專利名稱：太陽能電池模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能的光電轉換模塊，特別是涉及一種太陽能電池
(Solar Cell)模塊。
背景技術：
太陽能本身并無公害問題且能量取得容易，永不竭盡，故太陽能成為重 要替代性能源之一。太陽能電池是一種能量轉換的光電元件，經由太陽光照 射后，把光能轉換成電能。然而，由于太陽光直接照射在太陽能電池上，會 形成照射面積大于太陽能電池面積、低密度及低利用率的情況，故太陽能電 池需要集光單元將太陽能在有效空間內轉變成為小照射面積、高密度及高利 用率的光能。
請參照圖1所示，傳統的太陽能電池模塊1包括太陽能電池單元11以 及菲涅爾透鏡12(concentric fresnel lens)。太陽能電池單元11設置于菲涅爾 透鏡12的焦距f，以接收菲涅爾透鏡12所聚集的太陽光L。
然而，太陽能電池模塊1的菲涅爾透鏡12直接將聚焦后的太陽光L入 射至太陽能電池單元11,致使太陽光L的能量過于集中，易損壞太陽能電 池，且菲涅爾透鏡12可能產生多個焦距，并無法將所有聚焦的太陽光L均 勻入射至太陽能電池單元11,易有漏光的現象發生，影響太陽能電池模塊l 整體的光電效率。
另外，太陽光L的入射方向偏斜或太陽能電池模塊1組裝不良，皆會降 低太陽光L的集光效率。
因此，如何提供一種太陽能電池模塊，能夠將聚焦后的太陽光均勻化再 集光入射至太陽能電池單元，并減低漏光現象以提升集光效率，已成為重要 課題之一。
發明內容
有鑒于上述課題，本發明的目的在于提供一種太陽能電池模塊，能夠將聚焦后的太陽光均勻化再集光入射至太陽能電池單元，并減低漏光現象以提 升集光效率。
有鑒于上述課題，本發明的目的在于提供一種太陽能電池模塊，簡化模 塊元件的結構達到均光效用，并降低生產成本。
緣是，為達上述目的，依據本發明的一種太陽能電池模塊包括一太陽能 電池單元以及一均光單元。均光單元具有至少一光學元件圍設形成一光入射 端、 一空心的光通道及一光出射端。其中，光出射端鄰設于太陽能電池單元， 且光出射端的面積小于光入射端的面積。
承上所述，因依據本發明的一種太陽能電池模塊，通過在集光單元與太 陽能電池單元之間設置具有中空光通道的均光單元，使集光后的光線能量得 以均勻化，再入射至太陽能電池單元。與現有技術相比較，本發明能夠將太 陽光聚集再經由均光單元處理后，使光線由焦點能量分布轉換為均勻能量分 布，并增加聚光均勻效用，提高太陽能電池模塊整體集光效率。另外，因均 光單元為中空結構，能夠筒化模塊元件的結構以降低生產成本。
圖1為一種現有太陽能電池模塊的示意圖2為本發明實施例的一種太陽能電池模塊的示意圖3為太陽光經過本發明均光單元前后的光能量分布圖；以及
圖4為本發明實施例的另 一種太陽能電池模塊的示意圖。
主要元件符號說明
I、 2、 3:太陽能電池模塊
II、 21、 31:太陽能電池單元 12、 23、 33:集光單元
121:菲涅爾透鏡 22、 32:均光單元
220、 320:光學元件
221、 321:光入射端
222、 322:光通道 222a、 322a:表面
223、 323:光出射端200710167182.1 Al、 A2、 Bl、 B2:面積 f:焦距 L:太陽光
具體實施例方式
以下將參照相關附圖，說明依本發明較佳實施例的 一種太陽能電池模 塊，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照圖2所示，本發明較佳實施例的一種太陽能電池模塊2包括一太 陽能電池單元21以及一均光單元22。太陽能電池單元21具有至少一太陽能 電池元件，其型式上可為基板式或薄膜式，且其材料可例如由III-V族的砷 化鎵(GaAs )、磷化銦(InP )、磷化鎵銦(InGaP )或II -VI族的碲化鎘(CdTe )、 硒化銦銅(CuInSe2)或IV族的硅(Si)所構成。
均光單元22具有至少一光學元件220圍設形成一光入射端221、一空心 的光通道222及一光出射端223,或可形成多邊形體。光出射端223包圍太 陽能電池單元21的外緣，以避免產生漏光。在本實施例中，均光單元22為 一光通道均光器，由四個光學元件220圍設成一四邊錐形體，且光出射端223 的面積A2小于光入射端221的面積Al。
光學元件220可為玻璃材質或陶瓷材質，并以模造或粘合圍設成空心的 光通道222,且光通道222的表面222a可通過鍍膜或涂布方式形成高反射材 質或介電材質，避免漏光而能夠提高光利用率。其中高反射材質是例如但不 限于鋁或銀。另外，均光單元22也可通過具高反射材質的反射板一體成型 構成空心的光通道222,同樣能夠使光通道222的表面222a具有高反射特性。
太陽能電池模塊2更包括一集光單元23,例如為集光透鏡單元，其具有 至少 一菲涅爾透鏡，其為周期性排列的直線形菲涅爾透鏡(linear fresnel lens ) 或同心圓形菲涅爾透鏡，集光單元23鄰設于均光單元22的光入射端221。 此外，在設計上菲涅爾透鏡可具有一個或多個焦距，位于該均光單元的光入 射端平面上。
請參照圖2及圖3所示，當太陽光L經由集光單元23聚光后，再入射 至均光單元22的光入射端221，使光線于光通道222以全反射行進，于光出 射端223射出進入太陽能電池單元21。需注意的是，太陽光L于均光單元 22的光入射端221的能量分布為焦點能量分布(也稱高斯能量分布)(如圖
