[发明专利]一种光谱式太阳能光电转换器

说明书

技术领域

高效太阳能光电转换器。

背景技术

本专利是由《一种高效聚光式太阳能光电转换器》专利的发明人为进一步降低该专利系统的造价而作出的一种改进。

发明内容

一种光谱式太阳能光电转换器。

附图说明

图1：本专利提出的光谱式太阳能光电转换系统的一种实现方案的结构原理图。

图2：本专利所述的新型多结太阳能电池的结构图。

具体实施方式

本专利可以以离散的光学和光电转换元件实现，也可以以某种透明光学材料将光学系统和光电转换器集成起来实现。本专利的各种实现方案统称为技术方按。例如，本专利中使用的太阳能电池，在某个时间分段内还可以间作太阳跟踪器的光电传感器。由此派生出来的技术方案，只要其光电转化方式与本专利相符，应看作本专利的一种技术实现。

以下将提供本专利的详细说明以及相关原理图。

如图1所示，一个经专门设计的非对称一维菲涅尔透镜2(虚线所围的锯齿状透镜)借助太阳跟踪系统使太阳光线1垂直射入。菲涅尔透镜2的各个小曲面如图1中的3和4(小锯齿)将落于其上的光线聚焦并分裂成光谱束，然后投射到光电池5的表面。菲涅尔透镜2是由一种在300纳米到1800纳米之间色差单调变化较大而吸波较少的材料制成。菲涅尔透镜2的各个小曲面实际上将不同颜色的光聚焦在不同位置。因此，优化设计的目标是：使各个小曲面的焦平面重合并刚好覆盖光电池；再此前提下使透射光的能量损失最小。由于光电池结构的不对称，又由于各小曲面的尺度不应超过光电池的尺度，这就决定了菲涅尔透镜的不对称性。

如图2所示的光电池包括一个量子井的线性阵列6。它们是由元素周期表中3到5族的元素构成、具有不同能带差并被某种绝缘材料7，例如，二氧化硅或二氧化锗，隔开。整个阵列制作在衬底8，例如，硅或锗，上。使用更多的能带差在0,69电子伏至4.01电子伏之间的量子井阵列制造光电池，便能使之更好地与日光谱相匹配从而获得更高的转换效率。此外，还可以通过对量子井(包括不同光电池之间的量子井)的串并联实现光电池组分支电流的最佳匹配，这同样能够提高整个太阳能系统的发电效率。