大功率单色光电池器件及单色光电池装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施方式涉及光电技术领域，特别是涉及一种大功率单色光电池器件，该单色光电池器件包括壳体、单色光电池组件、窗口组件、光整形组件、光反射组件和挡光板，其中，单色光电池组件、窗口组件、光整形组件和光反射组件均封装于壳体内部。本发明专利技术实施方式的有益效果是：本发明专利技术的大功率单色光电池器件通过调整入射光斑特性和单色光电池尺寸的方式来实现大功率的能量输出；本发明专利技术的大功率单色光电池器件通过合理的光路设计和结构设计来保证单色光电池上光斑能量和整个器件的散热性在安全范围内。本发明专利技术的单色光电池器件还能够通过改变光路结构，来实现更多电池组件的内部级连或者通过更多的器件外部级连来实现更大功率能量的输出。

High power monochromatic light cell device and monochromatic photocell device

The embodiment of the invention relates to the field of photoelectric technology, especially relates to a high-power monochromatic light battery device, the monochromatic light battery device comprises a shell, a monochromatic light battery components, component, optical components, plastic components and light reflection light blocking plate, wherein a monochromatic light cell component, component, optical component and optical plastic the reflection components are encapsulated in the shell. The beneficial effect of the embodiment of the invention is: high-power monochromatic light battery device of the present invention by size adjusting the incident spot characteristics and monochromatic light battery to achieve high power output energy; high-power monochromatic light battery device of the invention ensures a monochromatic light spot on the device battery energy and heat dissipation in a safe range through the design of optical design and reasonable structure. The monochromatic photocell device of the invention can also realize the internal connection of more battery components by changing the light path structure, or realize greater output of power energy by more device external connection.

【技术实现步骤摘要】
大功率单色光电池器件及单色光电池装置
本专利技术实施方式涉及光电
，特别是涉及大功率单色光电池器件及单色光电池装置。
技术介绍
对于各种不同禁带宽度的半导体光伏材料来说，采用不同波长的单色光入射，更容易能够获得相比广谱光谱入射更高的光电转换效率。由于激光具有单色性好，能量集中和发散角度小的特点，因此是理想的单色光源。另外激光和光纤耦合后容易通过全反射进行长距离的能量传输，且光纤本身通常为石英材料，具有绝缘，抗腐蚀，重量轻，非易燃易爆的特点，因此利用光纤传能，就能够应用在高压，易爆，易腐蚀或者太空等特殊领域中。相比较传统太阳能电池数百瓦数千瓦的电力能量输出，传统的光纤传能通常只可以提供最多瓦级的电力能量输出。这主要是因为伴随着入射单色光能量的进一步增大，传统的单色光电池的器件和封装结构无法提供更大功率的能量输出。现有技术中的的单色光电池封装结构如图1所示，输入光通常由光纤直接耦合输出。