CN102484162A - 太阳能电池组件以及太阳能电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光吸收或光发射太阳能电池组件，并且还涉及一种由2-10000个根据本发明的太阳能电池组件构造的太阳能电池装置。

Description

太阳能电池组件以及太阳能电池装置
技术领域
本发明涉及一种光吸收或光发射太阳能电池组件，以及由根据本发明的2-10000个太阳能电池组件构成的太阳能电池装置。
背景技术
在光伏中，光通过太阳能电池转换成电能。在聚集式光伏情形中，光学***(例如具有透镜或反射镜)被使用并将光聚集到太阳能电池上。因此，由于投射到太阳能电池附近的光不能被转换成电能，必须确保有尽可能多的光投射到太阳能电池上。
在光伏聚光器模块中，多个太阳能电池被组合并用线电连接。太阳能电池必须不受湿气和机械应力的影响。为此目的，太阳能电池通常是被封装的。在此背景下，封装首先意味着用防止被封装的太阳能电池组受损坏的材料包装，同时尽可能少地对功能造成损坏。
通常，聚光器模块很少可以利用扩散光，原因是只有直射光(充分平行)可以被聚集。此外，聚光器模块的方向必须朝向太阳，否则聚集的光射线不会投射到太阳能电池上。因此聚光器模块大多安装在将模块定向到朝向太阳的跟踪***上。
光孔面积和太阳能电池的商数(在几何学上)被称作聚光因数。对于聚光器***，期望有高聚光因数。为了生产高聚光的光伏***(聚光因数＞300)，使用第二光学器件是可行的。二级光学概念因此被使用，它由所称的第一光学器件和第二光学器件组成。此二级概念能够在实现光学器件和模块几何形状上有更大设计自由，此外可以有更高的聚光因数或在制造、调整和朝向太阳定向的定位上有更大的冗余。根据该设计，入射到接收器表面上的光另外可以是均匀的，即可以获得入射强度的一致性的改进，即使没有明确说明，这总是作为第二光学器件的潜在优点随后共同存在的。
用于聚光器模块的第二光学器件例如被配置成反射元件，但是经常作为折射元件。在反射元件中，光的方向通过(表面)反射朝向太阳能电池，在折射元件中，光的方向通过折射或内部全反射朝向太阳能电池。组件形式诸如圆锥形的逐渐变细的光导管，截棱锥、截锥、立方体、圆柱体、透镜或抛物体对于第二光学器件是已知的。
同样这些形式的组合也是已知的。折射的第二光学器件(后面的实施例涉及此类型)必须由高度透明的材料制造，诸如玻璃或透明塑料材料(PMMA，聚碳酸酯等)，以便吸收尽可能少的光。第二光学器件中吸收的光不可以由太阳能电池使用。此外，第二光学器件通常位于第一光学器件的焦点处，因此受到聚集的太阳辐射。因此，即使是聚集的太阳辐射的低吸收可以导致第二光学器件的更多受热，最终导致其毁坏。根据第二光学器件和电池之间的连接，电池也被加热，这是不希望发生的。为了避免第二光学器件和太阳能电池之间界面的光损失，此区域经常用光耦合介质填充。当使用利用内部总反射(TIR)的第二光学器件时，因此出现下面的问题：
光耦合介质可能弄湿第二光学器件的外表面，此造成的结果是表面轮廓被改变，致使不再提供用于TIR的条件。因此，光耦合离开这些湿表面，不再投射到太阳能电池上。同样，第二光学器件的组件经常不易于分解。已知的安装方法通常要求第二光学器件使用另外的保持装置，通过此方法材料和工艺成本增加。
如果封装材料位于光学路径中，这对于第二光学材料同样适用。用于太阳能电池的材料对于太阳辐射(300-2000nm)必须是高度透射的。封装材料中吸收的光不能被转换成电能。此外，即使是对太阳光的低吸收也会导致材料被大大加热，这可导致降解并最终造成其毁坏。由于介质位于第一光学器件的焦点上，需要使所使用的材料对于高剂量的辐射另外是稳定的。
重要的是，该材料保护太阳能电池不受环境、诸如空气湿度的影响。对于提到的原因，使用大致透明的硅酮来进行封装。为此目的，封装材料在液态状态下涂覆到电池周围，随后被硬化。而且，用于第二光学器件和太阳能电池之间的光学耦合的硅酮还可以用来保护太阳能电池边缘。具体地，高度透明的硅酮的缺点是它不能完全粘在许多表面上，可渗透水蒸汽。高度透明的硅酮因此只适于以有限方式封装太阳能电池。
以上提到的现有技术明显具有以下缺点：
—为了安装进口孔比出口孔大的第二光学器件，需要附加安装，这增加了聚光器模块的材料和工艺成本。
