CN208433937U - 微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组及光伏发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组及光伏发电设备，属于光伏发电技术领域。微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组包括：多个光伏电池接收器、基座、微型反射镜、正负极引线，光伏电池接收器包括光伏电池，光伏电池为III‑V族化合物电池，多个光伏电池接收器电连接，基座包括上盖玻璃、底板和固定柱，固定柱连接于上盖玻璃和底板之间，光伏电池接收器设置于上盖玻璃下表面，微型反射镜设置于底板上表面，微型反射镜与光伏电池接收器一一对应，正负极引线设置于基座外侧。本微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组能够降低度电成本、利于散热、提高发电效率和光能利用率。

Description

微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组及光伏发电设备

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体而言，涉及一种微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组及光伏发电设备。

背景技术

高倍聚光太阳能光伏发电技术原理是使用菲涅爾透镜或反射镜等光学元件，将大面积的阳光汇聚到极小面积的高转换效率、耐高温的多PN结光伏电池芯片上，通过光伏原理，将光能直接转换为电能。

现有技术中高倍聚光光伏发电主要是以10×10、8×8、5×5和4×4芯片为主的菲涅尔透镜聚光技术。光能在转换为电的过程中，如果芯片过大，通过高倍的聚光能量，电流会过大，在光能通过多PN结电池转换为电能的同时，多PN结电池温度必然升高，就需要设置有散热机构散出热量，增加散热机构又必然会导致生产成本的增加以及组件生产效能的降低，且会影响产品组件的稳定性等，最终影响产品批量走向市场。并且高倍聚光原理中热电子游离及分子振(转)动能阶的原因，使得能隙降低造成开路电压降低之外，因为温度升高的同时会使多PN结的空乏区变窄，电容效应降低，因此开路电压降低，所以对整体的模组功率输出影响较多。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组及光伏发电设备，能够降低度电成本、不需要散热装置、提高发电效率和光能利用率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，包括：多个光伏电池接收器、基座、微型反射镜、正负极引线，所述光伏电池接收器包括光伏电池，所述光伏电池为III-V族化合物电池，多个所述光伏电池接收器电连接，所述基座包括上盖玻璃、底板和固定柱，所述固定柱连接于所述上盖玻璃和底板之间，所述光伏电池接收器设置于所述上盖玻璃下表面，所述微型反射镜设置于所述底板上表面，所述微型反射镜与所述光伏电池接收器一一对应，所述正负极引线设置于所述基座外侧。

进一步地，所述上盖玻璃下表面上印刷有应用电路和与所述应用电路连接的焊点，所述光伏电池接收器焊接于所述焊点上。

进一步地，所述基座还包括边框，所述边框分别与所述上盖玻璃和底板连接并围成封闭空间。

进一步地，本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组还包括透气阀，所述透气阀穿透设置于所述基座上。

进一步地，所述上盖玻璃的上表面设置有微纳米防尘自洁涂层。

进一步地，所述光伏电池的受光面积在0.6×0.6mm～2×2mm之间。

进一步地，所述微型反射镜的受光面积在30×30mm～50×50mm之间。

进一步地，所述底板的材料为玻璃、金属、工程塑料。

进一步地，所述正负极引线设置于所述底板下表面。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种光伏发电设备，包括：多个上述任意一项的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，多个所述光伏电池接收器电连接。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，通过设置III-V族化合物电池，使微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组的热源分散，有效降低了光伏电池的温度，不需要设置散热系统，降低了该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组的度电成本；同时该光伏电池具有高转化率的优点，通过在底板上设置微型反射镜，使得该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组可以高倍聚光，提高了发电效率和光能利用率。

本实用新型实施例提供的光伏发电设备采用上述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，能降低该光伏发电设备的度电成本，发电效率和光能利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组的结构示意图之三；

图4为本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组的结构示意图之四；

图5为图2的局部放大视图。

图标：100-微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组；111-光伏电池；110-光伏电池接收器；120-基座；121-上盖玻璃；122-底板；123-固定柱；124-应用电路；125-边框；130-微型反射镜；140-正负极引线；150-透气阀；H-高度尺寸；a-光伏电池受光部分的边长；b-微型反射镜受光部分的边长。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型实施例提供一种微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100，包括：多个光伏电池接收器110、基座120、微型反射镜130、正负极引线140，所述光伏电池接收器110包括光伏电池111，所述光伏电池111为III-V族化合物电池，多个所述光伏电池接收器110电连接，所述基座120包括上盖玻璃121、底板122和固定柱123，所述固定柱123连接于所述上盖玻璃121和底板122之间，所述光伏电池接收器110设置于所述上盖玻璃121下表面，所述微型反射镜130设置于所述底板122上表面，所述微型反射镜130与所述光伏电池接收器110一一对应，所述正负极引线140设置于所述基座120外侧。

