本发明关于一种太阳能电池的架设方法，特别关于一种提升在单位架设面积上太阳能电池发电量的方法与架构。
背景技术：
目前人类日常使用的能源仍是相当依赖石化能源。目前，虽然石油、煤矿等化石能源尚无立即耗尽的危机，但是因人类过度使用石化能源而排放的二氧化碳却造成温室效应，成为地球温度持续升高的元凶。此外，近年来原油价格起伏颇大，故寻找替代能源已成为当务之急。
太阳能是大自然中取之不尽、用之不竭的再生能源，相较现有使用主流的石化燃料来说，是更为环保的洁净能源。太阳能电池的发电效率虽然一直在研发增进，但仍有其限制，尤其在架设面积受限的情况下，太阳能电池的发电量也受到限制，造成不符使用端需求的情形产生。因此，对使用太阳能电池的应用面受到了许多限制，例如：利用太阳能电池发电的交通工具，以汽车为例，若要制作太阳能电池供电的汽车，其太阳能板的面积将会占有很大的部分，会造成行进上的阻碍，而且所得的电力亦不充足；利用太阳能电池发电的飞机也有相同的问题；另外，即使在住家阳台或屋顶上架设太阳能电池，大多数的阳台或屋顶面积也无法提供足够的电量供给。
太阳能虽然是目前相对环保、洁净的应用能源，但太阳能光电利用领域中，因为每日的日照时间有限，加上太阳能电池必须使用到较大的空间进行设置，在现今寸土寸金的社会中，如何在有限的太阳能电池架设面积上得到最大的发电效率，则是众人所引颈期盼能够解决的问题。
技术实现要素：
因此，本案发明人对于太阳能电池于单位架设面积上所得发电量不足的问题进行潜心研究(架设面积为传统单层铺设太阳能电池平铺(单面铺设)所占的面积)，提出了一种适用于所有太阳能电池，可以提升在单位架设面积上太阳能电池发电量的方法，此概念可以利用透光太阳能电池组的立体架构及以立体化不平整形状(例如曲折面)的太阳能电池来完成，在透光太阳能电池组立体架构方面包含提供一基底太阳能电池与一透光太阳能电池组，该透光太阳能电池组设置于该基底太阳能电池的受光面上；其中，该透光太阳能电池组包含至少一透光太阳能电池，且该透光太阳能电池具有部分透光的特性。
该透光太阳能电池组或基底太阳能电池可以利用具有光穿透口的透光太阳能电池板，部分透明的透光太阳能电池板或两者的组合，该透光太阳能电池组可具有多层化架构，该透光太阳能电池组，各太阳能电池板之间和基底太阳能电池之间可以具有适当距离形成各板层有距离空间的立体化架构。此部分光穿透口的部分透光太阳能电池板，其光穿透口的形状或尺寸，例如大开口或微细开口，圆形或正方形，可考虑阳光的绕射、散射的效应进行设计，例如：该光穿透口的形状自由选自于由圆形、菱形、多边形、椭圆形、矩形等等与不规则构形所组成的群组，光穿透口所占面积比例或切口大小、形状可依制程和环境需求优化，而制作含光穿透口的太阳能电池，可由蚀刻、mems、组装、制模等等制程获得，为一熟悉的工艺者可轻易完成。另外，部分透明的部分透光太阳能电池即使太阳能电池可部分透光即可，而部分透明的部分透光太阳能电池的制作也许多现有技术即可完成例如：使太阳能电池板具有部分透明的特性有几种方式，一种为将太阳能电池薄化或材料透明化形成部分透明的太阳能电池形式，例如制作薄膜太阳能电池；以mems技术薄化的太阳能电池在制程中制作薄化材料；制作半透明化材料的太阳能电池等方法。另外，利用立体化不平整形状即曲折面的架构也可以达到类似效果，利用立体化不平整形状的架构在一固定的太阳能电池架设面积上，可将太阳光分散到较大面积的太阳能电池板，可以提升在太阳能电池单位架设面积上太阳能电池发电量，其中，该不平整形状可以为任何立体几何形状包含为正弦波状、方波状、三角波状、球状、锥状、柱状、棱台状、曲面状、桶状体、环状体或其任一组合，主要在具有分散太阳光，增加单位面积上太阳能电池板可用量，此立体化不平整形状亦可以向外延伸，例如周期性或数组方式向外延伸形成大面积的太阳能发电板，此立体化不平整形状太阳能电池板可为基底太阳能电池，亦可为透光太阳能电池组的太阳能电池即和透光太阳能电池组组合成各种形式。各种太阳能电池板间亦可有适当距离的架构，即基底太阳能电池和透光太阳能电池组之间和透光太阳能电池组的各透光太阳能电池板之间可有适当距离形成立体架构可提升单位架设面积太阳能电池的发电量。同一太阳能电池板可含有具有光穿透口的透光太阳能电池，含有部分透明的透光太阳能电池，含有立体化不平整形状太阳能电池的各种组合，基底太阳能电池和透光太阳能电池组的多片太阳能电池及立体化架构亦可用具有光穿透口的透光太阳能电池，含部分透明的透光太阳能电池及含立体化不平整形状的太阳能电池来组合成各种立体化架构，此皆可达到本发明的目的，此概念可以透光太阳能电池组的立体架构及以不平整形状(例如曲折面)的太阳能电池的各种组合来完成。在太阳能电池方面，本发明所说的太阳能电池为任意的太阳能电池皆可用。例如由半导体材料、无机材料或有机材料制作的太阳能电池，又例如薄膜或厚膜太阳能电池，又例如半导体材料为硅材料、单元素半导体材料或化合物半导体材料又例如单晶、复晶式非晶质太阳能电池。
在本发明的一实施例中，该基底太阳能电池与该透光太阳能电池组彼此相距一间隙，且该间隙较佳为1cm以上。
在本发明的一实施例中，进一步将该基底太阳能电池与该透光太阳能电池组浸于一液体中。
在本发明的一实施例中，该透光太阳能电池组包含至少二透光太阳能电池；在本发明的一实施例中，该透光太阳能电池组包含至少二透光太阳能电池，并且可以彼此相距一间距，其中该间距较佳为1cm以上。
在本发明的一实施例中，该基底太阳能电池与该透光太阳能电池为平板状或不平整形状。该不平整形状包含正弦波状、方波状、三角波状、球状、锥状、柱状、数组状、棱台状、多面体、曲面体、桶状体、环状体、或其任一组合。且该不平整形状可以向外延伸例如周期性或是数组方式延伸为大面积的设置方式。
在本发明的一实施例中，该透光太阳能电池具有多个光穿透口而具有部分透光的特性；该光穿透口的形状自由选自于由圆形、菱形、多边形、椭圆形、矩形与不规则构形所组成的群组。
本发明还提供一种增进在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构，此概念可以透光太阳能电池组的立体架构及以立体化不平整形状(例如曲折面)的太阳能电池来完成，在透光太阳能电池组立体架构方面包含提供一基底太阳能电池与一透光太阳能电池组，该透光太阳能电池组设置于该基底太阳能电池的受光面上；其中，该透光太阳能电池组包含至少一透光太阳能电池，且该透光太阳能电池具有部分透光的特性。
该透光太阳能电池组或基底太阳能电池可以包含有光穿透口的透光太阳能电池板、部分透明的透光太阳能电池板或两者的组合。该透光太阳能电池组可具有多层化架构，该透光太阳能电池组，各太阳能电池板之间和基底太阳能电池之间可具有适当距离形成各板层有距离空间的立体化架构。另外，利用立体化不平整形状(例如曲折面)的架构也可以达到类似效果，利用不平整形状的架构在一固定的太阳能电池架设面积上，可将太阳光分散到较大面积的太阳能电池板，可以提升在太阳能电池单位架设面积上太阳能电池发电量，此立体化不平整形状太阳能电池板可为基底太阳能电池，亦可为透光太阳能电池组的太阳能电池，或是为透光太阳能电池及基底太阳能电池组合成各种形式。各种太阳能电池板间亦可有适当距离的架构，即基底太阳能电池和透光太阳能电池组之间和透光太阳能电池组的各透光太阳能电池板之间可有适当距离形成立体架构可提升单位架设面积太阳能电池的发电量，同一太阳能电池板可同时具有穿透口与部分透光、部分透明、以及立体化不平整形状的各种组合，基底太阳能电池和透光太阳能电池组的多片太阳能电池及立体化架构亦可用具有光穿透口的透光太阳能电池，具有部分透明的透光太阳能电池及含立体化不平整形状的太阳能电池来组合成各种立体化架构，此皆可达到本发明的目的，此概念可以透光太阳能电池组的立体架构及以立体化不平整形状(例如曲折面)的太阳能电池的各种组合来完成。在透光太阳能电池方面，本发明所说的太阳能电池为任意的太阳能电池皆可用。例如由半导体材料、无机材料或有机材料制作的太阳能电池，又例如薄膜或厚膜太阳能电池，又例如半导体材料为硅材料、单元素半导体材料或化合物半导体材料又例如单晶、复晶式非晶质太阳能电池。
