CN201478324U - 太阳能电池模块 - Google Patents

Abstract

一种太阳能电池模块，包括一第一长型支持元件、多个第一长型太阳能电池元件以及一第一聚光元件。所述第一长型太阳能电池元件沿一长轴方向设置在第一长型支持元件。第一聚光元件与第一长型支持元件对应设置，且第一聚光元件与第一长型支持元件的相对位置是固定的，至少部分入射光线由第一聚光元件聚集至所述第一长型太阳能电池元件其中之一。承上所述，本实用新型的太阳能电池模块使用长型太阳能电池元件，可减少切割次数而节省制造成本。

Description

太阳能电池模块

技术领域

本实用新型关于一种电池模块，特别关于一种太阳能电池模块。

背景技术

太阳能本身并无公害问题且取得容易，永不竭尽，故太阳能成为重要替代性能源之一。较常应用太阳能的太阳能电池是一种光电转换元件，其经由太阳光照射后，把光能转换成电能。

目前，大部分的太阳能电池元件在制造时，皆从晶圆上切割出多个方形芯片，再由这些方形芯片组装成太阳能电池模块。然而，由晶圆切割出方形芯片的过程中，需要相当多次的精准切割，进而提高成本支出。

另外，太阳能电池的主动面的面积决定其产生的电能，主动面的面积越大，太阳能电池所能产生的电能就越多，而太阳能电池的透光率也就越低。然而，在某些情况下，这种特性会限制太阳能电池的应用性，例如对大楼的窗户而言，透光性还是很重要的，因此就无法将大面积的太阳能电池设置在窗户。但若为了高透光率而减少太阳能电池的面积，也减少太阳能电池产出的电能。

因此，如何提供一种太阳能电池模块，能够节省制造成本，并在提高透光率的情况，也保有高电能的产出，进而提升应用性，实为当前重要课题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够节省制造成本，并在提高透光率的情况，也保有高电能的产出，进而提升应用性的太阳能电池模块。

本实用新型可采用以下技术方案来实现的。

依本实用新型的一种太阳能电池模块包括一第一长型支持元件、多个第一长型太阳能电池元件以及一第一聚光元件。所述第一长型太阳能电池元件沿一长轴方向设置在第一长型支持元件。第一聚光元件与第一长型支持元件对应设置，且第一聚光元件与第一长型支持元件的相对位置是固定的，至少部分入射光线由第一聚光元件聚集至所述第一长型太阳能电池元件其中之一。

前述的太阳能电池模块，其中所述第一长型支持元件是一挤型元件或一长型电路板。

前述的太阳能电池模块，其中所述第一长型支持元件是一管体，所述第一长型太阳能电池元件设置在所述管体内。

前述的太阳能电池模块，其中所述第一长型支持元件至少部分透光。

前述的太阳能电池模块，其中各所述第一长型太阳能电池元件的长宽比大于等于10。

前述的太阳能电池模块，其中所述等第一长型太阳能电池元件串联或并联。

前述的太阳能电池模块还包括：一薄膜太阳能电池元件，设置在所述第一长型支持元件。

前述的太阳能电池模块，其中所述第一聚光元件包括一菲涅尔结构。

前述的太阳能电池模块还包括：一固定元件，与所述第一长型支持元件及所述第一聚光元件连结。

前述的太阳能电池模块还包括：一薄膜太阳能电池元件，设置在所述固定元件。

前述的太阳能电池模块还包括：一驱动单元，与所述固定元件连结，以驱动所述第一长型支持元件及所述第一聚光元件转动。

前述的太阳能电池模块还包括：一驱动单元，与所述第一长型支持元件或所述第一聚光元件连结，以驱动所述第一长型支持元件及所述第一聚光元件转动。

前述的太阳能电池模块还包括：一管体，至少部分透光，所述第一长型支持元件及所述第一长型太阳能电池元件容置在所述管体内。

前述的太阳能电池模块，其中所述第一聚光元件容置在所述管体内、或设置在所述管体的外壁、或所述与管体一体成型。

前述的太阳能电池模块还包括：两个透光基板，所述第一长型支持元件、所述第一长型太阳能电池元件及所述第一聚光元件设置在所述透光基板之间。

前述的太阳能电池模块还包括：一第二长型支持元件；多个第二长型太阳能电池元件，设置在所述第二长型支持元件；以及一第二聚光元件，与所述第二长型支持元件对应设置，且所述第二聚光元件与所述第二长型支持元件的相对位置是固定的，所述第二聚光元件与所述第一聚光元件平行设置。

