專利名稱：光伏電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏電池組件，尤其涉及通過高倍聚光及高放熱效果來提高發(fā)電 效率的光伏電池組件。
背景技術(shù)：
通常，光伏電池(PV ;PH0T0V0LTAIC)是一種將入射的太陽光能直接轉(zhuǎn)換成電能的 電池，具有如下優(yōu)點(diǎn)即，由于利用無污染、取之不盡的太陽光能，因此不需要燃料；由于不 會產(chǎn)生大氣污染或者廢棄物，因此非常環(huán)保；而且由于是半導(dǎo)體元件，因此幾乎不會產(chǎn)生機(jī) 械振動和噪音。近年來，隨著國內(nèi)外能源問題的日趨嚴(yán)峻，光伏電池受到了人們的關(guān)注，其研發(fā)也 在積極地開展著?，F(xiàn)有不經(jīng)過反射或者折射而直接將太陽光入射到多層電池單元上的光伏 電池和在多層電池單元之前設(shè)置反射體而聚集太陽光的聚光式光伏電池。
然而，聚光式光伏電池的發(fā)電效率實(shí)質(zhì)上并不高于直接入射太陽光的光伏電池， 其原因在于，對于聚光式光伏電池而言，電池單元的發(fā)電效率等于發(fā)電輸出效率乘以透射 率或者反射率的值。也就是說，假設(shè)電池單元的發(fā)電功率與入射太陽光功率的比值，即電能轉(zhuǎn)換效率 約為15%，此時若透射率或者反射率為90%，則聚光式光伏電池的發(fā)電效率為15% X 90% =13.5%，因此實(shí)際上發(fā)電效率并不高。鑒于此，為了得到較高的電能轉(zhuǎn)換效率而采用的現(xiàn)有技術(shù)中的一種為通過在電 池單元的上部布置菲涅耳透鏡(Fresnel Lens)，將入射的太陽光以500倍以上的聚光倍數(shù) 聚集于電池單元上，從而增加電能轉(zhuǎn)換效率。然而，由于將太陽光以500倍以上的聚光倍數(shù)聚集于電池單元上，因此電池單元 的溫度會急劇上升。這反而成為降低電能轉(zhuǎn)換效率的因素而作用。鑒于此，為了降低急劇上升的電池單元的溫度，在保護(hù)電池單元免受外力破壞的 殼體上，貼裝具有多個散熱片(fin)的散熱板，然而由于這種散熱板用于散發(fā)整個光伏電 池的熱量，因此在降低電池單元的溫度上存在缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好的散熱性能的光伏電池組件。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種能夠有效地聚集通過透鏡入射的太陽光的光 伏電池組件。技術(shù)方案上述目的通過以下光伏電池組件來實(shí)現(xiàn)，該光伏電池組件包括聚光單元，聚集從 菲涅耳透鏡入射的太陽光；電池單元接收器，將通過所述聚光單元聚集的太陽光轉(zhuǎn)換成電 信號；散熱板，支撐所述聚光單元和電池單元接收器，并固定在殼體的內(nèi)表面；及散熱塊，該散熱塊與所述散熱板夾著所述殼體，位于所述殼體的外表面而與所述散熱板結(jié)合。所述電池單元接收器包括將太陽光轉(zhuǎn)換成電信號的電池單元；對在所述電池單元中被轉(zhuǎn)換的電信號進(jìn)行整流的一對二極管；向外部輸出經(jīng)過整流的所述電信號的一對連 接器；及安裝有所述電池單元和二極管并固定有所述連接器的基板。優(yōu)選地，所述基板可以通過結(jié)合半導(dǎo)體基板與金屬基板而構(gòu)成，所述半導(dǎo)體基板 可以采用陶瓷，所述金屬基板可以采用銅。優(yōu)選地，所述散熱板與所述殼體之間以及所述殼體與所述散熱塊之間可以設(shè)有散 熱墊或者涂布導(dǎo)熱油脂。選擇性地，所述散熱板的上表面的中心部可以形成有容置槽，所述電池單元接收 器容置在所述容置槽中，或者所述散熱板的上表面中心部的對應(yīng)所述電池單元接收器的邊 緣的位置上可以形成有多個突出的引導(dǎo)件，所述電池單元接收器位于根據(jù)所述引導(dǎo)件而形 成的區(qū)域內(nèi)側(cè)。優(yōu)選地，從所述聚光單元的下端向兩側(cè)突出有凸緣，在該凸緣上分別重疊放置夾 具，在此狀態(tài)下所述夾具通過螺釘而固定在所述散熱板上。選擇性地，可以從所述聚光單元的下端向兩側(cè)突出有凸緣，在該凸緣上分別重疊 放置夾具，在此狀態(tài)下所述夾具通過螺釘而固定在所述散熱板，所述夾具中的一個可以覆 蓋所述連接器和與該連接器連接的電線并施加壓力。優(yōu)選地，所述散熱板的上表面中心部的對應(yīng)所述電池單元接收器邊緣的位置形成 有多個突出的引導(dǎo)件，所述電池單元接收器位于根據(jù)所述引導(dǎo)件而形成的區(qū)域內(nèi)側(cè)。從所 述聚光單元的下端向兩側(cè)突出有凸緣，所述凸緣與所述散熱板之間設(shè)有支撐件，所述凸緣 分別被所述支撐件所支撐，在此狀態(tài)下，所述凸緣上側(cè)重疊放置夾具，所述夾具通過螺釘而 固定在所述散熱板上。