TWM394574U - Secondary concentrator of concentrator solar cell module - Google Patents

Description

M394574 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作提供一種二次聚光裝置，特別是關於一種設於 聚光型太陽能電池模組内的管件，並涉及該管件的一反光 通道。 【先前技術】 按’傳統之聚光型太陽能電池模組，一般是由反射鏡 及1 光型太％此電池(Concentrator Photovoltaic，CPV)組配 而成，通常是在一殼體内形成一聚光用腔室，該聚光型太 陽能電池係設於腔室内，且反射鏡係配置於腔室頂部的殼 體壁面上，以反射外界太陽光至腔室内，令聚光型太陽能 電池接受反射鏡反射之太陽光照射而發電；目前利用反射 鏡聚光的作法，包括有利用菲涅爾透鏡(FreSnel Lenes)及蓋 賽格林式(Cassegrain)光學系統等。 且知，上述聚光型太陽能電池的主要材料為砷化鎵 (GaAs) ’也就是三五族(III-V)材料，一般採用矽晶材料製成 的太陽能電池只能吸收太陽光譜中400〜1，1 OOnm波長的能 量’而聚光型不同於石夕晶圓太陽能技術，可透過多接面化 合物半導體吸收較寬廣的太陽光譜能量，且聚光型太陽能 電池的耐熱性比一般晶圓型太陽能電池又來的高；因此， 可通過使用較大面積的反射鏡將外界太陽光聚焦至較小面 積的聚光型太陽能電池上，來提高太陽能的發電效率，並 節省電池使用面積。 現有之聚光型太陽能電池模組的聚光技術’可見揭露 於臺灣第201015733號及第M360983號專利案中；然而， 3 M394574 其中之反射鏡於反射太陽光照射聚光型太陽能電池期間， 反射至腔室内的太知光也谷易輕射至聚光型太陽能電池周 圍的區域，而使該太陽能電池所能接收之太陽光的輻射能 產生一定程度的衰減；此外，該反射鏡也容易受到外界環 境或人為因素的影響，而使反射鏡所反射至太陽能電池表 面之多道太陽光線之間形成強、弱上的差異，導致太陽能 電池表面接受太陽光照射的強度不均勻。 因此，現有車父為先進的技術中’已存在一種可將太陽· 光聚焦於太陽能電池上的聚光器，揭露於臺灣第1277772號 專利案中，其中之聚光器呈淺薄之杯狀，且反射鏡所反射 之太陽光可直接穿過該聚光器而聚焦於聚光型太陽能電池 表面；如此，雖能利用聚光器之内壁遮擋太陽光輕射至太 陽能電池周圍的區域，但其反射鏡反射之太陽光係直接聚 焦於太陽能電池表面，而具有上述太陽能電池表面接受太 陽光照射之強度不均勻的狀況，亟需加以改善。 【新型内容】 本創作之目的在於提供一種聚光型太陽能電池模組之 一次1光裝置，以克服上述先前技術中，由於多道太陽光 線之間強、弱上的差異，而導致太陽能電池表面接受太陽 光照射強度不均勻的問題。 為能實現上述之目的，本創作聚光型太陽能電池模組 之二次聚光裝置，包含： 、 一反射鏡’能夠反射太陽光至該反射鏡近侧聚焦，而 形成一聚光區； 太IW能電池晶片，配置於該聚光區内’且該太陽能 4 M394574 電，晶片之-受光端面係朝向該反射鏡反射至該聚光區的 太陽光， -反光通道’形成於讀寬管口及該窄 反光通道自該寬管口朝該窄管口方向逐漸^之間’且該 道並具有一可供所述太陽光於該反光通道内光通 的特定長度，該特定長度係依據其所反射之行少人反射 加以設定。 光的波長 藉由上述’經由該反射鏡反射至聚光區内 ^ 陽 光線，能夠聚焦於該管件之寬管口 ’進而透入兮通道 内，致使所述太陽光線於該反光通道内進行多a反射 ^ 所述太陽光線的反射次數受到該反光通道之遂、σ &内 壁影響’而朝該窄管口方向逐漸增多，因此能约反S所述 太陽光經由該窄管口均句照射該受光端面，趣使該太陽能 電池晶片發電；據此，以確保太陽能電池晶片 $ 電 效率。其中， 正吊 更加包含一殼體，該殼體内部形成一脸室 兮·緣雜 頂部形成一可供太陽光照射進入的窗口，該窗〇與 相連通，該反射鏡係配置於該窗口，以間隔续该 聚光區。 所述反射鏡以弧凹形態向下方伸入該腔t 反射鏡上形成一朝向上方的弧凹狀反光面，談聚^光g彳系位 5 於該窗口與該弧凹狀反光面之間。