CN102265410B - 发光太阳能集中器 - Google Patents

发光太阳能集中器 Download PDF

Info

Publication number
CN102265410B
CN102265410B CN200980153084.XA CN200980153084A CN102265410B CN 102265410 B CN102265410 B CN 102265410B CN 200980153084 A CN200980153084 A CN 200980153084A CN 102265410 B CN102265410 B CN 102265410B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wavelength
film
luminophor
mirror
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200980153084.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102265410A (zh
Inventor
埃坦·什姆埃利
阿姆农·列伊科维奇
莱娜特·雷斯费尔德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Green Sun Energy Ltd
Original Assignee
Green Sun Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Green Sun Energy Ltd filed Critical Green Sun Energy Ltd
Publication of CN102265410A publication Critical patent/CN102265410A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102265410B publication Critical patent/CN102265410B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/055—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明针对发光太阳能集中器、及其生产工艺和用途。发光太阳能集中器包括复合衬底，其包括两层或两层以上含有发光化合物的薄膜和波长选择镜，该集中器可以被连接至光伏电池。

Description

发光太阳能集中器
发明领域
本发明涉及一种用于生产发光太阳能集中器(LSC)的方法。本发明还涉及一种具有较宽的吸收范围和较高的效率，最小化了固有损耗和降低了LSC的制造成本的LSC。
背景技术
主要基于容易得到的化石源的世界上的常规能源供应正在迅速减少。能源危机的主要的短期替代物，核裂变能源的利用引起许多争议，并且核聚变技术的实际实现尚未发生。
太阳能提供了明显的替代能源，其干净并且无危害。仍缺乏将用于收集、集中、存储以及转换太阳光的合适方法变为一种实际的解决方案，因为迄今为止太阳光是散射的和固有地间歇的。太阳能光伏电池的可行性代表了期望的能源解决方案，即使尚不切实际。
迄今为止太阳能的局限之一是每kW需要大量的硅用于制备太阳能电池，该问题被掺杂高级硅的制备需要非常大的量的电能的事实加重。
一种用来集中太阳光的装置涉及抛物面镜子(或者用于太阳能炉的这种反射表面的组合)或菲涅尔透镜的使用，以用于砷化镓(GaAs)太阳能电池中包含这种镜子。用于跟踪太阳的每天的明显的运动所需要的定日镜型设备是昂贵的，并且由于大部分散射光的损失，该方法是低效的，所述大部分散射光构成了到达欧洲和美国的大多数地区的地球表面的光的60％。
平面发光集中器由Weber和Lambe(J.Appl.Optics 15，2299(1976))首次提出，之后同时由Goetzberger和Greubel(Appl.Phys.14，123(1977))以及Swartz、Cole和Zewail(Optics Letters/，73(1977))更详细地阐述。该主题由Batchelder、Zewail和Cole(Appl.Optics 18，3090(1979))以及由Goetzberger and Wittwer(Adv.Solid State Phys.19，427(1979))和Reisfeld等(Nature 274，144(1978)；Nature 283，281(1980))做进一步分析，着重于荧光的有机染料的使用。迄今，描述的所有使用平面发光集中器的方法受到低能源效率和建造装置的高成本的限制。此外，在这种装置中，在试图通过福斯特能量转移来增加能源产量中，吸收太阳辐射的较大部分的混合染料的自吸收和较低的总量子效率以及发射光的逃逸锥是不变的结果。
多板“串联”配置的使用还没有提供理想的解决方案。虽然这种使用导致高效的吸收，但依赖于采用的板的数量，集中度减少到1/3到1/4，并且结果，需要使用大面积的电池，因此阻扰了减少所需的电池数量的目的。
迄今缺少提供高产率的理想的太阳能集中器及用于制备该太阳能集中器的有成本效益的工艺。
发明概述
在一种实施方式中，本发明提供一种发光太阳能集中器(LSC)，包括：
i)复合衬底，包括：
顶面，其包括含有第一发光化合物的第一薄膜，其中所述薄膜的顶面邻近第一波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第一发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
至少第二薄膜，其位于所述第一薄膜下，其中所述第二薄膜含有第二发光化合物，且所述第二薄膜的顶面邻近第二波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第二发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
其中所述第一发光化合物发射的光的波长比第二发光化合物发射的光的波长长；
基底表面，其包括第三波长选择镜，该镜子对于对应于位于复合衬底中的该基底表面之上的发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
透明体，其放置于所述第二发光薄膜的基底表面和所述第三波长选择镜的顶面之间；以及
ii)可选地，至少一个光伏电池，其位于与所述复合衬底的至少一个边缘靠近，该电池接收从所述第一和至少第二发光薄膜和从所述镜子发射和反射的光子，其作为波导将所述光子捕获在其中，并将这种光子转换为电流。
在一些实施例中，所述第一发光化合物吸收波长对应于或比所述第二发光化合物发射的光的波长长的光。在一些实施例中，复合衬底还包括含有第三发光化合物的第三薄膜，其中所述薄膜的顶面邻近第四波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第三发光化合物发射的光的波长的波长是反射的，并且该滤光镜邻近所述第二薄膜的基底表面，并且其中所述第二发光化合物发射的光的波长比所述第三发光化合物发射的光的波长长；
在一些实施例中，所述第二发光化合物吸收波长对应于或比所述第三发光化合物发射的光的波长长的光。根据这方面，在一些实施例中，所述第一发光化合物发射的光在大约550-650nm范围，而在一些实施例中，所述第二发光化合物发射的光在大约425-575nm范围，而在一些实施例中，所述第三发光化合物发射的光在大约350-450nm范围。
在一些实施例中，所述透明体由玻璃或塑料构成，而在一些实施例中，所述透明体由光学级丙烯酸聚合物构成。
在一些实施例中，所述薄膜包括溶胶-凝胶基质或聚合物，而在一些实施例中，所述薄膜包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
