[发明专利]用于太阳能聚光器的太阳能电池封装

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年11月14日提交的、名称为“用于保持太阳能电池上的光学元件的装置”的临时申请序列号60/987,882，以及于2008年2月27日提交的、名称为“用于太阳能聚光器的太阳能电池封装”的临时申请序列号61/031,946的优先权，上述专利申请的全部内容在此通过引用包含在本发明中，用于一切目的。

背景技术

聚集太阳能源装置可以操作用于将入射光聚集到太阳能电池上。为了增加聚集太阳能源装置的受光角、在电池表面上同质化光源和/或进一步聚焦光，一种期望是将光学元件耦合到太阳能电池。应该将光学元件的顶(即入射)面保持在相对于系统中其他光学元件的特定空间位置，以及应该将光学元件的底(即射出)面保持在相对于太阳能电池的作用区域的特定空间位置。光学元件的尺寸和重量一般使得无法将把该光学元件直接结合到作用区域的易碎表面作为实现这种定位的方式。

一些常规聚集太阳能源装置采用三部分固定方案来保持光学元件在太阳能电池上。将太阳能电池固定到基板的正面侧，然后还将基板的正面侧固定到印刷电路板的背面侧。在印刷电路板的正面侧固定有下支承件。下支承件和印刷电路板限定开口，以允许入射光通过至太阳能电池。开口由PDMS(硅)胶填充，并在开口中放置光学元件，以便下支承件将光学元件的底部置于电池上。胶在光学元件的底部和太阳能电池之间固化，其厚度大于最终的工作厚度。

然后放置上支承件以将光学元件的顶部置于电池上，并对电池施加一定压力。因此在放置上支承件时，胶受挤压。这种挤压可以排出在固化期间形成的气泡并且固定光学元件和太阳能电池之间的空隙。

然而，上述挤压可能无法消除在胶固化后产生的所有气泡。并且，过挤压可能会引起光学元件对太阳能电池的损坏。胶本身可能随着时间而从空隙流出(例如由于热抽运等)，由此降低了光学耦合。如果在工作期间接收了高度集中的光，则下支承件可能遭受氧化。该氧化的产物可能被吸收到光学耦合中或被沉积到光学元件上，从而降低了光学性能并且可能导致能量单元的失效。

因此，期望一种保持光学元件在太阳能电池上的改进系统。这种系统可以提高可制造性、光学元件的保持力、光学耦合的维护和/或光学耦合的质量。

附图说明

从以下按附图中所示意说明的描述中，实施例的构造和用途将变得显而易见，其中图中相同参考数字指示相似部分。

图1为根据一些实施例的基板和太阳能电池的透视图；

图2A为根据一些实施例的基板、太阳能电池和框架的透视图；

图2B为根据一些实施例的基板、太阳能电池和框架的横截面侧视图；

图3A至3C包括根据一些实施例的框架的不同视图；

图4A为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的透视图；

图4B为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的横截面侧视图；

图5A为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子、光学元件和光学耦合材料的横截面侧视图；

图5B为根据一些实施例的装置的透视剖面图；

图6为根据一些实施例的装置的透视图；

图7A为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的透视图；

图7B为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的横截面侧视图；

图8为根据一些实施例的聚集太阳辐射聚光器的阵列的分解透视图；

图9为根据一些实施例的聚集太阳辐射聚光器的阵列的透视图；

图10A至图10C包括根据一些实施例的框架的不同视图；

图11A为根据一些实施例的基板、太阳能电池和框架的透视图；

图11B为根据一些实施例的基板、太阳能电池和框架的横截面侧视图；

图12A为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的透视图；

图12B为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的横截面侧视图；

图12C为根据一些实施例的插入光学元件时的基板、太阳能电池、框架、盖子、光学元件和光学耦合材料的横截面侧视图；

图12D为根据一些实施例的插入光学元件后的基板、太阳能电池、框架、盖子、光学元件和光学耦合材料的横截面侧视图。

具体实施方式

以下描述为用来使本领域的任何技术人员制造和使用所描述的实施例，并且列举了用于实施这些实施例的最佳模型。然而，对于本领域普通技术人员来说各种改进仍是显而易见的。