前述的太阳能电池模块，其中所述第二长型太阳能电池元件的其中之一与所述第一长型太阳能电池元件的其中之一并联或串联。

借由上述技术方案，本实用新型的发光装置至少具有下列优点：

承上所述，本实用新型的太阳能电池模块使用长型太阳能电池元件，可减少切割次数而节省制造成本。另外，本实用新型通过聚光元件将光线聚集至太阳能电池元件而提升光电转换效能，故在不需特别增加太阳能电池元件的面积的情况下，也能得到较高的电能产出，也因为太阳能电池元件面积不特别加大，使得部分光线能够穿过太阳能电池模块而提高透光率，产品也能应用在窗户。另外，本实用新型使用长型支持元件及长型太阳能电池元件，而使得产品能够应用在百叶窗等长型光线遮蔽装置。当然，除了上述应用，本实用新型也能应用在需同时保有高电能产出及透光性的产品、或其它电子产品。

附图说明

图1A及图1B是本实用新型第一实施例的太阳能电池模块的示意图；

图2是本实用新型第一实施例的太阳能电池模块的另一个示意图，其中聚光元件是反射式；

图3是本实用新型第一实施例的太阳能电池模块的另一个示意图，其中太阳能电池模块还包括固定元件；

图4是本实用新型第一实施例的太阳能电池模块的另一个示意图，其中太阳能电池模块还包括透光基板；

图5A及图5B是本实用新型第二实施例的太阳能电池模块的示意图；

图6是本实用新型第二实施例的太阳能电池模块的另一示意图，其中太阳能电池模块还包括薄膜太阳能电池元件；

图7是本实用新型第三实施例的太阳能电池模块的示意图；

图8是本实用新型第四实施例的太阳能电池模块的示意图；

图9是本实用新型第五实施例的太阳能电池模块的示意图；以及

图10是本实用新型第五实施例的太阳能电池模块含液体的示意图。

主要元件符号说明：

1、2、3、4、5：太阳能电池模块

11、11a、21、31、41、51：第一长型支持元件

11b：第二长型支持元件

12、22、32、42、52：第一长型太阳能电池元件

12b：第二长型太阳能电池元件

13、13a、23、33、43、53：第一聚光元件

13b：第二聚光元件

14、34：固定元件

15、25：驱动单元

18、58：透光基板

26、36：薄膜太阳能电池元件

57：管体

59：液体

W：透光侧壁

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本实用新型优选实施例的太阳能电池模块。

第一实施例

图1A及图1B分别是本实用新型第一实施例的一种太阳能电池模块1的立体示意图及剖面示意图。太阳能电池模块1包括一第一长型支持元件11、多个第一长型太阳能电池元件12以及一第一聚光元件13。太阳能电池模块1可设置在窗户、或大楼玻璃帷幕、或百叶窗或其它具有长型外观的产品；当然也可以直接设置在地面或建筑物顶端或应用在其它需要电力的电子产品，以直接进行光电转换。

第一长型支持元件11可以是一挤型元件，其材质例如是金属或合金，可利用挤型制程而成型。第一长型支持元件11的材质也可以是玻璃或塑料，并可例如通过射出成型制成。第一长型支持元件11可至少部分透光，以让光线通过。第一长型支持元件11也可以是一长型电路板。第一长型支持元件11的截面可呈线形、或弧形、或V形、或三角形、或梯形或其它几何图形。在此，第一长型支持元件11以长型且截面是矩形的平板电路板为例。

第一长型太阳能电池元件12沿一长轴方向设置在第一长型支持元件11。在此，长轴方向以第一长型支持元件11的长边方向为例。在本实施例中，第一长型太阳能电池元件12的长宽比大于等于10。第一长型太阳能电池元件12可相互串联或并联。其中，当第一长型太阳能电池元件12并联时，可避免效率低的太阳能电池元件箝制效率高的太阳能电池元件。所述第一长型太阳能电池元件12之间可通过导线连接而电性连接，或是通过第一长型支持元件11上的线路而电性连接。另外，所述第一长型太阳能电池元件12的主动面的总面积可小于第一长型支持元件11的设置面的面积。