63中實線所示)，于光出射端223的能量分布為均勻能量分布(如圖3中虛線 所示)，使太陽光L經由均光單元22達到均光的效用。
請參照圖4所示，本發明較佳實施例的另一種太陽能電池模塊3包括一 太陽能電池單元31、 一均光單元32以及一集光單元33。集光單元33的構 成及功能如上述實施例的集光單元23，故不再贅述。在本實施例中，太陽能 電池單元31呈六邊形，均光單元32為配合六邊形的太陽能電池單元31，其 光入射端321、空心的光通道322及光出射端323通過光學元件320圍設形 成六邊形。且光出射端323的面積B2小于光入射端的面積Bl,同樣能夠使 太陽光L聚集后達成均光的效用，并避免漏光現象發生。此外，本發明的均 光單元可為單軸傾斜，與每日太陽行進方向一致。
綜上所述，本發明的 一種太陽能電池模塊通過在集光單元與太陽能電池 單元之間設置具有中空光通道的均光單元，使集光后的光線能量得以均勻 化，再入射至太陽能電池單元。與現有技術相比較，本發明能夠將太陽光聚 集再經由均光單元處理后，使光線由焦點能量分布轉換為均勻能量分布，并 增加聚光均勻效用，提高太陽能電池模塊整體發電效率與壽命。另外，因均 光單元為中空結構，能夠簡化模塊元件的結構以降低生產成本。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明的精神與范 疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含在附上的權利要求中。
權利要求
1、一種太陽能電池模塊，包括太陽能電池單元；以及均光單元，具有光入射端、空心的光通道及光出射端，其中該光出射端鄰設于該太陽能電池單元。
2、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中該光出射端的面積小于 該光入射端的面積。
3、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中該光通道的內表面具有 高反射材質或介電材質。
4、 如權利要求3所述的太陽能電池模塊，其中該高反射材質或介電材 質通過鍍膜或涂布方式形成。
5、 如權利要求3所述的太陽能電池模塊，其中該高反射材質為鋁或銀。
6、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中該均光單元由至少一光 學元件所構成。
7、 如權利要求6所述的太陽能電池模塊，其中該光學元件為玻璃材質 或陶瓷材質，并以模造或粘合圍設成空心的光通道。
8、 如權利要求6所述的太陽能電池模塊，其中該光學元件為具有高反 射材質的反射板， 一體成型構成該空心的光通道。
9、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中該均光單元為多邊形體、 四邊錐形體、六邊錐形體或梯形錐型體。
10、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其更包括集光單元，設置于 該均光單元的該光入射端。
11、 如權利要求10所述的太陽能電池模塊，其中該集光單元為集光透 鏡單元。
12、 如權利要求11所述的太陽能電池模塊，其中該集光透鏡單元具有 至少一菲涅爾透鏡。
13、 如權利要求12所述的太陽能電池模塊，其中該菲涅爾透鏡可具有 一個或多個焦距，位于該均光單元的光入射端平面上。
14、 如權利要求12所述的太陽能電池模塊，其中該菲涅爾透鏡為直線 形菲涅爾透鏡或同心圓形菲涅爾透鏡。
15、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中光線于該均光單元的該 光入射端的能量分布為焦點能量分布，于該光出射端的能量分布為均勻能量 分布。
16、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中該均光單元的該光出射 端包圍該太陽電池單元的外緣。
17、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中該均光單元為單軸傾斜， 與太陽行進方向一致。
18、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中該太陽能電池單元具有 至少一太陽能電池元件，其型式上可為基板式或薄膜式。
19、 如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中該太陽能電池單元具有 至少一太陽能電池元件，該太陽能電池元件的材料為砷化鎵、磷化銦、磷化 鎵銦、碲化鎘、硒化銦銅或硅所構成。
全文摘要
本發明公開一種太陽能電池模塊包括一太陽能電池單元以及一均光單元。均光單元具有至少一光學元件圍設形成一光入射端、一空心的光通道及一光出射端。其中，光出射端鄰設于太陽能電池單元。
文檔編號H01L31/052GK101425547SQ20071016718
公開日2009年5月6日 申請日期2007年11月2日 優先權日2007年11月2日
發明者張炫熙, 林侑升 申請人:臺達電子工業股份有限公司