[技术领域]
[0001] 本
发明涉及诱电体天线的
太阳能电池，具体涉及用于
太阳能电池上的诱电体天线的太阳能电池。[背景技术]
[0002] 在太阳能电池中，对太阳光中电磁波的吸收方法是至关重要的。传统的太阳能电池使用的材料主要是结晶，非结晶和
薄膜，一般使用的
树脂结晶的分光感度特性如图1所示。而且，表面材料的特性决定了它都像镜面一样，或能看见经过表面材料加工后的反射色或材料固有的反射色。
[0003] 传统的太阳能电池中，对太阳光中电磁波的吸收方法如下：
[0004] 1.降低太阳能电池表面的反射率。
[0005] 2.透镜集光。但是，用透镜集光的方法要提高接受电磁波的效率，必须有追尾太阳的功能。
[0006] 为了尽可能地降低太阳能电池表面的反射，使用TiO2金属
酸化物的薄膜来降低对太阳光中可视光反射的方法。
[0007] 降低太阳能电池表面的反射率的方法有：
[0008] 1.太阳能电池表面整体由细微的锥形来
覆盖的方法，如国内发明CN 102315290 A公开了一种全
光谱吸收增强的氢化非晶
硅薄膜太阳能电池，但是由于太阳能电池表面纵、横、高低、数量等均为变数，理论上计算有极限，要很好的控制降低光反射有困难。
[0009] 2.太阳能电池表面整体通过纹路状加工起到光折射的方法。太阳能电池表面整体通过纹路状加工纵、横、均要起到光折射的作用，和由细微的锥形来覆盖一样，要理想降低太阳能电池表面的反射也很困难。[发明内容]
[0010] 为了解决
现有技术中的上述
缺陷，降低太阳能电池表面的反射率，本发明提供带诱电体（
电介质）天线功能的太阳能电池及其使用和应用的方法。
[0011] 为实现上述目的，设计一种带诱电体（电介质）天线的太阳能电池，包括诱电体（电介质）天线和太阳能电池本体（1），其特征在于太阳能电池本体（1）的表面设有若干诱电体（电介质）天线（2），诱电体（电介质）天线以俯
角0°～180°方向设置在太阳能电池本体上面，诱电体（电介质）天线（2）的高度是太阳能电池本体最大感度
波长的0.01～10倍，诱电体（电介质）天线（2）的截面积（S）是它的高度（H）的0.01～3倍的材料。
[0012] 诱电体（电介质）天线和相邻近诱电体（电介质）天线的间隔是所述最大感度波长的0.01～40倍。
[0013] 所述的诱电体（电介质）天线上方设有
保护罩。
[0014] 在保护罩（3）的表面或者太阳能电池本体的表面的若干诱电体（电介质）天线（2）之间设有可控制反射入射光强度（一般在10%以内）的反射层（4） 。
[0015] 带诱电体（电介质）功能的天线（2）选自有机诱电体（电介质）或无机诱电体（电介质）中的一种或几种组成，诱电体（电介质）的诱电率在2-10之间，所述的有机诱电体（电介质）可以选用如；PP、PET、氟树脂、
丙烯酸树脂、丙烯腈树脂、乙酰
纤维素、苯胺、苯胺树脂、苯胺甲
醛树脂、
氨基烷基树脂、
醇酸树脂、氨基醇酸树脂、氨
甲酸酯、AS树脂、ABS树脂、乙基
纤维素、乙烯树脂、环
氧树脂、硬
橡胶、氯乙烯树脂、偏二氯乙烯、树脂、玻璃/环氧
层压板、纸/
苯酚层
压板、玻璃聚酯层压板、桂树沙、硬质氯乙烯树脂、刚性聚乙烯醇缩丁醛树脂、三氟乙烯树脂、硅化树脂、