需要说明的是，第一，本实用新型实施例对光伏电池接收器110之间的连接方式不作具体限定，可以是多个串联、多个并联，也可以是串、并联组合的方式。但是，当仅是多个光伏电池接收器110串联使用时，该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的电流较小，当仅是多个光伏电池接收器110并联使用时，该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的电压较小，因此，为了得到一定强度的电流和电压，一般会根据具体的需求采用串、并联组合的方式。示例的，请参照图2，本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100采用216个光伏电池接收器110，其中每12个光伏电池接收器110串联为一组，216个光伏电池接收器110共划分为18个上述的串联组，18个串联组之间并联，如此形成216个光伏电池接收器110阵列。

第二，微型反射镜130采用的是高倍聚光反射镜，该微型反射镜130具有焦距小、尺寸小、不易变形、精密度高、成本较低等优点，在高倍聚光领域中实现了轻、簿、短、小的设计。此外，采用高倍聚光反射镜，可以提升微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100开路电压。

第三，光伏电池接收器110的生产工艺可以利用LED封装及贴片的工艺即可满足加工生产需求，生产设备也可以直接采用LED封装及贴片的生产设备，不需要特别定制设备。示例的，本实用新型实施例提供的光伏电池接收器110可以采用贴片LED3535、4040或5050的封装设备。该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100采用上述的LED加工生产技术及设备，让LED产业可以多元化的配合光伏产业领域，降低微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的生产成本。

第四，如图1所示本实用新型实施例对微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的高度尺寸H不作具体限定，但它是按照微型反射镜130的焦距确定的，示例的，请参照图1，本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100，微型反射镜130的焦距为80cm，因此微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的高度H为80cm。

请参照图1，本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100在使用过程中，微型反射镜130接收到一组平行的太阳光，并反射给光伏电池接收器110，产生电压和电流，并被引到正负极引线140，输出电流和电压。

第五，III-V族化合物指的是元素周期表中III族的B、Al、Ga、In和V族的N、P、As、Sb形成的化合物，是微型化合物。该III-V族化合物电池具有转化速度快、转化效率高等优点。

采用III-V族化合物电池，使得本微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的基座120的外形尺寸较小，因此可以使用通用型的自动化生产设备，不需要根据客户的需求定制设备，减少了因为设计及制造生产定制设备增加的成本和基座120本身的原材料成本，同时采用自动化设备使产能提高，降低人工成本，产品的精度也可以达到要求。

由于III-V族化合物电池外形尺寸较小，因此单个光伏电池111的电阻值较小，单点产生的热量较小，表面温度也会较低，从而不需要另外设置散热机构来进行散热，在降低了该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的生产成本的同时对发电效率影响较小。

本实用新型实施例提供的一种微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100，通过设置III-V族化合物电池，使微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的热源分散，有效降低了光伏电池111的温度，不需要设置散热系统，降低了该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的度电成本；同时该光伏电池111具有高转化率的优点，通过在底板122上设置微型反射镜130，使得该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100可以高倍聚光，提高了发电效率和光能利用率。

请参照图2，上盖玻璃121下表面上印刷有应用电路124和与应用电路124连接的焊点(图中未示出)，光伏电池接收器110焊接于焊点上。这样一来，在封装打包的时候，除了上盖玻璃121和光伏电池接收器110之外，不需多余封装，采用上述结构，可将上盖玻璃121和光伏电池接收器110贴合制作，减少多余的焊线。此外，采用上述结构，简化了装配工艺，大大减少了布线和装配的差错以及接触不良的概率，提高了自动化水平和生产劳动率。

进一步的，请参照图3(为了保证视图清晰，图3中未示出上盖玻璃121)，所述基座120还包括边框125，所述边框125分别与所述上盖玻璃121和底板122连接并围成封闭空间。采用封闭式设计的基座120，使得微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的防风、防尘和防雨功能均有所加强，光伏电池接收器110和微型反射镜130由于外界的封闭结构不易沾染灰尘，减少因为淋雨或受潮导致的光电元件损坏的现象。

请参照图3，本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100还包括透气阀150，透气阀150穿透设置于基座120上。由于光伏电池111散热和天气条件等引起的温度快速变化可能导致该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100内外产生较大的压差，该压差会使微型反射镜130出现一定的偏转，影响该微型反射镜130的聚光，并且会使基座120承受较大的应力。透气阀150的设置使得该微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100内外的压力达到平衡，以消除上述缺陷。同时透气阀150具有防水、防尘等优点，透气阀150上设置有一层透气膜体，微观下是微孔状结构，利用气体分子与液体及灰尘颗粒的体积大小数量级差，让气体分子通过，而液体与灰尘不能通过，从而实现透气、防水、防尘的目的。

