導光太陽能電池板的制作方法

本發明涉及新能源領域，具體涉及一種導光太陽能電池板。

背景技術：

傳統的太陽能器件是將昂貴的太陽能電池板暴露在室外，且為了獲取足夠的電能，通常又需要大面積的光伏面板協同工作。首先光伏面板昂貴的成本目前是制約太陽能器件推廣的主要障礙，如何提高其轉換效率，且減少安裝面積，成為光伏領域一個亟待解決的問題。其次，傳統的光伏面板直接暴露在陽光下，不僅要經受風吹雨打等自然條件考驗，對于中國空氣嚴重污染的室外環境，粉塵顆粒等污染物的堆積對光伏面板的影響也是毀滅性的。

因此如何提高光伏面板轉換效率，減少面板使用數量，避免光伏面板的惡劣工作環境，是一個急需解決的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述技術問題，提供一種導光太陽能電池板。

本發明提供的技術方案是：

一種導光太陽能電池板，包括導光板、支架、光源方向探測器、匯聚口和光波導；所述導光板包括聚焦微透鏡陣列、單鏡面光柵、拐角鏡面和鏡面底盤，所述導光板由支架支撐，所述匯聚口位于導光板圓盤中間；所述匯聚口上方為光源方向探測器，光源方向探測器下端連有光波導。

所述導光板上設有一塊聚焦微透鏡陣列，所述聚焦微透鏡陣列的形狀為方形、圓形、多邊形或不規則形狀，材料為亞克力塑料材料或者玻璃材料。

所述導光板聚焦微透鏡陣列的后焦面上放置一塊單鏡面光柵，單鏡面光柵的背光面為可反光的鏡面，單鏡面光柵的小孔/狹縫正好位于聚焦微透鏡陣列的焦點上。所述單鏡面光柵的材質為金屬或玻璃。

所述單鏡面光柵的小孔/狹縫下側有一弧面的拐角鏡面，拐角鏡面的弧面圓心在所述匯聚口一側。

具體的，所述單鏡面光柵為孔光柵,所述拐角鏡面垂直弧度為1/4圓，水平弧度為1/2圓，內、外側均為可反射光線的鏡面。其主要作用是保證光線全部往匯聚口方向傳播和防止透過其它透鏡光線從該小孔處泄露。

所述導光板底部有一鏡面底盤，所述鏡面底盤的向陽面為鏡面，且與水平方向有一定夾角，即遠離匯聚口側的底盤應略高于匯聚口側，可保證光線會向匯聚口處匯集。

所述匯聚口位于導光板圓盤中間，主要作用是將導光板收集來的太陽光進行耦合并通過光波導傳遞出去。

光源方向探測器的主要作用是時刻監視太陽光的入射方向，所述光源方向探測器可以實時監測太陽光的入射方向，進而實時調整導光板的傾斜方向，保證在任何時候光線都是垂直入射到導光板上的。

光線垂直入射透鏡陣列后經過單鏡面光柵的縫隙后，一部分光會直接照射到鏡面底盤上。一部分光會照射到拐角鏡面上，拐角鏡面會將其反射到單鏡面光柵的背面之后，會再次被反射。最后所有的光線會匯集到匯聚口處，經光波導傳輸到太陽能面板室用來太陽能發電。

另一具體結構是，導光板聚焦微透鏡陣列的后焦面上放置一塊具有長條形狹縫的光柵，光柵背光面為可反光的鏡面，沿著光柵下側設有一具有弧面的柱體拐角鏡面,拐角鏡面的形狀為沿著柱體的中軸線切開的1/2空心柱體，柱體的圓心在匯聚口一側。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

1.本發明采用彎曲的拐角鏡面結構，不僅保證了所有光線都往匯聚口方向傳播，也避免了收集起來的太陽光線從單鏡面光柵中的小孔處外泄。

2.本發明采用單鏡面光柵結構，保證了光線能最大限度的被收集，且只能在鏡面底盤和光柵之間傳播。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為導光板的結構圖。

圖3為實施例2結構圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，一種導光太陽能電池板，包括導光板1、支架2、光源方向探測器3、匯聚口4和光波導5；所述導光板1包括聚焦微透鏡陣列11、單鏡面光柵12、拐角鏡面13和鏡面底盤14，所述導光板1由支架2支撐，所述匯聚口4位于導光板1圓盤中間；所述匯聚口4上方為光源方向探測器3，光源方向探測器3下端連有光波導5。