在本发明的一实施例中，该基底太阳能电池与该透光太阳能电池组彼此相距一间隙，且该间隙较佳为1cm以上。
在本发明的一实施例中，进一步包含一盛装结构及一液体，该液体盛装于该盛装结构中，使该基底太阳能电池与该透光太阳能电池组浸于该液体中。
在本发明的一实施例中，该透光太阳能电池组包含至少二透光太阳能电池，且该至少二透光太阳能电池可以彼此相距一间距，该间距较佳为1cm以上；该基底太阳能电池与该透光太阳能电池为平板状亦可为正弦波状、方波状、或三角波状等不平整有曲折立体形状的太阳能电池板。
在本发明的一实施例中，该透光太阳能电池具有多个光穿透口而具有部分透光的特性；其中，该光穿透口的形状自由选自于由圆形、菱形、多边形、椭圆形、矩形与不规则构形所组成的群组。
本发明还提供一种提升在单位架设面积上太阳能电池发电量的方法，包含将一太阳能电池板以立体化不平整形状设置，与平板状太阳能电池比较，不平整形状设置的太阳能电池因其形状能够增加单位架设面积上的受光面积，而照到太阳能电池的光线也会因为分散至较大面积的太阳能电池板而减低照度。其中，该不平整形状可以为任何立体几何形状包含为正弦波状、方波状、三角波状、球状、锥状、柱状、数组状、棱台状、多面体、曲面状、桶状体、环状体或其任一组合，主要在具有分散太阳光，增加单位面积上太阳能电池板可用量，此立体化不平整形状亦可以周期性延伸、任意延伸或以数组方式向外延伸形成大面积的太阳能发电板。
由本发明的技术特征，能够在相同面对太阳光的平面面积下，增加发电量。因此对面积较受局限的太阳能电池发电，而又需要更多的发电量的情况下非常实用。例如：房屋外面或屋顶太阳能电池、室内太阳能电池、汽车、飞机、飞船等交通工具、手机、手表等随身携带装置等，应用场域广泛，增加太阳发电的可用性，甚至太阳能发电厂也可由此装设在同样的场地可以得到更大的发电量。
本发明所提出的方法不用附加辅助系统等可能减少光照射量或大幅提升成本的作法，利用强烈的太阳光，以包含穿透口的部分透光太阳能电池、部分透明的部分透光太阳能电池、及不平整形状的太阳能电池，或以上太阳能电池任意组合的方法及架构，将光线在单位架设面积上将太阳光分散到较大面积的太阳能电池板上，提升单位架设面积上太阳能电池的发电量。此概念可以透光太阳能电池组的立体架构及以不平整形状即曲折面的太阳能电池来完成，在透光太阳能电池组立体架构方面，其中若以透光太阳能电池组的概念即经由阳光穿透之概念到达第二层太阳能电池，或多层太阳能电池，让同一太阳光照射面积下，阳光可分配到多片太阳能电池发电，提升太阳光单位照射面积之太阳能电池发电量，同时可架构立体化太阳能电池布放，以增加太阳能电池发电量，另外，亦可利用不平整形状即曲折面的架构在一固定的太阳能电池架设面积上，可将太阳光分散到较大面积的太阳能电池板，提升太阳能电池单位架设面积上太阳能电池总发电量。
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用以阐明本发明，并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员，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申请专利范围所界定者为准。
附图说明
图1a～c为太阳能电池在不同太阳光照度下所量测到的输出电压v、电流i和功率p的变化。
图1d～f为太阳能电池在不同太阳光照度下所量测到的输出电压v、电流i和功率p的变化的另一独立实验结果。
图2a～c为在环境温度32℃，阳光90000±500lux下，量测太阳能电池在阳光照射0到10min的电压、电流、以及功率值的变化。
图3a为本发明增进在一固定的太阳能电池架设面积上太阳能电池发电效率的架构。
图3b为本发明增进在一固定的太阳能电池架设面积上太阳能电池发电效率的架构的另一实施例，其中在不同层之间留有间隙。
图4a为本发明增进在一固定的太阳能电池架设面积上太阳能电池发电效率的架构的穿透口示意图。
图4b为本发明增进在一固定的太阳能电池架设面积上太阳能电池发电效率的架构的穿透口示意图，其中各太阳能电池板之间留有间隙。
图4c为本发明增进在一固定的太阳能电池架设面积上太阳能电池发电效率的架构的穿透口示意图，光穿透口的形状为菱形且上下层方向不同的示例。
图5a为正弦波状太阳能电池板的示意图。
图5b为三角波状太阳能电池板的示意图。
图5c为使用多层三角牌状(可以延伸为三角波状等)太阳能电池板于增进在一固定的太阳能电池架设面积上太阳能电池发电效率的架构的示意图。
图6a为增进在一固定的太阳能电池架设面积上太阳能电池发电效率的架构，进一步包含一盛装结构及一液体的示意图。
图6b为增进在一固定的太阳能电池架设面积上太阳能电池发电效率的架构，进一步包含一盛装结构及一液体，并且基底太阳能电池与透光太阳能电池组相距一距离。
图6c与图6b相似，但多一透光太阳能电池的示意图，其中透光太阳能电池组的各片太阳能电池之间留有间隙。
图6d与图6c相似，但多一透光太阳能电池的示意图。
图7a模拟穿透口透光太阳能电池的止滑垫，其菱形穿透口的示意图。
图7b～e为实施例1中，从不加网板到加1～4层网板所得照度值、电压、电流及功率的变化。
图8a～c为实施例2中，网板和太阳能电池板的距离增加，所量测太阳能电池板的电压、电流及功率值。
图9a～c为实施例3中，网板和太阳能电池板的距离不同时，所量测太阳能电池板的电压、电流及功率值。
图10a～c为实施例4中，网板数增加所量测太阳能电池板的电压、电流及功率值。
图11a～c为实施例5中，网板和太阳能电池板的距离增加，所量测太阳能电池板的电压、电流及功率值。
图12a～c为实施例5中，网板数增加及距离不同时所量测太阳能电池板的电压、电流及功率值。
图13a～c为实施例6中，网板数增加及距离不同时所量测太阳能电池板的电压、电流及功率值。
图14a～c为图13a～c的光照度不同时的重复实验。
图15a～c为实施例7中，在没有加网板的太阳能电池板在刚照射阳光t＝0min以及照射5min及10min所得的电压、电流及功率值。
图16a～c为实施例7中，加一层网板的太阳能电池板(间距为0cm)在刚照射阳光t＝0min以及照射5min及10min所得的电压、电流及功率值。
图17a～c为实施例7中，加二层网板的太阳能电池板在刚照射阳光t＝0min以及照射5min及10min所得的电压、电流及功率值。
图18为不同角度的太阳能电池摆放位置示意图，以仿真不平整形状的太阳能电池。
图19a～c为太阳能电池板平放(第18图位置1的太阳能电池)，在光照度为10000lux、15000lux、60000lux所分别测得的电压、电流及功率值。
图20a～c为太阳能电池板放置于第18图位置2的太阳能电池于光照度为10000lux、15000lux、60000lux所分别测得的电压、电流及功率值。
图21a～c为太阳能电池类放置于第18图位置3的太阳能电池于光照度为10000lux、15000lux、60000lux所分别测得的电压、电流及功率值。
图21d为太阳能电池板平放(第18图位置1太阳能电池)所测功率值和太阳能电池板放于图18位置2及位置3所测功率值相加的比较图。
图22a～d为实施例9中，模拟透光太阳能电池板数量增加，所测得的电压、电流、功率及照度的变化。
图23a～c为实施例9中，p/p0、lux/lux0、及p/lux的比例变化。
图24a～d为实施例10中，三种情况的光线照度、电压、电流及功率的变化图。
图25a～d为实施例11中，模拟透光太阳能电池板数量增加，所测得的电压、电流、功率及p/p0的变化。
