专利名称：轻薄化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，特别涉及一种轻薄化太阳能电池装置。
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、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，一种具有菲涅尔纹路的聚光透镜的聚光型太阳 能电池(Concentrating Photovoltaic,CPV)装置被提出，其通过菲涅尔纹路将光线聚集至 太阳能接收板上。由于太阳能接收板吸收了强度增强的光线，因此，可提升太阳能电池装置 的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纹路将光线聚集以提高太阳能 电池的光电转换效率，但由于太阳能电池装置的体积太大且厚度甚厚，故不适合做为可携 式移动装置的电源来源。
发明内容
本发明的目的为提供一种轻薄化太阳能电池装置，使其具有较高的光电转换效 率，又可达到轻薄化而成为可携式移动装置的电源来源。为达上述目的，依据本发明的一种轻薄化太阳能电池装置包含基板、至少一个太 阳能电池单元以及至少一个矩形的线聚光透镜单元。太阳能电池单元设置于基板。线聚光 透镜单元对应于太阳能电池单元设置，且聚光形成矩形光斑于太阳能电池单元，矩形光斑 的长边与线聚光透镜单元的长边相等，矩形光斑的短边小于线聚光透镜单元的短边。在本发明的一实施例中，其中线聚光透镜单元具有多个聚光结构，聚光结构为平 行排列。在本发明的一实施例中，其中当太阳能电池单元为多个时，太阳能电池单元为阵 列排列。在本发明的一实施例中，其中太阳能电池单元以一维阵列或二维阵列排列。在本发明的一实施例中，其中当线聚光透镜单元为多个时，线聚光透镜单元分别 与太阳能电池单元对应设置，并阵列排列。在本发明的一实施例中，其中线聚光透镜单元以一维阵列或二维阵列排列。在本发明的一实施例中，其中矩形光斑叠合且形状对应于太阳能电池单元。在本发明的一实施例中，太阳能电池装置的厚度小于10毫米(mm)。在本发明的一实施例中，其中太阳能电池单元的面积小于2500平方毫米。在本发明的一实施例中，其中太阳能电池单元长边的长度与短边的长度的比值大于2。在本发明的一实施例中，其中线聚光透镜单元的聚光倍率小于2. 5。承上所述，因本发明的轻薄化太阳能电池装置是利用矩形的线聚光透镜单元所形 成的矩形光斑与线聚光透镜单元的边长具有特殊的关系，使得本发明的太阳能电池装置具 有短边线聚光的特性而具有较高的光电转换效率。此外，本发明亦利用特殊的尺寸设计，例 如太阳能电池单元的面积小于2500平方毫米、太阳能电池单元的长边的长度与短边的长 度的比值大于2以及线聚光透镜单元的聚光倍率小于2. 5，因此，能够使得本发明太阳能电 池装置的整体厚度小于10毫米，故可达到轻薄化而成为可携式移动装置的电源来源。
图1A及图1B分别为本发明第一实施例的一种轻薄化太阳能电池装置的组合示意 图及剖视图；图2A及图2B分别为本发明第二实施例的一种轻薄化太阳能电池装置的组合示意 图及剖视图；以及图3A及图3B分别为本发明第三实施例的一种轻薄化太阳能电池装置的组合示意 图及剖视图。
具体实施例方式以下将参照相关图式，说明本发明较佳实施例的一种轻薄化太阳能电池装置。第一实施例请参照图1A及图1B所示，图1A及图1B分别为本发明第一实施例的一种太阳能 电池装置2的组合示意图及剖视图。太阳能电池装置2包含基板21、至少一个太阳能电池单元22以及至少一个线聚光 透镜单元(以下简称透镜单元)23。本实施例于基板21上设置一个太阳能电池单元22及 一个透镜单元23为例来说明。太阳能电池单元22设置于基板21。基板21的材料可例如包含塑料或玻璃，于此 并不加以限制。而太阳能电池单元22的材料可例如包含单晶硅、多晶硅、微晶硅、非晶硅或 三五族材料，于此亦不加以限制。太阳能电池单元22具有长边221及短边222。在本实施例中，长边221的长度与 短边222的长度的比值大于2，且太阳能电池单元22的面积小于2500平方毫米，换言之，长 边221的长度大于短边222长度的两倍，故太阳能电池单元22的形状为长条状，并且太阳 能电池单元22的面积小于2500平方毫米。透镜单元23与太阳能电池单元22对应设置。在本实施例中，透镜单元23利用一 支持单元24与太阳能电池单元22对应设置。其中，支持单元24围设于基板21的周缘并 用以支撑透镜单元23，使透镜单元23与太阳能电池单元22相互对应设置。透镜单元23聚光形成一矩形光斑25于太阳能电池单元22上，其中，矩形光斑25 的长边251与透镜单元23的长边231相等，矩形光斑25的短边252小于透镜单元23的短 边 232。在本实施例中，透镜单元23的聚光倍率小于2. 5，亦即，透镜单元23的面积小于太阳能电池单元22面积的2. 5倍。其中，透镜单元23的材料例如可包含聚甲基丙烯酸甲酯、 聚苯乙烯或聚碳酸酯等光学塑料材料，于此并不加以限制。在本实施例中，透镜单元23为菲涅尔透镜，并具有多个聚光结构233，各聚光结构 233分别为线形，且呈平行排列，如图1A所示。透过多个且具线形的聚光结构233将进入 透镜单元23的光线聚集至太阳能电池单元22，使得透镜单元23聚光所产生的矩形光斑25 叠合于太阳能电池单元22，且矩形光斑25的形状亦对应于长条状的太阳能电池单元22。承上所述，因本发明的轻薄化太阳能电池装置利用矩形的线聚光透镜单元所形成 的矩形光斑与线聚光透镜单元的边长具有特殊的关系，使得本发明的太阳能电池装置具有 短边线聚光的特性而具有较高的光电转换效率。此外，本发明亦利用上述特殊的尺寸设计， 使得太阳能电池装置的整体厚度d(如图1B所示)小于10毫米，因此，可达到轻薄化而成 为可携式移动装置的电源来源。第二实施例请参照图2A及图2B所示，图2A及图2B分别为本发明第二实施例的一种太阳能 电池装置3的组合示意图及剖视图。