CN218734176U - 一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，包括砷化镓电池、散热器和导光棱镜，所述散热器设有散热器内孔，所述砷化镓电池设置在所述散热器内孔的底面上，所述导光棱镜设置在所述散热器内孔中。本实用新型的有益效果是：将砷化镓电池安装在散热器的内孔中有利于改进散热效果，采用导光棱镜作为二次聚光器，可提高聚光效果，更好地利用太阳能，将导管棱镜设置在散热器内孔中，使结构紧凑，便于安装及组成太阳能发电系统。

Description

一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及砷化镓太阳能发电装置，尤其一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池。

背景技术

现有的砷化镓电池太阳能发电装置，大多采用散热器为砷化镓电池散热，砷化镓电池与散热器外置方式连接，如中国实用新型专利（CN 215956344 U）公开了一种聚光光伏装置，中国实用新型专利（CN 217590746 U）公开了一种砷化镓电池风冷喷淋散热装置，其砷化镓电池（光伏电池）均设置在散热器的端面上，不利于充分发挥散热器的散热效能。而且这类装置只设有一级聚光镜，聚光效果受到限制。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，实现砷化镓电池发电装置的二次聚光，并改进散热效能。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，包括砷化镓电池、散热器和导光棱镜，所述散热器设有散热器内孔，所述砷化镓电池设置在所述散热器内孔的底面上，所述导光棱镜设置在所述散热器内孔中。

更进一步，一种优选的导光棱镜安装结构是，所述散热器内孔设有导光棱镜安装台阶和涨圈槽，所述导光棱镜设有导光棱镜固定架，所述导光棱镜固定架由固定涨圈压实在所述导光棱镜安装台阶上，所述固定涨圈的卡舌嵌入所述涨圈槽。

更进一步，为了实现导光棱镜聚光效果，所述导光棱镜的入光面朝向所述散热器内孔的开口侧，所述导光棱镜的出光面朝向所述砷化镓电池，所述导光棱镜的出光面与所述砷化镓电池之间的间隙不大于1mm。

更进一步，一种将砷化镓电池安装在散热器内的结构是，所述散热器内孔是盲孔，所述散热器内孔的底面设有铜底板，所述砷化镓电池的铜基板与所述铜底板钎焊连接。

更进一步，另一种将砷化镓电池安装在散热器内的结构是，所述散热器内孔是通孔，所述散热器内孔中设有导热堵，所述导热堵设有电池安装面，所述电池安装面构成所述散热器内孔的底面，所述电池安装面设有铜底板，所述砷化镓电池的铜基板与所述铜底板钎焊连接。

更进一步，一种优选的导热堵结构是，所述导热堵设有凹槽，所述凹槽的底面是所述电池安装面，所述导热堵的外径与所述散热器内孔接触，所述导热堵与所述散热器内孔焊接。

更进一步，一种优化的导热堵结构是，所述导热堵采用铝铜复合板冲压制成，所述导热堵的铜材面是所述电池安装面的铜底板

更进一步，作为安装接口，所述散热器内孔的开口侧设有内螺纹。

更进一步，为了实现密封功能，所述散热器内孔的开口端设有密封槽口。

本实用新型的有益效果是：将砷化镓电池安装在散热器的内孔中有利于改进散热效果，采用导光棱镜作为二次聚光器，可提高聚光效果，更好地利用太阳能，将导管棱镜设置在散热器内孔中，使结构紧凑，便于安装及组成太阳能发电系统。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

附图说明

图1 是本实用新型结构示图；

图2 是本实用新型结构分解图；

图3 是本实用新型剖面图；

图4 是本实用新型采用导热堵结构的示图；

图5 是本实用新型采用导热堵结构的剖面图；

图6 是本实用新型采用铝铜复合板作为导热堵结构的剖面图；

图7 是本实用新型应用在砷化镓太阳能电池组件的示图；

图8 是本实用新型安装在砷化镓太阳能电池组件的剖面图。

具体实施方式

如图1至图5，一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，包括砷化镓电池10、散热器20和导光棱镜30，所述散热器设有散热器内孔21，所述砷化镓电池设置在所述散热器内孔的底面22上，所述导光棱镜设置在所述散热器内孔中。

所述散热器内孔设有导光棱镜安装台阶23和涨圈槽24，所述导光棱镜设有导光棱镜固定架31，所述导光棱镜固定架由固定涨圈40压实在所述导光棱镜安装台阶上，所述固定涨圈的卡舌41嵌入所述涨圈槽。

所述导光棱镜的入光面32朝向所述散热器内孔的开口侧，所述导光棱镜的出光面33朝向所述砷化镓电池，所述导光棱镜的出光面与所述砷化镓电池之间的间隙S不大于1mm。

如图1至图3所示，所述散热器内孔21是盲孔，所述散热器内孔的底面22设有铜底板25，所述砷化镓电池的铜基板11与所述铜底板25钎焊连接。

如图4、图5所示，所述散热器内孔21是通孔，所述散热器内孔中设有导热堵50，所述导热堵设有电池安装面51，所述电池安装面51构成所述散热器内孔的底面，所述电池安装面设有铜底板25，所述砷化镓电池的铜基板11与所述铜底板25钎焊连接。

