201110386 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一非成像光學集中器及使用該非成像光學 集中器之系統。 本申請案根據美國專利法35 U.S.C. §119(e)規定而主張 2009年 4 月 27 日申 s青的名為'「Liquid Filled Non-imaging Optical Concentrator」之臨時申請案第61/214,646號之優 先權，其全文以引用之方式併入本文中。 【先前技術】 可使用太陽能電池板以使用光伏打效應將太陽光轉換為 電。太陽能電池板可給一典型家庭供應所需之相當大比例 之電。該等太陽能電池板通常安裝於屋頂上或地上且連接 至當地的電力設施，將所有電力直接供應至家庭或將過度 之電力泵送回該設施。除減少一屋主之設施電費之外，屋 主通常可將任意剩餘的電直接賣回給該設施。太陽能電池 板亦用於商業應用中，範圍從大規模發電站至小型家族企 業。 ' 非成像光學集中器（亦稱作「收集器」且該等術語在此 可交替使用)可用於藉由將太陽光集中於太陽能電池板上 而改良電池板之效率。 【發明内容】 光集中器可由用於將光引導至—吸收體元件上，諸如— 光伏打電池上的兩個或多個介電材料組成。介電材料之使 用允許在某些地方使用全内反射’消除對金屬鏡面的需 147984.doc 201110386 求。在實施例中，收集器特徵為圍繞一液體（例如水）介電 層而形成一湾殼體的一個或多個固體介電材料。 在收集gf由具有多個不同k ό # 夕1U不同折射率之固體部分組成的實施 例中，可使用具有離散光學介面的不同材料，而不是且有 -連續變化折射率的材料（例如所謂的梯度折射率材料）。 在些實施例中，具有不同折射率之部分主要用於接近該 集中器之出口處（即’接近該吸收體元件）。具有不同折射 率之部分可經配置使得隨著光靠近該出口，折射率變大。 據信，使該收集器之折射率隨著光靠近該出口而增加可允 許該收集器以其理論上允許之集光比率與受光角之乘積的 最大值而作用’就如其在該出口處完全由最高折射率之材 料形成般。 一般而言’在一態樣中，本發明特徵為一裝置，該裝置 包含：一光集中器，該光集中器在操作期間從一入口孔隙 及一出口孔隙引導光，及—光伏打器件，其相對於該出口 孔隙定位以接收該光’其中該光集中器包含由-對相隔開 之側壁及連接該等側壁之一出口壁形成的一中空本體，每 ^第一折射率ni之一材料形成，該出口壁包 含具有定位於該出口孔隙處之—出σ表面的—第一元件， -玄第元件由具有第二折射率〜之一材料形成，且該中空 本體含有具有一折射率Μ一液體，其中—丨且二”工 該裝置之實施例可包含一個或多個下述特徵。例如，該 等側壁可沿著-第-方向而延伸’且相對於沿著該第一方 向延伸之-參考平面而對稱g己置，每個壁具有一内表面及 147984.doc 201110386 一外表面，其中該等壁之内表面彼此面對，其中對於垂直 於該參考平面的一橫截面，該等外表面之至少—部分具有 -彎曲形狀。該弯曲形狀可為一抛物面形狀。在_:實施 例中°亥整個外表面具有一抛物面形狀。該光集中器可包 含連接該等側壁且與該出口壁相對的一入口壁，其中該入 口壁之一表面對應於該入口孔隙，對應於該入口孔隙之該 表面為一平坦表面。 該彎曲形狀可為-雙曲線形狀。例如，該整個外表面可 具有-雙曲線形狀。該光集中器可包含連接該等側壁且與 該出口壁相對的一入口壁，苴 ^ ^ 該入口壁之一表面對應於 该入口孔隙，對應於該人口孔隙之該表面為—凸起表面。 該等内表面之至少一部分可具有一彎曲形狀。例如，該 整個内表面可具有一拋物面形狀或雙曲線形狀。 在些實施例中，該等内表面及外表面具有相同之形 狀或者丨等内表面及外表面可具有不同形狀。 該等外表面之不同部公可目 刀了具有不同形狀。在一些實施例 中，該等外表面之至少_邱八Β + ^ 。卩分具有一線性形狀。 該光集中器可包含連接該等側壁且與該出口壁相對的一 入口壁’其中該入口壁之一矣t此丄+ ^ 衣面對應於該入口孔隙》對應 於該入口孔隙之該表面可為一 ^ 卞表面或一凸起表面。 該出口壁可包含定位於兮筮 _ _ °系第—兀件與該液體之間的一第 二疋件，該第二元件由具有-折射率η4的-材料形成，其 〜η4<η2。在一些實施例中1出口壁包含定位於該第 一元件與該液體之間的一當_ _ ^ 第二7L件，該第三元件由具有一 147984.doc 201110386 折射率h的一材料形成，其中η3<η5<η4<η2。 該第一元件可由一無機玻璃或一聚合物（諸如聚碳酸酯） 而形成。 n2可為1.5或更大。 。玄液體可為水或水溶液。在一些實施例中，該液體為甘 油。 在某些實施例中，hd.w，諸如為丨4或更小，為i 35 或更小。 該第一元件可具有與該出口表面相對的-非平坦表面。 例如，該非平坦表面可為—凸起表面^在_些實施例中， 該非平坦表面由一個或多個平坦片段組成。 該等側壁之内表面可與該第―元件之—表面呈連續 曲。 該等側壁及該第-元件可由相同之材料形成。在一些實 施例中，豸等側壁及第-元件由—單片式材料形成。— 在某些實施例中，ηι=η2。 該光集中器可為一全介電收集器。 該光集中器可不含有金屬成份。 -般而言’在另一態樣中，本發明特徵為一裝置，該袈 置包含：-光集中器，該光集中器在操作期間從—入口^ 隙及-出口孔隙引導光，及—光伏打器件，其相對㈣出 口孔隙而定位以接收該光。該光集中器包含由一對 之側壁及連接該等側壁之一出口壁 汗 ^ 心成的一中空本體，該 出口壁包含具有定位於該出口孔隙處之—出口表面及具有 147984.doc 201110386 與出表面相對的一入口表面的-第—开杜 面為一非平±日參& 兀件，該入口表 卜千坦表面’該第一元件由具有 材料形成，且該中空本體含有具有_ :率〜之― ^ . 丨柯手n2的一液體， 其中n2<n丨。 J 4文篮’ =置=實施例可包含上文所提之—個或多個特徵。 Λ而έ，在另一態樣中，本發明 置句令· ^ ^ ^ 訂试马裝置，該裝
