CN106463560B

CN106463560B - 光伏器件及相关制造方法

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Publication number: CN106463560B
Application number: CN201580033047.0A
Authority: CN
Inventors: 姆艾里阿姆·佩雷; 弗罗里安·普罗伊塞; 丹尼尔·林科特; 金-弗朗索斯·古伊莱莫莱斯; 金-卢克·佩劳阿德; 塞巴斯蒂恩·久托
Original assignee: National scientific research center; Electricite de France SA
Current assignee: National scientific research center; Electricite de France SA
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2019-10-18
Anticipated expiration: 2035-06-02
Also published as: US10770611B2; CN106463560A; FR3022073A1; US20180182910A1; JP6321219B2; JP2017517155A; EP3152787B1; WO2015185855A1; FR3022073B1; EP3152787A1

Abstract

一种光伏器件，其包括：‑彼此隔开的多个光伏电池；‑容纳电池的支座(6)；以及导光板(10)，该导光板与所述电池接触并包括主导板(18)，该主导板的表面(22)邻近电池，邻近表面(22)面向电池(8)和支座(6)。光伏器件包括在电池之间的区域，该区域位于支座和主导板之间并包括折射率小于邻近表面的折射率的材料(24)，该材料与所述邻近表面接触。

Description

光伏器件及相关制造方法

技术领域

本发明涉及一种光伏器件。

背景技术

该类型的器件被广泛使用，其目的是把太阳能转换为电能。

为此，这些器件具有光伏电池，所述光伏电池经日光照射，并通过光电效应把这种光能转换为电能。

为了提高此类型器件的产量，众所周知的是采用集中光束；这样还有一个优点是减少主要光伏材料的消耗。有鉴于此，可将电池耦合到导光板上，所述导光板用于接收光子以及更好地将其引向光伏电池表面。

在某些此类器件中，电池设置在反射体上，所述反射体配置为反射光子，并通过波导重新获得所述光子。于是，将波导设置为与该反射体接触。

但是，据观察，此类型器件存在一些缺点。实际上，反射体的反射系数并不理想，这导致每次反射都有损耗。此外，每个反射体基本都有局部粗糙度，例如所述局部粗糙度是因为放置反射体的支座的粗糙度、反射体老化或者加工缺陷。在某些条件下，尤其是与光子波长相比，所述粗糙度的维度不可忽略的情况下，这些粗糙度会产生局部光扩散的现象，由此导致光子反射角出现不受控制的变化，并因此导致由波导提供的导波效应总体下降。

发明内容

本发明目的在于改善这种现状。

为此目的，本发明的目标是一种光伏器件，包括：

-彼此隔开的多个光伏电池；

-容纳电池的一个支座；以及

-导光板，该导光板与所述电池接触，并包括主导板，该主导板的表面邻近电池，邻近表面面向电池和支座。

尤其是，器件包括在电池之间的区域，该区域位于支座和主导板之间并包括折射率小于邻近表面的折射率的材料，该材料与所述邻近表面接触。

在一个易于实施的实施例中，这种材料只是空气，并在电池之间留有间隔。

根据本发明的一方面，支座是反射面面向主导板邻近表面的反射体。

根据本发明特定的一方面，主导板是荧光聚光器。这样，特别能使导光板对电池的导光作用达到最大程度，并且提高了器件的效率。

根据本发明的另一方面，支座与主导板的邻近表面相隔1微米至20微米的距离。这样尤其是可以限制光的非线性效应，所述光的非线性效应可能发生并且会限制反射性能。

在本发明的一个具体实施例中，主导板的邻近表面与支座之间的距离基本等于特征波长的两倍或更多倍，所述特征波长与主导板优选的发射波长相对应。这样能够更早地限制前述非线性效应。

根据本发明特定的一方面，把一个或多个电池设置为从支座向主导板突出，主导板和所述电池接触，并且至少通过所述电池与支座隔开。由此，电池本身有助于形成包含材料的区域。

在一个实施例中，导光板包括由所述材料将其彼此隔开的多个辅助导板，每个辅助导板都置于主导板的邻近表面与光伏电池之间。这些导板尤其是用于精细选择器件的几何结构，同时还使得电池与主导板之间能够很好地光耦合，从而提高波导的导波作用，即便电池表面粗糙，亦是如此。