該窗口配置一辅助鏡， 該輔助鏡位於該反射鏡上方，該太陽能電池晶片位於該弧 四狀反光面上，該反射鏡經由該弧凹狀反光面反射太陽光 照射該輔助鏡，且該輔助鏡上具有一可接受該弧凹狀反光 面反射之太陽光照射的弧凸狀反光面，能夠反射太陽光照 射該太陽能電池晶片。或者，該太陽能電池晶片鄰近該窗 口，並位於該反射鏡之該弧凹狀反光面上方，該反射鏡經 由該弧凹狀反光面反射太陽光照射該太陽能電池晶片。 或者，所述反射鏡可為一凸透鏡或一菲涅爾透鏡。 此外，本創作也包含： 所述管件可由非透光材料製成，而使反光通道内壁能 夠遮擋太陽光輻射至太陽能電池晶片周圍的區域。 所述管件可為矩形管或圓形管，以利於管件之加工。 所述反光通道内壁形成有一可供所述太陽光於該反光 通道内進行多次反射的反光面；且該反光面係由高反射率 之反光材料佈設而成，該反光材料可為鋁或銀等。 與現有技術相比，本創作聚光型太陽能電池模組之二 次聚光裝置，克服了現有技術中，由於多道太陽光線之間 強、弱上的差異，而導致太陽能電池表面接受太陽光照射 強度不均勻的問題* 然而，為能明確且充分揭露本創作，併予列舉較佳實 施之圖例，以詳細說明其實施方式如後述： 只 【實施方式】 首觀圖1所示’揭示出本創作第—款實施例的立體分 解圖，並配合圖2及圖3說明本創作聚光型太陽能電池模 M394574 組之二次聚光裝置，包含一殻體1、一反射鏡2、一聚光梨 太陽能電池晶片3、一管件4及一反光通道4〇;該殼體1 内部形成一腔室11，且殼體1頂部形成一可供太陽光照射 進入的窗口 12，而與該腔室11相連通。該反射鏡2係配置 於該窗口 12，能夠反射外界太陽光至反射鏡2近側的腔室 11内聚焦，而於腔室11内形成一聚光區13 ;該反射鏡2 在本實施上可呈弧凹狀，且反射鏡2中央以弧凹形態向下 方伸入該腔室11内，而於該反射鏡2頂部形成一朝向上方 的弧凹狀反光面21，並間隔腔室Η形成該聚光區13，致使 聚光區13位於該窗口 12與弧凹狀反光面21之間，且該反 射鏡2是經由弧凹狀反光面21反射外界太陽光進入該聚光 區13内聚焦。 該窗口 12設有一透鏡6(如圖1及圖3所示），位於該 反射鏡2頂部，該透鏡6可由玻璃或聚光膠材構成，且窗 口 12中央並配置有一輔助鏡5，位於該透鏡6中央底面， 並位於該反射鏡2之弧凹狀反光面21中央上方的聚光區13 内；該太陽能電池晶片3係配置於該腔室11之聚光區π 内’並位於該弧凹狀反光面21中央，且太陽能電池晶片3 之一受光端面31係朝向該反射鏡2反射至該聚光區13的 太陽光；該反射鏡2之反射面積係大於該輔助鏡5的反射 面積，且辅助鏡5之反射面積係大於該太陽能電池晶片3 之受光端面31的面積，而使該反射鏡2、辅助鏡5及太陽 能電池晶片3之間配置形成一蓋赛格林式光學系統；如此， 該反射鏡2能夠經由該弧凹狀反光面21反射外界太陽光照 射該辅助鏡5,且辅助鏡5底部具有一朝向下方的弧凸狀反 7 M394574 光面51 ’能夠接受該弧凹狀反光面2i反射之太陽光照射， 並能夠反射太陽光照射該太陽能電池晶片3之受光端面 31 ’致使太陽能電池晶3接受該反射鏡2及辅助鏡5反 射之太陽光照射而發電。 該官件4係座落於該聚光區13 0 (如圖丨及圖3所 示）’並鄰近於該太陽能電池晶片3頂端，且管件4雙端分 別形成一位於該反射鏡2反射太陽光之聚焦位置的寬管口 41 (如圖2及圖4所示），及一位於該受光端面31之相對 端的窄管口 42 ;實際上，該管件4可垂直配置於該太陽能 電池晶片3頂端，且管件4底端固定於該弧凹狀反光面21 頂部中央，而使管件4底端之窄管口 42罩住太陽能電池晶 片3的受光端面31，且管件4頂端之寬管口 41朝向該辅助 鏡5之弧凸狀反光面51 ’並位於該反射鏡2經由辅助鏡5 反射太陽光之聚焦位置；該管件4可由非透光之金屬、塑 膠或陶瓷材料製成，且管件4、4a可為矩形管或圓形管（如 圖5所示），以利於管件4之加工。 該反光通道40係形成於該寬管口 41及窄管口 42之間 (如圖2及圖4所示）’且反光通道40自該寬管口 41朝窄 管口 42方向逐漸縮小直徑’而使反光通道40呈上寬下窄 的斜錐狀；該反光通道40並具有一可供所述太陽光於該反 光通道40内進行多次反射的特定長度hi ’該特定長度hi 係依據其所反射之太陽光的波長加以設定；實質上，該反 光通道40内壁以鍍膜方式披覆形成有一可供所述太陽光於 該反光通道40内進行多次反射的反光面43 ’且反光面43 可由高反射率之反光材料佈設而成’該反光材料可為銘或

