一种光伏功率转换接收器的利记博彩app

本发明有关于一种光伏功率转换接收器，特别指可感测红外线辐射、光或短波长电磁辐射的半导体装置，且其用以转换该辐射能量。

背景技术：

发展高效率光伏能量转换器以便将例如波长介于400纳米至1600纳米的可见光或近红外线的雷射转换为电能是有必要的。在传统电磁场环境、恶劣环境或具有危险性的工作场所，一般需要避免使用金属导线，且必须将电力供应源与装置相互隔绝，借此达到高电压隔离与电击防护等目的。

典型的光伏(Photovoltaic，PV)电池受限于电池特性，无法接受如此高能量的辐射源，且现有PV电池可输出的电压通常低于1 VDC。当提高辐射功率时，该PV电池的电流亦将同步增加，以达到该需求的功率；另，串联多个电池可达到所需的较高电压值，然而，这种方式往往会造成制程的困难与组件的复杂度。

一垂直多接面(Vertical Multi-Junction，VMJ)光伏电池所输出的电压高于一传统单接面光伏电池，故更适用于上述的能量转换装置。然而，为了通过VMJ光伏电池有效转换雷射输出的非均匀辐射能量，仍有一些独特而关键的议题必需解决；故有必要提出一种光伏功率转换接收器，特别是可感测红外线辐射、光或短波长电磁辐射的半导体装置，且其用以转换该辐射能量。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种光伏功率转换接收器，其包括一光伏电池、一波导管以及一光学传输装置；其中，该波导管连接至该光伏电池，而该光学传输装置的一末端连接至该波导管，其通过该波导管用以传输光波至该光伏电池，而该光学传输装置的一末端与该波导管的一纵向中心轴额距离为D_offset。

该光伏电池为一垂直多接面(Vertical Multi-Junction，VMJ)光伏电池。

该光伏功率转换接收器还包括一基座，且该光伏电池连接于该基座。

该光伏功率转换接收器还包括一封盖，且该封盖与该基座之间形成密封状态。

该封盖包含一组件，其提供一路径使光波可照射至该光伏电池。

该波导管设置于该封盖与该基座之间，使该封盖、该波导管以及该基座之间形成密封状态。

该波导管具有一矩形入口横切面以及一矩形出口横切面。

该矩形入口横切面额面积等于该矩形出口横切面的面积。

该矩形入口横切面额面积大于该矩形出口横切面的面积。

该光学传输装置可沿着该波导管的一纵向中心轴的方向平行移动。

该光伏功率转换接收器还包括一光学扩散器，其设置于该光伏电池的一光接收平面之上。

该光学传输装置为一矩形光纤。

本发明的另一目的在于提出一种光伏功率转换接收器，其包括一光伏电池、一波导管、一光学传输装置以及一散热器；其中，该波导管连接至该光伏电池，而该光学传输装置的一末端连接至该波导管，其通过该波导管用以传输光波至该光伏电池，且该光伏电池连接至该散热器。

该光伏电池直接附着于该散热器。

该光伏功率转换接收器还包括一封盖，且该封盖与该散热器之间形成密封状态。

该波导管设置于该封盖与该散热器之间，使该封盖、该波导管以及该散热器之间形成密封状态。

该光学传输装置的一末端与该波导管的一纵向中心轴的距离为D_offset。

该光伏功率转换接收器还包括一基座，且该光伏电池连接于该基座。

本发明的另一目的在于提出一种光伏功率转换接收器，其包括一光伏电池、一波导管以及一光学传输装置；其中，该波导管连接至该光伏电池，而该光学传输装置的一末端连接至该波导管，其通过该波导管用以传输光波至该光伏电池。