上述目的通過以下光伏電池組件來實(shí)現(xiàn)，該光伏電池組件包括聚光單元，聚集從 菲涅耳透鏡入射的太陽光；電池單元接收器，將通過所述聚光單元聚集的太陽光轉(zhuǎn)換成電 信號；散熱板，支撐所述聚光單元和電池單元接收器；及散熱塊，與所述散熱板形成一體， 并且位于殼體的外部。其中，所述散熱板和散熱塊分別由本體和從該本體突出的多個散熱 片構(gòu)成，與所述散熱塊的大小相比，所述散熱板的大小形成得更小，所述散熱塊通過將所述 散熱板嵌入于形成在所述殼體上的開口而固定于所述殼體上，所述開口的大小與所述散熱 板相對應(yīng)。優(yōu)選地，所述散熱板的散熱片可以以所述電池單元接收器為中心呈輻射狀地延 伸，所述散熱塊的散熱片在對應(yīng)所述電池單元接收器的部分可以以柵格形狀形成。優(yōu)選地，沿著所述散熱塊的邊緣可以排列有多個螺孔，所述散熱塊可以通過從所 述殼體的內(nèi)表面向所述螺孔插入螺釘進(jìn)行螺釘連接而固定于所述殼體上。優(yōu)選地，還可以具有從所述散熱塊的各個側(cè)面向外側(cè)方向延伸的散熱片。并且優(yōu)選地，所述散熱塊的厚度在對應(yīng)所述電池單元接收器的部分最厚，并且所 述厚度向兩側(cè)邊緣逐漸減小。優(yōu)選地，可以形成有貫通所述散熱塊的相面對的側(cè)面的貫通孔，所述貫通孔中可 以插入設(shè)置熱管，所述熱管的外露于所述貫通孔的部分可以貼裝有散熱片。優(yōu)選地，所述散熱板的本可以體形成為支撐所述電池單元接收器的部分相比其他部分更厚，所述散熱塊的本體可以從邊緣起形成多級階梯差，并且對應(yīng)所述電池單元接收 器的部分形成得最厚。并且，所述散熱板和散熱塊的散熱片向端部逐漸變細(xì)。所述散熱板和散熱塊的散 熱片的表面上可以形成有褶皺。優(yōu)選地，所述聚光單元包括固定在所述電池單元接收器上的筒狀的第一聚光部； 及從所述第一聚光部向所述透鏡方向延伸的第二聚光部。其中，可以以所述透鏡的光軸為 基準(zhǔn)，所述第二聚光部張開的角度相比所述第一聚光部更大。優(yōu)選地，所述透鏡的焦點(diǎn)可以位于所述第一聚光部及所述第二聚光部的分界面 上。并且，可以以所述光軸為基準(zhǔn)，所述第二聚光部擴(kuò)張角度為28 30度。所述聚光單元包括截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的筒狀的第一聚 光部；及結(jié)合于所述第一聚光部的上端的筒狀的第二聚光部，截面面積以比所述第一傾斜 角度大的第二傾斜角度增加。并且，所述聚光單元包括截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的四方形 的筒狀的第一聚光部；及從所述第一聚光部的各個面的上端分別以比所述第一傾斜角度大 的第二傾斜角度一體延伸的第二聚光部。
并且，所述聚光單元包括截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的筒狀的 第一聚光部；及從所述第一聚光部的上端延伸的筒狀的第二聚光部，其截面面積以比所述 第一傾斜角度大的第二傾斜角度增加。所述第一聚光部和第二聚光部形成為一體。優(yōu)選地，所述聚光單元包括截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的筒狀 的第一聚光部；及從所述第一聚光部的上端延伸的筒狀的第二聚光部，其截面面積以比所 述第一傾斜角度大的第二傾斜角度增加。所述第一聚光部和第二聚光部形成為一體，所述 第一聚光部及所述第二聚光部的內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面之間發(fā)生全反射。優(yōu)選地，所述第一聚光部及所述第二聚光部由玻璃構(gòu)成，所述第一聚光部及所述 第二聚光部被加工成內(nèi)側(cè)面的折射率均比外側(cè)面的折射率高。上述目的通過以下光伏電池組件來實(shí)現(xiàn)，該光伏電池組件包括聚光單元，聚集從 菲涅耳透鏡入射的太陽光；電池單元接收器，將通過所述聚光單元聚集的太陽光轉(zhuǎn)換成電 信號；散熱器組，由支撐所述聚光單元和電池單元接收器的上部本體和與所述上部本體形 成一體并位于殼體的外部的下部本體構(gòu)成；及熱管，與所述散熱器組結(jié)合，其上以一定間距 套設(shè)而固定有多個散熱片。其中，與所述下部本體的大小相比，所述上部本體的大小形成得 更小，所述散熱器組通過將所述上部本體嵌入于形成在所述殼體上的開口而固定于所述殼 體上，所述開口大的小與所述上部本體相對應(yīng)。有益效果由于能夠有效地將太陽光轉(zhuǎn)換成電信號，同時能夠有效而迅速地散發(fā)此時產(chǎn)生的 熱量，因此能夠很好地適用于利用太陽光來發(fā)電的光伏電池產(chǎn)業(yè)中。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏電池組件的分解立體圖。圖2為圖1的結(jié)合剖面圖。