所述导热堵设有凹槽52，所述凹槽的底面是所述电池安装面51，所述导热堵的外径与所述散热器内孔接触，所述导热堵与所述散热器内孔焊接53。

如图6所示，所述导热堵50采用铝铜复合板冲压制成，所述导热堵的铜材面54是所述电池安装面的铜底板。

所述散热器内孔的开口侧设有内螺纹26。

所述散热器内孔的开口端设有密封槽口27。

实施例一：

如图1至图3，一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，包括砷化镓电池10、散热器20和导光棱镜30。

散热器是圆形的铝合金翅片散热器，散热器的中心设有散热器内孔21，散热器内孔，散热器内孔21是盲孔，散热器内孔设有导光棱镜安装台阶23和涨圈槽24，散热器内孔的底面22设有铜底板25，铜底板25采用钎焊方式焊接在散热器内孔的底面22，使铜底板与散热器之间具备良好的导热性能。散热器内孔的开口侧设有内螺纹26，用于与太阳能发电系统装置的连接。散热器内孔的开口端设有密封槽口27，用于实现散热器内孔的封闭环境。

砷化镓电池设置在散热器内孔的底面22上，砷化镓电池的铜基板11与铜底板25钎焊连接。由于铜材与铝合金的钎焊温度高于铜材与铜材的钎焊温度，故本实施例预先采用铜底板25与散热器钎焊，安装砷化镓电池时，再将砷化镓电池的铜基板11与铜底板25钎焊连接，可降低砷化镓电池安装时的焊接温度，避免砷化镓电池因高温受损。

导光棱镜设置在散热器内孔中。导光棱镜是四棱锥形的棱镜，导光棱镜的锥形大端一面是入光面32，入光面32朝向散热器内孔的开口侧（图中的上方），导光棱镜的锥形小端一面是出光面33，出光面33朝向砷化镓电池，导光棱镜的出光面与砷化镓电池之间的间隙S为1mm。导光棱镜的侧面可反射光线，进入入光面的光线被集中在出光面输出，可提高聚光效果。出光面接近砷化镓电池（即接近砷化镓电池的受光面），加强了对砷化镓电池的光照效果，且出光面的尺寸对应于砷化镓电池的尺寸，可是光线较均匀的分布于整个砷化镓电池的受光面，更有利于砷化镓电池的光电转换。

为了将导光棱镜安装在散热器内孔中，导光棱镜设有导光棱镜固定架31。导光棱镜固定架31为两片结构，中间设有与导光棱镜30对应的棱镜卡槽34，棱镜卡槽34的上端设有棱镜卡舌35，两片导光棱镜固定架对接成一个圆形结构，导光棱镜被嵌套在棱镜卡槽34内，棱镜卡舌防止导光棱镜脱出，使导光棱镜被规定在导光棱镜固定架31上。导光棱镜固定架的外径与散热器内孔21配合，使导光棱镜位于散热器内孔21的中心位置。导光棱镜固定架坐落在散热器内孔的导光棱镜安装台阶23上，导光棱镜固定架由固定涨圈40压实在导光棱镜安装台阶23上，固定涨圈40设有舌41，固定涨圈的卡舌41嵌入所述涨圈槽24，使固定涨圈在轴向被固定。

本实施例采用导光棱镜对射入光线进行聚光，可提高砷化镓电池吸收光照的效果。砷化镓电池的散热面在散热器内孔中连接散热器，有利于热量均匀的传导到这个散热器，充分发挥散热器的整体散热效能。将砷化镓电池和导光棱镜，设置在散热器内孔中，使结构紧凑，方便安装和存储。

实施例二：

如图4、图5所示，一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池。本实施例是实施例一的一种结构替换。

本实施例中，散热器内孔21是通孔，散热器内孔中设有导热堵50，导热堵50采用与散热器相同的铝合金材质。散热器内孔内孔中设有导热堵安装台阶28。

导热堵50是一个圆形凹槽结构，设有凹槽52，凹槽的底面是电池安装面51，电池安装面51在结构上相当于实施例一所述的散热器内孔的底面22。电池安装面51设有与实施例一相同的铜底板25，铜底板25采用钎焊方式焊接在电池安装面51上，砷化镓电池的铜基板11与铜底板25钎焊连接，以实现砷化镓电池至导热堵50之间的良好导热性。

为了使导热堵50与散热器之间具有良好的热传导，导热堵50的外径与散热器内孔21接触，即应避免导热堵与散热器内孔之间存在间隙，如可使导热堵与散热器内孔采用静配合，将导热堵压入散热器内孔中。导热堵与散热器内孔内孔的导热堵安装台阶28接触，使导热堵在轴向定位。导热堵与散热器内孔焊接53。采用凹槽结构的导热堵，可以使导热堵与散热器内孔具有更大的接触面积，加之采用焊接，可提高导热堵与散热器之间的导热性。

