專利名稱：收光膜結(jié)構(gòu)及其光電轉(zhuǎn)換裝置與發(fā)光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種收光膜結(jié)構(gòu)及其光電轉(zhuǎn)換裝置與發(fā)光模塊，特別指一種可針對各角度光線進行收光的收光膜結(jié)構(gòu)及其光電轉(zhuǎn)換裝置與發(fā)光模塊。
背景技術(shù)：
綠色環(huán)境的營造在高度文明的世界中乃為各國所提倡的目標，由于人類活動影響，如通過燃燒石油產(chǎn)生動力的各種交通、動力工具皆會排放二氧化碳，造成溫室效應日趨于嚴重，以及全球氣候暖化、異常的現(xiàn)象，因此，現(xiàn)今各國不斷地積極開發(fā)可替代石油的替代性能源。一種傳統(tǒng)的太陽能板是固定在一固定位置及角度的固定架上，因此，其僅能接收固定角度的太陽光，但是，由于地球本身的自轉(zhuǎn)及繞行太陽的公轉(zhuǎn)活動，造成太陽光對于太陽板的入射角會因緯度、季節(jié)、時間有所不同，使得固定式太陽能發(fā)電模塊無法有效地接收其他入射角度的太陽光，造成太陽能板無法充分發(fā)揮其應有效益，換言之，固定式太陽能發(fā)電模塊的效率/總發(fā)電量無法滿足一般用電的規(guī)模。另一種傳統(tǒng)的太陽能板則是安裝于可動的固定架上，其可利用自動導向光源或追光的控制器控制固定架的轉(zhuǎn)動、升降等動作，使太陽能板盡可能的朝向太陽，以使太陽能板接收不同角度的太陽光，因此又可稱作追日型太陽能發(fā)電模塊。然而，上述的追日型太陽能發(fā)電模塊需要非常精密的電控系統(tǒng)及驅(qū)動、旋轉(zhuǎn)等機構(gòu)件(例如伺服馬達減速機、連接軸、 聯(lián)軸器、直角升降電動缸、樞接結(jié)構(gòu)及滑移結(jié)構(gòu)等等)，故其整體成本相當高，且由于上述各組件的體積龐大，造成生產(chǎn)端、運送過程相當大的材料及成本支出，故不利于商業(yè)上的應用。本實用新型創(chuàng)作人有鑒于上述慣用的結(jié)構(gòu)裝置于實際施用時的缺陷，且積累個人從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)開發(fā)實務(wù)上多年的經(jīng)驗，精心研究，終于提出一種設(shè)計合理且有效改善上述問題的結(jié)構(gòu)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的之一，在于提供一種收光膜結(jié)構(gòu)及其光電轉(zhuǎn)換裝置與發(fā)光模塊，本實用新型所提出的收光膜結(jié)構(gòu)可有效率的“抓取”、接收不同入射方向的太陽光線，以提高光電轉(zhuǎn)換裝置，如太陽能發(fā)電的效率。本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)還可應用于光電轉(zhuǎn)換裝置與發(fā)光模塊。本實用新型提供一種收光膜結(jié)構(gòu)，包含一基材；以及多個成型于該基材上的收光透鏡，每一該收光透鏡的上表面成型有多個收光凸塊；藉此，該收光膜結(jié)構(gòu)將不同角度的入射光線收集并射出。進一步地，收光凸塊對稱地成型于每一收光透鏡上。進一步地，收光透鏡陣列地排列于基材。進一步地，每一收光凸塊為扇形的凸透鏡，凸透鏡具有介于15至30度的預定弧角。本實用新型還提供一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包含一平板式太陽能板；以及一設(shè)于該平板式太陽能板上的收光膜結(jié)構(gòu)，其包括一基材；以及多個成型于該基材上的收光透鏡， 每一該收光透鏡的上表面成型有多個收光凸塊；藉此，該收光膜結(jié)構(gòu)將不同角度的入射光線收集并射向該平板式太陽能板。進一步地，平板式太陽能板與收光膜結(jié)構(gòu)之間還具有一透光板材。進一步地，平板式太陽能板與透光板材之間及透光板材與收光膜結(jié)構(gòu)之間具有黏膠層。進一步地，收光凸塊對稱地成型于每一收光透鏡上。進一步地，收光透鏡陣列地排列于基材。進一步地，每一收光凸塊為扇形的凸透鏡，凸透鏡具有介于15至30度的預定弧角。本實用新型還提供一種發(fā)光模塊，包括一發(fā)光陣列，其具有一電路板及多個設(shè)于該電路板上的發(fā)光二極管；一收光膜結(jié)構(gòu)，其對應這些發(fā)光二極管，該收光膜結(jié)構(gòu)包括一基材；以及多個成型于該基材上的收光透鏡，每一該收光透鏡的上表面成型有多個收光凸塊。