图26a为以一网板与一片玻璃载玻片迭加为一层，共四层以模拟混合式透光太阳能电池板，且基底太阳能电池与透光太阳能电池组之间、透光太阳能电池之间皆无间距的实验架构示意图。
图26b为以一网板与一片玻璃载玻片迭加为一层，共两层以模拟混合式透光太阳能电池板，且基底太阳能电池与透光太阳能电池组之间、透光太阳能电池之间保留间距的实验架构示意图。
图26c为以一网板与六片玻璃载玻片迭加为一层，共两层以模拟混合式透光太阳能电池板的实验架构的示意图。
图27a～d为实施例12中，五种情形所量测到的光线照度、电压、电流、功率值。
图27e～g为实施例12中，lux/lux0、p/po和p/lux的结果。
图28a～d为实施例13中，三种状况所量测到的光线照度、电压、电流及功率值。
图29a～d为实施例14中，三种状况所量测到的光线照度、电压、电流及功率值。
图30a～e为本发明另提供的提升在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构示例，其中依序为棱台状、多面体、曲面体、桶状体、环状体的提升在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构。
图31a为本发明另提供的提升在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构的一示例，将太阳能电池以桶状体的周期性排列。
图31b、c为本发明另提供之提升在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构的一示例，将太阳能电池以球状体(b)或环状体(c)的数组方式排列。
其中图中：
1增进在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构
11基底太阳能电池
12透光太阳能电池组
121，122透光太阳能电池
129光穿透口
2太阳
21太阳光
31正弦波状太阳能电池板
32三角波状太阳能电池板
41盛装结构
42液体
51位置1的太阳能电池
52位置2的太阳能电池
53位置3的太阳能电池
具体实施方式
“约”、“约略”或“近似地”一般系指20％，较佳为10％，最佳为5％的范围内。本文中的数值会因量测仪器的不同，或是量测方式的差异而有些许不同，因此，本文中的数值为近似值，在未明确定义的情况下可隐含“约”“约略”或“近似地”的含义。
第1a～c图为4×4cm单晶硅太阳能电池(本电池为耀祥光电的太阳能电池，自行封装)在不同太阳光照度下所量测到的输出电压v、电流i和功率p。为了计算方便，我们定义p(功率)，为量测电压(v)和电流(i)的乘积虽然有些误差，理论上会高估一些，不过对本实验来说数据的比较都是相对的，不会影响结果的判断，因此功率以量测电压及电流的乘积表示。由第1a～c图来看电流、电压、功率在图中呈现渐饱和的趋势。环境温度为30℃。故由第1a～c图可知太阳能电池的发电效率(参数有电压v、电流i、与功率p)和光线照度(lux，单位：lux)并不是线性的关系，在过高的照度之下，太阳能电池的发电效率比例相对于低照度小，也就是说，过高的照度会使太阳能电池的发电效率受到抑制。
第1d～f图为另一次实验，实测时环境温度为30℃，由图中数据可得到与第1a～c图类似的结果。另外，高照度的阳光照射会增加太阳能电池板的温度，也会略为降低太阳能电池的发电效率。第2a～c图所示为在环境温度32°c，阳光90000±500lux下，量测太阳能电池随时间变化的电压、电流、以及功率值并绘制的图。图中可以看到，在第10分钟所得电压、电流、以及功率值很明显地由于阳光照度强、时间久，皆呈些微下降的趋势。综合由上述实验可知，过强的光照度会使太阳能电池整体的等效发电量呈现下降的趋势。
由第1a～f图的量测结果可以发现在40000lux以上的高强度阳光下，p/lux的比例渐趋饱和，而在10000～40000lux时则有较佳的p/lux比。虽然500～10000lux有更优良的p/lux比，不过因亮度较低，输出功率也较低，在500lux以下的p/lux比又变差。以此实验的太阳能电池为例，若能将阳光调整在10000lux～40000lux之间，是将阳光转换为电能的较佳区域。而在阳光照度大于40000lux时，其阳光转换功率的升高比例变差。因此本发明阐述一概念，即利用分光的技术将较强的阳光，均匀分配到其他太阳能电池，可以在同样的受光平面面积下，发出更多电能，即提升在一固定的太阳能电池架设面积上整体太阳能电池的发电量，当然代价是需要更多的太阳能电池，但是在面积较受限的情况，太阳能电池的发电量也受到限制，常常不符使用端的需求，造成许多使用太阳能电池发电的限制，例如：利用太阳能电池发电的交通工具，以汽车为例，若要制作太阳能电池供电的汽车，其太阳能板的面积占很大的部分，在行进上有其不便，而且所得的电力亦不充足，若利用太阳能电池发电的飞机亦同，另外如利用太阳能电池供电的手表或手机，亦有类似的问题，也就是单位受光面积所得的发电量仍不足，虽然可以使用较高发电效率的太阳能电池，然成本将增高甚多，若考虑成本的因素，仍有许多使用的困难，因此本发明的方法可为解决此一问题的方法。
本发明的重点在将过强的阳光分光使用和目前不考虑分光甚至有聚光太阳能电池的概念是不同的，尤其在较低成本的太阳能电池适合此方法。另外在照射阳光面积受限，且电量需求较多的情况，本发明亦很有用，可在太阳光照射面积有限下，利用分光、多片、立体、不平整形状(例如曲折面)的架构虽可能需较多的太阳能电池，然整体发电量可大幅提升。
因此，本发明所提供一种提升在单位架设面积上太阳能电池发电量的方法，包含提供一基底太阳能电池与一透光太阳能电池组，该透光太阳能电池组设置于该基底太阳能电池的受光面上；其中，该透光太阳能电池组包含至少一透光太阳能电池，且具有部分透光的特性。
其中，该基底太阳能电池与该透光太阳能电池组、以及透光太阳能电池组的各个太阳能电池板之间亦可彼此相距一间隙，其二为另外亦可利用不平整形状即曲折面的架构在一固定的太阳能电池架设面积上，可将太阳光分散到较大面积的太阳能电池板，提升太阳能电池单位架设面积上太阳能电池发电量，立体化不平整形状太阳能电池板可用于基底太阳能电池或透光太阳能电池组。其三为将透光太阳能电池组的概念包含部分穿透口及部分透明的形式和不平整形状太阳能电池组合成包含基底太阳能电池及透光太阳能电池组的多层立体化太阳能电池组，这些方法组合可达到提升固定架设面积上太阳能电池的发电量。
同时，本发明也提供了一种增进在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构，请参考第3a图，该图为本发明增进在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构1，包含一基底太阳能电池11与一透光太阳能电池组12，以距离太阳2由远至近的方式设置，也就是该透光太阳能电池组设置于该基底太阳能电池的受光面上；其中，该透光太阳能电池组12包含透光太阳能电池121，122，且具有部分透光的特性。因此，太阳光在经过透光太阳能电池122发电后，部分的太阳光21可穿透太阳能电池122到透光太阳能电池121，或是经过更多个透光太阳能电池后，到达基底太阳能电池11进行发电。基底太阳能电池11可为透光或不透光，在选择上以较佳发电效率的太阳能电池为佳。其中，“部分透光”指透光度大于5％有较佳的效果。
请参考第3b图，该图为本发明增进在一固定架设面积上太阳能电池发电效率的架构1的另一实施例，包含一基底太阳能电池11与一透光太阳能电池组12，以距离太阳2由远至近的方式设置且留有间隙；其中，该透光太阳能电池组12包含至少一透光太阳能电池121，122，且具有部分透光的特性。基底太阳能电池11与透光太阳能电池组12可以有适当的距离，可依所使用的太阳能电池的种类及尺寸进行优化。