圖3表示另一形態(tài)的夾具。圖4為表示適用根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的聚光單元的光伏電池組件的剖面圖。圖5表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聚光單元。圖6表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的聚光單元。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的聚光單元。圖8表示電池單元接收器的固定結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。圖9為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的剖面圖。圖10為表示根據(jù)圖9的變形例的散熱模塊的剖面圖。圖11為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的立體圖。圖12表示散熱板和散熱塊的散熱片的另一實(shí)施例。圖13為圖11的散熱模塊與殼體結(jié)合的剖面圖。圖14為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的立體圖。圖15為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的立體圖。圖16為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的立體圖。圖17為表示圖16的變形例的立體圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏電池組件的分解立體圖，圖2為圖1的結(jié)合剖面 圖。參照圖1，殼體100的內(nèi)側(cè)面設(shè)有散熱墊50，在其上部層疊設(shè)有散熱板40，在散熱 板40的大致中心部分形成容置槽45，以在其中容納電池單元接收器30的基板32，而基板 32上安裝有太陽電池單元(solar cell)34。太陽電池單元34被聚光單元20所包圍，并接 收通過聚光單元20聚集的太陽光而轉(zhuǎn)換成電能。另外，殼體100的外側(cè)面上對應(yīng)于散熱墊50而貼裝有散熱墊60，在其外側(cè)層疊設(shè) 有散熱塊70。在此狀態(tài)下，利用螺釘46等來結(jié)合散熱板40與散熱塊70，從而光伏電池組件固定 在殼體100的底面上。聚光單元20聚光單元20通過反射而聚集經(jīng)過菲涅耳透鏡(圖2的110)聚集而入射的太陽 光，并且由對于因聚光而產(chǎn)生的高熱量具有良好的散熱效率的金屬材質(zhì)，例如鋁金屬構(gòu)成， 并且呈直徑從上到下逐漸減小的漏斗狀(hopper shape)。例如，聚光單元20可以通過夾具22固定在電池單元接收器30的基板32上。具 體來講，從聚光單元20的下端向兩側(cè)突出的凸緣21上分別重疊放置夾具22，在此狀態(tài)下利 用螺釘26來固定到基板32上。夾具22可以由具有良好的散熱效率的鋁金屬來制造。夾具22可以形成各種形狀，參照圖3，一對夾具22中的任意一個夾具222具有覆 蓋一對連接器33和與該連接器33結(jié)合的電線施加壓力的形態(tài)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，起到固定 聚光單元20的作用和使電線與連接器33保持穩(wěn)定結(jié)合的作用。優(yōu)選地，聚光單元20可以具有能夠有效地聚集通過透鏡入射的太陽光的結(jié)構(gòu)。
圖4為表示適用根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的聚光單元120的光伏電池組件的剖面 圖。參照圖4，聚光單元120由固定在基板32上的第一聚光部122和從第一聚光部122 以不同的角度擴(kuò)大延伸的第二聚光部124構(gòu)成。第一聚光部122呈上端和下端被開口的筒狀，例如四方形的筒狀并固定在電池單 元接收器30的基板32上，并以菲涅耳透鏡110的光軸為基準(zhǔn)張開成傾斜角度α。 第二聚光部124從第一聚光部122的上端延伸，并以菲涅耳透鏡110的光軸為基 準(zhǔn)張開成傾斜角度β，傾斜角度β大于傾斜角度α。優(yōu)選地，第一及第二聚光部122、124的分界線可以設(shè)置在形成菲涅耳透鏡110的 焦點(diǎn)Rf的水平面上。在此，傾斜角度β可以根據(jù)菲涅耳透鏡110的大小和焦距而改變，可以優(yōu)選為 28 30度。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于從菲涅耳透鏡110入射的太陽光中原先不能被聚集的波段的 光和擴(kuò)散的光都能夠被聚集，因此最終能夠提高太陽電池的輸出效率。實(shí)際應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)的聚光單元的結(jié)果，可以得知，與應(yīng)用現(xiàn)有的采用單一傾斜角 度的聚光單元時相比，能夠?qū)⑤敵鲂侍岣呒s20 %以上。