—光耦合介质可能弄湿第二光学器件的侧面，这导致使用内部全反射时光会耦合出来。
—只有高度透明材料可用作封装材料。如果聚集的太阳辐射被吸收到封装材料中，这可能导致封装毁坏。使用专有高度透明材料很大地限制了材料选择。
除了上述描述的组件之外，尤其是用于聚集光伏的组件之外，发光二极管组件(LED)在现有技术中是已知的。类似于光伏聚光器***的应用，在发光二极管组件中半导体元件与光学器件结合，可同时确保电子元件的封装。本发明区别于LED组件之处在于以下：
—在LED组件情况下，光通常从半导体中横向出现。在光伏应用情况下，光通过前侧进入到半导体中。此不同也反映在半导体元件的电接触中。而在LED技术的情况下，整个前侧用作接触表面，它必须保证在光伏中通过接触造成的阴影是最小的。
—在LED应用的情况下，在封装材料中使用填充剂以便影响发射光的光谱。在光伏应用情况下，(照明的)封装材料必须尽可能透明。
—具体地，聚集光伏需要特殊要求，这些要求用LED技术的组件是不能解决的。与LED应用不同，聚集光伏的结果是局部光强度＞1000kW/m2。如果将现有技术中已知的LED组件用在聚集光伏中，则LED组件通常会被损坏。此外，成本在LED应用中比在光伏应用中起的作用更小。因此在LED组件情况下，经常使用附加元件(例如支撑装置)，这对聚光器模块的应用来说太昂贵。
发明内容
源于此，本发明的目的是借助相应的第二光学器件来改进聚光器模块的光学性质，并以更经济的方式达到此目的。
此目标是通过根据权利要求1的光吸收和/或光发射太阳能电池组件来达到的。权利要求28涉及一种太阳能电池装置。另外的有利实施例包含于从属权利要求中。
根据本发明，提供了一种光吸收和/或光发射太阳能电池组件，包括电绝缘体和至少一个太阳能电池，所述电绝缘体设置在导电衬底上，并设置有金属表面，所述太阳能电池具有折射的第二光学器件，该第二光学器件连接到导电衬底，所述太阳能电池被设置在设置有金属表面的绝缘体的凹槽中，太阳能电池由朝向衬底的侧面经过导电连接而连接到衬底，凹槽尺寸被制成在太阳能电池和设置了金属表面的电绝缘体之间横向产生空隙，空隙用耦合介质填充，太阳能电池通过至少一个电触点连接到金属表面。
本发明因此包括太阳能电池完全设置于由凹槽形成的空腔中的实施例，以及太阳能电池部分突出到绝缘体的金属表面之外的实施例。
通过本文提出的第二光学器件，投射到太阳能电池附近的光被引导到太阳能电池上。而且，来自较大立体角的光可通过第二光学器件用于太阳能电池。由于太阳能电池以及可能的电触点被完全封装，首先保护太阳能电池不受灰尘、湿气、腐蚀性气体和机械应力的影响，因此增大了太阳能电池的长期稳定性。
这里可以使用所有已知的太阳能电池作为用于太阳能电池组件(SCA)的太阳能电池。而且，可以使用整体式多重太阳能电池，特别是具有整体式多重太阳能电池的三重太阳能电池。太阳能电池可以被进一步掺杂来自主族III和V和元素。
本发明的主题属于通过使用集成的第二光学器件来改善已知的太阳能电池组件。此太阳能电池组件的优点是能很好地耗散由太阳能电池发出的热，保护太阳能电池不受腐蚀，阻止或者保护所有使用的元件不受聚集的太阳辐射的影响，整体构造的长期稳定性，使用尽可能经济的原材料以及补偿操作过程中出现的热应力。
制造根据本发明的、具有集成的、耐高温的第二光学器件的太阳能电池组件的过程实现低材料和工艺成本。而且，确保了第二光学器件相对于太阳能电池的高定位准确性，同时避免了对太阳能电池、第二光学器件或装配过程中出现的其它元件造成损害。
优选地，耦合介质选自透明材料、硅酮、硅油、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、玻璃、石英玻璃、热塑性塑料和其混合物。这些材料可被精确地计量，因此可以以极好方式填充到狭窄区域中。
耦合介质还可以完全封装太阳能电池和电触点。结果，最佳地保护太阳能电池和至少一个电触点不受破坏性环境的影响，诸如湿气或腐蚀性气体。因此，以此方式提高了根据本发明的太阳能电池组件的长期稳定性。由于封装介质可以只在一个操作步骤中施加，因此还可以使简化制造变得可能。
而且，太阳能电池与衬底的导电连接可以通过胶接、钎焊、粘接和/或熔接实现。这些可以用位置精度来施加，并具有高稳定性。