第二实施例与第一实施例主要不同在于，第二实施例的太阳能电池装置3具有二 个太阳能电池单元32及二个透镜单元33，其中，太阳能电池单元32呈一维阵列排列并设置 于基板31，且各透镜单元33亦为一维阵列并与各太阳能电池单元32彼此对应。本实施例的太阳能电池装置3与第一实施例的太阳能电池装置2具有相同技术特 性，例如，各矩形光斑35与各透镜单元33的长边331与短边332具有特殊的关系、各太阳 能电池单元32的长边321的长度与短边322的长度的比值大于2、各太阳能电池单元32的 面积小于2500平方毫米以及各透镜单元33的聚光倍率小于2. 5等。第三实施例请参照图3A及图3B所示，图3A及图3B分别为本发明第三实施例的一种太阳能 电池装置4的组合示意图及剖视图。第三实施例与第一实施例主要不同在于，第三实施例的太阳能电池装置4具有二 维阵列排列的多个太阳能电池单元42 (本实施例共有6只)以及具有二维阵列排列的透镜 单元43 (本实施例亦有6只)，其中，太阳能电池单元42设置于基板41，且各太阳能电池单 元42与各透镜单元43彼此对应设置。本实施例以太阳能电池单元42及透镜单元43分别 为3乘2的二维阵列排列为例。本实施例的太阳能电池装置4与第一实施例的太阳能电池装置2具有相同技术特 性，于此不再赘述。综上所述，因本发明的轻薄化太阳能电池装置是利用矩形的线聚光透镜单元所形 成的矩形光斑与线聚光透镜单元的边长具有特殊的关系，使得本发明的太阳能电池装置具 有短边线聚光的特性而具有较高的光电转换效率。此外，本发明亦利用特殊的尺寸设计，例 如太阳能电池单元的面积小于2500平方毫米、太阳能电池单元的长边的长度与短边的长 度的比值大于2以及线聚光透镜单元的聚光倍率小于2. 5，因此，能够使得本发明太阳能电 池装置的整体厚度小于10毫米，故可达到轻薄化而成为可携式移动装置的电源来源。以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，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
1.一种轻薄化太阳能电池装置，其特征是，包含基板；至少一个太阳能电池单元，设置于上述基板；以及至少一个矩形的线聚光透镜单元，对应于上述太阳能电池单元设置，且聚光形成矩形 光斑于上述太阳能电池单元，上述矩形光斑的长边与上述线聚光透镜单元的长边相等，上 述矩形光斑的短边小于上述线聚光透镜单元的短边。
2.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述太阳能电池单元的 材料包含单晶硅、多晶硅、微晶硅、非晶硅或三五族材料。
3.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述线聚光透镜单元具 有多个聚光结构。
4.根据权利要求3所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述这些聚光结构为平 行排列。
5.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，当上述太阳能电池单元 为多个时，上述这些太阳能电池单元为阵列排列。
6.根据权利要求5所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述这些太阳能电池单 元以一维阵列或二维阵列排列。
7.根据权利要求5所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，当上述线聚光透镜单元 为多个时，上述这些线聚光透镜单元分别与上述这些太阳能电池单元对应设置，并阵列排 列。
8.根据权利要求7所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述这些线聚光透镜单 元以一维阵列或二维阵列排列。
9.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述矩形光斑叠合且形 状对应于上述太阳能电池单元。
10.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述线聚光透镜单元的 材料包含聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯塑料材料。
11.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述轻薄化太阳能电池 装置的厚度小于10毫米。
12.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述太阳能电池单元的 面积小于2500平方毫米。
13.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述太阳能电池单元长 边的长度与短边的长度的比值大于2。
14.根据权利要求1所述的轻薄化太阳能电池装置，其特征是，上述线聚光透镜单元的 聚光倍率小于2. 5。
全文摘要
一种轻薄化太阳能电池装置包含基板、至少一个太阳能电池单元以及至少一个矩形的线聚光透镜单元。太阳能电池单元设置于基板。线聚光透镜单元对应于太阳能电池单元设置，且聚光形成矩形光斑于太阳能电池单元，矩形光斑的长边与线聚光透镜单元的长边相等，矩形光斑的短边小于线聚光透镜单元的短边。
文档编号H01L31/0232GK101997050SQ200910170949
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月27日 优先权日2009年8月27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