專利名稱：輕薄化太陽能電池裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池裝置，特別涉及一種輕薄化太陽能電池裝置。
背景技術：
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，石化燃料逐步耗竭與溫室效應氣體排放等問題日益受到全 球關切，因此，能源的穩(wěn)定供應已成為全球性的重大課題。相較于傳統(tǒng)燃煤、燃氣式或核能 發(fā)電，太陽能電池(solar cell)利用光發(fā)電效應直接將太陽能轉換為電能，因而不會伴隨 產生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等溫室效應氣體及污染性氣體，并可減少對石化燃 料的依賴而提供安全自主的電力來源。為了提升太陽能電池的發(fā)電效能，一種具有菲涅爾紋路的聚光透鏡的聚光型太陽 能電池(Concentrating Photovoltaic,CPV)裝置被提出，其通過菲涅爾紋路將光線聚集至 太陽能接收板上。由于太陽能接收板吸收了強度增強的光線，因此，可提升太陽能電池裝置 的光電轉換效率及其發(fā)電效能。然而，已知的太陽能電池裝置雖有可聚光的菲涅爾紋路將光線聚集以提高太陽能 電池的光電轉換效率，但由于太陽能電池裝置的體積太大且厚度甚厚，故不適合做為可攜 式移動裝置的電源來源。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的為提供一種輕薄化太陽能電池裝置，使其具有較高的光電轉換效 率，又可達到輕薄化而成為可攜式移動裝置的電源來源。為達上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種輕薄化太陽能電池裝置包含基板、至少一個太 陽能電池單元以及至少一個矩形的線聚光透鏡單元。太陽能電池單元設置于基板。線聚光 透鏡單元對應于太陽能電池單元設置，且聚光形成矩形光斑于太陽能電池單元，矩形光斑 的長邊與線聚光透鏡單元的長邊相等，矩形光斑的短邊小于線聚光透鏡單元的短邊。在本發(fā)明的一實施例中，其中線聚光透鏡單元具有多個聚光結構，聚光結構為平 行排列。在本發(fā)明的一實施例中，其中當太陽能電池單元為多個時，太陽能電池單元為陣 列排列。在本發(fā)明的一實施例中，其中太陽能電池單元以一維陣列或二維陣列排列。在本發(fā)明的一實施例中，其中當線聚光透鏡單元為多個時，線聚光透鏡單元分別 與太陽能電池單元對應設置，并陣列排列。在本發(fā)明的一實施例中，其中線聚光透鏡單元以一維陣列或二維陣列排列。在本發(fā)明的一實施例中，其中矩形光斑疊合且形狀對應于太陽能電池單元。在本發(fā)明的一實施例中，太陽能電池裝置的厚度小于10毫米(mm)。在本發(fā)明的一實施例中，其中太陽能電池單元的面積小于2500平方毫米。在本發(fā)明的一實施例中，其中太陽能電池單元長邊的長度與短邊的長度的比值大于2。在本發(fā)明的一實施例中，其中線聚光透鏡單元的聚光倍率小于2. 5。承上所述，因本發(fā)明的輕薄化太陽能電池裝置是利用矩形的線聚光透鏡單元所形 成的矩形光斑與線聚光透鏡單元的邊長具有特殊的關系，使得本發(fā)明的太陽能電池裝置具 有短邊線聚光的特性而具有較高的光電轉換效率。此外，本發(fā)明亦利用特殊的尺寸設計，例 如太陽能電池單元的面積小于2500平方毫米、太陽能電池單元的長邊的長度與短邊的長 度的比值大于2以及線聚光透鏡單元的聚光倍率小于2. 5，因此，能夠使得本發(fā)明太陽能電 池裝置的整體厚度小于10毫米，故可達到輕薄化而成為可攜式移動裝置的電源來源。


圖1A及圖1B分別為本發(fā)明第一實施例的一種輕薄化太陽能電池裝置的組合示意 圖及剖視圖；圖2A及圖2B分別為本發(fā)明第二實施例的一種輕薄化太陽能電池裝置的組合示意 圖及剖視圖；以及圖3A及圖3B分別為本發(fā)明第三實施例的一種輕薄化太陽能電池裝置的組合示意 圖及剖視圖。