在一些实施例中，所述发光化合物吸收光的波长范围在大约300nm到大约700nm之间。
在一些实施例中，本发明提供了一种太阳能收集组件，包括本发明的发光太阳能集中器的阵列。在一些实施例中，发光太阳能集中器的阵列相对于邻接的集中器边缘靠边缘地放置每一个集中器，并且至少一个光伏电池被布置在边缘相交处的每一个之间。
在一些实施例中，本发明提供一种用于制备如上文所述的发光太阳能集中器(LSC)的工艺，所述工艺包括：
i)制备包含透明材料的衬底，所述衬底具有包括所述第三波长选择镜的基底表面。
ii)制备第一薄膜和第二薄膜的每一个，并将所述第一发光化合物和所述第二发光化合物分别添加到所述第一薄膜和所述第二薄膜；
iii)将所述第二薄膜叠置到在(i)中制备的所述衬底的顶面，以使得所述第二薄膜具有邻近所述衬底的顶面的基底表面；
iv)放置所述第二波长选择镜以使得所述镜子邻近所述第二薄膜的顶面；
v)将所述第一薄膜叠置到在(iv)中放置的第二波长选择镜的顶面；以及
vi)放置所述第一波长选择镜以使得所述镜子邻近在(v)中叠置的所述第一薄膜的顶面。
在一些实施例中，本发明中的工艺中的叠置通过液滴涂布、溅射涂膜、旋涂、浸涂、喷涂或辊涂完成。
在一些实施例中，本发明提供一种用于将太阳能转换为电能的方法，所述方法包括放置至少一个发光太阳能集中器(LSC)用以收集和集中太阳能，所述发光太阳能集中器包括复合衬底，所述衬底包括：
顶面，其包括含有第一发光化合物的第一薄膜，其中所述薄膜的顶面邻近第一波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第一发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
至少第二薄膜，其位于所述第一薄膜下面，其中所述第二薄膜含有第二发光化合物，且所述第二薄膜的顶面邻近第二波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第二发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
其中所述第一发光化合物发射的光的波长比第二发光化合物发射的光的波长长；
基底表面，其包括第三波长选择镜，该镜子对于对应于位于复合台架中的所述基底表面之上的发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
透明体，其放置在所述第二薄膜的基底表面和所述第三波长选择镜的顶面之间；以及
至少一个光伏电池，其位于与所述复合衬底的至少一个边缘靠近，该电池接收从所述第一和至少第二发光薄膜和从所述镜子发射或反射的光子或其组合，并将这种光子转换为电流，因而是将太阳能转换为电能的一种方法。
在一些实施例中，该方法导致在所述发光太阳能集中器受到太阳辐射时，逃逸锥的产生被消除或减少。
在一些实施例中，根据此方面，复合衬底还包括含有第三发光化合物的第三薄膜，其中所述薄膜的顶面邻近第四波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第三发光化合物发射的光的波长的波长是反射的，并且该镜子邻近所述第二薄膜的基底表面，并且其中所述第二发光化合物发射的光的波长比所述第三发光化合物发射的光的波长长。
在一些实施例中，由于缺少所述第二波长选择镜，包括至少第一和第二薄膜的所述发光太阳能集中器的吸收效率高于未包括邻近或顶面接壤所述第二波长选择镜的第二薄膜的发光太阳能集中器的吸收效率。
发明详述
本发明针对发光太阳能集中器(LSC)，其被如此构造以便消除由于如在其他集中器中发现的一样的逃逸锥的存在而导致的能源损失，本发明的LSC减小了与自吸收和由一种染料和另一种之间的能量转移所产生的能量转移损失有关的能量损失，所述能量损失在其他LSC系统中也发现了。本发明的LSC拥有LSC串联配置的优点，例如较高的转移效率和较高的吸收效率，而无需多个或较大的电池面积。
在之前的LSC模型中的捕获效率与由于从衬底中的荧光染料中发射的光的一些的合并而导致的严重损失有关。一些损失源于从波导中逃逸的发射，取决于衬底的折射率，如下所述和如图1所示，这产生接近约25％的损失的逃逸锥。
LSC的总效率受以下物理损失因素的影响：临界角锥损失对应于穿过球壳(具有微分体积4πr2dr，在中心具有荧光种)的各向同性发光的cosθc部分，其通过被发射到临界角锥的外部而经历连续的全反射。
因此，
L＝1-cosθc＝1-((n2-1)/n2)1/2
θc＝arcsin(1/n)，经常称为sin-1(1/n)           (2)
sinθc＝1/n
其中n是各向同性LSC板的折射率。
具有不同折射率的板的捕获效率的例子如下所示：
n＝1.414        1.556    1.743    2.000
θc＝45°       40°     35°     30°
ηtrap＝0.7071  0.7660   0.8191   0.8660
其中n是折射率且吸收效率ηabs是被发光种吸收的入射的太阳光子的部分。这里的太阳光子产生直射和散射光。在大多数的计算中，空气质量1(AM 1)被作为标准，但是应注意的是可检测的太阳通量主要依赖于大气条件。
如果每波数的能量通量V(v)在那个波数除以光子能量hv(＝hcv)，得到单位为光子/m2s(cm-1)的总光子通量N(v)。总能量通量和光子通量由积分得出：
I = ∫ V ( v ‾ ) d v ‾ = hc ∫ v ‾ N ( v ‾ ) d v ‾
其中零和无穷的积分限并不意味着V和N可以在大范围内不趋于零。
此外在包含多种染料的单一的板中的福斯特能量转移的量子效率通过所有的吸收效率的乘积和每一染料的量子效率的乘积来计算。由于较长波长的染料的效率通常较低，所以，总效率实质上低且最低效率的染料是总结果的主要原因。例如，使用具有如下量子效率的典型的染料：
在400nm，QE1＝0.8qe；
在475nm，QE2＝0.6qe；
在550nm，QE1＝0.4qe；
每一染料的捕获效率是TE＝0.9。
对于从染料1吸收和转移的400nm的光的总捕获效率是：
OE＝QE1×QE2×QE3×TE×TE×TE
或
0.139＝0.8×0.6×0.4×0.9×0.9×0.9。
对于从染料2吸收和转移的475nm的光的总效率是：
OE＝QE2×QE3×TE×TE
或
0.194＝0.6×0.4×0.9×0.9。
并且对于从染料3吸收和转移的550nm的光的总效率是：
OE＝QE3×TE
或
0.36＝0.4×0.9。
此外，这种系统中的损失源于逃逸锥的产生，并且这种损失通常接近总损失的25％，所以效率的损失甚至更大。
因此，在我们的实例中，当：
OE(dye1)0.139×0.75＝0.104；
OE(dye2)0.194×0.75＝0.145；
OE(dye3)0.36×0.75＝0.27；
在上述系统中的所有所述波长的平均效率是0.173。
在本发明中，无论衬底的折射率如何，这种逃逸损失被基本消除，因为代表发光化合物的发射能量没有被另一发光化合物重吸收(即，在发光化合物之间没有共振能量转移)。此外，捕获效率被增加，是由于能够包含更高浓度的发光化合物，这在之前的系统中是不可能的，因为发光化合物在相同的衬底板上以高浓度邻近放置时会在产生化学相互作用。
本发明包括波长选择镜，在一些实施例中，其顶面邻近和接壤包含发光化合物的薄膜，且其特征在于该镜子反射波长对应于发光化合物发射的光的波长的光，而同时对波长对应于发光化合物吸收的光的波长的光是透明的。本发明的装置和方法的前提是至少包括两个薄膜，每一个薄膜邻近和在一些实施例中顶面或在其顶部接壤波长选择镜，其特征在于，所描述的反射特性使得每一镜子反射波长对应于邻近的发光化合物发射的光的波长的光。
本发明的装置和方法将包括发射较长的波长的光的发光化合物的薄膜放置为相对于包括发射相对于前者较短的波长的光的第二发光化合物的薄膜邻近或在其顶部。装置的基底或底部表面邻近或在一些实施例中接壤波长选择镜，该镜子反射对应于每一发光化合物发射的光的波长的所有波长的光。