根据本发明的另一方面，辅助导板使主导板的邻近表面至少在所述区域远离支座。

在本发明的一个具体实施例中，每个辅助导板的表面都与相应光伏电池的表面接触，而且其尺寸基本等于所述电池表面的尺寸，把指定辅助导板的所述表面设置为大体上边对边地面对相应光伏电池的表面。这样，能改善电池对于来自主导板的光子的暴露。

根据本发明的另一方面，至少一个辅助导板的形状为大体呈圆柱形的衬垫，圆柱底的尺寸基本等于相应光伏电池表面的尺寸。尤其是这样具有把光子从主导板传递到电池的效果。

在本发明的一个具体实施例中，一个或者每个辅助导板的折射率介于主导板的折射率与相应光伏电池表面的折射率之间。由此，把光子传递到电池得到进一步改进，因为使主导板、辅助导板与电池之间各个界面上的反射达到最低限度。

此外，本发明涉及到一种制造光伏器件的方法，包括：

彼此隔开的多个光伏电池；

支座，电池靠近该支座设置；以及，

导光板，该导光板与所述电池接触，并包括主导板，所述主导板表面邻近电池，邻近表面面向电池和支座。

特别地，

-光伏电池靠近支座设置，以及，

-通过在电池之间设置区域将导光板设置为接触光伏电池，所述区域在主导板与支座之间设置，其包含折射率小于邻近表面折射率的材料，将所述材料设置为与所述邻近表面接触。

根据本发明的方法的一方面，得到分别置于主导板与一个光伏电池之间的一个或多个透明辅助导板。这样，可以精确地控制器件的几何结构，并且可以限制非线性现象。

在一个具体实施例中，每个辅助导板都是由直接与相应光伏电池接触的沉积物构成。这样，器件更易于制造，并且简化了相关库存的管理。

根据本发明的另一方面，全部或部分光伏电池是通过支座附近的沉积物形成，以至于相应光伏电池从支座突出，并且沉积主导板，使该主导板与所述突出的电池接触。由此，因为制造器件所需的零件引起的储存约束性可以得到限制。此外，因为减少了所需要的步骤，所以制造得以简化。

附图说明

阅读仅作为示例并参考附图列出的以下详细说明可以更好地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的光伏器件的示意图；

图2是图1中器件的截面图；

图3是根据本发明第一个变体的器件的截面图；以及，

图4是根据本发明第二个变体的器件的截面图。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的一个光伏器件2，配置为把光转化为电能。

参考图1和图2，器件2包括基片4、光伏电池8的支座6以及导光板10。

器件2在一定的被视为有用波长的范围内运行。该有用波长的范围定义为电池8能够转化为电力的光子的光谱范围。该范围的上限取决于光伏电池8的性质，更确切地说，构成这些电池吸收体的材料的性质。该范围的下限通常设为350纳米，因为几乎没有波长低于350纳米的光子到达地球。

例如，该范围从350纳米至1200纳米。

基片4的大体形状是矩形板。例如，基片是用已知方法制成的。基片4与支座6接触，并支撑支座6。

在一个实施例中，基片4具有电极(未显示)，所述电极设置为单独地或者以网络中将所有光伏电池8连接到外电路。

支座6的大体形状是矩形板。其侧向尺寸和横向尺寸基本上与基片的尺寸相对应。支座6设置在基片4上，并且大体上平行于基片4。基片4和支座6基本上边对边地设置。

支座6容纳电池8。在图1和图2的实施例中，支座6具有空腔12，所述空腔打开，其各自开口背向基片4。每个空腔12都容纳一个光伏电池8。空腔12的尺寸基本与光伏电池8的尺寸匹配。因此，空腔12以及电池8在支座上彼此隔开。电池之间的间隔应整齐，以便达到器件2的最优性能。例如，空腔12以及电池8因此以矩阵形式设置在支座6表面上，意即在该表面上以固定间隔的行和列排成。然而，在某些实施例中，间隔没有那么整齐，乃至是随机的。这有助于使器件2的制造更简单。