附图说明

图1所示为本发明的一光伏功率转换接收器的剖面示意图。

图2所示为本发明的一垂直多接面电池的透视图。

图3所示为本发明的一光伏功率转换接收器的剖面示意图。

图4A和图4B所示为本发明的一波导管的一入口、一出口以及一内壁的轮廓示意图。

图5所示为本发明的具有一光学扩散器的一光伏功率转换接收器的局部示意图。

图6所示为本发明的具有一散热器的一光伏功率转换接收器的局部示意图。

图7所示为本发明的一光伏功率转换接收器 局部示意图。

图中：

100光伏功率转换接收器；

102光伏电池；

104波导管；

106光学传输装置；

110基座；

112封盖；

150螺丝部件

200垂直多接面电池；

211 P+型扩散掺杂层；

212 P型扩散掺杂层；

213 N型扩散掺杂层；

214 N+型扩散掺杂层；

240电极层；

301波导管；

302波导管；

402光伏电池；

408基板；

420光学扩散器；

502光伏电池；

512封盖；

530散热器；

600光伏功率转换接收器；

602光伏电池；

604波导管；

606光学传输装置；

610基座；

612封盖；

702光伏电池；

704波导管；

712封盖；

730散热器；

D_offset 距离；

1041纵向中心轴；

1061末端；

2001 多个PN接面基板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

现请参考图1，一光伏功率转换接收器的剖面示意图。其中，一光伏功率转换接收器100包括：一光伏电池102；一波导管104；一光学传输装置106。该波导管104连接至该光伏电池102，而该光学传输装置106的一末端1061连接至该波导管104，其通过该波导管104用以传输光波至该光伏电池102。该光学传输装置106可为一光纤，特别是该光学传输装置106可为一数值孔径(NA, numerical aperture)介于0.08至0.27的一雷射光纤，且其核心尺寸介于9μm至400μm之间。其中，该光学传输装置106的一末端1061与该波导管104的一纵向中心轴1041的距离为D_offset。在本发明所揭示的一实施例中，该光学传输装置106可沿着该波导管104的一纵向中心轴1041的方向平行移动。换句话说，由该光学传输装置106的一末端1061至该光伏电池102的光接收平面的距离可根据光束轮廓加以调整，且该调整根据雷射光源、光纤类型、长度、核心尺寸以及安装时光纤弯曲的曲率所设定。例如，当系统实现或应用于不同设计参数时，不论是在制造厂内或应用现场，通过该光伏功率转换接收器100的一螺丝部件150皆可调整并优化该波导管104的出口的光波均匀性。

该光伏电池102可为任意类型的光伏电池或已知太阳能电池，且可经由下列材料制作而成，如硅块材(单晶或多晶)、碲化镉(CdTe)薄膜、硒化铜铟镓(CIGS)薄膜、非晶硅(α-Si)薄膜或者砷化镓(GaAs)薄膜。与其他传统光伏电池相互比较，一VMJ光伏电池可输出高于30V的电压，其输出功率亦高于20W。

现请参考图2，一垂直多接面电池的透视图。其中，该VMJ电池200包含多个PN接面基板2001。各PN接面基板2001包含一P+型扩散掺杂层211、一P型扩散掺杂层212、一N型扩散掺杂层213以及一N+型扩散掺杂层214。两邻近PN接面基板2001借由一电极层240所连接。该VMJ电池200亦可包含一钝化层(并未标注于图中)，其用以降低载子复合机率。该VMJ电池200可与美国公告专利US 14/186,457所揭示的VMJ电池相同，其内容通过引用方式并入并构成本说明书的一部分。

尽管将一VMJ电池整合至该光伏功率转换接收器具有上述的优点，然而，其亦产生一些不可预期的问题。一VMJ电池一般具有多个PN接面(例如，第二图所示的实施例具有5组PN接面)。而VMJ电池在正常环境操作下需要使所有接面可均匀受到光能照射。然而，光伏功率转换接收器所使用的辐射发射器所提供的一辐射波，其一般不具有均匀的强度分布。举例而言，当使用一高斯雷射波束(Gaussian Laser Beam，GLB)直接照射一VMJ电池时，则该VMJ电池的不同接面将接收不同强度的辐射波，而其能量转换效率将因此受到影响。此外，如图2所示的一VMJ电池具有一正方形光接收平面，但其共享辐射源产生的是圆形光斑，因此，有必要修整波束的形状，以达成波束的辐射强度均匀化的目的。