醋酸乙烯基树脂、苯乙烯树脂、苯乙烯树脂、赛璐珞、玻璃纸、尼龙、性质柔软氯乙烯树脂、性质柔软乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯基甲缩醛树脂、纤维、氟树脂、不饱和聚酯树脂、油漆、胶木洋漆、缩醛树脂、聚酯树脂、聚乙烯、聚
碳酸酯、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯、聚苯乙烯、多丁烯树脂、聚丙烯、异丁烯树脂、密胺树脂或四氟乙烯树脂；
[0016] 无机诱电体（电介质）可以选用如；玻璃、
铝氧粉、硅、
水晶、
石英、白
云母、云母、玻璃/硅层压板、玻璃珠、钠
钙玻璃、玻璃、瓷器类、粒状玻璃或
硼硅酸玻璃等。
[0017] 反射层（4）的材质为有机诱电体（电介质）或无机诱电体（电介质）中的一种或几种组成，可以选用如；瓦片，
混凝土，陶瓷，纤维板，金属，玻璃，
砂浆、涂料，石材，
石膏，木材，塑料，石板、树脂，纤维，布料制成、
沥青、
石棉、氧化铝陶瓷、氧化铝被覆、
型砂、氨甲酸酯、云母、AS树脂、ABS树脂、氯乙烯、纸、玻璃•环氧层压板、玻璃/硅层压板、玻璃珠、玻璃聚酯层压板、钙、丝绸、铬矿、桂树沙、硬质氯乙烯树脂、刚性聚乙烯醇缩丁醛树脂、骨炭、萤石、3氟化乙烯树脂、氧化锌、氧化氧化铝、氧化乙烯、氧化亚
铁、氧化
钛陶瓷、苯二酸二烯丙酯树脂、贝壳沙、四氯化碳、砂石、化合物填料、绝缘胶、
硝酸钡、硅石氧化铝、硅、硅橡胶、硅化树脂、氢氧化铝、水晶、乙酸纤维素、醋酸乙烯基树脂、苯乙烯树脂、苯乙烯树脂、 滑石、滑石瓷器、沙、石板、石英、石英玻璃、石膏、纤维素、硒、玻璃纸、象牙、钠钙玻璃、瓷器类、大理石、碳酸钙、生橡胶、
长石质瓷、陶器类、粒状玻璃、尼龙、尼龙66、性质柔软氯乙烯树脂、性质柔软乙烯基丁缩醛树脂、二氧化锰、硝基纤维漆、尿素树脂、脲醛树脂、氯丁橡胶、白云母、
石蜡、乙烯基甲缩醛树脂、纤维、苯酚纸层压板、
酚醛树脂、铁铬
合金、硅铁、锰铁、镁橄榄石瓷器、异丁橡胶、氟化铝、氟树脂、不饱和聚酯树脂、飞灰、呋喃树脂、糠醛树脂、油漆、胶木、胶木洋漆、印度红、方解石、硼硅酸玻璃、缩醛树脂、聚氨酯、聚酯树脂、聚乙烯、聚氧化乙烯、聚对苯二甲酸乙酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯、聚苯乙烯、多丁烯、多丁烯树脂、聚丙烯、聚丙烯树脂、异丁烯树脂、密胺树脂、密胺甲醛树脂、木棉、木材、四氟化乙烯树脂、硫化
钒、光轴直角绿柱石、
磷酸钙以及磷
矿石中的一种或多种等。
[0018] 所述的带有诱电体（电介质）功能的天线（2）还可以为所述有机诱电体（电介质）和无机诱电体（电介质）的混合物。
[0019] 所述的反射层（4）也可以为有机诱电体（电介质）和无机诱电体（电介质） 的混合物。
[0020] 在保护罩（3）的反射层（4）上穿孔，诱电体（电介质）天线（2）的一端埋入穿孔中，另一端穿透反射层（4）的上方使其具有天线功能。
[0021] 所述的反射层（4）表面可以通过印刷，转印，
吸附，喷雾，电
镀，
喷涂，再结晶或直接打孔来实现所需的反射层表面的质感和
颜色。
[0022] 所述的诱电体（电介质）天线（2）之间填充使诱电体（电介质）表面尽可能平滑的、具有防冲击、防尘和防污的填充材料。
[0023] 所述的诱电体（电介质）天线（2）之间通过规律的排列，在太阳运动轨迹的约120度范围内吸收固定量的电磁波，并且朝着太阳的方向斜放，直放或平放均可。