并且，即使不使用高效率的高價(jià)菲涅耳透鏡，而使用低效率的低價(jià)菲涅耳透鏡，也 能夠得到相當(dāng)于在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)上使用高價(jià)菲涅耳透鏡時的輸出效率，從而能夠減少制造成 本。尤其，使用高價(jià)高效率的菲涅耳透鏡時，也能夠提高約5%以上的輸出效率。聚光單元120可以采用多種方法來制造，圖5至圖7示出這些多種制造方法中的 幾種。參照圖5，聚光單元120包括截面面積從下端到上端以第一傾斜角度α增加的 四方形筒狀的第一聚光部122 ；從第一聚光部122的上端分別以大于第一傾斜角度α的第 二傾斜角度β —體延伸的第二聚光部124a、124b、124c、124d。上述結(jié)構(gòu)通過如下方法來形成。即，將整張片材彎曲而制造具有第一傾斜角度α 的四方形筒狀的聚光單元，然后從一定高度切開各個邊角，并向外側(cè)彎曲各個側(cè)面，使其呈 第二傾斜角度β。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，具有制造簡便的優(yōu)點(diǎn)。參照圖6，聚光單元120包括截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的筒狀 的第一聚光部122 ；結(jié)合于第一聚光部122的上端的筒狀的第二聚光部124，其截面面積以 比第一傾斜角度大的第二傾斜角度增加。上述結(jié)構(gòu)可以通過如下方法來制造。即，分別單獨(dú)制造第一聚光部122和第二聚 光部124，然后采用激光焊接或釬焊(Brazing)等方法，將第二聚光部124結(jié)合到第一聚光 部122的上端。該實(shí)施例與上述實(shí)施例相比，由于邊角部分不會形成間隙，因此具有能夠進(jìn)一步 提高聚光效率的優(yōu)點(diǎn)。參照圖7，采用壓鑄模具來加工，并制造成一體。此時，第二聚光部124的內(nèi)側(cè)面可 以通過后加工、鍍金或者拋光處理來提高反射率。
并且，通過玻璃模具利用玻璃材質(zhì)來制造成一體后，經(jīng)過后加工，使內(nèi)側(cè)面的反射率不同于外側(cè)面，即內(nèi)側(cè)面的折射率大于外側(cè)面的折射率，從而在第一及第二聚光部122、 124各自的內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面之間發(fā)生全反射。具體來講，如同光纖原理，如果第一及第二聚光部122、124各自的內(nèi)側(cè)面的折射 率高于外側(cè)面的折射率，則折射率高的內(nèi)側(cè)面起纖芯(core)作用，而折射率低的外側(cè)面起 包層(cladding)作用，因此入射到聚光單元120內(nèi)部的所有的光在纖芯與包層表面之間發(fā) 生全反射，從而傳遞至太陽電池的表面。據(jù)此，無損失地傳遞聚集的光，使聚光效率最大化， 并且太陽電池的輸出效率相比現(xiàn)有技術(shù)也會顯著提升。電池單元接收器30電池單元接收器30包括將反射而聚集的太陽光轉(zhuǎn)換成電信號的電池34 ；對在電 池34中被轉(zhuǎn)換的電信號進(jìn)行整流的一對二極管31 ；與用于向外部輸出經(jīng)過整流的電信號 的電線結(jié)合的一對連接器33 ；安裝有電池34和二極管31并固定有連接器33的基板32。在此，電池34包括由多層結(jié)合的用于轉(zhuǎn)換電信號的多層電池單元，其電力轉(zhuǎn)換效 率在高溫下也不會降低。并且，優(yōu)選地，基板32可以通過結(jié)合具有良好的絕緣性的半導(dǎo)體基板及具有良好 的導(dǎo)熱性的金屬基板而構(gòu)成，例如半導(dǎo)體基板可以采用陶瓷，金屬基板可以采用銅。散熱板40散熱板40起到支撐聚光單元20和電池單元接收器30，同時與后述的散熱塊70 — 同向外散發(fā)從電池單元接收器30的基板32放出的熱量的作用。如圖1所示，散熱板40的上表面中央形成有用于容納電池單元接收器30的容置 槽45，但是與之不同，也可以不形成容置槽45。此時，如圖8所示，可以在對應(yīng)于電池單元 接收器30的邊緣的位置上設(shè)置引導(dǎo)件47，以使電池單元接收器30固定在正確位置上。如此，通過形成容置槽45，或者形成引導(dǎo)件47，將電池單元接收器30固定到正確 位置上，從而能夠防止由于太陽光焦點(diǎn)的偏離而降低光伏電池組件的效率。參照圖8，如果設(shè)置引導(dǎo)件47，則由于電池單元接收器30的基板32突出于散熱 板40的上表面而形成凸臺，因此可以利用對應(yīng)該凸臺高度的支撐件24，以從底部支撐夾具 22。優(yōu)選地，支撐件24的四角上可以形成用于防止夾具22的自由移動的防脫離凸起24a?？梢栽谏岚?0的容置槽45低面和被引導(dǎo)件47所包圍的內(nèi)側(cè)涂布導(dǎo)熱性油脂 (grease)，以有效地進(jìn)行熱傳遞。并且，散熱板40的四角上形成用于插入螺釘46的插入孔41。散熱墊50、60散熱墊50、60用于防止在散熱板40與殼體100以及殼體100與散熱塊70之間的 接觸界面上由于微細(xì)的凹凸部分而形成空氣層。