聚光光伏模块和装置.pdf

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1、10申请公布号CN101981708A43申请公布日20110223CN101981708ACN101981708A21申请号200880128220522申请日20080225H01L31/05220060171申请人埃索菲通地址西班牙马拉加72发明人维森特戴亚斯卢克贾维尔卡布瑞拉戈多大卫埃斯波斯托科拉尔乔斯路易斯奥维瑞许瑞考74专利代理机构北京中博世达专利商标代理有限公司11274代理人申健54发明名称聚光光伏模块和装置57摘要本发明涉及一种光伏聚光模块和装置。所述装置包括主透镜10，设置为聚集入射的太阳辐射并且产生第一聚集辐射；太阳能电池30，设置为收集所述第一聚集辐射；基板40，用于所。

2、述太阳能电池的电连接和热耗散；其中太阳能电池30和基板40电连接以形成发电单元。所述光伏聚光模块包括一系列上述装置。85PCT申请进入国家阶段日2010092586PCT申请的申请数据PCT/ES2008/0001042008022587PCT申请的公布数据WO2009/106648ES2009090351INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图7页CN101981717A1/1页21一种光伏聚光装置，其特征在于，包括主透镜10，设置为聚集入射的太阳辐射并且产生第一聚集辐射；太阳能电池30，设置为收集所述第一聚集辐射；基板40，用于所述太阳能电池的。

3、电连接和热耗散；太阳能电池30和基板40电连接以形成发电单元。2如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括位于主透镜10和太阳能电池30之间的辅助透镜20，所述辅助透镜设置为收集所述第一聚集辐射并且产生第二聚集辐射。3如权利要求1至2任一项所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括至少一片垂直间隔部60，所述垂直间隔部用于在主透镜10的焦距处定位辅助透镜20。4如权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括位于主透镜10入射面上的保护层11；粘着部件11A，所述粘着部件选自机械、化学、光学密封物质及其组合以将保护层11粘合在主透镜10上。5一种光伏聚光模块，其特征。

4、在于，包括多个如权利要求1至4中任一项所述的装置。6如权利要求5所述的模块，其特征在于，所述模块进一步包括定位片50，所述定位片用于组合多个主透镜10并且用来将每个主透镜10定位在选自于电池30或辅助透镜20的元件上。7如权利要求6所述的模块，其特征在于定位片50具有光学功能块10A，用来将入射辐射聚集在选自于电池30或辅助透镜20的元件的表面上。8如权利要求5所述的模块，其特征在于，主透镜10互相无缝连接以形成单独的机械构件70。9如权利要求5至8任一项所述的模块，其特征在于，选自于多个太阳能电池30、以及多个太阳能电池30和辅助透镜20的一组元件被定位在单独的基板40A之上，所述基板被设置。

5、为执行各自的电学互连、热耗散和空间位置功能。权利要求书CN101981708ACN101981717A1/3页3聚光光伏模块和装置技术领域0001本发明涉及光伏太阳能聚光系统领域。背景技术0002高成本是限制进一步利用光伏系统发电的一个主要障碍。在光伏模块的各个元件中，半导体材料，硅晶片是成本最高的在通常的预算中太阳能等级的硅SOLARGRADESILICON的成本占模块总成本的50。使更便宜的系统具有最大电势的一个方法是使用聚光光学系统。所述光学系统可以在特定的区域捕获入射光并将其聚焦在较小尺寸的太阳能电池之上。这样，就可以省去大量用作相当于EQUIVALENT半导体光收集区域的材料。此外，。

6、太阳能电池在聚集光下工作时可以获得更大的效率。0003根据这里光学系统的配置，聚光系统被分类为两个基本组0004基于折射透镜的系统；以及，0005使用镜子的系统，例如基于镜面反射。0006在第一组中，最广泛使用的方法是所谓的菲涅耳透镜；在第二组中，最普遍的方法是使用抛物面镜。0007到目前为止，存在许多不同的实现聚光光伏系统的方案。发明内容0008本发明提供一种光学系统，该光学系统具有两个非球面表面透镜，所述非球面表面透镜具有用于获得光伏聚光模块的太阳能电池，所述光伏聚光模块满足以下特征0009大的几何聚光范围光学系统开口面积相对电池有效面积的比值是500；0010高的光线传输效率高于80；0。

7、011宽的接收角度；0012低的制造成本；0013高的模块化性能。附图说明0014接下来，将要简要地描述附图以便更好地理解本发明，并且它们特别地与构成本发明的非限制性例子的具体实施例相关。0015图1是本发明单个装置的示意图，其包括一个被称为主透镜的透镜，以用于接收太阳辐射；一个被称为辅助透镜的透镜，以用于接收来自所述主透镜的集中辐射；太阳能电池，以用于接收产生自所述辅助透镜的辐射；以及基板，所述基板可以同时进行热耗散和装置的电性接接。0016图2所示的是基于本发明装置的聚光光伏模块组件的典型实施例。0017图3是根据一个典型实施例的模块的内部视图，该典型实施例为根据聚光模块组件的典型配置的实。

