CN208656710U - 微型高效率太阳能模组 - Google Patents

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刘兰兰
王国祥
洪耀第
陈盈运
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Abstract

本实用新型提供一种微型高效率太阳能模组，包括一罩体及一支架，罩体具有一第一开口及一第二开口且分别设置有一多曲率透镜及所述支架，该支架具有一承置部上设置有一太阳能芯片，及该支架于一顶部上设置有一透光球体，借此，大范围的太阳光可直接经由多曲率透镜进入罩体且传递至透光球体，以使其大范围太阳光可照射至小面积为0.01mm2～100mm2的太阳能芯片，进而达到可降低太阳能芯片面积以减少热损耗与提高转换效率的功效，而该多曲率透镜的设置可减少使用菲涅尔透镜所需要的制造成本与避免损耗的功效。

Description

微型高效率太阳能模组
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能模组，尤指一种可降低芯片面积以减少热损耗及降低制造成本且可提高转换效率的微型高效率太阳能模组。
背景技术
近年来，随着节能减碳意识高涨及石化能源短缺现象的出现，替代能源与再生能源的开发利用已成为世界各国所积极投入发展的技术，而在再生能源当中，由于太阳光随处可得，且不像其他能源(如：石化能源、核能)一般会对地球产生污染，因此太阳能与可将太阳光转换成电能的各种装置是目前看好的明星产业，其中太阳能电池可将太阳能转换成电能，且光电转换的过程中不会产生二氧化碳或氮化物等对环境有害的物质，因此，太阳能电池成为近几年再生能源研究上相当重要且受欢迎的一环，而现有的太阳能发电为了提高发电效率(光电转换效率)获得大电力，现有的在配置于同一平面上的复数个太阳电池元件的前方侧，配置有将太阳光收集至各太阳电池元件的菲涅尔透镜而构成的集光型太阳能发电装置，但其中所使用的菲涅尔透镜为一种具有平凸或平凹透镜收敛或发散光线透性的光学元件，它的表面就像锯齿形的同心环，原理是将传统的球面或非球面镜片的曲面分割成很多同心环，再将每一同心环移至同一平面上而成，也因此，菲涅尔透镜在加工制造上相对的复杂且需高精准度，若在锯齿的加工上精密度不准确时，就会存在相对会造成发电效率的损耗的问题。
因此，现有技术中需要一种新的技术方案解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种微型高效率太阳能模组，相比于现有技术可降低芯片面积以减少热损耗、降低制造成、并可提高转换效率及避免损耗。
本实用新型的技术方案为：微型高效率太阳能模组，包括
一罩体，该罩体具有一第一开口及一第二开口，该第一开口设置有一多曲率透镜；
一支架，该支架设置于所述第二开口位置处，并该支架具有一承置部及一顶部，该承置部位置处设置有一太阳能芯片，而该顶部位置处设置有一透光球体。
进一步，所述多曲率透镜为高分子材料或玻璃材料，且该多曲率透镜具有复数曲率。
进一步，所述罩体于第一开口位置处所形成的直径范围为1mm～50mm，而第一开口与第二开口间的长度范围为60mm～100mm。
进一步，所述罩体内具有一内照射面，该内照射面所形成的直径范围为1mm～500mm。
进一步，所述第一开口位置处形成有一渐缩区域，并该渐缩区域所接收的入射光与渐缩区域反射斜面间的入射角大于37.3°。
进一步，所述承置部与顶部间设置有一胶体，且该胶体以高分子材料或玻璃材料所构成，且其胶体的折射率范围为1.45～1.65。
进一步，所述太阳能芯片为半导体复合材料所构成，且该太阳能芯片的面积为0.01mm2～100mm2。
进一步，所述支架为单一金属材料或复合金属材料所构成。
进一步，所述透光球体为玻璃材料或高分子材料所构成的圆形玻璃透光球体，且其透光球体的直径范围为2mm～5mm。
进一步，更包括有一基板，而该罩体与该支架设置于所述基板上。
采用上述技术方案的本实用新型能够带来如下有益效果：
本实用新型提供的微型高效率太阳能模组，包括一罩体及一支架，罩体具有一第一开口及一第二开口且分别设置有一多曲率透镜及所述支架，该支架具有一承置部上设置有一太阳能芯片，及该支架于一顶部上设置有一透光球体，借此，大范围的太阳光可直接经由多曲率透镜进入罩体且传递至透光球体，以使其大范围太阳光可照射至小面积为0.01mm2～100mm2的太阳能芯片，进而达到可降低太阳能芯片面积以减少热损耗与提高转换效率的功效，而该多曲率透镜的设置可减少使用菲涅尔透镜所需要的制造成本与避免损耗的功效。
附图说明
图1本实用新型较佳实施例的组合示意图一。
图2本实用新型较佳实施例的实施示意图一。
图3本实用新型较佳实施例的组合示意图二。
图4本实用新型较佳实施例的实施示意图二。
图中，1-微型高效率太阳能模组、2-罩体、21-第一开口、22-多曲率透镜、23-第二开口、24-内照射面、25-渐缩区域、251-全反射斜面3-支架、31-承置部、32-顶部、33-太阳能芯片、34-胶体、35-透光球体。
具体实施方式
请参阅图1及图2所示，为本实用新型较佳实施例的组合示意图一及实施示意图一，由图中可清楚看出，其中所述微型高效率太阳能模组1主要包括有一罩体2及一支架3及一基板，其中该罩体2于上方位置处形成有一第一开口21，并该罩体2于第一开口21另一端位置处形成有一第二开口23，且于内部形成有一内照射面24，并该罩体2于第一开口21位置处所形成的直径范围为1mm～50mm间，而于本实施例中最佳直径为25.87mm，而该第一开口21与第二开口23间的长度范围为60mm～100mm，而于本实施例中最佳的长度为85.03mm，另该内照射面24所形成的直径范围为1mm～500mm，而于本实施例中最佳直径为19.5mm，其中该第一开口21位置处设置有一多曲率透镜22，其中该多曲率透镜22为高分子材料或玻璃材料，且该多曲率透镜22具有复数曲率的曲面，而该曲率计算式如下：
其中该Z＝平行于光轴的表面轮廓，C＝曲率，半径的倒数，k＝圆锥常数(conic)，r＝与光轴之间的径向距离，又其中
a1＝6.373226817272447E－003＝＞5E－003～7E－003
a2＝6.963184192345474E－007＝＞3E－007～7E－007
a3＝－7.299020091868023E－012＝＞－6E－012～－8E－012
a4＝1.767721475819069E－013＝＞1E－013～2E－013
a4＝－1.382617079236663E－016＝＞－1E－016～－2E－016
另该支架3与基板设置于所述第二开口23位置处，且该罩体2组设于该基板上，使该基板罩设所述第二开口23，另该支架3设置于所述基板上且相对设置于第二开口23位置处，并该支架3为金或铜等单一金属材料或复合金属材料所构成，又该支架3于底部位置处形成有一承置部31，且于底部另一侧位置处形成有一顶部32，其中该承置部31内设置有一太阳能芯片33，该太阳能芯片33以化合物半导体复合材料所构成，且该太阳能芯片33的面积为0.01mm2～100mm2，另该支架3于承置部31与顶部32间设置有一胶体34，该胶体34以高分子材料或玻璃材料所构成，且该高分子材料为高分子单链结构，并其胶体34的折射率范围为1.45～1.65，另该顶部32位置处设置有一透光球体35，该透光球体35为玻璃材料或高分子材料所构成的圆形玻璃透光球体35，且其透光球体35的直径范围为2mm～5mm，并该透光球体35更可透过所述支架3来与该太阳能芯片33间具有最佳焦距且避免脱落，藉此，当太阳光照射至所述微型高效率太阳能模组1时，其大范围的太阳光可直接照射至所述多曲率透镜22，而其太阳光经过多曲率透镜22的多曲面后，可由该多曲率透镜22来倾斜其太阳光线且进行传递至透光球体35，另可透过其透光球体35来增加其接收角度且均化光斑与减少暗电流与串联阻抗，以使其大范围太阳光可照射至小面积为0.01mm2～100mm2的太阳能芯片33，又该太阳能芯片33以化合物半导体复合材料所构成，其所能接收的光谱范围可有效增加，能接收可见光及红外光及UV光，进而达到可降低太阳能芯片33面积以减少热损耗与提高转换效率的功效者，又该微型高效率太阳能模组1利用其多曲率透镜22的设置，可有效避免使用菲涅尔透镜所需要的制造成本与能量损耗的问题，进而达到可降低芯片面积以减少热损耗及降低制造成本的功效者，并且可以达到长焦距的薄型模组，以减少太阳光入射太阳能芯片表面损失的能量。
再请参阅图3及图4所示，为本实用新型较佳实施例的组合示意图二及实施示意图二，又其中该罩体2于第一开口21位置处另形成有一渐缩区域25，该渐缩区域内形成有一全反射斜面251，而太阳光照射至所述微型高效率太阳能模组1时，其大范围的太阳光可直接照射至所述多曲率透镜22，并由其渐缩区域25来增加太阳光的接收倾斜面积且解决透镜边缘容易产生像差的问题，并该渐缩区域25所接收的入射光θ与全反射斜面251的入射角θ皆大于37.3°(图中的虚线为法矢量)，而其太阳光经过多曲率透镜22的多曲面后，多曲率透镜22来倾斜其太阳光线且进行传递至透光球体35且由太阳能芯片33接收，但该罩体2于第一开口21的形体并不因此为限，只要能将太阳光通过多曲率透镜22的形体皆为本实用新型保护范围，也藉此达到可降低芯片面积以减少热损耗及降低制造成本且可提高转换效率及避免损耗的功效者，并且可以达到长焦距的薄型模组，以减少太阳光入射太阳能芯片表面损失的能量。

