一种提升太阳能电池发电效率的方法及装置的制造方法_2

文档序号:9618368阅读:来源:国知局
于现有太阳能电池以增加太阳能电池的发电效率。
[0012]以下将配合图式进一步说明本发明的实施方式,下述所列举的实施例是用以阐明本发明,并非用以限定本发明的范围,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可做些许更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求的界定为准。
【附图说明】
[0013]图1A和图1B为本发明提升太阳能电池发电效率的装置,由一高透光率固体所围起的图1A为空心圆柱以及图1B为空心四方柱(正方形或长方形等等皆可)作为增效结构的不意图;
[0014]图2为图1A中本发明提升太阳能电池发电效率的装置,运用于数组式太阳能板的示意图;
[0015]图3为数组式太阳能板加以包含一可循环流动液体的增效结构的示意图;
[0016]图4为图2本发明提升太阳能电池发电效率的装置的延伸,是进一步加上循环装置以及遮阳装置及散热装置;
[0017]图5A和图5B为本发明提升太阳能电池发电效率的装置,图5A为高透光率固体,图5B为高透光率的固体与液体的组合作为增效结构的示意图;
[0018]图6A和图6B为本发明提升太阳能电池发电效率的装置,此装置整合改良自太阳能热水器的架构应用于图6A的自然循环式和图6B的强制循环式的示意图;
[0019]图7为将5cmX4cm方形太阳能电池板放入一市售直径13cm高度19cm容量2000c.c的烧杯中,逐次增加水深并量测太阳能电池的输出电压的实验结果图;
[0020]图8为太阳能电池放在2000c.c烧杯内、外,或是放入其中并加水,太阳能电池输出电压随温度变化的实验结果图;
[0021]图9为维持温度稳定,利用太阳能电池放在2000c.c烧杯内量测加水高度与太阳能电池输出电压的变化;
[0022]图10A为利用室内光源,量测2000c.c烧杯内的太阳能电池在水深不同时的输出电压,图10B为图10A的重复试验结果;
[0023]图11A为利用阳光光源,量测侧边围黑纸的2000c.c烧杯内的太阳能电池在水深不同时的输出电压,图11B为利用日光灯光源的重复试验结果;
[0024]图12为利用室内光源,量测2000c.c烧杯内的太阳能电池在酒精深度不同时的输出电压;
[0025]图13为在户外将太阳能电池板放入一长72cmX宽52cmX高60cm的不透明塑料水槽,在水深不同时,量测太阳能电池输出电压的实验结果;
[0026]图14为在户外将太阳能电池放入一长44cmX宽24cmX高27cm的大玻璃鱼缸,在水深不同时,量测太阳能电池输出电压的实验结果;
[0027]图15为在户外将太阳能电池放入一长25cmX宽25cmX高28cm的小型玻璃鱼缸,在水深不同时,量测太阳能电池输出电压的实验结果;
[0028]图16为将一长18cmX宽12.5cmX高6cm的玻璃皿,将太阳能电池放入,量测太阳能电池的输出电压变化;
[0029]图17为实施例10的实验架构的示意图;
[0030]图18A为利用太阳光及图17的架构,将每一单元3.8cmX2.6cm的太阳能电池组合成长8单元X宽9单元的数组加上各单元单有间隙约2_总计约长31.5cm宽25cm的太阳能电池板进行无水及加水实验的结果,图18B为图18A实验相对的光照度图;
[0031]图19A为经由改变立体结构的石英玻璃厚度,太阳能电池输出电压的变化情形,图19B为图19A的太阳能电池输出电压的变化情形的重复实验的结果;
[0032]图20为图5B的架构,将2000c.c烧杯直接放在太阳能板上,再逐次加水,太阳能电池的输出电压变化的实验结果;
[0033]图21为经由不同透光率的立体结构,太阳能电池输出电压随水深变化情形,图中所示为加水和加墨汁的水其透光率降低到约0.994,0.981及0.962于烧杯内的太阳能电池输出电压变化图;
[0034]图22为石英玻璃及microslide玻璃的透光率随波长变化图;
[0035]图23为在烧杯下传感器量测随水深变化的照度变化图;
[0036]图24为传感器在烧杯内量测随水深度变化的照度变化图;
[0037]图25为太阳能电池放在2000c.c烧杯内,在日光灯环境,加入海水,太阳能电池输出电压随水深的变化;
[0038]图26为太阳能电池放在2000c.c烧杯内,在阳光环境,加入海水,太阳能电池输出电压随水深的变化;
[0039]图27A为将太阳能电池放在2000c.c烧杯内量测有无加水及逐渐加水从3cm到15cm太阳能电池的输出电压变化示意图,图27B为量测输出电流变化。
[0040]附图标记说明:
[0041]10-提升太阳能电池发电效率的装置的一实施例;11-太阳能电池;12-增效结构;13-支撑结构;121-空心圆柱;121’ -空心四方柱;122_透明液体;13_支撑装置;20_数组式太阳能板;21_太阳能电池;221_透明固体结构;222_透明液体;223_蓄水处;224_散热装置;225_遮阳装置;23_支撑装置;41_太阳能电池;421_透明固体结构;422_透明液体;423_连接管;424_蓄水暨循环装置;425_遮阳装置;426_散热装置;50_太阳能电池;51-增效结构;511_具有高透光率底座的容器;512_高透光率液体;60_太阳能板;610_水;611?614-管线;62_储热水槽;63_支撑装置;64_循环马达;70_太阳能电池板;71_增效结构;72_支撑结构。
