或间接地经由在第二弹性体界面418B上的至少一次反射。示例光路460D示于图5D。
将理解的是光板400A、400C和400D中任何一个的反射表面440可以作为镜面反射器提供或运行以便通过全内反射来反射光。
在此描述了组装光板10的不同方法。在一些实施例中，光板10的不同部件可以通过机械地装配在一起，例如通过过盈配合进行组装。组装的替代方法参照图5进行了描述。
现在参照图6，用于通过装配器提供光板10的示例方法500以流程图示出。为了说明方法500，将同时参照图1A至1C。该装配器可以总体上包括任何一个或多个硬件和/或软件模块，这些模块一起可以用于构造至少光板10。将理解的是，该装配器可以用于构造不同的产品。该装配器可以作为单一单元或多个不同的单元(可以功能上一起配合以便构造光板10)提供。
在510处，该装配器提供接收组件16。
如所描述的，接收组件16包括第一接收层20和第二接收层24。光器件30可以联接到第一接收层20上。在一些实施例中，一个散热器122可以布置在第一接收层20与第二接收层24之间，如在图2中示出的示例实施例。
当构造光板10时，该装配器可以接收预制的接收组件16。光器件30已经安装在接收组件16内并且因此，光器件30的位置是静态的。
在520处，该装配器用一个光学模块扫描接收组件16以便确定光器件30的位置。
为了确定光器件30的位置，该装配器的光学模块可以系统地扫描接收组件16的表面，如第一接收层20的表面。由于接收组件16是基本上透明的，因此光器件30可以是从第一接收层20的表面看得见的(例如参见图1B)。因此，该光学模块可以包括可以捕捉图像数据的任何常规的器件，如照相机。可以将这些捕捉的图像数据提供给一个处理机模块进行检阅以便确定光器件30相对于接收组件16的位置。该处理机模块可以作为该光学模块的一部分提供。
与将光器件30的部件简单地机械装配在一起相比，该光学模块可以最小化不同部件的不精确的定位。如在此描述的，在制造的时候，光器件30可能被不精确地定位在接收组件16内。为了有助于光器件30的可能的不精确定位(当将光板机械地装配在一起时)，光器件30的尺寸可能需要增加以便提供更大的表面面积用于捕获或提供光。另一方面，当组装光板10时使用该光学模块来识别光器件30的位置可以补偿光器件30在接收组件16内的不精确定位。
光器件30的位置可以相对于接收组件16的表面的一个或多个边缘提供。例如，光器件30的位置可以依据笛卡尔坐标系并且相对于第一接收层20的表面的两个垂直的边缘提供。将理解的是，其他坐标系和表面可以类似地用于表示光器件30的位置。
该装配器还可以将光器件30的位置存储到一个存储模块内，该存储模块可以包括RAM、ROM、一个或多个硬盘驱动器、一个或多个闪存驱动器或一些其他适合的数据存储元件如磁盘驱动器等(位于该装配器上或远离该装配器)。该装配器还可以将捕获的图像数据存储在该存储模块中。
在530处，该装配器基于光器件30的位置将第一光学层12邻近第一接收层20放置。
通过基于光器件30的位置将第一光学层12单独地放置在接收组件16上，光板10、并且特别是对于光板阵列如阵列100的容差可以改善。在某些现有的太阳能发电系统中，光学部件和PV电池二者都预制成阵列。其结果是，这些光学部件和PV电池各自在阵列中的位置是预设的并且当它们被组装在一起形成太阳能电池板阵列时不能改变。即，如果在该阵列中的光学部件和PV电池的任何一个被不正确地定位或如果这些光学部件中的任何一个随时间的推移经历收缩，这些光学部件和相应的PV电池的大部分、并且可能地全部可能是未对准的并且该太阳能发电系统整体的运行将受到损害。
在所描述的用于提供光板10的方法中，该装配器可以通过将单独的光学部件(如第一光学层12和第二光学层14)与相应的光器件30对准来构造光板10。
