专利名称：一种二次太阳能光电模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能发电技术领域，特指一种二次太阳能光电模组。
背景技术：
现有太阳能发电多以太阳能硅芯片为核心，安装在支架上正对太阳的一面，直接接受太阳照射而进行能量转换。这种方式单位面积上阳光利用率较低，功率较小，如要大功率，需要很大的面积。为此，有设计者研发了砷化镓太电片，配合聚焦透镜使用，可以做到小面积而达到大功率，从而提高太阳能利用率。与此同时，对太阳光聚焦使用时必然会产生高温，因此，砷化镓太电片的散热成为一个关键，砷化镓太电片必须配置快速导热、散热装置。 而目前导热性能较佳的产品主要有热管、均温板及其相关产品，它们的主要由铜制作，都是在一个密封空间中注入液态工作介质，并形成毛细组织，其工作过程是受热端受热使工作介质升温气化，在冷端放热冷凝，通过毛细结构回流至热端，进行循环热交换热传递，实现快速导热。然而，上述的热管、均温板等制作工艺十分复杂，包括产品的成型、毛细组织的设计、工作介质的注入、产品的密封等等，而且材料成本较高，致使其生产效率较低而且制作成本相当高。另一方面，目前砷化镓太电模组工作时产生的大量热量一般是直接散发掉而没有加以利用，这实际上也构成了一种资源浪费，因此如何对其热量加以利用也是申请人一直研究的课题。再一方面，在现有的砷化镓太电模组或者大功率LED模组结构中，其与导热装置或者散热装置之间的贴合通常是直接贴合、周边焊接的方式，这种方式对产品表面的加工要求极高，然而即使表面加工平整，也会由于材质的不同、热膨胀率不同等因素，造成接触面不能达到真正的完全接触，从而影响导热及散热过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二次太阳能光电模组，能更高效地利用太阳能。本发明实现其目的采用的技术方案是一种二次太阳能光电模组，所述的二次太阳能光电模组包括一框架，所述框架上部安装有菲涅耳聚焦透镜，于框架内、菲涅耳聚焦透镜的下方安装有二次太阳能光电模块，所述二次太阳能光电模块从上到下依次包括砷化镓太电单元、第一快速导热装置、温差发电片单元、第二快速导热装置以及散热器。上述技术方案中，所述二次太阳能光电模块中，于砷化镓太电单元与第一快速导热装置之间、第一快速导热装置与温差发电片单元之间、温差发电片单元与第二快速导热装置之间以及第二快速导热装置与散热器之间，均分别设有石墨膜夹层。上述技术方案中，于所述二次太阳能光电模块的砷化镓太电单元上方还设有内表面刻有聚光热螺纹的聚光杯。上述技术方案中，所述菲涅耳聚焦透镜的尖角R值少于0. 025mm。上述技术方案中，所述石墨膜夹层为石墨膜或者含过渡金属的石墨复合膜。
所述石墨膜夹层中过渡金属为钇、铝、钛、钼、钪中的任意一种或几种任意比例的合金材料。上述技术方案中，所述第一快速导热装置、第二快速导热装置为钇合金超导热装置，该钇合金超导热装置是由含钇1^-15^3^1%- 15%、铝60% 90%为主要成分的合金材料成型制作。当然，还可以添加钛、钼、钒、锶、铍等过渡金属原料。上述技术方案中，于所述框架的外围还围设有由二氧化锆或石墨或稀土与纳米碳玄武岩制作成型的耐热遮光板。本发明采用上述技术方案后，砷化镓太电模组工作时热量能及时散发，而且散发的热量用于给温差发电片的热端加热，实现温差发电，相当于对太阳能进行二次利用，进一步提高了太阳能利用率；本发明中采用钇合金超导热装置作为快速导热装置，其结构简单制作成本低，导热效率快；采用石墨膜夹层作为有效连接砷化镓太电单元、第一快速导热装置、温差发电片单元、第二快速导热装置以及散热器之间的夹层，利用石墨合金膜本身延展性好、导热效率高等特性，确保各结构层之间的全面有效接触并加速热传导，有利于散热。
图1是本发明二次太阳能光电模组的结构示意图；图2是本发明中聚光杯的结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。如图1所示，本发明所述的二次太阳能光电装置包括一框架1，所述框架1上部安装有菲涅耳聚焦透镜2，菲涅耳聚焦透镜2是基于菲涅耳透镜，其不同处是内设计有二次再折射结构提高聚焦倍数，且其镜面上方设有耐高温玻璃21保护。菲涅耳聚焦透镜2的尖角 R值少于0.025mm，聚光效果更佳。于框架1内、菲涅耳聚焦透镜2的下方安装有二次太阳能光电模块3，所述二次太阳能光电模块3从上到下依次包括砷化镓太电单元31、第一快速导热装置32、温差发电片单元33、第二快速导热装置34以及散热器35。所述二次太阳能光电模块3中，于砷化镓太电单元31与第一快速导热装置32之间、第一快速导热装置32与温差发电片单元33之间、温差发电片单元33与第二快速导热装置34之间以及第二快速导热装置34与散热器35之间，均分别设有石墨膜夹层4。石墨膜夹层4的作用是与各层表面充分接触，并且导热快速，使它们之间的热传导效率更高，散热效果更好。上述技术方案中，所述石墨膜夹层4采用的是石墨膜(如市售的散热石墨膜等) 或者是含过渡金属的石墨复合膜，其中石墨复合膜中含有钇、铝、钛、钼、钪等高温超导体中任意一种或几种任意比例的合金材料。