具體實施例方式以下將參照相關圖式，說明本發(fā)明較佳實施例的一種輕薄化太陽能電池裝置。第一實施例請參照圖1A及圖1B所示，圖1A及圖1B分別為本發(fā)明第一實施例的一種太陽能 電池裝置2的組合示意圖及剖視圖。太陽能電池裝置2包含基板21、至少一個太陽能電池單元22以及至少一個線聚光 透鏡單元(以下簡稱透鏡單元)23。本實施例于基板21上設置一個太陽能電池單元22及 一個透鏡單元23為例來說明。太陽能電池單元22設置于基板21?；?1的材料可例如包含塑料或玻璃，于此 并不加以限制。而太陽能電池單元22的材料可例如包含單晶硅、多晶硅、微晶硅、非晶硅或 三五族材料，于此亦不加以限制。太陽能電池單元22具有長邊221及短邊222。在本實施例中，長邊221的長度與 短邊222的長度的比值大于2，且太陽能電池單元22的面積小于2500平方毫米，換言之，長 邊221的長度大于短邊222長度的兩倍，故太陽能電池單元22的形狀為長條狀，并且太陽 能電池單元22的面積小于2500平方毫米。透鏡單元23與太陽能電池單元22對應設置。在本實施例中，透鏡單元23利用一 支持單元24與太陽能電池單元22對應設置。其中，支持單元24圍設于基板21的周緣并 用以支撐透鏡單元23，使透鏡單元23與太陽能電池單元22相互對應設置。透鏡單元23聚光形成一矩形光斑25于太陽能電池單元22上，其中，矩形光斑25 的長邊251與透鏡單元23的長邊231相等，矩形光斑25的短邊252小于透鏡單元23的短 邊 232。在本實施例中，透鏡單元23的聚光倍率小于2. 5，亦即，透鏡單元23的面積小于太陽能電池單元22面積的2. 5倍。其中，透鏡單元23的材料例如可包含聚甲基丙烯酸甲酯、 聚苯乙烯或聚碳酸酯等光學塑料材料，于此并不加以限制。在本實施例中，透鏡單元23為菲涅爾透鏡，并具有多個聚光結構233，各聚光結構 233分別為線形，且呈平行排列，如圖1A所示。透過多個且具線形的聚光結構233將進入 透鏡單元23的光線聚集至太陽能電池單元22，使得透鏡單元23聚光所產生的矩形光斑25 疊合于太陽能電池單元22，且矩形光斑25的形狀亦對應于長條狀的太陽能電池單元22。承上所述，因本發(fā)明的輕薄化太陽能電池裝置利用矩形的線聚光透鏡單元所形成 的矩形光斑與線聚光透鏡單元的邊長具有特殊的關系，使得本發(fā)明的太陽能電池裝置具有 短邊線聚光的特性而具有較高的光電轉換效率。此外，本發(fā)明亦利用上述特殊的尺寸設計， 使得太陽能電池裝置的整體厚度d(如圖1B所示)小于10毫米，因此，可達到輕薄化而成 為可攜式移動裝置的電源來源。第二實施例請參照圖2A及圖2B所示，圖2A及圖2B分別為本發(fā)明第二實施例的一種太陽能 電池裝置3的組合示意圖及剖視圖。第二實施例與第一實施例主要不同在于，第二實施例的太陽能電池裝置3具有二 個太陽能電池單元32及二個透鏡單元33，其中，太陽能電池單元32呈一維陣列排列并設置 于基板31，且各透鏡單元33亦為一維陣列并與各太陽能電池單元32彼此對應。本實施例的太陽能電池裝置3與第一實施例的太陽能電池裝置2具有相同技術特 性，例如，各矩形光斑35與各透鏡單元33的長邊331與短邊332具有特殊的關系、各太陽 能電池單元32的長邊321的長度與短邊322的長度的比值大于2、各太陽能電池單元32的 面積小于2500平方毫米以及各透鏡單元33的聚光倍率小于2. 5等。第三實施例請參照圖3A及圖3B所示，圖3A及圖3B分別為本發(fā)明第三實施例的一種太陽能 電池裝置4的組合示意圖及剖視圖。第三實施例與第一實施例主要不同在于，第三實施例的太陽能電池裝置4具有二 維陣列排列的多個太陽能電池單元42 (本實施例共有6只)以及具有二維陣列排列的透鏡 單元43 (本實施例亦有6只)，其中，太陽能電池單元42設置于基板41，且各太陽能電池單 元42與各透鏡單元43彼此對應設置。本實施例以太陽能電池單元42及透鏡單元43分別 為3乘2的二維陣列排列為例。本實施例的太陽能電池裝置4與第一實施例的太陽能電池裝置2具有相同技術特 性，于此不再贅述。綜上所述，因本發(fā)明的輕薄化太陽能電池裝置是利用矩形的線聚光透鏡單元所形 成的矩形光斑與線聚光透鏡單元的邊長具有特殊的關系，使得本發(fā)明的太陽能電池裝置具 有短邊線聚光的特性而具有較高的光電轉換效率。此外，本發(fā)明亦利用特殊的尺寸設計，例 如太陽能電池單元的面積小于2500平方毫米、太陽能電池單元的長邊的長度與短邊的長 度的比值大于2以及線聚光透鏡單元的聚光倍率小于2. 5，因此，能夠使得本發(fā)明太陽能電 池裝置的整體厚度小于10毫米，故可達到輕薄化而成為可攜式移動裝置的電源來源。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其 進行的等效修改或變更，均應包含于權利要求書中。
