TWI420682B - Photoelectric conversion device - Google Patents
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Description
本發明係關於一種光電能轉換裝置，更特別的是關於一種具有模組化之光電轉換裝置。
於習知技術中，光電轉換裝置係藉由透鏡和光電轉換單元所組成，例如利用該透鏡將光源聚焦在該光電轉換單元上。一般而言，光電轉換單元係為半導體材質，在製程上係於基板上形成該光電轉換單元，再配合該透鏡進行光電轉換。然而，由於上述光電轉換裝置通常係設置於外部環境中，故該光電轉換裝置有可能受到外在環境因素的影響，使得該光電轉換裝置因而損壞，且不管是全部或部分該光電轉換單元損毀，皆仍需要替換整個該光電轉換裝置。此外，值得注意的是，由於習知技術中，該透鏡係直接地暴露於外部環境，且該透鏡因材質的關係，通常其表面的硬度不高，更加容易受到損壞。
本發明之一目的係提供一種光電轉換裝置，係透過透鏡模組與其所分別對應的接收單元，用以將光源之光能轉換成電能。
本發明之另一目的係提供一種光電轉換裝置，其中該透鏡模組係藉由複數個凸柱形成具有間距排列的該等透鏡單元。
本發明之再一目的係提供一種光電轉換裝置，其中透鏡模組上之複數個凸柱係提供該透鏡模組之該等透鏡單元與該強化玻璃層之間具有相等的該間隙，且使得填充至該間隙間的高透明膠體具有固定之高度。
為達上述目的與其他目的，本發明提出一種光電轉換裝置，其係用於將光源之光能轉換為電能，其包含強化玻璃層、透鏡模組、基板與散熱模組。該透鏡模組係具有複數個透鏡單元，該等透鏡單元係設置於該強化玻璃層之一側，且該等透鏡單元與該強化玻璃層之間藉由複數個凸柱形成間隙，而該間隙係填充高透明膠體。該基板係具有複數個接收單元，且該等接收單元係對應該等透鏡單元設置。該散熱單元係設置於該基板之一側，用以提供該等接收單元散熱。其中，該光能透過該強化玻璃層，再經由該透鏡模組聚焦於該等接收單元，使得該等接收單元轉換成該電能。
相較習知技術，本發明之光電轉換裝置具有高度的模組化特性，可使得當某一部分透鏡損壞時，可輕易地僅置換損壞部分的該透鏡。此外，該透鏡又透過凸柱與膠體緊密地與該強化玻璃層結合，使得該光電轉換裝置具有高耐用性。再者，藉由設置在具有接收單元之基板一側的散熱單元，以解決光電轉換時所產生熱能的問題，使得能有效地改善該光電轉換裝置的使用壽命。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：參考第1圖，係本發明實施例之光電轉換裝置之示意圖。於本實施例中，光電轉換裝置10係用於將一光源LS之光能轉換為電能，例如該光源係為太陽。其中，該光電轉換裝置10係包含強化玻璃層12、透鏡模組14、基板16與散熱單元18。該強化玻璃層12係用以提高該光電轉換裝置10表面之硬度，且同時保護該透鏡模組14。該透鏡模組14係具有複數個透鏡單元142，且該等透鏡單元142係設置於該強化玻璃層12之一側，而該等透鏡單元142與該強化玻璃層12之間係藉由複數個凸柱144形成間隙Gp，而該間隙Gp係填充高透明膠體Rub。值得注意的是，由於該等凸柱144具有固定的高度，其使得該高透明膠體Rub充滿該間隙Gp時，該高透明膠體Rub之厚度係與該等凸柱144之高度相同，並緊密地貼合該透鏡模組14與該強化玻璃層12。再者，該高透明膠體Rub係具有高穿透係數(Coefficient of transparency)，用以使得該光源LS之該光能以最少的損失能量穿透該高透明膠體Rub，以及該高透明膠體Rub係亦具有低熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion)，用以降低因該光能穿透該高透明膠體Rub時，所造成的熱膨脹現象。較佳地，該高透明膠體Rub的厚度係小於1毫米(mm)。基板16係具有複數個接收單元162，且該等接收單元162係分別地對應該等透鏡單元142設置，而使得該等接收單元162接收來自所對應該透鏡單元142之光能而轉換成該電能。較佳地，該基板16之該等接收單元162係分別地設置於該等透鏡單元142之焦點位置或鄰近該等透鏡單元142之焦點位置，提供來自該等透鏡單元142之光能分別地聚集在該等接收單元162，用以使得該等接收單元162達到最佳地光電轉換效率。該散熱單元18係設置於該基板16之一側，用以提供散發該等接收單元162於轉換來自該等透鏡單元142之光能時所產生之熱能。
參考第2圖，係用以說明第1圖中光電轉換裝置之透鏡模組的詳細示意圖。於本實施例中，透鏡模組14係藉由複數個透鏡單元142所組成，且該等透鏡單元142藉由複數個凸柱144形成具有間距排列的該等透鏡單元142，而該等透鏡單元142具有聚光的特性，用以將入射於該等透鏡單元142一側之光源集中(或稱聚焦)在該等透鏡單元142另一側的某一區域中，例如將前所述的光源集中在所對應的該等接收單元162，其目的係有效地將光能集中在該等接收單元162，使得該接收單元142能獲得轉換前最佳的光能輸入。