【具体实施方式】
[0042]本发明的目的为提出一种提升太阳能电池发电效率的方法,包含:提供一增效结构使该太阳能电池经由该增效结构接收光能,其中该增效结构为一立体结构,提升太阳能电池发电效率的一种技术是利用立体结构的表面积大于太阳能电池平板面积的原理,增加光能的导入到太阳能电池,以提升其整体发电效率,此立体结构的组成可包含固体、液体、气体等形式的组合,也可为不同物质的组合,尤其以液体、固体或其组合形成的结构易于建置。所述组成立体结构的液体或固体,若为高透光率的液体,高透光率的固体或其组合效果较佳,透明的液体,透明的固体或其组合效果尤佳。整个立体结构建置或制作于所欲增效的太阳能电池,以提升太阳能电池的发电效率。另外增加光能导入量会受到立体结构的光吸收量影响,若要提升太阳能电池整体发电效率,增加导入的光能量需克服光能吸收量,若是如此,在欲增加发电效率的太阳能电池上建置的增效结构,能够对太阳能电池产生光能增加的净量,即光能增量大于光能吸收量,即可增加太阳能电池的发电效率,因此所用组成立体结构的物质为较高透光率,增加太阳能电池发电效率的效果较佳,可以产生提升太阳能电池发电效率,若所用组成立体结构的物质为透明的物质,增加太阳能电池发电效率的效果更佳,另外在于增加立体结构其正面及侧面的面积有助于提升光能导入量,可提升太阳能电池的发电效率。另外所用立体结构提升太阳能电池效率的另一种技术在于立体结构使用高折射率的物质来组成,使组成立体结构物质的平均折射率高于太阳能电池放置外围的环境物质(例如空气)的折射率,使单位面积导入光能量增加,提升太阳能电池的发电效率,当增效结构物质的折射率大于环境物质的折射率,由于增效结构物质的影响,受光系统的数值孔径(Numerical aperture)增大,太阳能电池的等效受光角增大,而Airypattern也较集中,因此太阳能电池的光导入量增加,太阳能电池的等效效率提升。所用组成立体结构的物质,其折射率高者,其增加太阳能电池发电效率也较佳,所用于立体结构物质的平均折射率,只要大于环境物质(一般是空气)的平均折射率即有效果。再者所用立体结构提升太阳能电池效率的另一种技术是利用所用组成增效立体结构的物质例如玻璃、聚合物,水(包含海水、淡水等形式)、水溶液、有机化合物(碳氢化合物、碳氢氧化合物等)等或其组合,将此增效结构建置于太阳能电池表面或是增效结构有包含液体,可将太阳能电池浸入增效结构的液体中,利用增效结构的物质尤其是液体(例如水、水溶液、有机化合物等)的热传导,热辐射、流动(例如热对流)、相变化(例如蒸发),使太阳能电池表面温度下降,提升太阳能电池效率,所利用的增效立体结构包含液体例如水(包含海水、淡水等形式)、水溶液、有机化合物(例如酒精、丙酮等等)等或其组合,可易于降低太阳能电池表面温度也提升其效率,习知太阳能板散热采用的方法为在太阳能板背面或周围建置散热机构,本发明的一利用太阳能电池的正面散热或将太阳能电池浸入于液体来散热,为其特征,此种方法增效结构产生降低温度,只要降温所产生太阳能电池效率增高值大于光能被增效结构物质吸收所降低的太阳能电池效率值,产生太阳能电池效率增加净值,即有提升太阳能电池效率的效果。另外也可以增效结构的物质组成提升太阳能电池效率,此是利用所用增效物质的组成来达成,此组成包含液体,例如水(包含海水、淡水等形式)、水溶液、有机化合物(碳氢化合物、碳氢氧化合物等)或其组合,藉由液体和太阳能电池表面接触,液体因连通管原理,易于流动,可均匀覆盖于太阳能电池表面,可稀释附于太阳能电池表面会影响其光接收量的杂质,以及利用所用液体其平均折射率高于太阳能电池置放环境的环境物质(例如空气)的折射率,改善太阳能电池表面和空气间的界面状态,可以改善太阳能电池表面的光能导入状态,增加光能量进入太阳能电池,提升太阳能电池效率。
[0043]前述的液体不限,可为水、(包含海水、淡水等形式)、水溶液、有机化合物(碳氢化合物、碳氢氧化合物等)或其组合,但不仅限于此,只要高透光率的液体皆可作为实现本发明方法的液体。
[0044]前述的固体不限,可为石英、玻璃、聚合物(例如塑料)或其组合,但不仅限于此,只要是高透光率的固体皆可作为实现本发明方法的固体。
[0045]依本发明所提出的提升太阳能电池发电效率的方法,本发明还提出一种提升太阳能电池发电效率的装置,包含:至少一太阳能电池;以及至少一增效结构,设置使该太阳能电池经由该增效结构接收光能;其中该增效结构为一立体结构,提升太阳能电池发电效率的一种技术是利用立体结构的表面积大于太阳能电池平板面积的原理,增加光能的导入到太阳能电池,以提升其整体发电效率,此立体结构的组成可包含固体、液体、气体等形式的组合,也可为不同物质的组合,尤其以液体、固体或其组合形成的结构易于建置。所述组成立体结构的液体或固体,若为高透光率的液体,高透光率的固体或其组合效果较佳,透明的液体,透明的固体或其组合效果尤佳。整个立体结构建置或制作于所欲增效的太阳能电池,以提升太阳能电池的发电效率。另外增加光能导入量会受到立体结构的光吸收量影响,若要提升太阳能电池整体
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