太阳能电池组件的金属表面可以由金属，特别是铜、银、镍、金、铂、钛、钯、铝、锗合金组成，或者包括上述这些。这些材料特别适用于触点，并可用作接线垫。
优选地，用于太阳能电池组件的衬底包括铜、铝、钛、钢、硅合金或金属合金。通过这些衬底确保了最佳热传导，并能够很好地耗散太阳能电池发出的热。因此，由于热应力造成的太阳能电池组件的破坏实际上是不可能的。衬底还可以由绝缘材料组成，例如如后续针对绝缘体描述的，只要表面是导电的即可。上文描述的材料作为用于表面涂层的导电材料是可行的。
电绝缘体优选由环氧树脂、热塑性塑料、陶瓷、氧化铝、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、硅酮或玻璃组成。这些材料是惰性的，因此提高了长期稳定性。
在本发明的一个可替代变形中，太阳能电池具有连接到第二光学器件的至少一个面、和至少一个保护涂层，该保护涂层由透光金属制成，由氧化铝、硅、二氧化硅、氮化硅、碳化硅、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、硅酮、玻璃、石英玻璃或热塑性塑料制成。
而且，太阳能电池组件的特征在于，用于将太阳光聚焦到太阳能电池上的折射的第二光学器件包括由透光电介质材料实心地构成的折射器，该折射器在测得的层厚为1mm、波长范围在400和2500nm之间时平均透光率为至少90％，折射器具有方向朝向太阳光的进入孔和方向朝向太阳能电池的出口孔，进入孔和/或出口孔被设计成实现入射太阳光的折射聚集。
优选地，用于第二光学器件的透光电介质材料选自：环氧树脂、硅酮、硅树脂、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、玻璃、石英玻璃、热塑性塑料、二氧化硅、碳化硅、氧化铝或其混合物。因为对所使用的化合物自然老化的抵抗力，以及对入射光的低吸收率，所提到的材料是特别适合的。
第二光学器件的进口孔和/或出口孔可具有平的、凸面的和/或凹面的表面轮廓。选择哪种表面轮廓尤其取决于使用哪种材料。折射的第二光学器件因此可以具有很多种变形形式，诸如抛物体，截锥，光导，截棱锥等。
优选地，第二光学器件的进口孔的面积比第二光学器件的出口孔的面积大。进口孔的面积与出口孔的面积的商数越大，第二透镜***的聚集系数越高。
折射的第二光学器件具有围绕折射器并优选设置在进口孔的水平面上的凸出物，并且更加优选地，凸出物整体式连接或形状配合到折射器。由于有凸出物，例如可以通过拾取&放置方法简化安装第二透镜***的过程，这是由于这些光学器件可以用简单方式通过机器抓取。
而且，除了进口孔和/或出口孔的区域和/或方向朝向出口孔的凸出物的侧面之外，折射器可涂有高反射涂层，波长范围为400-800nm时该涂层的反射度ρ＞70％，和/或波长范围为900-2500nm时反射度ρ＞80％。涂层能够使入射光极好地聚集到太阳能电池上，而不使光投射在太阳能电池周围。因此避免了与其相关的受热和辐射损失。而且，可以使用不透明的封装材料。
第二光学器件的高反射涂层优选包括金属，特别是铝，优选是高纯度(按重量计＞99％)形式，或银，和/或具有不同折射率的材料和/或合金的层序，或由这些材料组成。此涂层或层序还可具有保护功能或保护层。
第二透镜***的高反射涂层的层厚可为1nm-3mm，优选为1μm-200μm。因此，只需要少量的材料，但却增加了反射因此有效增加了聚集到太阳能电池上的光。
在太阳能电池组件的一个可替代实施例中，折射器通过胶粘和/或机械固定方式利用结合部固定在金属表面上。结果，太阳能电池组件相对于外部条件的稳定性被另外增强。
因此，形成结合部的材料可选自热塑性塑料、环氧树脂、硅酮、丙烯酸盐、氰基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯和其混合物。此结合部材料不要求是透明的。
优选地，用于形成结合部的材料是电绝缘的导热材料。因此，一方面防止出现太阳能电池组件过热，另一方面防止出现短路。结合材料另外还可用于封装电触点。
而且，用于结合部的材料和耦合介质可以是相同的。因此，同样有利于通过拾取&放置方法实现的生产，原因是为了施加结合材料和耦合介质，只需要一个步骤，在此情况下，这两种材料是相同的。