=…-先集中器，該光集中器在操作期間從一 隙及一出口孑匕隙引道_本 „ . L 口孔隙而〜 '件，其相對於該出 疋位以接收該光。該光集中器包含由-對相隔門 之側壁及連接該等側壁之一出口壁形成的-中空本 二"側壁沿著一第一方向而延伸’該等側壁相對於沿著 第一方向延伸之一參考平面而對稱配置，每個側壁且有 -内表面及-外表面’其中該等側壁之内表面彼此面對， 其中對於垂直於該參考平面的一橫截面，該外表面之Κ 狀不同於該内表面之-形狀，該出口壁包括具有定位於該 出口孔隙處之一出口表面的一第一元件，該第一元件由且 有第二折射率ηι的一材料形成，且該中空本體含有具有1 折射率Π2的一液體，其中η2<ηι。 該裝置之實施例可包含上文所提之一個或多個特徵。 -般而言’在另-態樣t，本發明特徵為—裝置，該裝 置包含：-光集中器，該光集中器在操作期間從一入二 隙及一出口孔隙引導光’及_光伏打器件，其相射於該出 口孔隙而定位以接收該光。該光集中器包含由一對相隔開 壁形成的—中空本體，其 147984.doc 201110386 中°玄等側壁沿著一第一方向延伸，該等側壁相對於沿著該 第一方向延伸之一參考平面而對稱配置，每個側壁具有一 内表面及一外表面，其中該等側壁之内表面彼此面對，其 中對於垂直於該參考平面的一橫截面，該外表面之一形狀 包含一彎曲部分及一線性部分，該出口壁包含具有定位於 該出口孔隙處之一出口表面的一第一元件，該第一元件由 具有第二折射率〜的一材料形成，且該中空本體含有具有 一折射率〇2的一液體，其中η2<ηι。 該裝置之實施例可包含上文所提之一個或多個特徵。 °亥等光集中器之貫施例可包含一個或多個下列優點。在 二'施例中，集中器比習知光集中器（例如形成影像之 器）〃有更大之文光角。例如，在最接近於該吸收體 ，件之》亥收集器之側包含一系列折射元件可提供比僅以一 單一折射元件為特徵之一類似收集器更大的一收集角，在 折射7L件具有單調增加之折射率且具有最高折射率之元件 係鄰近於該吸收體元件之情況下尤為如此。 光收集器可使用安 王、使且之液體（例如水）作為具男 主體介質。例如，一光收集器可界定可用水填充之一寸 本體，其中該水用作所收集之光的一初始折射介質。 光收集器之其他組件亦可使用便宜材料。例如，在某 實施例中，該等收集器特徵可為由固體介電材料（諸: 明聚合物及/或無機玻璃)形成之一中空本體。可使用相 少之固體材料。例如’ 一收集器之主體可由一液體(例 水）組成。該等光收集器可不具任何金屬成份。 147984.doc -9- 201110386 β使1光收集器之模組可在沒有使用太陽能追縱系統之前 提下全年（或幾乎全年）提供太陽能能量。例如，光收集器 可具有足夠大之收集角’使得當其等安裝於太陽能電池板 中時’其等可從亞熱帶及氣候溫和之緯度的固定位置全年 供電。 本考X月之個或多個實施例之細節在附圖及下文之描述 中闡月I發明之其他特徵、目的及優點將從描述及附圖 及從請求項中變得顯而易見。 【實施方式】 參考圖1Α，一太陽能收集器系統100包含一收集器11〇及 一吸收體元件15 〇， 將一廣泛範圍角度 150 上。 諸如一太陽能電池。收集器u〇操作以 的入射太陽光輻射集中於吸收體元件 收集器110具有由兩個彎曲側壁120及122組成之一中空 本體130組成’該等側壁沿著一軸（所展示之笛卡爾座標系 統之y軸）而延伸。側壁120及122相對於平行於y_z平面的一 參考平面ιοί而對稱。收集器110包含一出口壁138，其在 側羞120與122之間之一邊緣處延伸以在中空本體"ο之一 末端處形成一壁。出口壁138對應於收集器11〇之一出口孔 隙。在收集器110中，出口壁138由兩個折射元件組成，分 別標記為140及142。吸收體元件150係附接至收集器11〇之 出口壁138之一出口表面115處。收集器11〇亦包含與出口 壁138相對之收集器11〇之側上的一入口壁。入口壁128 對應於收集器11 〇之一入口孔隙。 147984.doc -10· 201110386 亦參考圖IB，側壁12〇及122各自具有一内表面（分別為 12〇2及1222)及一外表面（分別為12〇1及1221)。在一些實施 例中，如對於圖1A及圖1B中所展示之實施例，該等側壁 之内表面及外表面之形狀係相同的，因此側壁120及122具 有一恆定厚度。該等側壁表面形狀經選擇以藉由引導光進 入收集器110以待引導至吸收元件15〇而提供光集中效應。 在此，該側壁表面形狀指代x_y平面中之該等側壁表面之 曲率。在某些實施例令，該等側壁表面係拋物面形狀如 圖1B中所展示。 側壁120及122由具有一第一折射率N1之一材料形成。一 般而言，如在此所❹，「折射率」指代—材料在電磁波 頻譜之該收集器可操作之—部分中（例如，在跨越可見光 譜之-範圍内，諸如從近紫外線（uv)至近紅外線（ir)區域） 的折射率。在比較不同介質之折射率時，應在相同波長下 比車又及等不同；丨質之折射率。下文討論用於側壁⑽及I?! 之例示性材料。-般而t ’N1>1。例如，N1可為14或更 大(例如或更大、h6或更大、17或更大、18或更 大、1.9或更大、2.0或更大）。 該中空本體用具有-折射率咖之―流體（例如一液 體’諸如水)而填充。—般而言，m_2不同。例如，在 某些實施例中，m>N2。在一些實施例中’犯為16或更 小（例如1.55或更小、1 5劣审| ,. U或更小、1.45或更小、141或更 小、1.4或更小、1.35或更小）。 入口壁128具有面對中空太駚〗 工本體130之一内表面1282，及與 147984.doc 201110386 内表面1282相對之一外表面128丨。入口壁128係—平扭元 件，其中内表面1282及外表面1281係平坦的平行表面（平 行於x-z平面）。 