S M394574 銀等；此外，由於該管件4可由非透光材料製成’因此， 該反光通道40内壁亦能夠遮擋太陽光輻射至太陽能電池晶 片3周圍的區域。 藉由上述，可供據以實施本創作，特別是當太陽光照

射該殼體1頂面時（如圖3所示）’太陽光線7能夠通過該 透鏡6進入聚光區13 ’並照射該反射鏡2之弧凹狀反光面 21，且弧凹狀反光面21會反射多道太陽光線7照射該辅助 鏡5之弧凸狀反光面51，同時該弧凸狀反光面51會反射多 道太陽光線7聚焦於該管件4頂端的寬管口 41，進而透入 該反无逋道40内（如圖4所示），致使所述太陽光線7於 該反光通道40内壁的反光面43上進行多次反射，且所述 太陽光線7的反射次數受到該反光通道40之逐漸縮口的内 壁的f光面43影響，而朝該窄管口 42方向逐漸增多；因 Ϊ光St射所述太陽光線7經由該窄管口 42均勻照射該 二+ ’驅使該太陽能電池晶片3發電；據此，以確 保太陽能料Μ 3的正常發率。

$青參閱圖< 圖，說明^所示’揭示出本創作第二款實施例的剖示 2a可為」^上述第二款實施例相異之處在於，該反射鏡 鏡等構件，#鏡或賴透鏡，並省略上述透鏡及輔助 且太陽能1：^射鏡％下方的腔室11形成該聚光區13， 面上，該反射^ 3位於反射鏡仏中央下方的腔室11内壁 之受光端面31見2&之反射面積係大於該太陽能電池晶片3 時，太陽光線7的面積/如此，當太陽光照射該殼體1頂面 線7聚焦;^〜會接X該反射鏡2a折射，而使多道太陽光 、該官件4頂端的寬管口41，進而透入該反光通 9 M394574 道40内，致使所述太陽光線7於反光通道40内壁的反光 面43上進行多次反射，能夠反射所述太陽光線7經由窄管 口 42均勻照射受光端面31，驅使該太陽能電池晶片3發 電，其餘構件組成及實施方式係等同於上述第一款實施例。 請參閱圖7所示，揭示出本創作第三款實施例的剖示 圖，說明其於上述第一款實施例相異之處在於’省略上述 • 輔助鏡，該太陽能電池晶片3位於該透鏡6中央底面，而 鄰近該窗口 12，且太陽能電池晶片3位於該反射鏡2之弧 凹狀反光面21中央上方的聚光區13内；該管件4可垂直 蒙配置於該太陽能電池晶片3下方’而位於透鏡6中央底面’ 該管件4之窄管口 42罩住太陽能電池晶片3的受光端面 31，且管件4之寬管口 41朝向該反射鏡2之弧凹狀反光面 ，並位於反射鏡2反射太陽光之聚焦位置；該反射鏡2 之反射面積係大於該太陽能電池晶片3之受光端面31的面 積；如此，當太陽光照射該殼體1頂面時，太陽光線7能 夠通過透鏡6照射反射鏡2之弧凹狀反光面21，且弧凹狀 反光面21會反射多道太陽光線7聚焦於管件4之寬管口 • 41，進而透入該反光通道40内，致使所述太陽光線7於反 光通道40内壁的反光面43上進行多次反射，能夠反射所 述太陽光線7經由窄管口 42均勻照射受光端面31，驅使該 太陽能電池晶片3發電，其餘構件組成及實施方式係等同 於上述第一款實施例。 綜上所陳，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以 限定本創作；凡其他未脫離本創作所揭示之精神下而完成 的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍内。 10 M394574 【圖式簡單說明】 圖1 :為本創作第一款實施例的立體分解圖。 圖2 :為本創作一太陽能電池晶片與管件的立體圖。 圖3 :為圖1實施例的剖示圖。 圖4:為圖3之管件的局部放大剖示圖。 圖5:為本創作另一太陽能電池晶片與管件的立體圖。 圖6 :為本創作第二款實施例的剖示圖。 圖7 :為本創作第三款實施例的剖示圖。 【主要元件符號說明】 1 殼體 11 腔室 12 窗口 13 聚光區 2 > 2a 反射鏡 21 弧凹狀反光面 3 太陽能電_池晶片 31 受光端面 4、4a 管件 40 反光通道 41 寬管口 42 窄管口 43 反光面 5 輔助鏡 11 M394574 51 弧凸狀反光面 6 透鏡 7 太陽光線