本发明的发光太阳能集中器包括可操作地连接到光伏电池的复合衬底。本发明的复合衬底包括至少两个薄膜，每一薄膜包括不同的发光化合物；和位于其间的波长选择镜，波长选择镜邻近和在一些实施例中接壤最顶端的薄膜；透明体，其位于薄膜的基底并且另外的波长选择镜位于透明体的基底。
根据本发明的方法，装置内的薄膜的放置是这样的：每一薄膜的顶端相对于波长选择镜放置，该镜子反射波长对应于包含在薄膜中的发光化合物吸收的光的波长的光。位于最顶端的薄膜含有的发光化合物发射的波长比位于更基底的薄膜含有的发光化合物发射的波长长，并且位于其间的波长选择镜对于波长对应于位于该镜子的基底的薄膜中的发光化合物发射的光的波长的光是反射的。
这样的放置消除了发光化合物发射的光被另一发光化合物吸收。
这里使用的关于所指示的材料的术语“至少一个”以及术语“一”指包含一种或多种这类材料。应理解的是当指通用组时，术语“一组中的至少一个”指包含所述的每一通用组的一种以及每一组中的多种。
本发明的复合衬底包括第一顶面，第一顶面包括含有第一发光化合物的第一薄膜，其中所述薄膜的顶面接壤第一波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第一发光化合物发射的光的波长的波长是反射的。
术语“顶端”是相对的术语，表示指示的材料的空间方位。顶端将被理解为相对于沿着垂直轴的另一材料的方位。所指示的材料的沿着该垂直轴的更高的方位。顶端通常被理解为“顶部”或“在顶部上”。
第一薄膜在其顶面邻近或在一些实施例中接壤第一波长选择镜。
术语“镜子”指具有镜面反射入射光的表面的材料。术语“波长选择镜”是指具有镜面反射特定波长的入射光而透射其他波长的入射光的表面的材料。在文献中已知各种这样的镜子并且在市场上能够买到，例如通过Newport公司。这些波长选择镜可以是波长调谐的(例如参见Katsis et al(1999)Chem.Mater.11，1590))或带宽调谐的(例如参见Broer et al(1995)Nature 378，467)。
在一些实施例中，使用了相对较薄的波长选择镜。在一些实施例中，波长选择镜的厚度不超过100nm，优选不超过20nm。通常，上述的镜子的厚度将超过5nm。应注意的是本发明的波长选择镜可适当包括两个或两个以上的层，其一起作为波长选择镜，例如聚合物堆或胆甾醇类的层的组合。
在一些实施例中，波长选择镜的选择是这样的：波长选择镜对于被光致发光材料吸收的光的透射和同一镜子对于发射的辐射的反射同时最大化。
术语“邻近”指空间放置，使得所指示的材料彼此邻近，然而这种元件之间仍可以放置另外的材料。例如，在一些实施例中，如本文所述，包括发光化合物的薄膜的顶面被放置为邻近合适的波长选择镜，并且这种放置可能需要该镜子直接放置在合适的薄膜的顶部上，或在一些实施例中，透明体或其他材料可被放置在薄膜的顶面和镜子之间。应理解的是任何其他材料可以被放置在被描述为相对于彼此邻近放置的材料之间，需要注意的是这种放置并不会对本发明的装置的功能起到负面影响。术语“负面影响”应理解为降低或大幅降低本发明的LSC装置和方法的成功或最佳运作。
术语“接壤”指放置在所指示的表面的大部分之上，使得顶端接壤波长选择镜的薄膜含有至少65％-100％的薄膜的顶面被镜子覆盖。在一些实施例中，涉及薄膜的顶端接壤的术语“接壤”意指放置这种镜子在顶面上且可选地还接壤薄膜的边缘，使得仅薄膜的基底表面或底部不接壤镜子。
根据本发明的装置和方法中使用的薄膜包括发光化合物。这种化合物可以以任何方式与薄膜关联，包括非共价关联以及共价关联。在一些实施例中，这种薄膜可包括溶胶-凝胶基质、聚合物等。聚合物可包括PMMA或其他合适的聚合物。在一些实施例中，薄膜包括环氧树脂。在一些实施例中，薄膜是丙烯酸酯基，甲基丙烯酸酯基，环氧基，乙烯基醚基，苯乙烯基，硫醇-烯基或环氧丙烷基的。在一些实施例中，薄膜包括聚合物，其包括任何合适的材料，例如透明聚合物、玻璃、透明陶瓷或其组合。在一些实施例中，透明聚合物是热固性或热塑性的。在一些实施例中，透明聚合物是(半)结晶或无定形的。在一些实施例中，透明聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，环烯烃共聚物，聚对苯二甲酸乙二酯，聚醚砜，交联丙烯酸酯，环氧树脂，聚氨酯，硅橡胶或其组合，或聚合物的共聚物。
在一些实施例中，薄膜包括有机-无机溶胶-凝胶复合涂层。该涂层是基于有机改性硅氧烷(改性硅酸盐(ormosils))的光学透明玻璃材料并且由溶胶-凝胶工艺形成。溶胶-凝胶基质包括复合的混合材料，例如提供涂层的弹性和柔韧性的二聚氨酯-硅氧烷(DURS)(与异氰酸根合-丙基-三甲氧基硅烷(ICPTMOS)和聚乙二醇(PEG)独立地合成)。溶胶-凝胶涂层是基于不同的醇盐，如：四乙氧基硅烷(TEOS)；四-甲氧基硅烷(TMOS)；环氧丙氧基丙基-三甲氧基硅烷(GLYMO)，苯基三甲氧基硅烷(PhTMOS)和n-四丙氧基锆(TPOZ)。
在一些实施例中，包含在本发明的薄膜内的发光化合物包括DFSB-K82-黄色；DFSB-K-61-湛蓝；DFWB-K1-60-橙色；取代吡喃(如DCM)，香豆素(如香豆素30)，罗丹明类(如罗丹明B或罗丹明红或罗丹明640)，BASF
Figure BPA00001392110300111
LumogenTM系列，苝衍生物，Exciton LDS系列，尼罗蓝，尼罗红，DODd，噁嗪类，吡啶类，苯乙烯基系列(Lambdachrome
Figure BPA00001392110300112
)，二噁嗪类，萘二甲酰亚胺类，噻嗪类，芪类，量子点，例如在美国专利号为5,482,890、5,543,354、5,202,290、5,229,320中所描述的，其他发光化合物例如世界知识产权组织公布号WO/2004/003102、美国专利号6,312,835、6,538,129中所描述的和本领域技术人员所理解的其他的那些。
本领域技术人员将理解的是可以利用很多方法来将需要的发光化合物包含到薄膜中，如本文所述，该方法将优化包含和维持该化合物的所需定向以及该化合物的物理-化学特性，使得高效的发光可以发生。上述方法可包括用于化合物的包含的交联剂的使用，同时注意确保发光能力。
在一些实施例中，在每一薄膜中含有的染料量在0.05到0.5g/m2之间，或在一些实施例中，在每一薄膜中含有的染料量在0.1到0.3g/m2之间，或一些实施例中，在每层薄膜中含有的染料量在0.15到0.25g/m2之间。本领域技术人员将理解的是，染料量的变化可能是本发明的LSC中采用的特定的染料或者衬底或者薄膜的属性或者上述几者的组合的反映。
在一些实施例中，本方法需要制备聚合体或溶胶凝胶的溶液并将发光化合物添加到其中，以及液滴涂布该溶液到材料，所述材料将包括薄膜的邻近基底表面的表面，即，薄膜由液滴涂布来制备，或在一些实施例中，溅射涂膜到材料的表面，该表面最邻近相应的薄膜的基底。在一些实施例中，薄膜由旋涂来制备，或在一些实施例中，由浸涂来制备，或在一些实施例中，由喷涂来制备，或在一些实施例中，由滚筒印花来制备，或在一些实施例中，通过真空沉积到材料的表面来制备，该表面最邻近相应的薄膜的基底。
在一些实施例中，这种材料将包括透明体，如本文所述，且在一些实施例中，这种材料将包括波长选择镜。
在一些实施例中，本发明提供发光太阳能集中器(LSC)的制备工艺，该工艺包括制备包含透明材料的衬底，该衬底包括具有波长选择镜的基底表面，以及制备第一薄膜和第二薄膜的每个的溶液并分别将第一发光化合物和所述第二发光化合物添加到第一薄膜和第二薄膜。该工艺还包括将第二薄膜叠置到衬底顶面上，使得第二薄膜具有邻近衬底的顶面的基底表面。该工艺还包括放置第二波长选择镜，使得所述镜子邻近且在一些实施例中接壤第二薄膜的顶面，并将第一薄膜叠置到第二波长选择镜的顶面上，并放置第一波长选择镜，使得该镜子邻近和在一些实施例中接壤第一薄膜的顶面。
在一些实施例中，本发明中LSC的组装方法将包括WO 2006/088369，或者例如Currie MJ等，Science(2008)Vol.321.no.5886，pp.226-228所披露的那些的变化。