用于形成结合部的材料完全由第二光学器件的凸出物覆盖。因此，有效防止了环境条件(诸如太阳辐射)对结合材料的影响，环境条件例如会使材料变脆。
优选地，折射的第二光学器件以形状配合方式被外壳包围，外壳的上侧形成进口孔，外壳的下侧形成出口孔。外壳可具有例如圆形、椭圆或方形截面底部，因此可以是圆柱形或棱柱形状的。优选是外壳是圆柱形的。
折射的第二光学器件可具有在纵向方向上向外壳外突出的凸面配置的进口孔。因此，以简单方式形成用于聚集入射光的透镜形状的进口孔。
第二光学器件可通过至少一个紧固元件连接到太阳能电池和/或衬底。而且，衬底可具有至少一个形状配合的可翻转锁定装置，至少一个紧固元件可以连接到锁定装置上。
在一个优选实施例中，至少一个防护二极管和/或用于将光聚集到第二光学器件上的至少一个第一光学器件诸如菲涅耳收集器、透镜和/或反射镜包含于太阳能电池组件中。
这些组件用于第一次将光聚集到第二光学器件上。
在太阳能电池组件的变形中，太阳能电池通过至少一个触点串联和/或并联电连接到至少一个另外的太阳能电池。
而且，本发明包括一种太阳能电池装置，其特征在于它由2-10000个描述的太阳能电池组件构成。
太阳能电池组件和太阳能电池装置两者都可以被设置在跟踪***上。
附图说明
根据本申请的主题旨在参照下面的附图1-3和示例1-3更加详细地解释，不希望将主题限制于这些变形。
图1示出了具有折射的第二光学器件的太阳能电池组件，该第二光学器件具有凸出物。
图2示出了具有折射的第二光学器件的太阳能电池组件，该第二光学器件具有凸起的进入孔。
图3示出了具有装入外壳的折射第二光学器件的太阳能电池组件。
具体实施方式
图1示出了太阳能电池组件1，它包括导电衬底2，该导电衬底2用作散热器，由铜制成。太阳能电池4是III-V多重太阳能电池。在绝缘体3上由Cu/Ni/Au层序制成的金属表面7用作接触垫，在中间具有凹槽6。折射的第二光学器件5是被配置成截锥的玻璃体，截锥上有透镜形状的进口孔12。出口孔13因此具有和太阳能电池4相同的形状和尺寸。截锥的横向区域上设置含银的高反射涂层，涂层上具有附加层作为保护层15，因此防止受到环境影响。在进口孔12的一侧，第二光学器件5具有凸出物14，它在拾取&放置(Pick&Place)方法中便于抓紧，通过用于结合部17的材料对于后续封装提供额外保护。第二光学器件5可以在玻璃模塑工艺中生产(更加常见的是：玻璃热成形)，理想地，多个光学器件在一个模塑工艺中生成出来。工艺时间因此被缩短。
太阳能电池4以太阳能电池4上的导电粘合剂8安装。作为替代方式，太阳能电池4可被焊接。结果，太阳能电池4的后面触点是通过铜板2产生的。具有金属表面7的电绝缘体3用胶粘到散热器2上，使得太阳能电池4位于凹槽6中间。在结合工艺中，太阳能电池前侧和金属表面7之间的电触点10是用细线结合(理想是金线)产生的。
少量光耦合材料20被施加在太阳能电池前侧或出口孔13上。液态透明硅酮可用于此目的。第二光学器件5借助出口孔13放置在太阳能电池上侧。接着，用于结合部17的材料被施加在太阳能电池4和第二光学器件5周围，电触点10也被封装。喷射或分配工艺尤其适于封装工艺。最后，封装材料20被硬化。在图1示例的情况下，用于结合部17的材料和耦合介质20因此是相同的。结果，由于只需要一种材料，简单和经济的工艺变得可行。
在图2中，显示了一种带折射的第二光学器件5的太阳能电池组件1，折射的第二光学器件5具有凸出的进口孔12。导电衬底2用作散热器，并由铜组成。太阳能电池4是III-V多重太阳能电池。在绝缘体3上由Cu/Ni/Au层序制成的金属表面7用作接触垫，并且金属表面7的中间具有凹槽6。第二光学器件5是圆柱形式的玻璃体，具有凸的透镜形状的进口孔12和平的出口孔13。进口孔12和出口孔13比太阳能电池4的表面大。第二光学器件5可以在玻璃模塑工艺中生产，理想地多个透镜***是在一个模塑工艺中生产的。工艺时间因此可以缩短。
太阳能电池4是用太阳能电池4上的导电粘合剂安装的。结果，太阳能电池4的后侧触点是通过铜板2生产的。具有金属表面7的电绝缘体3胶粘到散热器2上，使得太阳能电池4位于凹槽6中间。在结合工艺中，太阳能电池前侧和金属表面7之间的电触点10是用细线(理想是用金线)结合生产的。