根据一个实施方案的变体，电池直接置于支座表面，而且支座没有空腔12。下文对本发明进行说明，不仅限于支座具有空腔12的实施例。

此外，可设想支座6的多个实施方案。

在一个实施方案中，支座6是反射体。反射体6具有一个上表面(按照各图中朝向的方向)。该上表面是的背向基片4的反射面14。更确切地说，反射面14面向导光板10。空腔12通过反射面14打开。

例如，按传统方式实施反射体6。例如，反射面14包括放置电池8之前或之后形成的银Ag层或铝Al层，而且在所述银Ag层或铝Al层上选择性地沉积掺铝或不掺铝的氧化锌ZnO层。

在某些实施例中，把反射面14配置为仅反射一部分可见域。有利的是，反射面14反射的波长范围包括导光板10的主导板的全部或部分发射波长范围。例如，选择所述波长范围，使其包含全部发射波长范围。

下面对该主导板及其发射波长范围进行说明。

这在某些类型的应用中具有优势，尤其是在玻璃窗的实施方案中，并且可以得到在这些应用环境下光损失较低的器件。

在某些实施方案中，对支座6不反射的波长，基片4本身是透明的。

在某些具体的实施方案中，在选自可见域的波长范围内，支座6交替地或平行地进行反射，以便器件外观根据所述的所选波长范围呈现色彩。

在支座14对一部分可见域进行反射的实施方案中，该可见域包括主导板的全部或部分发射波长范围，例如，选择与所讨论的阴影相关的选择范围，使其与主导板的发射波长范围不相交。

在某些实施例中，把反射面14配置为反射整个可见域。

在另一实施方案中，支座6的几何结构与之前相同。但是，支座6没有反射面，这意味着支座上表面不反射。例如，支座6是由对可见域透明的材料制成的。例如，支座6由玻璃制成。有利的是，基片4本身是透明的，以便使整个器件可能是最透明的。这特别有利于某些应用，比如建筑的玻璃窗，该透明度在所述玻璃窗中是一项重要标准。

下文的说明并不仅限于支座6是反射体的情景；可直接应用另一种类型的支座，例如，透明支座。

如前文所示，电池8分别设置在反射体6的一个空腔12中。每个电池8的上表面16都面向导光板10，而且经由所述上表面16接收来自导光板10的光子，电池使所述光子转化为电能。电池8施置在空腔12中。例如，电池8各个表面16基本上彼此共面而且/或者与反射体6的反射面14共面。例如，电池嵌装在反射体中。由此，电池的上表面16在反射面14附近是水平的。作为选择，电池8表面16不是相互共面的。此外，在某些实施例中，电池嵌入其各自空腔12中，意味着其表面16的水平低于空腔12相关开口的水平面。在下文所述的其它实施例中，电池从其空腔和反射体突出。

电池8上表面16基本上是平的。电池8上表面16的折射率为n_c。例如，折射率n_c大致等于1.9。例如，表面16包括一透明导电氧化物层。该氧化物可以是氧化锌ZnO、透明的、掺铝、或者是铟锡复合氧化物ITO，或者是二氧化锡SnO2。

在一个实施例中，电池8是微型电池。

有利的是，电池8大体为圆柱形，而且其各自上表面16为圆形。例如，电池的直径介于10微米至500微米之间。

注意，“圆柱”理解为是由生成器界定的表面，所述生成器穿过可变点同时保持固定方向，所述可变点表示封闭平面曲线或者引导曲线。由此，圆柱形不一定是旋转对称的。

在某些实施例中，比如图1的实施例，电池大体为圆柱形，其矩形截面如图1所示。在电池8上表面16的平面中测量的电池8的一半宽度和/或长度介于10微米至500微米之间。

作为选择，电池的形状及各自上表面16为任意形状。例如，电池与圆形截面的圆柱内接，而且直径介于10微米至500微米之间。

例如，电池8是薄层电池，具有制造容易的优势。例如，电池是被称为CIGS(指铜、铟、镓和硒)型的电池，其化学式为Cu(In，Ga)Se₂，意味着所述电池是由铜、铟、镓和硒制成的。电池还可以是CdTe型或CZTS型，属于其它薄层电池。

然而，本发明不仅限于一种指定类型的电池。电池可以任意地选自现有电池。例如，电池可以是结晶硅、多晶硅或非晶硅，或者是III-V型半导体型电池，比如GaAs、GaInP或GaInAs。

