一种IBC建筑一体化太阳能组件

技术领域

本发明涉及太阳能领域，更具体地说，本发明涉及一种IBC建筑一体化太阳能组件。

背景技术

太阳能是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

IBC电池出现于20世纪70年代，是最早研究的背结电池，最初主要应用于聚光系统中，见图l。电池选用n型衬底材料，前后表面均覆盖一层热氧化膜，以降低表面复合。利用光刻技术，在电池表面分别进行磷、硼局部扩散，形成有指状交叉排列的P区、N区，以及位于其上方的P+区、n+区。重扩形成的P+和N+区可有效消除高聚光条件下的电压饱和效应。此外，P+和N+区接触电极的覆盖面积几乎达到了背表面的1/2，大大降低了串联电阻。IBC电池的核心问题是如何在电池表面制备出质量较好、呈叉指状间隔排列的P区和N区。为避免光刻工艺所带来的复杂操作，可在电池表面印刷一层含硼的叉指状扩散掩蔽层，掩蔽层上的硼经扩散后进入N型衬底形成P+区，而未印刷掩膜层的区域，经磷扩散后形成N+区。通过丝网印刷技术来确定表面扩散区域成为研究的热点。

现有的太阳能组件为固定的形式，不能随太阳的移动而进行移动，能源转换不充分，造成效率低下，能源转换速度过慢的问题，因此，有必要设计一种能够高效的将太阳能转换为可用能源，供建筑内的住户使用的太阳能组件。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种IBC建筑一体化太阳能组件，包括：

太阳能板，所述太阳能板表面设置有多个均匀排列的IBC太阳能电池，所述太阳能板表面设置有光敏感应器；

固定架，所述固定架固定设置在建筑的顶部，所述太阳能板通过连接机构设置在所述固定架的上端；

透光保护罩，所述透光保护罩设置在所述太阳能板的表面；

聚光件，所述聚光件设置在所述固定架的表面。

优选的，所述固定架内部设置有主控器，所述光敏感应器、所述IBC太阳能电池与所述主控器电连接，所述主控器通过线路与蓄电池电连接，所述蓄电池设置在所述建筑内部。

优选的，所述IBC太阳能电池包括N型硅片基体、P型掺杂区、N型掺杂区、栅线，所述硅片基体设置在所述太阳能板表面，所述P型掺杂区、所述N型掺杂区设置在所述硅片基体的表面，所述栅线设置在所述P型掺杂区和所述N型掺杂区的表面。

优选的，所述N型硅片基体之间通过焊带相连接。

优选的，所述透光保护罩包括透镜、防水外壳、密封树脂、支撑板，所述防水外壳设置在所述太阳能板表面，所述支撑板设置在所述IBC太阳能电池的周向，所述防水外壳与所述支撑板相连接，所述透镜设置在所述支撑板的上方，所述密封树脂设置在所述支撑板与所述透镜之间。

优选的，所述透镜为菲涅尔透镜。

优选的，所述聚光件包括弧形面、凸棱、聚光层、散热口，所述弧形面设置在所述固定架的上表面，所述弧形面的表面设置有防水涂层，所述弧形面的内部表面设置有凸棱，所述凸棱的上表面设置有聚光层，所述凸棱的侧表面设置有散热口，所述散热口与所述支撑板的外表面相连通。

优选的，所述连接机构包括机构主体、驱动电机、传动组件、卡片、连接座、旋杆；

所述连接座设置在所述弧形面中心，所述机构主体设置在所述连接座的上方，所述旋杆设置在所述机构主体的内部，所述旋杆位于所述连接座的上方，所述驱动电机固定在所述机构主体的表面，所述驱动电机通过所述传动组件与所述旋杆相连接，所述卡片设置在所述机构主体的上表面，所述旋杆的上端与所述太阳能板相连接，所述驱动电机与所述主控器电连接。

