专利名称：集光型太阳能电池及其封装体结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集光型太阳能电池及其封装体结构，特别是涉及一种具有杯体及透镜的集光型太阳能电池及其封装体结构。
背景技术：
图1是现有习知的一种集光型太阳能电池的结构图。一般集光型太阳能电池结构100是排成阵列结构，以使太阳光能量能被充分的收集，但是在这样的阵列结构中每个太阳能电池单元11的壳体是共用的，彼此间并没有间隙，因此无法有效的散热，也因为如此造成太阳能电池芯片30的工作温度偏高，进而降低了光电转换效率。图2是现有习知的光线照度及最大功率效能的特性曲线图，从图2的功率特性曲线可以明确的了解，不同的工作温度会有不同的最大功率效能。例如，当太阳能电池芯片30的工作温度在95°C时，最大功率效能约为35% ;当工作温度在80°C时，最大功率效能约为35. 6% ;当工作温度降到25°C时，最大功率效能将提升到约38. 5% ;当工作温度降到10°C时，最大功率效能将提升到约39. 5%。因此太阳能电池芯片30的最大功率效能与日照强度及太阳能电池芯片30的工作温度息息相关。在高工作温度时，将会导致太阳能电池芯片30的最大功率效能下降。此外，一般集光型太阳能电池结构100均使用高集光镜面的菲涅尔透镜12 (Fresnel Lenes)与日光追踪器(Solar Tracker)的组合。现有习知的集光型太阳能电池，为了有效的利用太阳 光，因此日光追踪器(Solar Tracker)是相当重要的。在集光型太阳能电池中，同样的发电效率，太阳能电池的面积越小越能节省成本，因此越小面积的太阳能电池，对接收太阳光的角度要求越高，也就是日光追踪器(Solar Tracker)的精准度要更好,故其制造成本会过高。上述集光型太阳能电池结构100，仅着重于如何增加太阳光的集光率进而提升发电效率，但集光率增加后，菲涅尔透镜12又会将太阳光聚集到面积狭小的太阳能电池芯片30上，故可能引起太阳能电池芯片30的工作温度上升而损毁集光型太阳能电池结构100，因此当忽略散热系统时，不但会导致光电转换效率不佳而且很容易造成安全性的问题。由此可见，上述现有的集光型太阳能电池在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的集光型太阳能电池及其封装体结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的集光型太阳能电池存在的缺陷，而提供一种新型的集光型太阳能电池及其封装体结构，所要解决的技术问题是使其结构简单，可有效避免集光型太阳能电池在运作时因太阳光聚焦所引起的温度上升而导致内部零件产生劣化或毁损的问题，进而保持其良好的操作效能。此外，本发明并不需要日光追踪器，所以可达成简易而低成本的功效，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种集光型太阳能电池及其封装体结构，其包括一阵列式壳体，是由多个杯体所组成，任两个杯体其相邻侧边形成有一间隙，并且每一杯体都具有一散热底部、一中空空间及一开口 ；多个太阳能电池芯片，是以一对一方式设置于该些中空空间内并位于该杯体的杯底处；以及多个透镜，是以一对一方式结合于该些开口处，并使每一透镜的聚光投射于一太阳能电池芯片上。本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其中至少一杯体形成该中空空间的部位进一步具有倒锥形的一反射斜面。前述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其中所述的至少一透镜为一菲涅尔透镜。前述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其中所述的菲涅尔透镜为一凹凸透镜，且该凹凸透镜的凹部为接光面，凸部为出光面。前述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其中至少一透镜为一凹凸透镜，且该凹凸透镜的凹部为接光面，凸部为出光面。前述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其中少一透镜为一双凸透镜或一多切面透镜。本发明的目的及 解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种集光型太阳能电池的封装体结构，该封装体结构为一杯体，该杯体具有一散热底部、一中空空间及一开口。本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的集光型太阳能电池的封装体结构，其中所述的中空空间进一步具有一倒锥形的反射斜面。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明集光型太阳能电池及其封装体结构至少具有下列优点及有益效果一、本发明借由杯体的设计可使阵列式壳体具有更大的散热面积且可增加空气的对流，进而有效降低温度。二、本发明可有效的降低太阳能电池芯片的工作温度，进而提升最大功率效能。三、本发明借由透镜及倒锥形的反射斜面，可简化系统甚至无需日光追踪器。综上所述，本发明是有关于一种集光型太阳能电池及其封装体结构，其包括阵列式壳体、多个太阳能电池芯片及多个透镜。阵列式壳体是由多个杯体所组成，可用以扩大散热面积，有效降低太阳能电池芯片的工作温度及增加发电效率，透过透镜可接收各种角度的入射光，以使得入射光能有效的集中于太阳能电池芯片上。借由本发明的杯体及透镜的设置，可达到高光电转换效率及无需额外增设日光追踪器的功效。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是现有习知的一种集光型太阳能电池的结构图。图2是现有习知的光线照度及最大功率效能的特性曲线图。图3是本发明实施例的一种集光型太阳能电池封装体结构的示意图。图4是本发明实施例的一种杯体的剖视图。图5A是本发明实施例的一种透镜的剖视图。图5B是本发明实施例的一种菲涅尔透镜的剖视图。图6是本发明实施例的一种反射斜面的光反射效果示意图。
100:集光型太阳能电池结构11:太阳能电池单元