电池芯片1被安置在TO管座2上，单色光从光纤输出后发散入射到电池芯片1表面上。为了更好匹配发散后的光斑形状，电池通常是圆形结构。电池芯片1受到单位面积承受能量密度的限制和自身体电阻的限制，不能支持大功率单色光注入，只能输出瓦级的小功率能量，无法提供数十瓦甚至数百瓦更大功率的能量。近年来，随着特高压直流输电技术的兴起，对于数十瓦甚至数百瓦级的远距离大功率非接触式供能供给的需求越来越多。鉴于此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种能够实现大功率能量输出的单色光电池器件成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施方式主要解决的技术问题是提供一种依靠单色光来实现大功率能量输出的电池器件，从而能够满足对非接触式大功率供能场合的需求。为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的一个技术方案是：提供一种大功率单色光电池器件，包括：壳体，所述壳体的第一端为单色光入射端，所述壳体内具有沿其长度方向延伸的光路腔室，所述光路腔室的底部被构造为台阶状，台阶状底部具有靠近激光入射端的高阶部、和远离激光入射端的低阶部，所述低阶部的阶面与所述光路腔室之间区域形成电池腔室；封装于壳体内的窗口组件，所述窗口组件位于光路腔室靠近激光入射端的一侧；封装于所述电池腔室内的单色光电池组件；封装于所述光路腔室内的光整形组件，所述光整形组件位于光路腔室中高阶部所在一侧；以及封装于所述光路腔室内的光反射组件，所述光反射组件位于光路腔室中低阶部所在一侧；其中，单色光从入射端入射依次经过窗口组件、光整形组件和光反射组件最终垂直入射至单色光电池组件。其中，所述单色光电池组件位于壳体长度方向的两侧分别设有多根贯穿壳体延伸的引脚，所述单色光电池组件通过与壳体绝缘的引脚将电极引出。其中，所述单色光电池组件包括单色光电池、高散热基板、和设于所述高散热基板上的防反二极管和温度探测元件，所述高散热基板上还刻蚀有隔离槽，防止单色光电池键合在基板上时出现的短路现象。其中，所述电池腔室的开口处设有用于保护单色光电池组件的挡光板，所述挡光板上与单色光电池对应位置处开设有开口，所述挡光板的开口呈倒角，有利于入射光斑的二次反射。其中，所述窗口组件包括倾斜设置的窗口玻璃、固定于壳体内用于放置窗口玻璃的窗口支架，所述窗口支架包括与壳体连接的连接部、用于容纳窗口玻璃的窗口部。其中，所述光整形组件包括光整形透镜、固定于壳体内用于放置光整形透镜的透镜支架，所述透镜支架的底部被构造为板状部。其中，所述光反射组件包括倾斜设置的反射镜和用于放置反射镜的反射镜支架，所述反射镜支架包括呈倒梯形的主体、位于所述主体底部用于于壳体固定的固定板，所述主体朝向激光入射端的一侧形成有用于固定反射镜的倾斜卡槽。其中，所述壳体外侧激光入射端所在一侧设有光输入法兰。本专利技术还提供了一种大功率单色光电池装置，包括：壳体，所述壳体的第一端为激光入射端，所述壳体内具有沿其长度方向延伸的光路腔室，光路腔室的底部延长度方向均匀排列有多个电池腔室；一个封装于壳体内的窗口组件，所述窗口组件位于光路腔室靠近激光入射端的一侧；封装于每个电池腔室内的单色光电池组件；以及在光路腔室内沿着长度方向均匀排列并位于单色光电池组件的上方的光透反镜组件，所述光透反镜组件包括倾斜设置的半透半反镜；其中，激光从激光入射端入射首先经过窗口组件；然后到达前一个光透反镜组件，前一个光透反镜组件将部分激光反射至与其对应的单色光电池组件，将部分激光透射至下一个光透反镜组件。本专利技术还提供了一种大功率单色光电池装置，包括多个依次排列的上述的大功率单色光电池器件，相邻的两个大功率单色光电池器件通过引脚相互连接。本专利技术实施方式的有益效果是：本专利技术的大功率单色光电池器件通过对输入光斑准直扩束和对单色光电池合理面积调节来保证单色光电池上光斑能量和整个器件的散热性在安全范围内。本专利技术的单色光电池器件还能够通过改变光路结构，来实现更多电池组件的内部级连或者通过更多的器件外部级连来实现更大功率能量的输出。附图说明图1是现有技术的单色光电池器件结构示意图；图2是本专利技术实施例1的单色光电池器件的外观图；图3是本专利技术实施例1的单色光电池器件的结构示意图；图4是本专利技术实施例1的单色光电池器件的正视图；图5是本专利技术实施例1的单色光电池器件的爆炸图；图6是本专利技术实施例1的单色光电池器件中电池组件的结构示意图；图7是本专利技术实施例1的单色光电池器件中单色光电池的结构示意图；图8是本专利技术实施例1的单色光电池器件中的另外一种单色光电池的结构示意图；图9是本专利技术实施例1的单色光电池器件中的窗口支架的结构示意图；图10是本专利技术实施例1的单色光电池器件中的透镜支架的结构示意图；图11是本专利技术实施例1的单色光电池器件中的反射镜支架的结构示意图；图12是本专利技术实施例1的单色光电池器件中的挡光板的结构示意图；图13是本专利技术实施例2的一种单色光电池器件中的结构示意图；图14是本专利技术实施例3的一种单色光电池器件中的结构示意图；图15是本专利技术实施例5的一种单色光电池器件中的结构示意图；图16是本专利技术实施例6的一种单色光电池器件中的结构示意图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在下文中，将参考附图来更好地理解本专利技术的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚地说明本专利技术的部件。