使用III-V半导体太阳能电池的聚光光伏打系统模块

摘要

本发明揭示一种太阳能电池模块(20)，其包括透镜(22a-22j)阵列、对应的辅助光学元件(210)及对应的太阳能电池接收器(12a-12j)。太阳能电池接收器(12)包含具有一个或一个以上III-V化合物半导体层的太阳能电池(30)、与所述太阳能电池(30)并联耦合的二极管(14)及用于耦合到其它太阳能电池接收器的连接器(40)。所述模块包含外壳(21)，所述外壳(21)支撑透镜(22a-22j)使得每一透镜将太阳能聚集到其相应的太阳能电池(30)上。

主权项

一种用于将太阳能转换为电的太阳能电池模块，其包括：外壳，其包括第一侧及与所述第一侧相对的第二侧；对准框架，其耦合到所述外壳的所述第一侧，所述对准框架包括与对准元件耦合的多个插座；设置在所述对准框架上的含14个菲涅尔透镜的整体阵列，其通过所述对准框架耦合到所述外壳的所述第一侧，每一透镜的焦距在38.1厘米与50.8厘米之间，所述阵列在第一方向上具有7个透镜并在垂直于所述第一方向的第二方向上具有两个透镜；多个对准元件，其将所述含14个菲涅尔透镜的整体阵列耦合到对准框架的插座；含14个太阳能电池接收器的阵列，其设置在所述外壳的所述第二侧上，所述太阳能电池接收器阵列在第一方向上具有7个太阳能电池接收器并在与所述第一方向垂直的第二方向上具有两个太阳能电池接收器，每一太阳能电池接收器包括：太阳能电池，其包括一个或一个以上III‑V化合物半导体层，其中所述太阳能电池具有1厘米×1厘米的尺寸；二极管，其具有本体、阳极端子及阴极端子，所述二极管与所述太阳能电池并联耦合；衬底，其用于支撑所述太阳能电池及二极管，其中所述二极管本体包括顶部部分及底部部分，所述底部部分比所述顶部部分更接近于所述衬底而设置；涂层，其设置在所述二极管本体的所述顶部部分上方且延伸到所述衬底，所述涂层囊封所述二极管本体、阳极端子及阴极端子；底涂层，其占据所述二极管本体的所述底部部分与所述衬底之间的全部空间，其中所述涂层和所述底涂层的材料为介电材料；及第一及第二电端子，其与所述太阳能电池及所述二极管并联耦合，且适于提供到一个或一个以上间隔开的太阳能电池接收器的电连接；以及多个辅助光学元件，其设置在每一相应透镜的光学路径中，每一辅助光学元件界定具有多个反射壁的相应锥形光学通道；其中所述多个对准元件对准所述含14个菲涅尔透镜的整体阵列以使得每一太阳能电池设置在一相应透镜的光学路径中，其中所述透镜可操作以将太阳能以400或更多的因子聚集到相应太阳能电池上并产生超过14瓦的峰值功率。