[发明专利]用于采集来自光源的直射光和漫射光的设备

权利要求书

1.一种用于采集来自光源的直射光和漫射光的设备，所述设备包括：

第一光伏电池，所述第一光伏电池具有上表面、下表面以及位于所述第一光伏电池中与所述上表面和所述下表面光学连通的光学通道阵列；

聚光元件阵列，所述聚光元件阵列在所述第一光伏电池的所述上表面上方，限定了受光区域，所述聚光元件中的每个聚光元件与所述光学通道中的一个光学通道相关联，所述聚光元件中的每个聚光元件被构造并安排成用于将来自所述光源照射在那个聚光元件上的直射光聚集朝向所述光学通道中与那个聚光元件相关联的所述一个光学通道，所述聚集的直射光经由所述光学通道穿过所述第一光伏电池并且经由所述下表面作为非平行光束离开所述第一光伏电池，来自所述光源的漫射光穿过所述聚光元件阵列至所述第一光伏电池的所述上表面并且进入所述第一光伏电池以由其进行采集；以及

光学重定向元件阵列，所述光学重定向元件阵列在所述第一光伏电池的所述下表面下方，所述重定向元件中的每个重定向元件与所述光学通道中的一个光学通道相关联，所述重定向元件中的每个重定向元件接收来自与那个重定向元件相关联的所述光学通道的光束并且将所述光束光学重定向朝向第二光伏电池以由其进行采集，所述第二光伏电池具有接收所述光束的有效区域，所述第二光伏电池的所述有效区域比由所述聚光元件阵列限定的所述受光区域小聚光因子倍。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述第二光伏电池具有上表面和下表面，并且来自所述光学重定向元件阵列的所述光束穿过所述第二光伏电池的所述下表面进入所述第二光伏电池。

3.如权利要求2所述的设备，其中，所述光束仅穿过所述第二光伏电池的所述下表面进入所述第二光伏电池。

4.如权利要求2和3中任一项所述的设备，其中，所述第二光伏电池的所述上表面与所述第一光伏电池的所述下表面相邻。

5.如权利要求1所述的设备，其中，所述第二光伏电池与所述第一光伏电池竖向间隔开并且具有上表面和下表面，来自所述光学重定向元件阵列的所述光束穿过所述第二光伏电池的所述上表面进入所述第二光伏电池。

6.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述第二光伏电池是单个第二光伏电池。

7.如权利要求1至6中任一项所述的设备，进一步包括集光元件，所述集光元件接收来自所述光学重定向元件阵列的所述光束并且将所述光束光学重定向朝向所述第二光伏电池。

8.如权利要求7所述的设备，其中，所述集光元件直接将所述光束重定向朝向所述第二光伏电池。

9.如权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述重定向元件直接将所述光束重定向朝向所述第二光伏电池。

10.如权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述聚光元件是透镜。

11.如权利要求10所述的设备，其中，所述透镜被安排为包括具有第一公共圆心的第一系列同心圆的第一图案，并且针对所述第一系列同心圆中的一个同心圆，所述第一系列同心圆中的那一个同心圆的透镜具有相同的表面面积，所述透镜的表面随着行进离开所述第一公共圆心而增大。

12.如权利要求10所述的设备，其中，所述透镜被安排为六边形阵列。

13.如权利要求10所述的设备，其中，所述透镜被安排为笛卡尔阵列。

14.如权利要求10所述的设备，其中，所述透镜被安排为不规则间隔的由算法确定的阵列。

15.如权利要求1至14中任一项所述的设备，其中，所述光学通道是穿过所述第一光伏电池的开口。

16.如权利要求10至14以及直接或间接从属于权利要求10时的权利要求15中任一项所述的设备，其中，每个透镜的焦点关于其对应光学通道被定位为使得由那个透镜聚集的直射光穿过其在所述第一光伏电池中的对应开口。

17.如权利要求1至16中任一项所述的设备，其中，所述光学重定向元件是反光镜，并且重定向所述光束经由全内反射而发生。

18.如直接或间接从属于权利要求9时的权利要求17所述的设备，其中，所述光学重定向元件被成形并安排为使得每个光束的至少75％具有从与其相关联的所述光学重定向元件到所述第二光伏电池的无障碍路径。