优选的，所述机构主体内部设置有空腔，所述旋杆设置在所述空腔内，所述机构主体的侧壁设置有与所述空腔相连通的圆口，所述传动组件的一端设通过所述圆口与所述旋杆相啮合，所述机构主体上表面设置有与所述卡片相配合的定位缘，所述卡片设置在所述定位缘的周向；

所述传动组件包括传动杆和第一齿轮，所述传动杆与所述驱动电机相连接，所述第一齿轮设置在所述传动杆远离所述驱动电机的一端，所述旋杆的上端设置有第二齿轮，所述第二齿轮位于所述圆口处，所述第二齿轮的一端穿过所述圆口与所述空腔内的所述第一齿轮相啮合，所述旋杆与所述太阳能板之间设置有垫片；所述卡片的表面设置有凸舌，所述卡片的中心设置有与所述定位缘配合的通孔，所述太阳能板的下表面设置有第二销轴，所述机构主体的上表面且设置有第一销轴，所述第一销轴、所述第二销轴皆位于所述卡片表面设置的凸舌的一侧，所述第一销轴离所述旋杆的旋转中心的距离大于所述第二销轴离旋转中心的距离。

优选的，所述驱动电机在所述光敏感应器的作用下通过主控器控制按照预定方法控制旋杆根据光源转动，进而使得太阳能板能够更为精准的和充分的与太阳光相接触，提高发电的效率，所述预定方法的步骤如下：

步骤1，根据以下公式确定光线入角：

sin 2αsinβ＝sin 2γsinδsinε+cosγ

其中：α为高度角，β为方位角，γ为赤纬角，δ为纬度角，ε为时角；

步骤2，通过步骤1处理所述光敏感应器所感知的光线，获得光线的随动轨迹，并通过主控器控制驱动电机做相应的驱动，使太阳能板能够随着光线的转变而转变；

步骤3，设置所述光敏感应器的感应间隔时间t＝30min，在保证转动准确度的同时，节省所述光敏感应器感应过程中所消耗的电量。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明所述的一种IBC建筑一体化太阳能组件，通过光敏感应器感应太阳光的具体方位，连接机构根据光敏感应器所感应到的方向控制带动太阳能板平稳转动，使太阳能板设置有IBC太阳能电池的一面能够实时的面向阳光充足照射的方向，提高能源转换的效率，固定架设置在建筑的顶部，使太阳能板能够更加稳固的固定在建筑顶部，便于接收阳光；聚光件设置在固定架的表面，将阳光向太阳能板处聚集，提高光照强度，聚集后的光线再穿透透光保护罩照射至IBC太阳能电池进行蓄能，同时透光保护罩对太阳能板和IBC太阳能电池还有防水保护以及聚光的作用，再次提高了能源转换的效率和性能。

本发明所述的一种IBC建筑一体化太阳能组件，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的一种IBC建筑一体化太阳能组件的立体图。

图2为本发明所述的一种IBC建筑一体化太阳能组件的太阳能板的结构示意图。

图3为本发明所述的一种IBC建筑一体化太阳能组件的聚光件结构示意图。

图4为本发明所述的一种IBC建筑一体化太阳能组件的连接机构的结构示意图。

图5为本发明所述的一种IBC建筑一体化太阳能组件的机构主体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图5所示，本发明提供了一种IBC建筑一体化太阳能组件，包括：