导光板10设置为接收光子，并将其引向电池8。导光板10对于电池8是通用的。此外，导光板与所有电池8接触。导光板设置为在其中把光子引向电池8的上表面16。

导光板10包括一主导板18和多个辅助导板20。

主导板18是荧光聚光器。所述主导板设置为吸收光子，并且对另一波长的光子做出响应重新发射光子。稍后对此进行更详细的说明。

主导板18的大体形状为扁平矩形板。该结构使器件易于组装，并且减少器件体积。

例如，该主导板18的厚度约为一毫米，乃至一厘米。

主导板18布置为大体上平行于反射体6的反射面14。

主导板18的表面22邻近电池8，面向反射体6。参考图1和图2中的定向，邻近表面22与主导板18的下表面相对应。如图1和图2中所示，反射体6的反射面14面向邻近表面22。

邻近表面22与反射体6的反射面14大致平行。

主导板18的纵向尺寸和横向尺寸与反射体6的大致相等。更确切地说，主导板、反射体和基片的尺寸取决于器件2的用途。例如，对于某些用途，导板邻近表面的面积22(并因此反射体和基片的面积区域)约为数十平方厘米，或者对于其它用途，所述面积约为一平方米。例如，邻近表面面积22与电池8上表面面积16之和的比例介于2至100之间，例如，为20，所述比率也被称为器件2的几何增益。

有利的是，电池8面对主导板18的中心部分。这样能够调整主导板18的尺寸，而不改变电池8在支座6附近的设置。

有利的是，电池8因此设置在与主导板18相对的支座6附近，使得电池的上表面16不面对主导板18的侧端，意即边缘划定主导板18侧表面23(图2)的界限。

主导板18包含至少一种染料(dye)以及构成大部分主导板的一种材料，其中一种着色剂或者每种着色剂浸入并均匀地分布在所述主导板中。染料是磷光性的或者荧光性的，意即在被称为器件吸收范围的第一波长范围内吸收光的材料。作为响应，它在第一波长范围内重新发射以及在第二波长范围或发射波长范围内重新发射主要各向同性的光子。该范围集中于器件2的特征波长λ。

吸收波长范围是指染料能够吸收的光子的光谱范围。理想的是，所述吸收波长范围的下限与有用波长范围的下限相对应，所述吸收波长范围上限稍低于有用波长范围的上限。

发射波长范围是指由染料发出的光子的光谱范围。与吸收范围相比，所述发射波长范围偏向于较长的波长。理想的是，必须使所述发射波长范围的上限与有用波长范围的上限一致。此外，所述发射波长范围通常较窄，因此，该范围可与指定波长——特征波长λ有关，并以所述特征波长λ为中心。如下文可见，用这个特征波长λ界定包含在器件2内的辅助导板的高度以及主导板与反射体之间的间隔。器件2的特征波长λ是主导板15与它所含染料的函数。选择所述特征波长λ，将其包含在令光伏电池8运行良好的光谱范围内。

吸收波长范围和发射波长范围通常共享一个频率范围。但是，这个共享范围越窄越好。这样有助于限制波导18重新吸收主导板18本身发射的光子，因为如此重新吸收产生损耗。

选择反射体6的反射面14，以便最适合反射波长在主导板发射波长范围内的光子。

优选的是，染料的磷光产率高于90％，高于95％更加有利，所述磷光产率即染料重新发射的光子数量与被吸收的光子数量之间的比率。

在第一个变体中，主波导是由掺有一种或多种染料的一种或多种聚合物组成。例如，主导板是由聚甲基丙烯酸甲酯或PMMA制成的。在某些实施例中，染料是通过有机分子实现的，比如由BASF公司出售的例如，是RED 305。作为选择，染料是由罗丹明、二萘嵌苯、4-丁酰氨基-N-烯丙基-1、8-萘二甲酰亚胺，聚(9，9-二-(2-乙基己基)-9H-芴-2，7-亚乙烯酯、聚((9，9-二-(2-乙基己基)-9H-芴-2，7-亚乙烯酯)-co-(1-甲氧基-4-(2-乙基己氧基)-2，5或镧系离子螯合物制成的。