[0024] 本发明和传统的太阳能电池使用的方法和构造完全不同，它具有高效吸收太阳光或其他发出的电磁波并供给太阳能电池本体的功能，而且，可以取代传统的太阳能电池的金属色的反光，使其可以成为我们所希望的颜色和材质的多形态，多用途的太阳能电池制造用的相关材料。
[0025] 本发明的电磁波（太阳能）电池，设置在本太阳能电池表面的若干诱电体（电介质）天线２具有将太阳能电池本体周围的太阳光线以电磁波的形式吸收，并能将吸收的电磁波供给本体的功能。诱电体（电介质）天线可以高效吸收由太阳所发射的电磁波。天线通过有规则的排列，可以高效吸收由各种角度发射过来的电磁波。这些天线群针对波长为0.5～3λ的电磁波，它也能以约10 db这样极高的效率来吸收它们。天线群排列可以高效吸收各种角度发射过来的各种电磁波。
[0026] 而且，由于太阳能的
能量是靠诱电体（电介质）天线来吸收，所以以太阳电池为例；诱电体（电介质）天线之间的间隙6可以用来设置表面
电极7。这样的表面电极还因为可以铺设在电池的整个凹部，这样可以减少整个电池内部的抵抗（损耗）。并且，由于可以使用低阻抗材料来做电极，有效提高了太阳能电池本体的发电和输电的效率。一般来讲这样的电极的透光率是很差的，但针对单个的诱电体（电介质）天线对电磁波的吸收空间，也就是说对电磁波的吸收范围是可设计和控制的，这就不会影响诱电体天线整体的光透过率。而且，它还可以具备
请求项8的功能。
[0027] 作为诱电体（电介质）天线２的性能，如图10所示，有垂直方向的主要感应区域范围和俯角62°附近的副感应区域范围的存在。也就是说它可吸收左右124°的区域范围内的电磁波。就像通常手机的受送信天线由3支组成，每支可控制120°，3支就可控制360°。所以这表示虽也根据季节的变动而变，但大致是10点左右到14点左右不
跟踪太阳也能有效将能量吸收。而且，太阳能电池朝着太阳的移动方向放置，就是纵向放置120°也在太阳的轨迹范围之内，足以有效吸收太阳能。
[0028] 太阳能通过诱电体（电介质）天线的吸收，送入太阳能电池的内部，一般的透明电极（ITO等）由于内部的光乱反射，光的一部分又会被反弹出来。但是，本发明的表面电极７一般是利用低阻抗的金属材料，一旦电磁波被吸收就被封闭在内，被内部的电极吸收，能有效的被转换成
电能输出。
[
附图说明]
[0029] 图1 树脂结晶太阳能电池的光感度特性图；
[0031] 图3为实施例1的截面示意图图；
[0032] 图4为实施例2的放大断面图；
[0033] 图5为实施例3的放大断面图；
[0034] 图6为实施例6的放大断面图；
[0035] 图7为实施例7的放大断面图；
[0036] 图8为实施例8的放大断面图；
[0037] 图9 根据诱电率的高低差来决定天线机能的放大断面图；
[0038] 图10表示带有诱电体（电介质）功能天线的送信和收信状态和强度的图；
[0039] 图中 1.太阳能电池本体 2.带有诱电体（电介质）功能的天线 3.保护玻璃罩4.反射层 5.着色层 6. 凹陷基底部 7.表面电极 8.背面电极 9.诱电率低的材料
10.诱电率高的材料 11.保护玻璃罩上的诱电体（电介质）天线 12.填充材料 13.保护玻璃罩上的填充材料。
[具体实施方式]
[0040] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，结合附图对本发明进行进一步详细说明。本
