TWI416745B - 可感測太陽方位之太陽能電池 - Google Patents

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Description

可感測太陽方位之太陽能電池
本發明關於一種太陽能電池，尤指一種可感測太陽方位之太陽能電池。
在與太陽能息息相關的產業裡，感測太陽方位的功能有助於產品的功效發揮，例如為了讓太陽能電池(solar cell)維持一定的工作效率，係必須使其可以長時間朝向太陽以獲得充足且直射的光照，由於地球自轉的原因使得光照的角度不斷變動，若太陽能電池裝設角度及位置皆固定，就沒有辦法長時間獲得充足的光照。因此若能感測太陽之位置而即時調整太陽能電池的受光方向，將有助於維持太陽能電池最大發電功率。
是以，遂有習用技術如美國第7164109號專利案，係利用聚光元件將太陽入射光聚焦於一太陽位置感測電路板上，而於聚焦位置產生相對周圍較高之溫度，藉由溫度改變電路板上的垂直電阻，配合電路板上方的X軸方向電極與下方的Y軸方向電極，而可偵測焦點在X-Y平面上的位置，進而估計太陽方位。又如西班牙第P9901375號專利案，其於一平面上設置四個感測器，並於平面正上方設有一遮蔽金屬片，當太陽入射光照射在金屬片上，其陰影將隨著太陽方位改變而佔據四個感測器不同大小的面積，藉此檢測太陽位置。再如美國第4361758號專利案，其包含 一群平均佈設於一圓頂結構之感測器，使每個感測器分別面對不同方位角及高度角，因此隨著太陽方位改變，感測器矩陣上的電流分布亦因而改變，藉此以感測太陽方位。
前述所列舉的習知技術若搭配太陽能電池使用，由於追蹤器感應太陽的位置不同於太陽能電池接受光照的位置，如此就有可能產生相對誤差，且獨立設置的感測器除了會增加額外的成本，亦可能受到污垢遮蔽而影響準確性，且太陽光可能因烏雲遮蔽的關係使感測器接收的陽光不均勻，亦可能影響準確性。
由上述說明可知，習知感測太陽位置之技術與太陽能電池搭配，因彼此皆為獨立裝置的緣故，將會有誤差產生的問題。
有鑒於此，本發明之主要目的在於提供一種可感測太陽方位之太陽能電池，其以表面電極感應太陽位置，因電池所感應接收光照位置即對應目前太陽所在方位，不需額外的追蹤器，且誤差不易產生，可確保電池接收最大太陽功率。
欲達上述目的所使用之主要技術手段，係令該可感測太陽方位之太陽能電池包含：一太陽能電池本體，其表面係以複數假想線劃分成複數獨立區域，該太陽能電池本體係接受光照而產生光生載子並傳遞至表面上； 一聚光單元，係設於該太陽能電池本體表面之上方，係將太陽光聚集投射於該太陽能電池本體之表面；一保護層，係設於該太陽能電池本體表面上；複數表面電極，係佈設於該複數之每一獨立區域上而與該保護層位於同一表面，該複數之每一表面電極僅傳遞其鄰近的光生載子成為光電流；複數匯流電極，該複數之每一匯流電極係電性連接所對應之該複數之每一獨立區域內之所有該表面電極，而匯集所對應之該複數之每一獨立區域上的光電流；以及複數電流感測器，該複數之每一電流感測器係分別感測所對應之該複數之每一匯流電極的光電流值。
以該複數之每一獨立區域面積相同為例，由於太陽光照射於該複數之每一獨立區域的面積不一定相同，因此太陽能電池本體相對該複數之每一獨立區域所產生的光生載子數目亦不同，只要比較各電流感測器所量測之光電流值，經過運算即可得知太陽當前相對於電池表面法線的位置資訊，因此本發明所感應太陽方位的位置即為電池接收光照的位置，不需設置額外的追蹤器，且誤差不易產生，可確保電池接收最大太陽功率。
請參考第一圖、第二圖及第三圖所示，係本發明可感測太陽方位之太陽能電池的一較佳實施例，係包含一太陽能電池本體(10)、一聚光單元(11)、複數表面電極(12)、複 數匯流電極(13)以及複數電流感測器(14)。
前述太陽能電池本體(10)表面設有一保護層(15)且劃分成複數感測獨立區域，如圖面上複數假想線(100)所劃分之，該保護層(15)可為TCO透明導電層(Transparent Conductive Oxides)，該太陽能電池本體(10)係包含一p型半導體層(10a)與一設於p型半導體層(10a)上的n型半導體層(10b)，可接受光照而產生光生載子並傳遞至表面上，本實施例係以兩條假想線(100)直交而劃分成四個面積相同的三角形獨立區域，但不限於等面積；前述的太陽能電池本體(10)組成結構並不限定n型半導體層(10b)設於p型半導體層(10a)上，兩者亦可對調改由p型半導體層(10a)設於n型半導體層(10b)。