使太阳能电池板具有部分透光的特性有几种方式，一种为将太阳能电池薄化或材料透明化形成部分透明的太阳能电池形式，例如薄膜太阳能电池以mems技术薄化的太阳能电池在制程中制作薄化，半透明化的太阳能电池。另外一种形式，请同时参考第4a图，在本发明的一实施例中，该透光太阳能电池121,122具有多个光穿透口129而具有部分透光的特性；其中，该光穿透口129的形状自由选自于由圆形、菱形、多边形、椭圆形、矩形与不规则构形所组成的群组。光穿透口129的形状不限，只要能够使透光太阳能电池121,122具有部分透光的特性即可；而光穿透口129的形状或尺寸，例如大开口或微细开口，圆形或正方形，可考虑阳光21的绕射、散射的效应进行设计。在如第4b图所示，基底太阳能电池11与一透光太阳能电池组12有一段距离时，亦可使用具有光穿透口129的透光太阳能电池121，122，且透光太阳能电池121与透光太阳能电池122上的穿透口129形状可为相同或不同，此图光穿透口129形状不同(圆形、不规则形、三角形等等)的示例。另外请参考第4c图，为光穿透口129的形状为菱形，并且透光太阳能电池121与透光太阳能电池122上的光穿透口129形状虽然相同(皆为菱形)但方向不同的示例。且如图所示，上下两片光穿透口的排列亦可错开。光穿透口129形状可整个透光太阳能电池121,122一致，也可同一透光太阳能电池121,122有不同形状的分布，只要能使部分太阳光21穿透到达下一层皆可，而且调整光穿透口129的尺寸而能使光线均匀到达太阳能电池板尤佳，不同层的图案可以互相互补，例如透光太阳能电池122的光穿透口129位置固定后，透光太阳能电池121的光穿透口129不要设在正下方，可移到邻近位置等等设计，让阳光尽量在各层均匀分布。光穿透口129所占面积比例或切口大小、形状可依制程和环境需求优化。另外，透光太阳能电池121，122可为具有光穿透口129的太阳能电池或部分透明的太阳能电池，亦可为二者的组合。
在本发明的一实施例中，该透光太阳能电池组12包含至少二透光太阳能电池121,122，并以相距1cm以上的方式设置，对于每一透光太阳能电池121，122之间的距离，可依太阳能电池的种类、尺寸、以及架设环境中光散射与绕射状态进行优化调整；该基底太阳能电池11与该透光太阳能电池121，122为平板状(如第3a图至第4c图)、正弦波状(如第5a图所示的正弦波状太阳能电池板31)、方波状、或三角波状(如第5b图所示的三角波状太阳能电池板32；以及如第5c图使用多层三角波状太阳能电池板11,12于增进在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构1示例)。正弦波状、方波状、或三角波状的基底太阳能电池11与透光太阳能电池121，122减少单片太阳能电池的阳光单位面积吸收量，将部分阳光投影到其他太阳能电池。在架设时，设置如同三角牌(或三角波)形状的棱线可对准当地太阳经过的轨迹，能够得到更佳的发电效率。
请参考第6a图，该图显示在本发明的一实施例中，进一步包含一盛装结构41及一液体42的示例，该液体42盛装于该盛装结构41中，使该基底太阳能电池11与该透光太阳能电池组12浸于该液体中。在这个实施例中，该基底太阳能电池11与该透光太阳能电池组12可留有间距，将能更增进发电效率(如第6b图)。另外，第6c图中的透光太阳能电池组12，其中透光太阳能电池121，122之间可留有间距，此架构将能增进整体太阳能电池组的发电量。第6d图透光太阳能电池组12为三片透光太阳能电池的迭加，互相留有间距，此架构亦能增进太阳能电池的发电量。
本发明多片太阳能电池板的布放也形成立体化的架构，因此本发明的重点在于分配阳光于较大面积的太阳能电池板受光面积，虽然每片太阳能电池板照射的光量降低，但整体发电量可增加，和利用聚光而增进太阳能电池发电量的概念不同。
另外，本发明亦提供一种提升在单位架设面积上太阳能电池发电量的方法，包含将一太阳能电池板以立体化不平整形状设置；其中，该不平整形状可以为任何立体几何形状包含为正弦波状、方波状、三角波状、球状、锥状、柱状、数组状、棱台状、曲面状、桶状体、环状体或其任一组合，主要在具有分散太阳光，增加单位面积上太阳能电池板可用量，此立体化不平整形状亦可向外延伸形成大面积的太阳能发电板。如此，提升单位面积上的太阳能电池板面积，将太阳光分散到较大面积的太阳能电池板，可以提升单位架设面积上太阳能电池发电量。
下面将以实验示例说明本发明。
实施例1
在照度66000±500lux、34℃环境下，先对太阳能电池板量测电压v、电流i及功率p，接着将模拟有光穿透口太阳能电池板的网板分别以1～4层依序迭在太阳能电池板上并量测电压v、电流i及功率p。此模拟有穿透口的太阳能电池板的网板为有菱形缺口的暗棕色聚氯乙烯(pvc)止滑垫，聚氯乙烯垫不透光，然有菱形缺口可穿透光线，缺口面积为整个聚氯乙烯止滑垫面积的0.2725倍，因此此止滑垫，透光率为0.2725，其光穿透口的设置如第7a图所示，每一单元长(h)4.3mm、宽(w)3.2mm；光穿透口的菱形为3(h)mm×2.5(w)mm。
先测量光线在经过网板后的照度，如第7b图，为从不加网板到加1～4层网板所得照度值的变化。图中lux1标记代表逐次增加网板后所量测到的光照度值，图中lux2标记代表逐次减少网板后所量测到的光照度值，纵坐标为网板数变化。
第7c～e图为太阳能电池上从不加网板到分别加1至4层网板所得电压v、电流i及功率值p的变化，标记v1、i1、p1代表逐次增加网板后，量测到的电压、电流及功率值，标记v2、i2、p2代表逐次减少网板后，量测到的电压、电流及功率值。
由实验结果的图7b可知，随太阳能电池上方的网板数增加，光线照度依比例降低，从第一层的0.361到第二层0.118、第3层0.05、第4层0.0152，由于绕射等原因，实测值会比理论值高一些，由理论来看，太阳能电池输出电流及功率大致正比于照度变化，电压变化较钝化。而由图7c来看电压仍有些变化，然确实较钝化，由图7d、7e电流及功率随网板数增加所得的数值变化来看，比照度的变化相对缓和，即随着光照度的降低，其电流、功率的变化并不是线性的。理论上以照度的变化为准，若电流、功率和照度为线性正比(在此实施例为了简化计算，理论的功率值仅考虑和照度成正比，即若不加网板为1，加1～4层网板分别的功率值变化为0.361(加一层)、0.118(加二层)、0.05(加三层)、0.0152(加四层)而不以电流、电压相乘来计。若以电流、电压相乘来计，由于若理论上电压变化也是随照度降低而下降，理论上加各层网板所计算的理论功率值会更低)，则电流理论上从不加网板到加1、2、3、4层网板其电流分别应为54.5ma、19.67ma、6.431ma、2.725ma、0.828ma，以照度量测的比例来计算理论上功率应为29.48mw、10.642mw、3.479mw、1.474mw、0.448mw，而实测值从不加网板到加1、2、3、4层网板其电流分别为54.5ma、48.9ma、44.2ma、37.3ma、34.1ma，电压为0.541v、0.509v、0.485v、0.462v、0.430v，p为29.48mw、24.89mw、21.44mw、17.23mw、14.66mw，将加1～4层网板的电流和不加网板的电流比较，以不加网板电流为1来计算其变化比例在加上1～4层网板后分别为0.897、0.811、0.684、0.626，而同样的以加1～4层网板的功率值和不加网板的功率值来比较以不加网板功率为1来计算功率的变化在加上1～4层网板后分别为0.844、0.727、0.584、0.497；和照度变化比例来看，以不加网板的照度为1来计算，照度在加1～4层网板后分别降低倍数为0.361、0.118、0.05和0.0152，将电流及功率降低比例和照度降低比例来比较，可明显看出电流及功率的降低趋势远低于光线照度的降低趋势。