在此，散熱墊50、60的使用是可選項(xiàng)，并且 可以利用散熱油脂(grease)來代替散熱墊50、60。為此，在散熱板40與殼體100以及殼體100與散熱塊70之間分別插入散熱墊50、 60，并利用螺釘46牢固結(jié)合散熱板40與散熱塊70，從而可以消除空氣層，使熱傳遞效果最 大化。優(yōu)選地，散熱墊50、60可以包括硅橡膠(silicon synthetic rubber)。殼體 100殼體100起到從外力作用下保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及有效地散發(fā)由于聚光而產(chǎn)生的內(nèi)部熱量的作用，并且由具有良好的導(dǎo)熱性和散熱性的金屬材質(zhì)來制成。殼體100通常具有六面體形狀，殼體100的前表面上設(shè)置用于聚集入射的太陽光 的多個菲涅耳透鏡110，并且對應(yīng)各菲涅耳透鏡110，在內(nèi)部底面設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的光伏電 池組件。 殼體100的側(cè)面上設(shè)有多個通氣孔，并且可以在該通氣孔上貼裝濾塵器和防水過 濾器，用于使內(nèi)部與外部的空氣循環(huán)順暢，并防止灰塵的進(jìn)入。并且，可以在通氣孔的外側(cè) 設(shè)置用于防止雨水等流入的防雨水罩等。散熱塊70散熱塊70由本體72和散熱片74構(gòu)成，并且如上所述，通過螺釘46與散熱板40 結(jié)合而固定在殼體100的外側(cè)。根據(jù)本發(fā)明，散熱板40與散熱塊70可以構(gòu)成散熱模塊，并且可以有多種結(jié)構(gòu)。圖9為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的剖面圖。根據(jù)該實(shí)施例，散熱板40由本體42和多個散熱片44來構(gòu)成，在被散熱片44包圍 的內(nèi)側(cè)設(shè)有聚光單元20和電池單元接收器30。并且，散熱板40與散熱塊70之間夾著殼體 100，通過螺釘46來相互結(jié)合。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于直接在散熱板40上形成散熱片44，因此從電池單元接收器30 的基板32傳遞的熱量，在傳遞至散熱塊70之前，可以迅速地向外排出。并且，只要在殼體 100形成用于插入螺釘46的螺孔即可，因此具有易于進(jìn)行防水處理的優(yōu)點(diǎn)。圖10為表示根據(jù)圖9的變形列的散熱模塊的剖面圖。根據(jù)該變形列，散熱板40的本體42的厚度形成為電池單元接收器30所處的部分 42a相比其他部分42b更厚，從而形成為在剖面上構(gòu)成階梯差的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，具有 在用于支撐電池單元接收器30的散熱板40的本體42部分更有效地吸收熱量的優(yōu)點(diǎn)。并且，散熱塊70的本體72從邊緣到中部形成為階梯狀，且對應(yīng)于電池單元接收器 30的中間部分形成得最厚。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于本體72從邊緣形成為階梯狀，因此從側(cè)面 吹過來的風(fēng)不會被散熱片74阻擋，而能夠到達(dá)中間部分的散熱片74，從而能夠使散熱效果 最大化，并且由于中間部分形成得較厚，因此能夠有效地吸收熱量。并且，由于散熱板40和散熱塊70的散熱片44、74形成為向端部逐漸變窄的結(jié)構(gòu)， 因此越到端部，熱壓力越高，從而能夠根據(jù)不斷增高的熱壓力促進(jìn)散熱。尤其，在散熱片44、 74的表面形成褶皺74a，使表面積最大化，從而能夠提高散熱效果。圖11為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的立體圖，圖13為與殼體結(jié)合的剖面圖。如圖所示，散熱模塊由一體形成的散熱板40和散熱塊70構(gòu)成，如同上述的實(shí)施 例，散熱板40由本體42和多個散熱片44構(gòu)成，并且在被散熱片44包圍的內(nèi)側(cè)設(shè)置聚光單 元20和電池單元接收器30。形成在散熱板40和散熱塊70的散熱片44、74增加與空氣接觸的面積，使散熱效 果最大化，從而減少由于聚光和聚熱引起的光伏電池的負(fù)荷，并增大電池效率，延長壽命。 散熱片44、74的形狀或者厚度、高度、排列間距等可以根據(jù)太陽光裝置的特性適當(dāng)調(diào)整，圖 12表示散熱板和散熱塊的散熱片的另一實(shí)施例。圖12的(a)為表示從上側(cè)觀察的散熱模塊的示意圖，散熱板140由圓柱形的本體 142和在本體142上以電池單元接收器30為中心輻射狀延伸的多個散熱片144構(gòu)成，圖12的(b)為表示從下側(cè)觀察的散熱模塊的示意圖，散熱塊70的散熱片74可以在對應(yīng)電池單 元接收器30處的相鄰部分(圖中用A來表示)以柵格形狀形成。