專利名稱：太陽能控光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種太陽能控光模塊。
背景技術(shù)：
目前市面上的太陽能電池的面積大且每單位面積接收到的能量低，雖然可利用加 裝菲涅耳透鏡(Fresnel lens)的方式聚光以提高單位集光效率，但加裝菲涅耳透鏡的方式 需搭配陽光的方位旋轉(zhuǎn)，造成使用上的不便，且明顯會增加制造成本及體積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有良好集光效率及較低制造成本的太陽能控光模塊。依本發(fā)明的設(shè)計，一種太陽能控光模塊包含一光箱腔體、多個微結(jié)構(gòu)、一介質(zhì)材料 及至少一太陽能電池。光箱腔體具有相對的一第一面及一第二面、及連接第一面及第二面 的至少一側(cè)面，且環(huán)境光通過第一面入射至太陽能控光模塊。多個微結(jié)構(gòu)設(shè)置于第二面上 以偏折環(huán)境光，并將環(huán)境光導(dǎo)向光箱腔體的一預(yù)設(shè)區(qū)域。介質(zhì)材料設(shè)置于光箱腔體的第二 面與微結(jié)構(gòu)間，介質(zhì)材料的折射率大于光箱腔體的折射率，且太陽能電池設(shè)置于該預(yù)設(shè)區(qū) 域。于一實施例中，太陽能控光模塊還包含一調(diào)光元件設(shè)置于光箱腔體的第一面上， 且該預(yù)設(shè)區(qū)域為側(cè)面的至少部分區(qū)域。于一實施例中，太陽能控光模塊還包含一反射層形成于光箱腔體的側(cè)面上，且該 預(yù)設(shè)區(qū)域為第二面的一中央?yún)^(qū)域或一邊緣區(qū)域。于一實施例中，介質(zhì)材料為一薄膜，且介質(zhì)材料的折射率η的范圍為1 < η < 3。于一實施例中，太陽能控光模塊還包含一抗反射膜或一高折射率膜形成于光箱腔 體的第一面上。于一實施例中，多個微結(jié)構(gòu)為凸塊結(jié)構(gòu)或凹槽結(jié)構(gòu)且彼此的擺置方位不相同。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的有益技術(shù)效果是借助本發(fā)明的設(shè)計，因環(huán)境光被微結(jié) 構(gòu)偏折后往側(cè)邊傳遞至一預(yù)設(shè)區(qū)域，如此原本分散于大面積的環(huán)境光可以較高強度集中照 射該預(yù)設(shè)區(qū)域，且太陽能電池設(shè)置于面積較小的該預(yù)設(shè)區(qū)域可有效減少太陽能電池的面積 并提高集光效率。


為能更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實 施例進(jìn)行詳細(xì)說明，其中圖1為依本發(fā)明一實施例的太陽能控光模塊示意圖。圖2為依本發(fā)明另一實施例的太陽能控光模塊示意圖。圖3為依本發(fā)明另一實施例的太陽能控光模塊示意圖。圖4Α-圖4D為依本發(fā)明不同實施例的微結(jié)構(gòu)及調(diào)光元件棱鏡結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖5A及5B為依本發(fā)明不同實施例的微結(jié)構(gòu)及調(diào)光元件棱鏡結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖6為依本發(fā)明一實施例的微結(jié)構(gòu)配置示意圖。
具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考附圖所示的實 施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如上、下、左、 右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā) 明。圖1為依本發(fā)明一實施例的太陽能控光模塊示意圖。如圖1所示，太陽能控光模 塊10包含一光箱腔體12、一調(diào)光元件14及多個微結(jié)構(gòu)16。光箱腔體12具有一頂面12a、 一底面12b及連接于頂面1 及底面12b間的至少一側(cè)面12c。于本實施例中，頂面1 為 太陽能控光模塊10的一受光面，環(huán)境光I通過頂面1 入射至太陽能控光模塊10，底面12b 相對頂面1 設(shè)置，調(diào)光元件14設(shè)置于頂面1 上，多個微結(jié)構(gòu)16設(shè)置于底面12b上，且 太陽能電池(solar cell) 18設(shè)置于側(cè)面12c上。當(dāng)環(huán)境光I入射至太陽能控光模塊10時，例如由多個棱鏡結(jié)構(gòu)1 構(gòu)成的調(diào)光元 件14可將環(huán)境光I收斂到光箱腔體12，環(huán)境光I再被形成于底面12b上的微結(jié)構(gòu)16偏折 而往側(cè)邊傳遞，最后由設(shè)置于光箱腔體12的側(cè)面12c上的太陽能電池18接收。于一實施 例中，光箱腔體12的底面12b與微結(jié)構(gòu)16間可設(shè)置介質(zhì)材料22，介質(zhì)材料22例如可利用 鍍膜方式形成于光箱腔體底面12b上，介質(zhì)材料22的折射率η以大于光箱腔體12的折射 率較佳，且介質(zhì)材料22的折射率η的一較佳范圍為1 < η < 3。再者，于一實施例中，光箱 腔體12的頂面1 與調(diào)光元件14間可形成一抗反射膜M或高折射率膜沈以提高太陽光 利用效率。借助上述實施例的設(shè)計，因環(huán)境光I被微結(jié)構(gòu)16偏折后往側(cè)邊傳遞，如此原本分 散于大面積的環(huán)境光I可以較高強度集中照射側(cè)面12C，且太陽能電池18可設(shè)置于面積較 小的側(cè)面12c上而有效減少太陽能電池18的面積并提高集光效率。圖2為依本發(fā)明另一實施例的太陽能控光模塊示意圖。于圖2的太陽能控光模塊 30中，太陽能電池18設(shè)置于光箱腔體底面12b的邊緣，底面12b的其余區(qū)域則分布微結(jié)構(gòu) 16，且在側(cè)面12c設(shè)置一反射層觀。因此，被微結(jié)構(gòu)16偏折導(dǎo)向側(cè)面12c的環(huán)境光I，可再 被反射層觀反射而集中導(dǎo)向底面12b的邊緣，再由太陽能電池18接收。