此实施例印证前述在过高的光照度时，太阳能电池板的转换效率较低，因此在高光线照度的环境下，适当地分光可以提升单位向光面积的太阳能发电量。
由实施例1可以计算各个网板的分光效果。单纯一片太阳能电池板在照度值约为66000lux的环境下，所得发电功率为29.48mw。将网板1～4片覆于该太阳能电池板上时，所得功率分别为24.89mw、21.44mw、17.23mw、14.66mw。而比较所需的太阳能电池板面积，以实验用的单片太阳能电池板面积为1计算，每一层扣除光穿透口的太阳能电池板(以网板模拟)实际面积为0.7275，相较于没有缺口的太阳能电池板，若以每层太阳能电池板发电量来算从一层有0.2725缺口的太阳能电池板，面积为没有缺口太阳能电池板的0.7275倍来算，第1层到第3层太阳能电池板的发电功率，分别为24.09×0.7275＝18.11mw、21.44×0.7275＝15.60mw、17.23×0.7275＝12.53mw，第4层可用无缺口的太阳能电池，以14.66mw计算，虽然每一层功率值降低，然其在太阳能电池固定架设面积不变的情况下由于有多片太阳能电池板同时发电，等于在同样受光面积下，太阳能电池板总发电量增加，以本实施例来说，等效于一太阳能电池板受光面积下，以加4片网板，即模拟有穿透缺口的太阳能电池板来比较，需要面积3.180片没有缺口的太阳能电池板，而发电量为60.9mw(18.11mw+15.60mw+12.53mw+14.66mw＝60.9mw)，为原来单层的2.45倍，虽然好像用3.18片太阳能电池板只得到2.45倍单片板的发电功率，但是却只有利用单片太阳能电池板的相同太阳照射面积，即达到2.45倍发电功率的效果，这对面积较受局限的太阳能电池发电，而又需较多的发电量的情况相当有用，可以在较小受光面积下，得到较高的发电量，而若只用两层的模式，则所需太阳能电池板为单片的1.7275倍，总电量为39.55mw为单片的1.59倍。
由此实施例可印证使用含有光穿透口太阳能电池的透光太阳能电池组所形成的太阳能电池部分多层化架构可提升在固定架设面积上整体太阳能电池发电量。
实施例2
在53000±200lux的光线环境下，量测太阳能电池板的电压v、电流i及功率p，接着将网板平行设置于太阳能电池板上相距1cm处，并量测太阳能电池板的电压、电流及功率值，接着由2cm到4cm，分次增加网板和太阳能电池板的距离，并量测太阳能电池板的电压、电流及功率值。所得结果如第8a～c图所示，横轴的1～4cm分别表示网板与太阳能电池板的距离，横轴标示的“a”表示不加网板的情况。由图可知加网板后，电压、电流及功率会降低，但随着网板和太阳能电池板的距离增加，电压、电流及功率亦有增加的趋势，证实将太阳能电池板(基底太阳能电池板)与网板(模拟具有光穿透口的太阳能电池)的间距提高(立体化架构)可提升太阳能电池板的发电量。
实施例3
在与实施例2相同的环境与器材下，于太阳能电池板上设置二网板(模拟透光太阳能电池组)，分别设置于太阳能电池板上4cm及5cm，并量测太阳能电池板的电压、电流及功率值。接着将距离太阳能电池板5cm的网板(上方的网板)调整至距离太阳能电池板6cm或7cm之处，并分别量测太阳能电池板的电压、电流及功率值，所得结果如第9a～c图所示，由电压、电流及功率值的变化来看，上方的网板与太阳能电池板及下方网板的距离增加，所得到的电压、电流及功率值也会增加。此实施例再印证含有部分穿透口太阳能电池的透光太阳能电池组所形成的太阳能电池板多层立体化架构可提升固定架设面积上太阳能电池发电量。
在相同的基底太阳能电池，和以网板模拟二片透光太阳能电池组的状态下，第一片距基底太阳能电池4cm，而第二片距基板太阳能电池从5cm增加到7cm，所量测基底太阳能电池的功率分别从9.245mw增加到14.656mw，即，在相同太阳能电池组的布放下提高模拟第二片透光太阳能电池的网板和基底太阳能电池的距离(也相对增加对模拟的第一片透光太阳能电池的距离)即可增加基底太阳能电池的发电量，可印证含有部分穿透口太阳能电池的透光太阳能电池组所形成的太阳能电池板多层立体化架构可提升固定架设面积上太阳能电池发电量。
实施例4
本实施例在66300±500lux的光线环境下，将太阳能电池板放入2000cc的烧杯，并加水1000cc来进行实验。先在不加网板的情况下量测太阳能电池板的电压、电流及功率值，再于太阳能电池板上加网板(不留间距)，从一片网板逐次增加到二片网板，模拟第6a图所示的实验架构。分别量测太阳能电池板的v、i、p，所得结果如第10a～c图所示，0代表不加网板，1～2分别加1到2片网板。而v1、i1、p1代表网板数增加时，电压、电流、功率的变化；v2、i2、p2代表网板数减少时，电压、电流、功率的变化。由结果可知在水中的结果和在空气中类似，虽然电压、电流及功率值下降得比空气中略大，然仍远小于光照度的衰减(以空气中的照度量测来比较)。此实施例印证在液体环境，对透光太阳能电池组多层立体化架构亦可提升固定架设面积上太阳能电池发电量。
实施例5
本实施例在同实施例4的光线环境下，同样将太阳能电池板放入2000cc的烧杯中加水1000cc来进行实验。先在太阳能电池板上方加一网板，距离太阳能电池板分别为1、2、3、或4cm，并分别量测太阳能电池板的电压、电流及功率，实验架构如第6b图所示。而量测到的电压、电流及功率变化如第11a～c图所示。由结果可知太阳能电池板与网板之间的间距增加，电压、电流及功率亦为增加，其增加的趋势和在空气中的结果类似，也再度印证立体结构可增加发电量。
接着将网板置于太阳能电池板上方4cm，并于太阳能电池板上方6cm处再放入第二片网板，如第6c图。量测太阳能电池板的电压、电流及功率。接着将第一片网板置于太阳能电池板上方4cm处，第二片网板置于太阳能电池板上方6cm处，并于太阳能电池板上方7cm处再放入第三片网板，实验架构如第6d图所示。量测太阳能电池板的电压、电流及功率，所得结果如第12a～c图所示，图中横轴所标示的“0’”为太阳能电池板在空气中所测得的数值，“0”为水下测试值，“1”为一片网板设置于距太阳能电池板4cm处所测得的数值，“2”为加了第二片网板于6cm处所测得的数值，“3”为加了第三片网板于7cm处所测得的数值。以每层网板(模拟有穿孔的太阳能电池)穿透光0.2725计算，比例为36.098×(1-0.2725)+32.819×(1-0.2725)+30.744×(1-0.2725)+28.248＝100.751mw大于单层太阳能电池板在水中的36.259mw。
以第12c图来看，不加水的太阳能电池板发电量为31.02mw，加水为36.098mw。考虑基底太阳能电池(全片)与透光太阳能电池(穿透口占0.2725比例)各一片，并相距4cm的情况，所需太阳能电池板面积为1.7275倍而总和发电量为59.080mw。以加水单片太阳能电池板来比较，发电量为加水单片太阳能电池36.098mw的1.637倍，接近1.7275倍的太阳能电池板面积的发电量。若发电量和不加水的单层太阳能电池的发电量31.02mw比较，发电量增加1.905倍，大于本架构所用电池面积(即单片太阳能电池板面积)的1.7275倍，即用了1.7275倍的太阳能电池板面积，可约得到1.905倍的发电量，效果很明显。若以第12c图中所示以基底太阳能电池与三片透光太阳能电池的架构来比较，则所需太阳能电池板为3.183片(以单片太阳能电池面积为1计算)，而发电量为100.751mw为单片发电量36.098mw的2.791倍。若和不加水的单片发电量31.02mw比较可达3.248倍，即同一太阳光照射面积下，发电量可增加大于3倍，对用于手表、手机等轻小设备或汽车、飞机、船舶、宇宙飞船、卫星等有明显的效果，而所用的太阳能电池不限于那一种太阳能电池，包含si、gaas、有机、无机材料、厚膜、薄膜等等任何太阳能电池皆可适用，而光源变化例如日光灯及在不同环境，例如在水中环境亦可使用。