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在散熱板140上以聚熱部分為中心布置散熱片，以使熱量從中部 向周圍傳遞，并且在散熱塊70上，將散熱片以柵格形狀形成在聚熱部分上，因此能夠增加 散熱片的密度，從而能夠使散熱效果最大化。參照圖11和圖13，在散熱塊70的本體72上沿著邊緣形成多個螺孔71。并且，殼 體100上形成有對應(yīng)散熱板40大小的開口 112，因此從殼體100的下方插入散熱板40之 后，將螺釘146插入到螺孔71中，從而能夠?qū)⑸釅K固定于殼體100上。此時，優(yōu)選地，在 殼體100與散熱塊70的表面之間的接觸部分夾入散熱墊或者涂布散熱油脂，從而使導(dǎo)熱率 最大化。另外，再參照圖11，散熱塊70的本體72的厚度在對應(yīng)電池單元接收器30的部分 最厚，并且厚度向兩側(cè)邊緣逐漸減小。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠有效地吸收對應(yīng)電池單元接收器 30的部分，即聚熱部分中的熱量，從而使熱效率最大化。
圖14為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的立體圖。根據(jù)該實(shí)施例，散熱板40上未形成散熱片，而與其形成一體的散熱塊170由形成 有從四個角向外側(cè)延伸的延伸凸起173的本體172和從本體172及延伸凸起173延伸的散 熱片174構(gòu)成。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于可以進(jìn)一步增加散熱塊170的散熱片174的數(shù)量，因此能夠提
高散熱效率。根據(jù)該實(shí)施例，如同圖11的實(shí)施例，可以利用形成在本體172或者延伸凸起173 上的螺孔171而固定到殼體100上。圖15為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的立體圖。根據(jù)該實(shí)施例，散熱板40由圓盤構(gòu)成，而散熱塊270由圓柱形的本體272和從該 本體272外周面以螺旋狀延伸的散熱片274構(gòu)成。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過將散熱塊270的散熱片274形成為螺旋狀，能夠使散熱面積最 大化，從而使散熱效率最大化。根據(jù)該實(shí)施例，如同圖11的實(shí)施例，可以利用形成在本體272上的螺孔271而固 定到殼體100上。圖16為表示根據(jù)另一實(shí)施例的散熱模塊的立體圖。根據(jù)該實(shí)施例，在圖11中示出的散熱模塊上，通過貫通散熱塊70的本體72的相 面對的側(cè)面而形成貫通孔76，并且該貫通孔76中插入設(shè)置熱管90，其兩端露出一定距離。外露的熱管90部分貼裝有散熱片80。在此，散熱片80的接觸熱管90的部分82 以與熱管90相同的形狀被截取，以容納熱管90。熱管90由銅或者鋁來構(gòu)成，并且內(nèi)部封裝有水、氨水或者丙酮等溶劑。如果熱管 90的一側(cè)面接收熱量，則溶劑就會沸騰，因此熱量根據(jù)蒸汽壓而被迅速地傳遞，被傳遞的熱 量再傳遞到散熱片80，從而散發(fā)熱量。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑹占臒崃坑蔁峁?0來吸收，并通過散熱片80更加有效地 排放出去。雖然圖16中示出了一個聚光模塊，但是通常太陽光裝置中排列有多個聚光模塊，因此設(shè)置在各聚光模塊上的熱管可以設(shè)置成以行為單位相互連通。圖17為表示圖16的變形例的立體圖。根據(jù)該變形例，具有一個散熱器組200來替代散熱板和散熱塊，該散熱器組200的 背面通過焊接等來結(jié)合熱管90，并且將具有能夠使熱管90通過的貫通孔82的多個散熱片 80以一定間距套設(shè)在熱管90上，由此進(jìn)行裝配。散熱器組200由具有對應(yīng)殼體100的開口的大小的上部本體210和具有比該上部 本體210更大的大小的下部本體220構(gòu)成。上部本體210上形成有用于固定夾具22的螺 紋孔212，該夾具22用于固定聚光單元20 ；下部本體220上形成有用于將散熱器組200固 定到殼體100上的螺孔221。據(jù)此，從殼體100下方插入上部本體210之后，從殼體100的內(nèi)部將螺釘插入結(jié)合 于螺孔221中，從而能夠?qū)⑸崞鹘M200固定到殼體100上。另外，上述的各實(shí)施例中，可以在 散熱塊或者散熱器組的散熱片上貼裝冷卻風(fēng)扇， 以更加迅速地從散熱片散熱。以上，雖然以本發(fā)明的實(shí)施例為中心進(jìn)行了說明，但是基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的技 術(shù)水平可以進(jìn)行各種變更。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)限定于上述的實(shí)施例而進(jìn)行解釋， 而應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求書來解釋。