太阳能板1，所述太阳能板1表面设置有多个均匀排列的IBC太阳能电池2，所述太阳能板1表面设置有光敏感应器；

固定架3，所述固定架3固定设置在建筑的顶部，所述太阳能板1通过连接机构4设置在所述固定架3的上端；

透光保护罩5，所述透光保护罩5设置在所述太阳能板1的表面；

聚光件6，所述聚光件6设置在所述固定架3的表面。

上述技术方案的工作原理：工作过程中，光敏感应器感应到太阳光照后，IBC太阳能电池2均匀的设置在太阳能板1表面，连接机构4根据光敏感应器所感应到的方向平稳转动，使太阳能板1设置有IBC太阳能电池2的一面能够实时的面向阳光充足照射的方向，太阳能板1通过连接机构4设置在所述固定架3的上端，固定架3设置在建筑的顶部，使太阳能板1能够更加稳固的固定在建筑顶部，便于接收阳光；透光保护罩5设置在太阳能板1的表面，聚光件6设置在所述固定架3的表面，聚光件6将阳光聚集在太阳能板1处，聚集的阳光穿过透光保护罩5作用在IBC太阳能电池2上实现蓄能，同时透光保护罩5还有防水保护的作用。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，本发明提供了一种IBC建筑一体化太阳能组件的具体结构，通过光敏感应器感应太阳光的具体方位，连接机构4根据光敏感应器所感应到的方向控制带动太阳能板1平稳转动，使太阳能板1设置有IBC太阳能电池2的一面能够实时的面向阳光充足照射的方向，提高能源转换的效率，固定架3设置在建筑的顶部，使太阳能板1能够更加稳固的固定在建筑顶部，便于接收阳光；聚光件6设置在固定架3的表面，将阳光向太阳能板1处聚集，提高光照强度，聚集后的光线再穿透透光保护罩5照射至IBC太阳能电池2进行蓄能，同时透光保护罩5对太阳能板1和IBC太阳能电池2还有防水保护以及聚光的作用，再次提高了能源转换的效率和性能。

如图1所示，在一个实施例中，所述固定架3内部设置有主控器，所述光敏感应器、所述IBC太阳能电池2与所述主控器电连接，所述主控器通过线路与蓄电池电连接，所述蓄电池设置在所述建筑内部。

上述技术方案的工作原理：能量转化过程中，光敏感应器将感应信息传输至主控器，太阳能板1表面的IBC太阳能电池2对光线的光能进行转换，通过主控器将光能所转换的电能输送至蓄电池内，蓄电池设置在所述建筑内部，供建筑内的设备使用。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，提供了主控器，通过主控器将光能通过IBC太阳能电池2所转换的电能输送至蓄电池内，同时对光敏感应器进行控制，并对光敏感应器所感应的信息进行接收。

如图1所示，在一个实施例中，所述IBC太阳能电池2包括N型硅片基体、P型掺杂区、N型掺杂区、栅线，所述硅片基体设置在所述太阳能板1表面，所述P型掺杂区、所述N型掺杂区设置在所述硅片基体的表面，所述栅线设置在所述P型掺杂区和所述N型掺杂区的表面。

如图1所示，在一个实施例中，所述N型硅片基体之间通过焊带相连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果：N型掺杂区设置在硅片基体的表面，栅线设置在P型掺杂区和N型掺杂区的表面，通过P型掺杂区和N型掺杂区有效的消除高聚光条件下的电压饱和效应，大大降低了电阻，提高了光能的转换效率，N型硅片基体之间通过焊带相连接，使IBC太阳能电池2能够互相连接，保持整体性，增大光能转换的工作面积，进一步提高了性能。

如图2所示，在一个实施例中，所述透光保护罩5包括透镜501、防水外壳502、密封树脂503、支撑板504，所述防水外壳502设置在所述太阳能板1表面，所述支撑板504设置在所述IBC太阳能电池2的周向，所述防水外壳502与所述支撑板504相连接，所述透镜501设置在所述支撑板504的上方，所述密封树脂503设置在所述支撑板504与所述透镜501之间，所述透镜501为菲涅尔透镜。