折射元件140及142亦為具有平行平坦表面之平坦元件。 明確言之，折射元件140具有一内表面14〇1及一外表面 1402。折射元件142具有一内表面1421，其與折射元件“ο 之外表面1402形成一介面。折射元件142之外表面係收集 器110之出口表面115。 入口壁128及出口壁14〇及142係由在關注波長（例如從 3〇〇奈米至1，1〇〇奈米）下呈大體上透明之材料形成。折射元 件140由具有一折射率N4的一材料形成。在一些實施例 中，N4>N2。折射元件142由具有不同於N4之一折射率 例如大於N4)之一材料形成。在某些實施例中， N5>N4>N2。 收集器110如下作用以將光集中於吸收元件15〇上。對於 以一角範圍入射於入口壁128上之光，該光在外表面丨之“ 處折射且在内表面1282處再次折射而透射至本體130中。 ”、頁然在表面128 1處以法線方向入射之光不會折射，但是 由於入口壁128具有大於其周圍環境（通常為空氣）的折射率 折射率’以非法線角度入射之光將朝平面1 01而折 射。線L展示一例示性入射光線。光線1^傳播穿過填充本體 130之介質，且入射於側壁120之内表面1202上。在此，光 之。卩分透射至側壁120中，而其一部分反射回本體丨3〇 中所透射之部分入射於外表面1201上（該所透射之部分 147984.doc •12· 201110386 在此處反射），且反射光之至少一部分透射回本體13〇中（在 該本體130中’透射回本體130中的光平行於初始反射於表 面1202之光而傳播）。初始在表面1202處反射之光之此路 控標記為L1 ’而在表面1201處反射之光之路徑標記為[2。 一般而言’因為N1通常大於周圍大氣之折射率，故可在外 表面1201處發生全内反射，且沿著路徑^傳播的光不會穿 過側壁120而離開收集器11〇。明確言之，在光以大於臨界 角之入射角而入射於表面1201之情況下將發生全内反射。 在一些實施例中，在流體之折射率1^2大於側壁12〇之折射 率N1之情況下，可在内表面12〇2處發生光之全内反射，且 沿著路徑L入射於該表面上之所有光沿著路徑L1而反射。 亦參考圖1C，沿著L1及L2兩者傳播之光在折射板丨4〇之 表面1401處折射，因為N4大於N2，該光朝平面1〇1而折 射。該光在表面1402與折射元件142之表面1421之間之介 面處再次折射。在]^5大於N4之情況下，該光在其進入折 射元件142時再次朝著平面101折射。該光穿過出口表面 115而離開折射元件142，且照射於吸收體元件15〇上。 自然地，入射於入口壁128上之至少一些光將在不從任 一側壁反射的前提下傳播穿過該本體13〇。例如，在平面 ιοί中以法線方向入射於入口壁128上之光將不照射於任一 側壁上。此外，以非常高之入射角入射於入口壁128上之 某些光將不被收集於吸收體元件150上。例如，以非常高 之角度（例如60。或更高）入射之光將大量地從表面i28i處反 射，或對於透射至本體130中之光，其將以一近法線之入 147984.doc 13 201110386 射角度照射於一側壁上，且將透射穿過該侧壁。相應地， 存在一入射角度範圍，對於該入射角度範圍，入射光將被 收集於吸收體元件1 5 〇上。一般而言，此範圍取決於形成 收集器110之多種元件之幾何形狀及其等之折射率兩者。 此角度範圍可由一受光角emax而參數化，該受光角‘以對 應於在受光孔隙之一邊緣處入射且被集中於該吸收體元件 上之入射光線的最高角度。在一些實施例中，受光角可為 15°或更高（例如16。或更高、17。或更高、18。或更高、19。 或更高、20°或更高、21。或更高、22。或更高、23 5。或更 冋、25。或更高、28。或更高，諸如高達35。、高連3〇0)。 一般而言，收集器110之實體尺寸可取決於該收集器需 要將光集中至其上的吸收元件15〇的尺寸而改變。在某些 實施方案中，一相對較小之尺寸係所期望的。例如，在該 收集器係安裝於一屋頂上之一太陽能電池板系統之一部分 之情況下，一相對較小之設計係所期望的，以避免與較大 收集器關聯之過度重量。 在一些實施例中，收集器110具有約1〇公分或更小的一 咼度（例如約8公分或更小、約7公分或更小、約6公分或更 小、約5公分或更小、約4公分或更小）。在此高度指代 s亥收集器沿著y轴之尺寸。 一般而言，側壁120及122、入口壁〗28及由折射元件“Ο 及I42形成之末端壁應足夠厚以提供在中空本體13〇中固持 該流體所需之機械強度1而該等S件相對薄係有利的，、 以減少材料成本及該收集器之重量（尤其在用流體填充該 147984.doc 14 201110386 Γ集器之前）°在-些實施例中，側壁職122具有在0.5 至約5宅米(例如約1毫米、約!.5毫米、約2毫米、約 •5宅米、約3毫米）之一範圍内的—厚度。 入口壁128之厚度可根據期望而變化。在一些實施例 羞可具有約5毫米或更小（例如3毫米或更小、2毫 ”或更小、1毫米或更小、〇5毫米或更小)之一厚度。因為 入口壁128通常不载重，其相對於例如側壁12〇、m及相 對於出口壁138可為較薄的。 出口壁138應為足夠厚以對收集器"〇之其他組件提供足 厂句之結構支持。在實施例中，出口壁138具有約5毫求或更 厚(例如6毫求或更厚、7毫米或更厚、8毫米或更厚、誠 ^或更厚、12毫米或更厚、15毫米或更厚、20毫米或更 厚）之一厚度。 組成出口壁138之該等折射元件之相對厚度亦可變化。 在一些實施例中，折射元件140及142具有相等之厚卢。或 者’折射元件M〇及142之相對厚度可為不同的。例如，元 件_之厚度可為元件142之厚度的5〇%或更厚（例如，75% 或更厚、125%或更厚、150%或更厚、2〇〇%或更厚）。在實 施例中，元件刚及/或元件142具有】毫米或更厚（例如^ 未或更厚、3毫米或更厚、4毫米或更厚、5毫米或更厚、6 毫求或更#、7毫米或更#、8毫米或更厚、9毫米或更 厚、1〇毫米或更厚、U毫米或更厚、12毫米或更厚二毫 米或更厚、毫米或更厚、15毫米或更厚）之—厚度。每 個元件之厚度可經選擇以增加該收集器】〗〇之收集效^。母 147984.doc -15- 201110386 望該（等）折射元件之厚度取決於集㈣之所期 j角及錢體之折射率及該等折射元件之折射率。當 :母個折射凡件之厚度及折射率時亦可考慮經濟因數。 般而言’較高折射率之材料趨向於比較低折射率 :材=，尤其對於具有大於約α至約16之折射率的材