本发明的LSC装置包括位于第一薄膜之下的至少第二薄膜，其中第二薄膜含有第二发光化合物，且所述第二薄膜的顶面邻近和在一些实施例中接壤第二波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第二发光化合物发射的光的波长的波长是反射的，并且该镜子邻近和在一些实施例中接壤所述第一薄膜的基底表面；
在一些实施例中，第一和第二薄膜包括相同的材料，除了其中包含的发光化合物以及可选地其他用于这种包含的试剂(例如，包括非零长度交联剂)。在一些实施例中，第一和第二薄膜包括不同的材料，然而这些薄膜的折射属性是类似的。
在一些实施例中，每一薄膜可以包含两种或多种发光化合物，然而该化合物将拥有属性使得每一化合物的发射光谱相对地类似于在相同的薄膜中包含的另一化合物的发射光谱，以便相对于这种薄膜而位于其顶端的波长选择镜反射对应于从包含在薄膜的任何染料发出的光的波长的所有波长的光。根据此方面，这种包含在单一薄膜中的多种化合物可以拥有不同的吸收光谱，然而与其对应的波长将对应于或大于包含在任何位于基底的薄膜中的化合物发射出的波长。
在一些实施例中，本发明的LSC装置包括薄膜，其中第一发光化合物发射的光的波长比第二发光化合物发射的光的波长长。在一些实施例中，LSC装置包括薄膜，其中包含在第一薄膜内的发光化合物发射的光的波长比包含在位于基底的第二薄膜中的发光化合物发射的光的波长长。
在一些实施方式中，本发明的LSC装置包括复合衬底，该复合衬底进一步包括第三或另外的(第四、第五、第六等)薄膜，所述第三或另外的(第四、第五、第六等)薄膜含有第三(第四、第五、第六等)发光化合物，其中所述薄膜的顶面邻近和在一些实施例中接壤第四波长选择镜，该镜子对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第三(或第四、或第五、或第六等)发光化合物发射的光的波长的波长是反射的，并且该滤光镜邻近或接壤所述第二(或在前的)薄膜的基底表面，并且其中所述第二(或在前的)发光化合物发射的光的波长比所述第三(第四、第五或第六)发光化合物发射的光的波长长。在一些实施例中，根据本发明的此方面，第二(或在前的)发光化合物吸收波长对应于或比所述第三(或第四或第五或随后的)发光化合物发射的光的波长长的光。
在一些实施例中，第一发光化合物发射的光大约在550-650nm范围，而在一些实施例中，第二发光化合物发射的光大约在425-575nm范围，而在一些实施例中，第三发光化合物发射的光大约在350-450nm范围。
本发明的LSC装置及其使用方法具有包括波长选择镜的最基底的表面，该镜子对于对应于所述位于顶端的发光化合物发射的光的波长的波长是反射的。
在一些实施例中，在本发明的LSC的最基底的表面上的波长选择镜对于任何波长的光是反射的。在一些实施例中，波长选择镜对于对应于包含在LSC的任何发光化合物发射的光的波长的波长的光是反射的。在一些实施例中，波长选择镜对于大约在300-700nm范围的光是反射的。
LSC包括透明体，该透明体位于第二发光薄膜的基底表面和第三波长选择镜的顶面之间。在一些实施例中，LSC包括多个薄膜，波长选择镜放置在薄膜层之间，该波长选择镜对于对应于包含在位于相对于这种镜子的顶端的薄膜中的发光化合物发射的光的波长的波长是反射的。根据此方面，位于最底部的薄膜放置在邻近透明体处，使得透明体放置在位于最底部的薄膜和波长选择镜的顶面之间，该镜子对于装置中的任何其他波长选择镜的最宽的波长范围的光是反射的。
透明体可包括任何合适的材料，如本领域技术人员所理解的，可包括任何透明聚合物、玻璃、透明陶瓷或其组合。在一些实施例中，透明体将包括光学级丙烯酸聚合物。
在一些实施例中，至少一个光伏电池被放置与所述复合衬底的至少一个边缘靠近，如本文所述，该电池接收从包括发光化合物的薄膜反射的光子并将这种光子转换为电流。
在一些实施例中，本发明的LSC起到波导的作用，其高效地捕获LSC中发射的和反射的光子，并将这种光子传递到邻近放置且操作上连接的光电池，其依次将这种光子转换为电流。
在一些实施例中，光伏电池可包括本领域中任何已知的类型，例如商业上可买到的那些，或在美国专利申请号20070119496和美国专利号为5,935,343；4,629,821中；或者世界知识产权组织专利申请公布号WO/2004/038745或其他中所述的。
在一些实施例中，光伏电池可以以相对于集光器表面成90-或45-度角被连接，其中45度角允许电池吸收直射光以及汇聚光，因而增加了总的表面效率。应理解的是光伏电池可以以相对于LSC成任何角度地放置，这促进了汇聚光的吸收。
在一些实施例中，本发明提供太阳能收集组件，包括本发明的发光太阳能集中器的阵列。在一些实施例中，该阵列包括LSC，其中每一个集中器相对于邻接的集中器边缘靠边缘地放置，并且在一些实施例中，至少一个光伏电池被布置在边缘相交处的每一个之间。
本发明的LSC适用于在将太阳能转换为电能的方法中使用。在一些实施例中，这种方法可以包括以适于收集和集中太阳能的方式放置本发明的至少一个发光太阳能集中器(LSC)，借此，至少一个光伏电池被放置为与本发明的LSC的复合衬底的至少一个边缘靠近，该电池接收从第一和至少第二或随后的薄膜发射的和/或反射的光子，并将这些光子转换为电流，因而是将太阳能转换为电能的方法。
在一些实施例中，该方法导致在所述发光太阳能集中器受到太阳辐射后，逃逸锥的产生被消除或减少。
在一些实施例中，复合衬底还包括含有第三(或第四，或随后的)发光化合物的第三(或第四，或随后的)薄膜，其中所述薄膜的顶面邻近和在一些实施例中接壤第四(或第五或随后的)波长选择镜，该滤光镜对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第三(或在前的)发光化合物发射的光的波长的波长是反射的，并且该滤光镜邻近和在一些实施例中接壤所述第二(或在前的)薄膜的基底表面，并且其中所述第二(或在前的)发光化合物发射的光的波长比所述第三(或随后的)发光化合物发射的光的波长长。
在一些实施例中，本发明的LSC的吸收效率高于未包括含有发光化合物的多个薄膜层的发光太阳能集中器的吸收效率，其中LSC中的各个层的特征在于，这种层的基底表面邻近波长选择镜，该镜反射波长对应于位于该镜顶端的层中的发光化合物的吸收的光的波长的光。
在一些实施例中，本发明的LSC在除了传统的利用和转换太阳能到电能外的应用中是有用的。在一些实施例中，从本发明的LSC获得的光输出可被直接应用于视觉效果而非发电。
本发明的进一步的应用可以是例如产生电流或引起或增强这些标志的视觉安全效果的道路标志或标记，产生电流或视觉光效果的户外设施，产生电流或视觉照明效果的透明、半透明或不透明的路边隔音屏障等。
在一些实施例中，本发明的LSC的宇宙应用被预见，例如，用于航天器推进的太阳帆可装备本发明的LSC，用于经由被LSC收集的辐射所照射(并且可选地也受到太阳的直接照射)的PV电池来同时产生电流以及推进航天器。
应理解的是本发明的LSC的任何应用，通过其，太阳能被集中和利用或转换为另一种能源形式，均被视为本发明的部分。
虽然现在结合以下示例中的某些优选实施例并参考附图描述了本发明，使得本发明的各方面被更全面地理解和认识，但是它的目的并非将本发明限制于这些特定的实施例。正相反，它的目的是覆盖可以包括在所附权利要求所限定的本发明的范围中的所有的替换、修改和等效形式。因此，包括优选实施例的以下示例将用来说明本发明的实践，应理解的是所示的细节仅是通过示例并且用于本发明的优选实施例的例证性讨论，并为了提供被认为是本发明的公式步骤以及原理和概念方面的最有用的和容易理解的描述。
在图中，
图1是描绘单个LSC板的横截面图，其中清晰板即透明板提供有含有染料的上部薄膜。含有染料的薄膜吸收太阳光，发射更长波长的光。由于全反射，在临界角之外传播的光通过清晰衬底传输，并且到达连接到衬底的边缘的太阳能电池；以及
图2是描绘本发明的LSC的实施例的横截面图，其包括单个清晰板，在其之上交替放置薄膜和镜子。含有各自对应的染料的薄膜吸收合适波长的太阳光，导致以更长波长发射光。由于全反射，在临界角之外传播的光通过清晰衬底传输，并且到达连接到衬底的边缘的太阳能电池。