透明的液态硅酮20填充到太阳能电池4和绝缘体3之间的空隙9中，使得一些硅酮从空隙9中出来。带出口孔13的第二光学器件5被压到此露出的硅酮20中，使得产生光触点。太阳能电池4在这里完全通过耦合介质20封装。第二光学器件5的出口孔13和太阳能电池4之间的间距是由绝缘体3的厚度决定的，影响聚光器光学器件的整体设计。最后，硅酮被硬化。
图3显示了具有装入外壳的折射的第二光学器件5的太阳能电池组件1。导电衬底2作为散热器，由铜组成。太阳能电池4是III-V多重太阳能电池。在绝缘体3上由Cu/Ni/Au层序制成的金属表面7用作接触垫，金属表面7的中间具有凹槽6。由铝制成的金属圆柱体作为外壳16，具有比凹槽6更大的内径。太阳能电池4和绝缘体3之间的空隙9用耦合介质20填充，绝缘体3设置了金属表面7。
太阳能电池4用太阳能电池4上的导电粘合剂8安装。可替代地，太阳能电池4可被焊接。结果，在太阳能电池4和铜板2之间产生后侧接触。在绝缘体3上由Cu/Ni/Au层序制成的金属表面7用作接触垫，金属表面7的中间具有凹槽6。在结合工艺中，太阳能电池前侧和金属表面7之间的电触点10是用细线结合(理想是金线)产生的。中空铝圆柱体16被设置在金属表面7上，使外壳16的轴线延伸通过太阳能电池4的中部。为了增加稳定性，中空圆柱体16还可以用胶粘牢固。透明的液态硅酮5被填充到铝圆柱体16中，直到它开始从圆柱体16中出来，或凸出到圆柱体16的开放的端面之外。弯曲的表面由于硅酮的表面张力上升，此表面的最终形状是由填充量、填充过程的温度、硬化过程和使用，及在硬化(例如体积收缩)过程中形状可能的变化确定的。太阳能电池组件1的总体光学设计决定了设置哪种表面形状，或者铝圆柱体16必须具有的高度。硅酮5随后被硬化。
示例1
使用第二光学器件，第二光学器件的进口孔大于出口孔。第二光学器件由透明电介质(例如玻璃，PMMA，聚碳酸酯等)组成，原则上具有从进口孔到出口孔之间逐渐变细的形状(例如，抛物体，截锥，光导，截棱锥等)。进口和/或出口孔可以是平的，或形成弯曲形。
第二光学器件的侧表面设置例如含银的高度反射层，以及保护此高度反射层的保护层。为了安装第二光学器件，具有出口孔的保护层被设置(拾取&设置方法)在太阳能电池上。因此第二光学器件和太阳能电池之间的空隙可以用光学耦合介质填充。
随后，第二光学器件被粘合。为此目的，使用粘合剂或结合材料，粘合剂或结合材料围绕在第二光学器件的外侧、太阳能电池和电触点(结合或焊接连接)的边缘。结果，确保了第二光学器件的安装以及太阳能电池和电连接或触点的封装。
因此，在使用第二光学器件情况下，外侧的面设置有金属反射层，不要求封装或粘合剂材料是透明的。通过第二光学器件保护封装不受聚集的太阳辐射的影响。此外，上侧上的第二光学器件可以具有凸出物(例如，为周向环形式)，该凸出物另外保护封装材料不受聚集的辐射影响。而且此凸出物对于安装可以是有利的，在安装中它用作拾取&放置方法的可抓握区。而且，此凸出物可以用来另外以机械方式安装第二透镜***。
示例2
使用透镜形状的第二光学器件。第二光学器件由透明电介质(例如玻璃，PMMA，聚碳酸酯等)组成，并具有凸出形状的进口孔。投射在进口孔上的聚集的光被另外聚集，或更大(入射)立体角的光被导向出口孔。
用于产生前侧接触的接触垫因此应该完全围绕太阳能电池。此外，接触垫应该至少与所使用的太阳能电池一样厚。电池和接触垫之间的体积稍微被封装材料或耦合介质过量填充，有少量从体积中出来。第二光学器件可以另外被胶粘。例如，透明硅酮可用作封装材料。
示例3
第二光学器件被配置成使圆柱形外壳设置成围住太阳能电池和用于电接触的电结合或焊接连接。接着，太阳能电池和外壳之间的体积用透光电介质材料填充。根据材料的填充量和润湿特征，可以产生在光路径上方向接合并将光导向或聚焦到太阳能电池上的弯曲表面。用于封装的材料，例如由透明硅酮制成的材料因此用来保护太阳能电池以及用来保护电触点。

Claims (28)

1.一种光吸收和/或光发射太阳能电池组件(1)，包括电绝缘体(3)和至少一个太阳能电池(4)，所述电绝缘体(3)设置在导电衬底(2)上，并设置有金属表面(7)，所述太阳能电池(4)具有折射的第二光学器件(5)，该第二光学器件连接到所述导电衬底(2)，其特征在于：
