TWI401816B - 太陽能裝置及具有該太陽能裝置之太陽能電池 - Google Patents

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Description

太陽能裝置及具有該太陽能裝置之太陽能電池
本發明涉及一種太陽能裝置以及具有所述太陽能裝置之太陽能電池。
為提高太陽能之利用率，先前多採用聚光型太陽能電池進行光電轉換，即利用聚光透鏡先將較為分散之太陽光線集中，再將集中後之太陽光線投射至太陽能晶片。聚光型太陽能雖然能提高太陽能之利用率，然，將太陽光集中必然會產生高溫，因此聚光型太陽能電池之散熱尤為重要，散熱性能好壞將直接影響太陽能晶片以及太陽能電池之使用壽命。先前之太陽能電池，其太陽能裝置散熱效果並不理想，而且容易因導熱不均勻產生局部熱量集中效應，如果所述熱集中效應過於明顯，將嚴重影響太陽能晶片以及太陽能電池之壽命。
有鑒於此，有必要提供一種具有高散熱性且導熱均勻之太陽能晶片以及具有所述太陽能裝置之太陽能電池。
一種太陽能裝置，其包括一個電路板，一個封裝座，一個導熱件，一個太陽能晶片以及一個透明蓋板。所述封裝座固定設置於所述電路板表面。所述封裝座設置開設有一個凹槽，所述太陽能晶片收容於所述凹槽內，所述蓋板設置於所述凹槽上方並密封所述太陽能晶片。所述封裝座之凹槽底面開設有複數呈陣列狀排列之通孔，所述導熱件包括複數對應於所述通孔之導熱塊，所述每一個導熱塊設置於對應之通孔內且分別與所述太陽能晶片以及所述電路板連接。
一種太陽能電池，其包括一個散熱座，一個太陽能裝置，一個支撐架以及一個聚光件。所述太陽能晶片設置於所述散熱座表面。所述支撐件一端支撐所述聚光件，另一端圍繞所述太陽能裝置與所述散熱座相連。所述太陽能晶片包括一個電路板，一個封裝座，一個導熱件，一個太陽能晶片以及一個透明蓋板。所述封裝座固定設置於所述電路板表面。所述封裝座設置開設有一個凹槽，所述太陽能晶片收容於所述凹槽內，所述蓋板設置於所述凹槽上方並密封所述太陽能晶片。所述封裝座之凹槽底面開設有複數呈陣列狀排列之通孔，所述導熱件包括複數對應於所述通孔之導熱塊，所述每一個導熱塊設置於對應之通孔內且分別與所述太陽能晶片以及所述電路板連接。
由於所述導熱件採用陣列狀排列之導熱塊，因此可以將所述太陽能裝置之熱量快速、均勻地導出，可以有效對所述太陽能裝置散熱，同時可以消除所述太陽能裝置之熱集中效應，保證其使用壽命。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
請參閱圖1，所示為本發明之太陽能電池100之結構分解圖。所述太陽能電池100包括一個散熱座10，一個太陽能裝置20，一個支撐架30以及一個聚光件40。
所述散熱座10包括一個散熱基板11以及多個與所述散熱基板11一側表面相連之散熱片12。所述散熱基板11以及所述散熱片12均採用高導熱性材料製成,例如鋁、銅、鐵等。
請參閱圖2，所述太陽能裝置20包括一個電路板21，一個封裝座22，複數導熱塊23，一個太陽能晶片24以及一個透明蓋板25。本實施方式中，所述電路板21為金屬基印刷電路板（MCPCB：Metal Core Printed Circuit Board），其包括一個金屬層211以及一個形成於所述金屬層211上之電介質層212，所述電介質層212上設有用於傳導電流之印刷電路（圖未示）。所述封裝座22開設有一個用於收容所述太陽能晶片24之凹槽221，所述凹槽221之底面開設有複數呈陣列狀排列之通孔222。本實施方式中，所述封裝座22由陶瓷製成。所述太陽能裝置20包括兩個將所述複數導熱塊23夾設於其間之導熱片28。所述導熱塊23以及所述導熱片28採用高導熱性材料製成，所述導熱塊可以採用金、銀、銅、鉑等金屬。本實施方式中，所述通孔222以及對應之導熱塊23之數量均為9個，構成一個3×3陣列，當然，所述通孔222以及所述導熱塊23不限於9個。
