聚光太阳电池组件制造技术

本实用新型专利技术提供一种聚光太阳电池组件，包括至少一个聚光太阳电池组件单元，所述聚光太阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，所述聚光器包括一主要由柱面反射镜形成的槽形结构，其特点是，所述聚光器还至少包括一个折射棱镜；太阳光经过所述槽形结构会聚后再入射至所述折射棱镜，并经由所述折射棱镜折射至所述太阳电池阵列；其视场大于一年内太阳光入射角的变化，无需配置光学跟踪系统，便可用于太阳能发电系统。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳电池组件，更具体地说，是涉及一种带有聚光器的 太阳电池组件。
技术介绍
已知的一种太阳电池组件通过聚光器(Concentrator)将入射光束会聚成光能密 度高且截面小的光束，然后通过小尺寸太阳电池将光能转换成电能，相对于其它太 阳电池组件大大地减少了太阳电池用量，从而大大地降低制造太阳电池组件的成 本。此类太阳电池组件称为聚光太阳电池组件，聚光太阳电池组件通常有很多个聚 光器，每个聚光器配置一个太阳电池元，入射到每个聚光器的光束截面面积与相应 太阳电池元接收面面积之比称为放大倍数(Magnification)，放大倍数愈高，太阳电 池的用量愈少。每个聚光器在接收面法向的长度与入射光束孔径之比称为长径比 (Aspectratio),长径比愈小，组件体积小而且轻。以往的太阳电池组件大多采用透 镜作为聚光器，放大倍数很高，但视场角却很小，需要配置光束跟踪系统，才能用 于太阳能发电系统。美国第3923381号专利，名称为RADIANT ENERGY COLLECTION，公布了一种聚光太阳电池组件，这种聚光太阳电池组件包括至少一个如图1所示的聚 光太阳电池组件单元1，如图1所示，每个组件单元1包含一个槽形聚光器11和 一个长条形太阳电池101，槽形聚光器11是柱面反射镜111和112构成的柱面反 射镜系统，柱面反射镜111和112构成的槽形结构有第一开口和第二开口，组件单 元l在槽的纵向没有聚光作用，在纵向的视场角为180度。第一开口面朝入射光， 为受光面，其尺寸较大，第二开口为吸收面，其尺寸较小。吸收面上设置有太阳电 池101，为了获得高倍聚光，组件单元l在横向的视场角很小，仍然需要配备光学 跟综系统，才可用于太阳能发电。反射镜112或111的边壁长度相对于聚光器11 入口的光学孔径较长，即该太阳电池组件的长径比较大，而且太阳电池101上光密度分布不均匀，使得该槽形聚光太阳电池组件的光电转换效率下降。中国第2901583号技术专利，名称为集光太阳电池组件，公布了一 种以反射棱镜作为聚光器的聚光太阳电池组件，这种聚光太阳电池组件包括至少一 个如图2所示的太阳电池组件单元2，组件单元2与前述的聚光太阳电池组件的组 件单元一样，只在一个方向有聚光，组件单元垂直于反射棱镜的棱的截面如图2 所示，组件单元2的反射棱镜包括直角棱镜220和它的直角长边对应的面上的反射 镜210，直角棱镜220的全内反射使进入直角棱镜220的光在棱镜斜边201对应的 面和反射镜210间多次反射均到达置于棱镜短边200对应的面的太阳电池200，电 池组件单元的放大倍数和视场角取决于棱镜短边200对面的顶角的大小，该顶角愈 小放大倍数愈大，視场角就愈小， 一年内太阳入射到地球表面角度变化最大为47 度，为了保证避免使用光束跟综系统，視场角应大于47度，如果选用玻璃棱镜， 棱镜短边200对面的顶角e最小为25度，放大倍数最大只能是1/Sin25'=2.37，顶 角P选定以后，电池组件单元的长径比和重量取决于棱镜短边200的长度，即太阳 电池的宽度和棱镜的比重，太阳电池愈宽，长径比愈大，电池组件单元就愈重，而 且由于电池组件中的所有太阳电池组件单元的太阳电池不在同一平面上，不容易制 造。