[发明专利]太阳能装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2013年7月1日的美国临时专利申请61/841565的权益，其公开内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

将光伏装置和系统安装和/或整合到商业和居住建筑中是已知的。此类系统通常限于常规的屋顶型系统，所述屋顶型系统可具有有限的光伏能力和极低的美学吸引力。常规的屋顶型系统通常取决于支架系统，所述支架系统通常(例如)不适于以有吸引力和便利的方式整合到竖直建筑物面内并且在其他构型中也可具有有限的适合性。

在聚光型光伏应用中，通过使用常规的太阳能聚光反射镜来将宽带太阳能引导到光伏电池或太阳能热传递元件上。然而，从太阳能聚光反射镜反射到太阳能元件上的某些波长的电磁辐射会对太阳能元件产生不利影响。例如，红外光谱中的某些波长可使某些光伏电池的温度不利地升高。这样，光伏电池可损失效率，并随时间推移会因过度的热暴露而劣化。此外，能够反射可见光的宽带反射镜在某些角度下可能很刺眼，因此出于美学原因会让部分人感觉不快。宽带反射镜还在太阳能聚热板中用于加热流体，但仍旧因为不够美观而不被用于建筑一体化中，并且在不循导太阳光的系统中其散乱反射也导致非常刺眼。长期暴露于紫外(UV)光通常也会导致光伏电池的组件过早劣化。一些太阳能聚光反射镜已在2009年11月19日公布的国际专利申请公布WO2009/140493(Hebrink等人)中有所公开，所述太阳能聚光反射镜反射对应于所选太阳能电池的吸收带宽的波长并且透射或吸收此带宽之外的光的绝大部分。

发明内容

在一个方面，本发明描述了一种太阳能装置，包括：

具有吸收带宽的光伏电池或太阳能集热器中的至少一者，所述吸收带宽包括太阳光谱的近红外波长区域的至少一部分(即，在从800nm至1200nm的范围内的至少一部分)(例如，至少在100nm范围内；在一些实施例中，至少在200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm或甚至至少1000nm范围内)；

可见光透射反射器，该可见光透射反射器具有大致相背对的第一主表面和第二主表面，该可见光透射反射器被定位成将光从第一主表面反射到光伏电池或太阳能集热器中的至少一者上，该可见光透射反射器包括具有光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括具有不同折射率的多个交替的第一光学层和第二光学层，其中所述多层光学膜反射对应于光伏电池或太阳能集热器中至少一者的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分；以及

图形膜(在一些实施例中，为部分地透射的图形膜)或发光显示器(例如，液晶显示器)中的至少一者，相比于可见光透射反射器的第一主表面，该至少一者被定位成更靠近可见光透射反射器的第二主表面，其中存在的图形膜或发光显示器透过可见光透射反射器可见。

在另一方面，本发明描述了一种太阳能装置，包括：

具有吸收带宽的光伏电池或太阳能集热器中的至少一者，所述吸收带宽包括太阳光谱的近红外波长区域的至少一部分(即，在从800nm至1200nm的范围内的至少一部分)；

可见光透射反射器，该可见光透射反射器具有大致相背对的第一主表面和第二主表面，该可见光透射反射器被定位成将光从第一主表面反射到光伏电池或太阳能集热器中的至少一者上，该可见光透射反射器包括具有光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括具有不同折射率的多个交替的第一光学层和第二光学层，其中所述多层光学膜反射对应于光伏电池或太阳能集热器中的至少一者的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分；以及

部分地透射的图形膜，相比于可见光透射反射器的第二主表面，该部分地透射的图形膜被定位成更靠近可见光透射反射器的第一主表面，其中经反射的红外光透射通过部分地透射的图形膜。

“图形膜”是吸收具有可见或近红外范围内的波长的至少一些光并且反射其中反射光包含一些图形内容的可见范围内的至少一些光的任何膜。图形内容可包括图案、图像或其他视觉标记。图形膜可为印刷膜，或图形可通过除印刷之外的方式形成。例如，图形膜可为具有图案化布置方式的孔的打孔反射膜。图形也可通过压印形成。在一些实施例中，图形膜是部分地透射的图形膜(例如，用于背光标识(例如，背光交通标识)中时)。可商购获得的图形膜的示例包括美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany,St.Paul,MN)以商品名“DI-NOC”销售的图形膜。

“光伏电池”是将电磁能(例如，光，包括近红外光)转换成电的半导体电气装置。