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Claims (1)

1. M394574 六、申請專利範圍： 1. 一種聚光型太陽能電池模組之二次聚光裝置，包含： 一反射鏡，能夠反射太陽光至該反射鏡近側聚焦，而 形成一聚光區； 一太陽能電池晶片，配置於該聚光區内，且該太 . 電池晶片之一受光端面係朝向該反射鏡反射至該聚光區的 太陽光； 一管件，座落於該聚光區内，並鄰近於該太陽能電池 鲁 晶片，且該管件雙端分別形成一位於該反射鏡反射太陽光 之聚焦位置的寬管口，及一位於該受光端面之相對端的办 管口；及 ~ 一反光通道，形成於該寬管口及該窄管口之間，且兮 反光通道自該寬管口朝該窄管口方向逐漸縮口，該反光2 道並具有一可供所述太陽光於該反光通道内進行多次反射 的特定長度，能夠反射所述太陽光經由該窄管口均勻照射 該受光端面，而使該太陽能電池晶片發電。 • 2♦如申請專利範圍第1項所述聚光型太陽能電池模余 .之二次聚光裝置，更加包含一殼體，該殼體内部形成一二 室，且該殼體頂部形成一可供太陽光照射進入的窗口， 窗口與該腔室相連通，該反射鏡係配置於該窗口，以= 該腔室形成該聚光區。 隔 3.如申請專職圍第2項所述聚光型太陽能電池 之二次聚光裝置，其中該反射鏡以弧凹形態向下方、玲 腔室内，而㈣反射鏡上形成—朝向上方的弧凹狀= 面，該聚光區係位於該窗口與該弧凹狀反光面之間。 13 M394574 4.如申請專利範圍第3項所述聚光型太陽能電池模組 之二次聚光裝置’其中該窗口配置一輔助鏡，該輔助鏡位 於該反射鏡上方’該太陽能電池晶片位於該弧凹狀反光面 上’該反射鏡經由該弧凹狀反光面反射太陽光照射該辅助 鏡’且該辅助鏡上具有一可接受該弧凹狀反光面反射之太 陽光照射的弧凸狀反光面，能夠反射太陽光照射該太陽能 電池晶片。

   5.如申請專利範圍第3項所述聚光型太陽能電池模組 之二次聚光裝置’其中該太陽能電池晶片鄰近該窗口，龙 位於該反射鏡之該弧凹狀反光面上方，該反射鏡經由該弧 凹狀反光面反射太陽光照射該太陽能電池晶片。 6.如申請專利範圍第2項所述聚光型太陽能電池模組 之二次聚絲置，其巾該反射鏡係為—菲關透鏡。 一 7·如巾料利範圍第〗項所述聚光型太陽能電池模組 之--人聚絲置’其巾該管件係由非透光材料製成。 之一二聚光^置利ίΓ第1項所述聚光型太陽能電池模組 之-4練置，其中該管件係為矩形管·形管。 9 ·如申清專利乾圍第1垣 之二次聚絲置，其巾型太電池模組 太陽#w ml 通道内壁形成有—可供所述 太1%先於該反先通相進行多次反射的反光面。 1〇·如申請專利範圍第9項所述聚光型 ::::成聚光裝置’其中該反先面係由高反射率=