与实施例一相比较，实施例一的散热器内孔与散热器是一条结构，其好处是散热器内孔底面与散热器整体之间的导热性能最佳，但其加工制造成本较高。本实施例采用导热堵的结构，可方便加工制造，节省成本，但导热堵与散热器之间的导热性能不及实施例一。可根据应用环境和应用场合，适度选择本实施例或实施例一的结构。

实施例三：

如图6所示，一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池。本实施例是实施例二的一种结构替换。

本实施例中，导热堵50采用铝铜复合板冲压制成，导热堵的铜材面54作为电池安装面51，同时替代了实施例一中的铜底板25。砷化镓电池的铜基板11与铜材面54钎焊连接，以实现砷化镓电池至导热堵50之间的良好导热性。

本实施例的导热堵简化了材料应用和制造，也使导热堵具有更好的热传导性能。

实施例四：

如图7、图8，一种砷化镓太阳能电池组件，采用实施例一或实施例二的聚光散热一体砷化镓太阳能电池。

砷化镓太阳能电池组件设有组件箱体60，组件箱体60是钣金件，组件箱体由筋肋61分隔为两排电池单元，每个电池单元在组件箱体60的上端形成方形开口62，在组件箱体的底部、对应每片个形开口62，设有一个通光孔63，通光孔63是圆孔。

在方形开口62上安装一片聚光镜64，聚光镜64通过压条65固定在组件箱体60的上端。在聚光镜与组件箱体之间设有密封条66。

在组件箱体的底部，对应每个通光孔63，设有一件锥形密封筒70，锥形密封筒70的上端通过法兰71与组件箱体的底部固定，锥形密封筒70在组件箱体之间设有密封垫72。锥形密封筒70的下端设有外螺纹73，散热器内孔通过内螺纹26连接锥形密封筒的外螺纹73，将散热器（连同砷化镓电池10和导光棱镜30）安装在锥形密封筒70的下端。在锥形密封筒70与散热器10之间设有密封圈74。

本实施例中，聚光镜64将光线聚集到导光棱镜30的入光面32，导光棱镜30作为二次聚光器，将阳光聚焦到砷化镓电池处，可以提高阳光的聚焦效果和精准度。

本实施例的砷化镓太阳能电池组件组合了多件砷化镓电池，可进一步采用多个砷化镓太阳能电池组件组成太阳能发电系统装置。砷化镓太阳能电池组件采用了密封结构的组件箱体和锥形密封筒，在聚光镜与砷化镓之间型材封闭的空间，防止水汽和灰尘进入，避免对砷化镓电池发电产生不利影响。

Claims (9)

1.一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，包括砷化镓电池、散热器和导光棱镜，其特征在于，所述散热器设有散热器内孔，所述砷化镓电池设置在所述散热器内孔的底面上，所述导光棱镜设置在所述散热器内孔中。

2.根据权利要求1所述的一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，其特征在于，所述散热器内孔设有导光棱镜安装台阶和涨圈槽，所述导光棱镜设有导光棱镜固定架，所述导光棱镜固定架由固定涨圈压实在所述导光棱镜安装台阶上，所述固定涨圈的卡舌嵌入所述涨圈槽。

3.根据权利要求1所述的一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，其特征在于，所述导光棱镜的入光面朝向所述散热器内孔的开口侧，所述导光棱镜的出光面朝向所述砷化镓电池，所述导光棱镜的出光面与所述砷化镓电池之间的间隙不大于1mm。

4.根据权利要求1所述的一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，其特征在于，所述散热器内孔是盲孔，所述散热器内孔的底面设有铜底板，所述砷化镓电池的铜基板与所述铜底板钎焊连接。

5.根据权利要求1所述的一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，其特征在于，所述散热器内孔是通孔，所述散热器内孔中设有导热堵，所述导热堵设有电池安装面，所述电池安装面构成所述散热器内孔的底面，所述电池安装面设有铜底板，所述砷化镓电池的铜基板与所述铜底板钎焊连接。

6.根据权利要求5所述的一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，其特征在于，所述导热堵设有凹槽，所述凹槽的底面是所述电池安装面，所述导热堵的外径与所述散热器内孔接触，所述导热堵与所述散热器内孔焊接。

7.根据权利要求5所述的一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，其特征在于，所述导热堵采用铝铜复合板冲压制成，所述导热堵的铜材面是所述电池安装面的铜底板。

8.根据权利要求1所述的一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，其特征在于，所述散热器内孔的开口侧设有内螺纹。

9.根据权利要求1所述的一种聚光散热一体砷化镓太阳能电池，其特征在于，所述散热器内孔的开口端设有密封槽口。

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