[发明专利]聚焦型太阳能导光模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚焦型太阳能导光模块，特别是一种导光板具有微结构的设计，令太阳光通过微结构的设计形成二次反射的聚焦型太阳能导光模块。

背景技术

由于工业的快速发展，石化燃料逐渐耗竭与温室效应气体排放的问题日益受到全球关切，能源的稳定供应俨然成为全球性的重大课题。相较于传统燃煤、燃气式或核能发电，太阳能电池(solar cell)利用光电或热电转换效应，直接将太阳能转换为电能，因而不会伴随产生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等温室效应气体及污染性气体，并可用以降低对石化燃料的依赖，而提供安全自主的电力来源。

现今已知有许多太阳能电池的技术，利用太阳辐射光透过太阳能电池材料的转换后，成为可利用的电力来源。以硅晶圆太阳能电池为例，其具有12％至20％的光电转换效率，而其中不同的晶体材料所设计出的太阳能电池，其光电特性也会有所不同。一般而言，单晶硅与多晶硅太阳能电池的转换效率可接近14％～16％，使用年限也较长，但因为发电成本昂贵，因此多需要政府的补助，并仅用于发电厂或交通照明标志等场所。

其次，太阳能电池除了可以选用前述的硅材料外，还可以采用其他的材料，例如：碲化镉、砷化镓铟、砷化镓等化合物半导体的材料来制作。不同于硅晶圆太阳能技术，利用半导体材料制作的太阳能电池，可吸收较宽广的太阳光谱能量，因而具有最高的光电转换效率，几乎可达30％至40％以上。

然而，利用半导体材料制作的太阳能电池，其制作成本与价格也是最高的，因此，为了降低太阳能电池的使用率与发电成本，遂有搭配太阳能集光器以降低吸光面积的做法。然而，集光器需要大范围区域的安装才敷成本，因此造成应用上的不便，也使得太阳能电池的应用受限。故如何有效降低太阳能电池的发电成本，成为相关技术领域目前迫切需要解决的课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚焦型太阳能导光模块，适于将一太阳光导光至一能量转换组件，以解决现有技术所存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种聚焦型太阳能导光模块，适于将一太阳光导光至一能量转换元件。聚焦型太阳能导光模组，包括一透镜阵列与一导光板。透镜阵列包括至少一透镜组件，且各个透镜组件具有一上曲面与一下底面。透镜阵列接收并聚焦太阳光。

导光板具有一上平面与一微结构底面，上平面平行配置于透镜阵列的下底面，微结构底面包括至少一凹陷部与一连接部。其中连接部平行于导光板的上平面，且连接部连接于各个凹陷部之间。

凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面与一第二斜面，其中第一斜面与第二斜面分别位于凹陷尖端的相异二侧，并各自连接于凹陷尖端与其各自相邻的连接部之间。

太阳光经由透镜阵列聚焦后，相继通过凹陷部与连接部形成二次反射，并于导光板中以全反射传递，使太阳光穿透出导光板的至少一侧面。

能量转换组件配置于该侧面，以接收自导光板穿透出的太阳光，并将其转换为一电力来源。

为了更好地实现上述目的，本发明还提出了一种聚焦型太阳能导光模块，适于将一太阳光导光至一能量转换组件。

聚焦型太阳能导光模块包括一导光板与一透镜阵列。导光板具有一微结构顶面与一下平面，其中微结构顶面包括至少一凹陷部与一连接部。连接部平行于导光板的下平面，且连接部连接于各个凹陷部之间。

凹陷部包括一凹陷尖端、一第一斜面与一第二斜面，其中第一斜面与第二斜面分别位于凹陷尖端的相异二侧，并各自连接于凹陷尖端与其各自相邻的连接部之间。

透镜阵列包括至少一透镜组件，其中各透镜组件具有一上顶面与一下曲面。上顶面平行配置于导光板的下平面。

当太阳光穿透导光板并通过透镜阵列中每一透镜组件的下曲面反射至导光板的微结构顶面时，太阳光相继通过凹陷部与连接部形成二次反射，并于导光板中以全反射传递，使太阳光穿透出导光板的至少一侧面。

能量转换组件配置于该侧面，以接收自导光板穿透出的太阳光，并将其转换为一电力来源。

为了更好地实现上述目的，本发明还提出了一种聚焦型太阳能导光模块，适于将一太阳光导光至一能量转换组件。

聚焦型太阳能导光模块包括一透镜导光板，具有一透镜阵列与多个微结构，透镜阵列与微结构分别设置于透镜导光板的相对二表面。

透镜阵列，包括至少一透镜组件，各透镜组件具有一曲面，透镜阵列接收并聚焦太阳光，微结构包括至少一凹陷部与一连接部。