作为选择，染料是由半导体纳米晶体制成的(用英语称之为“量子点”)，比如PbS或PbSe的纳米粒子或者核/壳型结构的CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/CdS/CdZnS/ZnS或CdTe/CdSe。

作为选择，染料是由有机/无机混合化合物制成的。

在某些实施例中，染料是由上述多种元素制成的，这有助于扩大聚光器的吸收范围。

根据另一个变体，主导板是掺有发光元素的氧化物。

在其它实施例中，染料是通过掺有稀土金属的氧化物的纳米粒子实现的，比如掺有铕的钒酸钇或者掺有钕(Nd3+)或镱(Yb3+)的氧化物，或者掺有其它稀土金属，例如镧系元素。

主导板18的折射率为n_g1，因此其邻近表面22亦是如此。例如，折射率n_g1大致等于1.5。

根据本发明，主导板18的邻近表面22远离反射体6。器件2包括一个或多个区域23，所述区域位于电池之间，并含有折射率小于主导板18邻近表面22的折射率的材料24。材料24填充反射体6与主导板18之间划定的空间，并且在电池8之间延伸。一个或多个区域23位于分别属于主导板18和反射体6并彼此相对的两部分之间。

优选的是，材料24尽可能具有最低的折射率。因此，首选材料24是空气(其折射率等于1)。

材料24的作用是在主导板18与材料24之间的界面上产生菲涅尔反射，即在邻近表面22附近产生菲涅尔反射。该反射是镜面反射，对于的入射角大于或等于临界角的光子而言，效率基本等于100％。下面讨论一下全内反射，TIR。该角度值只取决于构成界面的材料的折射率，也就是主导板1与材料24的折射率。要发生全内反射现象，光必须从高折射率介质传递到较低折射率的介质，这说明要在主导板下面加入材料24。在某些实施方案中，其中材料24是空气，而且主波导材料的折射率为1.5，那么临界角大约为42°，这相当于TIR大约反射75％的入射光子，25％未被反射的光子具有各向同性发射的特征，本文就是这种情况。

优选的是，材料24的折射率等于或基本等于1。这样会使临界角的值最小，并因此使得通过全内反射反射的光子比例最高。

作为一个变体，材料24是多孔材料，例如由SiO₂或TiO₂纳米材料制成，从而使有效折射率最低。作为选择，材料24由折射率小于1.4的聚合物制成，例如，所述折射率等于1.3。在另一个变体中，材料24是由氟化镁MgF₂乃至二氧化硅SiO2制成的。

优选的是，主导板18的邻近表面22与支座6之间的距离d大于或等于器件2的特征波长λ。这样会使得产生的光子性能的非线性效应最低，因为与主导板18发射之后的光子波长相比，该距离是不可忽略的。优选的是，邻近表面22与反射体6之间的距离d大于或等于特征波长λ的倍数，严格来讲倍数大于1。这样能够更早地把前述非线性效应降到最低。例如，器件2的特征波长可约为1微米，例如，邻近表面22与反射体6之间的距离取值大于或等于该波长的二倍、三倍或四倍，例如为5微米。

此外，优选的是，邻近表面22与反射体6之间的距离小于或等于器件2的特征波长λ的数倍，例如该波长的20倍。这特别有助于限制辅助导板20侧边的光子损失的现象，还有助于把辅助导板20侧表面附近发生反射的可能性降到最低，所述发射如下文可见。因此，例如，邻近表面22与反射体6之间的距离取值小于或等于20微米，例如，介于5微米至10微米之间。

优选的是，区域23构成一个单独区域23，所述单独区域是连续的，并且基本通过并不面对辅助导板20的邻近表面22的整个表面与邻近表面22接触。这样会提高在最大面积的表面上进行反射的效率。

辅助导板20是透明的。所述辅助导板分别与电池8中的一个相关联。优选的是，辅助导板20彼此相同。这样易于制造所述辅助导板，并因此易于制造整个器件2。

每个辅助导板20都呈衬垫的形状。每个辅助导板20都施置在主导板18的邻近表面22与电池8的上表面16之间。辅助导板20保持主导板18的邻近表面22远离反射体6。辅助导板20在侧面通过材料24彼此隔开。

