[实用新型]一种提高光能利用率的光吸收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光吸收技术领域，一种提高光能利用率的光吸收装置。

技术背景

随着经济的发展，人们环保意识也越来越强，经济发展和环境保护的争论一直是焦点话题。太阳能是一种理想的环保能源，其应用和普及也日益受到各级政府重视。美国从1973年就制定了政府级阳光发电计划，1980年又正式将太阳能发电列入公共电力规划，到2010年要安装1000-3000MW太阳能电池；日本也曾推出“屋顶光伏计划”，其经费高达9200万美元；欧盟政府提出的“百万屋顶光伏计划”等等。这些政府导向的举动有效地拉动了太阳能发电产品的市场需求，同时也促进了该技术领域不断进步。我国是个能源消费大国，推广太阳能事在必行，虽然在技术水平方面略逊于欧、美、日，但我国的太阳能产业从八十年代开始就进入了快速发展阶段，先后从美国、加拿大等引进多条条太阳能电池生产线，大大提高了我国太阳能电池产能。太阳能发电系统就是利用太阳能和其他辅助设备将太阳能转换成电能，其中最为核心的部件就是太阳能电池，它是收集光线的最基本单位。

光电探测技术也成为人们生活生产中的一个关键技术，光电探测技术主要就是物体通过光吸收改变电器特性，然后将这些已经改变了的电器特性转化成电信号，比如光电管、光电倍增管、像增强管、光导管或光敏电阻等等。这些探测器吸收光子以后，直接一起原则或者分子内部电子状态的改变。光子总能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。光子总能量有两个方面决定，首先是单个光子的能量hν，h是普朗克常数，ν是光波频率；然后就是光子的总数，光子数量越大光子总能量也就越大。

无论是在太阳能电池领域还是在光电探测领域，提高光吸收都是一个热门话题，目前较为前沿的技术就是然吸收板按照光子晶体的结构生长，这样就可以从根本上提高光吸收。光子晶体概念是E.Yablonovitch和S.John于1987年提出的，是介电常数在空间呈周期性排列的人工结构，这里的周期性是指重复结构，通过巧妙的安排和设计光子晶体可以有效地控制光子流。光子晶体对光的吸收具有一个非常重要的特点，就是频率选择性，光子晶体的周期排列具有能带结构，能带之间存在光子带隙，也就是一个频率范围，频率位于带隙范围的电磁波将被阻止而不能传播，而频率位于能带里的电磁波可以几乎无损耗地传播。带隙的宽度和位置与光子晶体的介电常数比值，周期排列的尺寸和排列规则都密切相关。传统技术一般都是直接使用透镜来吸收光线，与传统技术相比，本实用新型的装置可以将吸收率提高两到三个数量级。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就是通过让吸收装置按照光子晶体的物理特性生长来提高太阳能电池或者各种光电探测器的光吸收效率为了解决上述问题，本实用新型的基本原理提出了一种能有效提高光能利用率的光吸收装置，按照光子晶体规律生长的导光管将光吸收起来，然后以几乎没有损耗的方式传导到两端的样品上。为实现本实用新型目的，所采用的技术方案：

一种提高光能利用率的光吸收装置，包括两片平行分布的挡板(1)和位于挡板之间的呈阵列分布的导光管(2)。两个平行挡板(1)主要起固定作用；呈阵列分布的导光管(2)是装置中吸收光的主要部件。

上述平行分布的挡板(1)上有呈阵列规律分布的小孔(101)。

上述呈阵列规律分布的导光管(2)的列间距是行间距的2倍。

上述呈阵列规律分布的导光管(2)，在平行吸收面的导光管间距为2a；垂直与吸收面的导光管间距为a(平行吸收面导光管间距是垂直吸收面导光管间距的两倍)。当光线达到吸收装置上时，一部分可以直接进入导光管传输到太阳能电池或各种光电探测器件，另一部分则会通过反射或者折射之后进入到太阳能电池或各种光电探测器件，这个过程中光被反射回到空气中的可能性很小，因此这是一种有效的提高光吸收的装置，与现有技术相比可以将吸收率提高二到三个数量级。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型图1的局部放大图；

图3为本实用新型实施例示意图；

图4为本实用新型应用在太阳能面板的示意图；

图5为本实用新型应用在光电传感器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图1为本实用新型的结构装置图，一种提高光能利用率的光吸收装置，包括两片平行分布的挡板(1)和位于挡板之间的呈阵列分布的导光管(2)。两个平行挡板(1)主要起固定作用；呈阵列分布的导光管(2)是装置中吸收光的主要部件。