专利名称：可携式太阳能电池装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池装置，特别涉及一种可携式太阳能电池装置。
背景技术：
随着工业的快速发展，石化燃料逐步耗竭与温室效应气体排放等问题日益受到全 球关切，因此，能源的稳定供应已成为全球性的重大课题。相较于传统燃煤或燃气式或核能 发电，太阳能电池(solar cell)利用光发电效应直接将太阳能转换为电能，因而不会伴随 产生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等温室效应气体及污染性气体，并可减少对石化燃 料的依赖而提供安全自主的电力来源。为了提升太阳能电池的发电效能，一种已知的聚光型太阳能电池(Concentrating Photovoltaic, CPV)装置被提出，其主要架构如图IA及图IB所示。太阳能电池装置1包 含基板11、太阳能电池单元12以及菲涅尔透镜单元14。太阳能电池单元12设置于基板11 上，菲涅尔透镜单元14与基板11对向设置，菲涅尔透镜单元14具有多个锯齿状凸部141。 当外部光Y通过菲涅尔透镜单元14时，锯齿状凸部141将通过的光线聚集至太阳能电池单 元12。由于太阳能电池单元12吸收了强度增强的光线，因此，可提升光电转换效率及其发 电效能。然而，已知的太阳能电池装置虽有可聚光的菲涅尔透镜将光线聚集，但可能尚有 部分的光线因泄露而无法聚集至太阳能电池。为了将泄露的光线导引至太阳能电池，必须 于每一太阳能电池上各增加一导光元件以导引泄露的光线以提高光线利用率，但必须将太 阳能电池与导光元件一个一个的进行组装，此又增加工艺的困难度及其组装时间。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可携式太阳能电池装置，不仅具有聚 光及导光功能而提升光电转换效率及其发电效能，又可降低工艺困难度及其组装时间。为达上述目的，依据本发明的一种可携式太阳能电池装置包含基板、多个太阳能 电池单元、导光元件以及多个透镜单元。太阳能电池单元设置于基板。导光元件具有一体 成型的多个漏斗状导光单元，导光元件设置于基板，各漏斗状导光单元分别导引外部光至 各太阳能电池单元。各透镜单元分别设置于各漏斗状导光单元。在本发明的一实施例中，其中漏斗状导光单元为阵列设置。在本发明的一实施例中，其中各漏斗状导光单元分别具有至少一个反射面，反射 面反射经过对应的透镜单元的部分外部光至太阳能电池单元。在本发明的一实施例中，其中反射面为平面。在本发明的一实施例中，其中反射面为曲面。在本发明的一实施例中，其中太阳能电池单元为阵列设置于基板的表面。在本发明的一实施例中，其中太阳能电池单元的材料包含单晶硅或多晶硅或非晶 硅或三五族材料。
在本发明的一实施例中，其中透镜单元配合各漏斗状导光单元导引外部光并聚光至太阳能电池单元。在本发明的一实施例中，其中透镜单元为一体成型。在本发明的一实施例中，其中各透镜单元为菲涅尔透镜，且分别具有多个聚光结构。在本发明的一实施例中，其中菲涅尔透镜为点聚光，聚光结构的排列方式为同心环状排列。在本发明的一实施例中，其中聚光结构与对应的太阳能电池单元的形状为相同长宽比的矩形。在本发明的一实施例中，其中菲涅尔透镜为线聚光，聚光结构的形状系为线形，其排列方式系为平行排列。在本发明的一实施例中，其中太阳能电池单元的形状为长条状。在本发明的一实施例中，其中各透镜单元聚光产生的光斑叠合并形状对应于太阳能电池单元。在本发明的一实施例中，其中各透镜单元的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯或聚碳酸酯塑料材料。承上所述，本发明的可携式太阳能电池装置因各透镜单元及各太阳能电池单元分别对应设置于各漏斗状导光单元，且各透镜单元的聚光结构的形状及排列方式与各太阳能 电池单元的形状相对应，而各透镜单元聚光产生的光斑叠合并形状对应于太阳能电池单 元，因此，可利用透镜单元及漏斗状导光单元的反射面将外部光全部聚集至太阳能电池单 元。由于太阳能电池单元吸收了强度增强的光线，故可提升光电转换效率及其发电效能。此 外，多个漏斗状导光单元为一体成型，因此，可降低太阳能电池装置的工艺困难度及其组装时间。
图IA及图IB分别为已知一种聚光型太阳能电池的组合示意图及侧视图；图2、图3及图4分别为本发明第一实施例的一种可携式太阳能电池装置的侧视图、分解示意图及组合示意图；图5及图6分别为本发明第二实施例的一种可携式太阳能电池装置的侧视图及分解示意图；图7及图8分别为本发明第三实施例的一种可携式太阳能电池装置的侧视图及分解示意图；以及图9及图10分别为本发明第四实施例的一种可携式太阳能电池装置的侧视图及分解示意图。
