一种微型化合物光伏电池接收器及光伏发电模组的制作方法

本实用新型涉及太阳能光伏发电技术领域，具体而言，涉及一种微型化合物光伏电池接收器及光伏发电模组。

背景技术：

能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题，新能源利用迫在眉睫。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的新能源。太阳能光伏电池可以将太阳能转换为电能，太阳能应用具有光明的前景。

现有技术中，高倍聚光光伏发电技术由光伏电池技术，聚光光学技术以及太阳跟踪技术等组成。二次光学元件是高倍聚光光伏发电必不可少的组成部分，它为光伏电池提供了充足的光能。

通常，二次光学采用球透镜制作，而现有技术中球透镜直接与光伏电池粘接在一起，这种粘接状态使得二次光学在使用中受温度等外界因素影响较大，工作不稳定。另外，由于光伏电池的体积通常较大，微型化合物光伏电池接收器中与光伏电池相连的散热铝板的散热能力有限，容易集聚高温而影响光伏电池的发电效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种微型化合物光伏电池接收器及光伏发电模组，能够有效的利用太阳能，并减少光伏电池热量的产生，增加使用时的稳定性。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种微型化合物光伏电池接收器，包括：二次光学、光伏电池和封装支架，所述封装支架上设置有凹槽，所述光伏电池设置在所述凹槽内，所述封装支架还包括正极引线和负极引线，所述光伏电池的正极与所述正极引线电连接，所述光伏电池的负极与所述负极引线电连接；所述二次光学固定设置在所述凹槽的槽口处。

可选地，所述二次光学包括球形透镜或椭球形透镜。

可选地，所述二次光学通过光学胶粘贴于所述槽口边缘。

可选地，所述二次光学与所述光伏电池的最近空间距离在1mm～4mm之间。

可选地，所述光伏电池的受光面积为0.5mm×0.5mm～2mm×2mm。

可选地，所述二次光学的材质包括石英、硅胶和树脂的任意一种。

可选地，所述光伏电池为III-V族化合物光伏电池。

可选地，所述封装支架的材质包括陶瓷、工程塑料和金属的任意一种。

可选地，所述光伏电池与所述封装支架之间通过导电银胶连接固定。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种光伏发电模组，包括上述任意一项所述的微型化合物光伏电池接收器以及与其相连的调节平台。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型提供的微型化合物光伏电池接收器及光伏发电模组，包括：二次光学、光伏电池和封装支架。通过在所述封装支架的凹槽上固定设置的二次光学，有效的消减色散的影响，使各波长呈现在光伏电池表面位置的光点大小较为接近，可同时提升光点均匀性及光学效率。另外，光伏电池设置在凹槽内，并且光伏电池与二次光学之间不接触，从而减小二次光学受光伏电池发热的影响。光伏电池采用微型化合物光伏电池，每一个独立的光伏电池发热较少，不需要采用散热装置，并且安装容易，发电效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池接收器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的封装支架的结构示意图；

图3为图2的仰视图；

图4为本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池接收器的光路图。

图标:100-微型化合物光伏电池接收器；110-二次光学；120-光伏电池；130-封装支架；132-凹槽；134-正极引线；136-负极引线；140-表面贴装器件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池接收器100的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的封装支架130的结构示意图。本实施例提供一种微型化合物光伏电池接收器100，包括二次光学110、光伏电池120和封装支架130。封装支架130上设置有凹槽132，光伏电池120设置在凹槽132内，封装支架130还包括正极引线134和负极引线136。光伏电池120的正极与正极引线134电连接，光伏电池120的负极与负极引线136电连接。二次光学110固定设置在凹槽132的槽口处。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的凹槽132为圆形盲孔，且凹槽132槽口处的直径大于或等于凹槽132底部的直径。有利于经二次光学110折射后的光线汇聚在光伏电池120表面上。本实用新型实施例对凹槽132的具体形状和封装支架130上的位置不做具体限定，只要能满足通过二次光学110折射后的光线汇聚在光伏电池120表面上即可，示例的，可以是圆柱形盲孔。