本实施例不限制第一长型太阳能电池元件12的材质，其可例如包括硅、或锗、或化合物半导体。第一长型太阳能电池元件12的材质结构可以是非晶、或微晶、或复晶、或多晶、或单晶。承上，第一长型太阳能电池元件12可例如是单晶硅、或单晶锗(Ge)、或多晶硅(multi-crystalline silicon)、或多晶锗、或复晶硅(poly-silicon)或非晶硅、或非晶锗、或微晶硅、或化合物半导体(例如III-V族或II-VI族)等。在此，以第一长型太阳能电池元件12是自晶圆(wafer)或晶柱(ingot)切割下来的长条元件为例。切割下来的长条元件具有一曲面，可经磨边等后续制程除去，以形成长方体的太阳能电池元件。当然，也可以直接自晶圆切割成长条的太阳能电池元件。

第一聚光元件13与第一长型支持元件11对应设置，且第一聚光元件13与第一长型支持元件11的相对位置是固定的，因此第一聚光元件13与第一长型支持元件11的距离是固定的。至少部分入射光线由第一聚光元件13聚集至第一长型太阳能电池元件12的其中之一。其中，第一聚光元件13可以是穿透式或反射式，在此以穿透式为例。第一聚光元件13可包括一菲涅尔(Fresnel)结构、或至少一透镜(lens)、或多个棱镜(prism)、或一反射面镜(reflector)，在此以菲涅尔结构为例，可以是直线菲涅尔结构，而将光线聚集在第一长型太阳能电池元件12。在本实施例中，光线不仅可经由第一聚光元件13聚集至第一长型太阳能电池元件12，也可从第一长型太阳能电池元件12与第一聚光元件13之间的间隙射至第一长型太阳能电池元件12，进而提升光电转换效能。

图2显示第一聚光元件13a是反射式的态样，其可通过在第一聚光元件13a的外表面镀一反射层而达到反射光线的目的。另外，第一长型支持元件11a的材质以玻璃为例，可让光线经过而直接被第一长型太阳能电池元件12吸收、或是间接被第一聚光元件13a聚集至第一长型太阳能电池元件12。

请参照图3所示，太阳能电池模块1还可包括一固定元件14，其与第一长型支持元件11与第一聚光元件13连结。由于第一聚光元件13的焦距是固定，且对准在第一长型太阳能电池元件12，故利用固定元件14可协助维持第一聚光元件13与第一长型支持元件11的相对位置是固定的。在本实施例中，固定元件14具有二横杆，分别连结在第一长型支持元件11与第一聚光元件13的中心处，以产生对称平衡的作动。当然，固定元件14也可包括四个横杆，在第一长型支持元件11与第一聚光元件13的两端分别设置二根上下平行的横杆，以进一步稳定保持第一长型支持元件11与第一聚光元件13的距离。

太阳能电池模块1还可包括一第二长型支持元件11b、多个第二长型太阳能电池元件12b以及一第二聚光元件13b。第二长型太阳能电池元件12b设置在第二长型支持元件11b。第二聚光元件13b与第二长型支持元件11b分别对应设置，且各第二聚光元件13b与各第二长型支持元件11b的相对位置是固定的，所述第二聚光元件13b的设置方向与第一聚光元件13的设置方向是平行的。

基本上，第二长型支持元件11b、第二长型太阳能电池元件12b以及第二聚光元件13b以第一长型支持元件11、第一长型太阳能电池元件12以及第一聚光元件13是原型而制成。在图3中，本实施例显示多个第二长型支持元件11b、第二长型太阳能电池元件12b以及第二聚光元件13b。当然，长型支持元件11、11b不必须完全相同，同理适用在长型太阳能电池元件12、12b以及聚光元件13及13b。固定元件14也连结长型支持元件11、11b及聚光元件13、13b。

另外，第二长型太阳能电池元件12b的其中之一可与所述第一长型太阳能电池元件12的其中之一并联或串联，例如可将相对应的长型太阳能电池元件12、12b并联或串联。其中，若两者相互串联，可避免效率低的太阳能电池元件箝制效率高的太阳能电池元件。例如当图3中的A区的光线强度明显比B区大，则A区的长型太阳能电池元件12、12b相互串联可避免B区的长型太阳能电池元件12、12b箝制A区的长型太阳能电池元件12、12b。再者，本实施例也可通过一侦测切换单元(例如包括一光二极管)来侦测光线强度或产生的电量，以对串联的方向进行切换。例如可将设置在同一长型支持元件上的太阳能电池元件串联或是将设置在不同长型支持元件上的太阳能电池元件串联。

另外，由于位在第一长型支持元件11或第二长型支持元件11b两端部的太阳能电池元件12、12b区域可能较易照不到光线，所以设置太阳能电池元件12、12b时，可远离长型支持元件11、11b的两端部设置。

