[发明专利]太阳能电池装置

权利要求书

1.一种太阳能转换系统，该转换系统包括分别用于光输入的至 少一个第一波导装置，该第一波导装置包括供输入太阳辐射通过的芯 单元和沿着该芯单元与该芯单元交界的覆层材料装置，所述覆层材料 装置被构造成沿着所述芯单元间隔开布置且在沿着所述芯单元的连续 区域内具有不同光学吸收范围的太阳能电池的阵列，使得所述芯单元 与所述覆层材料装置之间的界面通过使所述输入太阳辐射的不同波长 的光子在通过所述芯单元的同时被所述阵列的所述太阳能电池连续吸 收而由此转换成电能，从而在光谱上将所述输入太阳辐射的光子分离。

2.根据权利要求1的转换系统，其中，所述覆层材料装置的所 述太阳能电池按照它们的光学吸收能量阈值的降序布置，所述太阳能 电池具有不同带隙的光敏材料。

3.根据权利要求1的转换系统，其中，所述第一波导装置在光 学上是非均质的，从而将所述输入太阳辐射连续导向不同的太阳能电 池。

4.根据权利要求1的转换系统，其中，所述界面被构造成能够 提供空间光谱分离，在该空间光谱分离中所述输入太阳辐射被分离成 若干个能量范围窗。

5.根据权利要求4的转换系统，其中，所述第一波导装置沿着 所述芯单元具有光学折射率梯度。

6.根据权利要求1的转换系统，其中，所述太阳能电池具有薄 的光敏膜。

7.根据权利要求1的转换系统，该转换系统具有波导串叠型构 造。

8.根据权利要求7的转换系统，该转换系统包括至少一个第二 波导装置，该第二波导装置包括供输入太阳辐射通过的芯单元；所述 第二波导装置的所述芯单元与所述第一波导装置的所述覆层材料装置 交界，每个波导装置都具有进入相应芯单元的光输入。

9.根据权利要求1的转换系统，其中，所述第一波导装置为楔 形。

10.根据权利要求1的转换系统，其中，所述太阳能电池垂直于 所述输入太阳辐射，并且所述第一波导装置被构造成V形槽。

11.根据权利要求8的转换系统，其中，该转换系统包括光谱分 离元件，该光谱分离元件提供所述至少一个第一波导装置和所述至少 一个第二波导装置之间的输入太阳辐射的光谱分离。

12.根据权利要求11的转换系统，其中，所述光谱分离元件是 分色镜。

13.根据权利要求1的转换系统，该转换系统包括至少一个集成 在至少一个所述太阳能电池中的分色镜。

14.根据权利要求1所述的转换系统，其中，所述覆层材料装置 被构造成沿着所述芯单元具有折射率梯度，由此通过使输入太阳辐射 的不同波长的光子在通过所述芯单元的同时在所述覆层材料装置的不 同折射率区域处被连续收集，从而在光谱上将所述输入太阳辐射的光 子分离，以由此形成太阳能会聚器。

15.一种用于优化太阳能向电能转换的方法，所述方法包括：

将输入太阳辐射导向至少一个波导装置，该波导装置包括供输入 太阳辐射通过的芯单元和沿着该芯单元与该芯单元交界的覆层材料装 置，所述覆层材料装置被构造成沿着所述芯单元间隔开布置且在沿着 所述芯单元的连续区域内具有不同光学吸收范围的太阳能电池的阵 列，使得所述芯单元与所述覆层材料装置之间的界面通过使所述输入 太阳辐射的不同波长的光子在通过所述芯单元的同时被所述阵列的所 述太阳能电池连续吸收而由此转换成电能，从而在光谱上将所述输入 太阳辐射的光子分离；由此能够使转换过程效率最大，在该转换过程 中，输入太阳辐射的能量谱被所述阵列的所述太阳能电池吸收。

16.根据权利要求15的方法，该方法包括将输入太阳辐射的具 有不同波长范围的不同部分引导到不同的太阳能电池。

17.根据权利要求16的方法，其中，所述波导装置在光学上是 非均质的，从而将输入太阳辐射导向不同的太阳能电池。