一旦该装配器已经确定了光器件30的位置，该装配器可以将第一光学层12邻近第一接收层20放置。该装配器可以包括任何已知的控制部件，这些控制部件可以精确地操纵并且定位第一光学层12，如挑选器或机械臂。
该装配器还可以用一种粘合材料将第一光学层12安装到第一接收层20上。总体上，该粘合材料也应该是基本上透明的。如所描述的，该粘合材料可以形成弹性体界面318，在一些实施例中，以便有助于第一光学层12上的任何热膨胀。
在一些实施例中，该装配器可以进一步将第一光学层12相对于光器件30放置以便将第一光学层12上的每个透镜与光器件30对准以便有助于该一个或多个透镜与光器件30之间的光路。
在540处，该装配器基于第一光学层12的安置将第二光学层14邻近第二接收层24放置。
在将第一光学层12置于邻近第一接收层20之后，该装配器可以继续将第二光学层14置于邻近第二接收层24。在一些实施例中，该装配器可以在将第二光学层14置于邻近第二接收层24之前翻转接收组件16。
在光板阵列(如光板阵列100)的实施例中，该装配器可以在将第二光学层14置于接收组件116上之前继续放置这些第一光学层12中的每一个以便形成光板阵列100的第一光学层112。
继续540，该装配器通过使用该光学模块扫描一个由第一光学层12和接收组件16构成的初始光板可以确定第一光学层12相对于接收组件16的安置。由于第一光学层12和接收组件16是基本上透明的，该装配器可以确定，以相对高的精确度，第一光学层12的位置(基于至少第一光学层12的外周的一部分，如从光板10的底视图看到的)，或第一光学层12可以包括该光学模块可以探测的基准标记以便确定第一光学层12的定向和/或位置。
将第二光学层14相对于第一光学层12放置进一步增加了光板10整体的容差和效率，因为太阳能电池板和照明装置的运行实质上依赖于光器件30和这些光学部件(如第一光学层12和第二光学层14)的对准。
该装配器然后可以继续基于该相应的第一光学层12的安置将第二光学层14安装到第二接收层24上。该装配器可以使用一种基本上透明的粘合材料安装第二光学层14。还将理解的是530和540可以按反向顺序进行。即，该装配器可以将第二光学层14相对于光器件30放置，并且然后将第一光学层12相对于第二光学层14放置。
在一些实施例中，图2中示出的光板阵列100的不同部件可以包括可以被光学模块探测的基准标记以便识别那些部件的位置和/或定向使得那些部件可以相对于彼此对准。除第一光学层12之外在这些部件上提供基准标记可以有助于增加组装光板阵列100时的效率。
图2的接收组件116也可以使用该光学模块组装。
在此仅通过举例描述了本发明。在不脱离仅通过所附权利要求限制的本发明的精神和范围的情况下，可对这些示例实施例作出各种修改和改变。

Claims (28)

1.一种光板，包括：
一个用于传输光的第-光学层；
一个第二光学层，该第二光学层具有配置为用于进行以下之一的一个反射表面：引导来自该第一光学层的光和将光引导至该第一光学层；以及
一个布置在该第一光学层与该第二光学层之间的接收组件，该接收组件具有：
一个邻近该第一光学层的第一接收层；
一个第二接收层，该第二接收层邻近该第二光学层并且与该第一接收层隔开；以及
一个联接到该第一接收层上的光器件，该光器件是可操作的以便当该反射表面被配置成用于引导来自该第一光学层的光时经由该第二接收层接收来自该反射表面的光；并且该光器件是可操作的以便当该反射表面被配置成用于将光引导至该第一光学层时经由该第二接收层将光提供给该反射表面；
其中该第一光学层、该第二光学层和该接收组件各自是基本上透明的；并且
其中所述反射表面通过两个全内反射来引导光。
2.如权利要求1所述的光板，其中该第二光学层基本上平行于该第一光学层。
3.如权利要求1和2中任一项所述的光板，其中该接收组件是基本上刚性的。