需要说明的是，本实用新型实施例对透气阀150的具体位置不作具体限定，可以设置在上盖玻璃121上，也可以设置在底板122上，还可以设置在边框125上，设置在上盖玻璃121或底板122上时，不影响光伏电池111或光伏电池接收器110的排布设置即可。示例的，请参照图3，本实用新型实施例提供的透气阀150设置在边框125上。

请参照图4，上盖玻璃121的上表面设置有微纳米防尘自洁涂层。具体的，可以为在上盖玻璃121的上表面涂覆微纳米自洁涂料，微纳米防尘自洁涂料具有高透光率、较低的表面张力、较高的粘附能力、优良的自洁功能、较好的疏水性等优点。采用该结构，使得上盖玻璃121不易沾染灰尘和水，微型反射镜130受到的光线影响较小。

光伏电池111的受光面积在0.6×0.6mm～2×2mm之间，微型反射镜130的受光面积在30×30mm～50×50mm之间，对应的聚光倍数在225～6944之间。设聚光倍数为X，光伏电池111受光部分的边长a，面积为a×a，微型反射镜130受光部分的边长为b，面积为b×b，则聚光倍数与光伏电池111的受光面积和微型反射镜130的受光面积之间的几何聚光倍数关系为：

示例的，本实用新型实施例提供了以下几种聚光倍数的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的参数：

示例1.采用40×40mm的微型反射镜130，光伏电池111

受光面积为1mm×1mm，几何聚光倍数为1600倍。

示例2.采用40×40mm的微型反射镜130，光伏电池111

受光面积为2mm×2mm，几何聚光倍数为400倍。

示例3.采用30×30mm的微型反射镜130，光伏电池111受光面积为0.85mm×0.85mm，几何聚光倍数为1245倍。

示例4.采用30×30mm的微型反射镜130，光伏电池111受光面积为0.6mm×0.6mm，几何聚光倍数为2500倍。

表1四种示例的聚光倍数的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的参数表

请参照图1，底板122的材料为玻璃、金属、工程塑料。玻璃具有通透感好，无污染，造型丰富应用广泛和成本低廉等优点。底板122采用玻璃的材料，可以和上盖玻璃121一起进行加工制造，降低了生产加工的成本。

此外，底板122的材料不限于上述的玻璃，还可以为其他的材料，本实用新型实施例对此不作具体限定。示例的，还可以采用塑料，金属等材料。

进一步地，请参照图2，为了方便微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100之间的连接和安装，正负极引线140设置于底板122下表面。当然，正负极引线140的位置不限于在底板122下表面，例如，还可以设置于边框125外表面，只要使得正负极引线140伸出微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100，用于使微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100外接正负极即可。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种光伏发电设备，包括：多个上述任意一项的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100，多个所述光伏电池接收器110电连接。光伏发电设备具有与前述实施例中的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100相同的结构和有益效果。由于微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，包括：多个光伏电池接收器、基座、微型反射镜、正负极引线，所述光伏电池接收器包括光伏电池，所述光伏电池为III-V族化合物电池，多个所述光伏电池接收器电连接，所述基座包括上盖玻璃、底板和固定柱，所述固定柱连接于所述上盖玻璃和底板之间，所述光伏电池接收器设置于所述上盖玻璃下表面，所述微型反射镜设置于所述底板上表面，所述微型反射镜与所述光伏电池接收器一一对应，所述正负极引线设置于所述基座外侧。

2.如权利要求1所述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，所述上盖玻璃下表面上印刷有应用电路和与所述应用电路连接的焊点，所述光伏电池接收器焊接于所述焊点上。

3.如权利要求1所述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，所述基座还包括边框，所述边框分别与所述上盖玻璃和底板连接并围成封闭空间。

4.如权利要求1所述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，还包括透气阀，所述透气阀穿透设置于所述基座上。

5.如权利要求1所述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，所述上盖玻璃的上表面设置有微纳米防尘自洁涂层。

6.如权利要求1所述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，所述光伏电池的受光面积在0.6×0.6mm～2×2mm之间。

7.如权利要求1所述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，所述微型反射镜的受光面积在30×30mm～50×50mm之间。

8.如权利要求1所述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，所述底板的材料为玻璃、金属、工程塑料。

9.如权利要求1所述的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，其特征在于，所述正负极引线设置于所述底板下表面。

10.一种光伏发电设备，其特征在于，包括多个如权利要求1～9任意一项的微型化合物光伏电池高倍聚光发电模组，多个所述光伏电池接收器电连接。