1.一种集中器型光电模块,包括:
其上具有一系列1mm2或更小的太阳能电池的背板;
所述背板上的底板互连网络,所述底板互连网络将所述一系列太阳能电池电连接在一起;以及
与所述背板隔开的前板,所述前板具有位于其上的一系列主透镜,所述一系列主透镜面对所述一系列太阳能电池并提供大于1000倍的透镜到电池光集中度给所述一系列太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的集中器型光电模块,其中,所述主透镜为具有小于大约4mm的透镜凹陷的平凸透镜。
3.根据权利要求2所述的集中器型光电模块,其中,所述平凸透镜的透镜凹陷由下面的关系式限定:
凹陷=f(n-1)-((f(n-1))2-(1/2d)2)1/2
其中,f是所述透镜的焦距,n是所述透镜的折射率,并且d是所述透镜的直径。
4.根据权利要求1所述的集中器型光电模块,其中,所述太阳能电池具有小于大约20μm的厚度。
5.根据权利要求1所述的集中器型光电模块,还包括在所述一系列主透镜和所述一系列太阳能电池之间延伸的一系列副光学元件。
6.根据权利要求5所述的集中器型光电模块,其中,所述副光学元件中的每一个都安装成靠近相应的太阳能电池的光接收表面。
7.根据权利要求6所述的集中器型光电模块,其中,所述副光学元件中的每一个均具有与相应的太阳能电池的光接收表面的中心基本对准的质心。
8.根据权利要求7所述的集中器型光电模块,其中,所述副光学元件是具有小于大约5mm的直径的球面透镜。
9.根据权利要求8所述的集中器型光电模块,其中,相对于所述一系列太阳能电池的所述副光学元件的尺寸、形状、构成以及位置组合起来足以相对于没有一系列副光学元件的其他等同模块增加所述集中器型光电模块的接受角。
10.根据权利要求6所述的集中器型光电模块,其中,相对于所述一系列太阳能电池的所述副光学元件的尺寸、形状、构成以及位置组合起来足以相对于没有一系列副光学元件的其他等同模块增加所述集中器型光电模块的接受角。
11.一种集中器型光电模块,包括:
其上具有一系列主透镜的前板;
背板,所述背板上具有面对所述一系列主透镜的一系列太阳能电池;
在所述一系列主透镜和所述一系列太阳能电池之间延伸的一系列副光学元件;以及
将所述一系列太阳能电池电连接在一起的底板,所述底板在所述背板和所述一系列太阳能电池之间延伸。
12.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,其中,所述底板包括分别与所述一系列太阳能电池的第一端子和第二端子电连接的第一互连网络和第二互连网络。
13.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,还包括多个过电压保护二极管,所述二极管具有与所述第一互连网络电连接的阴极端子和与所述第二互连网络电连接的阳极端子。
14.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,其中,所述前板具有位于其上的第一光接收表面,并且其中多个主透镜中的每一个均构造成将在所述前板的第一表面处接收的光集中到所述一系列副光学元件中相应的光学元件上。
15.根据权利要求14所述的集中器型光电模块,其中,所述多个副光学元件中的每一个均进一步构造成将从所述一系列主透镜接收的光集中到所述一系列太阳能电池中相应的太阳能电池的光接收表面上。
16.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,还包括安装于所述背板的框架,所述框架构造成支撑与所述一系列太阳能电池相对的所述前板。
17.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,其中,所述前板和所述一系列主透镜构造为光学透明材料的邻接件。
18.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,其中,所述前板和所述一系列主透镜构造为光学透明材料的复合物。
19.根据权利要求18所述的集中器型光电模块,其中,所述一系列主透镜被层压或模制到所述前板的内表面上。
20.根据权利要求14所述的集中器型光电模块,其中,所述前板和所述一系列主透镜构造为光学透明材料的复合物;并且其中所述一系列主透镜被层压或模制到所述前板的内表面上。
21.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,其中,所述主透镜是平凸透镜。
22.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,其中,所述底板互连网络包括至少一个金属层。
23.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,其中,所述底板互连网络包括具有在从大约10μm至大约50μm的范围内的厚度的铜层。