另外，設(shè)置于底面 12b的邊緣的太陽能電池18除接收被微結(jié)構(gòu)16偏折而來的光線Il外，亦同時接收環(huán)境光 直接照射的光線12?；蛘?，如圖3的太陽能控光模塊40所示，太陽能電池18可設(shè)置于光箱 腔體底面12b的中央?yún)^(qū)域，底面12b的其余區(qū)域則分布微結(jié)構(gòu)16，且側(cè)面12c設(shè)置一反射層 觀。因此，被微結(jié)構(gòu)16偏折導(dǎo)向側(cè)面12c的環(huán)境光I，可再被反射層觀反射而集中導(dǎo)向底 面12b的中央?yún)^(qū)域，再由太陽能電池18接收。同樣地，設(shè)置于底面12b中央?yún)^(qū)域的太陽能 電池18除接收被微結(jié)構(gòu)16偏折而來的光線Il外，亦同時接收環(huán)境光直接照射的光線12。由上述各個實施例可知，借助調(diào)整微結(jié)構(gòu)16的傾角、形狀、深度、排列周期、材料 折射率等參數(shù)可改變環(huán)境光I的行進(jìn)路徑，使環(huán)境光I集中在預(yù)設(shè)區(qū)域，再將太陽能電池18 設(shè)置于該預(yù)設(shè)區(qū)域即可有效減少太陽能電池18的面積并提高集光效率。如圖4A至圖4D所示，微結(jié)構(gòu)16及調(diào)光元件棱鏡結(jié)構(gòu)14a的截面外形并不限定，例如可為橢圓形(圖4A)、弧形(圖4B)、V溝外形GC)、R溝外形GD)等。再者，微結(jié)構(gòu)16 及棱鏡結(jié)構(gòu)Ha可為凸塊結(jié)構(gòu)(圖4A、4B)或凹槽結(jié)構(gòu)(圖4C、4D)均可。另外，微結(jié)構(gòu)16 及棱鏡結(jié)構(gòu)14a例如可具有角錐體(圖5A)或圓錐體(圖5B)的立體外形。圖6顯示微結(jié) 構(gòu)16的一擺置實施例，如圖6所示，各個微結(jié)構(gòu)16的擺置方位并不限定，例如可旋轉(zhuǎn)一 θ 角，這些微結(jié)構(gòu)16可連續(xù)或不連續(xù)配置且不同尺寸或不同形狀可混合搭配使用。于一實施 例中，光箱腔體12材質(zhì)可為塑材或是玻璃等可透光材料，且微結(jié)構(gòu)16的表面可另形成一反 射層以提高光偏折效果。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此 技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作出種種等同的改變或替換，因此本發(fā)明的 保護范圍當(dāng)視后附的本申請權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能控光模塊，其特征在于，包含一光箱腔體，具有相對的一第一面及一第二面、及連接該第一面及該第二面的至少一 側(cè)面，其中環(huán)境光通過該第一面入射至該太陽能控光模塊；多個微結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該第二面上以偏折該環(huán)境光并將該環(huán)境光導(dǎo)向該光箱腔體的一預(yù) 設(shè)區(qū)域；一介質(zhì)材料，設(shè)置于該光箱腔體的該第二面與這些微結(jié)構(gòu)間，且該介質(zhì)材料的折射率 大于該光箱腔體的折射率；及至少一太陽能電池，設(shè)置于該預(yù)設(shè)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，還包含一調(diào)光元件設(shè)置于該第一面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，該預(yù)設(shè)區(qū)域為該側(cè)面的至少 部分區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，還包含一反射層形成于該側(cè) 面上，且該預(yù)設(shè)區(qū)域為該第二面的一中央?yún)^(qū)域或一邊緣區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，該介質(zhì)材料為一薄膜，且該介 質(zhì)材料的折射率η的范圍為1 < η < 3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，還包含一抗反射膜或一高折 射率膜形成于該第一面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，該光箱腔體的材質(zhì)為塑材或 玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，各該微結(jié)構(gòu)的表面形成有一反射層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，這些微結(jié)構(gòu)彼此的擺置方位 不相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控光模塊，其特征在于，這些微結(jié)構(gòu)為凸塊結(jié)構(gòu)或凹槽結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是一種太陽能控光模塊。該太陽能控光模塊包含一光箱腔體、多個微結(jié)構(gòu)、一介質(zhì)材料及至少一太陽能電池。光箱腔體具有相對的一第一面及一第二面、及連接第一面及第二面的至少一側(cè)面，且環(huán)境光通過第一面入射至太陽能控光模塊。多個微結(jié)構(gòu)設(shè)置于第二面上以偏折環(huán)境光，并將環(huán)境光導(dǎo)向光箱腔體的一預(yù)設(shè)區(qū)域。介質(zhì)材料設(shè)置于光箱腔體的第二面與微結(jié)構(gòu)間，介質(zhì)材料的折射率大于光箱腔體的折射率，且至少一太陽能電池設(shè)置于該預(yù)設(shè)區(qū)域。
文檔編號H01L31/052GK102148277SQ20101011968
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者劉俊佳, 葉志庭, 王文俊 申請人:勝華科技股份有限公司