前述聚光單元(11)係設於太陽能電池本體(10)表面之上方，係將太陽光聚集投射於該太陽能電池本體(10)之表面，該聚光單元(11)可為菲涅爾透鏡(Fresnel lens)或不鏽鋼反射板組件，但不以此兩種形式為限。
該些表面電極(12)係佈設於前述各感測獨立區域上且與保護層(15)位於同一表面，各感測獨立區域包含至少一表面電極(12)，各表面電極(12)係傳遞太陽能電池本體(10)表面上鄰近的光生載子成為光電流，本實施例中該些表面電極(12)係為高導電性材料所構成之導電線體。
該些匯流電極(13)，係分別對應該些感測獨立區域，其中每一匯流電極(13)係電性連接所對應之一感測獨立區域上的所有表面電極(12)，而匯集該感測獨立區域上的光電 流。
該些電流感測器(14)，係分別感測該些匯流電極(13)的光電流值。
如第一圖所示，理想而言，若太陽光垂直入射聚光單元(11)，則太陽光照範圍將可平均落在太陽能電池本體(10)表面的各個感測獨立區域上，此時太陽能電池本體(10)生成的光生載子亦平均分布在各感測獨立區域，光生載子以表面電極(12)為路徑傳遞形成光電流並流入表面電極(12)所連接之匯流電極(13)，若在各獨立區域面積設為相同的條件下，各電流感測器(14)所測出之電流值應為一致。
然而再如第二圖所示，當太陽光照範圍不平均地落在各獨立區域時，光生載子將依各獨立區域受光面積大小而產生不同載子數量，因此各獨立區域上的光電流值亦不同，只要比較各電流感測器(14)所量測之光電流值差異，經過運算即可得知太陽當前相對於電池表面法線的位置資訊，例如第二圖所示，可看出太陽係偏向太陽能電池本體(10)中心的左側，導致右側區域較左側區域獲得較多光照面積。
請進一步參考第七圖所示，為本發明另一較佳實施例，與前述的實施例不同在於：於太陽能電池本體(10)表面上的保護層(15)係經過切割而具有複數溝槽(120)，由溝槽(120)分成數個間隔開的區塊，該些區塊即對應太陽能電池本體(10)表面的感測獨立區域，其中溝槽(120)之深度如第八圖所示，可僅延伸至保護層(15)；或如第九圖所示，可延伸至n型半導體層(10b)；或如第十圖所示，可延伸至p型 半導體層(10a)。
本發明並不侷限於單一種獨立區域劃分方式，如第四圖所示，本發明可由兩假想線(100)直交劃分成四個面積相等的正方形獨立區域；或如第五圖所示，由三條假想線劃分成三個面積相等的三角形獨立區域；再者，本發明亦不侷限劃分相同面積之獨立區域，如第六圖所示，係以兩假想線劃分四個面積不全相等的獨立區域，再如第十一圖所示，劃分成兩梯形與兩三角形的獨立區域；即使劃分面積不相等之獨立區域，後續感測仍可藉由校正方式獲得正確的太陽位置資訊。
本發明之太陽能電池可單獨存在，或是如第十二圖所示由多個同時並排而形成陣列，其中可選擇性地令任一太陽能電池具備前述的太陽方位感測功能。
綜上所述，本發明主要利用太陽能電池本體表面上複數獨立區域上的複數表面電極作為傳遞光生載子，再比較各獨立區域的光電流值的差異，以此得出太陽位置資訊，由於本發明所感應太陽方位的位置即為電池接收光照的位置，不需設置額外的追蹤器，且誤差不易產生，可確保電池接收最大太陽功率。
(10)‧‧‧太陽能電池本體
(10a)‧‧‧p型半導體層
(10b)‧‧‧n型半導體層
(100)‧‧‧假想線
(11)‧‧‧聚光單元
(12)‧‧‧表面電極
(120)‧‧‧溝槽
(13)‧‧‧匯流電極
(14)‧‧‧電流感測器
(15)‧‧‧保護層
第一圖：為本發明一較佳實施例之裝置示意圖。
第二圖：為本發明一較佳實施例之裝置示意圖。
第三圖：為本發明一較佳實施例之側面剖示圖。
第四圖：為本發明之太陽能電池本體表面劃分獨立區域之第二較佳實施例。
第五圖：為本發明之太陽能電池本體表面劃分獨立區域之第三較佳實施例。
第六圖：為本發明之太陽能電池本體表面劃分獨立區域之第四較佳實施例。
第七圖：為本發明之太陽能電池本體表面劃分獨立區域之第五較佳實施例。
第八圖：為第七圖第一較佳實施例之切割深度示意圖。
第九圖：為第七圖第二較佳實施例之切割深度示意圖。
第十圖：為第七圖第三較佳實施例之切割深度示意圖。
第十一圖：為本發明之太陽能電池本體表面劃分獨立區域之第六較佳實施例。
第十二圖：為多個本發明太陽能電池並排之側視圖。
(10)‧‧‧太陽能電池本體
(100)‧‧‧假想線
(11)‧‧‧聚光單元
(12)‧‧‧表面電極
(13)‧‧‧匯流電極
(14)‧‧‧電流感測器

