專利名稱：聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，特別是一種導(dǎo)光板具有微結(jié)構(gòu)的設(shè)計， 令太陽光通過微結(jié)構(gòu)的設(shè)計形成二次反射的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊。
背景技術(shù)：
由于工業(yè)的快速發(fā)展，石化燃料逐漸耗竭與溫室效應(yīng)氣體排放的問題日益受到全球關(guān)切，能源的穩(wěn)定供應(yīng)儼然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)利用光電或熱電轉(zhuǎn)換效應(yīng)，直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，因而不會伴隨產(chǎn)生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等溫室效應(yīng)氣體及污染性氣體，并可用以降低對石化燃料的依賴，而提供安全自主的電力來源。
現(xiàn)今已知有許多太陽能電池的技術(shù)，利用太陽輻射光透過太陽能電池材料的轉(zhuǎn)換后，成為可利用的電力來源。以硅晶圓太陽能電池為例，其具有12%至20%的光電轉(zhuǎn)換效率，而其中不同的晶體材料所設(shè)計出的太陽能電池，其光電特性也會有所不同。一般而言， 單晶硅與多晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率可接近14% 16%，使用年限也較長，但因為發(fā)電成本昂貴，因此多需要政府的補助，并僅用于發(fā)電廠或交通照明標志等場所。
其次，太陽能電池除了可以選用前述的硅材料外，還可以采用其他的材料，例如 碲化鎘、砷化鎵銦、砷化鎵等化合物半導(dǎo)體的材料來制作。不同于硅晶圓太陽能技術(shù)，利用半導(dǎo)體材料制作的太陽能電池，可吸收較寬廣的太陽光譜能量，因而具有最高的光電轉(zhuǎn)換效率，幾乎可達30%至40%以上。
然而，利用半導(dǎo)體材料制作的太陽能電池，其制作成本與價格也是最高的，因此， 為了降低太陽能電池的使用率與發(fā)電成本，遂有搭配太陽能集光器以降低吸光面積的做法。然而，集光器需要大范圍區(qū)域的安裝才敷成本，因此造成應(yīng)用上的不便，也使得太陽能電池的應(yīng)用受限。故如何有效降低太陽能電池的發(fā)電成本，成為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域目前迫切需要解決的課題之一。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，適于將一太陽光導(dǎo)光至一能量轉(zhuǎn)換組件，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，適于將一太陽光導(dǎo)光至一能量轉(zhuǎn)換元件。聚焦型太陽能導(dǎo)光模組，包括一透鏡陣列與一導(dǎo)光板。透鏡陣列包括至少一透鏡組件，且各個透鏡組件具有一上曲面與一下底面。透鏡陣列接收并聚焦太陽光。
導(dǎo)光板具有一上平面與一微結(jié)構(gòu)底面，上平面平行配置于透鏡陣列的下底面，微結(jié)構(gòu)底面包括至少一凹陷部與一連接部。其中連接部平行于導(dǎo)光板的上平面，且連接部連接于各個凹陷部之間。
凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面與一第二斜面，其中第一斜面與第二斜面分別位于凹陷尖端的相異二側(cè)，并各自連接于凹陷尖端與其各自相鄰的連接部之間。
太陽光經(jīng)由透鏡陣列聚焦后，相繼通過凹陷部與連接部形成二次反射，并于導(dǎo)光板中以全反射傳遞，使太陽光穿透出導(dǎo)光板的至少一側(cè)面。
能量轉(zhuǎn)換組件配置于該側(cè)面，以接收自導(dǎo)光板穿透出的太陽光，并將其轉(zhuǎn)換為一電力來源。
為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，適于將一太陽光導(dǎo)光至一能量轉(zhuǎn)換組件。
聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊包括一導(dǎo)光板與一透鏡陣列。導(dǎo)光板具有一微結(jié)構(gòu)頂面與一下平面，其中微結(jié)構(gòu)頂面包括至少一凹陷部與一連接部。連接部平行于導(dǎo)光板的下平面， 且連接部連接于各個凹陷部之間。
凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面與一第二斜面，其中第一斜面與第二斜面分別位于凹陷尖端的相異二側(cè)，并各自連接于凹陷尖端與其各自相鄰的連接部之間。
透鏡陣列包括至少一透鏡組件，其中各透鏡組件具有一上頂面與一下曲面。上頂面平行配置于導(dǎo)光板的下平面。
當太陽光穿透導(dǎo)光板并通過透鏡陣列中每一透鏡組件的下曲面反射至導(dǎo)光板的微結(jié)構(gòu)頂面時，太陽光相繼通過凹陷部與連接部形成二次反射，并于導(dǎo)光板中以全反射傳遞，使太陽光穿透出導(dǎo)光板的至少一側(cè)面。
能量轉(zhuǎn)換組件配置于該側(cè)面，以接收自導(dǎo)光板穿透出的太陽光，并將其轉(zhuǎn)換為一電力來源。
為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，適于將一太陽光導(dǎo)光至一能量轉(zhuǎn)換組件。
聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊包括一透鏡導(dǎo)光板，具有一透鏡陣列與多個微結(jié)構(gòu)，透鏡陣列與微結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于透鏡導(dǎo)光板的相對二表面。
透鏡陣列，包括至少一透鏡組件，各透鏡組件具有一曲面，透鏡陣列接收并聚焦太陽光，微結(jié)構(gòu)包括至少一凹陷部與一連接部。
連接部連接于各凹陷部之間，凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面與一第二斜面， 其中第一斜面與第二斜面分別位于凹陷尖端的相異二側(cè)，并各自連接于凹陷尖端與其各自相鄰的連接部之間。