优选的是，每个辅助导板20的表面或底部都与相关联的电池8接触，所述电池8的形状基本与电池8上表面16的形状相同。这样使得从主导板18传递到辅助导板20以及从辅助导板20传递到电池8的光子百分比最高。例如，每个辅助导板的任意截面都大体为圆柱形或棱柱形，而且其底部形状基本与相关联电池8上表面16的形状相同。例如，如图2所示，关于具有矩形上表面16的电池，每个辅助导板20都是具有矩形截面的符合的棱柱形，所述矩形截面的尺寸基本等于电池上表面16的尺寸。作为选择，对于具有圆形截面的圆柱形电池8，辅助导板20也大体为具有圆形截面的圆柱形。

作为选择，辅助导板20可具有凹面或凸面，呈梯形或其它形状。

每个辅助导板20都与相关电池8的上表面16接触，辅助导板20的底部与上表面16接触，并且边对边地设置，如图1和图2所示。

例如，辅助导板20是由感光树脂制成的。例如，所述感光树脂是MicroChemicals出售的名为nLOF^TM2070的树脂、或者树脂40XT或树脂SU8。

辅助导板20的折射率为n_g2。折射率n_g2大于主导板18的折射率n_g1。此外，辅助导板20的折射率n_g2小于电池8上表面16的折射率n_c。这样的效果是增强了光子向电池8转移，因为辅助导板为电池提供抗反射作用，由于辅助导板的中间折射率介于主导板反射率与电池反射率之间。

优选的是，辅助导板20的折射率n_g2基本等于主导板18折射率n_g1和电池8上表面16折射率n_c的几何平均数。这具有同时增强了光子从主导板18向辅助导板20转移，以及从辅助导板20向电池8转移的效果。换言之，优选关系式为：

例如，折射率n_g1大约为1.5，折射率n_c大约为1.9。优选的是，折射率n_g2因此大约为1.69。

现在参考图1和图2对器件2的运行原理进行说明。

在器件2运行过程中，由来自主导板18环境的光子照射所述主导板18。

参考图2，其中显示了简单光程T，器件2周围的光子进入主导板18。如前文所示，由主导板18吸收这些光子。例如，在主导板18厚度内的点A附近吸收某些光子。作为响应，主导板18各向同性地从主导板18内的点A发射光子，意即向各方向发射。发射这些光子的波长属于主导板发射范围18内的波长。

一旦在主导板18内发射这些光子，这些光子便朝主导板18的界面移动到其中。

光子到达面对辅助导板20的邻近表面22的一个区域并进入辅助导板，然后全部或部分光子达到相关联电池8的上表面16，如下文所述。

如光程T所示，光子到达在一区域的主导板18的界面附近并被反射，该区域不面对辅助导板20。更具体而言，众所周知，每次反射时，只反射了一部分光子，其余光子从主导板18逸出。关于在邻近表面22附近发生的反射，未被反射的光子朝反射体6传播，在此所述光子被反射至主导板18。所述光子在此进入其中，并在其中再次传播。

根据本发明，如前文所示，因为有包含材料24的区域23存在，所以增加了在邻近表面22附近有效反射的光子的比例。实际上，在反射体直接位于主导板18下的情况下，会按照反射体的反射系数反射所有射线，这样并不完美。在存在材料24的情况下，通过全内反射完全地反射了大部分射线。逸出的射线遇到反射体6，并且因此按照反射体反射面的速率被反射，并再次进入主导板。

光子在主导板18中持续移动，直到在面对辅助导板20的区域中的邻近表面22附近到达主导板18内，无论之后是否在反射体的反射面14上进行一次或多次反射都是如此。由于折射率n_g1、n_g2和n_c的值，光子进入所讨论的辅助导板20，光子在所述辅助导板中向相应的电池8移动。根据光子进入辅助导板20的角度，光子可在辅助导板20的侧面附近经过一次或多次反射。如前文所述，仅有效地反射了经过如此反射的一部分光子，因为另一部分光子传递到了材料24中。根据其光程及其在器件2中的位置，尤其是与器件2边缘的接近度，一旦离开辅助导板20，这些光子便进入另一个辅助导板20(经过反射体6反射或者未经反射体6反射)，再次进入主导板18(在反射体6上进行反射之后)或者逸出器件2(在反射体6上进行反射或者未进行反射)。然后，到达电池8上表面16的光子经电池8转化为电能。