所述太阳能电池(4)被设置在设置有所述金属表面(7)的所述绝缘体(3)的凹槽(6)中，所述太阳能电池(4)由朝向所述衬底(2)的侧面经过导电连接(8)连接到所述衬底(2)，所述凹槽(6)尺寸被制成在所述太阳能电池(4)和设置有所述金属表面(7)的所述电绝缘体(3)之间横向产生空隙(9)，所述空隙(9)用耦合介质(20)填充，所述太阳能电池(4)通过至少一个电触点(10)连接到所述金属表面(7)。
2.根据前一权利要求所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述耦合介质(20)选自：透明材料、硅酮、硅油、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、玻璃、石英玻璃、热塑性塑料和其混合物。
3.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述耦合介质(20)完全封装所述太阳能电池(4)和所述至少一个电触点(10)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述太阳能电池(4)与所述衬底(2)的导电连接(8)是通过胶接、钎焊、粘接和/或熔接实现的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述金属表面(7)由金属组成、特别是由铜、银、镍、金、铂、钛、钯、铝、或锗合金组成，或者包括上述这些金属。
6.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述衬底(2)由铜、铝、钛、钢、硅合金或金属合金组成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述电绝缘体(3)由环氧树脂、热塑性塑料、陶瓷、氧化铝、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、硅酮或玻璃组成。
8.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述太阳能电池(4)至少在连接到所述第二光学器件(5)的一侧上具有至少一个保护涂层，该保护涂层由透光金属制成，或者由氧化铝、硅、二氧化硅、氮化硅、碳化硅、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、硅酮、玻璃、石英玻璃或热塑性塑料制成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于用于将太阳光聚焦到所述太阳能电池(4)上的所述折射的第二光学器件(5)包括由透光电介质材料实心地构成的折射器，所述透光电介质材料在测得的层厚为1mm、波长范围在400和2500nm之间时平均透光率为至少90％，所述折射器具有方向朝向太阳光的进入孔(12)和方向朝向所述太阳能电池的出口孔(13)，所述进入孔(12)和/或所述出口孔(13)被设计成实现入射太阳光的折射聚集。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于用于所述第二光学器件(5)的所述透光电介质材料选自：环氧树脂、硅酮、硅树脂、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、玻璃、石英玻璃、热塑性塑料、二氧化硅、碳化硅、氧化铝及其混合物。
11.根据权利要求9或10所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述第二光学器件(5)的所述进口孔(12)和/或出口孔(13)具有平的、凸面的和/或凹面的表面轮廓。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述第二光学器件(5)的进口孔(12)的面积比所述第二光学器件(5)的出口孔(13)的面积大。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述折射的第二光学器件(5)具有围绕所述折射器并优选设置在所述进口孔(12)的高度处的凸出物(14)，并且更加优选地，所述凸出物整体连接或形状配合到所述折射器。