上述技术方案的工作原理：能量转化过程中，透光保护罩5包括透镜501、防水外壳502、密封树脂503、支撑板504，防水外壳502设置在所述太阳能板1表面，防水外壳502、透镜501、支撑板504、密封树脂503相互连接，共同构成了密封太阳能板1和IBC太阳能电池2的结构，对其进行保护，并具有防水的作用，支撑板504设置在IBC太阳能电池2的周向，透镜501设置在支撑板504的上方，透镜501为菲涅尔透镜，通过透镜501对光线进行聚焦，提高转化效率。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，本实施例提供了透光保护罩5的具体结构，通过防水外壳502、透镜501、支撑板504、密封树脂503相互连接构成的密封结构，对太阳能板1和IBC太阳能电池2进行密封、保护和防水，密封树脂503填充在透镜501和支撑板504之间，提高密封性和稳固性，通过透镜501对光线进行聚焦，提高转化效率。

如图3所示，在一个实施例中，所述聚光件6包括弧形面601、凸棱602、聚光层603、散热口604，所述弧形面601设置在所述固定架3的上表面，所述弧形面601的表面设置有防水涂层，所述弧形面601的内部表面设置有凸棱602，所述凸棱602的上表面设置有聚光层603，所述凸棱602的侧表面设置有散热口604，所述散热口604与所述支撑板504的外表面相连通。

上述技术方案的工作原理：能量转化过程中，聚光件6包括弧形面601、凸棱602、聚光层603、散热口604，弧形面601设置在固定架3的上表面，弧形面601的表面设置有防水涂层，弧形面601的内部表面设置有凸棱602，凸棱602的上表面设置有聚光层603，凸棱602的侧表面设置有散热口604，散热口604与支撑板504的外表面相连通，凸棱602呈一定角度，阳光的光线通过凸棱602上表面设置的聚光层603进行聚拢，提高了光能转换的效率，散热口604与外界相连通，对光线聚拢时所产生的热量进行散热，同时在雨水天气时，能够通过散热口604将雨水排出，防止雨水在弧形面601内淤积。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，本实施例提供了聚光件6的具体结构，通过设置在弧形面601内的凸棱602和凸棱602的上表面的聚光层603对光线进行聚拢，提高了光能转换的效率，散热口604与外界相连通，对光线聚拢时所产生的热量进行散热，同时在雨水天气时，能够通过散热口604将雨水排出，防止雨水在弧形面601内淤积。

如图4-5所示，在一个实施例中，所述连接机构4包括机构主体401、驱动电机406、传动组件402、卡片403、连接座404、旋杆405；

所述连接座404设置在所述弧形面601中心，所述机构主体401设置在所述连接座404的上方，所述旋杆405设置在所述机构主体401的内部，所述旋杆405位于所述连接座404的上方，所述驱动电机406固定在所述机构主体401的表面，所述驱动电机406通过所述传动组件402与所述旋杆405相连接，所述卡片403设置在所述机构主体401的上表面，所述旋杆405的上端与所述太阳能板1相连接，所述驱动电机406与所述主控器电连接。

所述机构主体401内部设置有空腔411，所述旋杆405设置在所述空腔内，所述机构主体401的侧壁设置有与所述空腔411相连通的圆口412，所述传动组件402的一端设通过所述圆口412与所述旋杆405相啮合，所述机构主体401上表面设置有与所述卡片403相配合的定位缘413，所述卡片403设置在所述定位缘413的周向；

所述传动组件402包括传动杆421和第一齿轮422，所述传动杆421与所述驱动电机406相连接，所述第一齿轮422设置在所述传动杆421远离所述驱动电机406的一端，所述旋杆405的上端设置有第二齿轮451，所述第二齿轮451位于所述圆口412处，所述第二齿轮451的一端穿过所述圆口412与所述空腔411内的所述第一齿轮422相啮合，所述旋杆405与所述太阳能板1之间设置有垫片452；所述卡片403的表面设置有凸舌431，所述卡片403的中心设置有与所述定位缘413配合的通孔，所述太阳能板1的下表面设置有第二销轴，所述机构主体401的上表面且设置有第一销轴，所述第一销轴、所述第二销轴皆位于所述卡片403表面设置的凸舌431的一侧，所述第一销轴离所述旋杆405的旋转中心的距离大于所述第二销轴离旋转中心的距离。