示例1
现有LSC装置的能量损失
图1示意地描绘了之前的LSC装置的工作原理，其通常包括含有放置在透明衬底4上的一种或多种发光化合物2、3的单一薄膜1，这导致缺乏收集在装置被太阳辐射后由化合物发射的一部分光(在图中描绘为逃逸锥5)。这种光被反射出装置，并且因此未被收集在与其邻近的太阳能电池中，并代表了这种系统中的能量的主要损失。
示例2
本发明的LSC装置的实施例
图2示意地描绘了本发明的装置的实施例。本发明的装置，与之前的装置形成鲜明对比，包括两种或两种以上发光化合物，但是每一发光化合物位于其顶上被波长选择镜限定的薄膜中，该波长选择镜反射波长对应于位置邻近的化合物发射的光的波长的光，因而特别防止或显著减少了“逃逸锥”的存在。
该装置包括第一薄膜6，顶端接壤第一反射镜7，并含有第一发光化合物8，该化合物发射选择性波长的光，该选择性波长在大小上对应于被位于顶端的反射镜7反射的波长，第二薄膜9被放置在第一薄膜下，并且第二波长选择镜10放置在其间。第二薄膜包含第二发光化合物11。第三薄膜12放置在第二薄膜下，并且第三波长选择镜13位于其间。第三薄膜包含第三发光化合物14。透明体15放置在第三薄膜下而第四波长选择镜16放置在透明体下。
在此方面，第一反射镜7反射625nm波长的光，第二反射镜10反射550nm波长的光，第三反射镜13反射475nm波长的光，并且第四反射镜16反射475nm到625nm波长的光。
在此方面，第一发光化合物8吸收550nm波长的光而发射625nm的光，而第二发光化合物11吸收475nm波长的光而发射550nm的光，并且第三发光化合物14吸收400nm波长的光而发射475nm波长的光。该图描绘了不同波长的光照射本发明的LSC中的不同的薄膜。
本装置的设计捕获衬底中发射的光，并且同时以类似于光纤装置中发现的方式来反射衬底中的这种光，以将这种光有效传递给邻近放置的太阳能电池，防止由于逃逸造成的损失和由于随后的其他邻近放置的发光化合物对发射的光的吸收造成的损失。
使用上文描述的公式，很容易完成对本发明的装置的效率的计算。当相同的三个发光化合物被应用到本发明的装置时，由于从波长选择镜反射的发射光的95％被保留，总效率增加。总效率因此接近在每个相应的波长处的染料的量子效率，仅有的能量损失是吸收效率的降低。
可以应用以下的计算(基于上文提出的公式)：
各个化合物的量子效率是：
在400nm，QE1＝0.8qe；
在475nm，QE2＝0.6qe；以及
在550nm，QE1＝0.4qe；
当每一染料的捕获效率是TE＝0.9时，那么对于被发光化合物1吸收和因此被捕获的400nm的光的总效率计算是：
OE＝QE1×TE；
0.72＝0.8×0.9。
对于被发光化合物2吸收和因此被捕获的475nm的光的总效率计算是：
OE＝QE2×TE；
0.54＝0.6×0.9。
对于被发光化合物3吸收和因此被捕获的550nm的光的总效率计算是：
OE＝QE3×TE；
0.36＝0.4×0.9。
该计算产生理论上可与现有装置中可得到的效率值的相比较的总的效率值，然而，如上所述，这种之前的装置遭受逃逸锥的产生，其中取决于衬底的折射率，效率中接近25％的损失产生。
因此，在此示例中，当：
OE(染料1)0.72×0.95＝0.68；
OE(染料2)0.54×0.95＝0.51；以及
OE(染料3)0.36×0.95＝0.27；
与使用用于有关之前的装置的效率的计算而获得的值0.173比较，所有波长的平均效率是0.49。
在此示例中，利用本发明的装置将导致效率增大到现有LSC集中器的效率的283％。该增加可能更大，实际上，当光被传导到太阳能电池时，由于光的反射的结果，光从其中发射的化合物较高的自吸收可能发生。也可能在之前的装置中在发射的光反射和另外的自吸收时，产生了另外的逃逸锥，导致更大的效率损失。
由于波长选择镜，本发明的装置中的效率增加还可以被增强，该波长选择镜特别防止了逃逸锥的产生。
对于本领域技术人员而言，明显的是本发明不受限于上述的例证性实施例的细节，并且在不脱离本发明的精神和本质属性的情况下本发明可以以其他具体形式来实施。本实施例因而在各方面被认为是例证性的而非限制性的，由所附的权利要求而非上述说明来指示本发明的范围，且落入权利要求的等效的意义和范围内的所有改变因而被包括在其中。

Claims (19)

1.一种发光太阳能集中器（LSC），包括：
复合衬底，包括：
顶面，其包括含有第一发光化合物的第一薄膜，其中所述薄膜的顶面邻近第一波长选择镜，所述第一波长选择镜对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第一发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
至少第二薄膜，其位于所述第一薄膜下，其中所述第二薄膜含有第二发光化合物，且所述第二薄膜的顶面邻近第二波长选择镜，所述第二波长选择镜对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第二发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
其中所述第一发光化合物发射的光的波长比所述第二发光化合物发射的光的波长长；
基底表面，其包括第三波长选择镜，所述第三波长选择镜对于对应于复合衬底中的、位于所述基底表面之上的发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
透明体，其放置在所述第二薄膜的基底表面和所述第三波长选择镜的顶面之间；以及
至少一个光伏电池，该至少一个光伏电池定位成与所述复合衬底的至少一个边缘靠近，所述至少一个光伏电池接收从所述第一薄膜和至少所述第二薄膜以及从所述第一波长选择镜、所述第二波长选择镜和所述第三波长选择镜发射的光子或反射的光子或其组合，并将这种光子转换为电流。
2.如权利要求1所述的发光太阳能集中器，其中所述第一发光化合物吸收波长对应于所述第二发光化合物发射的光的波长的光或比所述第二发光化合物发射的光的波长长的光。
3.如权利要求1所述的发光太阳能集中器，其中所述复合衬底还包括含有第三发光化合物的第三薄膜，其中所述第三薄膜的顶面邻近第四波长选择镜，所述第四波长选择镜对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第三发光化合物发射的光的波长的波长是反射的，并且该第四波长选择镜邻近所述第二薄膜的基底表面，并且其中所述第二发光化合物发射的光的波长比所述第三发光化合物发射的光的波长长。
4.如权利要求3所述的发光太阳能集中器，其中所述第二发光化合物吸收波长对应于所述第三发光化合物发射的光的波长的光或比所述第三发光化合物发射的光的波长长的光。
5.如权利要求3所述的发光太阳能集中器，其中所述第一发光化合物发射在550-650nm范围的光。
6.如权利要求5所述的发光太阳能集中器，所述第二发光化合物发射在425-575nm范围的光。
7.如权利要求6所述的发光太阳能集中器，其中所述第三发光化合物发射在350-450nm范围的光。
8.如权利要求1所述的发光太阳能集中器，其中所述透明体由玻璃或塑料构成。
9.如权利要求5所述的发光太阳能集中器，其中所述透明体由光学级丙烯酸聚合物构成。
10.如权利要求1所述的发光太阳能集中器，其中所述第一薄膜和所述第二薄膜包括溶胶-凝胶基质或聚合物。
11.如权利要求7所述的发光太阳能集中器，其中所述第一薄膜、所述第二薄膜和所述第三薄膜包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。
12.如权利要求1所述的发光太阳能集中器，其中所述发光化合物吸收波长范围在300nm到700nm之间的光。
13.一种太阳能收集组件，包括权利要求1所述的发光太阳能集中器的阵列，其中每一个集中器相对于邻接的集中器边缘靠边缘地放置，并且至少一个光伏电池被布置在所述边缘相交处的每一个之间。