此外，在附图中的若干视图中，相同的附图标记指示相对应零件。如本文所用的词语“示例性”或“说明性”表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式未必理解为相对于其它实施方式是优选的或有利的。下文所描述的所有实施方式是示例性实施方式，提供这些示例性实施方式是为了使得本领域技术人员做出和使用本公开的实施例并且预期并不限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。在其它实施方式中，详细地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本专利技术。出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”和其衍生词将与如图3定向的专利技术有关。而且，并无意图受到前文的
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技术介绍
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技术实现思路
或下文的详细描述中给出的任何明示或暗示的理论限制。还应了解在附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率单色光电池器件，其特征在于，该单色光电池器件包括：壳体，所述壳体的第一端为激光入射端，所述壳体内具有沿其长度方向延伸的光路腔室，所述光路腔室的底部被构造为台阶状，台阶状底部具有靠近激光入射端的高阶部、和远离激光入射端的低阶部，所述低阶部的阶面与所述光路腔室之间区域形成电池腔室；封装于壳体内的窗口组件，所述窗口组件位于光路腔室靠近激光入射端的一侧；封装于所述电池腔室内的单色光电池组件；封装于所述光路腔室内的光整形组件，所述光整形组件位于光路腔室中高阶部所在一侧；以及封装于所述光路腔室内的光反射组件，所述光反射组件位于光路腔室中低阶部所在一侧；其中，激光从激光入射端入射依次经过窗口组件、光整形组件和光反射组件最终垂直入射至单色光电池组件。

【技术特征摘要】
1.一种大功率单色光电池器件，其特征在于，该单色光电池器件包括：壳体，所述壳体的第一端为激光入射端，所述壳体内具有沿其长度方向延伸的光路腔室，所述光路腔室的底部被构造为台阶状，台阶状底部具有靠近激光入射端的高阶部、和远离激光入射端的低阶部，所述低阶部的阶面与所述光路腔室之间区域形成电池腔室；封装于壳体内的窗口组件，所述窗口组件位于光路腔室靠近激光入射端的一侧；封装于所述电池腔室内的单色光电池组件；封装于所述光路腔室内的光整形组件，所述光整形组件位于光路腔室中高阶部所在一侧；以及封装于所述光路腔室内的光反射组件，所述光反射组件位于光路腔室中低阶部所在一侧；其中，激光从激光入射端入射依次经过窗口组件、光整形组件和光反射组件最终垂直入射至单色光电池组件。2.根据权利要求1所述的大功率单色光电池器件，其特征在于，所述单色光电池组件位于壳体长度方向的两侧分别设有多根贯穿壳体延伸的引脚。3.根据权利要求1或2所述的大功率单色光电池器件，其特征在于，所述单色光电池组件包括单色光电池、高散热基板、和设于所述高散热基板上的防反二极管和温度探测元件，所述高散热基板上还刻蚀有隔离槽。4.根据权利要求3所述的大功率单色光电池器件，其特征在于，所述电池腔室的开口处设有用于保护单色光电池组件的挡光板，所述挡光板上与单色光电池对应位置处开设有开口。5.根据权利要求1或2所述的大功率单色光电池器件，其特征在于，所述窗口组件包括倾斜设置的窗口玻璃、固定于壳体内用于放置窗口玻璃的窗口支架，所述窗口支架包括与壳体连接的连接部、用于容纳窗口玻璃的窗口部。6.根据权利要求1或2所述的大功率单色光电池器件，其特征在于，所述光整形组件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：官成钢，官小雅，高倩，
申请(专利权)人：官成钢，武汉凹伟能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42