料。相應地，在草此音姑也丨A 杲二貫施例中，離該吸收體元件最遠之折 射元件係最厚之折射元件且具有料折射元件中最低的折 射率。折射元件越接近該吸收體可為越薄。 收集器110之寬度亦可變化。在此，寬度指代該收集器 在X方向的尺寸。一般而言’該收集器在對應於該入口孔 隙之入口壁128處具有—最大寬度。通常，該最大寬度小 於該收集器之高度。在一些實施例中，收集器ι 1〇具有8公 分或更小（例如6公分或更小、5公分或更小、4公分或更 小、3公分或更小）之一寬度。 一般而言，收集器110從入口壁128至出口表面115而變 窄。在入口壁128處之寬度對出口表面115處之寬度的比率 疋義s玄收集器之收集能力。例如，入口壁12 8處的一寬度 為出口表面115處之寬度之五倍的一實施例具有為5的一收 集能力（稱其為一 5Χ收集器）。一般而言，收集器u〇之收 集能力可變化。在一些實施例中’收集器1 1 0具有在約3 X 至約10Χ(例如約4Χ或更大、約5Χ或更大、約6Χ或更大、 約7Χ或更大、約8Χ或更大）的一範圍内的一收集能力。 通常’吸收體元件150係一光伏打器件，諸如基於;ε夕之 一太陽能電池（例如單晶矽或多晶矽、非晶矽、薄膜;ε夕）。 147984.doc -16 - 201110386 亦可使用基於其他半導體之光伏打器件（例如銅銦鎵（二^西 (CIGS))。對於某些應用，該吸收體係一多接面光伏打電 池。在一些貫施例中，吸收體元件15〇可為一有機光伏打 益件，諸如基於小分子或聚合物有機半導體之太陽能電 池。或者，或另外，該吸收體元件可為-傳熱吸收體。在 二貫施例中，δ亥收集器本身可藉由例如經由一冷卻循環 而提供使用於該收集器中之溫水而作為一傳熱吸收體。 雖然收集器1 10特徵為側壁具有恆定厚度及抛物面表 面，一般而言，其他側壁形狀亦為可行的。一般而言，該 等側壁之形狀經選擇以提供較高之光收集效率，同時相對 較薄（例如為保持材料成本相對較低）但提供足夠機械強度 以耐受該中空本體中該流體之重量，及其在實地可能遭遇 之環境應力(例如溫度變動、風及降雨）。可例如使用電腦 模型化軟體而決定側壁表面形狀，以模型化及最佳化預期 形狀之效能。 -般而言，該等外側壁表面及内側壁表面之形狀各自具 有可同時被改變以最佳化一收集器之效能之冑乡自由參 數。其他自由參數包含該收集器之每個部分之折射率該 入口表面之形狀及該（等）折射元件表面之形狀。 在某些實施方案中，吾人可首先選擇該入口壁之外表面 或側壁外表面之形狀’接著選擇該入口壁之内表面或側壁 内表面之形狀，且最後選擇該側壁内部輪廓及/或出口折 射物之形狀，以最佳化該集中器之效率、緊密度或其他所 期望之性質。 147984.doc 201110386 在一些實施例中，該入口壁之外表面可經選擇為平坦 的，且該等側壁之外表面可為拋物面的，如圖丨中所展 示。在某些實施例中，該入口壁之該外表面可為凸起的 (例如圓形的，諸如球面或圓筒形）且該等側壁之外表面可 為雙曲線型（見下文之圖4中在任一情況下，藉由改變該 (等）出口反射物之幾何形狀及/或側壁内表面形狀，可允許 局部偏離整個側壁形狀。通常，此等應在數值上決定，因 為解析方法僅對於一些（通常為普通）情況而存在。 在-些實施例中’收集器特徵可為由具有不同形狀之片 段組成之側壁表面。在一些實施例中，一側壁表面之一片 段可具有一第一拋物面形狀，而該相同表面之另一片段具 有一不同抛物面形狀或一非拋物面形狀（例如一線性形 狀、一較咼階多項式形狀或一雙曲線形狀）。在—些實施 例中，側壁可由具有多於兩個片段（例如三個或更多個片 段、四個或更多個片段、五個或更多個片段）的表面組 成。 在某些實施例中，該等内側壁表面及外側壁表面可具有 不同之形狀。例如，該等内側壁表面及外側壁表面可具有 不同之拋物面形狀。在某些實施例中，該内側壁表面之至 少-片段可為抛物面形狀，而該外表面之鄰近片段為非抛 物面形狀(例如_線性形狀、一較高階多項式形狀或一雙 曲線形狀）。或者，在一些實施例中，該外側壁表面之至 少一片段可為抛物面形狀，而該内表面為非拋物面形狀 (例如線性形狀、一較高階多項式形狀或一雙曲線形 147984.doc 201110386 狀）。 此外’雖然側壁120及122具有一恆定之厚度，在一些實 施例中，收集器特徵可為具有變化之厚度的側壁。例如， 一收集器特徵可為具有從其人口壁至其出口壁增加的一厚 度的側壁。該等側壁可提供結構優點，允許在接近該入口 壁處有相對薄之侧壁’在接近該出σ壁處由較厚之側壁支 據相對於具有值定厚度之側壁的類似收集器，變化厚度 之側壁亦可提供改良之收集效率。 如别文所提，該（等）折射元件之形狀可在最佳化收集器 組件之形狀時作為一自由參數而處理。所以在一些實施例 中，當在收集器110中之折射元件14〇及142 坦的，具有平行之平坦表面時，末端壁職/或二 含-個或多個非平坦表^。例如，參考圖2人及圖2Β，一 收集器包含具有彎曲表面之折射元件24()及242。明確 言之，折射元件240包含一凸起内表面24〇1及凹進外表面 2402。折射元件242之内表面242丨為遵照外表面Μ”之凸 起形狀。出口表面1 1 5係平坦的。 在一些實施例中，收集器包含具有一分段式平坦表面的 -折射元件。例如’參考圖3八及圖3Β，—收集器31〇包含 具有由許多平坦部分組成之—内表面34〇1的—折射元件 340。