進一步地，收光凸塊對稱地成型于每一收光透鏡上。進一步地，收光透鏡陣列地排列于基材。進一步地，每一收光凸塊為扇形的凸透鏡，凸透鏡具有介于15至30度的預定弧角。如上述構(gòu)造，該收光膜結(jié)構(gòu)可利用收光透鏡的光折射效果，將不同入射方向的入射光線加以收集，并利用收光凸塊提高收光透鏡的收光面積；因此，當本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)應用于光電轉(zhuǎn)換裝置時，該收光膜結(jié)構(gòu)可將各角度的入射太陽光加以抓取并導引至平板式太陽能板上，以增加進入平板式太陽能板的入射光量，進而大幅提升光電轉(zhuǎn)換裝置的光電轉(zhuǎn)換效率。為使能更進一步了解本本實用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。

圖IA是顯示本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)的立體示意圖。圖IB是顯示本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖IC是顯示本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖ID是顯示本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)的立體剖視圖。圖IE是顯示本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)的部分放大圖。圖2A是顯示本實用新型的光電轉(zhuǎn)換裝置的收光示意圖(當光源在第一位置)。圖2B是顯示本實用新型的光電轉(zhuǎn)換裝置的收光示意圖(當光源在第二位置)。圖3是顯示本實用新型的發(fā)光模塊的示意圖。主要元件符號說明[0032]1收光膜結(jié)構(gòu)11 基材12收光透鏡121 本體122收光凸塊2透光板材3平板式太陽能板4發(fā)光陣列41電路板42發(fā)光二極管θ預定弧角
具體實施方式
本實用新型提出一種收光膜結(jié)構(gòu)及其光電轉(zhuǎn)換裝置，該收光膜結(jié)構(gòu)可將不同角度的入射光線加以收集，使移動性光源(如太陽)所投射出的不同角度光線能夠被有效收集并導引至預定區(qū)域。請參考圖IA至圖1Ε，本實用新型所提出的收光膜結(jié)構(gòu)1包括基材11及多個成型于基材11的收光透鏡12，其中基材11與收光透鏡12可利用一塑料所成型，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)，但不以此為限；換言之，基材11與收光透鏡12可利用塑料成型方法所制作，故本實用新型所提出的收光膜結(jié)構(gòu)1具有可大量生產(chǎn)、且生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢。另外，收光膜結(jié)構(gòu)1也可為玻璃等材質(zhì)。如圖ID所示，每一收光透鏡12的上表面成型有多個收光凸塊122。在本具體實施例中，收光透鏡12為一種類似半圓球的結(jié)構(gòu)，其包含有本體121及多個成型于本體121 的表面的收光凸塊122，每一收光凸塊122均可視為單一的凸透鏡，而收光凸塊122凸設(shè)于本體121的表面以大幅增加收光透鏡12的收光面積，故可針對移動性光源(如太陽)所投射出的不同角度光線進行有效的收光作用；換言之，當太陽斜射時，若使用平板式太陽能板 3時會有光通量的減少效應(因光線與平板式太陽能板3的角度的余弦損失量)，而本發(fā)明的收光透鏡12可大量降低此一效應，使之可收集的光通量接近如同使用追日系統(tǒng)隨時垂直面對太陽的量。更具體地說，收光凸塊122大致以對稱的方式成型于本體121的表面，因此每一收光透鏡12即可將四面八方的光線加以收集，尤其當?shù)厍蜣D(zhuǎn)動使太陽形成日出日落的移動， 而不論太陽的位置移動到天空中的任何位置，其光線均可被收光透鏡12的收光凸塊122加以收集。另一方面，收光凸塊122可為具有預定弧角θ的扇形的凸透鏡(該預定弧角θ 是指收光凸塊122的弧長對應本體121的圓心所形成的夾角)，所述的預定弧角θ大約介于15至30度，而角度的選擇可根據(jù)不同的應用加以調(diào)整。再者，太陽在不同的時節(jié)，其光線角度會有些微的偏差，而本實用新型的收光透鏡 12以陣列式的方式排列于基材11上，故可針對不同時節(jié)、不同角度的入射太陽光進行收集的效果。