石墨膜夹层4集石墨的延展性和钇钛等合金材料的导热性于一体，能充分与上下两侧的传热主体接触，有利于保证导热高效。本发明实施例中，所述第一快速导热装置32、第二快速导热装置34为钇合金超导热装置，呈矩形或者圆柱形块状结构，并开设有数个纵向通空；该钇合金超导热装置是由 钇1 % 15 %、钪1 % 15 %、铝60 % 90 %、其它过渡金属0 10 %为原料的合金材料成型制作，其它过渡金属原料包括钛、钼、钒、锶、铍等，或者是它们的合金材料。本发明中钇合金超导热装置的导热性能主要体现在以下几方面1、钇、钪、钛、钼等属于过渡金属元素，耐高温且热阻小，是高温超导体，铝的传热速度也快，因此钇、钪、钛、钼、铝合金的热传递速度快；2、钇、钪、钛、钼等合金的热辐射率高，因此吸收的热能可快速辐射散发；3、无需密封设计，可开设通孔加强热端与冷端的空气对流，进一步增强散热。上述技术方案中，于所述框架1的外围还围设有由二氧化锆或石墨或稀土与纳米碳玄武岩制作成型的耐热遮光板11。耐热遮光板11具有耐热、轻质、高硬度等特点，能取代钢板作为框架1内四个墙面，对里面的光电模组起到保护作用，减轻整个光电模组的重量， 而且，耐热遮光板11辐射散热性能也很好，有助于整个光电模组散热。如图2所示，上述技术方案中，于所述二次太阳能光电模块3的砷化镓太电单元31 上方还设有聚光杯5，该聚光杯5采用金属材料制作成图2所示几何体形状，其内表面刻有细密的聚光热螺纹51，其作用是进一步增强聚光热效果。本发明采用上述技术方案后，砷化镓太电模组工作时热量能及时散发，而且散发的热量用于给温差发电片的热端加热，实现温差发电，相当于对太阳能进行二次利用，进一步提高了太阳能利用率；本发明中采用钇合金超导热装置作为快速导热装置，其结构简单制作成本低，导热效率快；采用石墨或石墨钇铝合金膜作为有效连接砷化镓太电单元31、 第一快速导热装置32、温差发电片单元33、第二快速导热装置34以及散热器35之间的夹层，利用石墨膜或者石墨合金膜本身延展性好、导热效率高等特性，确保各结构层之间的全面有效接触并加速热传导，有利于散热。当然，图中所示只是本发明的一个较佳实施例，本实施例中的钇合金超导热装置也可采用热管或者均温板等快速导热装置代替，只要其基本结构原理与本实施例一致，也应在本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种二次太阳能光电模组，其特征在于所述的二次太阳能光电模组包括一框架 (1)，所述框架(1)上部安装有菲涅耳透镜0)，于框架(1)内、菲涅耳透镜O)的下方安装有二次太阳能光电模块(3)，所述二次太阳能光电模块C3)从上到下依次包括砷化镓太阳能电池片(31)、第一快速导热装置(32)、温差发电片单元(33)、第二快速导热装置(34)以及散热器(35)。
2.根据权利要求1所述的二次太阳能光电模组，其特征在于所述二次太阳能光电模块(3)中，于砷化镓太阳能电池片(31)与第一快速导热装置(3 之间、第一快速导热装置 (32)与温差发电片单元(33)之间、温差发电片单元(33)与第二快速导热装置(34)之间以及第二快速导热装置(34)与散热器(3 之间，均分别设有石墨膜夹层G)。
3.根据权利要求1所述的二次太阳能光电模组，其特征在于于所述二次太阳能光电模块(3)的砷化镓太阳能电池片(31)上方还设有内表面刻有聚光热螺纹的聚光杯(5)。
4.根据权利要求1所述的二次太阳能光电模组，其特征在于所述菲涅耳透镜O)的尖角R值少于0. 025mm。
5.根据权利要求2所述的二次太阳能光电模组，其特征在于所述石墨膜夹层(4)为石墨膜或者含过渡金属的石墨复合膜。
6.根据权利要求5所述的二次太阳能光电模组，其特征在于所述石墨膜夹层(4)中过渡金属为钇、铝、钛、钼、钪中的任意一种或几种任意比例的合金材料。
7.根据权利要求1所述的二次太阳能光电模组，其特征在于所述第一快速导热装置 (32)、第二快速导热装置(34)为钇合金超导热装置，该钇合金超导热装置是由含钇 15 %、钪1 % 15 %、铝60 % 90 %为主要成分的合金材料成型制作。
8.根据权利要求1所述的二次太阳能光电模组，其特征在于于所述框架(1)的外围还围设有由二氧化锆或石墨、稀土与纳米碳玄武岩制作成型的耐热遮光板(11)。全文摘要
本发明涉及太阳能发电技术领域，特指一种二次太阳能光电模组。所述的二次太阳能光电模组包括一框架，所述框架上部安装有菲涅耳透镜，于框架内、菲涅耳透镜的下方安装有二次太阳能光电模块，所述二次太阳能光电模块从上到下依次包括砷化镓太阳能电池片、第一快速导热装置、温差发电片单元、第二快速导热装置以及散热器。本发明采用上述技术方案后，砷化镓太电模组在菲涅耳透镜、聚光杯的双聚光作用下发电，实现太阳能一次利用；而砷化镓太电模组工作时热量能及时散发，而且散发的热量用于给温差发电片的热端加热，实现温差发电，相当于对太阳能进行二次利用，进一步提高了太阳能利用率。
文档编号H02N11/00GK102510240SQ20111034649
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者汪荃 申请人:汪荃