該等部分經配置使得表面34〇1為大體上平坦但具有 以參考平面101為中心的一脊。如圖所示，該脊具有一梯 形之形式，即’具有一平坦中央部分及兩個斜平坦側。穿 過該等斜側之光線以不同於穿過該折射元件之大體上水平 147984.doc •19· 201110386 二二先線的一角度而折射。可稱此-折射元件為具 刀又’平坦上表面’其利用-梯形脊。其他分段式平 坦表面亦為可行的。 仅式十 有表面3401及彻可用以進一步增加該集中器之 似二柱面透°例如’在功能上’該等凸起折射元件執行類 聚隹。鏡之-功能’將入射光朝著吸收體元件丨5。而 一般而言’每個部分之寬度及其相對於χ轴之角定向可 根據期望而變化。如下文所解釋，該等參數值之 由電腦模型化而決定，以提供該收集器之改良的集中效 率 〇 ，然收集H 1 10具有兩個折射元件（刚及142)，更一般 而言’收集器可包含具有一單一折射元件或多於兩個折射 70件的出口壁’每個折射元件具有不同於鄰近折射元件之 折射率。例如’出σ壁可包含三個或更多折射元件（例 士四個或更多、五個或更多、六個或更多、七個或更多' 八個或更夕個折射兀件)。在一些實施例中，收集器可包 3」固或更夕個具有増加之折射率的鄰近折射元件，具有 最门之折射率的折射元件定位為鄰近於吸收體元件150 處0 此外，雖然入口 的且具有一平坦入 而言，入 壁在收集器110、210及310中為平坦 口表面1281及出口表面1282，但是一般 i 12 8亦可具有彎曲之表面。例如參考圖4， 收集器410具有擁有-球面凸起入口表面4281及平行於 147984.doc 201110386 表面他之-凹進出α表面·的—入口壁似。雖然入 口表面4281係球面，-般而言，該入口表面之曲率可為球 面的或非球面的。相對於具有一平坦入口表面之類似收集 器’由於例如該入口壁之一聚焦效應，此曲率可增加 器410之收集角度。 # 收集器410包含側壁420及422,其等兩者具有雙曲線型 外表面。其等之精確形狀的選擇在下文中更詳細討論。收 集器4U)亦包含由—單_折射元件形成之—出口壁物。該 出口壁包含-人〇表面424，該人口表面似包含—中央脊 出土 440之特徵亦為彎曲側表面44〇1及44〇2。表面 4401及44G2可具有與該等側壁之外表面相同之形狀，或可 具有不同之曲率。例如’表面4401及4402之形狀可獨立於 /等側土之形狀而最佳化，以進一步增強收集器“〇之效 率〇 雖然表面4282平行於表面4281，在-些實施财，此表 面4282可具有其他曲率(例如平坦的、凸起或凹進卜例 如，該入口壁可為—雔π .央&上 片 马又凸透鏡或一凸凹透鏡（例如具有不 相等之曲率）。在某些實施例中，該入口壁可為一菲涅爾 透鏡（例如一單側或雙側菲淫爾透鏡）。 在一些實施例中’該等側壁之内表面與該出口壁之入口 ，面呈連續地彎曲。例如，仍參考圖4，出口壁表面424係 從側壁422之内表面連續彎曲至出口壁彻且至側壁似的 一表面。表面424在出口壁44〇之中央處包含一脊441。脊 441 /、有平坦中央部分，但平滑地彎曲至該等出口壁之 147984.doc -21 · 201110386 内表面。 在此-收集器中，該等側壁及出σ壁可由—連續單片式 之材料形成。 —般而言’對於收集器11G之不同組件可使用多種材 料通*，壁120、122、128及138由任意適宜透明材料製 成，諸如-透明聚合物材料或無機玻璃。該等構造材料應 經選擇以與接收集Μ之特定吸收體元件相容。光學上， 該中空本體之壁應具有—相對較高之折射率，在所期望之 光譜部分（諸如光譜之可見光及近紅外線部分）中應為透明 的「且為耐用的。例如，該等組件可由聚碳酸酯 (PC」）（例如Uv穩定之Pc)製成，然而可使用其他透明聚 合物材料，諸如聚甲基丙烯酸曱酯（「PMMA」）（例如uv 穩定之PMMA)。可使用商業上可購得之材料。例如，UV 穩定之PC及非穩定PC兩者均為在商業上可購得。 1 —些實施例中，該等組件之一者或多者可由一無機玻 璃裝成可使用許多類型之玻璃，諸如具有一約等於i.52 典型折射率之冕玻璃或具有範圍在1.45與2.00之間之折射 率之縫石玻璃。例如’在一些實施例中，出口壁13 8可 由用不同玻璃形成之折射元件组成。作為一實例，一冕玻 璃（例如具有折射率1.52)可用於折射元件14〇，而一燧石玻 璃（例如指定之SK)(例如具有折射率1.746)用於折射元件 142 ° 不僅由含有約10%氧化鉀之鹼石灰（RCH)矽酸鹽製造之 特定材料名為「冕玻璃」，具有類似性質之其他光學玻璃 147984.doc •22- 201110386 亦％為冕玻璃。一般而言，一「冕玻璃」指代阿貝數範圍 在50至85之任意玻璃。例如，稱為Sch〇tt bk7之硼矽酸鹽 玻璃係一普通冕玻璃，其用於精密透鏡中。硼矽酸鹽通常 含有約10%之氧化硼，具有較好光學特性及機械特性，且 可抵抗化學及環境損害。在冕玻璃中使用之其他添加劑包 含氧化鋅、五氧化二磷 '氧化鋇及螢石。 燧石玻璃通常具有範圍在145與2 00之間之折射率。上 文#論之特定燧石玻璃（指定之SK)具有62% Pb〇、33% Si〇2、5% K20之一組合物。 折射元件亦可由諸如氧化鈦（Ti〇2)之材料形成。在一些 實施例中，可使用具有稱為板鈦礦的一晶體形態的氧化 鈦’其具有2.58的一折射率。例如，在特徵為三個或多個 折射π件之實施例中，最接近吸收體元件15〇之折射元件 可由氧化鈦而形成。 在某些實施例中，該入口壁由㈣中具有低透射率的 -材料（例如-UV不透明材料）而形成。例如，通常用於可 見光之許多玻璃為UV不透明的。亦可使ffiuv不透明或穩 定之聚合物。在該等情況下’該收集器本體之剩餘部分； 不需要由UV穩定之材料製成。例如，在該入口壁彻光 之吸收或反射相當大程度上減少其他收集器組件U㈣ 光之情況下，該等組件之uv穩定性的需求可放寬。