當太陽光經(jīng)由透鏡陣列聚焦后，相繼通過凹陷部與連接部形成二次反射，并于透鏡導(dǎo)光板中以全反射傳遞，使太陽光穿透出透鏡導(dǎo)光板的至少一側(cè)面，能量轉(zhuǎn)換組件配置于側(cè)面，以接收自透鏡導(dǎo)光板穿透出的太陽光，并將其轉(zhuǎn)換為一電力來源。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于根據(jù)本發(fā)明提出的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，透過在導(dǎo)光板的一面設(shè)計透鏡陣列的結(jié)構(gòu)，并于其另一面設(shè)計具有凹陷部的微結(jié)構(gòu)，以將太陽光匯聚到多個微小的區(qū)域，且進一步通過凹陷部的反射與偏轉(zhuǎn)，使得太陽光在導(dǎo)光板中傳遞。根據(jù)本發(fā)明提出的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，只需要在導(dǎo)光板的側(cè)面設(shè)置光電或熱電等能量轉(zhuǎn)換組件，即可將自導(dǎo)光板輸出的太陽光轉(zhuǎn)換為電力來源，藉此大幅節(jié)省太陽能電池材料的使用率，并且進而降低太陽能電池模塊的成本。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖IA為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖
圖IB為根據(jù)圖IA的側(cè)視圖IC為根據(jù)圖IB的局部放大圖ID為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2A為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖
圖2B為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3A為根據(jù)本發(fā)明第五實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖
圖;3B為根據(jù)圖3A的側(cè)視圖3C為根據(jù)圖:3B的局部放大圖4A為根據(jù)本發(fā)明第六實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖4B為根據(jù)圖4A的側(cè)視圖4C為根據(jù)圖4B的局部放大圖4D為根據(jù)本發(fā)明第七實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖5A為根據(jù)本發(fā)明第八實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖5B為根據(jù)圖5A的側(cè)視圖5C為根據(jù)圖5B的局部放大圖6A為根據(jù)本發(fā)明第九實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖6B為圖6A的微結(jié)構(gòu)放大示意圖7A為根據(jù)本發(fā)明第十實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖7B為圖7A的微結(jié)構(gòu)放大示意圖8A為根據(jù)圖ID的結(jié)構(gòu)示意圖8B與圖8C為根據(jù)圖8A的導(dǎo)光效率標準化強度圖8D為根據(jù)圖8A設(shè)計透鏡組件為可動透鏡組件以達到季節(jié)追日導(dǎo)光效果的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，附圖標記
12第一側(cè)面
1 第二側(cè)面
110、110，、220、310 透鏡組件
110a、110a，上曲面
110b、110b，下底面
IlOc 連接面
120、210 導(dǎo)光板
120a 上平面
120b微結(jié)構(gòu)底面
121高反射材質(zhì)
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 連接部140、140，、240能量轉(zhuǎn)換組件150介質(zhì)層160聚光透鏡180、280 太陽光210a微結(jié)構(gòu)頂面210b 下平面220a 上頂面220b 下曲面281反射層302、402、1100、2200 透鏡陣列310a、410a 曲面320、420透鏡導(dǎo)光板330、4；30 微結(jié)構(gòu)510、710 上表面520、720 下表面1000,2000,3000聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊4000,5000,6000聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述以下在實施方式中詳細敘述本發(fā)明的詳細特征以及優(yōu)點，其內(nèi)容足以使本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實施，且根據(jù)本說明書所公開的內(nèi)容、申請專利范圍及附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點。圖IA為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖IB為根據(jù)圖IA的側(cè)視圖。圖IC為根據(jù)圖IB的局部放大圖。以下的說明，請ー并參閱圖IA至圖1C。第一實施例聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊1000包括一透鏡陣列1100與一導(dǎo)光板120，導(dǎo)光板120的第一側(cè)面12上配置有一能量轉(zhuǎn)換組件140。其中，能量轉(zhuǎn)換組件140可以是但不限于光電轉(zhuǎn)換或熱電轉(zhuǎn)換組件。聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊1000適于將太陽光180導(dǎo)光至能量轉(zhuǎn)換組件140，其中太陽光180可視為ー理想的平行光。透鏡陣列1100接收并聚焦太陽光180。透鏡陣列1100包括至少一透鏡組件110， 其中各個透鏡組件110皆具有一上曲面IlOa與一下底面110b。舉例而言，透鏡組件110可以是但不限于經(jīng)由微納米滾筒翻膜エ藝(Roll-to Roll, R2R)所制作的柱狀透鏡膜片。其中，透鏡組件110的下底面IlOb定義為上曲面IlOa兩端點間的徑向距離，且單一透鏡組件110的下底面IlOb的長度為W。各個透鏡組件110大致呈長條的柱狀結(jié)構(gòu)，且各上曲面 IlOa與各下底面IlOb之間皆相互連接，以并列成為一透鏡陣列1100。
