聚焦型太阳能导光模块制造技术

一种聚焦型太阳能导光模块，包括一透镜阵列与一导光板，适于将太阳光导光至放置于导光板侧面的能量转换组件上。首先太阳光经由透镜阵列而聚焦至导光板底面的附近，经由导光板的一微结构底面的反射与偏转，太阳光最终被导光至导光板侧面的能量转换组件上进行光电或热电转换。此种聚焦型太阳能导光模块不仅可降低能量转换组件的使用率，还可以降低太阳能电池模块的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚焦型太阳能导光模块，特别是一种导光板具有微结构的设计， 令太阳光通过微结构的设计形成二次反射的聚焦型太阳能导光模块。
技术介绍
由于工业的快速发展，石化燃料逐渐耗竭与温室效应气体排放的问题日益受到全球关切，能源的稳定供应俨然成为全球性的重大课题。相较于传统燃煤、燃气式或核能发电，太阳能电池(solar cell)利用光电或热电转换效应，直接将太阳能转换为电能，因而不会伴随产生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等温室效应气体及污染性气体，并可用以降低对石化燃料的依赖，而提供安全自主的电力来源。现今已知有许多太阳能电池的技术，利用太阳辐射光透过太阳能电池材料的转换后，成为可利用的电力来源。以硅晶圆太阳能电池为例，其具有12%至20%的光电转换效率，而其中不同的晶体材料所设计出的太阳能电池，其光电特性也会有所不同。一般而言， 单晶硅与多晶硅太阳能电池的转换效率可接近14% 16%，使用年限也较长，但因为发电成本昂贵，因此多需要政府的补助，并仅用于发电厂或交通照明标志等场所。其次，太阳能电池除了可以选用前述的硅材料外，还可以采用其他的材料，例如 碲化镉、砷化镓铟、砷化镓等化合物半导体的材料来制作。不同于硅晶圆太阳能技术，利用半导体材料制作的太阳能电池，可吸收较宽广的太阳光谱能量，因而具有最高的光电转换效率，几乎可达30%至40%以上。然而，利用半导体材料制作的太阳能电池，其制作成本与价格也是最高的，因此， 为了降低太阳能电池的使用率与发电成本，遂有搭配太阳能集光器以降低吸光面积的做法。然而，集光器需要大范围区域的安装才敷成本，因此造成应用上的不便，也使得太阳能电池的应用受限。故如何有效降低太阳能电池的发电成本，成为相关
目前迫切需要解决的课题之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种聚焦型太阳能导光模块，适于将一太阳光导光至一能量转换组件，以解决现有技术所存在的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种聚焦型太阳能导光模块，适于将一太阳光导光至一能量转换元件。聚焦型太阳能导光模组，包括一透镜阵列与一导光板。透镜阵列包括至少一透镜组件，且各个透镜组件具有一上曲面与一下底面。透镜阵列接收并聚焦太阳光。导光板具有一上平面与一微结构底面，上平面平行配置于透镜阵列的下底面，微结构底面包括至少一凹陷部与一连接部。其中连接部平行于导光板的上平面，且连接部连接于各个凹陷部之间。凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面与一第二斜面，其中第一斜面与第二斜面分别位于凹陷尖端的相异二侧，并各自连接于凹陷尖端与其各自相邻的连接部之间。太阳光经由透镜阵列聚焦后，相继通过凹陷部与连接部形成二次反射，并于导光板中以全反射传递，使太阳光穿透出导光板的至少一侧面。能量转换组件配置于该侧面，以接收自导光板穿透出的太阳光，并将其转换为一电力来源。为了更好地实现上述目的，本专利技术还提出了一种聚焦型太阳能导光模块，适于将一太阳光导光至一能量转换组件。聚焦型太阳能导光模块包括一导光板与一透镜阵列。导光板具有一微结构顶面与一下平面，其中微结构顶面包括至少一凹陷部与一连接部。连接部平行于导光板的下平面， 且连接部连接于各个凹陷部之间。凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面与一第二斜面，其中第一斜面与第二斜面分别位于凹陷尖端的相异二侧，并各自连接于凹陷尖端与其各自相邻的连接部之间。透镜阵列包括至少一透镜组件，其中各透镜组件具有一上顶面与一下曲面。上顶面平行配置于导光板的下平面。当太阳光穿透导光板并通过透镜阵列中每一透镜组件的下曲面反射至导光板的微结构顶面时，太阳光相继通过凹陷部与连接部形成二次反射，并于导光板中以全反射传递，使太阳光穿透出导光板的至少一侧面。能量转换组件配置于该侧面，以接收自导光板穿透出的太阳光，并将其转换为一电力来源。