在某些实施例中，支座6只反射一部分光谱，波长在支座6所反射的波长范围内的那些光子性能像上文所述的一样。在器件运行过程中，波长不被支座反射的光子则没有被支座反射，并逸出器件。

在某些实施例中，其中支座6是透明的，在器件运行过程中，光子没有被支座6反射。

现在参考图1和图2，对器件2的制造进行说明。

第一步，通过任何已知方法制造基片4、支座6和电池8，并按照前文所述对其进行设置。换言之，把支座6设置在基片4上，把电池8放在支座6附近。

在某些实施例中，电池8的上表面16包括掺有铝Al的一氧化锌ZnO层。在相应的实施例中，该层一旦设置在支座附近，便沉积在电池8上，选择性地只沉积在电池8上，或者既沉积在电池8上，又沉积在反射体6的反射面14上。

此外，例如，通过光学光刻法制造辅助导板20。然后，在光刻过程中，放置辅助导板。最后，使主导板18的邻近表面22接触辅助导板20的自由端。可选择的，还可以进行最终退火，以便使辅助导板20牢固地结合到主导板18，这提高了器件2的机械强度。

作为一个变体，通过电化学方法形成与电池8直接接触的全部或部分辅助导板20。更具体而言，把电池8放置在反射体6上之后，通过电沉积氧化锌ZnO制成辅助导板20，把所述氧化锌ZnO选择性地沉积在电池8的表面上。

在相应的实施例中，直接在电池8上形成的辅助导板20是由氧化锌ZnO制成的。

通过约为20的几何增益实现根据本发明的器件2。因此，据观察，器件的集中因子比通过现有技术制造的器件高三倍。例如，测得通过现有技术制造的、主导板粘附在反射体上的器件的集中因子为1.8，相比之下，测得根据本发明的器件2的集中因子为5.3。

通过直接效率增益对此进行解释，所述直接效率增益是通过提高主导板18的邻近表面22附近的反射效率产生的，也是通过主导板18上表面附近的直接效率增益产生的，所述主导板18上表面附近的直接效率增益是由在邻近表面22附近的镜面反射性质产生的，所述光子到达时的入射角使其足以通过全内反射反射所述光子。

参考图3，在本发明的一个变体中，电池8从反射体6朝主导板18突出。邻近表面22直接与电池8接触。换言之，器件2没有辅助导板20。电池8保持主导板18离开反射体6。

在这个实施例中，例如，直接在反射体6的空腔12中形成电池8，例如是通过沉积形成的。作为选择，直接在没有空腔12的反射体6上形成所述电池。制造器件2过程中，例如，反射体6的反射表面14是在通过沉积形成电池8之后形成的。这有助于把电池8的形成对反射体6反射面14的质量的影响降到最低。

因为没有辅助导板20，所以根据这个变体的器件2成本较低，而且更易于制造。

关于图4，在另一个变体中，电池8从反射体6突出，而且器件2包括比如前文所述的辅助导板20。可以限制辅助导板20的尺寸，由于在这个实施例中，电池8是突出的，所以也简化了器件2的制造。

在另一个变体中(未显示)，将上述实施例相结合。例如，某些电池8的上表面在反射体6的反射面附近是水平的，如图2所示，而其它电池则突出到反射体外。然后，器件2包括第一种尺寸的辅助导板20以及第二种尺寸的辅助导板20，所述第一种尺寸的辅助导板20施置在上表面水平的电池8与主导板的邻近表面22之间，所述第二种尺寸的辅助导板20施置在突出的电池与邻近表面之间。所有的辅助导板的最高点基本上与和每个所述辅助导板接触的主导板的高度相同。

在该变体的另一个实例中，主导板18与突出到反射体外的电池直接接触。而且，上表面扁平的电池8分别耦合到前文所述的辅助导板20，并置于所讨论的电池8与邻近表面22之间。

还可以设想根据本发明的器件2的其它实施例。

例如，在某些实施例中，用带通滤波器(在图2中用虚线表示)覆盖主导板18的上表面，若不是主导板18上表面阻碍光子的溢出，尤其是由主导板18发射的、而且波长在主导板的发射范围内光子，所述带通滤波器则使周围光子最大限度地穿入主导板18中。因此，滤波器具有反射波长处于特征波长周围的光子以及对于其它波长有高透射率的良好性能。