導(dǎo)光板120具有一上平面120a與一微結(jié)構(gòu)底面120b，其中上平面120a與微結(jié)構(gòu)底面120b之間形成導(dǎo)光板120的厚度h，且上平面120a平行配置于透鏡陣列1100的下底面110b。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，以導(dǎo)光板120的上平面120a平行并緊密接合于透鏡組件110的下底面110b，作為以下的說明。然而，導(dǎo)光板120的上平面 120a也可以ー固定間隙，平行相距于透鏡組件110的下底面110b，但二者的連接關(guān)系并非用以限定本發(fā)明的范疇。微結(jié)構(gòu)底面120b包括至少ー凹陷部130與一連接部132，其中連接部132平行于導(dǎo)光板120的上平面120a，且連接部132連接于各個凹陷部130之間。也就是說，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，各個凹陷部130相互分離(即非連續(xù))設(shè)置于微結(jié)構(gòu)底面120b上，并且兩兩之間以連接部132相間隔，于此，導(dǎo)光板120形成ー不連續(xù)的微結(jié)構(gòu)底面設(shè)計。其中，各個凹陷部130 —對一地對應(yīng)于透鏡組件110的上曲面110a，在本實施例中，對應(yīng)于透鏡組件110為長條的柱狀結(jié)構(gòu)，凹陷部130呈條狀設(shè)置。詳細來說，透鏡組件110的柱狀結(jié)構(gòu)的一長軸向與凹陷部130的條狀的一長軸向夾角為0度(即平行)。請參閱圖1C，凹陷部130包括ー凹陷尖端130a、一第一斜面130b與一第二斜面 130c，其中第一斜面130b與第二斜面130c分別位于凹陷尖端130a的相異ニ側(cè)，并且各自連接于凹陷尖端130a與其各自相鄰的連接部132之間，其中，第一斜面130b面向第一側(cè)面 12的方向。于此，凹陷部130大致呈一倒V型的凹陷設(shè)計，其具有凹陷尖端130a與ニ斜面 (第一斜面130b與第二斜面130c)。由凹陷尖端130a形成ー垂線垂直于連接部132，則第一斜面130b與該垂線之間形成一第一夾角θ ρ第二斜面130c與該垂線之間形成一第二夾角θ 2，該垂線與相鄰的連接部132之間分別具有一第一徑向距離Cl1與一第二徑向距離d2。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，其中第一夾角Q1與第二夾角θ2皆介于15度至60度之間，且透鏡組件110的下底面IlOb具有ー長度W大于或等于2倍的第一徑向距離Cl1與第二徑向距離d2的和，BPff ^ 2 (Cl^d2)。太陽光180經(jīng)由透鏡陣列1100聚焦后，相繼通過凹陷部130與連接部132形成ニ 次反射，并于導(dǎo)光板120中以全反射傳遞，使太陽光180穿透出導(dǎo)光板120的第一側(cè)面12， 能量轉(zhuǎn)換組件140配置于第一側(cè)面12，以接收自導(dǎo)光板120穿透出的太陽光180，并將其轉(zhuǎn)換為ー電カ來源。詳細而言，請ー并參閱圖IB與圖1C，太陽光180經(jīng)透鏡陣列1100聚焦所產(chǎn)生的一焦點位于第一斜面130b的上方。當太陽光180穿透透鏡陣列1100，并且經(jīng)由透鏡陣列1100的聚焦后，其聚焦后的太陽光180的焦點落于第一斜面130b的上方。接著，被聚焦的太陽光180首先投射至凹陷部130的第一斜面130b上，并且被第一斜面130b所反射 (于此，形成第一次反射)至相鄰的連接部132上。要注意的是，在本實施例中雖列舉透鏡陣列1100的焦點位于第一斜面130b的上方，但是，透鏡陣列1100的焦點也可位于第一斜面130b或是第一斜面130b的下方，并不以此為限。爾后，太陽光180接著被連接部132所反射(于此，形成第二次反射)，使光線偏轉(zhuǎn)更大的角度，接著再通過導(dǎo)光板120的上平面120a與微結(jié)構(gòu)底面120b進行全反射，太陽光180即于導(dǎo)光板120間朝向第一側(cè)面12傳遞。因此，太陽光180最終穿透出導(dǎo)光板120 的第一側(cè)面12。配置于第一側(cè)面12上的能量轉(zhuǎn)換組件140即可接收自導(dǎo)光板120穿透出的太陽光180，并據(jù)以轉(zhuǎn)換為電カ來源。其中，導(dǎo)光板120具有一導(dǎo)光板折射率n。，當太陽光180入射于連接部132，以形成第二次反射吋，該光線入射的角度必需大于導(dǎo)光板120與空氣之間的臨界角(意即sin—1 ;)，令該光線足夠形成全反射，以來回反射于導(dǎo)光板120之間。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其中導(dǎo)光板120的厚度h、透鏡組件110的下底面IlOb的長度W滿足關(guān)系式h ^ W。其次，若透鏡陣列1100包括N個透鏡組件110，且各透鏡組件110的下底面IlOb的長度為W時，則NXWS 50h。一般而言，導(dǎo)光板120的厚度h大致可設(shè)計為10厘米，且透鏡組件110的下底面IlOb的長度W大致可為 3000 微米(micro-meter)。為了確保太陽光180行進至透鏡陣列1100與導(dǎo)光板120的界面吋，不致形成全反射，而會完全入射至導(dǎo)光板120中。因此，透鏡陣列1100的透鏡組件折射率Ii1小于導(dǎo)光板 120的導(dǎo)光板折射率η。。第二實施例圖ID為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊包括透鏡陣列1100、導(dǎo)光板120與一介質(zhì)層150。介質(zhì)層150配置于透鏡陣列1100(透鏡組件110)與導(dǎo)光板120之間，且為確保太陽光180行進至介質(zhì)層150 與導(dǎo)光板120的界面時，不致形成全反射，而會完全入射于導(dǎo)光板120中，因此，介質(zhì)層150 的介質(zhì)層折射率Iii小于導(dǎo)光板120的導(dǎo)光板折射率n。，且介質(zhì)層150的介質(zhì)層折射率Iii也小于透鏡陣列1100的透鏡組件折射率叫。第三實施例其次，為增加反射光的強度，圖2A為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。其中透鏡組件110’可為扇形的透鏡，其中透鏡組件110’包括上曲面 110a’、下底面110b’與連接面110c。連接面IlOc連接相鄰的兩上曲面110a’。在本實施例中，上曲面110a’面向相對應(yīng)于第一側(cè)面12的方向，使太陽光180進入透鏡組件110’時會聚焦在導(dǎo)光板120上，且對應(yīng)上曲面110a’中心偏向第一側(cè)面12的方向，于此，入射的太陽光180即可通過扇形的透鏡組件110’而形成較大的入射角度，并進而增加導(dǎo)光板120反射光的強度。需說明的是，在本實施例中，連接面IlOc為ー垂直面，然而在其他實施例中， 連接面IlOc也可以為ー斜面，并不以此為限。第四實施例圖2B為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊除了透鏡陣列1100與導(dǎo)光板120以外，還包括一聚光透鏡160。聚光透鏡160配置于導(dǎo)光板120的第一側(cè)面12與能量轉(zhuǎn)換組件140’之間。根據(jù)本發(fā)明第四實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，通過在第一側(cè)面12與能量轉(zhuǎn)換組件140’之間設(shè)置聚光透鏡160，使光線在進入能量轉(zhuǎn)換組件140’前先經(jīng)過聚光透鏡160，以進一歩縮小自導(dǎo)光板 120穿透出的太陽光180的聚光范圍，因而省卻能量轉(zhuǎn)換組件140’的使用率與所占面積，以達到精簡的設(shè)計。第五實施例圖3A為根據(jù)本發(fā)明第五實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖IBB為根據(jù)圖3A的側(cè)視圖。圖3C為根據(jù)圖加的局部放大圖。以下的說明，請ー并參閱圖3A至圖3C。
聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊2000包括一透鏡陣列1100與一導(dǎo)光板120，其中導(dǎo)光板 120具有兩相異側(cè)面，意即第一側(cè)面12與第二側(cè)面12a，且第一側(cè)面12與第二側(cè)面1 上各配置有一能量轉(zhuǎn)換組件140。聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊2000適于將太陽光180導(dǎo)光至能量轉(zhuǎn)換組件140，其中太陽光180可視為ー理想的平行光。透鏡陣列1100接收并聚焦太陽光180。透鏡陣列1100包括至少一透鏡組件110、 導(dǎo)光板120具有一上平面120a與一微結(jié)構(gòu)底面120b，其中各組件的相對配置與微結(jié)構(gòu)設(shè)計，同于本發(fā)明的第一實施例，故在此不再重述。但根據(jù)本發(fā)明第五實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，如圖3C所示，太陽光180經(jīng)透鏡陣列1100聚焦所產(chǎn)生的一焦點位于凹陷尖端 130a的上方。詳細來說，太陽光180經(jīng)由該透鏡陣列1100聚焦后，其聚焦后的太陽光180 的焦點落于凹陷尖端130a的上方。因此，被聚焦后的太陽光180即會分別朝向凹陷尖端 130a相異兩側(cè)的斜面行進，于此投射至凹陷部130的第一斜面130b與第二斜面130c上， 并且通過第一斜面130b與第二斜面130c反射至與其各自相鄰的連接部132上。要注意的是，在本實施例中雖列舉透鏡陣列1100的焦點位于凹陷尖端130a的上方，但是，透鏡陣列 1100的焦點也可位于凹陷尖端130a或是凹陷尖端130a的下方，并不以此為限。爾后，太陽光180接著被連接部132所反射，使得光線偏轉(zhuǎn)更大的角度，接著再通過導(dǎo)光板120的上平面120a與微結(jié)構(gòu)底面120b進行全反射，太陽光180即于導(dǎo)光板120 間向第一側(cè)面12與第二側(cè)面1 傳遞。因此，太陽光180最終朝向凹陷尖端130a的相異兩側(cè)穿透出導(dǎo)光板120的第一側(cè)面12與第二側(cè)面12a，其中，第一斜面130b面向第一側(cè)面 12的方向，第二斜面130c面向第二側(cè)面12a的方向。因此，配置于第一側(cè)面12與第二側(cè)面 1 上的能量轉(zhuǎn)換組件140即可接收自導(dǎo)光板120穿透出的太陽光180，并據(jù)以轉(zhuǎn)換為電カ 來源。第六實施例圖4A為根據(jù)本發(fā)明第六實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4B為根據(jù)圖4A的側(cè)視圖。圖4C為根據(jù)圖4B的局部放大圖。以下的說明，請ー并參閱圖4A至圖4C。聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊3000包括一導(dǎo)光板210與一透鏡陣列2200，導(dǎo)光板210的第一側(cè)面12上配置有一能量轉(zhuǎn)換組件M0。其中，能量轉(zhuǎn)換組件240可以是但不限于光電轉(zhuǎn)換或熱電轉(zhuǎn)換組件。聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊3000適于將太陽光280導(dǎo)光至能量轉(zhuǎn)換組件M0，其中太陽光280可視為ー理想的平行光。導(dǎo)光板210具有ー微結(jié)構(gòu)頂面210a與一下平面210b，其中微結(jié)構(gòu)頂面210a與下平面210b之間形成導(dǎo)光板210的厚度h’。微結(jié)構(gòu)頂面210a包括至少ー凹陷部230與一連接部232，其中連接部232平行于導(dǎo)光板210的下平面210b，并且連接部232連接于各個凹陷部230之間。也就是說，根據(jù)本發(fā)明第六實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，各個凹陷部 230相互分離(即非連續(xù))設(shè)置于微結(jié)構(gòu)頂面210a上，并且兩兩之間以連接部232相間隔， 于此，導(dǎo)光板210形成一不連續(xù)的微結(jié)構(gòu)頂面設(shè)計。請參閱圖4C，凹陷部230包括ー凹陷尖端230a、一第一斜面230b與一第二斜面 230c，其中第一斜面230b與第二斜面230c分別位于凹陷尖端230a的相異ニ側(cè)，并且各自連接于凹陷尖端230a與其各自相鄰的連接部232之間，其中，第一斜面230b面向第一側(cè)面12的方向。于此，凹陷部230大致呈一 V型的凹陷設(shè)計，其具有凹陷尖端230a與ニ斜面(第一斜面230b與第二斜面230c)。由凹陷尖端230a形成ー垂線垂直于連接部232，則第一斜面230b與該垂線之間形成一第一夾角θ /，第二斜面230c與該垂線之間形成一第二夾角θ 2’，該垂線與相鄰的連接部232之間分別具有一第一徑向距離d/與一第二徑向距
dg ο根據(jù)本發(fā)明的第六實施例，其中第一夾角θパ與第二夾角θ2’皆介于15度至60 度之間，且透鏡組件220的上頂面220a具有ー長度W’大于或等于2倍的第一徑向距離d/ 與第二徑向距離d2，的和，即W’ ^ 2((1/ +d/)·,請ー并參閱圖4A與圖4B，透鏡陣列2200包括至少一透鏡組件220，舉例而言，透鏡陣列2200包括N個透鏡組件220，且透鏡組件220可以是但不限于經(jīng)由微納米滾筒翻膜 エ藝(Roll-to Roll，R2R)所制作的柱狀透鏡膜片。其中，各個透鏡組件220皆具有ー上頂面220a與一下曲面220b，且各個下曲面220b于其朝向上頂面220a的內(nèi)側(cè)均鍍有一反射層觀1，太陽光280通過反射層281反射回導(dǎo)光板210，其中反射層281例如是金屬、全反射多層膜或白反射片等高反射材質(zhì)。其中，透鏡組件220的上頂面220a定義為下曲面220b兩端點間的徑向距離，且單一透鏡組件220的上頂面220a的長度為W’。各個透鏡組件220大致呈長條的柱狀結(jié)構(gòu)，且各上頂面220a與各下曲面220b之間皆相互連接，以并列成為一透鏡陣列2200。