螺旋菲涅尔聚光光伏组件

摘要

本发明涉及一种螺旋菲涅尔聚光光伏组件，包括菲涅尔聚光透镜、锥形透镜、光伏电池和散热底板，菲涅尔聚光透镜具有相对的两个表面且分别为入射面和出射面，入射面为光滑平面，出射面具有螺旋状的齿带，锥形透镜呈锥底向上锥头向下的倒置状，菲涅尔聚光透镜的出射面紧贴锥形透镜的上表面，光伏电池的上表面紧贴锥形透镜的下表面，述散热底板的上表面紧贴光伏电池的下表面。本发明将太阳光聚焦几百至上千倍后投射光伏电池表面，使单位面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流，并且热量可以得到及时散除。

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种聚光光伏组件。

背景技术

光伏电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。 以光电光伏电池及系统工作原理光伏电池及系统工作原理效应工作的薄膜式光 伏电池为主流，而以光化学效应原理工作的光伏电池则还处于萌芽阶段。太阳 光照在半导体p-n结上，形成新的空穴--电子对。在p-n结电场的作用下，空穴 由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

太阳能具有无枯竭危险；绝对干净(无污染，除蓄电池外)；不受资源分布 地域的限制；可在用电处就近发电；能源质量高；使用者从感情上容易接受； 获取能源花费的时间短；供电系统工作可靠。太阳能的种种优点，使光伏电池 具有广阔的前景。

然而现有的光伏电池其光电效应比不高，在一定程度上阻碍了其应用推广。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种螺旋菲 涅尔聚光光伏组件，用于将太阳光聚焦几百至上千倍后投射光伏电池表面，使 单位面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电 流。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种螺旋菲涅尔聚光光伏组件， 用于将太阳光聚焦几百至上千倍后投射光伏电池表面，使单位面积的光伏电池 产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流，并且热量可以得到 及时散除。

本发明的一种螺旋菲涅尔聚光光伏组件，包括菲涅尔聚光透镜、锥形透镜、 光伏电池和散热底板，所述菲涅尔聚光透镜具有相对的两个表面且分别为入射 面和出射面，所述入射面为光滑平面，所述出射面具有螺旋状的齿带，所述出 射面的中心具有无齿带的中心平滑区，所述中心平滑区为圆形，所述螺旋状的 齿带呈由所述出射面的中心平滑区向所述出射面的边缘盘旋状，所述锥形透镜 呈锥底向上锥头向下的倒置状，并且所述锥形透镜呈截锥形，所述菲涅尔聚光 透镜位于所述锥形透镜的上方，所述菲涅尔聚光透镜的出射面紧贴所述锥形透 镜的上表面，所述光伏电池位于所述锥形透镜的下端，且所述光伏电池的上表 面紧贴所述锥形透镜的下表面，所述散热底板位于所述光伏电池的下方，且所 述散热底板的上表面紧贴所述光伏电池的下表面。

进一步的，所述菲涅尔聚光透镜的总厚度为0.8-1.2毫米，所述中心平滑区 的直径为3-10厘米，所述齿带的宽度为0.8-20厘米，所述齿带的高度为0.3-1 毫米，所述螺旋状的齿带盘旋有五至九十九圈。

更进一步的，所述菲涅尔聚光透镜的总厚度为0.9-1.1毫米，所述中心平滑 区的直径为4-7厘米，所述齿带的宽度为2-4厘米，所述齿带的高度为0.5-0.8 毫米，所述螺旋状的齿带盘旋有七至三十九圈。

较佳的，所述菲涅尔聚光透镜的总厚度为1毫米，所述中心平滑区的直径 为5厘米，所述齿带的宽度为4厘米，所述齿带的高度为0.6毫米。

进一步的，所述菲涅尔聚光透镜是由丙烯酸树脂制成的丙烯酸菲涅尔聚光 透镜，所述菲涅尔聚光透镜为方形，所述锥形透镜呈截四棱锥形。

进一步的，所述光伏电池为三结砷化镓光伏电池。

进一步的，所述散热底板的平面尺寸大于所述光伏电池的平面尺寸。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明的螺旋菲涅尔聚光光伏 组件将太阳光依次菲涅尔聚光透镜和锥形透镜后聚焦几百至上千倍后投射光伏 电池表面，使单位面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池 产生的光电流，热量由散热底板散除。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附 图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的原理示意图；

图2是本发明的菲涅尔聚光透镜的截面示意图；

图3是本发明的菲涅尔聚光透镜的出射面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以 下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1、图2和图3，本发明一较佳实施例所述的螺旋菲涅尔聚光光伏组 件，包括菲涅尔聚光透镜1、锥形透镜2、光伏电池3和散热底板4，所述菲涅 尔聚光透镜具有相对的两个表面且分别为入射面11和出射面12，所述入射面为 光滑平面，所述出射面具有螺旋状的齿带121，所述出射面的中心具有无齿带的 中心平滑区122，所述中心平滑区为圆形，所述螺旋状的齿带呈由所述出射面的 中心平滑区向所述出射面的边缘盘旋状，所述锥形透镜呈锥底向上锥头向下的 倒置状，并且所述锥形透镜呈截锥形，所述菲涅尔聚光透镜位于所述锥形透镜 的上方，所述菲涅尔聚光透镜的出射面紧贴所述锥形透镜的上表面，所述光伏 电池位于所述锥形透镜的下端，且所述光伏电池的上表面紧贴所述锥形透镜的 下表面，所述散热底板位于所述光伏电池的下方，且所述散热底板的上表面紧 贴所述光伏电池的下表面。

所述菲涅尔聚光透镜的总厚度为1毫米，所述中心平滑区的直径为5厘米， 所述齿带的宽度为4厘米，所述齿带的高度为0.6毫米，所述螺旋状的齿带盘旋 有七至三十九圈。

所述菲涅尔聚光透镜是由丙烯酸树脂制成的丙烯酸菲涅尔聚光透镜，所述 菲涅尔聚光透镜为方形，所述锥形透镜呈截四棱锥形。

所述光伏电池为三结砷化镓光伏电池。

所述散热底板的平面尺寸大于所述光伏电池的平面尺寸。

本发明的工作原理如下：本发明的螺旋菲涅尔聚光光伏组件将太阳光依次 菲涅尔聚光透镜和锥形透镜后聚焦几百至上千倍后投射光伏电池表面，使单位 面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流，热 量由散热底板散除。本发明的菲涅尔聚光透镜不同于传统同心圆状的菲尼尔透 镜，而是采用螺旋状的齿带，较传统同心圆状的菲涅尔透镜具有更高倍的聚光 功能，能够将太阳光聚焦上千倍后投射至光伏电池表面，使单位面积的光伏电 池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还 可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。