[发明专利]具有纳米结构化发光层的发光太阳能集中器

权利要求书

1.一种发光太阳能集中器，包括：

用于在至少一个工作模式中转换入射光(16)的至少一个发光器件(12)，其中该发光器件(12)具有至少一个纳米结构化层(34)和至少一个发光构件(14)，并且其中该纳米结构化层(34)和该发光构件(14)之间的距离小于700纳米；以及

至少一个光导件(18)，其设计成通过全内反射在一方向上将光引导到太阳能电池，

其中所述至少一个纳米结构化层（34）被适配成控制所述至少一个发光构件(14)的发射的方向性，以及

所述至少一个光导件具有用于接收入射光的光入射表面和被布置成与所述光入射表面相对的相对表面，所述发光器件提供在所述相对表面处，并且所述发光构件提供在所述相对表面和所述纳米结构化层之间。

2.如权利要求1所述的发光太阳能集中器，其中该纳米结构化层(34)包括等离子体纳米天线(36)的至少一个阵列，其中所述至少一个纳米结构化层（34）被适配成还控制所述至少一个发光构件(14)的发射的偏振。

3.如权利要求1所述的发光太阳能集中器，其中该纳米结构化层(34)包括谐振散射体的至少一个阵列，以及

所述至少一个光导件还包括关于所述光入射表面垂直的平面，该平面被适配成衔接至少一个太阳能电池（24）。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的发光太阳能集中器，其中该发光器件(12)的纳米结构化层包括具有周期性的阵列，并且该周期性被选择从而在至少一个工作模式中在比该光导件(18)的全内反射临界角(α_crit)大的发射角(β_max)提供电磁波的最大发射。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的发光太阳能集中器，其中在至少一个工作模式中，该纳米结构化层(34)的电磁波的发射谱(28)的下限波长(30)大于该发光构件(14)的电磁波的吸收谱(26)的上限波长(32)，该下限波长(30)被定义为发射强度是该发射谱的最大强度的10%的该发射谱的第一波长并且该下限波长比最大强度出现处的波长小，该上限波长被定义为吸收程度是最大吸收的10%的该吸收谱的第一波长并且该上限波长比最大吸收出现处的波长大。

6.如权利要求1-3中任意一项所述的发光太阳能集中器，其中该纳米结构化层(34)在至少一个方向上具有周期性结构。

7.如权利要求1-3中任意一项所述的发光太阳能集中器，其中该发光器件(12)的该纳米结构化层(34)包括异质结构半导体纳米线(46)的至少一个阵列。

8.如权利要求7所述的发光太阳能集中器，其中每个该异质结构半导体纳米线(46)具有直径小于100nm的顶部部分(50)以及底部直径小于300nm的渐缩底部部分(52)。

9.如权利要求7所述的发光太阳能集中器，其中该纳米结构化层(34)在至少一个方向上具有500nm的周期性节距(42，44)。

10.如权利要求7所述的发光太阳能集中器，其中该纳米结构化层(34)在至少一个方向上具有500nm周围±20%的区间内的周期性节距(42，44)。

11.如权利要求7所述的发光太阳能集中器，其中该纳米结构化层(34)在至少一个方向上具有500nm周围±10%的区间内的周期性节距(42，44)。

12.一种光伏发电机(10)，包括：

至少一个如权利要求1-11中任意一项所述的发光太阳能集中器，以及

至少一个太阳能电池(24)，其光学耦合到该发光太阳能集中器。