[发明专利]低发热量的聚光型太阳能电池模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池模组，特别涉及一种低发热量的聚光型太阳能电池模组。

背景技术

太阳能作为新能源来源的转换器，具有结构简单、不会产生再生污染等优点，是一种干净能源，因而被广泛地进行研发、利用。其中，聚光型太阳能电池(Concentrating photovoltaic, CPV)主要利用透镜将太阳光聚集在狭小的面积上以提高发电效率。然而在高倍率聚光条件下，太阳能电池模组的温度会随着聚光倍率越高而快速上升，导致电池内部暗电流大量上升而降低电池转换效率。

参照第7851693号美国专利“被动冷却式聚光型太阳能装置，Passively cooled solar concentrating photovoltaic device”，该专利揭示的聚光型太阳能装置100如图1所示，其包含一光学元件110、一光伏电池120、一主要反射镜130、一次要反射镜140及一散热元件150。当太阳光入射时，会先经由主要反射镜130反射至次要反射镜140，再经由次要反射镜140反射至光伏电池120上。其中，当入射光照射至主要反射镜130时，与主要反射镜130连接的散热元件150即可将热量导出。然而，多次反射及反射面的不均匀皆可能会造成入射光能量的损失，因而降低太阳能电池的发电效率。

需注意的是，太阳光的能量中约有51%为红外光(Inferred Radiation)、47%为可见光(Visible Light)，另有2%为紫外光(Ultraviolet Radiation)。当使用聚光型太阳能电池进行电能转换时，由于材料本身的能隙(energy band gap)对光谱吸收能力的限制，并无法百分百将光能转换成电能输出，因此进入太阳能电池内多余的红外光(>1100nm)容易形成热能囤积在电池中造成元件温度的上升，导致电池内部暗电流大量上升而降低电池转换效率。因此，如何降低进入太阳能电池的多余的红外光是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低发热量的聚光型太阳能电池模组，能有效消除聚光型太阳能电池模组温度过高的问题。因此，该模组亦可以更高的聚光倍率，并使用低成本的电池芯片。

为达到上述目的，本发明提供一种低发热量的聚光型太阳能电池模组，所述低发热量的聚光型太阳能电池模组包含：

一太阳能电池芯片；

一电路承载板，其设置于所述太阳能电池芯片的下方，用以承载所述太阳能电池芯片；

一折射式聚光镜，其设置于所述太阳能电池芯片的上方，用以将太阳光聚集于所述太阳能电池芯片上；以及

一红外光阻隔元件，其设置于所述折射式聚光镜的上方，所述红外光阻隔元件在400nm至750nm的光穿透率介于60%~90%之间，且在1100nm至1500nm的光穿透率介于10%~50%之间。

作为优选方案，其中所述太阳能电池芯片选自单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、三五族化合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池、碲化镉太阳能电池或铜铟钾硒太阳能电池。

作为优选方案，其中所述太阳能电池芯片选自硅薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池。

作为优选方案，其中所述红外光阻隔元件由一红外光吸收层涂布于一透明基板上所形成，且所述透明基板的材质选自玻璃或塑料。

作为优选方案，其中所述红外光吸收层的材料为一金属氧化物，且金属选自锑、钨、钒、铁、铬、钼、铌、钴、镍、锡或其混合物。

作为优选方案，其中所述红外光阻隔元件为一直接一体成型的红外光吸收玻璃。

作为优选方案，其中所述折射式聚光镜的聚光倍率介于300倍到500倍间。

作为优选方案，其中所述太阳能电池芯片直接粘着于电路承载板上。

作为优选方案，其中所述红外光阻隔元件由一红外光吸收材料直接涂布于所述折射式聚光镜接收入射光的一表面上，其中所述红外光吸收材料为一金属氧化物，且金属选自锑、钨、钒、铁、铬、钼、铌、钴、镍、锡或其混合物。

本发明所提供的低发热量的聚光型太阳能电池模组具有以下功效：

1. 由于可由该红外光阻隔元件降低红外光波段(>1100nm)入射到电池芯片的能量，而短波长部分(<1100nm)则由太阳能电池材料吸收，因此可有效降低整体太阳能电池产生的热量约80%；

2. 本发明直接有效降低入射光所产生的热量，因此不需额外复杂的散热结构；