3D打印的三维光伏模块制造技术

一种3D打印的三维光伏系统，其允许从各个角度吸收太阳能。所述太阳能结构具有在基本上平的3D多边形太阳能框架或基本上平的山状3D太阳能框架中多个太阳能电池，和位于所述太阳能框架下方以反射光的反射表面，其中所述太阳能框架具有不平坦的表面。多个太阳能电池相对于所述反射表面以各种角度取向。多个太阳能电池被配置为接收阳光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3D打印的三维光伏模块相关申请的交叉引用本申请要求于2019年2月20日递交的申请号为15/900,779的美国申请的权益，其是2017年8月25日递交的申请号为14/835,578、公开号为9,899,956的美国申请的部分继续申请，其要求2014年8月25日递交的序列号为62/041,480的美国临时专利申请、2015年3月9日递交的序列号为62/130,397的美国临时专利申请和2015年3月12日递交的序列号为62/132,256的美国临时专利申请的优先权。上述引用申请的内容通过引用整体并入本申请。
本专利技术通常涉及太阳能装置。更具体地，本专利技术是一种三维光伏模块，其具有以平的多边形布置、平的山状多边形或多面体布置的多个太阳能电池，其中多个太阳能电池中的每个太阳能电池吸收来自不同角度的光。本专利技术涉及3D打印太阳能和一种配置为容纳多个太阳能电池的3D打印太阳能框架。
技术介绍
太阳是能量的终极来源，它给地球提供足够的太阳能，使得仅仅一小部分太阳能如果有效地转化为电能，将足以满足人类的所有需求。太阳能变得越来越高效，它低污染而且是无限制的可再生能源之一。它为化石燃料提供一种有效替代品，也提供了一种解决能源危机的有前景的长期解决方案。太阳能技术根据其捕获、转化和分配太阳能的方式通常在广义上分为被动式太阳能技术或主动式太阳能技术。主动式太阳能技术包括使用光伏板以利用能量。光获取方法以将太阳能转化为电力包括决定方法整体效率的两个关键步骤，即：1)光吸收，和2)电荷收集。太阳能板或光伏电池行业正在高速发展，具有巨大的市场潜力。二维平的太阳能板是用于太阳能获取的常见板，这些板被发现安装在家用和商用物业的屋顶上。但是二维板有一定的局限性，例如因相对缺乏直接入射光，尤其在高海拔地区而导致的能量转换不足。非正常入射角处的光影响了平的太阳能板的效率，这不仅在考虑太阳在其每日循环中的运动，还考虑太阳在其每年循环中的运动时尤其明显。传统太阳能板包括散布在较大区域的多个小的太阳能电池，其能够共同工作以提供足够电能，这样占据了广阔空间，使得难以在很多商业设置中安装这样的太阳能板。除了空间限制，太阳能电池表面的反射率也极大地影响了太阳能板的产出，尽管现有防反射涂层技术用于解决反射率问题。除了空间限制和二维平板设计之外，由于在太阳能电池中使用常规金属接触线和母线而导致现有技术中已知的太阳能板存在进一步局限性。
技术实现思路
因此，在现有技术中存在对高效太阳能板设计的需求以便最大程度地将太阳光转化为电。本专利技术的目的是提供一种三维光伏模块，其允许从以三百六十度的布置中的各个角度吸收太阳能。本专利技术包括一种太阳能结构，其具有多个太阳能电池，所述太阳能电池围绕以多面体布置的太阳能框架定位。多个太阳能电池中的每个太阳能电池是两面的，其中多个太阳能电池中的每个太阳能电池从太阳能结构外部和从太阳能结构的内部空间吸收光。聚光光伏透镜将光导入并围在内部空间内。太阳能结构连接至底板单元，使太阳能结构自由地旋转，从而冷却太阳能结构并提高本专利技术的效率。太阳能结构连接至底板单元的旋转底座，其中，旋转底座围绕磁力座磁力地悬浮，所述磁力座允许太阳能结构旋转。此外，多个声悬浮模块稳定磁力座周围的旋转底座的悬浮。还提供模块支撑结构以允许多个三维光伏模块最佳定位。在本专利技术的其它实施方式中，提供了一种3D打印的三维太阳能光伏系统，包括太阳能结构，该太阳能结构包括具有不平坦表面的基本上平的3D多边形太阳能框架，和置于所述基本上平的太阳能框架的多个太阳能电池；反射表面，其位于所述太阳能框架下方，所述反射表面配置为反射阳光，其中所述多个太阳能电池相对于所述反射表面以各种角度取向，其中所述多个太阳能电池被配置为接收阳光。在某些实施方式中，太阳能框架通过3D打印机生产。在某些实施方式中，多个太阳能电池通过3D打印机生产。在某些实施方式中，整个系统通过3D打印机生产。在某些实施方式中，多个太阳能电池被配置为从光伏系统的顶部和底部接收阳光。在某些实施方式中，太阳能框架是透明的。在某些实施方式中，多个太阳能电池是双面的，使得所述多个太阳能电池被配置为直接从太阳和从反射表面接收阳光。在某些实施方式中，多个太阳能电池背靠背，能够从设计的顶部和底部吸收。在某些实施方式中，太阳能框架是格子。在某些实施方式中，阳光被配置为穿过太阳能框架的格子结构。在某些实施方式中，反射表面从由镜子、玻璃珠、反光漆、陶瓷珠、微晶陶瓷珠和镶钻板和其组合组成的组中挑选。在某些实施方式中，多个太阳能电池中的每个太阳能电池包括第一光伏电池。