现请参考图1，一光伏功率转换接收器的剖面示意图。为了改善上述的问题，该光学传输装置106的该末端1061与该波导管104的该纵向中心轴1041的距离为D_offset。该光波射入该波导管104之后，其经过一次或多次反射形成一均匀强度的光束并射出该波导管104。该设计可使该电池不需放置于该雷射波束的中心轴位置。前述提及的偏心_Doffset可维持电池表面均匀的照射且可使电池中心点偏离激光束中心轴，故可在使用较大光伏电池的条件下采用较小的电池封装，使得同样功率条件下，该光伏电池将具有较低的表面温度。

该波导管104的内壁可沉积金属材料，例如以镀金方式改善其反射率。此外，在本发明所揭示的另一实施例中，该光学传输装置106可为一圆形光纤与一矩形光纤的一组合，其前者由该辐射源发射一光波至该后者，且该后者将产生一均匀矩形图像至该光伏电池102，而该辐射源可为一雷射二极管。在发明所揭示的另一实施例中，根据该光伏电池102的几何形状，该矩形光纤可为一方形光纤。

现请参考图1，一光伏功率转换接收器的剖面示意图。该光伏电池102为连接于该基座110，且其密封于一封盖112之中。该光伏电池102可通过黏着剂连接于该基座110，而该可黏着剂可为热环氧树脂。而该封盖112包含一组件，其提供一路径使光波可照射至该光伏电池102。例如，该封盖112可通过半透明或透明材料所制成，或者该封盖112可包含半透明或透明窗片或镜片。若该封盖112包含一折射镜，则其可协助入射光均匀照射于该光伏电池102。该基座110与该封盖112可为通过TO-CAN封装所制成。在本发明所揭示的另一实施例中，该光伏电池102可经由其他传统制程加以封装，例如，该光伏电池102可不使用一封盖而黏着于一基座上，并密封于一外壳之内；或者使用光学胶或透明环氧树脂完成密封制程，其中，该光伏电池102可黏着于一散热器，其用以散佚能量转换期间所产生的热能，此部分为现有技术人员所熟知，不再赘述。

在本发明所揭示的另一实施例中，该光伏电池、该波导管与该封盖的设置将有变动。现请参考图3，一光伏功率转换接收器的剖面示意图。其中，该光伏功率转换接收器600包括：一光伏电池602；一波导管604；一光学传输装置606；一基座610；一封盖612。该波导管604设置于该封盖612与该基座610之间，使该封盖612、该波导管604以及该基座610之间形成密封状态。其允许该波导管604的出口可设置于更加靠近于该光伏电池602，而仍然使用已知方式使其形成密封状态。在本发明所揭示的另一实施例中，包含波导管顶部有一窗片，此窗片有一折射式光件；或者包含一封盖，其可让一光学传输装置，例如光纤，嵌入其材质内，因而允许入射光由该光学传输装置606直接传输至该波导管604，而不需经由该窗片。

在本发明所揭示另一实施例中，有多组光伏电池具有或不具有一共享接地，其配置于该波导管的该出口，使其根据应用需求而提供多重输出电压。该多组光伏电池的配置可与美国公告专利US 14/753,515所揭示配置相同，其内容通过引用方式并入并构成本说明书的一部分。

除了调整该波导管至该一雷射波束的偏心距离等方式之外，其他均匀照射至一光伏电池的可能方式亦可令该波导管的尺寸达成最优化。现请参考图4A和图4B，目前所揭示的实施方案的一波导管的一入口、一出口以及一内壁的轮廓示意图。需注意的是，该波导管可与现有所述的光学传输装置整合，使该光学传输装置的该末端偏离或对齐该波导管的该纵向中心轴。