且在全球不同的地方所觀察到的太陽，不一定是在頭頂正上方(實際上也只有在赤道附近的地區(qū)才會看到太陽在正上方)，因此，在設(shè)置本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)1的時候，并不需要考慮到太陽實際運行的角度，即可以達到收光效果。[0048]本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)1的一種應用，即為利用聚光來進行光電轉(zhuǎn)換的發(fā)電應用。請參考圖2A、圖2B，其顯示本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)1應用于光電轉(zhuǎn)換裝置，并針對不同位置的光源(太陽)進行收光的示意圖，其中，該光電轉(zhuǎn)換裝置具有前述的收光膜結(jié)構(gòu)1、 透光板材2及平板式太陽能板3，其中收光膜結(jié)構(gòu)1、透光板材2及平板式太陽能板3之間可利用貼附的方式加以固定，例如收光膜結(jié)構(gòu)1與透光板材2之間及透光板材2與平板式太陽能板3之間可涂布有黏膠層(圖未示)，而黏膠層的折射率優(yōu)選地小于收光膜結(jié)構(gòu)1與透光板材2的折射率，透光板材2可為玻璃等材質(zhì)；在一變化實施例中，收光膜結(jié)構(gòu)1可直接固定于平板式太陽能板3上。故在上述實施例中，收光膜結(jié)構(gòu)1以利用收光膜結(jié)構(gòu)1所提供的大收光面積將光線收集而照射在平板式太陽能板3，進而進行光電轉(zhuǎn)換的機制。[0049]如圖2A、圖2B所示，平板式太陽能板3可為一種硅晶及薄膜太陽能板、薄膜銻化鎘(CdTe)太陽能板等等，其可大面積的制作，且也安裝于建物或其他安裝承載物件上，尤其可應用于小角度安裝(例如太陽能板與水平面夾角可小于5度)；也或者，平板式太陽能板3可為染料敏化太陽電池(Dye Sensitized Solar Cell，DSSC)，其特點是具有半透明的特性，適合于建材(如建筑窗材、屋頂)的整合。而本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)1即可固定于平板式太陽能板3之上，使各個角度的光線均被收集而照射在前述的平板式太陽能板3， 使光電轉(zhuǎn)換裝置可不受日照角度的影響，同時利用收光膜結(jié)構(gòu)1延長戶外光線的照射時間 (即使太陽的角度較大，收光膜結(jié)構(gòu)1也可進行收光)，故可增加收光的范圍，進而提升全天的發(fā)電量；因此，應用本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)1，光電轉(zhuǎn)換裝置也可安裝于較高緯度的地區(qū)，以解決太陽光入射角度過大的問題。[0050]綜上所述，本實用新型利用收光膜結(jié)構(gòu)1增加進入平板式太陽能板3的入射光量， 故不論太陽的位置(中午或黃昏)、時節(jié)或光電轉(zhuǎn)換裝置的安裝區(qū)域，收光膜結(jié)構(gòu)1優(yōu)選地可將各角度的入射太陽光導引于平板式太陽能板3上，因此可取代復雜的追日型(solar tracking system)的太陽能發(fā)電模塊，并可大幅提升光電轉(zhuǎn)換裝置的輸出電量。換言之，本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)1可應用于固定式太陽能發(fā)電模塊，籍以接收各個入射角度的太陽光，使固定式太陽能發(fā)電模塊的效率/總發(fā)電量可滿足一般用電的規(guī)模。[0051]再者，請參考圖3，本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)1應用于多個固定不動而發(fā)出不同方向的光源所形成的發(fā)光模塊，例如發(fā)光陣列4，其包括一電路板41及多個發(fā)光二極管42，收光膜結(jié)構(gòu)1是對應這些發(fā)光二極管42，使多個發(fā)光二極管42的點光源的光線通過本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)1而達到光形的均勻化，使其整體看來形成較均勻的面光源。