太阳能电池模块1还可包括一驱动单元15，其与固定元件14连结，以驱动第一长型支持元件11及第一聚光元件13转动。驱动单元15可例如包括马达、齿轮、皮带、绳或链条等，以带动两侧固定元件14进行相对移动，进而使第一长型支持元件11及第一聚光元件13同步转动。在此，驱动单元15也驱动第二长型支持元件11b及第二聚光元件13b转动。

请参照图4所示，太阳能电池模块1还可包括两个透光基板18。长型支持元件11及11b、所述长型太阳能电池元件12及12b，以及聚光元件13及13b设置在所述透光基板18之间，其中透光基板18可例如是玻璃、石英或塑料材质。由于本实施例通过聚光元件将光线聚集至长型太阳能电池元件12及12b而提升光电转换效能，故在不需特别增加长型太阳能电池元件12及12b的面积的情况下，也能得到较高的电能产出，也因为长型太阳能电池元件12及12b面积不特别加大，使得部分光线能够穿过太阳能电池模块1而提高透光率。若应用在大楼的玻璃帷幕或是窗户，则室内的人仍可清楚的看见室外的风景。

第二实施例

图5A及图5B分别是本实用新型第二实施例的一种太阳能电池模块2的立体示意图及剖面示意图。太阳能电池模块2包括一第一长型支持元件21、多个第一长型太阳能电池元件22以及一第一聚光元件23。

与上述实施例主要不同在于，第一长型支持元件21还具有透光侧壁W，第一聚光元件23与第一长型支持元件21的透光侧壁W连结，并形成一管体。在此，第一聚光元件23与第一长型支持元件21可通过锁合、或卡合、或嵌合、或黏合、或一体成型而连结。其中，一体成型的态样可通过挤出成型或射出成型而制成。

另外，太阳能电池模块2还可包括一驱动单元25，其与第一长型支持元件21或第一聚光元件23连结，以驱动第一长型支持元件21及第一聚光元件23一同转动。在此，驱动单元25与第一长型支持元件21连结，并且当驱动单元25转动时，由在第一长型支持元件21与第一聚光元件23连结，故驱动单元25会一同驱动第一长型支持元件21及第一聚光元件23转动。驱动单元25可例如包括转轴、或马达、或齿轮、或皮带、或绳、或链条。

如图6所示，在本实用新型中，太阳能电池模块2还可包括一薄膜太阳能电池元件26，其可用以吸收未被聚光元件聚集至长型太阳能电池元件22的光线，薄膜太阳能电池元件26设置在第一长型支持元件21上，并邻设在所述第一长型太阳能电池元件22，用以吸收散射光线(例如是聚焦不准确时的偏移光线或是散射光线)，进而提升太阳能电池模块2的光线利用率。

第三实施例

图7本实用新型第三实施例的太阳能电池模块3的剖面示意图。太阳能电池模块3包括一第一长型支持元件31、多个第一长型太阳能电池元件32以及一第一聚光元件33。

与第二实施例主要不同在于，太阳能电池模块3的第一长型支持元件31是平板状，且太阳能电池模块3还包括一固定元件34，固定元件34连结第一长型支持元件31与第一聚光元件33，且三者形成一管体。

另外，本实施例中，太阳能电池模块3还包括一薄膜太阳能电池元件36，其可设置在第一长型支持元件31及/或固定元件34。在此，薄膜太阳能电池元件36以设置在第一长型支持元件31及固定元件34为例，并且部分薄膜太阳能电池元件36设置在第一长型太阳能电池元件32的周围，以吸收散射光线。此外，固定元件34可以是透光材质，以让侧面来的光线穿过而到达第一长型太阳能电池元件32及薄膜太阳能电池元件36。

第四实施例

图8本实用新型第四实施例的太阳能电池模块4的剖面示意图。太阳能电池模块4包括一第一长型支持元件41、多个第一长型太阳能电池元件42以及一第一聚光元件43。

在本实施例中，第一长型支持元件41是一管体，所述第一长型太阳能电池元件42设置在管体内。第一长型支持元件41可至少部分透光。第一聚光元件43可设置在第一长型支持元件41的外壁、或内壁、或与第一长型支持元件41嵌合、或一体成型。在此，第一长型支持元件41及第一聚光元件43以相互嵌合且是一体成型为例。