所述太陽能裝置20還包括第一焊料件26以及第二焊料件27，所述第一焊料件26用於連接所述封裝座22與所述電路板21，所述第二焊料件27用於連接所述太陽能晶片24以及所述導熱片28。
所述支撐架30用於支撐所述聚光件40以及將所述聚光件40對準所述太陽能晶片24。所述支撐架30為筒狀之中空結構，其具有一個開口較小之一端以及一個開口較大之另一端。本實施方式中，所述支撐架採用與所述散熱座相同之高導熱性材料，以增強散熱效果。
所述聚光件40用於聚集太陽光並將聚集後之太陽光投射至所述太陽能晶片24。所述聚光件40可以採用凸透鏡或者菲涅爾透鏡（Fresnel Lens），本實施方式中，所述聚光件40為菲涅爾透鏡。
請參閱圖3至圖5，組裝時，所述導熱塊23分別收容於對應之通孔222內，所述兩個導熱片28分別貼設於所述封裝座22下表面以及所述凹槽221底面上，並均與所述導熱塊23相連。所述太陽能晶片24收容於所述凹槽221內並固定於位於所述凹槽221內之導熱片28表面。所述蓋板25封閉所述太陽能晶片24蓋設於所述凹槽221上方。所述封裝座22固定設置於所述電路板21之電介質層212表面，所述太陽能晶片通過可導線（圖未示）與所述電路板之印刷電路相連接。所述電路板21，所述封裝座22，所述導熱塊23，所述太陽能晶片24以及所述蓋板25共同組成所述太陽能裝置20。所述太陽能裝置20設置於所述散熱座10上，所述電路板21之金屬層211與所述散熱基板11之上表面相接觸。所述支撐架30開口較大之ㄧ端開口處支撐所述聚光件40，開口較小之另一端環繞所述太陽能裝置20且與所述散熱基板11相連，所述聚光件40與所述太陽能晶片24相互對準。
工作時，所述聚光件40將入射之太陽光匯聚，並將匯聚後之太陽光投射至所述太陽能晶片24上，所述太陽能晶片24將所述太陽光進行光電轉換並產生電流，所述電流可以經由所述電路板21導出。所述太陽能電池100在工作過程中所產生之熱量由所述散熱座10散發，其中，所述聚光件40與所述散熱基板11之間之空氣熱量由所述支撐架30傳導至所述散熱座10以及直接由所述散熱座10散發；所述太陽能裝置20之熱量由所述封裝座22經由所述導熱塊23、所述電路板21傳導至所述散熱座10散發。由於所述導熱塊23為陣列狀排列，因此可以將所述太陽能裝置20之熱量快速、均勻地導出，可以有效對所述太陽能裝置20散熱，同時可以消除所述太陽能裝置20之熱集中效應，保證其使用壽命。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧太陽能電池
10‧‧‧散熱座
11‧‧‧散熱基板
12‧‧‧散熱片
20‧‧‧太陽能裝置
21‧‧‧電路板
211‧‧‧金屬層
212‧‧‧電介質層
22‧‧‧封裝座
221‧‧‧凹槽
222‧‧‧通孔
23‧‧‧導熱塊
24‧‧‧太陽能晶片
25‧‧‧蓋板
26‧‧‧第一焊料件
27‧‧‧第二焊料件
28‧‧‧導熱片
30‧‧‧支撐架
40‧‧‧聚光件
圖1係本發明之太陽能電池之分解圖。
圖2係本發明圖1之太陽能電池之太陽能裝置之分解圖。
圖3係本發明圖1之太陽能電池組裝完成後之結構圖。
圖4係本發明圖3之太陽能電池沿IV-IV之剖視圖。
圖5係本發明圖4之V部分放大圖。
20‧‧‧太陽能裝置
21‧‧‧電路板
211‧‧‧金屬層
212‧‧‧電介質層
22‧‧‧封裝座
221‧‧‧凹槽
222‧‧‧通孔
23‧‧‧導熱塊
24‧‧‧太陽能晶片
25‧‧‧蓋板
26‧‧‧第一焊料件
27‧‧‧第二焊料件
28‧‧‧導熱片