14.一种用于制备权利要求1所述的发光太阳能集中器（LSC）的工艺，所述工艺包括：
i）制备衬底，所述衬底包括透明材料，且具有包括所述第三波长选择镜的基底表面；
ii）制备第一薄膜和第二薄膜的每一个，并将所述第一发光化合物和所述第二发光化合物分别添加到所述第一薄膜和所述第二薄膜；
iii）将所述第二薄膜叠置到（i）中制备的所述衬底的顶面，使得所述第二薄膜具有邻近所述衬底的顶面的基底表面；
iv）放置所述第二波长选择镜以使得所述第二波长选择镜邻近所述第二薄膜的顶面；
v）将所述第一薄膜叠置到在（iv）中放置的所述第二波长选择镜的顶面；以及
vi）放置所述第一波长选择镜以使得所述第一波长选择镜邻近在（v）中叠置的所述第一薄膜的顶面。
15.如权利要求14所述的工艺，其中所述叠置通过液滴涂布、旋涂、浸涂、喷涂、辊涂或溅射涂膜完成。
16.一种用于将太阳能转换为电能的方法，所述方法包括放置至少一个发光太阳能集中器（LSC）用以收集和集中太阳能，所述发光太阳能集中器包括复合衬底，所述衬底包括：
顶面，其包括含有第一发光化合物的第一薄膜，其中所述薄膜的顶面邻近第一波长选择镜，所述第一波长选择镜对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第一发光化合物发射的光的波长的波长是反射的；
至少第二薄膜，其位于所述第一薄膜下面，其中所述第二薄膜含有第二发光化合物，且所述第二薄膜的顶面邻近第二波长选择镜，所述第二波长选择镜对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第二发光化合物发射的光的波长的波长是反射的，且该第二波长选择镜邻近所述第一薄膜的基底表面；
其中所述第一发光化合物发射的光的波长比所述第二发光化合物发射的光的波长长；
基底表面，其包括第三波长选择镜，所述第三波长选择镜对于对应于所述第一发光化合物和所述第二发光化合物发射的光的波长的任何波长是反射的；
透明体，其放置在所述第二薄膜的基底表面和所述第三波长选择镜的顶面之间；以及
至少一个光伏电池定位成与所述复合衬底的至少一个边缘靠近，所述至少一个光伏电池接收从所述第一薄膜和至少第二薄膜发射或反射的光子或其组合，并将这种光子转换为电流，因而是将太阳能转换为电能的一种方法。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述方法导致在所述发光太阳能集中器受到太阳辐射时，逃逸锥的产生被消除或减少。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述复合衬底还包括含有第三发光化合物的第三薄膜，其中所述第三薄膜的顶面接壤第四波长选择镜，所述第四波长选择镜对于光波长的一范围是透射的而对于对应于所述第三发光化合物发射的光的波长的波长是反射的，并且该第四波长选择镜邻近所述第二薄膜的基底表面，并且其中所述第二发光化合物发射的光的波长比所述第三发光化合物发射的光的波长长。
19.如权利要求18所述的方法，其中，由于缺少所述第二波长选择镜，包括至少第一薄膜和第二薄膜的所述发光太阳能集中器的吸收效率高于未包括顶面接壤所述第二波长选择镜的第二薄膜的发光太阳能集中器的吸收效率。
CN200980153084.XA 2008-12-31 2009-12-29 发光太阳能集中器 Expired - Fee Related CN102265410B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL196312 2008-12-31
IL196312A IL196312A (en) 2008-12-31 2008-12-31 Glowing sun rays center
PCT/IL2009/001226 WO2010076791A2 (en) 2008-12-31 2009-12-29 Luminescent solar concentrator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102265410A CN102265410A (zh) 2011-11-30
CN102265410B true CN102265410B (zh) 2014-05-07

Family

ID=42113357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980153084.XA Expired - Fee Related CN102265410B (zh) 2008-12-31 2009-12-29 发光太阳能集中器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9105785B2 (zh)
EP (1) EP2371013A2 (zh)
CN (1) CN102265410B (zh)
IL (1) IL196312A (zh)
WO (1) WO2010076791A2 (zh)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2658193A1 (en) 2009-03-12 2010-09-12 Morgan Solar Inc. Stimulated emission luminescent light-guide solar concentrators
EP2460186A1 (en) * 2009-07-31 2012-06-06 Technische Universiteit Eindhoven Luminescent optical device and solar cell system with such luminescent optical device
ITPD20100106A1 (it) * 2010-04-02 2011-10-03 Ronda High Tech S R L Ricevitore solare, particolarmente del tipo per concentratori solari lineari parabolici e simili.
US20130098443A1 (en) * 2010-06-21 2013-04-25 Sharp Kabushiki Kaisha Plate member, light condensing solar battery, and solar energy generating window
GB2483445A (en) * 2010-09-07 2012-03-14 Univ Southampton Solar cell with luminescent material
NL2005711C2 (en) * 2010-11-18 2012-05-22 Univ Delft Tech Luminescent solar concentrator and solar device comprising such luminescent solar concentrator.
US9263605B1 (en) 2011-04-20 2016-02-16 Morgan Solar Inc. Pulsed stimulated emission luminescent photovoltaic solar concentrator
CA2835847A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 The Regents Of The University Of Michigan Focusing luminescent and thermal radiation concentrators