由前述结果可知，将太阳能电池置于水中可提升太阳能电池的发电效率，而于太阳能电池板上加入网板(模拟含部分穿透口的太阳能电池组)会使其输出的电压、电流及功率降低，不过降低不多，在立体化设置太阳能电池系统时却能使整体太阳能电池的发电量提高。
实施例6
在4600±200lux、22℃的环境下，量测太阳能电池的电压v、电流i、以及功率p值，结果列于以第13a～c图，横轴的标示为“0”。接着于太阳能电池板上4cm处加上与实施例1相同的网板(网板1)，并量测电压、电流、及功率，所得结果标示为“a”。接着在太阳能电池板上6cm处再加上一网板(网板2)，并量测电压、电流、及功率，所得结果标示为“b”。接着于太阳能电池板上9cm处再加上一网板(网板3)，并量测电压、电流、及功率，所得结果标示为“c”。以不加网板和加上1、2、3片网板相比，整体发电量(即基底太阳能电池加以网板模拟的太阳能电池分别为1～3片)从6.071mw增加为6.374mw、6.741mw、7.252mw。例如加一片网板整体发电量为6.071mw×(1-0.2725)+1.957mw＝6.374mw。
另外，在8600±200lux、22℃的环境下重做一次实验，所得结果如第14a～c图所示，以不加网板和加上1、2、3片网板相比发电量从12.209mw增加为12.745mw、13.976mw、15.065mw。由比例可知，在太阳光较弱的情况下，增加网板即模拟增加具有穿透口的透光太阳能电池板仍可使整体发电量增加，但增加比例减少。即多片太阳能电池仍会使整体发电量增加，但增加比例减少。
实施例7
在59000±300lux、31℃的环境下，量测太阳能电池在不同阳光照射时间的电压、电流及功率的变化。第15a～c图为在没有加网板的太阳能电池板在刚照射阳光t＝0min以及照射5min及10min所得的电压、电流及功率值，由图可知，随着照射时间增长，太阳能电池板的表面温度升高，因此其电压、电流及功率皆降低。第16a～c图为加一层网板的太阳能电池板(间距为0cm)在刚照射阳光t＝0min以及照射5min及10min所得的电压、电流及功率值，由图可知，随着照射时间增长，太阳能电池板的电压、电流及功率值变化不大，显然受温度的影响轻微。第17a～c图为加两层网板(间距为0cm)的太阳能电池板在刚照射阳光t＝0min以及照射5min及10min所得的电压、电流及功率值，由图可知，随着照射时间增长，太阳能电池的电压、电流及功率值变化不大(图所示的数值稍为升高应为阳光照度变化误差所致)。整体看来加上网板模拟双层，甚至三层太阳能电池板发电，第二层或更多层的太阳能电池板发电板受到太阳光照射升温的影响降低，若采用多层太阳能电池的架构进行太阳能发电，受太阳光照射产生的温度升高而影响发电效率的情形降低，此亦为多层太阳能电池板发电的特点之一。
实施例8
为了确认在同一固定的太阳能电池架设面积上，利用分散太阳光照射来增加太阳能电池的发电量，我们在32℃的环境下，如第18图所示(图18仅为示意图)，以不平整形状的立体架构来进行太阳能电池板的发电。为了准确，本实验例以同一太阳能电池板(5cm×4cm)进行，分别放置于平常(位置1的太阳能电池51)、左(位置2的太阳能电池52)、右(位置3的太阳能电池53)的位置，分别量测太阳能电池板的电压、电流及功率，而左、右太阳能电池板以60度夹角放置，让其投影面积为原来太阳能电池板的一半，而此角度可视情况调整，整组立体架构轴向(即第18图所示的棱线p)向着太阳及太阳移动的方向，此方向主要考虑位置2，3的太阳能电池板受光量比较平均，此方向亦可调整(不受局限)。第19a～c图为太阳能电池板平放(位置1)，在光照度为10000lux、15000lux、60000lux所分别测得的电压、电流及功率值。第20a～c图为太阳能电池板放置于位置2于光照度为10000lux、15000lux、60000lux所分别测得的电压、电流及功率值。第21a～c图为太阳能电池类放置于位置3于光照度为10000lux、15000lux、60000lux所分别测得的电压、电流及功率值。
第21d图所示为在位置1的太阳能电池板51在太阳照度为10000lux、15000lux、60000lux所量测的功率值，以及在位置2与3的太阳能电池板52,53于太阳照度为10000lux、15000lux、60000lux所分别量测到的功率值相加的值的分布图。由图可知虽然以立体架构(即位置1与位置2放置太阳能电池)的架构进行太阳能电池发电，在同一固定的太阳能电池架设面积下，所得发电功率约为平常位置太阳能电池发电功率的约1.4～1.7倍，虽然以此立体架构架设太阳能电池会需要两倍太阳能电池板的成本，但在有限受光面积的需求下，此不平整形状的立体架构亦提供一增加太阳能电池发电量的方法。
另重复此实验，同样将棱线对准太阳方向(如第18图所示)，在温度31°c、于室外光线65000lux下量测。位置如第18图所示，在倾角60°的太阳能电池板52的电压、电流、功率分别为0.484v，46.4ma、p＝22.46mw，在倾角60°位置3太阳能电池板53的电压、电流、功率分别为0.511v、49.4ma、p＝25.24mw，位置1下方无倾角的太阳能电池板51(由于实验使用同一太阳能电池板轮流测位置1、2、3的电压、电流，故此比较基准相同)的电压、电流、功率为0.53v、52.5ma、27.83mw，位置2与位置3的太阳能电池板功率相加获得约47.70mw，远大于位置1的27.83mw。虽然如此设置需要2片太阳能电池板，然而在同一太阳光照射平面面积下，可得到更大的发电量。
由上述说明可知不平整形状的立体化架构，可提升太阳能电池在相同固定的太阳能电池架设面积下，可以得到较大的发电量，对于空间较受局限的场域相当有利。
实施例9
在阳光照度为60500±500lux、19℃的环境下，如第3b图的架构进行多片太阳能电池的发电实验，利用每片太阳能电池板穿透部分光到下一片太阳能电池板，可以分布光的概念进行在同一固定的太阳能电池架设面积上(即同一太阳光照射面积下)进行多片太阳能电池板发电，增加整体的发电量。以12片太阳能电池板为例，此立体架构太阳能电池板发电，需每片太阳能电池板能穿透部分阳光，此技术可用薄膜形式的太阳能电池或以mems等技术薄化组件，即可获得能穿透部分阳光的太阳能电池板。本实施例以穿透率约0.950的玻璃来模拟穿透率0.950的太阳能电池板，其穿透率约为0.950。先以不加玻璃板的太阳能电池板，量测其输出电压、电流及功率值，接着量测上方有放置一片穿透率约0.950的玻璃来模拟穿透率0.950的第二层太阳能电池板的照度、电压、电流及功率值。接着将太阳能电池板上方置放第二片穿透率约0.950的玻璃来模拟穿透率0.950的两片太阳能电池板，量测底层太阳能电池板的照度、电压、电流及功率值。每加一片玻璃即量测一次电压、电流及功率值，直至所加玻璃为十二片为止，测得的照度、电压、电流、功率及照度的变化结果如第22a～d图所示。
另外，第23a～c图分别为p/p0、lux/lux0、及p/lux的比例变化；其中lux为加1～12层玻璃载玻片后各架构分别的照度；lux0为不加玻璃载玻片的照度，为61000lux；p为加玻璃载玻片多层的功率；po为不加玻璃载玻片的功率值，为25.199mw。由第22a～d图可知电压、电流及功率值的降低量远小于照度值的降低量，由第23a～b图比较可知加多层玻璃载玻片每加一层，p/po的比例远大于lux/lux0，同时由第23c图可知功率和照度比随层数增加而增加，可明显随层数的增加证明功率降低比例低于照度降低比例。印证多层太阳能电池板的架构，其整体发电量大于一般单层太阳能电池板，由上述的数据，结果可印证此模拟含有部分透明太阳能电池板的透光太阳能电池组所形成的立体结构亦可增加固定的太阳能电池架设面积上的太阳能电池板发电量，当然此架构需要较多太阳能电池板的成本，不过在有限受光面积的需求下，此立体架构提供一增加太阳能电池发电量的方法。