權(quán)利要求
一種光伏電池組件，其特征在于包括聚光單元，聚集從菲涅耳透鏡入射的太陽光；電池單元接收器，將通過所述聚光單元聚集的太陽光轉(zhuǎn)換成電信號；散熱板，支撐所述聚光單元和電池單元接收器，并固定在殼體的內(nèi)表面；及散熱塊，該所述散熱塊與所述散熱板夾著所述殼體，位于所述殼體的外表面而與所述散熱板結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述電池單元接收器包括 將太陽光轉(zhuǎn)換成電信號的電池單元；對在所述電池單元中被轉(zhuǎn)換的電信號進(jìn)行整流的一對二極管； 向外部輸出經(jīng)過整流的所述電信號的一對連接器；及 安裝有所述電池單元和二極管并固定有所述連接器的基板。
3.如權(quán)利要求2所述的光伏電池組件，其特征在于所述基板通過結(jié)合半導(dǎo)體基板與金 屬基板而構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的光伏電池組件，其特征在于所述半導(dǎo)體基板采用陶瓷，所述金 屬基板采用銅。
5.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱板與所述殼體之間以及所 述殼體與所述散熱塊之間設(shè)有散熱墊或者涂布導(dǎo)熱油脂。
6.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱板的上表面的中心部形成 有容置槽，所述電池單元接收器容置在所述容置槽中。
7.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱板的上表面中心部的對應(yīng) 所述電池單元接收器的邊緣的位置上形成有多個突出的引導(dǎo)件，所述電池單元接收器位于 根據(jù)所述引導(dǎo)件而形成的區(qū)域內(nèi)側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于從所述聚光單元的下端向兩側(cè)突出 有凸緣，在該凸緣上分別重疊放置夾具，在此狀態(tài)下所述夾具通過螺釘而固定在所述散熱 板上。
9.如權(quán)利要求2所述的光伏電池組件，其特征在于從所述聚光單元的下端向兩側(cè)突出 有凸緣，在該凸緣上分別重疊放置夾具，在此狀態(tài)下所述夾具通過螺釘而固定在所述散熱 板上，所述夾具中的一個覆蓋所述連接器和與該連接器連接的電線并施加壓力。
10.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱板的上表面中心部的對 應(yīng)所述電池單元接收器邊緣的位置形成有多個突出的引導(dǎo)件，所述電池單元接收器位于根 據(jù)所述引導(dǎo)件而形成的區(qū)域內(nèi)側(cè)，從所述聚光單元的下端向兩側(cè)突出有凸緣，所述凸緣與所述散熱板之間設(shè)有支撐件， 所述凸緣分別被所述支撐件所支撐，在此狀態(tài)下，所述凸緣上側(cè)重疊放置夾具，所述夾具通 過螺釘而固定在所述散熱板上。
11.一種光伏電池組件，其特征在于包括 聚光單元，聚集從菲涅耳透鏡入射的太陽光；電池單元接收器，將通過所述聚光單元聚集的太陽光轉(zhuǎn)換成電信號； 散熱板，支撐所述聚光單元和電池單元接收器；及散熱塊，與所述散熱板形成一體，并且位于殼體的外部，其中，所述散熱板和散熱塊分別由本體和從該本體突出的多個散熱片構(gòu)成，與所述散 熱塊的大小相比，所述散熱板的大小形成得更小，所述散熱塊通過將所述散熱板嵌入于形 成在所述殼體上的開口而固定于所述殼體上，所述開口的大小與所述散熱板相對應(yīng)。
12.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱板的散熱片以所述電池 單元接收器為中心呈輻射狀地延伸，所述散熱塊的散熱片在對應(yīng)所述電池單元接收器的部 分以柵格形狀形成。
13.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于沿著所述散熱塊的邊緣排列有多 個螺孔，所述散熱塊通過從所述殼體的內(nèi)表面向所述螺孔插入螺釘進(jìn)行螺釘連接而固定于 所述殼體上。
14.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于還具有從所述散熱塊的各個側(cè)面 向外側(cè)方向延伸的散熱片。
15.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱塊的厚度在對應(yīng)所述電 池單元接收器的部分最厚，并且所述厚度向兩側(cè)邊緣逐漸減小。
16.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱塊的散熱片上還設(shè)有冷 卻風(fēng)扇。