申请中的生产设备都是本领域的常用设备，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041] 本发明中，
[0042] 诱电体，又被称为电介质或介电质。
[0043] 低抵抗金属，又被称为低
电阻金属（低阻抗金属）。
[0045] 实施例1
[0046] 图2中的可用于太阳能电池制造的特殊材料是此特殊材料本体1具有上部的表面电极7和下方的
反面电极8的构造而组成。诱电体天线2穿过开有很多孔的上部表面电极，与特殊材料本体1
接触并具有将吸收的电磁
波导入太阳能电池本体1内的功能。太阳能电池本体1可以是结晶树脂，非结晶树脂，树脂薄膜等。
[0047] 本发明的可用于太阳能电池制造的特殊材料本体1由诱电体构成的无数的天线2组成。天线2从太阳能电池本体1的表面延伸。天线2的高度h，如图1所示，以一般常用的太阳能电池本体1为树脂的材质对太阳光的分光感度特性的最大感度波长λmax 的0.01倍～10倍，天线2的的截面积是它的高度（H）的0.01～3倍，天线2间的间距P为最大感度波长λmax 的0.01倍～40倍，最大感度波长λmax根据太阳能电池本体1的构成材料的不同而变化，一般常用的树脂它的波长为0.9μm。
[0048] 图3是可用于太阳能电池的本体1和诱电体构成的天线2，表面电极7，反面电极8的设置状态放大的截面图。表面电极7作为很多诱电体天线2和诱电体天线2之间的材料，凹陷部6它是由若干诱电体天线2组成的天线群的空间至凹陷基底部来构成的。
[0049] 因为带有诱电体功能的天线2可以吸收电磁波，所以与在太阳能电池本体1上方的表面电极7无关，它能将电磁波的能量传送到太阳能电池本体1。通常，太阳能电池本体1的上方的材料由于要受光必须是透明的，而本发明由于是依靠诱电体天线2将光作为电磁波吸收并传送到太阳能电池本体1的，所以他不要求太阳能电池本体1的上方的材料必须是透明的。因此，表面电极7可以使用不透明的金属电极。
[0050] 实施例2
[0051] 在实施例1的
基础上，如图4以及图9所示，为保护诱电体天线2不受外
力的破坏，在诱电体天线2之间可以填充各种材料。表面尽可能平滑，填充用的各种材料9的诱电率必须低于诱电体天线2。电磁波被诱电率高的材料10所吸收，表面平滑不影响诱电体天线2吸收电磁波的功能。例如，用平滑的诱电率为2.1-2.5的聚四氯乙烯树脂作成的填充材料和诱电率为3.1-3.5诱电体天线2可以做成平滑的加保护的诱电体天线2。
[0052] 实施例3
[0053] 如图5是在图4的平滑的上方设置保护玻璃罩3的例子。保护玻璃罩3通常安装设置在如图4所示构造的太阳电池的上方，以抵抗和保护由外部给太阳电池带来的机械冲击或沙，雨，
冰雪等影响。并且，还具有遮断紫外线，防止紫外线对内部带来化学反应，提高耐候性。保护玻璃罩3一般需要是透明的，而本发明的由于是依靠诱电体天线2将光作为电磁波吸收并传送到太阳能电池本体1的，所以它的保护罩也可以用不透明的材料。
[0054] 实施例4
[0055] 保护玻璃罩3可以用不透明的保护罩取代的情况下，在保护罩上直接垂直孔中埋入诱电体天线2，以保证将光作为电磁波吸收并传送到太阳能电池本体。这样使诱电体天线2和诱电体天线2之间形成了部分对太阳光的反射层4。