+ 該收集器之整個本體可作為一單一 隹。„叮丄v 早兀而形成，或該收 集盗可由個別之組件適宜地接合在—起而組成，諸一 黏合劑接合。 147984.doc •23- 201110386 充中空本體13〇之該流體可為與其他用於組成該集中 之材料相谷之任意透明液體。水及水溶;夜，諸如含有食 風或水溶性有機液體亦可視為適宜的。亦可使用具有147 2折射率的甘油。作為一特定實例，在—些實施例中， -收集器包含由PC(具有】586的_折射率）組成之側壁及一 2壁’而該中空本體用水（具有132的折射旬填充。此 =合可在相對低成本下實現具有一 185。受光角及一 5X集中能力的一集中器。 =上文之描述論及沿著參考軸具有一均勾橫截面的槽 形收集器’但是其他組態亦係可行的。例 具有-均勻橫截面的收集器。例如，收集器可在二不 内具有一橢圓形或圓形。 中H言’收集11可以多種方式設計。在-些實施例 集：可基於Winst0n撰寫之美國專利第4,240,692號 =中稱為「’692專利」)中閣明之化合物拋物面集中 之設計原理而設計，其全文之内容以引用之方式 併入本文中。在，692專利之方程式⑺中，對於由一單一光 學介質形成之-CPC，—受光角％定義為： sin^max>„(i_2/„2), 其中η為收集器之相對折㈣，也就是cpc之折射率血周 圍介質（例如空氣）之折射率之比 及此方程式。 “下文之討論中將論 朝之簡便起見’假設下文描述之集中器定向為入口 口朝下。將填充集中器之材料的折射率簡稱為 147984.doc •24- 201110386
NdLQW、U NdHigh，其等對應於一相對較低折射 料（例如N2,填充流體之折射率）、一中間折射率材料（例 如m，側壁之折射率）及一相對較高折射率材料（例如 N 5，一折射元件之折射率）。 在一些實施例中，可如下設計-個兩層式吹集器。在 此:。例如第-層可視為對應於填充流體之中空本體的該收 集益之-部分’而第：層對應於出^壁巾之—折射元件。 吾人藉由選擇具有考慮n=NdHigh時由上述U程式料 之-受光角的-抛物面收集器輪廓而開始。藉由計算或模 擬，直接在側壁上找到該側壁之曲率太陡山肖而不允許具有 NdLow的-材料作為—cpc而作用之—點（即，在該點處， 該側之曲率太大而無法將以該受光角人射之光線由全内反 射⑽）而反射至相對焦點，且所以該等光線在該點處從 該集中器逃逸該點建立該中空本體與該出口壁之折射 元件之間之截止點。在該點之下，該收集器用該〜材 料填充（即，制於該折射元件）；在該點之上，該 料就足夠（即’該填充流體之中空本體）。 在-些實施例中’此設計原理可延伸以包含具有部分線 性形狀之側壁表面的一兩層式集中器。明確言之，參考圖 可藉由在NdLow/NdHigh邊界51〇(例如，對應於該填充 流體之中空本體與該出口壁之間之邊界)之下保持抛物面 輪廟，且在該邊界51〇之上計算一新輪廓（包含一線性區段 520)而改良一兩層式設計。該線性區段52〇在邊界別與該 側i相交之位置處的一點52丨與如下建立的一點522之間延 147984.doc -25- 201110386 伸首先，吾人判疋在點521處反射的一光線53〇在出口表 面上之入射角。此在圖5中標記為尺。接著，吾人從相對側 壁與該出口表面相交之處之點以角度R追跡一光線532。點 522係光線532與該第一側壁相交之處的點。線性區段52〇 之定向由角度s而建立，角度s為該側壁在點52丨處之切線 的角度。 在某些實施例中’可如下添加額外線性區段。額外光線 可從相對焦點處延伸及折射，允許光線角度在_R(即，平 仃於R，但以相反的方向）與平行於一軸5〇1(其位於收集器 之對稱平面中）之間變化。對於該等光線之各者，從_R開 始’壁輪廓以小線性片段而延伸，該等片段係成角度以將 光線反射至受光角。當壁角度平行於集中器軸時，停止添 加片段。 在一些實施例中，可進一步藉由朝該入口壁提高Nd^w_ NdHigh邊界、將該拋物面輪廓維持於該邊界之下而增加效 率。例如，若該邊界係在為此新邊界高度找到之點522之 下，該側壁可由一線性區段而延伸。在該線性區段之上方 (或者，若不需要線性區段，則在該邊界處），該側壁可由 先别討論之小反射片段方法而延伸。 例如，β玄邊界待提高之高度可取決於獲得之額外效率值 與材料之額外成本之間的比較，因為較高Nd材料通常比較 較低Nd材料貴。例如可使用下述方法添加額外折射元件。 原則上，具有兩個折射元件之一收集器可被視為一三層式 收集器，其具有由兩個折射邊界分離之擁有不同折射率之 147984.doc • 26- 201110386 二個離散層。在實施例中，一抛物線邊界可保留於該第一 邊界之下。該等角度S及R如上文所描述般計算。應注意S 係對於具有NdL〇w之材料的一側壁以一給定受光角由全内 反射而反射光之可能的最陡峭之角度。亦計算類似之角度 S’及R’，其中S，為對於— Ndwid材料（例如上折射元件）的側 壁角度，且R，係從該NdMid材料反射之光折射至NdHigh材料 中時的角度。 現在可將一線性區段添加至該側壁，然而，實驗結果可 顯露使用一小反射片段方法上的一變動以延伸該側壁係較 佳的。然而，光線角度不在相對焦點上開始，而是在來自 邊界點之光線與出口相交的點處開始。再者，該光線角度 僅從-R'至-R而變化。 在此彎曲區段上方，一線性區段可以角度尺而延伸其 末端點藉由從該相對焦點開始一光線、透過干涉材料而折 射該光線、且找到該光線與該線性區段之相交點而判定。 最後’使用上文所描述之用於兩層式收集器之方法，1 曲區段可從該線性區段而延伸，加上由仰_而引起之折 射。 可使用與先前描述之對於兩層式系統相同之原理而調整 在三個層之間之邊界。在此’亦可如先前所解釋的兩層式 ^般而產生-額外側壁。此外’該等邊界可彼此獨立而 提南，尸、要NdMid-NdLow邊界保持在NdHigh_NdMid邊界之 上。