在某些实施方式中，第一光伏电池包括多个纳米级孔和一个吸收晶片；并且所述多个纳米级孔横穿入所述吸收晶片在某些实施方式中，第一光伏电池包括吸收晶片、接触层和后续接触件；并且其中所述后续接触件位于所述吸收晶片上，与所述接触层相对。在某些实施方式中，多个太阳能电池中的每个太阳能电池周向连接至太阳能框架。在某些实施方式中，系统包括位于太阳能框架内、具有五边形形状的聚光光伏透镜。在某些实施方式中，多个太阳能电池形成多面体布置。在某些实施方式中，多个太阳能电池是三角形的、五边形的或3D多边形。在某些实施方式中，多个太阳能电池可以有适配太阳能框架的各种形状和构造。在某些实施方式中，基本上平的3D多边形太阳能框架由塑料或聚合材料制成。在某些实施方式中，基本上平的3D多边形太阳能框架由具有五边形构造的多个部分制成。本专利技术的另一个目的通过提供一种三维太阳能光伏系统而实现，该系统包括太阳能结构，所述太阳能结构包括：具有不平坦表面的基本上平的太阳能框架，和置于所述基本上平的太阳能框架的多个太阳能电池(例如图18中所示)；反射表面，其位于所述太阳能框架下方，所述反射表面配置为反射阳光，其中所述多个太阳能电池相对于所述反射表面以各种角度取向，其中所述多个太阳能电池被配置为接收阳光。附图说明图1是本专利技术的透视图，是底板单元、太阳能结构、模块支撑结构和多个声悬浮模块。图2是本专利技术的前视图，其中旋转底座磁力地悬浮在磁力座的上方。图3是连接至旋转底座的太阳能结构的透视图，其中聚光光伏透镜安装在此。图4是连接至旋转底座的太阳能结构的透视图，其中聚光光伏透镜被移除。图5是旋转底座和太阳能结构的底部平面图。图6是多个太阳能电池中的每个太阳能电池的第一光伏电池的剖视图。图7是多个太阳能电池中的每个太阳能电池的第二光伏电池的剖视图。图8是旋转底座和多个磁体的剖视图，示出了多个磁体中的每个磁体的第一极和第二极。图9是示出多个声悬浮模块中的每个声悬浮模块的扬声器和频率发生器之间的电气连接的图。图10是本专利技术的透视图，其中旋转底座直接连接至模块支撑结构。图11是底板单元的磁力座的透视图，其中磁力座具有用于产生磁性旋涡的中心孔。图12是太阳能框架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印的三维太阳能光伏系统，包括：/n太阳能结构，包括：/n具有不平坦表面的基本上平的3D多边形太阳能框架，和/n置于所述基本上平的太阳能框架的多个太阳能电池；/n反射表面，其位于所述太阳能框架下方，所述反射表面配置为反射阳光；/n其中所述多个太阳能电池相对于所述反射表面以各种角度取向；/n其中所述多个太阳能电池被配置为接收阳光。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180220 US 15/900,7791.一种3D打印的三维太阳能光伏系统，包括：
太阳能结构，包括：
具有不平坦表面的基本上平的3D多边形太阳能框架，和
置于所述基本上平的太阳能框架的多个太阳能电池；
反射表面，其位于所述太阳能框架下方，所述反射表面配置为反射阳光；
其中所述多个太阳能电池相对于所述反射表面以各种角度取向；
其中所述多个太阳能电池被配置为接收阳光。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述太阳能框架通过3D打印机生产。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个太阳能电池被配置为从所述光伏系统的顶部和底部接收阳光。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述太阳能框架是透明的。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个太阳能电池是双面的，使得所述多个太阳能电池被配置为直接从太阳和从所述反射表面接收阳光。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个太阳能电池背靠背，能够从设计的顶部和底部吸收。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述太阳能框架是格子。


8.根据权利要求7所述的系统，其中阳光被配置为穿过所述太阳能框架的所述格子结构。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述反射表面从由镜子、玻璃珠、反光漆、陶瓷珠、微晶陶瓷珠和镶钻板和其组合组成的组中挑选。


10.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个太阳能电池中的每个太阳能电池包括第一光伏电池。


11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一光伏电池包括多个纳米级孔，和吸收晶片；并且所述多个纳米级孔横穿入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·S·克拉克，
申请(专利权)人：丹尼尔·S·克拉克，
类型：发明
国别省市：美国;US