另外，光伏电池120设置在凹槽132内，二次光学110固定设置在凹槽132的槽口处，示例的，光伏电池120固定连接在凹槽132的底部，二次光学110为圆球形且直径大于凹槽132槽口处的直径，这样一来，二次光学110就卡在槽口处，而不会落至凹槽132内部，可以通过光学胶把二次光学110粘贴固定在槽口处，使二次光学110不与光伏电池120接触，也起到了密封的作用，避免光伏电池120受外界雨水尘土的影响。

光伏电池120是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置。本实用新型实施例采用微型化合物光伏电池，通过二次光学110将大面积的阳光汇聚到极小面积的高转换效率、耐高温的多PN结光伏电池120上，通过光伏原理，将光能直接转换为电能。

本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池接收器100通过在封装支架130的凹槽132上固定设置的二次光学110，有效的消减了色散的影响，使各波长呈现在光伏电池120表面位置的光点大小较为接近，可同时提升光点均匀性及光学效率，并利用光伏电池120的光谱高响应特性及高转换效率的设计结合高倍聚光技术大大提升了光电的转化效率。另外，光伏电池120设置在凹槽132内，并且光伏电池120与二次光学110并不接触，进而二次光学110受光伏电池120发热的影响较小，不会因为光伏电池120的发热造成二次光学110与槽口间配合不稳定的问题。所述光伏电池120采用微型化合物光伏电池，每一个独立的光伏电池120发热较少，不需要采用散热装置，并且安装容易，发电效率高，充分利用清洁能源产生电能，降低了用电成本，促使资源的合理利用。

可选地，二次光学110包括球形透镜和椭球形透镜，本实用新型实施例中对于椭球形透镜的长半轴半径和短半轴半径的大小不做具体要求，具体的，当椭球形透镜的长半轴半径与短半轴半径相等时即为球形透镜。如图1所示，以二次光学110为球形透镜为例，可以直接把二次光学110放置在凹槽132的槽口处，然后用光学胶粘贴固定在槽口处。

另外，根据微型化合物光伏电池接收器100安装的实际位置以及所需光路的长短，可以灵活设置二次光学110的具体尺寸大小和实际的形状特征，本实用新型实施例对此不做具体的限定。

进一步地，如图1所示，二次光学110通过光学胶粘贴于凹槽132的槽口边缘。具体的，光学胶粘贴在二次光学110与封装支架130上表面所形成的夹角处，用于固定二次光学110，这种方式固定二次光学110，还能够对凹槽132内的光伏电池120起到密封的作用，从一定程度上减弱了外界环境对光伏电池120造成的影响。另外，本实用新型实施例的封装支架130在制作时，凹槽132的槽口边缘处可以进行小尺寸的倒角，以便使二次光学110更好的与槽口边缘接触，并在光学胶的作用下使二次光学110与封装支架130的配合更加紧密稳固。

可选地，如图1所示，二次光学110与光伏电池120的最近的空间距离在1mm～4mm之间。即，二次光学110的最低点与光伏电池120上表面之间的距离在1mm～4mm之间

其中，光伏电池120与凹槽132形成的底面固定，可调的是二次光学110深入凹槽132的部分。具体的，可以改变二次光学110的大小来改变二次光学110深入凹槽132的部分，也可以通过调节凹槽132的锥角来改变二次光学110与光伏电池120之间的具体，亦或者直接改变凹槽132的深度。

进一步地，如图4所示，图4为本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池接收器100的光路图，图4中箭头的方向为汇聚后的光线照射的方向，光伏电池120的受光面积为0.5mm×0.5mm～2mm×2mm。