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于除了所述进口孔(12)和/或所述出口孔(13)的区域和/或所述凸出物(14)的方向朝向所述出口孔(13)的侧面之外，所述折射器涂有高反射涂层(15)，该涂层在400-800nm的波长范围内反射度ρ＞70％，和/或在900-2500nm的波长范围内反射度ρ＞80％。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池(1)，其特征在于所述第二光学器件(5)的高反射涂层(15)包括金属，特别是铝，优选是高纯度(按重量计＞99％)形式，或银，和/或包括不同折射率
Figure FPA00001498593000031
的材料和/或合金的层序，或由这些材料组成。
16.根据权利要求14或15所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述第二光学器件(5)的高反射涂层(15)的层厚为1nm-3mm，优选为1μm-200μm。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述折射器通过胶粘和/或机械固定方式通过结合部(17)固定在所述金属表面上。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于形成所述结合部(17)的材料选自：热塑性塑料、环氧树脂、硅酮、丙烯酸盐、氰基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯和其混合物。
19.根据权利要求17或18所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于用于形成所述结合部(17)的材料是电绝缘的导热材料。
20.根据权利要求18或19所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于用于形成所述结合部(17)的材料与所述耦合材料(20)是相同的。
21.根据权利要求17-19中任一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于用于形成所述结合部(17)的材料在凸出方向上完全由所述第二光学器件(5)的凸出物(14)覆盖。
22.根据权利要求1-12中的一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述第二光学器件(5)被外壳(16)以形状配合方式包围，所述外壳的上侧形成所述进口孔(12)，并且所述外壳的下侧形成所述出口孔(13)。
23.根据权利要求22所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述第二光学器件(5)具有在纵向方向上向所述外壳(16)外凸出的凸面配置的进口孔(12)。
24.根据权利要求1-23中的一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述第二光学器件(5)通过至少一个紧固元件连接到所述太阳能电池(4)和/或所述衬底(2)。
25.根据权利要求1-24中的一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述衬底(2)具有至少一个形状配合的可翻转锁定装置，至少一个紧固元件能够连接到所述锁定装置上。
26.根据权利要求1-25中的一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于至少一个保护二极管和/或用于将光聚集到所述第二光学器件(5)上的至少一个第一光学器件诸如菲涅耳收集器、透镜和/或反射镜包含于所述太阳能电池组件(1)中。
27.根据权利要求1-26中的一项所述的太阳能电池组件(1)，其特征在于所述太阳能电池(4)通过所述至少一个触点串联和/或并联电连接到至少一个另外的太阳能电池。
28.一种太阳能电池装置，其特征在于它由2-10000个根据权利要求1-27中的一项所述的太阳能电池组件构成。
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