透鏡組件220的上頂面220a平行配置于導(dǎo)光板210的下平面210b。根據(jù)本發(fā)明第六實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，以透鏡組件220的上頂面220a平行并緊密接合于導(dǎo)光板210的下平面210b，作為以下的說明。然而，透鏡組件220的上頂面220a也可以ー固定間隙，平行相距于導(dǎo)光板210的下平面210b，但二者的連接關(guān)系并非用以限定本發(fā)明的范疇。太陽光280穿透導(dǎo)光板210并通過下曲面220b反射至微結(jié)構(gòu)頂面210a吋，太陽光 280相繼通過凹陷部230與連接部232形成二次反射，并于導(dǎo)光板210中以全反射傳遞，使太陽光觀0穿透出導(dǎo)光板210的第一側(cè)面12，能量轉(zhuǎn)換組件240配置于第一側(cè)面12，以接收自導(dǎo)光板210穿透出的太陽光觀0，并將其轉(zhuǎn)換為一電カ來源。詳細而言，請ー并參閱圖 4B與圖4C，太陽光280經(jīng)透鏡陣列2200聚焦所產(chǎn)生的一焦點位于第一斜面230b的下方。 當太陽光280穿透導(dǎo)光板210進入透鏡陣列2200后，太陽光280首先被鍍有反射層的下曲面220b所反射，并被聚焦至凹陷部230的第一斜面230b下方。接著，被聚焦的太陽光 280首先投射至凹陷部230的第一斜面230b上，并且被第一斜面230b所反射(于此，形成第一次反射)至相鄰的連接部232上。要注意的是，在本實施例中雖列舉透鏡陣列2200的焦點位于第一斜面230b的下方，但是，透鏡陣列2200的焦點也可位于第一斜面230b或是第一斜面230b的上方，并不以此為限。爾后，太陽光280接著被連接部232所反射(于此，形成第二次反射)，使光線偏轉(zhuǎn)更大的角度，接著再通過導(dǎo)光板210的微結(jié)構(gòu)頂面210a與下平面210b進行全反射，太陽光觀0即于導(dǎo)光板210之間向第一側(cè)面12傳遞。因此，太陽光280最終穿透出導(dǎo)光板210 的第一側(cè)面12。配置于第一側(cè)面12上的能量轉(zhuǎn)換組件MO即可接收自導(dǎo)光板210穿透出的太陽光觀0，并據(jù)以轉(zhuǎn)換為電カ來源。其中，導(dǎo)光板210具有一導(dǎo)光板折射率n。，當太陽光280入射于連接部232，以形成第二次反射吋，該光線入射的角度必需大于導(dǎo)光板210與空氣之間的臨界角(意即sin一1 —)，令該光線足夠形成全反射，以來回反射于導(dǎo)光板210之
nC間。根據(jù)本發(fā)明第六實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其中導(dǎo)光板210的厚度h’、透鏡組件220的上頂面220a具有ー長度W’滿足關(guān)系式h’ > W’。其次，當透鏡陣列2200包括N個透鏡組件220，且各透鏡組件220的上頂面220a的長度為W’時，則NX W’彡50h’。 一般而言，導(dǎo)光板210的厚度h’大致可設(shè)計為10厘米，且透鏡組件220的上頂面220a的長度W，大致可為3000微米(micro-meter)。其次，為了確保太陽光280行進至導(dǎo)光板210與透鏡陣列2200的界面時，不致形成全反射，而會完全入射至導(dǎo)光板210中。因此，透鏡陣列2200的透鏡組件折射率Ii1小于導(dǎo)光板210的導(dǎo)光板折射率η。。第七實施例圖4D為根據(jù)本發(fā)明第七實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中導(dǎo)光板210與透鏡陣列2200(透鏡組件220)之間還具有一介質(zhì)層150，為確保太陽光觀0行進至介質(zhì)層150與透鏡陣列2200的界面時，不致形成全反射，而會完全入射于透鏡陣列2200 中，因此，介質(zhì)層150的介質(zhì)層折射率Iii小于透鏡陣列2200的透鏡組件折射率Ii1,且介質(zhì)層150的介質(zhì)層折射率Iii也小于導(dǎo)光板210的導(dǎo)光板折射率η。。第八實施例圖5Α為根據(jù)本發(fā)明第八實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5Β為根據(jù)圖5Α的側(cè)視圖。圖5C為根據(jù)圖5Β的局部放大圖。以下的說明，請ー并參閱圖5Α至圖5C。聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊4000包括一導(dǎo)光板210與一透鏡陣列2200，其中導(dǎo)光板 210具有兩相異側(cè)面，意即第一側(cè)面12與第二側(cè)面12a，且第一側(cè)面12與第二側(cè)面1 上各配置有一能量轉(zhuǎn)換組件對0。聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊4000適于將太陽光280導(dǎo)光至能量轉(zhuǎn)換組件對0，其中太陽光280可視為ー理想的平行光。透鏡陣列2200包括至少一透鏡組件220、導(dǎo)光板210具有ー微結(jié)構(gòu)頂面210a與一下平面210b，其中各組件的相對配置與微結(jié)構(gòu)設(shè)計，同于本發(fā)明的第六實施例，故在此不再重述。但根據(jù)本發(fā)明第八實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，如圖5C所示，太陽光280經(jīng)透鏡陣列2200聚焦所產(chǎn)生的一焦點位于凹陷尖端230a的下方。經(jīng)反射層281反射并聚焦后的太陽光觀0的焦點落于凹陷尖端230a的下方。因此，被聚焦后的太陽光280會分別朝向凹陷尖端230a相異兩側(cè)的斜面行迸，于此投射至凹陷部230的第一斜面230b與第二斜面 230c上，并且通過第一斜面230b與第二斜面230c反射至與其各自相鄰的連接部232上。 要注意的是，在本實施例中雖列舉透鏡陣列2200的焦點位于凹陷尖端230a的下方，但是， 透鏡陣列2200的焦點也可位于凹陷尖端230a或是凹陷尖端230a的上方，并不以此為限。爾后，太陽光280接著被連接部232所反射，使得光線偏轉(zhuǎn)更大的角度，接著再通過導(dǎo)光板210的微結(jié)構(gòu)頂面210a與下平面210b進行全反射，太陽光洲0即于導(dǎo)光板210 之間向第一側(cè)面12與第二側(cè)面1 傳遞。因此，太陽光280最終朝向凹陷尖端230a的相異兩側(cè)穿透出導(dǎo)光板210的第一側(cè)面12與第二側(cè)面12a，其中，第一斜面230b面向第一側(cè)面12的方向，第二斜面230c面向第二側(cè)面12a的方向。因此，配置于第一側(cè)面12與第二側(cè)面1 上的能量轉(zhuǎn)換組件240即可接收自導(dǎo)光板210穿透出的太陽光觀0，并據(jù)以轉(zhuǎn)換為電カ來源。