WO2013040672A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-28 Bitsadze George Solar to electric energy transformer based on luminescent glass solar radiation concentrator
US10727365B2 (en) 2012-07-30 2020-07-28 Technion Research & Development Foundation Limited Energy conversion system
US9581762B2 (en) 2012-09-16 2017-02-28 Shalom Wertsberger Pixel structure using a tapered core waveguide, image sensors and camera using same
US8532448B1 (en) 2012-09-16 2013-09-10 Solarsort Technologies, Inc. Light emitting pixel structure using tapered light waveguides, and devices using same
US9823415B2 (en) 2012-09-16 2017-11-21 CRTRIX Technologies Energy conversion cells using tapered waveguide spectral splitters
US9952388B2 (en) 2012-09-16 2018-04-24 Shalom Wertsberger Nano-scale continuous resonance trap refractor based splitter, combiner, and reflector
GB2506456A (en) * 2012-09-16 2014-04-02 Andle C Jeffrey Continuous Resonant Trap Refractor
US9112087B2 (en) * 2012-09-16 2015-08-18 Shalom Wretsberger Waveguide-based energy converters, and energy conversion cells using same
US8530825B1 (en) 2012-09-16 2013-09-10 Solarsort Technologies, Inc. Pixel structure and image array sensors using same
ITMI20122250A1 (it) * 2012-12-28 2014-06-29 Eni Spa "concentratore solare luminescente"
US8816361B1 (en) * 2013-04-11 2014-08-26 Phecda Technology Co. Ltd. Structure combining solar cell and light emitting element
ITMI20131062A1 (it) * 2013-06-26 2014-12-27 Eni Spa Dispositivo per la concentrazione della luce
ITPG20130038A1 (it) * 2013-08-01 2015-02-02 Headway Srl Barriera luminosa di contenimento stradale
JP6095630B2 (ja) 2013-10-30 2017-03-15 日東電工株式会社 波長変換型封止材組成物、波長変換型封止材層、および、それを用いた太陽電池モジュール
EP3091274B1 (en) * 2015-05-05 2018-03-14 Pasan Sa Solar testing device
US10495917B2 (en) 2015-11-16 2019-12-03 StoreDot Ltd. Protective layers produced by UV curing processes
US10472520B2 (en) 2015-11-16 2019-11-12 StoreDot Ltd. Red enhancement in white LED displays using UV-cured color conversion films
US10473979B2 (en) 2015-11-16 2019-11-12 StoreDot Ltd. Color conversion films produced by UV curing processes
US10533091B2 (en) 2015-11-16 2020-01-14 StoreDot Ltd. Color conversion with solid matrix films
US10519314B2 (en) 2015-11-16 2019-12-31 StoreDot Ltd. Red-enhanced white LCD displays comprising sol-gel-based color conversion films
US10100197B2 (en) 2016-08-31 2018-10-16 StoreDot Ltd. Rhodamine derivatives dyes and uses thereof
US10465110B2 (en) 2015-11-16 2019-11-05 StoreDot Ltd. Rhodamine based salts
US11275265B2 (en) 2015-11-16 2022-03-15 Moleculed Ltd. Control of illumination spectra for LCD displays
EP3377584A1 (en) 2015-11-16 2018-09-26 StoreDot Ltd. Rhodamine derivatives dyes and uses thereof
US10227492B2 (en) * 2015-11-16 2019-03-12 StoreDot Ltd. Modifications of the sol-gel films and production processes thereof
US10059876B2 (en) 2015-11-16 2018-08-28 StoreDot Ltd. Color conversion films with plasmon enhanced fluorescent dyes
US10473968B2 (en) 2015-11-16 2019-11-12 StoreDot Ltd. Protective layers produced by sol gel processes
US9868859B2 (en) * 2015-11-16 2018-01-16 StoreDot Ltd. Color conversion in LCD displays
US10908431B2 (en) 2016-06-06 2021-02-02 Shalom Wertsberger Nano-scale conical traps based splitter, combiner, and reflector, and applications utilizing same
IT201600095693A1 (it) * 2016-09-23 2018-03-23 Eni Spa Concentratore solare luminescente
CN106656004B (zh) * 2016-10-31 2019-01-01 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种透明光伏组件