24.根据权利要求11所述的集中器型光电模块,其中,所述底板互连网络包括位于所述背板的主表面上的第一局部释放金属层。
25.根据权利要求24所述的集中器型光电模块,其中,所述第一局部释放金属层构造成用作所述一系列太阳能电池的散热片。
26.根据权利要求25所述的集中器型光电模块,还包括位于所述背板的与所述背板的主表面相对地延伸的副表面上的第二局部释放金属层,所述第二局部释放金属层用作用于所述背板的散热片。
27.根据权利要求15所述的集中器型光电模块,其中,所述多个副光学元件中的每一个均具有面对所述多个主透镜中相应的一个的凸面和面对所述一系列太阳能电池中的下方太阳能电池的凸面。
28.一种形成集中器型光电模块的方法,包括:
形成其上具有一系列主透镜的前板;
形成其上具有面对所述一系列主透镜的一系列太阳能电池的背板;
形成在所述一系列主透镜和所述一系列太阳能电池之间延伸的一系列副光学元件;以及
形成在所述背板和所述一系列太阳能电池之间延伸的底板互连网络,所述底板互连网络将所述一系列太阳能电池电连接在一起。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述形成底板互连网络包括在所述背板的主表面上沉积金属层以及然后将所述金属层图案化到与所述太阳能电池的第一端子电连接的第一底板和与所述太阳能电池的第二端子电连接的第二底板中。
30.根据权利要求29所述的方法,其中,在所述主表面上沉积所述金属层之前是在所述主表面上形成电绝缘释放层,并且其中使所述金属层图案化之后是选择性地去除所述电绝缘释放层的在所述第一底板与所述背板的主表面之间延伸的部分的步骤。
31.一种光电设备,包括:
第一材料的第一基底,所述第一基底中具有至少第一导电通孔,所述第一导电通孔在所述第一基底的第一和第二相对表面之间延伸;
位于所述第一基底上的不同于所述第一材料的第二材料的第二基底,所述第二基底包括太阳能电池,所述太阳能电池具有位于其上的光接收表面、以及第一端子和第二端子,所述第一端子和第二端子与所述太阳能电池中的第一区域和第二区域电连接;以及
所述光接收表面上的第一导电膜,所述第一导电膜从所述太阳能电池的第一端子延伸到所述第一导电通孔。
32.根据权利要求31所述的光电设备,其中,所述第一导电膜从所述太阳能电池的第一端子延伸到所述第一基底的第一表面上。
33.根据权利要求31所述的光电设备,其中,所述太阳能电池是化合物半导体太阳能电池。
34.根据权利要求31所述的光电设备,其中,所述太阳能电池中的第一区域和第二区域是具有相反导电类型的半导体区域。
35.根据权利要求31所述的光电设备,还包括:
在所述第一基底的第一和第二相对表面之间延伸的第二导电通孔;以及
从所述太阳能电池的第二端子延伸到所述第二导电通孔的第二导电膜。
36.一种光电设备,包括:
第一材料的第一基底,所述第一基底中具有至少第一导电结构,所述第一导电结构在所述第一基底的第一和第二相对表面之间延伸;
位于所述第一基底上的不同于所述第一材料的第二材料的第二基底,所述第二基底包括太阳能电池,所述太阳能电池具有位于其上的光接收表面、以及第一端子和第二端子,所述第一端子和第二端子与所述太阳能电池中的第一区域和第二区域电连接;以及
所述光接收表面上的第一导电膜,所述第一导电膜从所述太阳能电池的第一端子延伸到所述第一导电结构。
37.一种集中器型光电模块,包括:
微型太阳能电池;
前板,所述前板保持一系列的短焦距主光学透镜;
提供集中的太阳光到所述微型太阳能电池上的副集中器光学元件;以及
单块底板,所述单块底板由背板支撑,提供用于散热并将一系列所述微型太阳能电池电气互连的装置。
38.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述微型太阳能电池薄于20μm。
39.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述前板和所述主光学透镜制造成单件。
40.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述前板和所述主光学透镜由玻璃制成。
41.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述主光学透镜被模制或层压到所述前板的底表面上。
42.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述主光学透镜是平凸透镜。
43.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述背板具有小于10×10-6mK-1的热膨胀系数。
44.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述背板由玻璃制造。
45.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述单块底板由铜制成。
