用于从环境光生成能量的设备和光电转换设备制造技术

用于从环境光生成能量的设备。用于从环境光特别是太阳光生成能量的设备包括透明面板(15、16)，其前面具有用于环境光的侧向入射表面(A)且侧面具有光耦合到光电转换设备(250)的出射表面。光学有源光致发光结构(18)布置在入射表面的下游，能够且被配置为在由入射在其上的辐射激发时发出发射辐射。发射辐射部分经由面板(15、16)传播到出射表面(U)并传播到转换设备。转换设备包括相关联的机械互连的光伏模块(200)阵列，每个光伏模块包括一个或更多个光伏电池。模块(200)电连接在光学有源前面上的第一导体(210)和相对的后面上的第二导体(220)之间。阵列中的连续模块彼此重叠，使得一个模块的第一导体和后续模块的第二导体彼此接触。接触。接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从环境光生成能量的设备和光电转换设备


[0001]本专利技术涉及一种用于从环境光特别是从太阳光生成能量的设备，包括至少一个至少基本上透明的面板，该面板在前面上具有用于环境光的侧向入射表面并且具有在入射表面侧向的，特别是基本上横向于入射表面的至少一个出射表面，该出射表面被光学耦合到光电转换设备。本专利技术进一步涉及一种应用于其中或至少可应用于其中的光电转换设备。