[0056] 实施例5
[0057] 反射层4可以这样构成。诱电体天线将射入光以电磁波的形式完全吸收来设计，保护玻璃罩上用诱电体天线11的时候，利用射入光的一部分作为反射光。保护玻璃罩上的诱电体天线11的直径S，间隔P，高度h的数值定义方法如下：树脂的最大感度波长λmax为0.9μm的条件下，S，H，P分别设置为１μｍ、1μｍ、50μｍ。这样的设置可以使诱电体天线2没能吸收的电磁波通过反射层4反射，构成反射层4的表面材料的颜色可以从保护玻璃罩上诱电体天线11的外部确认到。反射电磁波会影响发电效率，反射光可控制在射入光的10%以内。
[0058] 反射层4的材质可以由瓦片，混凝土，陶瓷，纤维板，金属，玻璃，砂浆、涂料，石材，
岩石，石膏，石绵、人造大理石、木材，合成材，塑料，橡胶，石板、涂料，胶水，树脂，纤维，布料，等等材料做成。
[0059] 实施例6
[0060] 图6是透明的保护玻璃罩上的诱电体天线11的一个实例。是由透明的保护玻璃罩的上方保护罩上的诱电体天线11和保护罩上的平滑的填充材料12所组成的。
[0061] 实施例7
[0062] 图7是在透明的保护玻璃罩上的诱电体天线11和保护玻璃罩上的诱电体天线11之间的凹形部的保护玻璃罩上方着色5的情况。这样做，从太阳电池的外部可以看到着色的颜色。
[0063] 实施例8
[0064] 图8是在透明的保护玻璃罩3上不透明的反射层4组合的例子。为了让反射层4上的诱电体天线用孔可以从0-180°，孔的材料不同做法也不同。主要有用激光、水压切割、掩模蚀刻法、
电铸模板压模成型、根据镀金孔等开孔。然后这个孔用透明的保护玻璃罩上的诱电体天线11来填充。通过这个方法来确定孔的尺寸、再用蒸着、喷雾、
电镀、
涂装、再结晶、粉末接着等方法来固定保护玻璃罩上的诱电体天线11。通过这样的方法，从太阳能电池的外部看，就能看到反射层的颜色。结果是如果在反射层4内使用建材的情况下，看上去就同看见普通的建材感觉一样。
[0065] 实施例9
[0066] 在带有诱电体功能的天线2，填充材料12不配备的情况下，表面电极7使用透明的电极，或使用梳形电极，在它们上面再将带有诱电体功能天线组成的板材整体装在太阳能电池上的情况下，例如，它将成为可当作
建筑材料使用的太阳能电池。
[0067] 实施例10
[0068] 前项讲述了作为建材的用法，它还可以帮助我们实现在各种领域中普通太阳能电池不可做到的多种用途。例如，可以和衣料，玩具，运动用品，生活用品，交通工具的表面和内装，携带用具携带电脑，手机，办公用品等组合成可以在阳光，灯光和有电磁波的场所具有吸收电磁波功能转为电能，
热能等能量的材料。
[0069] 实施例11
[0070] 太阳能电池本体1以及装在保护罩上的诱电体天线11和诱电体天线2的特性如下：在它的垂直方向有主方向诱电立体角以及与之相对应的俯角约62°附近的副方向诱电立体角的存在。也就是说，在左右各62°的领域内的电磁波均能被吸收。此状态如图9所示。
屋顶上常见的手机收发
信号天线通常由3支组成，即120°×3=360°的空间的电磁波均能被吸收也就证明了这一机能。也就是说，根据地区和季节的不同会有所变化，但一般是太阳光从早上10点左右到14点左右，我们不用跟随太阳的轨迹就能充分地将太阳能吸收。而且，如果它面向太阳移动面放置的话，就是平放或直放124°（62°×2）均可有效吸收太阳能。