为了更好地实现上述目的，本专利技术还提出了一种聚焦型太阳能导光模块，适于将一太阳光导光至一能量转换组件。聚焦型太阳能导光模块包括一透镜导光板，具有一透镜阵列与多个微结构，透镜阵列与微结构分别设置于透镜导光板的相对二表面。透镜阵列，包括至少一透镜组件，各透镜组件具有一曲面，透镜阵列接收并聚焦太阳光，微结构包括至少一凹陷部与一连接部。连接部连接于各凹陷部之间，凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面与一第二斜面， 其中第一斜面与第二斜面分别位于凹陷尖端的相异二侧，并各自连接于凹陷尖端与其各自相邻的连接部之间。当太阳光经由透镜阵列聚焦后，相继通过凹陷部与连接部形成二次反射，并于透镜导光板中以全反射传递，使太阳光穿透出透镜导光板的至少一侧面，能量转换组件配置于侧面，以接收自透镜导光板穿透出的太阳光，并将其转换为一电力来源。本专利技术的技术效果在于根据本专利技术提出的聚焦型太阳能导光模块，透过在导光板的一面设计透镜阵列的结构，并于其另一面设计具有凹陷部的微结构，以将太阳光汇聚到多个微小的区域，且进一步通过凹陷部的反射与偏转，使得太阳光在导光板中传递。根据本专利技术提出的聚焦型太阳能导光模块，只需要在导光板的侧面设置光电或热电等能量转换组件，即可将自导光板输出的太阳光转换为电力来源，藉此大幅节省太阳能电池材料的使用率，并且进而降低太阳能电池模块的成本。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图IA为根据本专利技术第一实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构示意图图IB为根据图IA的侧视图IC为根据图IB的局部放大图ID为根据本专利技术第二实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构示意图图2A为根据本专利技术第三实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构侧视图图2B为根据本专利技术第四实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构示意图图3A为根据本专利技术第五实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构示意图图;3B为根据图3A的侧视图3C为根据图:3B的局部放大图4A为根据本专利技术第六实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构示意图4B为根据图4A的侧视图4C为根据图4B的局部放大图4D为根据本专利技术第七实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构示意图5A为根据本专利技术第八实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构示意图5B为根据图5A的侧视图5C为根据图5B的局部放大图6A为根据本专利技术第九实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构侧视图6B为图6A的微结构放大示意图7A为根据本专利技术第十实施例的聚焦型太阳能导光模块的结构侧视图7B为图7A的微结构放大示意图8A为根据图ID的结构示意图8B与图8C为根据图8A的导光效率标准化强度图8D为根据图8A设计透镜组件为可动透镜组件以达到季节追日导光效果的结构示意图。其中，附图标记12第一侧面1 第二侧面110、110，、220、310 透镜组件110a、110a，上曲面110b、110b，下底面IlOc 连接面120、210 导光板120a 上平面120b微结构底面121高反射材质130、230、332、432 凹陷部130a、230a 凹陷尖端130b、230b 第一斜面130cJ30c 第二斜面132、232、334、434 连接部140、140，、240能量转换组件150介质层160聚光透镜180、280 太阳光210a微结构顶面210b 下平面220a 上顶面220b 下曲面281反射层302、402、1100、2200 透镜阵列310a、410a 曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晖雄，林俊廷，鲍友南，许沁如，蔡祯辉，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：