所述導光板1上設有一塊聚焦微透鏡陣列11，所述聚焦微透鏡陣列11的形狀為方形、圓形、多邊形或不規則形狀，材料為亞克力塑料材料或者玻璃材料。

所述導光板1聚焦微透鏡陣列11的后焦面上放置一塊單鏡面光柵，光柵背光面為可反光的鏡面。

所述單鏡面光柵12的孔/縫下側有一弧面的拐角鏡面13，拐角鏡面13的弧面圓心在所述匯聚口4一側。

所述導光板1底部有一鏡面底盤14，所述鏡面底盤14的向陽面為鏡面，且與水平方向有一定夾角，即遠離匯聚口4側的底盤應略高于匯聚口4側。

光源方向探測器3的主要作用是實時監測太陽光的入射方向，當太陽光不是垂直入射時，它會傳遞出信號，進而通過機械系統來調整導光板的傾斜方向，直到太陽光線再次垂直入射導光板為止。當太陽光經過聚焦微透鏡陣列11時，根據透鏡原理，光線會被匯聚到后焦面上形成一個光斑。位于后焦面上的單鏡面光柵12陣列，光斑會經過孔/縫進入到導光板1內側。如圖2所示，單個透鏡的右側光線可以直接進入導光板1內側，經鏡面底盤14和單鏡面光柵12內側進行多次反射，最終會被匯聚到匯聚口4處。然而單個透鏡的左側光線由于入射方向的原因，會落在拐角鏡面13上。由于拐角鏡面13的圓心位于匯聚處一側，所以光線會被反射并向匯聚出傳播。此時如果有更外側的光線傳播過來，且方向恰好又是孔/縫的位置，那么該光線會被拐角鏡面13的背面反射掉，由于彎曲弧度向外，所以光線仍然會向匯聚處傳播。

實施例1：導光太陽能電池板(有光源方向探測器)

所述導光板1聚焦微透鏡陣列11的后焦面上放置一塊單鏡面光柵12，單鏡面光柵12的背光面為可反光的鏡面，所述單鏡面光柵12為孔光柵，孔光柵的小孔正好位于聚焦微透鏡陣列11的焦點上。所述單鏡面光柵12的材質為金屬或玻璃。所述拐角鏡面13垂直弧度為1/4圓，水平弧度為1/2圓，內、外側均為可反射光線的鏡面。

光源方向探測器3的主要作用是實時監測太陽光的入射方向，當太陽光不是垂直入射時，它會傳遞出信號，進而通過機械系統來調整導光板的傾斜方向，直到太陽光線再次垂直入射導光板為止。當太陽光經過微透鏡陣列時，根據透鏡原理，光線會被匯聚到后焦面上形成一個光斑。位于后焦面上的孔光柵陣列，光斑會經過小孔進入到導光板內側。如圖2所示，單個透鏡的右側光線可以直接進入導光板內側，經鏡面底盤14和孔光柵內側進行多次反射，最終會被匯聚到匯聚口4處。然而單個透鏡的左側光線由于入射方向的原因，會落在拐角鏡面13上。由于拐角鏡面13的圓心位于匯聚處一側，所以光線會被反射并向匯聚出傳播。此時如果有更外側的光線傳播過來，且方向恰好又是小孔的位置，那么該光線會被拐角鏡面13的背面反射掉，由于彎曲弧度向外，所以光線仍然會向匯聚處傳播。

實施例2：導光太陽能電池板(無光源方向探測器)

無光源方向探測器的太陽能集光器，其與實施例1最大的差別是孔光柵中的小孔，變成了長條的狹縫，拐角鏡面由原來1/4空心球體變成沿著柱體的中軸線切開的1/2空心柱體，且柱體的圓心仍然在匯聚處一側。如圖3所示。

當太陽光經過微透鏡陣列時，根據透鏡原理，光線會被匯聚到后焦面上形成一個光斑。位于后焦面上的光柵陣列，光斑會經過狹縫進入到導光板內側。如圖2所示，單個透鏡的右側光線可以直接進入導光板內側，經鏡面底盤和狹縫光柵內側進行多次反射，最終會被匯聚到匯聚口處。然而單個透鏡的左側光線由于入射方向的原因，會落在拐角鏡面13上。由于拐角鏡面13的圓心位于匯聚處一側，所以光線會被反射并向匯聚出傳播。此時如果有更外側的光線傳播過來，且方向恰好又是狹縫的位置，那么該光線會被拐角鏡面13的背面反射掉，由于彎曲弧度向外，所以光線仍然會向匯聚處傳播。當光線都被匯聚到匯聚處時，匯聚出會將光線耦合并經過光波導傳輸出去。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，依據本發明的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍之內。