具体实施例方式以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的可携式太阳能电池装置。第一实施例图2、图3及图4分别为本发明第一实施例的一种可携式太阳能电池装置2的侧视图、分解示意图及组合示意图。请参照图2、图3及图4所示，本发明第一实施例的一种可携式太阳能电池装置2 包含基板21、多个太阳能电池单元22、导光元件23以及多个透镜单元24。本实施例的基板 21的材料可包含例如塑料或玻璃，于此并不加以限制。太阳能电池单元22设置于基板21，且分别对应于导光元件23的各漏斗状导光单 元231。本实施例的太阳能电池单元22为阵列设置于基板21，太阳能电池单元22的形状 可例如为矩形或长条形。本实施例的太阳能电池单元22以矩形为例。太阳能电池单元22 的材料可例如包含单晶硅或多晶硅或非晶硅或三五族材料，于此并不加以限制。导光元件23具有一体成型的多个漏斗状导光单元231，导光元件23设置于基板 21上，各漏斗状导光单元231分别导引外部光X至各太阳能电池单元22。本实施例的漏斗 状导光单元231的设置数量及排列方式与太阳能电池单元22及透镜单元24相对应。各漏斗状导光单元231分别具有至少一个反射面2311，反射面2311可例如为平面 或曲面。反射面2311反射经过与该漏斗状导光单元231对应的透镜单元24的部分外部光 X至太阳能电池单元22。于本实施例中，多个漏斗状导光单元231呈3乘2的二维阵列且设置于基板21上。 当然，漏斗状导光单元231的数量及排列方式可视太阳能电池单元22及透镜单元24而定。本实施例的各漏斗状导光单元231分别具有4个反射面2311，且每一反射面2311 均是具有高反射率的斜的平面。反射面2311可将经过漏斗状导光单元231所对应的透镜 单元24的部分外部光X反射至太阳能电池单元22，因此，可提升太阳能电池装置2的光电 转换效率及其发电效能。各透镜单元24分别设置于各漏斗状导光单元231。于本实施例中，透镜单元24 亦为一体成型并配合各漏斗状导光单元231导引外部光并聚光至太阳能电池单元22。本 实施例的透镜单元24的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯或聚碳酸酯等光学塑料材 料，于此并不加以限制。各透镜单元24为菲涅尔透镜，其分别具有多个聚光结构241，多个聚光结构241的 形状及排列方式可例如为矩形及同心环状排列或是线形及平行排列。其中，聚光结构241 的形状及排列方式与太阳能电池单元22的形状分别对应，且各透镜单元24聚光产生的光 斑叠合并形状对应于太阳能电池单元22。在本实施例中，菲涅尔透镜为点聚光，多个聚光结构241的排列方式为同心环状 排列，且多个聚光结构241与对应的太阳能电池单元22的形状为相同长宽比的矩形。外部 光X经过菲涅尔透镜单元24的同心环状排列的多个聚光结构241，再搭配高反射率的反射 面2311，可将外部光X全部聚集至有相同长宽比的矩形的太阳能电池单元22，使太阳能电 池单元22吸收了强度增强的光线，因此，可提升太阳能电池装置2的光电转换效率及其发 电效能。此外，导光元件23为一体成型，因此，可降低太阳能电池装置2的工艺困难度及其 组装时间。第二实施例图5及图6分别为本发明第二实施例的一种可携式太阳能电池装置3的侧视图及 分解示意图。第二实施例与第一实施例主要不同在于，第二实施例的透镜单元34为线聚光，聚光结构341的形状及排列方式为线形及平行排列，且对应于长条形的太阳能电池单元32。 特别注意者，每一漏斗状导光单元331配合多个线形聚光结构341，故宽边的反射面3311并 非斜面，如图6所示。利用线形及平行排列的透镜单元34的聚光结构341以及一体成型的漏斗状导光 单元331，使外部光X全部聚集至长条形太阳能电池单元32，因此，可提升太阳能电池装置 3的光电转换效率及其发电效能，并可降低工艺困难度及其组装时间。第三实施例图7及图8分别为本发明第三实施例的一种可携式太阳能电池装置4的侧视图及 分解示意图。第三实施例与第一实施例主要不同在于，第三实施例的漏斗状导光单元431的长 边的反射面4311为曲面。因此，也可将经过漏斗状导光单元431所对应的透镜单元44的 外部光X反射至太阳能电池单元42。特别注意，每一漏斗状导光单元431配合多个点聚光 结构441，故宽边的反射面4311'为斜面，如图8所示。当然，宽边的反射面4311'亦可为 曲面，于此并不加以限制。第四实施例图9及图10分别为本发明第四实施例的一种可携式太阳能电池装置5的侧视图 及分解示意图。第四实施例与第二实施例主要不同在于，第四实施例的漏斗状导光单元531的反 射面5311为曲面。因此，也可将经过漏斗状导光单元531所对应的透镜单元54的外部光 X反射至太阳能电池单元52。