Claims (10)

  1. 一種太陽能裝置，其包括一個電路板，一個封裝座，一個太陽能晶片以及一個透明蓋板，所述封裝座固定設置於所述電路板表面，所述封裝座設置開設有一個凹槽，所述太陽能晶片收容於所述凹槽內，所述蓋板設置於所述凹槽上方並密封所述太陽能晶片，其改進在於：所述封裝座之凹槽底面開設有複數呈陣列狀排列之通孔，所述太陽能裝置還包括複數對應於所述通孔之導熱塊，所述每一個導熱塊設置於對應之通孔內且分別與所述太陽能晶片以及所述電路板連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能裝置，其中，所述電路板為金屬基印刷電路板，其包括一個金屬層以及一個形成於所述金屬層上之電介質層，所述封裝座設置於所述電介質層上，所述金屬層與所述散熱座相接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能裝置，其中，所述太陽能裝置還包括兩個導熱片，所述兩個導熱片分別貼設於所述封裝座下表面以及所述凹槽底面上，並與所述導熱塊相連，所述太陽能晶片設置於位於所述凹槽內之導熱片表面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之太陽能裝置，其中，所述太陽能裝置包括第一焊料件以及第二焊料件，所述第一焊料件用於連接所述封裝座與所述電路板，所述第二焊料件用於連接所述太陽能晶片以及所述導熱片。
  5. 一種太陽能電池，其包括一個散熱座，一個太陽能裝置，一個支撐架以及一個聚光件，所述太陽能晶片設置於所述散熱座表面，所述支撐件一端支撐所述聚光件，另一端圍繞所述太陽能裝置與所述散熱座相連，所述太陽能晶片包括一個電路板，一個封裝座，一個太陽能晶片以及一個透明蓋板，所述封裝座固定設置於所述電路板表面，所述封裝座設置開設有一個凹槽，所述太陽能晶片收容於所述凹槽內，所述蓋板設置於所述凹槽上方並密封所述太陽能晶片，其改進在於：所述封裝座之凹槽底面開設有複數呈陣列狀排列之通孔，所述太陽能裝置還複數對應於所述通孔之導熱塊，所述每一個導熱塊設置於對應之通孔內且分別與所述太陽能晶片以及所述電路板連接。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池，其中，所述散熱座包括一個散熱基板以及多個與所述散熱基板相連之散熱片，所述散熱基板一側表面與所述散熱片相連，另一側表面與所述太陽能裝置以及所述支撐架相連。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池，其中，所述電路板為金屬基印刷電路板，其包括一個金屬層以及一個形成於所述金屬層上之電介質層，所述封裝座設置於所述電介質層上，所述金屬層與所述散熱座相接觸。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池，其中，所述太陽能裝置還包括包括兩個導熱片，所述兩個導熱片分別貼設於所述封裝座下表面以及所述凹槽底面上，並與所述導熱塊相連，所述太陽能晶片設置於位於所述凹槽內之導熱片表面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之太陽能電池，其中，所述太陽能裝置包括第一焊料件以及第二焊料件，所述第一焊料件用於連接所述封裝座與所述電路板，所述第二焊料件用於連接所述太陽能晶片以及所述導熱片。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池，其中，所述聚光件為凸透鏡或者菲涅爾透鏡。
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