[发明专利]太阳能聚光谐振放大装置

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳能光电转换用聚光谐振放大装置。 

背景技术：

当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给了硅原子，使电子发生越迁，形成电流。问题在于，低能光子在太阳光谱中所占比例接近一半，如果光子携带能量太低如微波或红外光的光子会直接穿过电池板，不与任何电子发生反应，无法将光能转化为电能，如果光子携带能量太多如高能紫外线，高能光子产生的热量降低太阳能电池转换效率，严重时，会对光伏材料造成破坏。 

现有太阳能发电装置接收太阳光光照密度小，转换效率低，需要大面积电池板获得发电效能，太阳能光伏材料价格贵，大量使用造成成本升高。 

现有聚光光伏，聚光光源过于集中，不但需要高性能的光电转换材料，而且高能紫外线会造成温度升高，降低光电转换元件的效能和使用寿命，不适宜现有的单晶硅制造的太阳能电池板或多晶硅制造的太阳能电池板或非晶硅制造的太阳能电池板或多元化合物制造的太阳能电池板或薄膜制造的太阳能电池板使用。 

发明内容：

本发明的目的是：1、通过凸透镜和聚光曲面聚集高密度光和通过聚光谐振器使低能量光子转换为高能量光子，高能量光子照射在太阳能光伏电池上进行光电转换或照射在太阳能光热转换装置上进行光热转换，提高转换效能，实现低照度环境下的高效光电转换或光热转换。2、通过在透镜表面镀膜和镀纳米涂层，阻挡高能紫外线进入聚光谐振器，提高光电转换元件的效能和使用寿命。3、聚光板和聚光曲面和凸透镜和光学谐振器制造成条形，使输出的高能量光形成面光源，解决了现有聚光光伏局部照射产生光斑和局部过热问题，适宜现有的单晶硅制造的太阳能电池板或多晶硅制造的太阳能电池板或非晶硅制造的太阳能电池板或多元化合物制造的太阳能电池板或薄膜制造的太阳能电池板使用。4、聚光板和聚光曲面和凸透镜和光学谐振器制造成条形，适宜用挤出机和模具挤出成型，生产速度快，质量高，制造成本低。5、凸透镜和聚光曲面上方设高强度照明灯，高强度照明灯光通过凸透镜和聚光曲面和光学谐振器将照明灯光放大和反射到太阳能光电转换材料上，实现夜间发电和照明。6、聚光板侧端部设气清洗装置或水清洗装置，通过清洗条形聚光板表面灰尘，提高条形聚光板的聚光效能。7、聚光板安装在光跟踪装置支架上，提高条形聚光板的聚光效能。8、光谐振器内设反射板，调整出射光照射位置。 

本发明提出的一种聚光谐振放大装置包括：聚光板，透镜，光学谐振器，激励源，激光工作介质，聚光曲面上涂镀反光层，聚光板上设聚光曲面，聚光曲面开口上方安装凸透镜，光学谐振器安装在聚光曲面下开口处和穿过聚光曲面下开口伸向聚光板外，光学谐振器入射透镜放置在凸透镜反射光和聚光曲面反射光会聚点邻近处，入射透镜将凸透镜和聚光曲面会聚的高密度阳光或灯光反射到光学谐振器内，光学谐振器的出射端安装反射透镜，高密度反射光照射光学谐振器内激光工作介质，激光工作介质在光学谐振器内多次反射和泵浦，由光学谐振器出射端透镜射出，光学谐振器射出的高密度光照射在太阳能光伏电池上进行光电转换或照射在太阳能光热转换装置上进行光热转换。 

本发明提出的另一种聚光谐振放大装置包括：条形聚光板，条形透镜，条形光学谐振器，激励源，激光工作介质，条形聚光曲面上涂镀反光层，条形聚光板上设条形聚光曲面，条形聚光曲面开口上方安装条形凸透镜，条形光学谐振器安装在条形聚光曲面下开口处和穿过条形聚光曲面下开口伸向条形聚光板外，条形光学谐振器入射条形透镜放置在条形凸透镜反射光和条形聚光曲面反射光会聚点邻近处，条形入射透镜将条形凸透镜和条形聚光曲面会聚的高密度阳光或灯光反射到条形光学谐振器内，条形光学谐振器的出射端安装条形反射透镜，高密度反射光照射条形光学谐振器内 激光工作介质，激光工作介质在条形光学谐振器内多次反射和泵浦，由条形光学谐振器出射端条形透镜射出，条形光学谐振器射出的高密度光照射在太阳能光伏电池上进行光电转换或照射在太阳能光热转换装置上进行光热转换。 

聚光曲面下开口处安装光电谐振器和光热谐振器，经镀膜透镜分选的λ＝0.4μm～0.7μm的光进入光电谐振器内，经过多次反射和泵浦提高光子能量后，通过太阳能光电谐振器输出到太阳能光电转材料上进行光电转换，0.4μm以下的紫外线波段和波长在0.7μm～2.5μm的红外线波段高能量光进入光热谐振器内，通过太阳能光热谐振器输出到太阳能光热转换材料上进行光热转换。