[发明专利]用于提高的光透射和/或光捕获的玻璃上的图案

说明书

对相关专利申请的交叉引用

本申请要求2013年3月14日提交的发明名称为“Patterns On Glass For Increased Light Transmission And/Or Light Trapping”的美国临时专利申请No.61/781678的权益，通过引用将申请No.61/781678全文并入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及透明基板(例如，玻璃基板)上的图案，其用以提高光透射和/或光捕获，更具体而言，涉及太阳能电池的玻璃盖板上的图案，其用以将s偏振光波转换成p偏振光波，以提高通过盖板的光波透射和/或捕获内部反射光波，以提高太阳能电池的电输出。

2.对现有技术的讨论

当今的太阳能电池包括透明盖板，例如，处于单晶硅光伏模块之上的玻璃盖板。盖板在使太阳能通过盖板抵达模块的同时保护模块使其免受有害环境影响，例如，雨、雪以及风吹的岩屑，例如，风吹的尘土和石块。尽管透明盖板的使用是可接受的，但其存在限制。更具体地(但有例外)，太阳能是作为非偏振准直光波入射到玻璃盖板上的。本领域技术人员认识到，在非偏振光以布鲁斯特角入射到玻璃盖板的外表面上时，所述非偏振光波将变成偏振光波，其中，具有与入射面平行的电场的p偏振光波穿过玻璃盖板，而具有与入射面垂直的电场的s偏振光波则被部分地从玻璃盖板和光伏模块反射开。

可用的技术，例如，美国专利No.4913520、5559634、5594830和5640480中所公开的技术，可以将从玻璃盖板反射的s偏振光波转换成p偏振光波(下文称为“经转换的p偏振光波”)，并使p偏振光波和经转换的p偏振光波通过玻璃盖板，以提高盖板的光透射率。当前可用的技术，例如，上文提到的专利中公开的技术所具有的缺陷在于，光源是稳定的，光波沿设定且不变的路径传播，因而光波总是以布鲁斯特角入射到玻璃衬底的表面上，并且要将s偏振光波转换成p偏振光波。就太阳能电池而言，光源是太阳，太阳沿某一路径运行，因而太阳光线并不总是以布鲁斯特角入射到玻璃盖板上。可采用跟踪设备移动太阳能电池，从而使玻璃盖板跟踪太阳的移动，使得太阳光线以布鲁斯特角入射到盖板上。但是，本领域技术人员认识到，跟踪设备昂贵，而且必须保持在适当的工作条件下。

与使光波透过玻璃盖板相关的另一限制是再次受到反射而通过玻璃盖板的光波的损失。更具体而言，光波入射到玻璃盖板的第一表面上，入射到第一表面上的光波的一部分穿过第一表面进入玻璃盖板体内，所述光的一部分被朝向玻璃盖板的相对的第二表面反射。在玻璃盖板的相对的第二表面处，光波的一部分通过第二表面，一部分被向回朝向玻璃盖板的第一表面反射，并通过该玻璃盖板的第一表面。

现在可以认识到，提供透明板或基板将是有利的，其可以是但不限于显示器盖板和/或用于太阳能吸收装置(例如但不限于太阳能电池)的盖板，所述盖板通过提高通过透明板(例如但不限于显示器盖板和/或太阳能电池盖板)的阳光透射率而使当前可用盖板的限制降至最低(即使不能消除)。

附图说明

图1A是按照现有技术中的理解说明处于其各自平面内的p偏振光波和s偏振光波的草图(sketch)。

图1B是按照现有技术中的理解示出在布鲁斯特角为60°的情况下，处于不同入射角处的p偏振光波和s偏振光波在其各自的入射平面内的典型百分比反射率的曲线图。

图2是按照现有技术中的理解以布鲁斯特角“α”入射到玻璃表面上的光以及透射的p偏振光波和反射的s偏振光波的侧视图。

图3是按照现有技术的理解说明太阳在太阳能电池上方沿其路径移动的示意图。

图4是具有结合本发明的特征的盖板的太阳能电池的侧视图。

图5是本发明的布鲁斯特四面体的等角视图。

图6是与图5的图示类似的说明本发明的布鲁斯特四面体的图示，其使得一个表面或小平面(facet)朝逆时针方向旋转。

图7是在透明基板的表面内具有本发明的布鲁斯特四面体腔室的透明基板的等角视图。

图8是具有本发明的两个布鲁斯特四面体腔室的结合(union)(下文又称为“单位单元”或者由两个布鲁斯特四面体腔室构成的单位单元)的透明基板的平面图。

图9是具有多个本发明的由两个布鲁斯特四面体腔室构成的单位单元的透明基板的平面图。

图10是在透明基板的表面上具有本发明的倒布鲁斯特四面体的透明基板的等角视图。