第九實施例圖6A為根據(jù)本發(fā)明第九實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。以下的說明，請ー并參閱圖IB以及圖6A。聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊5000與聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊1000相仿，差異在于聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊5000將聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊1000中的透鏡陣列1100與導(dǎo)光板120 一體成形，形成一透鏡導(dǎo)光板。因此，聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊5000包含一透鏡導(dǎo)光板320， 具有一透鏡陣列302與多個微結(jié)構(gòu)330，透鏡陣列302與微結(jié)構(gòu)330分別設(shè)置于透鏡導(dǎo)光板 320的相對ニ表面。在本實施例中，透鏡陣列302與微結(jié)構(gòu)330分別設(shè)置于透鏡導(dǎo)光板320 的相對上表面510與下表面520。透鏡陣列302包括多個透鏡組件310，各透鏡組件310具有一曲面310a，透鏡陣列 302接收并聚焦太陽光180，微結(jié)構(gòu)330包括凹陷部332與連接部334(如圖6B所示，圖6B 為圖6A的微結(jié)構(gòu)放大示意圖)，凹陷部332與連接部334的設(shè)計與相對配置關(guān)系可同于本發(fā)明的第一實施例與第五實施例微結(jié)構(gòu)底面120b的凹陷部130與連接部132，故在此不再重述。此外，微結(jié)構(gòu)330的凹陷部332與透鏡組件310的焦點的相對位置關(guān)系可如圖IC 或圖3C，使太陽光180出光方向為ー側(cè)面或相對兩側(cè)面。第十實施例圖7A為根據(jù)本發(fā)明第十實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。以下的說明，請ー并參閱圖4B以及圖7A。聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊6000與聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊3000相仿，差異在于聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊6000將聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊3000中的透鏡陣列2200與導(dǎo)光板210 一體成形，形成一透鏡導(dǎo)光板。因此，聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊6000包含一透鏡導(dǎo)光板420， 具有一透鏡陣列402與多個微結(jié)構(gòu)430，透鏡陣列402與微結(jié)構(gòu)430分別設(shè)置于透鏡導(dǎo)光板 420的相對ニ表面。在本實施例中，微結(jié)構(gòu)430與透鏡陣列402分別設(shè)置于透鏡導(dǎo)光板420 的相對上表面710與下表面720。透鏡陣列402包括多個透鏡組件410，各透鏡組件410具有一曲面410a，透鏡陣列接收并聚焦太陽光觀0。曲面410a鍍有一反射層觀1，太陽光280通過反射層反射回透鏡導(dǎo)光板420的微結(jié)構(gòu)430。微結(jié)構(gòu)430包括凹陷部432與連接部434(如圖7B所示，圖 7B為圖7A的微結(jié)構(gòu)放大示意圖)，凹陷部432與連接部434的設(shè)計與相對配置關(guān)系可同于本發(fā)明的第六實施例與第八實施例微結(jié)構(gòu)頂面210a的凹陷部230與連接部232，故在此不再重述。此外，微結(jié)構(gòu)430的凹陷部432與透鏡組件410的焦點的相對位置關(guān)系可如圖4C 或圖5C，使太陽光觀0出光方向為ー側(cè)面或相對兩側(cè)面。綜上所言，根據(jù)本發(fā)明任一實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，皆可將其透鏡組件替換為，如圖2A中的扇形透鏡，以增加導(dǎo)光強度，或是如圖2B增設(shè)聚光透鏡160于導(dǎo)光板的側(cè)面與能量轉(zhuǎn)換組件之間，以進一歩縮小聚光范圍，并省卻太陽能電池的使用率。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的任一實施例與其欲導(dǎo)光的強度與范圍，而自行設(shè)計太陽能導(dǎo)光模塊的規(guī)格，以上的實施方式并非用以限定本發(fā)明的范圍。其次，圖8A為根據(jù)圖ID的結(jié)構(gòu)示意圖，其將透鏡組件的柱狀軸向?qū)侍柹鹇湎碌臇|西方向，其中透鏡組件110的柱狀軸向EW定義為透鏡組件110的長軸向。圖8B與圖8C為根據(jù)圖8A的導(dǎo)光效率標準化強度圖，其橫軸分別為白天時間點與季節(jié)性角度變化， 縱軸為所集到的太陽光標準化強度，模擬條件分別如透鏡組件的曲率半徑為4. 09mmrii = 1. 56rij = 1. 00nc = 1. 49h = IOmmW = 3. 46mmNXff = 210mmθ j = 40°θ2 = 20°Cl1 = 0. 302mmd2 = 0. 131mm考慮中午時太陽光180垂直入射(意即入射角度為0度)吋，由模擬結(jié)果得知，本發(fā)明提出的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其導(dǎo)光效率可接近60%。至于太陽光180入射角度為士30度時(意即白天時間點上午10時至下午2時之間)，根據(jù)本發(fā)明實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其導(dǎo)光效率標準化后的相對強度仍可達到55%以上。由于透鏡組件110的柱狀軸向EW平行東西向，一天內(nèi)太陽的升起和落下所造成入射角度的變化較不敏感，因此，根據(jù)本發(fā)明提出的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，可達到在接近中午時分不必搭配追日系統(tǒng)，仍具有以上的導(dǎo)光相對功效。其次，由圖8C中也可見，根據(jù)本發(fā)明的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其季節(jié)性角度變化可達士 1°。因此，若欲再降低導(dǎo)光模塊隨著季節(jié)變化的角度變化敏感性，則根據(jù)本發(fā)明的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，如圖8D所示，也可將透鏡陣列往南北向移動(意即設(shè)計透鏡陣列為可動透鏡組件)，因為季節(jié)的變化會改變太陽光180的入射角度，將透鏡陣列往南北向移動，可使聚焦后的太陽光180同樣也可以落在導(dǎo)光板120的凹陷部130的附近，以達到季節(jié)追日的導(dǎo)光效果。除此之外，承前所述，當透鏡組件110的柱狀軸向EW對準東西向吋，如圖8A所示， 設(shè)計者也可通過在導(dǎo)光板120上朝向東西向的一面上鍍上高反射材質(zhì)121(例如金屬、全反射多層膜或白反射片)，以降低東西向光線漏光的問題，于此，增加?xùn)|西向角度誤差的容