为了进一步降低太阳电池组件成本，减轻重量和提高放大倍数，迫切需要开 发新型聚光太阳电池组件技术。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种视场宽的聚光太阳电池组件，其无需配置一个 光学跟踪系统，便可用于太阳能发电系统。为了实现所述目的，本技术的聚光太阳电池组件包括至少一个聚光太阳 电池组件单元，所述聚光太阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，其特点是 所述聚光器包括一个折射棱镜和一个槽形反射镜结构，所述折射棱镜的垂直于棱的 剖面是三角形；所述槽形反射镜结构是由二个柱面反射镜对置形成，其具有相对的 第一开口和第二开口，所述第一开口面朝入射太阳光；所述太阳电池阵列设置于所述第二开口并且所述折射棱镜通过其底面叠置于所述太阳电池阵列表面;所述折射棱镜的棱和所述柱面反射镜的轴平行。本技术的聚光太阳电池组件还可以是包括至少一个聚光太阳电池组件单 元，所述聚光太阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，其特点是所述聚光器 包括两个对置的折射棱镜和一个槽形反射镜结构，所述折射棱镜的垂直于棱的剖面 是三角形；所述槽形反射镜结构是由二个柱面反射镜对置形成，其具有相对的第一 开口和第二开口，所述第一开口面朝入射太阳光；所述太阳电池阵列的太阳电池是 双面太阳电池；所述折射棱镜具有平行于棱的第一平面、第二平面以及第三平面， 所述太阳电池阵列通过光学透明胶粘贴在二个所述折射棱镜的互相平行而且紧靠 的第一平面上，从而二个所述折射棱镜的第一平面和所述太阳电池形成一三明治结 构；所述折射棱镜位于所述槽形反射镜结构内，其面朝所述第一开口的第二平面 为透光面,所述第三平面上设置有反射镜并位于所述第二开口上；所述折射棱镜的 棱和所述柱面反射镜的轴平行。所述的聚光太阳电池组件，其进一步的特点是，所述折射棱镜的第三平面对 应的顶角在>0度且<45度的范围内。本技术的聚光太阳电池组件还可以是包括至少一个聚光太阳电池组件单 元，所述聚光太阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，其特点是，所述聚光器包括一个柱面反射镜、 一折光棱镜、 一折光棱镜以及一折光盖板折光棱镜，其 垂直于棱的剖面是三角形；折光盖板，其受光面设置有V形槽阵列并且出光面设 置有锯齿形槽阵列；其中，所述折光棱镜具有平行于棱的第一平面以及第二平面， 其第一平面通过折射率与所述折光盖板相同的透光胶粘贴于所述锯齿形槽阵列表 面；所述柱面反射镜和所述折光棱镜的第二平面形成槽形结构，所述槽形结构具有 相对的第一开口和第二开口，所述第一开口面朝所述锯齿形槽阵列，所述太阳电池 阵列设置于所述第二开口,并且面向第一开口；所述折光棱镜的棱、所述柱面反射 镜的轴以及所述锯齿形槽阵列的锯齿形槽平行。所述的聚光太阳电池组件，其进一步的特点是，所述聚光器还包括一个折射 棱镜，其垂直于棱的剖面是三角形；其中，所述折射棱镜具有三个平行于棱的平面， 所述折射棱镜叠置于所述太阳电池阵列表面；所述折光棱镜的棱、所述折射棱镜的 棱、所述柱面反射镜的轴以及所述锯齿形槽阵列的锯齿形槽平行。所述的聚光太阳电池组件，其进一步的特点是，所述V形槽列阵的重复单元 由至少一个V形槽构成;所述V形槽的底角在>0度且《90度的范围内随机分布或有规则地分布并且槽宽在》0.01mm且《10mm的范围内随机分布或有规则地分 布；所述锯齿形槽阵列的重复单元由至少一个锯齿形槽构成，所述锯齿形槽结构的 底角角度在>30且〈180度的范围内规则地分布且其槽宽在^0.01mm且《10mm的 范围内随机或规则地分布；所述V形槽和所述锯齿形槽互相垂直。