其中，该波导管301的一入口宽度、该波导管301的一入口高度、该波导管301的一出口宽度、该波导管301的一出口高度以及该波导管301的一纵向长度分别定义为A、B、C、D以及L。而A大于B，且C大于D，即该波导管301具有一矩形入口横切面以及一矩形出口横切面。该入口横切面的精确形状或该出口横切面的精确形状，其主要与设置于该波导管301出口的该光伏电池的尺寸、数量以及配置相关联。此外，A与C相等，且B与D相等，即该矩形入口横切面的面积与该矩形出口横切面的面积相等，而L介于2xA至5xA之间。

在本发明所揭示的另一实施例中，该波导管302的一入口宽度、该波导管302的一入口高度、该波导管302的一出口宽度、该波导管302的一出口高度以及该波导管302的一纵向长度亦分别定义为A、B、C、D以及L。而A与B相等，且C与D相等，即该波导管302具有一正方形入口横切面以及一正方形出口横切面。此外，A大于C，且B大于D，即该正方形入口横切面的面积大于该正方形出口横切面的面积，而L仍介于2xA至5xA之间。

现请参考图5，具有一光学扩散器的一光伏功率转换接收器的局部示意图。该光伏功率转换接收器包括：一光伏电池402；一基板408；一光学扩散器420。其中，该光伏电池402连接于该基板408，而该光学扩散器420设置于该光伏电池402的一光接收平面之上。该基板408可为氮化铝基板。该光伏电池转换接收器还包括一或多组上述的波导管与光学传输装置。该光伏电池402与该光学扩散器420可以是密封方式的封装。制作该光学扩散器420的材料可选自玻璃或聚合物，其内部可以有或没有功能性的微细散光颗粒，同样的，压花而成的图案或表面织构亦可加诸其上，以助光的扩散。该光学扩散器420可将入射光均匀分散于该光伏电池402的光接收平面。

现请参考图6，具有一散热器的一光伏功率转换接收器的局部示意图。该光伏功率转换接收器包括：一光伏电池502；一散热器530；一封盖512。其中，该光伏电池502连接至该散热器530，而该封盖512密封该光伏电池502。该光伏能量转换接收器亦可包括一或多组前述的波导管、光学传输装置与光学扩散器。此外，任何前述的波导管与封盖512可整合至上述相同装置之中。该散热器530为一已知直立鳍片散热器，然而本发明并非限定于此。在其他实施例中，该散热器可为一针状鳍片散热器、一喇叭状鳍片散热器或者适用于水冷装置的冷却板(如图7所示)。在图6所显示的光伏功率转换接收器中，其并未使用传统封装所需的基座，借此可减少热接面的数量，进而达成更良好的热传递效果。

现请参考图7，一光伏功率转换接收器的局部示意图。该光伏功率转换接收器亦包括：一光伏电池702；一散热器730(本实施例为一冷却板)；一封盖712。其中，该光伏电池702直接附着于该散热器730，而该封盖712附着于该散热器730，使该光伏电池702形成密封状态。该光伏功率转换接收器亦包含一波导管704，其被密封于该封盖712与该散热器730之间。该波导管704可为图7所示的该光伏功率转换接收器的唯一波导管或者为一额外波导管，例如，图7所示的该部件可合并至图1所示的一光伏功率转换接收器。

需注意的是，上述的一波导管设置于一光学传输装置与一光伏电池之间，并作为一波束均匀器使用，而该波导管仅为其中一种波束均匀器。如同透镜、微透镜数组、光棒、绕射式光学组件(Diffractive Optical Element，DOE)亦具有相同的功效。此外，耦合至各种光纤几合形状的光纤式平顶光束整形技术，皆可被应用于生成该光学传输装置的输出，本实施例即包含这些可能的方式。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。