也、be ο綜上所述，根據(jù)本發(fā)明提出的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，透過柱狀結(jié)構(gòu)的透鏡陣列與具有微結(jié)構(gòu)設(shè)計的導(dǎo)光板，令入射的太陽光可通過透鏡組件的聚焦與微結(jié)構(gòu)設(shè)計的反射，而偏轉(zhuǎn)至導(dǎo)光板導(dǎo)光的方向，并且最后入射至放置于導(dǎo)光板至少ー側(cè)面的能量轉(zhuǎn)換組件進行電力轉(zhuǎn)換。因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，不僅可降低太陽能電池的使用率，進而降低模塊的成本，還可達到無需追日的高導(dǎo)光功效。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，適于將一太陽光導(dǎo)光至一能量轉(zhuǎn)換組件，其特征在于， 該聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊包括一透鏡陣列，包括至少一透鏡組件，其中各該透鏡組件具有一上曲面與一下底面，該透鏡陣列接收并聚焦該太陽光；以及一導(dǎo)光板，具有一上平面與一微結(jié)構(gòu)底面，該上平面平行配置于該透鏡陣列的該下底面，該微結(jié)構(gòu)底面包括至少一凹陷部與一連接部，其中該連接部平行于該導(dǎo)光板的該上平面，且該連接部連接于各該凹陷部之間，該凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面與一第二斜面，其中該第一斜面與該第二斜面分別位于該凹陷尖端的相異二側(cè)，并各自連接于該凹陷尖端與其各自相鄰的該連接部之間，該太陽光經(jīng)由該透鏡陣列聚焦后，相繼通過該凹陷部與該連接部形成二次反射，并于該導(dǎo)光板中以全反射傳遞，使該太陽光穿透出該導(dǎo)光板的至少一側(cè)面，該能量轉(zhuǎn)換組件配置于該側(cè)面，以接收自該導(dǎo)光板穿透出的該太陽光，并將其轉(zhuǎn)換為一電力來源。
2.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該太陽光經(jīng)該透鏡陣列聚焦所產(chǎn)生的一焦點位于該第一斜面、該第一斜面的上方或該第一斜面的下方，且該第一斜面面向該側(cè)面的方向。
3.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該太陽光經(jīng)該透鏡陣列聚焦所產(chǎn)生的一焦點位于該凹陷尖端、該凹陷尖端的上方或該凹陷尖端的下方。
4.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該導(dǎo)光板的該微結(jié)構(gòu)底面的該凹陷尖端形成一垂線垂直于該連接部，則該第一斜面與該垂線之間形成一第一夾角 θ ”該第二斜面與該垂線之間形成一第二夾角θ 2，該第一夾角Q1與該第二夾角θ2的范圍介于15度至60度之間。
5.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該導(dǎo)光板的該微結(jié)構(gòu)底面的該凹陷尖端形成一垂線垂直于該連接部，該垂線與相鄰的該連接部之間分別具有一第一徑向距離Cl1與一第二徑向距離d2，其中各該透鏡組件的該下底面具有一長度W，其中 W >= 2 (屯+屯)。
6.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡陣列包括N個該透鏡組件，各該透鏡組件的該下底面具有一長度W，該導(dǎo)光板具有一厚度h，其中h >= W，且 NXff <= 50h。
7.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡陣列的一透鏡組件折射率小于該導(dǎo)光板的一導(dǎo)光板折射率。
8.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，還包括一介質(zhì)層，配置于該透鏡陣列與該導(dǎo)光板之間，其中該介質(zhì)層的一介質(zhì)層折射率小于該導(dǎo)光板的一導(dǎo)光板折射率，且該介質(zhì)層折射率也小于該透鏡陣列的一透鏡組件折射率。
9.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，還包括一聚光透鏡，該聚光透鏡配置于該側(cè)面與該能量轉(zhuǎn)換組件之間，以縮小自該導(dǎo)光板穿透出的該太陽光的聚光范圍。
10.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡組件還包含一連接面，該連接面連接相鄰的兩該上曲面，且該上曲面面向相對應(yīng)于該側(cè)面的方向。
11.如權(quán)利要求1所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡陣列的該透鏡組件的一柱狀軸向?qū)蕱|西方向。
12.如權(quán)利要求11所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡陣列為可往南北向移動的可動組件，使聚焦后的該太陽光落在該導(dǎo)光板的該凹陷部的附近。
13.如權(quán)利要求11所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該導(dǎo)光板朝向東西向的一面上鍍有一高反射材質(zhì)。