Claims (10)

1.一种微型高效率太阳能模组，其特征在于：包括
一罩体，该罩体具有一第一开口及一第二开口，该第一开口设置有一多曲率透镜；
一支架，该支架设置于所述第二开口位置处，并该支架具有一承置部及一顶部，该承置部位置处设置有一太阳能芯片，而该顶部位置处设置有一透光球体。
2.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：所述多曲率透镜为高分子材料或玻璃材料，且该多曲率透镜具有复数曲率。
3.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：所述罩体于第一开口位置处所形成的直径范围为1mm～50mm，而第一开口与第二开口间的长度范围为60mm～100mm。
4.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：所述罩体内具有一内照射面，该内照射面所形成的直径范围为1mm～500mm。
5.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：所述第一开口位置处形成有一渐缩区域，并该渐缩区域所接收的入射光与渐缩区域反射斜面间的入射角大于37.3°。
6.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：所述承置部与顶部间设置有一胶体，且该胶体以高分子材料或玻璃材料所构成，且其胶体的折射率范围为1.45～1.65。
7.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：所述太阳能芯片为半导体复合材料所构成，且该太阳能芯片的面积为0.01mm2～100mm2。
8.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：所述支架为单一金属材料或复合金属材料所构成。
9.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：所述透光球体为玻璃材料或高分子材料所构成的圆形玻璃透光球体，且其透光球体的直径范围为2mm～5mm。
10.根据权利要求1所述的微型高效率太阳能模组，其特征在于：更包括有一基板，而该罩体与该支架设置于所述基板上。
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