17.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于形成有貫通所述散熱塊的相面對 的側(cè)面的貫通孔，所述貫通孔中插入設(shè)置熱管，所述熱管的外露于所述貫通孔的部分貼裝 有散熱片。
18.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述聚光單元包括 固定在所述電池單元接收器上的筒狀的第一聚光部；及從所述第一聚光部向所述透鏡方向延伸的第二聚光部，其中，以所述透鏡的光軸為基準(zhǔn)，所述第二聚光部張開的角度相比所述第一聚光部更大。
19.如權(quán)利要求18所述的光伏電池組件，其特征在于所述透鏡的焦點(diǎn)位于所述第一聚 光部及所述第二聚光部的分界面上。
20.如權(quán)利要求18所述的光伏電池組件，其特征在于以所述光軸為基準(zhǔn)，所述第二聚 光部張開角度為28 30度。
21.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述聚光單元包括 截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的筒狀的第一聚光部；及結(jié)合于所述第一聚光部的上端的筒狀的第二聚光部，其截面面積以比所述第一傾斜角 度大的第二傾斜角度增加。
22.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述聚光單元包括 截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的四方形的筒狀的第一聚光部；及 從所述第一聚光部的各個面的上端分別以比所述第一傾斜角度大的第二傾斜角度一體延伸的第二聚光部。
23.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述聚光單元包括 截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的筒狀的第一聚光部；及從所述第一聚光部的上端延伸的筒狀的第二聚光部，其截面面積以比所述第一傾斜角度大的第二傾斜角度增加，所述第一聚光部和第二聚光部形成為一體。
24.如權(quán)利要求1所述的光伏電池組件，其特征在于所述聚光單元包括 截面面積從下端到上端以第一傾斜角度增加的筒狀的第一聚光部；及從所述第一聚光部的上端延伸的筒狀的第二聚光部，其截面面積以比所述第一傾斜角 度大的第二傾斜角度增加，所述第一聚光部和第二聚光部形成為一體，所述第一聚光部及所述第二聚光部的內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面之間發(fā)生全反射。
25.如權(quán)利要求24所述的光伏電池組件，其特征在于所述第一聚光部及所述第二聚光 部由玻璃構(gòu)成，所述第一聚光部及所述第二聚光部被加工成內(nèi)側(cè)面的折射率均比外側(cè)面的折射率高。
26.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱板的本體形成為支撐所 述電池單元接收器的部分相比其他部分更厚，所述散熱塊的本體從邊緣起形成多級階梯差，并且對應(yīng)所述電池單元接收器的部分形成得最厚。
27.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱板和散熱塊的散熱片向 端部逐漸變細(xì)。
28.如權(quán)利要求11所述的光伏電池組件，其特征在于所述散熱板和散熱塊的散熱片的 表面上形成有褶皺。
29.一種光伏電池組件，其特征在于包括 聚光單元，聚集從菲涅耳透鏡入射的太陽光；電池單元接收器，將通過所述聚光單元聚集的太陽光轉(zhuǎn)換成電信號； 散熱器組，由支撐所述聚光單元和電池單元接收器的上部本體和與所述上部本體形成 一體并位于殼體的外部的下部本體構(gòu)成；及熱管，與所述散熱器組結(jié)合，其上以一定間距套設(shè)而固定有多個散熱片， 其中，與所述下部本體的大小相比，所述上部本體的大小形成得更小，所述散熱器組通 過將所述上部本體嵌入到形成在所述殼體上的開口而固定于所述殼體上，所述開口的大小 與所述上部本體相對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種通過高倍聚光及高放熱效果來提高發(fā)電效率的光伏電池組件。所述組件包括聚光單元，聚集從菲涅耳透鏡入射的太陽光；電池單元接收器，將通過所述聚光單元聚集的太陽光轉(zhuǎn)換成電信號；散熱板，支撐所述聚光單元和電池單元接收器，并固定在殼體的內(nèi)表面；及散熱塊，所述散熱塊與所述散熱板之間夾置所述殼體，所述散熱塊從所述殼體的外表面與所述散熱板結(jié)合。
文檔編號H01L31/042GK101965645SQ200980107794
公開日2011年2月2日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者徐大豪, 鄭勝衍 申請人:徐大豪;鄭勝衍