一種光伏功率轉換接收器制造技術

本發明專利技術公開一種光伏功率轉換接收器，其包括光伏電池、波導管以及光學傳輸裝置；其中，該波導管連接至該光伏電池，而該光學傳輸裝置的一末端連接至該波導管，其通過該波導管用以發射光波至該光伏電池，而該光學傳輸裝置的一末端與該波導管的一縱向中心軸的距離為Doffset。本發明專利技術中的光學傳輸裝置的一末端至該光伏電池的光接收平面的距離可根據光束輪廓加以調整，且該調整根據雷射光源、光纖類型、長度、核心尺寸以及安裝時光纖彎曲的曲率所設定。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術有關于一種光伏功率轉換接收器，特別指可感測紅外線輻射、光或短波長電磁輻射的半導體裝置，且其用以轉換該輻射能量。
技術介紹
發展高效率光伏能量轉換器以便將例如波長介于400納米至1600納米的可見光或近紅外線的雷射轉換為電能是有必要的。在傳統電磁場環境、惡劣環境或具有危險性的工作場所，一般需要避免使用金屬導線，且必須將電力供應源與裝置相互隔絕，借此達到高電壓隔離與電擊防護等目的。典型的光伏(Photovoltaic，PV)電池受限于電池特性，無法接受如此高能量的輻射源，且現有PV電池可輸出的電壓通常低于1VDC。當提高輻射功率時，該PV電池的電流亦將同步增加，以達到該需求的功率；另，串聯多個電池可達到所需的較高電壓值，然而，這種方式往往會造成制程的困難與組件的復雜度。一垂直多接面(VerticalMulti-Junction，VMJ)光伏電池所輸出的電壓高于一傳統單接面光伏電池，故更適用于上述的能量轉換裝置。然而，為了通過VMJ光伏電池有效轉換雷射輸出的非均勻輻射能量，仍有一些獨特而關鍵的議題必需解決；故有必要提出一種光伏功率轉換接收器，特別是可感測紅外線輻射、光或短波長電磁輻射的半導體裝置，且其用以轉換該輻射能量。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于提出一種光伏功率轉換接收器，其包括一光伏電池、一波導管以及一光學傳輸裝置；其中，該波導管連接至該光伏電池，而該光學傳輸裝置的一末端連接至該波導管，其通過該波導管用以傳輸光波至該光伏電池，而該光學傳輸裝置的一末端與該波導管的一縱向中心軸額距離為Doffset。該光伏電池為一垂直多接面(VerticalMulti-Junction，VMJ)光伏電池。該光伏功率轉換接收器還包括一基座，且該光伏電池連接于該基座。該光伏功率轉換接收器還包括一封蓋，且該封蓋與該基座之間形成密封狀態。該封蓋包含一組件，其提供一路徑使光波可照射至該光伏電池。該波導管設置于該封蓋與該基座之間，使該封蓋、該波導管以及該基座之間形成密封狀態。該波導管具有一矩形入口橫切面以及一矩形出口橫切面。該矩形入口橫切面額面積等于該矩形出口橫切面的面積。該矩形入口橫切面額面積大于該矩形出口橫切面的面積。該光學傳輸裝置可沿著該波導管的一縱向中心軸的方向平行移動。該光伏功率轉換接收器還包括一光學擴散器，其設置于該光伏電池的一光接收平面之上。該光學傳輸裝置為一矩形光纖。本專利技術的另一目的在于提出一種光伏功率轉換接收器，其包括一光伏電池、一波導管、一光學傳輸裝置以及一散熱器；其中，該波導管連接至該光伏電池，而該光學傳輸裝置的一末端連接至該波導管，其通過該波導管用以傳輸光波至該光伏電池，且該光伏電池連接至該散熱器。該光伏電池直接附著于該散熱器。該光伏功率轉換接收器還包括一封蓋，且該封蓋與該散熱器之間形成密封狀態。該波導管設置于該封蓋與該散熱器之間，使該封蓋、該波導管以及該散熱器之間形成密封狀態。該光學傳輸裝置的一末端與該波導管的一縱向中心軸的距離為Doffset。該光伏功率轉換接收器還包括一基座，且該光伏電池連接于該基座。本專利技術的另一目的在于提出一種光伏功率轉換接收器，其包括一光伏電池、一波導管以及一光學傳輸裝置；其中，該波導管連接至該光伏電池，而該光學傳輸裝置的一末端連接至該波導管，其通過該波導管用以傳輸光波至該光伏電池。附圖說明圖1所示為本專利技術的一光伏功率轉換接收器的剖面示意圖。圖2所示為本專利技術的一垂直多接面電池的透視圖。圖3所示為本專利技術的一光伏功率轉換接收器的剖面示意圖。圖4A和圖4B所示為本專利技術的一波導管的一入口、一出口以及一內壁的輪廓示意圖。圖5所示為本專利技術的具有一光學擴散器的一光伏功率轉換接收器的局部示意圖。圖6所示為本專利技術的具有一散熱器的一光伏功率轉換接收器的局部示意圖。圖7所示為本專利技術的一光伏功率轉換接收器局部示意圖。圖中：100光伏功率轉換接收器；102光伏電池；104波導管；106光學傳輸裝置；110基座；112封蓋；150螺絲部件200垂直多接面電池；211P+型擴散摻雜層；212P型擴散摻雜層；213N型擴散摻雜層；214N+型擴散摻雜層；240電極層；301波導管；302波導管；402光伏電池；408基板；420光學擴散器；502光伏電池；512封蓋；530散熱器；600光伏功率轉換接收器；602光伏電池；604波導管；606光學傳輸裝置；610基座；612封蓋；702光伏電池；704波導管；712封蓋；730散熱器；Doffset距離；1041縱向中心軸；1061末端；2001多個PN接面基板。