一種太陽(yáng)能分波段光伏發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能分波段光伏發(fā)電
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]面對(duì)化石能源日益枯竭和環(huán)境污染不斷加劇的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，太陽(yáng)能的高效利用受到關(guān)注。目前市場(chǎng)上最常見的太陽(yáng)能電池的原材料大多采用多晶硅及單晶硅。多晶硅類太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率約為15%，單結(jié)晶硅類產(chǎn)品約為20%，工廠規(guī)?；a(chǎn)的單晶硅電池效率僅為12%。太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率低下加之太陽(yáng)能的低能量密度特性，限制了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。
[0003]太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能比例低的原因在于:從波長(zhǎng)較短的紫外線直至較長(zhǎng)的紅外線，太陽(yáng)光由多種波長(zhǎng)的光混合而成，而光子能量與波長(zhǎng)成反比。當(dāng)光子能量小于電池半導(dǎo)體材料帶隙時(shí)，不能將電子推送到導(dǎo)帶，也就無(wú)法產(chǎn)生電能。光子能量中大于帶隙的剩余部分會(huì)轉(zhuǎn)換成熱量損耗，而不能轉(zhuǎn)化為電能。如果帶隙過(guò)大，低于帶隙對(duì)應(yīng)頻率的光波中光子不能轉(zhuǎn)換為電能，損失的光能會(huì)增加，如果帶隙過(guò)小，則熱能損失會(huì)增加。因此，帶隙決定了太陽(yáng)能電池光譜敏感最大值，結(jié)晶硅類太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率極限大約為30 %。
[0004]確定的半導(dǎo)體材料有確定的帶隙，因此單一材料構(gòu)成的太陽(yáng)能電池只能對(duì)其帶隙對(duì)應(yīng)最大光譜敏感值波長(zhǎng)附近波段的光輻射高效轉(zhuǎn)換，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在整個(gè)太陽(yáng)光輻射波段內(nèi)的高效轉(zhuǎn)換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置存在轉(zhuǎn)換效率低的技術(shù)問(wèn)題，提供一種太陽(yáng)能分波段光伏發(fā)電裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種太陽(yáng)能分波段光伏發(fā)電裝置，其包括拋物柱面反射鏡、條形線性菲涅爾透鏡、支架、三棱鏡和多波段光電池組，所述拋物柱面反射鏡、條形線性菲涅爾透鏡、三棱鏡和多波段光電池組從左到右依次設(shè)在支架上，且使拋物柱面反射鏡的焦線與條形線性菲涅爾透鏡的焦線重合，條形線性菲涅爾透鏡輸出的條形高能量密度平行光射在三棱鏡上，并使三棱鏡分解出來(lái)的各波段色光覆蓋在多波段光電池組上面。
[0008]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，將低能量密度的太陽(yáng)輻射通過(guò)拋物柱面反射鏡和條形線性菲涅爾透鏡匯聚為能量密度擴(kuò)大數(shù)十或上百倍的條形高能量密度平行光，此條形高能量密度平行光經(jīng)三棱鏡分解為各波段色光，在不同波段色光的照射位置布置與其波長(zhǎng)匹配度最佳的帶隙材料構(gòu)成的太陽(yáng)能電池，所有波段的太陽(yáng)光均能高效轉(zhuǎn)換為電能，解決了現(xiàn)有的太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置存在轉(zhuǎn)換效率低的技術(shù)問(wèn)題。