臺灣博碩士論文加值系統

成本的考量之下，降低太陽能晶片材料的使用量以及提高太陽能電池之光電轉換效率是必須的。透過太陽能集光器之光學設計將大面積的太陽光，收集到較小面積的太陽能電池接受面上，以達到上述兩項目標。
本文將探討利用TIR zone、Fresnel zone以及aspherical zone所組成的複合式太陽能集光器之光學設計，利用全反射特性，能使折彎角度加大，以使之光學系統的高度降低。並透過菲涅耳透鏡和非球面透鏡的輔助，利用其輕薄以及折彎角度小之特性，達到太陽能集光器之設計的四大要點:高集光效率、大接收角、照度均勻化以及薄型化。

Considering cost of solar cell, it is necessary to reduce outlay of material of solar cell and improve conversion efficiency of solar cell. Solar concentrator by way of optical design can concentrate large area sunlight on the small area solar cell to obtain two goals as mentioned.

In this study, we utilize TIR zone, Fresnel zone and aspherical zone onto constitute the combo solar concentrator lens. The characteristic of TIR can help us to make great bending angles for decreasing the depth of optical system and smearing sunlight on the solar cell. The characteristics of Fresnel lens and aspherical lens are thin in lens thickness and small bending angle. The advantages of each zone can combine into one optical system to attain the major key points: high concentration ratio, wide acceptance angle, illuminance uniformity and compactness.

目 錄 vii
表 目 錄 ix
圖 目 錄 x
第一章 緒論 1
1-1 太陽能電池概論 1
1-2 太陽能電池發展歷史 5
1-3 研究背景以及目的 9
1-4 研究動機以及重要性 11
第二章 非成像光學 14
2-1 非成像光學概論 14
2-2 理論基礎以及設計目標 15
第三章 太陽能集光器 22
3-1 反射式集光器 22
3-2 折射式集光器 25
第四章 複合式太陽能集光器設計實例 29
4-1 設定目標規格 29
4-2 設計原理 31
4-3 初階設計流程與模擬分析 39
4-4 初階改良設計與模擬分析 52
4-5 進階改良設計與模擬分析 67
第五章 結果與討論 77
第六章 結論 81
6-1 結論 81
6-2 未來展望 82
參 考 文 獻 83

1.莊嘉琛，太陽能工程-太陽電池篇(修訂版)，全華科技，台北，2008

2.林明獻，太陽電池技術入門(修訂版)，全華科技，台北，2008

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4.王凱俊，自由曲面應用於取像系統之光學設計，元智大學光電工程研究所

5.王灝 ，自由曲面應用於頭戴型顯示器設計，元智大學光電工程研究所

6.林宗明，繞射元件於雙焦複合式物鏡設計之研究，元智大學光電工程研究所

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10.Joseph J. O’Gallagher and Roland Winston，” Non-imaging solar concentrator with near uniform irradiance for photovoltaic arrays,” pp. 52 – 56, SPIE vol. 4446, 2002

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12.José L. Álvarez, Maikel Hernández, Pablo Benítez, Juan C. Miñano，” TIR-R concentrator: a new compact high-gain SMS design ,” pp. 32 – 42，SPIE vol. 4446, 2002

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