14.一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，適于將一太陽光導(dǎo)光至一能量轉(zhuǎn)換組件，其特征在于，該聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊包括一導(dǎo)光板，具有一微結(jié)構(gòu)頂面與一下平面，該微結(jié)構(gòu)頂面包括至少一凹陷部與一連接部，其中該連接部平行于該導(dǎo)光板的該下平面，且該連接部連接于各該凹陷部之間，該凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面與一第二斜面，其中該第一斜面與該第二斜面分別位于該凹陷尖端的相異二側(cè)，并各自連接于該凹陷尖端與其各自相鄰的該連接部之間；以及一透鏡陣列，包括至少一透鏡組件，其中各該透鏡組件具有一上頂面與一下曲面，該上頂面平行配置于該導(dǎo)光板的該下平面，當該太陽光穿透該導(dǎo)光板并通過該下曲面反射至該微結(jié)構(gòu)頂面時，該太陽光相繼通過該凹陷部與該連接部形成二次反射，并于該導(dǎo)光板中以全反射傳遞，使該太陽光穿透出該導(dǎo)光板的至少一側(cè)面，該能量轉(zhuǎn)換組件配置于該側(cè)面，以接收自該導(dǎo)光板穿透出的該太陽光，并將其轉(zhuǎn)換為一電力來源。
15.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該太陽光經(jīng)該透鏡陣列聚焦所產(chǎn)生的一焦點位于該第一斜面、該第一斜面的上方或該第一斜面的下方，且該第一斜面面向該側(cè)面的方向。
16.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該太陽光經(jīng)該透鏡陣列聚焦所產(chǎn)生的一焦點位于該凹陷尖端、該凹陷尖端的上方或該凹陷尖端的下方。
17.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該導(dǎo)光板的該微結(jié)構(gòu)頂面的該凹陷尖端形成一垂線垂直于該連接部，則該第一斜面與該垂線之間形成一第一夾角θ/，該第二斜面與該垂線之間形成一第二夾角θ 2’，該第一夾角θ/與該第二夾角θ2’ 的范圍介于15度至60度之間。
18.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該導(dǎo)光板的該微結(jié)構(gòu)頂面的該凹陷尖端形成一垂線垂直于該連接部，該垂線與相鄰的該連接部之間分別具有一第一徑向距離d/與一第二徑向距離d2’，其中各該透鏡組件的該上頂面具有一長度W’，其中 W，^ 2((1/ +d2，)。
19.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，該透鏡陣列包括N個該透鏡組件，各該透鏡組件的該上頂面具有一長度W’，該導(dǎo)光板具有一厚度h’，其中h’ > W’，且 NXW，彡 50h，。
20.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，各該透鏡組件的該下曲面鍍有一反射層，該太陽光通過該反射層反射回該導(dǎo)光板。
21.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡陣列的一透鏡組件折射率小于該導(dǎo)光板的一導(dǎo)光板折射率。
22.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，還包括一介質(zhì)層，配置于該導(dǎo)光板與該透鏡陣列之間，其中該介質(zhì)層的一介質(zhì)層折射率小于該導(dǎo)光板的一導(dǎo)光板折射率，且該介質(zhì)層折射率也小于該透鏡陣列的一透鏡組件折射率。
23.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，還包括一聚光透鏡，該聚光透鏡配置于該側(cè)面與該能量轉(zhuǎn)換組件之間，以縮小自該導(dǎo)光板穿透出的該太陽光的聚光范圍。
24.如權(quán)利要求14所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡陣列的該透鏡組件的一柱狀軸向?qū)蕱|西方向。
25.如權(quán)利要求M所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡陣列為可往南北向移動的可動組件，使聚焦后的該太陽光落在該導(dǎo)光板的該凹陷部的附近。
26.如權(quán)利要求M所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該導(dǎo)光板朝向東西向的面上鍍有一反射材質(zhì)。
27.一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，適于將一太陽光導(dǎo)光至一能量轉(zhuǎn)換組件，其特征在于，該聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊包括一透鏡導(dǎo)光板，具有一透鏡陣列與多個微結(jié)構(gòu)，該透鏡陣列與該些微結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于該透鏡導(dǎo)光板的相對二表面，該透鏡陣列包括至少一透鏡組件，各該透鏡組件具有一曲面， 該透鏡陣列接收并聚焦該太陽光，該些微結(jié)構(gòu)包括至少一凹陷部與一連接部，其中該連接部連接于各該凹陷部之間，該凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面與一第二斜面，該第一斜面與該第二斜面分別位于該凹陷尖端的相異二側(cè)，并各自連接于該凹陷尖端與其各自相鄰的該連接部之間，該太陽光經(jīng)由該透鏡陣列聚焦后，相繼通過該凹陷部與該連接部形成二次反射，并于該透鏡導(dǎo)光板中以全反射傳遞，使該太陽光穿透出該透鏡導(dǎo)光板的至少一側(cè)面，該能量轉(zhuǎn)換組件配置于該側(cè)面，以接收自該透鏡導(dǎo)光板穿透出的該太陽光，并將其轉(zhuǎn)換為一電力來源。
28.如權(quán)利要求27所述的聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，其特征在于，該透鏡組件的該曲面鍍有一反射層，該太陽光通過該反射層反射回該透鏡導(dǎo)光板的該些微結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊，包括一透鏡陣列與一導(dǎo)光板，適于將太陽光導(dǎo)光至放置于導(dǎo)光板側(cè)面的能量轉(zhuǎn)換組件上。首先太陽光經(jīng)由透鏡陣列而聚焦至導(dǎo)光板底面的附近，經(jīng)由導(dǎo)光板的一微結(jié)構(gòu)底面的反射與偏轉(zhuǎn)，太陽光最終被導(dǎo)光至導(dǎo)光板側(cè)面的能量轉(zhuǎn)換組件上進行光電或熱電轉(zhuǎn)換。此種聚焦型太陽能導(dǎo)光模塊不僅可降低能量轉(zhuǎn)換組件的使用率，還可以降低太陽能電池模塊的成本。
文檔編號H01L31/052GK102544172SQ20111042922
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者林俊廷, 林暉雄, 蔡禎輝, 許沁如, 鮑友南 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院