因此，與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有能將太陽(yáng)能最高效率地轉(zhuǎn)化為電能的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如附圖所示，本實(shí)施例中的一種太陽(yáng)能分波段光伏發(fā)電裝置，包括拋物柱面反射鏡1、條形線性菲涅爾透鏡2、支架3、三棱鏡4和多波段光電池組5，所述拋物柱面反射鏡1、條形線性菲涅爾透鏡2、三棱鏡4和多波段光電池組5從左到右依次設(shè)在支架3上，且使拋物柱面反射鏡I的焦線與條形線性菲涅爾透鏡2的焦線重合，條形線性菲涅爾透鏡2輸出的條形高能量密度平行光射在三棱鏡4上，并使三棱鏡4分解出來(lái)的各波段色光覆蓋在多波段光電池組5上面；多波段光電池組5由多個(gè)波段的太陽(yáng)能電池平鋪組成，波段覆蓋太陽(yáng)能輻射的主要頻譜范圍，不同波段太陽(yáng)能電池在光電池組5中的位置與三棱鏡4分解出來(lái)的各波段色光照射位置一致。
[0011]本發(fā)明的工作原理為:包含多波段的平行太陽(yáng)光輻射能經(jīng)拋物柱面反射鏡I反射在其焦線處匯聚為一條高亮直線，經(jīng)焦線后繼續(xù)前進(jìn)，遇到條形線性菲涅爾透鏡2，因條形線性菲涅爾透鏡2的焦線與拋物柱面反射鏡I的焦線位置重合，穿過(guò)條形線性菲涅爾透鏡2折射而出的光線將為能量密度擴(kuò)大數(shù)十或上百倍的條形高能量密度平行光(其寬度由條形線性菲涅爾透鏡高度決定，應(yīng)限制在數(shù)毫米內(nèi))，此高能量密度平行光入射到三棱鏡4的左側(cè)棱面上，通過(guò)三棱鏡4的折射作用將此高能量密度平行光分解為位置偏移與波長(zhǎng)相關(guān)的色光分布，在不同色光處放置不同禁帶材料制成的光伏電池，這樣可以做到太陽(yáng)電池材料帶隙(導(dǎo)帶和禁帶間的寬度)與太陽(yáng)光譜的最佳匹配，在小波段內(nèi)高效轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)整個(gè)太陽(yáng)能波譜范圍內(nèi)的高效光電轉(zhuǎn)化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)能分波段光伏發(fā)電裝置，其特征在于:包括拋物柱面反射鏡(I)、條形線性菲涅爾透鏡(2)、支架(3)、三棱鏡(4)和多波段光電池組(5)，所述拋物柱面反射鏡(1)、條形線性菲涅爾透鏡(2)、三棱鏡(4)和多波段光電池組(5)從左到右依次設(shè)在支架(3)上，且使拋物柱面反射鏡(I)的焦線與條形線性菲涅爾透鏡(2)的焦線重合，條形線性菲涅爾透鏡(2)輸出的條形高能量密度平行光射在三棱鏡(4)上，并使三棱鏡(4)分解出來(lái)的各波段色光覆蓋在多波段光電池組(5)上面。
【專利摘要】本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能分波段光伏發(fā)電裝置。本發(fā)明主要解決了現(xiàn)有的太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置存在轉(zhuǎn)換效率低的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的一種太陽(yáng)能分波段光伏發(fā)電裝置，其包括拋物柱面反射鏡、條形線性菲涅爾透鏡、支架、三棱鏡和多波段光電池組。本發(fā)明將低能量密度的太陽(yáng)輻射通過(guò)拋物柱面反射鏡和條形線性菲涅爾透鏡匯聚為能量密度擴(kuò)大數(shù)十或上百倍的條形高能量密度平行光，此條形高能量密度平行光經(jīng)三棱鏡分解為各波段色光，在不同波段色光的照射位置布置與其波長(zhǎng)匹配度最佳的帶隙材料構(gòu)成的太陽(yáng)能電池，所有波段的太陽(yáng)光均能高效轉(zhuǎn)換為電能，解決了現(xiàn)有的太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置存在轉(zhuǎn)換效率低的技術(shù)問(wèn)題。
【IPC分類】H02S40/22, H02S40/20
【公開號(hào)】CN105577103
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610146120
【發(fā)明人】樊民革, 王欣峰
【申請(qǐng)人】山西大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日