權利要求
1.一種輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，包含基板；至少一個太陽能電池單元，設置于上述基板；以及至少一個矩形的線聚光透鏡單元，對應于上述太陽能電池單元設置，且聚光形成矩形 光斑于上述太陽能電池單元，上述矩形光斑的長邊與上述線聚光透鏡單元的長邊相等，上 述矩形光斑的短邊小于上述線聚光透鏡單元的短邊。
2.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述太陽能電池單元的 材料包含單晶硅、多晶硅、微晶硅、非晶硅或三五族材料。
3.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述線聚光透鏡單元具 有多個聚光結構。
4.根據(jù)權利要求3所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述這些聚光結構為平 行排列。
5.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，當上述太陽能電池單元 為多個時，上述這些太陽能電池單元為陣列排列。
6.根據(jù)權利要求5所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述這些太陽能電池單 元以一維陣列或二維陣列排列。
7.根據(jù)權利要求5所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，當上述線聚光透鏡單元 為多個時，上述這些線聚光透鏡單元分別與上述這些太陽能電池單元對應設置，并陣列排 列。
8.根據(jù)權利要求7所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述這些線聚光透鏡單 元以一維陣列或二維陣列排列。
9.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述矩形光斑疊合且形 狀對應于上述太陽能電池單元。
10.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述線聚光透鏡單元的 材料包含聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯塑料材料。
11.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述輕薄化太陽能電池 裝置的厚度小于10毫米。
12.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述太陽能電池單元的 面積小于2500平方毫米。
13.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述太陽能電池單元長 邊的長度與短邊的長度的比值大于2。
14.根據(jù)權利要求1所述的輕薄化太陽能電池裝置，其特征是，上述線聚光透鏡單元的 聚光倍率小于2. 5。
全文摘要
一種輕薄化太陽能電池裝置包含基板、至少一個太陽能電池單元以及至少一個矩形的線聚光透鏡單元。太陽能電池單元設置于基板。線聚光透鏡單元對應于太陽能電池單元設置，且聚光形成矩形光斑于太陽能電池單元，矩形光斑的長邊與線聚光透鏡單元的長邊相等，矩形光斑的短邊小于線聚光透鏡單元的短邊。
文檔編號H01L31/0232GK101997050SQ200910170949
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權日2009年8月27日
發(fā)明者鄭造時, 陳建安 申請人:和碩聯(lián)合科技股份有限公司