综上所述，本发明的可携式太阳能电池装置因各透镜单元及各太阳能电池单元分 别对应设置于各漏斗状导光单元，且各透镜单元的聚光结构的形状及排列方式系与各太阳 能电池单元的形状相对应，而各透镜单元聚光产生的光斑叠合并形状对应于太阳能电池单 元，因此，可利用透镜单元及不同反射面的漏斗状导光单元将外部光全部聚集至太阳能电 池单元。由于太阳能电池单元吸收了强度增强的光线，故可提升光电转换效率及其发电效 能。此外，多个漏斗状导光单元为一体成型，因此，可降低太阳能电池装置的工艺困难度及 其组装时间。以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范围，而对其进 行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书中。
权利要求
一种可携式太阳能电池装置，其特征是，包含基板；多个太阳能电池单元，设置于上述基板；导光元件，具有一体成型的多个漏斗状导光单元，上述导光元件设置于上述基板，上述各漏斗状导光单元分别导引外部光至上述各太阳能电池单元；以及多个透镜单元，分别设置于上述各漏斗状导光单元。
2.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述这些漏斗状导光单 元为阵列设置。
3.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述各漏斗状导光单元 分别具有至少一个反射面，上述反射面反射经过对应的上述透镜单元的部分外部光至对应 的上述太阳能电池单元。
4.根据权利要求3所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述反射面为平面。
5.根据权利要求3所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述反射面为曲面。
6.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述这些太阳能电池单 元为阵列设置于上述基板。
7.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述各太阳能电池单元 的材料包含单晶硅或多晶硅或非晶硅或三五族材料。
8.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述各透镜单元配合上 述各漏斗状导光单元导引外部光并聚光至上述各太阳能电池单元。
9.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述这些透镜单元为一 体成型。
10.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述各透镜单元为菲涅 尔透镜，且分别具有多个聚光结构。
11.根据权利要求10所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述菲涅尔透镜为点 聚光，上述这些聚光结构的排列方式为同心环状排列。
12.根据权利要求11所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述这些聚光结构与 对应的上述这些太阳能电池单元的形状为相同长宽比的矩形。
13.根据权利要求10所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述这些菲涅尔透镜 为线聚光，上述这些聚光结构的形状为线形，其排列方式为平行排列。
14.根据权利要求13所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述这些太阳能电池 单元的形状为长条状。
15.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述各透镜单元聚光产 生的光斑叠合并形状对应于上述各太阳能电池单元。
16.根据权利要求1所述的可携式太阳能电池装置，其特征是，上述各透镜单元的材料 包含聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯或聚碳酸酯塑料材料。
全文摘要
一种可携式太阳能电池装置包含基板、多个太阳能电池单元、导光元件以及多个透镜单元。太阳能电池单元设置于基板。导光元件具有一体成型的多个漏斗状导光单元，导光元件设置于基板，各漏斗状导光单元分别导引外部光至各太阳能电池单元。各透镜单元分别设置于各漏斗状导光单元。
文档编号H01L31/052GK101989627SQ20091016145
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者郑造时, 陈建安 申请人:和硕联合科技股份有限公司