46.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述单块底板薄于51μm。
47.根据权利要求37所述的集中器型光电模块,其中,所述主透镜和副透镜提供以下特性的组合:
等于或高于1000倍的几何集中度;
高于80%的光学效率;以及
宽于±1度的接受角。
48.一种集中器型光电模块,包括:
前板,所述前板保持一系列的短焦距主光学透镜;
具有插入板的一系列表面安装接收器,其中膜互连结构位于所述插入板的顶部上,并且向下的竖直导电通孔贯穿所述插入板,其中所述向下的竖直导电通孔连接于所述插入板的底部上的输出焊盘;
具有转移印刷在所述插入板上的端子的微型太阳能电池,其中所述端子与所述插入板的所述顶部上的所述膜互连结构相接触;
提供集中的太阳光到所述微型太阳能电池上的副集中器型光学元件;以及
单块底板,所述单块底板由背板支撑,提供用于散热并将一系列接收器电气互连的装置。
49.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述主透镜和副透镜提供以下特性的组合:
等于或高于1000倍的几何集中度;
高于80%的光学效率;以及
宽于±1度的接受角。
50.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述插入板由铝化合物制成。
51.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述单块底板由铜制成。
52.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述背板由玻璃制造。
53.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述底板被选择性地图案化。
54.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述底板被局部地从所述背板释放。
55.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述背板具有被选择性地图案化并被提至所述背板的后侧上的金属层。
56.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述背板具有小于10×10-6mK-1的热膨胀系数。
57.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述单块底板薄于51μm。
58.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,其中,所述副集中器光学元件使入射的电磁辐射均匀化。
59.根据权利要求48所述的集中器型光电模块,还包括位于所述微型太阳能电池上的自对中支撑结构,所述自对中支撑结构构造成使所述副集中器光学元件中相应的一个与相应的微型太阳能电池对准。
60.一种用于集中器型光电系统的无导线子接收器,包括:
化合物半导体太阳能电池,其附接于具有不同成分的板的面向上的表面,其中所述太阳能电池具有至少两个电气端子;
所述板的面向上的表面上的导电膜互连结构,其建立与所述太阳能电池的电连接,其中所述膜互连结构中的至少一个建立与所述太阳能电池的面向上的表面上的端子的电连接;以及
导电结构,其建立所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的电连接。
61.根据权利要求60所述的无导线子接收器,其中,所述子接收器是由一个或多个太阳能电池和可选的副光学元件构成的接收器的独立的较小部分,所述副光学元件接受集中的太阳光并结合有用于热能和电能转移的装置。
62.根据权利要求60所述的无导线子接收器,其中,所述板具有从一组材料中选择的不同成分,所述一组材料包括但不限于氧化铝、氮化铝、硅、铝、钢和氧化铍。
63.根据权利要求60所述的无导线子接收器,其中,建立所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的电连接的导电结构是导电通孔填充材料。
64.根据权利要求60所述的无导线子接收器,其中,建立所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的电连接的导电结构是侧方定位的导体。
65.根据权利要求60所述的无导线子接收器,其中,所述板的面向下的表面上的所述结构是导电焊盘。
66.一种具有倾斜侧壁的无导线子接收器,用于集中器型光电系统,所述无导线子接收器包括:
化合物半导体太阳能电池,其附接于具有不同成分的板的面向上的表面,其中所述太阳能电池具有至少两个电气端子;
所述板的面向上的表面上的导电膜互连结构,其建立与所述太阳能电池的电连接,其中所述膜互连结构中的至少一个建立与所述太阳能电池的面向上的表面上的端子的电连接;以及