实施例10
在19℃、60500±500lux的光线环境下，如第3b图的架构进行多层太阳能电池的发电，此立体架构太阳能电池板发电，需每层太阳能电池板能穿透部分阳光，此技术可使用薄膜形式的太阳能电池或以mems等技术薄化组件，即可获得部分透光的太阳能电池。本实施例和前实施例(实施例9)不同在于类似实施例5，第二层太阳能电池板(以玻璃模拟，穿透率为0.657)距离第一层太阳能电池板4cm，第三层太阳能电池板(以玻璃模拟，穿透率为0.751)距离第一层6cm，即距离第二层2cm来进行实验。同时，每一层模拟太阳能电池板的玻璃以六片载玻片组成，以减少光的穿透率。第24a～d图为三种情况下分别量测照度、电压、电流及功率的变化：横坐标“a”代表没有加六片载玻片的值，第二种情况所测值，模拟坐标标示为“b”，b代表迭加六片玻璃载玻片并距离下层的太阳能电池板4cm，通过模拟加上部分穿透的上层太阳能电池板后，下层太阳能电池板所接收的照度值，第三种情况所测值，横坐标标示为c。c代表迭加六片玻璃载玻片，穿透率0.657(第二层)并距离下层(第一层)的太阳能电池板4cm，并再迭加六片玻璃载玻片(第三层)，穿透率0.751，并距离最下层太阳能电池板6cm，即距离第二层2cm，如此所测得最下层(第一层)太阳能电池板的照度值。
第24b图为电压的变化，三种情况分别为横坐标“a”代表没有加六片载玻片的值，“b”代表迭加六片玻璃载玻片并距离下层的太阳能电池板4cm，通过模拟部分穿透的上层太阳能电池板后，下层太阳能电池板所量测到的电压值。“c”代表迭加六片玻璃载玻片(为第二层)并距离下层的太阳能电池板4cm，并再迭加六片玻璃载玻片(为第三层)并距离最下层太阳能电池板6cm，即距离第二层2cm，所测最下层太阳能电池板(第一层)的电压值。
第24c图为电流的变化的三种情况分别为：横坐标“a”代表没有加六片载玻片的值，“b”代表迭加六片玻璃载玻片并距离下层的太阳能电池板4cm，通过模拟部分穿透的上层太阳能电池板后，下层太阳能电池板所量测到的电流值。“c”代表迭加六片玻璃载玻片(为第二层)并距离下层的太阳能电池板4cm，并再迭加六片玻璃载玻片(为第三层)并距离最下层太阳能电池板6cm，即距离第二层2cm，所测最下层(第一层)太阳能电池板的电流值。
第24d图为功率的变化的三种情况分别为：横坐标“a”代表没有加六片载玻片的值，为25.2mw；“b”代表迭加六片玻璃载玻片并距离下层的太阳能电池板4cm，通过模拟部分穿透的上层太阳能电池板后，下层太阳能电池板所量测到的功率值，为22.14mw。“c”代表迭加六片玻璃载玻片(为第二层)并距离下层的太阳能电池板4cm，并再迭加六片玻璃载玻片(为第三层)并距离最下层太阳能电池板6cm，即距离第二层2cm，所测最下层太阳能电池板(第一层)的功率值，为20.30mw。
若假设第三层、第二层太阳能电池的发电功率需以(1-穿透率)计算，此假设为较差的状况，一般太阳能电池发电有效区在p、n接面的空乏区，此区通常很薄，因此一般太阳能电池有效接收太阳光发电的比例不高，大部分太阳光在太阳能电池板都是无效的，因此，在第三层的太阳光穿透率为0.657，假设有效发电量为1-0.657＝0.343，为保守的评估，一般可以高于此值，若以此保守假设来估算第三层太阳能电池的发电功率为25.2mw×(1-0.657)＝8.644mw，第二层太阳能电池的发电功率为22.14×(1-0.751)＝5.513mw，第一层为一般的太阳能电池板，因此假设可得全部的太阳能发电量20.3mw，三层加起来发电量为34.46mw，远大于仅单层的太阳能电池发电量25.20mw，况且我们是以较保守的估算法，虽然需要较多的太阳能电池板，然在同一固定的太阳能电池架设面积上可得较大的整体发电量。
由第24a～d图可知，在距离最下层板(第一层)4cm处加一层迭加六片的玻璃载玻片(模拟部分穿透光的上层太阳能电池板)，在下层的太阳能电池所量测到的光线照度、电压、电流及功率值，和没有加玻璃载玻片的比值分别为0.660、0.979、0.873、0.855。由此可知，在加了玻璃载玻片之后，太阳能电池的输出功率的降低是远低于接收光线照度的降低。在第24a～d图中的横坐标c情况有加两层玻璃载玻片与没有加玻璃载玻片的太阳能电池的光线照度、电压、电流及功率值比值分别为0.495、0.959、0.817、0.783，同样的，由0.783远大于0.495的值得知在加了玻璃载玻片后，太阳能电池的输出功率的降低是远低于接收光线照度的降低。由实验结果再次印证此立体结构可增加固定受光面积下的太阳能电池板发电量，当然此架构亦需较高的太阳能电池板成本，不过在有限受光面积的需求下，此立体架构提供一增加太阳能电池发电量的方法。
另外，在65500±500lux，22℃的类似前述实验条件下，将第3b图的架构放入2000cc大烧杯，加水1000cc进行多片太阳能电池发电实验，第二层、第三层的穿透率同前述分别为0.657及0.751。所得模拟第二层太阳能电池的发电功率为32.92×(1-0.657)＝11.292mw，第三层太阳能发电功率为32.18×(1-0.751)＝8.013mw，第一层为一般太阳能电池板，其发电量为31.27mw，三层加起来发电量为50.58mw，是大于仅有单层的太阳能电池板发电量32.92mw。由于加水有较大的发电量，若和不加水的单层的太阳能电池板在相同太阳光照度及照射面积下的发电量25.2mw比，所得发电量大于两倍，这也是很保守的估算。
实施例11
在65500±500lux、22℃的环境下，如第6a图的架构，将第3a图的架构放入2000cc大烧杯，加水1000cc进行多层太阳能电池发电实验，与实施例9类似，需每层太阳能电池板能穿透部分阳光，可利用薄膜形式的太阳能电池或以mems等技术薄化组件而获得部分透光的太阳能电池。本实施例以穿透率约0.950的玻璃来模拟穿透率0.950的太阳能电池板，每一层穿透率约为0.950，第一层为不加穿透层的太阳能电池板，量测其电压、电流及功率值，接着于底层太阳能电池板上方置放一片穿透率约0.950的玻璃来模拟穿透率0.950的第二层太阳能电池板量测底层太阳能电池的电压、电流及功率值。接着于底层及模拟第二层太阳能电池板的穿透率约0.950的玻璃上方置一穿透率约0.950的玻璃，模拟第三层穿透率约0.950的太阳能电池板量测底层第三层太阳能电池板电压、电流及功率值。每加一片玻璃即量测一次电压、电流及功率值，直至所加玻璃为十二片为止，测得的电压、电流、功率及p/po(其中p为加多层玻璃所测功率值po为不加玻璃所测太阳能电池的功率)的变化结果如第25a～c图所示，p/po的降低比低于实施例9的p/po降低比例。
由第25a～c的结果，这些数据和实施例9有类似结果可印证多层太阳能电池板的架构，其整体发电量大于一般单层太阳能电池板，由上述的数据，结果可印证此立体结构亦可增加在同一固定受光面积上的多片太阳能电池板整体发电量。当然此架构亦需较多的太阳能电池板成本，不过在有限受光面积的需求下，此立体架构提供一增加太阳能电池发电量的方法。另外第25d图为p/po比；由于本实施例和实施例9环境类似，差别在于本实施例为一在水的环境，若以实施例9的lux变化来参考，和图22a～d和图23a比较，多层化后，p的降低量仍远小于lux的降低量。
实施例12