上述技术方案的工作原理：能量转化过程中，连接机构4包括机构主体401、驱动电机406、传动组件402、卡片403、连接座404、旋杆405；工作过程中，主控器通过从光敏感应器所接受到的信息对驱动电机406电机进行控制，进而通过驱动电机406控制传动组件402进而带动旋杆405进行旋转，旋杆405与太阳能板1相连接，进而使太阳能板1在驱动电机406的控制下做相应的转动；传动组件402包括传动杆421和第一齿轮422，传动过程中，驱动电机406与传动杆421相连接，驱动电机406带动传动杆421进行转动，第一齿轮422与传动杆421进行同步的转动，旋杆405设置在所述空腔内，机构主体401的侧壁设置有与空腔411相连通的圆口412，第一齿轮422通过圆口412与旋杆405上的第二齿轮451相啮合，进而使旋杆405能够在第一齿轮422和第二齿轮451相啮合的情况下均匀精准的进行转动，旋杆405与太阳能板1之间设置有垫片452，减少了太阳能板1与旋杆405的摩擦，提供了一定的缓冲，能够提高旋杆405的使用寿命，机构主体401上表面设置有与定位缘413相配合的卡片403，卡片403的表面设置有凸舌431，机构主体401的上表面且设置有第一销轴，太阳能板1的下表面设置有第二销轴，当旋杆405带动太阳能板1进行旋转时，第二销轴也在太阳能板1的转动下进行同步旋转，旋转过程中，第二销轴与凸舌431相接触，带动凸舌431进行转动，直到凸舌431在第二销轴的带动下转动接触第一销轴时，卡片403在第一销轴的限制下不再转动，进而将太阳能板1也进行约束，从而对太阳能板1进行了限位作用，避免太阳能板1转动过度，造成损伤。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，本实施例提供了连接机构4的具体结构，通过机构主体401进行定位，第一齿轮422和第二齿轮451相啮合控制旋杆405的转动，使转动过程更为均匀和精准，避免了摩擦转动所产生的损耗，旋杆405与太阳能板1之间设置有垫片452，减少了太阳能板1与旋杆405的摩擦，提供了一定的缓冲，提高了旋杆405的使用寿命，凸舌431、第二销轴、第一销轴相互作用，对太阳能板1的转动进行限定，避免太阳能板1转动过度，造成损伤。

如图1-5所示，在一个实施例中，所述驱动电机406在所述光敏感应器的作用下通过主控器控制按照预定方法控制旋杆405根据光源转动，进而使得太阳能板1能够更为精准的和充分的与太阳光相接触，提高发电的效率，所述预定方法的步骤如下：

步骤1，根据以下公式确定光线入角：

sin 2αsinβ＝sin 2γsinδsinε+cosγ

其中：α为高度角，β为方位角，γ为赤纬角，δ为纬度角，ε为时角；

步骤2，通过步骤1处理所述光敏感应器所感知的光线，获得光线的随动轨迹，并通过主控器控制驱动电机406做相应的驱动，使太阳能板1能够随着光线的转变而转变；

步骤3，设置所述光敏感应器的感应间隔时间t＝30min，在保证转动准确度的同时，节省所述光敏感应器感应过程中所消耗的电量。

上述技术方案的工作原理及有益效果：主控器通过步骤3控制光敏感应器进行间断性感应，保证转动准确度的同时，节省所述光敏感应器感应过程中所消耗的电量，光敏感应器对太阳光进行感应，并将所感应的信息依据步骤1处理后传递至主控器，接着主控器根据所得到的信息对驱动电机406进行驱动，进而带动太阳能板1随着光线的转变而转变，使阳光充分照射至太阳能板1表面，使IBC太阳能电池2充分高效的将光能转换为电能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。