导电结构,其建立所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的电连接。
67.根据权利要求66所述的无导线子接收器,其中,所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的所述电连接是通过贯通板的通孔实现的。
68.根据权利要求66所述的无导线子接收器,其中,所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的所述电连接是通过膜互连结构实现的。
69.一种用于集中器型光电系统的无导线子接收器,包括:
一个或多个化合物半导体太阳能电池,其附接于具有不同成分的板的面向上的表面,其中所述太阳能电池具有至少两个电气端子;
具有支撑结构的光学元件,其用于将太阳光集中到所述太阳能电池上,以使入射的电磁辐射集中并均匀化;
所述板的面向上的表面上的导电膜互连结构,其建立与所述太阳能电池中的每个的电连接,其中所述膜互连结构中的至少一个建立与所述太阳能电池中的每个的面向上的表面上的端子的电连接;以及
导电结构,其建立所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的电连接。
70.根据权利要求69所述的无导线子接收器,其中,所述板具有从一组材料中选择的不同成分,所述一组材料包括但不限于氧化铝、氮化铝、硅、铝、钢和氧化铍。
71.根据权利要求69所述的无导线子接收器,其中,建立所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的电连接的导电结构是导电通孔填充材料。
72.根据权利要求69所述的无导线子接收器,其中,所述光学元件是透镜。
73.根据权利要求69所述的无导线子接收器,其中,所述光学元件包括光铲(light bucket)。
74.根据权利要求69所述的无导线子接收器,其中,建立所述板的面向上的表面上的结构与所述板的面向下的表面上的结构之间的电连接的导电结构是侧方定位的导体。
75.根据权利要求69所述的无导线子接收器,其中,所述板的面向下的表面上的所述结构是导电焊盘。
76.根据权利要求69所述的无导线子接收器,其中,所述板包括旁路二极管。
77.根据权利要求69所述的无导线子接收器,其中,与所述太阳能电池的电连接的所述板的面向上的表面互连的所述导电膜通过绝缘膜材料与所述化合物半导体太阳能电池的所述电气端子中的至少一个电绝缘。
78.根据权利要求77所述的无导线子接收器,其中,所述绝缘膜材料是抗反射涂层。
79.一种形成用于集中器型光电系统的无导线子接收器的方法,包括:
形成其上具有第一表面的板基底;
将化合物半导体太阳能电池印刷到所述板基底的所述第一表面上,所述化合物半导体包括位于光接收表面上的至少第一端子;
形成膜互连结构,所述膜互连结构从所述化合物半导体太阳能电池的所述光接收表面上的第一端子延伸到所述板基底的所述第一表面;以及
形成导电结构,所述导电结构将所述膜互连结构的设置在所述板基底的所述第一表面上的部分连接于所述板基底的第二表面上的结构。
80.一种组装集中器型光电模块的方法,包括:
在第一基底的第一表面上隔开的位置处形成一系列太阳能电池;
使所述一系列太阳能电池的端子上和所述第一表面上的导电互连结构图案化;
将所述第一基底分成其上具有相应的太阳能电池的多个子接收器;以及
将所述多个子接收器附接于其上具有单块底板的背板,所述底板与所述导电互连结构和所述一系列太阳能电池的端子电连接。
81.根据权利要求80所述的方法,还包括在将所述第一基底分成多个子接收器之前在所述第一基底上并行地测试所述一系列太阳能电池。
82.根据权利要求80所述的方法,还包括在将所述第一基底分成多个子接收器之前在所述第一基底上测试所述一系列太阳能电池。
83.根据权利要求80所述的方法,其中,所述附接包括利用将所述子接收器结合于所述单块底板的焊料回流工艺将所述多个子接收器附接于所述单块底板。
84.根据权利要求80所述的方法,其中,所述图案化之后是:
在所述一系列太阳能电池上形成自对中透镜支撑件;以及
将球形的副透镜密封于所述自对中透镜支撑件,使得由所述太阳能电池中的每个接收的光穿过相应的球形副透镜。
85.根据权利要求84所述的方法,其中,所述形成自对中透镜支撑件包括在所述一系列太阳能电池和所述导电互连结构上形成自对中透镜支撑件。
86.根据权利要求84所述的方法,其中,所述形成自对中透镜支撑件包括形成相对于相应的自对中透镜支撑件同心布置的密封环。
87.根据权利要求84所述的方法,其中,所述将球形副透镜密封于所述自对中透镜支撑件与将所述多个子接收器附接于背板同时地执行。
88.根据权利要求87所述的方法,其中,所述附接包括利用将所述子接收器结合于所述单块底板的焊料回流工艺将所述多个子接收器附接于所述单块底板。