在64000±2000lux、33℃的环境下，如第26a图的架构进行多层太阳能电池的发电。此立体架构中，每层太阳能电池板能穿透部分阳光。此技术整合部分透明太阳能电池的部分透光的太阳能电池芯片(组件1212、1222、1232、1242，以玻璃载玻片来模拟)及部分间隔穿透口以穿透部分太阳光的部分透光太阳能电池芯片(组件1211、1221、1231、1241，以网板来模拟)的概念。具有穿透口的太阳能电池易于用薄膜技术mems的背蚀刻等技术完成。第二～五层每层以一网板迭加一穿透率约0.950的玻璃载玻片来模拟混合式的部分透光的太阳能电池板，第一层为基底太阳能电池。所得实验结果如第27a～d图所示，分别代表光线照度、电压、电流、功率的量测结果；横坐标的标示“0”代表没有加载玻片及网板的检测值，横坐标的标示“1”代表有一组含载玻片迭加一片网板置于太阳能电池板上所量测的结果；横坐标的标示“2”代表有二组各含一载玻片迭加一片网板置于太阳能电池板上所量测的结果；横坐标的标示“3”代表有三组各含一载玻片迭加一片网板置于太阳能电池板上所量测的结果；横坐标的标示“4”代表有四组各含一载玻片迭加一片网板置于太阳能电池板上所量测的结果；第27a～d及f图分别代表照度、电压、电流及功率在不同量加片数的量测结果，而第27e～g分别代表lux/lux0、p/po及p/lux的比值，由结果可知，光线照度的降低比例远大于输出功率的降低比例，而且片数增加p/lux呈现增加，除了第4组载玻片迭加网板加入后p/lux下降，原因是第4组加入后lux已降低到450lux的水平，由第1a～f图的数据可知p/lux会下降，此实验进一步的证实此多层架构即对部分透明的部分透光太阳能电池板整合部分穿透口的部分透光太阳能电池芯片也可以增加整体太阳能电池的发电量。
实施例13
在62200±500lux的光线环境下，以一片载玻片加上一片网板为一层，如第26b图所示迭加网板与载玻片模拟混合以穿透口部分穿透阳光和部分透明穿透阳光形成混合式太阳能电池板的概念。不过本实施例和实施例12不同处在于第二层迭加于底层太阳能电池板的距离为4cm，第三层迭加于底层太阳能电池板的距离为6cm，即距第二层2cm。每一层的载玻片仅用一片穿透率约0.950的载玻片。此实施例在说明整合透光太阳能电池及部份间隔穿透口的太阳能电池，同时以太阳能电池板立体化架构来提升在固定太阳能电池板架设面积上整体太阳能电池发电量的系统。如第28a～d图所示的太阳能电池的电压、电流、功率结果中，没有加网板及载玻片的太阳能电池板测量的值在横轴坐标标示为a；底层太阳能电池板上方4cm处放置一组载玻片加网板所得太阳能电池量测值在横轴坐标标示为b；在底层太阳能电池板上方4cm处放置一组载玻片加网板，同时在底层太阳能电池板上方6cm，即第一组载玻片加网板上方2cm处放置另一组载玻片加网板，模拟放置两层整合部分透明的透光太阳能电池板及部份相隔穿透口以穿透部分太阳光的太阳能电池板，对太阳能电池参数的影响加以实验，所得的电压、电流、功率值在横轴坐标标示为c。由量测结果可印证此立体结构亦可增加固定的太阳能电池架设面积上受光面积的太阳能电池板发电量，当然此架构亦需较多的太阳能电池板成本，不过在有限受光面积的需求下，此立体架构提供一增加太阳能电池发电量的方法。
实施例14
在62200±500lux的光线环境下，以六片载玻片加上一片网板为一层，如第26c图所示迭加网板与六片载玻片(模拟混合间隔穿透口与部分透明太阳能电池板)的概念，不过本实施例和实施例13不同处在于第二层迭加一网板与六片载玻片(模拟混合搭配间隔穿透口和部分透明太阳能电池板的太阳能电池)距底层(第一层)太阳能电池板4cm，第三层迭加一网板与六片载玻片(模拟混合间隔穿透口和部分透明太阳能电池板的太阳能电池板)距底层太阳能电池板6cm，即距第二层模拟板2cm。同时每一层部分透明太阳能电池板以6片载玻片来模拟减少太阳光穿透率。所测结果如第29a～d图所示为在不同状况下量测光线照度、电压、电流及功率值。
在没有载玻片与网板的情况下(横轴标示a)，太阳能电池板(第一层)发电量为0.538v、49.6ma；加一层六片载玻片与一片网板(第二层)时(横轴标示b)，发电量为0.490v、39.7ma；再加一层六片载玻片与一片网板(第三层)时(横轴标示c)，发电量为0.460v、29.6ma。第三层的穿透率为15000/62500＝0.24，第二层的穿透率为5200/15000＝0.347，若以加此二迭加层的架构进行发电，可得总发电量为26.685×(1-0.24)+19.453×(1-0.347)+13.616×1＝46.6mw，此值远大于单层太阳能电池的发电量26.685mw。
由量测结果可知结果可印证此立体结构亦可增加在一固定的太阳能电池架设面积上受光面积的太阳能电池板发电量，当然此架构亦需较多的太阳能电池板成本，不过在有限受光面积的需求下，此立体架构提供一增加太阳能电池发电量的方法。
另外，本发明亦提供一种提升在单位架设面积上太阳能电池发电效率的架构1，包含一不平整形状的太阳能电池板。与平板状太阳能电池比较，不平整形状设置的太阳能电池因其形状能够增加单位架设面积上的受光面积，而照到太阳能电池的光线也会因为分散至较大面积的太阳能电池板而减低照度。
不平整形状可为正弦波状、方波状、三角波状、球状、锥状、柱状、棱台状(如第30a图所示)、多面体(如第30b图所示，为多面体的一实例)、曲面体(如第30c图所示，为曲面体的一实例)、桶状体(如第30d所示)、环状体(如第30e图所示，类似甜甜圈的形状)、或其任一组合。该些不平整形状可以周期性方式延伸，例如第5a图与第5b图所示的形状即为太阳能电池以周期性的正弦波与三角波形状设置的示例，而第31a图为桶状体的太阳能电池以周期性排列的示例。又，该些不平整形状亦可以向外延伸包含数组方式延伸，例如第31b图为球状体的太阳能电池以数组式排列的示例，而第31c图为环状体的太阳能电池以数组式排列的示例。
由上述说明及实施例1～15可知以包含提供一基底太阳能电池与一透光太阳能电池组，该透光太阳能电池组设置于该基底太阳能电池的受光面上；其中，该透光太阳能电池组包含至少一透光太阳能电池，且该透光太阳能电池具有部分透光的特性，可提升整体系统的发电量。基底太阳能电池与透光太阳能电池组的任一太阳能电池可具有穿透口以具有部分透光的特性、具有部分透明以具有部分透光的特性、不平整形状、或其任意组合；同时，可利用各个太阳能电池板之间相互具有一距离以进一步增进发电量。由于太阳能电池受光产生的电压、电流、功率与照度并不是线性的关系，在高照度的太阳光之下，太阳能电池的输出电压、电流、与功率比例相对于较低照度时的电压、电流、与功率比例较少。因此，可知过高的光照度会使太阳能电池的发电效率受压抑。本发明提升太阳能电池发电量的一种技术是利用立体结构在一固定的太阳能电池架设面积上，将太阳光分散到不同的太阳光电池板，产生较大的总发电量。虽然太阳能电池板的效率相近，然而由于多片或倾斜角等立体化技术，让在可用的同样面积下，太阳能电池立体系统的发电量增加。
因此在一固定的太阳能电池架设面积上，即相同面对太阳光的平面面积下，增加发电量，这对面积较受局限的太阳能电池发电，而又需要更多的发电量的情况相当有用。例如：房屋外面或屋顶太阳能电池、室内太阳能电池、汽车、飞机、飞船等交通工具、手机、手表等随身携带装置等等，应用场域广泛，增加太阳发电的可用性，甚至太阳能发电厂也可由此装设在同样的场地可以得到更大的发电量。
另外，本发明的方法与架构能够在较小受光面积下，得到较高的发电量，对用于对手表、手机等轻小设备或汽车、飞机、船舶、宇宙飞船、卫星等有明显的效果。而所用的太阳能电池不限于哪一种太阳能电池，包含硅、砷化镓、半导体材料、无机材料、有机材料等不同材料、或是不同机构、p-n界面、薄膜、厚膜…等等任何太阳能电池皆可适用。
因此经由本发明的技术特征，可用任何太阳能电池，将其与本发明的立体架构组合，即可在一固定的太阳能电池架设面积上即面对太阳光的平面面积不变下显著增加太阳能电池系统的发电量。