8、施例，该聚光模块组件基于下列单个系统的结合组成主透镜，辅助透说明书CN101981708ACN101981717A2/3页4镜，太阳能电池和基板。0018图4所示的是图3配置的详情，其中包括主透镜，辅助透镜，太阳能电池，用于电气和热能互连的基板，用于定位主透镜的装置，以及用于在主透镜的焦距处放置辅助透镜的间隔部分。0019图5是聚光模块的剖面图，其示出了由透明材料制成的前保护面板以及位于主透镜和所述前保护面板之间的粘着部件。0020图6所示的是各主透镜通过一片定位片结合的典型配置的俯视图。0021图7所示的配置与图6中的配置相同，图7中使用具有光学功能块的一片结合片结合各主透镜。0022图8所。

9、示的是各主透镜结合以在来自每个聚光装置的主透镜之间形成无缝的单独一片的配置。0023图9所示的是用于电学互连和热耗散的基板，所述基板的目的在于与太阳能电池电性连接。具体实施方式0024本发明的聚光光伏模块组件的典型配置包括电学和机械上相连的单个聚光装置，每个所述装置包括两个透镜10，20，一个光伏太阳能电池30以及一个用于电学的电学互连和热耗散的基板40。相关联的多套单个系统被安装在具有侧板，透明玻璃或塑料前面板和后面板的框架或箱体内。在这些框架或箱体内，电连接模块被除去。另一种可能用于该模块的配置是具有单个透镜的单个聚光装置的结合，即包括一个主透镜10，一个光伏太阳能电池30以及用于电学的电。

10、学互连和热耗散的基板40。0025本发明的但个聚光光伏装置基于图1所示的光学系统。该系统包括一个或两个透镜，一般地被称为主透镜10和辅助透镜20。0026主透镜10是表面为平面、球面或非球面的透镜，通过这样的设计可以在辅助透镜20的输入表面或在太阳能电池30之上聚焦来自太阳的光线。在最普通的配置中，该透镜由两个表面组成输入表面11用于接收来自太阳的辐射，输出表面12用于透射被聚集的辐射。之前的任何表面都可以具有菲涅耳透镜类型的结构，其可以在保持所有的光学性质时降低厚度。0027辅助透镜20具有至少两个光学表面一个球面、平面或非球面的输入表面21以及一个平面、球面或非球面的输出表面23。在其他配。

11、置中，该透镜具有第三光学表面功能22。这一表面通常被设计为使来自主透镜10并且射入辅助透镜20的输入表面21的光束以一定的入射角被导向到侧表面22，从而使光束经由全内反射被反射并且穿过发射表面23从而照射在太阳能电池30上。0028因此，本发明的一个实施例涉及一种光伏聚光装置，该装置包括0029主透镜10，设置为聚集入射的太阳辐射并且产生第一聚集辐射；0030太阳能电池30，设置为收集所述第一聚集辐射；0031基板40，用于所述太阳能电池的电连接和热耗散；0032太阳能电池30和基板40电连接以形成发电单元。0033在本发明的另一个实施例中，所述装置包括主透镜10和太阳能电池30之间说明书CN。

12、101981708ACN101981717A3/3页5的辅助透镜20，该辅助透镜设置为用于收集所述第一聚集辐射并且产生第二聚集辐射。0034另一方面，选自主透镜10和辅助透镜20的至少一个透镜在输入表面11，21和输出表面12，23上具有选自平面、球面和非球面的光学表面。0035另外，该装置进一步包括至少一片垂直间隔部60，该垂直间隔部用于在主透镜10的焦距处定位辅助透镜20。0036根据本发明的另一个实施例，该装置进一步包括0037位于主透镜10的入射面上的保护层11；0038粘着部件11A，选自机械、化学、光学密封物质及其组合以将保护层11粘合在主透镜10上。0039本发明的另一个方面涉及。

13、一种包括多个上述装置的光伏聚光模块组件。0040根据本发明的另一个实施例，该模块进一步包括定位片50，该定位片用于组合多个主透镜10并且用来将每个主透镜10定位在选自于电池30或辅助透镜20的元件上。0041在本发明的模块中，定位片50具有光学功能块10A，该光学功能块用来将入射辐射聚集在选自于电池30或辅助透镜20的元件的表面上。0042根据该模块的另一个实施例，主透镜10互相无缝连接以形成单独的机械构件70。0043在本发明的另一个实施例中，选自于多个太阳能电池30、以及多个太阳能电池30和辅助透镜20的一组元件被定位在单独的基板40A之上，该基板被设置为执行各自的电学互连、热耗散和空间位置功能。说明书CN101981708ACN101981717A1/7页6图1说明书附图CN101981708ACN101981717A2/7页7图2图3说明书附图CN101981708ACN101981717A3/7页8图4图5说明书附图CN101981708ACN101981717A4/7页9图6说明书附图CN101981708ACN101981717A5/7页10图7说明书附图CN101981708ACN101981717A6/7页11图8说明书附图CN101981708ACN101981717A7/7页12图9说明书附图CN101981708A。