12菲涅尔透镜200:集光型太阳能电池及其封装体结构
20:阵列式壳体21: 杯体
22间隙23: 散热底部
24中空空间25: 开口
26:反射斜面30: 太阳能电池芯片
40:透镜41:凹部
42凸部
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的集光型太阳能电池及其封装体结构其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式
的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。图3是本发明实施例的一种集光型太阳能电池封装体结构的示意图。图4是本发明实施例的一种杯体的剖视图。图5A是本发明实施例的一种透镜的剖视图。图5B是本发明实施例的一种菲涅尔透镜的剖视图。图6是本发明实施例的一种反射斜面的光反射效果示意图。请参阅图3所示，本实施例为一种集光型太阳能电池及其封装体结构200，其包括一阵列式壳体20 ;多个太阳能电池芯片30 ;以及多个透镜40。阵列式壳体20，是由多个杯体21所组成，阵列式壳体20的材料为例如铝合金、铝等金属材质，因此具有良好的导热性。任两杯体21其相邻侧边形成有一间隙22，因为间隙22的存在可使得空气与阵列式壳体20的接触面积增加，也可使空气流动性提高，以使得阵列式壳体20能具有散热快速的功效。请参阅图4所示，每一杯体21具有一散热底部23，同时也形成了一中空空间24及一开口 25。杯体21形成中空空间24的部位，一般配合透镜40的聚光光形，可以设计成一倒锥形形体，并且可以在杯体21形成中空空间24的部位也就是倒锥形形体上进行镜面处理，以形成一反射斜面26，以使得中空空间24可进一步具有倒锥形的反射斜面26。太阳能电池芯片30是以一对一方式设置于每一中空空间24内并位于杯体21杯底处的散热底部23，且太阳能电池芯片30与散热底部23也为导热结合。当太阳能电池芯片30收集太阳光并将光能转换为电能时，太阳能电池芯片30会因光线都聚集于其上而发热，此时因为太阳能电池芯片30与散热底部23为导热结合，因此太阳能电池芯片30所产生的热可借由散热底部23传导至阵列式壳体20的所有部位，又借由杯体21的特征，除了增加散热面积外，同时在每两杯体21间又有间隙22可以增加空气的对流，因此可以有效降低太阳能电池芯片30的工作温度，进而也可提升最大功率效能。本实施例的太阳能电池芯片30可以为薄膜太阳能电池(thin film solarcell)、单晶娃太阳能电池(mono-crystalline silicon solar cell)、多晶娃太阳能电池(poly-crystalline silicon solar cell)或染料敏化太阳能电池。 请参阅图5A所示，透镜40均可以为一凹凸透镜40，或者一双凸透镜或一多切面透镜。透镜的凹部41为接光面，凸部42为出光面。借由透镜40的设计，除了可以接收各角度的入射光外，同时也可以提升聚光至太阳能电池芯片30上的聚光效果。本实施例的每一透镜40是以一对一方式结合于开口 25处，并使每一透镜40的聚光投射于一太阳能电池芯片30上。请参阅图5B所示，至少一透镜40特别可以是菲涅尔透镜40’，菲涅尔透镜40’为光学特性良好的聚烯烃材料注压而成的薄片，其构造是在下侧呈向外部逐渐加大其角度的齿纹镜。
请参阅图6所示，是反射斜面26将接收到的杂散光反射到太阳能电池芯片30上发电。当太阳的光线照射于透镜40，大部分光线会在透镜40的出光侧形成一光束并聚焦于太阳能电池芯片30上，但仍有许多杂散光的存在，这些杂散光可以借由反射斜面26的收集，然后再次反射至太阳能电池芯片30上，造成有二次聚光，因此将可提升光线的利用率。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种集光型太阳能电池及其封装体结构，其特征在于其包括 一阵列式壳体，是由多个杯体所组成，任两个该杯体其相邻侧边形成有一间隙，并且每一该杯体都具有一散热底部、一中空空间及一开口 ； 多个太阳能电池芯片，是以一对一方式设置于该些中空空间内并位于该杯体的杯底处；以及 多个透镜，是以一对一方式结合于该些开口处，并使每一该透镜的聚光投射于一该太阳能电池芯片上。
2.如权利要求1所述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其特征在于其中至少一该杯体形成该中空空间的部位进一步具有倒锥形的一反射斜面。
3.如权利要求1所述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其特征在于其中至少一该透镜为一菲涅尔透镜。
4.如权利要求3所述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其特征在于其中所述的菲涅尔透镜为一凹凸透镜，且该凹凸透镜的凹部为接光面，凸部为出光面。
5.如权利要求1所述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其特征在于其中至少一该透镜为一凹凸透镜，且该凹凸透镜的凹部为接光面，凸部为出光面。
6.如权利要求1所述的集光型太阳能电池及其封装体结构，其特征在于其中至少一该透镜为一双凸透镜或一多切面透镜。
7.一种集光型太阳能电池的封装体结构，其特征在于该封装体结构为一杯体，该杯体具有一散热底部、一中空空间及一开口。
8.如权利要求7所述的集光型太阳能电池的封装体结构，其特征在于其中所述的中空空间进一步具有一倒锥形的反射斜面。
全文摘要
本发明是有关于一种集光型太阳能电池及其封装体结构，其包括阵列式壳体、多个太阳能电池芯片及多个透镜。阵列式壳体是由多个杯体所组成，可用以扩大散热面积，有效降低太阳能电池芯片的工作温度及增加发电效率，透过透镜可接收各种角度的入射光，以使得入射光能有效的集中于太阳能电池芯片上。借由本发明的杯体及透镜的设置，可达到高光电转换效率及无需额外增设日光追踪器的功效。
文档编号H01L31/0232GK103050550SQ201110319318
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者黄雨旸 申请人:黄雨旸