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本專利技術并能予以實施，但所舉實施例不作為對本專利技術的限定?，F請參考圖1，一光伏功率轉換接收器的剖面示意圖。其中，一光伏功率轉換接收器100包括：一光伏電池102；一波導管104；一光學傳輸裝置106。該波導管104連接至該光伏電池102，而該光學傳輸裝置106的一末端1061連接至該波導管104，其通過該波導管104用以傳輸光波至該光伏電池102。該光學傳輸裝置106可為一光纖，特別是該光學傳輸裝置106可為一數值孔徑(NA,numericalaperture)介于0.08至0.27的一雷射光纖，且其核心尺寸介于9μm至400μm之間。其中，該光學傳輸裝置106的一末端1061與該波導管104的一縱向中心軸1041的距離為Doffset。在本專利技術所揭示的一實施例中，該光學傳輸裝置106可沿著該波導管104的一縱向中心軸1041的方向平行移動。換句話說，由該光學傳輸裝置106的一末端1061至該光伏電池102的光接收平面的距離可根據光束輪廓加以調整，且該調整根據雷射光源、光纖類型、長度、核心尺寸以及安裝時光纖彎曲的曲率所設定。例如，當系統實現或應用于不同設計參數時，不論是在制造廠內或應用現場，通過該光伏功率轉換接收器100的一螺絲部件150皆可調整并優化該波導管104的出口的光波均勻性。該光伏電池102可為任意類型的光伏電池或已知太陽能電池，且可經由下列材料制作而成，如硅塊材(單晶或多晶)、碲化鎘(CdTe)薄膜、硒化銅銦鎵(CIGS)薄膜、非晶硅(α-Si)薄膜或者砷化鎵(GaAs)薄膜。與其他傳統光伏電池相互比較，一VMJ光伏電池可輸出高于30V的電壓，其輸出功率亦高于20W。現請參考圖2，一垂直多接面電池的透視圖。其中，該VMJ電池200包含多個PN接面基板2001。各PN接面基板2001包含一P+型擴散摻雜層211、一P型擴散摻雜層212、一N型擴散摻雜層213以及一N+型擴散摻雜層214。兩鄰近PN接面基板2001借由一電極層240所連接。該VMJ電池200亦可包含一鈍化層(并未標注于圖中)，其用以降低載子復合機率。該VMJ電池200可與美國公告專利US14/186,457所揭示的VMJ電池相同，其內容通過引用方式并入并構成本說明書的一部分。盡管將一VMJ電池整合至該光伏功率轉換接收器具有上述的優點，然而，其亦產生一些不可預期的問題。一VMJ電池一般具有多個PN接面(例如，第二圖所示的實施例具有5組PN接面)。而VMJ電池在正常環境操作下需要使所有接面可均勻受到光能照射。然而，光伏功率轉本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光伏功率轉換接收器，其特征在于，包括：一光伏電池；一波導管，其連接至該光伏電池；以及一光學傳輸裝置，該光學傳輸裝置的一末端連接至該波導管，其通過該波導管用以傳輸光波至該光伏電池，而該光學傳輸裝置的一末端與該波導管的一縱向中心軸的距離為Doffset。

【技術特征摘要】
2015.07.01 US 14/789,0541.一種光伏功率轉換接收器，其特征在于，包括：一光伏電池；一波導管，其連接至該光伏電池；以及一光學傳輸裝置，該光學傳輸裝置的一末端連接至該波導管，其通過該波導管用以傳輸光波至該光伏電池，而該光學傳輸裝置的一末端與該波導管的一縱向中心軸的距離為Doffset。2.根據權利要求1所述的光伏功率轉換接收器，其中該光伏電池為一垂直多接面光伏電池。3.根據權利要求1所述的光伏功率轉換接收器，其特征在于，還包括一基座，且該光伏電池連接于該基座。4.根據權利要求3所述的光伏功率轉換接收器，其特征在于，還包括一封蓋，且該封蓋與該基座之間形成密封狀態。5.根據權利要求4所述的光伏功率轉換接收器，其特征在于，其中該封蓋包含一組件，其提供一路徑使光波照射至該光伏電池。6.根據權利要求4所述的光伏功率轉換接收器，其特征在于，其中該波導管設置于該封蓋與該基座之間，使該封蓋、該波導管以及該基座之間形成密封狀態。7.根據權利要求1所述的光伏功率轉換接收器，其特征在于，其中該波導管具有一矩形入口橫切面以及一矩形出口橫切面。8.根據權利要求7所述的光伏功率轉換接收器，其特征在于，其中該矩形入口橫切面的面積大于或等于該矩形出口橫切面的面積。9.根據權利要求1所述的光伏功率轉換接收器，其特征在于，其中該光學傳輸裝置可沿著該波導管的一縱向中心軸的方向平行移動。10.根據權利要求1所述的光伏功率轉換接收器，其特征在于，還包括一光學擴散器，其設置于該光伏電池的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊美環，佩拉萊斯·雷米希奧，札赫拉內·泰瑞，吳振良，趙偉勝，吳國賢，曾英霖，蘇睦凱，
申請(專利權)人：美環能股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71