[0052]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選可行實施例，非因此局限本實用新型的權(quán)利要求范圍，故舉凡運用本實用新型說明書及圖示內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種收光膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述收光膜結(jié)構(gòu)包含 一基材；以及多個成型于所述基材上的收光透鏡，每一所述收光透鏡的上表面成型有多個收光凸塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收光膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述收光凸塊對稱地成型于每一所述收光透鏡上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收光膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述收光透鏡陣列地排列于所述基材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收光膜結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一所述收光凸塊為扇形的凸透鏡，所述凸透鏡具有介于15至30度的預定弧角。
5.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括 一平板式太陽能板；以及一設(shè)于所述平板式太陽能板上的收光膜結(jié)構(gòu)，所述收光膜結(jié)構(gòu)包括 一基材；以及多個成型于所述基材上的收光透鏡，每一所述收光透鏡的上表面成型有多個收光凸塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述平板式太陽能板與所述收光膜結(jié)構(gòu)之間還具有一透光板材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述平板式太陽能板與所述透光板材之間及所述透光板材與所述收光膜結(jié)構(gòu)之間具有黏膠層。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述收光凸塊對稱地成型于每一所述收光透鏡上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述收光透鏡陣列地排列于所述基材。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，每一所述收光凸塊為扇形的凸透鏡，所述凸透鏡具有介于15至30度的預定弧角。
11.一種發(fā)光模塊，其特征在于，所述發(fā)光模塊包括一發(fā)光陣列，具有一電路板及多個設(shè)于所述電路板上的發(fā)光二極管； 一收光膜結(jié)構(gòu)，對應所述發(fā)光二極管，所述收光膜結(jié)構(gòu)包括 一基材；以及多個成型于所述基材上的收光透鏡，每一所述收光透鏡的上表面成型有多個收光凸塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光模塊，其特征在于，所述收光凸塊對稱地成型于每一所述收光透鏡上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光模塊，其特征在于，所述收光透鏡陣列地排列于所述基材。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光模塊，其特征在于，每一所述收光凸塊為扇形的凸透鏡，所述凸透鏡具有介于15至30度的預定弧角。
專利摘要本實用新型提供收光膜結(jié)構(gòu)及其光電轉(zhuǎn)換裝置與發(fā)光模塊，該收光膜結(jié)構(gòu)包含一基材；以及多個成型于該基材上的收光透鏡，每一該收光透鏡的上表面成型有多個收光凸塊；藉此，該收光膜結(jié)構(gòu)將不同角度的入射光線收集并射出。當本實用新型的收光膜結(jié)構(gòu)應用于光電轉(zhuǎn)換裝置時，該收光膜結(jié)構(gòu)可將各角度的入射太陽光加以抓取并導引至平板式太陽能板上，以增加進入平板式太陽能板的入射光量，進而大幅提升光電轉(zhuǎn)換裝置的光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號G02B19/00GK202256728SQ20112028480
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者董宗翰 申請人:芯波光能科技股份有限公司, 董宗翰