本技术的聚光太阳电池组件还可以是包括至少一个聚光太阳电池组件单 元，所述聚光太阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，其特点是，所述聚光 器包括 一个折射棱镜，其垂直于棱的剖面是三角形，具有平行于棱的第一平面、 第二平面和第三平面；以及折光盖板，其受光面设置有V形槽阵列并且出光面设 置有锯齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚光太阳电池组件，包括至少一个聚光太阳电池组件单元，所述聚光太阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，其特征在于：所述聚光器包括一个折射棱镜和一个槽形反射镜结构，所述折射棱镜的垂直于棱的剖面是三角形；所述槽形反射镜结构是由二个柱面反射镜对置形成，其具有相对的第一开口和第二开口，所述第一开口面朝入射太阳光；所述太阳电池阵列设置于所述第二开口并且所述折射棱镜通过其底面叠置于所述太阳电池阵列表面；所述折射棱镜的棱和所述柱面反射镜的轴平行。

【技术特征摘要】
1.一种聚光太阳电池组件，包括至少一个聚光太阳电池组件单元，所述聚光太阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，其特征在于所述聚光器包括一个折射棱镜和一个槽形反射镜结构，所述折射棱镜的垂直于棱的剖面是三角形；所述槽形反射镜结构是由二个柱面反射镜对置形成，其具有相对的第一开口和第二开口，所述第一开口面朝入射太阳光；所述太阳电池阵列设置于所述第二开口并且所述折射棱镜通过其底面叠置于所述太阳电池阵列表面；所述折射棱镜的棱和所述柱面反射镜的轴平行。2. —种聚光太阳电池组件，包括至少一个聚光太阳电池组件单元，所述聚光太 阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，其特征在于所述聚光器包括两个对置的折射棱镜和一个槽形反射镜结构，所述折射棱镜的 垂直于棱的剖面是三角形；所述槽形反射镜结构是由二个柱面反射镜对置形成，其具有相对的第一开口和 第二开口，所述第一开口面朝入射太阳光；所述太阳电池阵列的太阳电池是双面太阳电池；所述折射棱镜具有平行于棱的第一平面、第二平面以及第三平面，所述太阳电 池阵列通过光学透明胶粘贴在二个所述折射棱镜的互相平行而且紧靠的第一平面 上，从而二个所述折射棱镜的第一平面和所述太阳电池形成一三明治结构；所述 折射棱镜位于所述槽形反射镜结构内，其面朝所述第一开口的第二平面为透光面, 所述第三平面上设置有反射镜并位于所述第二开口上；所述折射棱镜的棱和所述柱面反射镜的轴平行。3.如权利要求2所述的聚光太阳电池组件，其特征在于，所述折射棱镜的第 三平面对应的顶角在>0度且<45度的范围内。4. 一种聚光太阳电池组件，包括至少一个聚光太阳电池组件单元，所述聚光太 阳电池组件单元包括聚光器和太阳电池阵列，其特征在于，所述聚光器包括-一个柱面反射镜；一折光棱镜，其垂直于棱的剖面是三角形；以及一折光盖板，其受光面设置有V形槽阵列并且出光面设置有锯齿形槽阵列； 其中，所述折光棱镜具有平行于棱的第一平面以及第二平面,其第一平面通过折射率与所述折光盖板相同的透光胶粘贴于所述锯齿形槽阵列表面；所述柱面反射镜和所述折光棱镜的第二平面形成槽形结构，所述槽形结构具有相对的第一开口和第二开口，所述第一开口面朝所述锯齿形槽阵列，所述太阳电池阵列设置于所述第二开口,并且面向第一开口；所述折光棱镜的棱、所述柱面反射镜的轴以及所述锯齿形槽阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祖培，陈烨，张琦涵，
申请(专利权)人：陈祖培，
类型：实用新型
国别省市：31[]