需要说明的是，本实用新型实施例中示例的光伏电池120是边长为0.5mm～2mm的正方形，但是本实用新型不限于此，光伏电池120也可以根据实际需要切割成其他形状，如三角形，长方形等多边形结构。具体的，当汇聚后的光线经过二次光学110折射的作用下照射到光伏电池120上时，要确保照射面积的充足就需要尽量避免光线的照射盲区。汇聚的光线经二次光学110后有效的消减了色散的影响，使各波长光点大小较为接近，可同时提升光点均匀性及光学效率。

可选地，二次光学110的材质包括石英、硅胶和树脂的任意一种。例如，二次光学110选用以石英为主要原材料制成的K9玻璃(K9的组成：SiO2＝69.13％；B2O3＝10.75％；BaO＝3.07％Na2O＝10.40％；K2O＝6.29％；As2O3＝0.36％)制作，K9玻璃的透光度、折光效果、硬度和质感均较为优良，用于二次光学110的材料，能够使得光的利用效率更高，减少透过二次光学110时光线的损失。需要说明的是，二次光学110的材质的稳定性与光伏电池120的大小以及产生的热量均有关系，可根据实际情况灵活配置二次光学110的材质。

可选地，光伏电池120为III-V族化合物光伏电池，具体的，可以采用砷化镓光伏电池。砷化镓光伏电池与传统的硅光电池相比，具有较好光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力，光电转化效率高。另外，砷化镓光伏电池具有良好的耐温性，砷化镓光伏电池在250℃的条件下仍可以正常工作，各方面的性能都比较优越。

可选地，封装支架130的材质包括陶瓷、工程塑料、和金属的任意一种。本实用新型实施例提供的光伏电池120，产生的热量少，发电效率高。不需要额外设置散热部件，对封装支架130的选择性较广，适用性好，从而可以选取成本造价相对低廉的封装支架130使用。

如图3所示，图3为图2的仰视图，在封装支架130底面还设置有表面贴装器件140，方便与外部固定连接，使安装更为方便快速。

可选地，如图1所示，光伏电池120与封装支架130之间通过导电银胶连接固定。这样一来，通过导电银胶，能够使得光伏电池120的正极与正极引线134电连接、光伏电池120的负极与负极引线136电连接，从而不必再在封装支架130内额外设置连接线或其他的电连接方式。在保证了电连接的基础上，实现了光伏电池120与封装支架130的紧固性，进而增加了光伏电池120的稳定性，为光伏电池120的正常使用提供了保障。

示例的，二次光学110的尺寸可设置为Φ1.6mm的球形透镜，光伏电池120的受光面积设置为1mm×1mm的微型砷化镓光伏电池,封装支架130可以采用LED通用的标准型号为4040的封装支架130。这样一来，三者之间的尺寸以及设置关系相互匹配，能够较好的满足使用需求。

具体的，如图1所示，本实用新型实施例提供的微型化合物光伏电池接收器100在工业生产过程中将光伏电池120设置在蓝膜上，并利用扩晶机把光伏电池120扩开，然后在取晶机上把光伏电池120放置在封装支架130的中心点位置，即如图1所示，凹槽132的中心位置。在放置光伏电池120的过程中，取晶机已经在凹槽132的对应位置点上了导电银胶，然后放上光伏电池120。此时，光伏电池120的正极与正极引线134之间以及光伏电池120的负极与负极引线136之间均通过导电银胶实现电连接，并且，光伏电池120与凹槽132的底面之间固定连接，且光伏电池120的上表面与凹槽132底面平行。

将封装支架130的凹槽132槽口处利用自动点胶机点上光学胶并将二次光学110放入凹槽132槽口处粘贴固定即完成了基本的组装过程。最后，将整个微型化合物光伏电池接收器100放入真空恒温烤箱用180℃的恒温烤30分钟，以确保导电银胶及光学胶完全固化。

本实用新型实施例还提供了一种光伏发电模组，包括如上所述的任意一种微型化合物光伏电池接收器100以及与其相连的调节平台。该光伏发电模组包含与前述实施例中的微型化合物光伏电池接收器100相同的结构和有益效果，由于微型化合物光伏电池接收器100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。