一般而言，該等邊界之特^位置可取決於先前討論之 關於該兩層式系統之效率對成本折衷。 147984.doc •27· 201110386 在-些實施例中，經由實例，可按如下步驟而設計一雙 曲線型集中盗’諸如圖4中展示之收集器41〇。該等實施例 特徵為-大體上雙曲線型之外側壁輪摩，及很大程度上平 行於該外側壁，但在某點離開該外側壁以形成出口壁之内 表面之一内側壁輪廓。此可按如下步驟設計。 首先，選擇組成該集中器之材料：入口表面、側壁、出 口壁（對於每個折射元件）及液體。 接著’選擇所期望之設計參數。對於_大體上雙曲線型 之集中器’該等設計參數為受光角、#中比率(即該入口 Μ ϋ W q隙尺寸之比率）及入〇壁曲帛。亦選擇 該等側壁之寬度， ' 使用例如1987年1月15日《抑㈣0ptics》第26卷第2 期Xiachui Ning等人在「―⑻心⑻吻 reflecting Concent論rs」中描述之方法，從該等設計參數 而計算由入口壁聚焦之光的焦點及來自入口透鏡之將去入 口壁之光線㈣度。為簡潔起見，可使用第—象限角及垂 直定向的一集中器。所以，肖集中器定向為入口表面朝上 而出口壁朝下，且極值光線從右上方進入。因為光從右邊 進入，吾人設計該集中器之左側壁及該出口壁入口表面之 左半部且接著藉由對稱性而決定右側壁/該出口壁之右半 部。該入口壁之末端定位於笛卡爾座標系中（+/_集中比 率’ 0)。該集中器將具有負y座標’且該出口之末端將為 χ=+/-ι。吾人藉由判定正透鏡末端光線與線^―丨相交之處 而計算該集中器之最小y座標（高度）。 147984.doc -28- 201110386 接著’計算該外側壁表面之雙曲線方程式。此數值上達 成方式係藉由：反覆遍及點（x，y)，使得7值小於或等於該 最小而度；及判定產出一雙曲線的一 x小於或等於_ 1，亦 經過該入口壁之負末端且具有該透鏡聚焦之焦距且正集中 器出口為（1，y)。 現在可從負透鏡末端至穿過入口透鏡進入液體中及穿過 該側壁之光線將避開全内反射之所在點而產生該外側壁輪 廊。使用在所計算之外側壁之末端與透鏡焦點之間之相同 光線上之點下的寬度而計算該内側壁。 在此點處’内側壁表面應從外侧壁表面彎曲離開，以折 射光以藉由在該外側壁處之全内反射而將其保持於該集中 益中。再者，應注意若該内側壁表面在此點處為連續，則 S亥外側壁將大體上不通過所期望之集中器負出口但通至其 外侧（即，X<-1的一位置）。所以，該内側壁表面不僅應轉 向内（即朝向該集中器軸），該外表面（即，該出口壁之外表 面）亦應如此。 在不希望受理論約束之前提下，具有夠薄」之壁的 雙曲線側壁應將光折射至集中器正，但僅折射至内側 壁面及外側壁面平行之處。在至内側壁面及外側壁面分開 之處’由側壁外部面反射之光線可能無法到達出口，而是 從該出口上方之相對（右手邊）側壁離開該集中器。 為判定此「漏光」之程度，吾人可考慮出口壁入口表面 之兩個其他特徵。例如，假定出口元件表面為連續可微分 且向上凹進’而無關於其特定形狀。第一特徵係在該出口 147984.doc -29· 201110386 壁入口表面上相切於來自該集中器正出口之一光線的點 (其亦為產生該外側壁輪廓的雙曲線之一焦點）。穿過該内 側壁且從該點（「切點」）上方之該外側壁反射之光線將與 該出口元件表面相交且將被折射或反射至該出口上的— 點。 第二特徵為來自透鏡焦點處之光線正交於該出口元件表 面處之點（「正交點」）。在該正交點處及下方之光線應由 該出口壁入口表面充分折射，使得當其等從雙曲線外側壁 反射時，其等將到達該出口。 因此該「漏光」之程度由該雙曲線外側壁上兩束光線之 投射的差異而判定：一者為來自經過該切點的光線投射， 且另一者為來自該透鏡焦點之光線至該正交點的投射。在 泫等投射點之間，以接近該集中器設計之受光角之角度到 達該集中器之光應從該集中器「洩漏」（即’不穿過該出 口孔隙）。隨著光到達角度從該受光角減小，洩漏量應變 小且最終消失。 有許多方法可最小化漏光量。例如，一種方法為將該側 壁材料當做其似具有比其本身低的一折射率來處理，且簡 單地計算該出口壁表面之角度以折射穿過該出口壁表面之 光線，使得該側壁將能夠以其較低有效之折射率而使該等 光線全内反射。為避免在該内側壁從平行於該外側壁離開 處的一尖端，可平滑地處理折射率的降低。發現該出口元 件表面之此方法為「低效率折射率方法」。可據經驗容易 地判定較低折射率以及用於平滑地降低該折射率以最小化 147984.doc 201110386 漏光量之因數的適宜值。 對於圖4中展示之以此方法設計之收集器41()，漏光在最 大：度上可影響側壁之約5 5%，產生理想上94 5%的—集 中盗°效率上之進—步改良係、可行的，例如使用-非球面 入口壁外表面。 該出口壁入口表面及外表面可反覆延伸 述之該正交點Μ㈣Ιέ。 射田 現在該外表面可從該外側壁表面上之正交投射點向内偏 轉，使得其到達該集中器負出口。亦有許多方法可做到 此。例如，吾人可注意到雖然穿過該正交點及其投射點之 光線由該側壁反射至該正集中器出口點，但是，若該兩個 表面使用其等現存之方法而延伸即，在現存雙曲線上延 伸該外表面且藉由低效率折射率方法而繼續該出口元件表 面，以集中器之受光角進入該集中器而將傳遞至右邊/此 等點下方的光線將由該出口元件表面折射且由該側壁反射 之光線將以較小之X座標穿過該出口。即，該外表面之曲 率可經調整以使得其等經過該正m中器出口點，且此將使 得該外表面更接近於該負集中器出口點。 在一些實施例中，僅僅利用低有效折射率方法且將該外 表面向内偏轉使得對於由該“壁表面折射之光線實現該 外表面真實的、更高的臨界全内反射角度，便可提供足夠 之偏轉以使光線非常接近該負集中器出口點。不然，緩慢 地降低該有效折射率且重新計算該出口壁入口表面形狀及 外表面形狀可快速地找到一適宜值。這樣做之後，完成該 147984.doc 31 201110386 外表面輪廓。