第五实施例

请参照图9所示，本实用新型第五实施例的太阳能电池模块5包括一第一长型支持元件51、多个第一长型太阳能电池元件52、一第一聚光元件53及一管体57。在本实施例中，第一长型支持元件51以平板状的电路板为例，第一聚光元件53以透镜为例。管体57至少部分透光，第一长型支持元件51及所述第一长型太阳能电池元件52容置在管体57内。第一聚光元件53可容置在管体57内、或设置在管体57的外壁、或与管体57嵌合、或一体成型。在此，第一聚光元件53以容置在管体57内，且黏合在管体57的管壁为例。

通过管体57的设置，可易在将第一长型支持元件51、第一长型太阳能电池元件52及第一聚光元件53封合在管体57内，形成操作方便的模块。如图10所示，其显示管体57的两端经过封合后，可填入液体59，液体59可增加热传导效能，且液体59的折射率若接近管体57的折射率，可减少光线反射，而提升光电转换效能。其中，液体59可包括高导热材质，例如硅油、甘油、三甲苯(溶剂)。当然，液体59可依据实际情况而考虑绝缘性、腐蚀性、凝固点、热膨胀系数等数值来选择。

请再参照图9所示，太阳能电池模块5还可包括两个透光基板58，且第一长型支持元件51、第一长型太阳能电池元件52及第一聚光元件53设置在所述透光基板58之间。通过透光基板58，可防止灰尘侵入而影响太阳能电池元件的发电效能。透光基板58可以是玻璃或是塑料，例如是大楼窗户，而两个透光基板58之间可设置多个根管体57。如此一来，太阳能电池模块5即可形成大楼玻璃帷幕的最小单位。

综上所述，本实用新型的太阳能电池模块使用长型太阳能电池元件，可减少切割次数而节省制造成本。另外，本实用新型通过聚光元件将光线聚集至太阳能电池元件而提升光电转换效能，故在不需特别增加太阳能电池元件的面积的情况下，也能得到较高的电能产出，也因为太阳能电池元件面积不特别加大，使得部分光线能够穿过太阳能电池模块而提高透光率，产品也能应用在窗户。另外，本实用新型使用长型支持元件及长型太阳能电池元件，而使得产品能够应用在百叶窗等长型光线遮蔽装置。当然，除了上述应用，本实用新型也能应用在需同时保有高电能产出及透光性的产品、或其它电子产品。

以上所述仅为举例性，而并非为限制性。任何未脱离本实用新型的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在后附的权利要求中。

Claims (17)

1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括：

一第一长型支持元件；

多个第一长型太阳能电池元件，沿一长轴方向设置在所述第一长型支持元件；以及

一第一聚光元件，与所述第一长型支持元件对应设置，且所述第一聚光元件与所述第一长型支持元件的相对位置是固定的，至少部分入射光线由所述第一聚光元件聚集至所述第一长型太阳能电池元件的其中之一。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述第一长型支持元件是一挤型元件或一长型电路板。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述第一长型支持元件是一管体，所述第一长型太阳能电池元件设置在所述管体内。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述第一长型支持元件至少部分透光。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，各所述第一长型太阳能电池元件的长宽比大于等于10。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述等第一长型太阳能电池元件串联或并联。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

一薄膜太阳能电池元件，设置在所述第一长型支持元件。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述第一聚光元件包括一菲涅尔结构。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

一固定元件，与所述第一长型支持元件及所述第一聚光元件连结。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

一薄膜太阳能电池元件，设置在所述固定元件。

11.根据权利要求9所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

一驱动单元，与所述固定元件连结，以驱动所述第一长型支持元件及所述第一聚光元件转动。

12.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

一驱动单元，与所述第一长型支持元件或所述第一聚光元件连结，以驱动所述第一长型支持元件及所述第一聚光元件转动。

13.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

一管体，至少部分透光，所述第一长型支持元件及所述第一长型太阳能电池元件容置在所述管体内。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述第一聚光元件容置在所述管体内、或设置在所述管体的外壁、或所述与管体一体成型。

15.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

两个透光基板，所述第一长型支持元件、所述第一长型太阳能电池元件及所述第一聚光元件设置在所述透光基板之间。

16.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

一第二长型支持元件；

多个第二长型太阳能电池元件，设置在所述第二长型支持元件；以及

一第二聚光元件，与所述第二长型支持元件对应设置，且所述第二聚光元件与所述第二长型支持元件的相对位置是固定的，所述第二聚光元件与所述第一聚光元件平行设置。

17.根据权利要求16所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述第二长型太阳能电池元件的其中之一与所述第一长型太阳能电池元件的其中之一并联或串联。

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