再者，在該等凸柱144之另一側結合強化玻璃層12，用以保護該等透鏡單元142，如第3圖所示，其用以解決該等透鏡單元142因硬度不足而所造成的損害，進而影響光電的轉換效率，例如該等透鏡單元142因放置於外部環境，會容易受到日曬雨淋的氣候變化，造成表面的破損，使得光電轉換效率降低。此外，該強化玻璃層12與該等透鏡單元142之間透過該等凸柱144而具有間隙Gp，並且在該間隙Gp中填入具有高穿透係數與低熱膨脹係數的該高透明膠體Rub，除降低因該間隙Gp所造成光源經由該強化玻璃層12傳導至該等透鏡單元142有可能產生的干涉繞射現象外，亦可用以緊貼該強化玻璃層12與該等透鏡單元142，於一實施例中，該高透明膠體的厚度係小於1毫米(mm)。
參考第4圖，係用以說明第1圖中光電轉換裝置之詳細示意圖。於本實施例中，第1圖中光電轉換裝置10係由複數個光電轉換裝置10’所組成，以便於進行模組化的安裝，當該光電轉換裝置10’有損壞時，可單獨置換損壞的該光電轉換裝置10’，而不需要置換整個光電轉換裝置10。此外，光電轉換裝置10’之該等接收單元162進行光電轉換時會產生熱能，且該熱能很有可能會影響到轉換的效率與該光電轉換裝置內任何元件的使用壽命，故於該等接收單元162之基板的一側設置散熱單元18’，用以提供該等接收單元162散熱，如第5圖所示。於一實施例中，該散熱單元18’係由複數個柱狀散熱體所組成，其中，該柱狀散熱體係可為圓柱狀、矩形柱狀或其它柱狀。
相較習知技術，本發明之光電轉換裝置具有高度的模組化特性，可使得當某一部分透鏡損壞時，可輕易地僅置換損壞部分的該透鏡。此外，該透鏡又透過凸柱與膠體緊密地與該強化玻璃層結合，使得該光電轉換裝置具有高耐用性。再者，藉由設置在具有接收單元之基板一側的散熱單元，以解決光電轉換時所產生熱能的問題，使得能有效地改善該光電轉換裝置的使用壽命。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以下文之申請專利範圍所界定者為準。
10、10’．．．光電轉換裝置
LS．．．光源
12．．．強化玻璃層
14‧‧‧透鏡模組
142‧‧‧透鏡單元
144‧‧‧凸柱
16‧‧‧基板
162‧‧‧接收單元
18、18’‧‧‧散熱單元
Gp‧‧‧間隙
Rub‧‧‧高透明膠體
第1圖係本發明實施例之光電轉換裝置之示意圖；
第2圖係用以說明第1圖中光電轉換裝置之透鏡模組的詳細示意圖；
第3圖係用以進一步說明第2圖中光電轉換裝置之透鏡模組的詳細示意圖；
第4圖係用以說明第1圖中光電轉換裝置之詳細示意圖；以及
第5圖係用以說明第1圖中光電轉換裝置之詳細示意圖。
10．．．光電轉換裝置
LS．．．光源
12．．．強化玻璃層
14．．．透鏡模組
142．．．透鏡單元
144．．．凸柱
16．．．基板
162．．．接收單元
18．．．散熱單元
Gp．．．間隙
Rub．．．高透明膠體
Claims (8)
- 一種光電轉換裝置，係用於將一光源之一光能轉換為一電能，其包含：一強化玻璃層；一透鏡模組，係具有複數個透鏡單元，該等透鏡單元係設置於該強化玻璃層之一側，且每一該等透鏡單元與該強化玻璃層之間藉由複數個凸柱形成複數間隙，而該等間隙係填充一高透明膠體；一基板，係具有複數個接收單元，且每一該等接收單元係對應每一該等透鏡單元設置；以及一散熱單元，係設置於該基板之一側，用以提供該等接收單元散熱；其中該光能透過該強化玻璃層，再經由該透鏡模組聚焦於該等接收單元，使得該等接收單元轉換成該電能。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電轉換裝置，其中該透鏡模組係藉由該等凸柱形成具有間距排列的該等透鏡單元。
- 如申請專利範圍第2項所述之光電轉換裝置，其中該等凸柱係提供該等透鏡單元與該強化玻璃層之間具有相等的該間隙。
- 如申請專利範圍第2項所述之光電轉換裝置，其中該凸柱係提供該高透明膠體於該間隙具有相同之高度。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電轉換裝置，其中該基板之該等接收單元係分別地設置於該等透鏡單元之焦點位置或鄰近該等透鏡單元之焦點位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電轉換裝置，其中該散熱單元係由複數個柱狀散熱體所組成。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電轉換裝置，其中該高透明膠體係具有高穿透係數(Coefficient of transparency)與低熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion)。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電轉換裝置，其中該高透明膠體的厚度係小於1毫米(mm)。
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- 2010-02-26 TW TW99105681A patent/TWI420682B/zh not_active IP Right Cessation
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