該出口壁入表 ^ ^ , 表面可延伸之一點，在該點處 j 透鏡角落穿過該出口壁人Π表面之光蟓被 折射至該側壁輪廓之末端之該負集中器出口點。㈣ 雖然前述實施例均相對於— 十面對％ (例如具有相對於 该集中器之一轴對稱的—受 先角），其他組態亦係可行 的。例如，在一些實施例中， Γ使用具有一不對稱受光角 之收集器。例如’可將不對辎 稱性引入入口壁、側壁及/戋 折射元件中，導致該受光角您 角從該收集器的一側改變至另一 側。 該等收集器可在某肽A用φ盔士M ^ 一應用中為有用的。例如，大多數商 業建築物具有平坦的屋頂，彳日為 1 一馮全年接党太陽光’吾人應 將集中器以太陽的年平均备谇—& # q ’ 』干十Q角度疋位於屋頂上。此通常意謂 將3玄等集中器（例如具有—斜摇典土 & 八’對％受光角之集中器）安裝在一 傾斜之框架上。然而，在一 ^ . 隹一貫施例中，吾人可使用具有 不對稱文光角之收集器，且將其等垂直安裝。 諸如上文描述之太陽能收集器系統可用於許多應用中， 且通常㈣等太陽能系統聚集—起以將光收集至配置於一 電池板上之一吸收體元件陣列。參考圖6，例如，多個太 陽此收集态系統可配置於—太陽能電池板模組6〇〇上。在 此，模組600包含一外殼61〇，其中多個收集器63〇配置在 起。每個收集器630將入射輻射聚焦於一對應吸收體元 件640上（例如對應光伏打元件）。模組6〇〇包含一透明蓋 620，其為該等收集器之各者提供入口壁。 在些貫施例中’太陽能收集器系統包含用於管理系統 147984.doc •32· 201110386 溫度的一冷卻劑循環。該等實施例可包含連接至該循環的 泵，以及用來排放熱的一器件（例如一散熱器或—熱交 換器）。在某些實施例中，熱管理裝置可用於提供家用熱 水。例如，該裝置可包含提供熱水的一熱交換器。在一些 實施例中，用於該收集器中之該液體（例如水）亦可用作該 系統之冷卻劑。相應地，該冷卻循環可包含進料進入該等 收集器之中空本體中且從該等中空本體出去。注意，水作 為一冷卻劑可提供某些優點：例如，在矽太陽能電池之能 帶隙下（且實際上略高）IR中其實際上不透明，此意謂大量 入射之熱在水中結束，而不是在太陽能電池中。第二，水 具有一相對較大的比熱，所以可使用相對較小之體積的水 來儲存或排放大量熱。 諸如上文所描述之包含太陽能收集器系統之模組可部署 在許多不同位置中。例如，模組可安裝於居民住宅（例如 單—家庭或多個家庭之住宅)、商業建築物(例如賭物中心 或辦公樓）或卫業建築物（例如工薇）上。一般地，模組係用 於供電至其等所安裝之建築物。例如，參考圖7，-太陽 '’系、、充700由戈·裝於一建築物73〇上的多個模組7丨〇組 成、&由調即器720連接至建築物之設施供應器。在一些 實施例中，該等模組亦可用於將電力供應至除建築物DO 以外之公用電網701。例如，當來自該建築物730之需求相 對較低的時候’調節11 720可將過度之電引導至電網701。 相反地，當來自建築物W之需求超過系統之產生能力 時，可從電網701供應補足之電。 147984.doc 33- 201110386 可用於不具有追 諸如全年之9至 諸如上文所述之具有高受光角之收集器 縱系統之模組中以全年供電（或接近全年， 10個月），例如甚至當安奘於凡為_ +尸 文裝於亞熱帶或軋候溫和之位置時 亦可如此。 其他實施例在下述請求項之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係一太陽能收集器系統之一實施例之一透視圖。 圖1Β係圖1Α中展示之該太陽能收集器系統的一橫截面 視圖。 圖1C係圖1A中展示之該太陽能收集器系統之一部分之 一橫截面視圖。 圖2A係一太陽能收集器系統之另一實施例之一橫截面視 圖。 圖2B係圖2A中展示之該太陽能收集器系統之一部分之 一橫截面視圖。 圖3 A係一太陽能收集器系統之另一實施例之一橫戴面視 圖。 圖3B係圖3 A中展示之該太陽能收集器系統之一部分之 一橫截面視圖。 圖4係一收集器之一實施例之一橫戴面視圖。 圖5係一收集器之一部分之一橫截面視圖。 圖6係包含收集器之一太陽能電池板之一實施例之一透 視圖。 圖7係一太陽能電池板系統之一實施例之一示意圖。 147984.doc •34- 201110386 多種圖式中相同之參考符號指示相同之元件。 【主要元件符號說明】 100 太陽能收集器系統 101 參考平面 110 收集器 115 出口表面 120 側壁 122 側壁 128 入口壁 130 中空本體 138 出口壁 140 折射元件 142 折射元件 150 吸收體元件 210 收集器 240 折射元件 242 折射元件 310 收集器 340 折射元件 410 收集器 420 側壁 422 側壁 424 入口表面 428 入口壁 147984.doc -35- 201110386 440 出口壁 441 中央脊 501 軸 510 NdL()W/NdHigh 邊界 520 線性區段 521 點 522 點 530 光線 532 光線 600 太陽能電池板模組 610 外殼 620 透明蓋 630 收集器 640 吸收體元件 700 太陽能模組系統 701 電網 710 模組 720 調節器 730 建築物 1201 側壁之外表面 1202 側壁之内表面 1221 側壁之外表面 1222 側壁之内表面 1281 入口壁之外表面 -36- 147984.doc 201110386 1282 入口壁之内表面 1401 折射元件之内表面 1402 折射元件之外表面 1421 折射元件之内表面 2401 折射元件之凸起内表面 2402 折射元件之凹進外表面 2421 折射元件之内表面 3401 折射元件之内表面 4281 球面凸起入口表面 4282 凹進出口表面 4401 彎曲側表面 4402 弯曲側表面 147984.doc -37 ·