技术介绍

[0002]从太阳光生成能量作为持续能量源正在以日益增加的规模发生。这实质上涉及适配于其的、密集地填充有太阳能电池的多个太阳能电池面板。这些面板被指向太阳，并且太阳光或多或少直接地被太阳能电池捕获并且被转换成电能。尽管随着该技术的持续优化，由此可以实现越来越好的转换效率，但是这样的面板具有如下的缺点：对于它们而言不总是有足够的空间可用，并且这样的面板通常被认为在美学上是无吸引力的。
[0003]用于从环境光(特别是太阳光)产生电的一种替代设备是一种所谓的发光太阳能集光器(luminescent solar concentrator，LSC)。这样的设备例如从美国专利US 8969715已知。该专利技术涉及表现为光波导的面板，环境光在相对大的前面区域上入射在该光波导上。位于其后的发光域的发光结构中的分子或原子由此被激发。当它们下降至较低能量状态时，这些分子/原子发射相对全向的发射辐射，通常具有比激发辐射的波长更长的波长。其至少一部分耦合到面板中，并且由于面板相对于周围区域的较高折射率而被捕获在面板中。由于面板内的全内反射，这部分辐射最终到达其端部侧表面并在那里离开面板。然后，光耦合到该出射表面的光伏设备将辐射转换成电。
[0004]尽管这种LSC设备的转换效率将小于更常规的太阳能电池面板的转换效率，但这在很大程度上由可以实现LSC设备的有源表面积和低成本来补偿。LSC设备可特别地用作建筑物正面中的窗户，且由此覆盖比屋顶表面上的太阳能电池面板可用的表面积大得多的表面积。而且，屋顶表面上的太阳能电池面板和正面中的LSC设备的组合是可能的。本专利技术在此特别适用于高层办公建筑物并且特别适用于天窗玻璃建筑物，这些建筑物经常表现为巨大的面向太阳的玻璃立面。
[0005]由于出射表面相对于前表面的相对小的可用表面积，所以希望光伏设备尽可能最佳地利用该表面积。这不仅涉及应用在光伏设备中的一个或更多个光伏电池的转换效率，而且涉及该表面上的高密度电池、有利的可缩放性和有利的成本价格。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的尤其在于提供一种用于从环境光生成能量的设备，由此可以实现这些目的中的一个或更多个。
[0007]为此目的，一种用于从环境光生成能量的设备具有根据本专利技术的特征：转换设备包括相关联的机械互连的光伏模块阵列，每个光伏模块均包括一个或更多个光伏电池、第一导体和第二导体，在所述光伏模块中的每个光伏模块中，所述一个或更多个光伏电池电
连接在所述相关模块的光学有源前面上的第一导体与所述相关模块的相对的后面上的第二导体之间，以及模块阵列中的连续模块彼此部分重叠，使得一个模块的第一导体和后续模块的第二导体彼此接触。该光伏设备因此包括多个相继的光伏模块的串联连接，这些光伏模块以机械方式组装成装配整体。
[0008]在前面上，模块具有光伏操作的光学有源表面，将被转换成电的辐射入射到该光学有源表面上。由于后续模块以该表面落在一个模块的后面上的导体之上(重叠)，所以几乎不需要在设备的纵向方向上损失表面积。在一个优选实施例中，该光伏设备的特征还在于这些模块中的每一个的宽度被适配成该至少一个出射表面的宽度，并且该模块阵列的长度被适配成该至少一个出射表面的长度。出射表面的表面区域因此同样被最佳地利用，由此出射表面的可用且光学有源的部分可以被特别有效地利用。
[0009]根据本专利技术的转换设备可以沿着至少一个面板的边缘应用，并且由此捕获环境光，特别是太阳光，并且直接转换成电。在这种情况下，该面板可以是相对常规的窗口，该窗口例如用于使日光进入建筑物的空间中并且因此有助于将太阳光转换成电，例如，出于向分布式消费者(诸如用于自动化建筑物管理的家庭自动化系统或其他(智能)系统中的传感器和作动器)供电的目的。由此还可以有利的方式替换可再充电的电源。
[0010]对于更高的转换因子，本专利技术还可以应用于发光太阳能集光器(LSC)中。在那种情况下，除了直接太阳辐射之外，还可以利用从发光获得的次级的发射辐射以转换成电。为此目的，该设备的一个优选实施例具有根据本专利技术的特征：光致发光域的光致发光结构布置在所述入射表面与所述出射表面之间，这些域能够并且被配置为在由入射在其上的初级辐射激发时发出发射辐射，以及将该发射辐射的至少一部分光学地耦合到所述至少一个面板中，其中由于全内反射，所述发射辐射至少部分地传播至所述出射表面并且传播至所述转换设备。
[0011]根据本专利技术的设备的另一个优选实施例的特征在于，所述模块中的每一个使用载体基板，特别是柔性载体膜，所述一个或更多个光伏电池被布置在所述载体基板上，所述载体基板包括超过所述一个或更多个光伏电池的接触区，所述模块的所述第一导体在所述接触区上延伸，并且所述模块在所述接触区中与所述阵列中的相邻模块重叠。由于这种配置，其中载体基底提供超过模块的接触区域，连续的模块可以以特别实际的方式简单地通过将具有其第二导体的后续模块放置在位于那里的其前任模块的第一导体上而组装成互连的阵列。所述设备的特定实施例在此具有以下特征：所述模块阵列中的连续模块在所述重叠的位置处相互堆叠，以用于在所述连续模块的所述第一导体与所述第二导体之间形成压力接触的目的。
[0012]为了保护这些模块免受环境因素(如空气和水(蒸气))影响，根据本专利技术的设备的另一个优选实施例具有以下特征：该光伏设备包括防潮膜组件，包括在所述模块阵列的光学有源面上的光学透明的第一阻挡膜和在所述模块阵列的相对的后面上的第二阻挡膜，所述第一阻挡膜和第二阻挡膜在所述模块阵列外部横向延伸，特别是完全环绕，并且在相互重叠的位置处相互连接，以便以至少基本上气密的方式包围模块阵列。在此背景下，阻挡膜应理解为是指以有效的方式保护模块免于水和水蒸汽进入的膜。
[0013]一个替代性的优选实施例在此具有的特征是，光电转换设备包括防潮膜组件，包括在所述模块阵列的光学有源面上的光学透明的第一阻挡膜和在所述模块阵列的相对的
后面上的第二阻挡膜，所述模块阵列的侧面在任一侧与边缘密封件相接，并且特别是被边缘密封件环绕并且与所述边缘密封件一起包围在这些膜之间，以便以至少基本上气密的方式包围所述模块阵列。
[0014]就此而言，就根据本专利技术的设备的特定实施例而言，已获得特别好的结果，其特征在于每个所述膜包括塑料膜，特别是在所述光学有源面上的光学透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜和在所述后面上的光学深色的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。因此，将模块封装在一组阻挡膜之间抵消了其过早降解。
[0015]在另一个具体实施例中，其特征在于所述阻挡膜和所述模块阵列在光学透明且疏水的粘合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于从环境光特别是从太阳光生成能量的设备，所述设备包括至少一个至少基本上透明的面板，所述面板在前面上具有用于环境光的侧向入射表面，并且具有在所述入射表面侧向的，特别是基本上横向于所述入射表面的至少一个出射表面，所述出射表面被光学耦合到光电转换设备，其特征在于，所述转换设备包括相关联的机械互连的光伏模块阵列，每个光伏模块均包括一个或更多个光伏电池、第一导体和第二导体，在所述光伏模块中的每个光伏模块中，所述一个或更多个光伏电池电连接在所述相关模块的光学有源前面上的第一导体与所述相关模块的相对的后面上的第二导体之间，以及所述模块阵列中的连续模块彼此部分重叠，使得一个模块的第一导体和后续模块的第二导体彼此接触。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，光致发光域的光致发光结构布置在所述入射表面与所述出射表面之间，这些域能够并且被配置为在由入射在其上的初级辐射激发时发出发射辐射，以及将该发射辐射的至少部分光学地耦合到所述至少一个面板中，其中由于全内反射，所述发射辐射至少部分地传播至所述出射表面并且传播至所述转换设备。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述模块中的每一个的宽度适于所述至少一个出射表面的宽度，并且所述模块阵列的长度适于所述至少一个出射表面的长度。4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述模块中的每一个使用载体基板，特别是柔性载体膜，所述一个或更多个光伏电池被布置在所述载体基板上，所述载体基板包括超过所述一个或更多个光伏电池的接触区，所述模块的所述第一导体在所述接触区上延伸，并且所述模块在所述接触区中与所述阵列中的相邻模块重叠。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述模块阵列中的连续模块在所述重叠的位置处相互堆叠，以用于在所述连续模块的所述第一导体与所述第二导体之间形成压力接触的目的。6.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的设备，其特征在于，所述光电转换设备包括防潮膜组件，所述防潮膜组件包括在所述模块阵列的光学有源面上的光学透明的第一阻挡膜和在所述模块阵列的相对的后面上的第二阻挡膜，所述第一阻挡膜和第二阻挡膜在所述模块阵列外部横向延伸，特别是完全环绕，并且在相互重叠的位置处相互连接，以便以至少基本上气密的方式包围所述模块阵列。7.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的设备，其特征在于，所述光电转换设备包括防潮膜组件，所述防潮膜组件包括在所述模块阵列的光学有源面上的光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：LUSOCO公司，
类型：发明
国别省市：