Claims (16)

  1. 一種可感測太陽方位之太陽能電池，係包含：一太陽能電池本體，該太陽能電池本體係接受光照而產生光生載子並傳遞至表面上，其表面係劃分成複數獨立區域；一聚光單元，係設於該太陽能電池本體表面之上方，係將太陽光聚集投射於該太陽能電池本體之表面；一保護層，係設於該太陽能電池本體表面上；複數表面電極，係佈設於該複數之每一獨立區域上而與該保護層位於同一表面，該複數之每一表面電極僅傳遞其鄰近的光生載子成為光電流；複數匯流電極，該複數之每一匯流電極係電性連接所對應之該複數之每一獨立區域內之所有該表面電極，而匯集所對應之該複數之每一獨立區域上的光電流；以及複數電流感測器，該複數之每一電流感測器係分別感測所對應之該複數之每一匯流電極的光電流值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該太陽能電池本體表面係以兩條假想線直交而劃分成四個面積相同的三角形該獨立區域。
  3. 如申請專利範圍第1項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該太陽能電池本體表面係以兩假想線直交劃分成四個面積相等的正方形該獨立區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該太陽能電池本體表面係以三條假想線劃分成三 個面積相等的三角形該獨立區域。
  5. 如申請專利範圍第1項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該太陽能電池本體表面係以兩假想線直交劃分成四個面積不全相等的該獨立區域。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該聚光單元係為一菲涅爾透鏡。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該聚光單元係為一不鏽鋼反射板組件。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該複數表面電極係為高導電性材料所構成之導電線體。
  9. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該太陽能電池本體係包含一p型半導體層與一設於p型半導體層上的n型半導體層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該保護層具有複數溝槽，該複數溝槽係將保護層分成數個間隔開的複數區塊，該複數之每一區塊分別對應該太陽能電池本體表面所劃分的該複數之每一獨立區域。
  11. 如申請專利範圍第10項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該太陽能電池本體係包含一p型半導體層與一設於p型半導體層上的n型半導體層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該複數溝槽之深度係延伸至n型半導體層。
  13. 如申請專利範圍第11項所述可感測太陽方位之太 陽能電池，該複數溝槽之深度係延伸至p型半導體層。
  14. 如申請專利範圍第10項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該太陽能電池本體係包含一n型半導體層與一設於n型半導體層上的p型半導體層。
  15. 如申請專利範圍第14項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該複數溝槽之深度係延伸至p型半導體層。
  16. 如申請專利範圍第14項所述可感測太陽方位之太陽能電池，該複數溝槽之深度係延伸至n型半導體層。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TW200739008A (en) * 2006-01-25 2007-10-16 Intematix Corp Solar modules with tracking and concentrating features
TWM370833U (en) * 2009-07-07 2009-12-11 Epistar Corp Solar cell

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TW200739008A (en) * 2006-01-25 2007-10-16 Intematix Corp Solar modules with tracking and concentrating features
TWM370833U (en) * 2009-07-07 2009-12-11 Epistar Corp Solar cell

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