此外，在把光集中在光伏器件上的光学装置中，应注意成像器件和非成像器件，所述成像器件用于通过其光学系统获取物体的图像，以及在这种情况下因此获取太阳在电池上的图像，所述非成像器件为其部件集中光，而不形成图像。

成像器件的具体特征是只有日光直接到达所讨论的器件上，才集中所述日光，这意味着它沿着通过太阳和光学器件形成的轴定向，并且不能用漫射光，例如，所述漫射光由于云产生的扩散现象而沿着任意方向到达。

非成像器件对入射阳光的方向不敏感，所以，其优点是不必通过特殊系统精确地跟随太阳的轨迹。

而且，优选的是，器件2是非成像器件。然后以非移动的方式把器件附接到其支座上。其作用是使器件不受定向装置约束，所述定向装置设置为使其根据太阳的轨迹定向，这对于成像器件而言是非常必要的。因此，与成像器件相比，大大降低了器件2的成本。

Claims

1.光伏器件，包括：

-彼此隔开的多个光伏电池；

-容纳电池的支座，所述支座是反射体并且具有反射面面向主导板的邻近表面；以及，

-导光板，该导光板与所述电池接触，并包括主导板，该主导板的表面邻近电池，其中邻近表面面向电池和支座的所述反射面，

其特征在于，光伏器件包括在电池之间的区域，该区域位于支座和主导板之间并且包含折射率小于邻近表面的折射率的材料，其中所述材料与所述邻近表面接触。

2.根据权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，主导板是荧光聚光器。

3.根据权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，支座与主导板的邻近表面相隔1微米至20微米的距离。

4.根据权利要求3的光伏器件，其特征在于，邻近表面与支座之间的距离基本大于或等于器件特征波长的两倍，所述特征波长与主导板优选的发射波长相对应。

5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，把一个或多个电池设置为从支座向主导板突出，其中主导板和所述电池接触，并且至少通过所述电池与支座隔开。

6.根据权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，所述材料是空气。

7.根据权利要求1所述的光伏器件，其特征在于，导光板包括多个辅助导板，辅助导板被所述材料彼此隔开，其中每个辅助导板都置于主导板的邻近表面与光伏电池之间。

8.根据权利要求7的光伏器件，其特征在于，辅助导板使主导板的邻近表面至少在所述区域远离支座。

9.根据权利要求7所述的光伏器件，其特征在于，每个辅助导板的表面都与相应光伏电池的表面接触，而且其尺寸基本等于所述电池表面的尺寸，其中把指定辅助导板的所述表面设置为大体上边对边地面对相应光伏电池的表面。

10.根据权利要求7所述的光伏器件，其特征在于，至少一个辅助导板的形状为大体呈圆柱形的衬垫，其中圆柱底的尺寸基本等于相应光伏电池表面的尺寸。

11.根据权利要求7所述的光伏器件，其特征在于，一个或者每个辅助导板的折射率介于主导板的折射率与相应光伏电池表面的折射率之间。

12.制造光伏器件的方法，所述光伏器件包括：

-彼此隔开的多个光伏电池；

-支座，电池靠近该支座设置，所述支座是反射体并且具有反射面面向主导板的邻近表面；以及，

-导光板，该导光板与所述电池接触，并包括主导板，所述主导板表面邻近电池，其中邻近表面面向电池和支座的所述反射面，

其中：

-光伏电池靠近支座设置，以及，

-通过在电池之间设置区域将导光板设置为接触光伏电池，所述区域在主导板与支座之间且包含折射率小于邻近表面折射率的材料，将所述材料设置为与所述邻近表面接触。

13.根据权利要求12所述的制造光伏器件的方法，其特征在于，得到一个或多个透明辅助导板，各个透明辅助导板分别置于主导板与一个光伏电池之间。

14.根据权利要求13所述的制造光伏器件的方法，其特征在于，每个辅助导板都是由直接与相应光伏电池接触的沉积物构成。

15.根据权利要求12所述的制造光伏器件的方法，其特征在于，全部或部分光伏电池是通过支座附近的沉积物形成，以便相应光伏电池从支座突出，并且沉积主导板，使该主导板与所述突出的电池接触。