4.如权利要求1所述的光板，其中该光器件联接到该第一接收层上，这样使得该光器件的一个开口面向该第二光学层的反射表面并且背对该第一光学层。
5.如权利要求1所述的光板，其中该反射表面通过反射该光将来自该第一光学层和该光器件之一的光引导至该第一光学层和该光器件中的另一个。
6.如权利要求5所述的光板，其中该反射表面在两次反射内将来自该第一光学层和该光器件之一的光引导至该第一光学层和该光器件中的另一个。
7.如权利要求1所述的光板，其中：
该反射表面包括一个一次反射区和一个二次反射区；并且
该一次反射区和该二次反射区之一将光引导至该一次反射区和该二次反射区中的另一个。
8.如权利要求1所述的光板，其中该光器件包括一个光伏电池用于收集从该第一光学层传输并且从该第二光学层的反射表面反射的光。
9.如权利要求8所述的光板，其中：
该第一光学层接收来自一个外光源的光并且将该光传输至该第二光学层；并且
该第二光学层的反射表面利用一次或多次反射将来自该第一光学层的光引导至该光器件。
10.如权利要求1所述的光板，其中该光器件包括一个光源用于提供光，该光有待通过该第一光学层在外部远离该光板传输。
11.如权利要求10所述的光板，其中：
该第二光学层的反射表面接收来自该光源的光并且利用一次或多次反射将该光引导至该第一光学层；并且
该第一光学层将来自该第二光学层的反射的光在外部远离该光板传输。
12.如权利要求1所述的光板，其中：
该第一光学层和该第二光学层之一包括一种与第一热膨胀系数相关联的第一材料；并且
该第一接收层和该第二接收层之一包括一种与第二热膨胀系数相关联的第二材料，其中该第一热膨胀系数和该第二热膨胀系数是不同的。
13.如权利要求12所述的光板，其中该第一热膨胀系数大于该第二热膨胀系数。
14.如权利要求12所述的光板，其中该第一材料包括一种基于聚合物的材料并且该第二材料包括玻璃。
15.如权利要求14所述的光板，其中该基于聚合物的材料包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。
16.如权利要求1所述的光板，进一步包括一个布置在该第一光学层与该第一接收层之间的弹性体界面，其中该弹性体界面随着该第一光学层上的至少物理变化而物理地调整。
17.如权利要求16所述的光板，其中该弹性体界面包括硅酮、乙烯-乙酸乙烯酯和离聚物中的至少一种。
18.如权利要求1所述的光板，其中该第一光学层包括一个环形透镜。
19.如权利要求18所述的光板，其中该光器件相对于该环形透镜联接到该第一接收层上以便有助于该环形透镜与该光器件之间的经由该反射表面的光路。
20.如权利要求18所述的光板，其中：
该第一光学层进一步包括一个与该环形透镜同心的外部环形透镜，其中该外部环形透镜的内边缘联接到该环形透镜的外边缘上；并且
该光器件相对于该环形透镜和该外部环形透镜安装到该第一接收层上以便有助于该第一光学层与该光器件之间的经由该反射表面的光路。
21.如权利要求1所述的光板，其中该接收组件进一步包括一个布置在该第一接收层与该第二接收层之间的散热器。
22.如权利要求21所述的光板，其中该光器件安装到该散热器的一部分上。
23.如权利要求21所述的光板，其中该散热器以一种构型被提供，该构型最低限度地干扰该第一光学层与该第二光学层之间的光的传输。
24.如权利要求21所述的光板，其中该散热器以轴辐式构型被提供。
25.如权利要求21所述的光板，其中该散热器以平面构型被提供。
26.如权利要求1所述的光板，其中该第一接收层和该第二接收层被一种封装剂隔开。
27.如权利要求26所述的光板，其中该封装剂包括硅酮。
28.一种光板阵列，包括一系列至少两个根据权利要求1定义的光板。
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