US11569402B2 (en) 2017-05-09 2023-01-31 UbiQD, Inc. Luminescent optical elements for agricultural applications
KR102060989B1 (ko) 2017-09-22 2019-12-31 (재)한국나노기술원 발광형 태양 집광 장치용 태양전지의 제조방법 및 그 태양전지를 이용한 발광형 태양 집광 장치
KR102582847B1 (ko) * 2018-07-23 2023-09-27 삼성전자주식회사 복수 개의 타입의 태양 전지를 포함하는 전자 장치
CN112888976A (zh) * 2018-09-24 2021-06-01 密歇根州立大学董事会 透明发光太阳能集中器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4488047A (en) * 1981-11-25 1984-12-11 Exxon Research & Engineering Co. High efficiency multiple layer, all solid-state luminescent solar concentrator
CN101263608A (zh) * 2005-09-12 2008-09-10 巴斯夫欧洲公司 基于荧光三萘嵌二苯染料的荧光太阳能转化电池

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4629821A (en) 1984-08-16 1986-12-16 Polaroid Corporation Photovoltaic cell
JP3235144B2 (ja) 1991-08-02 2001-12-04 ソニー株式会社 量子箱列の作製方法
US5202290A (en) 1991-12-02 1993-04-13 Martin Moskovits Process for manufacture of quantum dot and quantum wire semiconductors
EP0665578B1 (en) 1993-11-25 2002-02-20 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Semiconductor structure and method of fabricating the same
US5482890A (en) 1994-10-14 1996-01-09 National Science Council Method of fabricating quantum dot structures
US6312835B1 (en) 1997-02-13 2001-11-06 Queen's University At Kingston Luminescent compounds and methods of making and using same
US5935343A (en) 1998-03-13 1999-08-10 Hollick; John Carl Combined solar collector and photovoltaic cells
US6538129B1 (en) 1999-04-07 2003-03-25 Ewald A. Terpetschnig Luminescent compounds
JP3814774B2 (ja) * 1999-02-08 2006-08-30 日東電工株式会社 偏光部材、光学部材及び液晶表示装置
US20060166033A1 (en) 2002-07-01 2006-07-27 Merck Patent Gmbh Polymerizable, luminescent compounds and mixtures, luminescent polymer materials and their use
DE10249246B4 (de) 2002-10-23 2013-01-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Farbstoffsensibilisierte photovoltaische Zelle, ein Verfahren zur Herstellung dieser photovoltaischen Zellen sowie deren Verwendung
NZ547507A (en) 2003-12-02 2010-03-26 Commw Scient Ind Res Org Hybrid organic / inorganic polymers, and compositions thereof useful for producing flame retardant coatings for timber
WO2006088369A2 (en) 2005-02-16 2006-08-24 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Luminescent multilayer system and utilisation thereof
JP2007027271A (ja) * 2005-07-13 2007-02-01 Univ Of Electro-Communications 太陽光発電モジュール
US20070119496A1 (en) 2005-11-30 2007-05-31 Massachusetts Institute Of Technology Photovoltaic cell
US20080223438A1 (en) * 2006-10-19 2008-09-18 Intematix Corporation Systems and methods for improving luminescent concentrator performance
US20080149165A1 (en) 2006-12-22 2008-06-26 General Electric Company Luminescent solar collector
DE102008010012A1 (de) 2007-06-01 2008-12-04 Solartec Ag Photovoltaik-Vorrichtung mit mindestens einem mindestens eine Lichtumwandlerschicht aufweisenden optischen Element
CN101861655A (zh) * 2007-06-18 2010-10-13 益科博能源设备（三亚）有限公司 利用波导方式传输在散射介质中产生的光照的方法与装置
EP2160768A4 (en) 2007-06-22 2015-07-29 Omnipv Inc SOLAR MODULES WITH INCREASED EFFICIENCY THROUGH THE USE OF SPECTRAL CONCENTRATORS

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4488047A (en) * 1981-11-25 1984-12-11 Exxon Research & Engineering Co. High efficiency multiple layer, all solid-state luminescent solar concentrator
CN101263608A (zh) * 2005-09-12 2008-09-10 巴斯夫欧洲公司 基于荧光三萘嵌二苯染料的荧光太阳能转化电池

Also Published As

Publication number Publication date
IL196312A (en) 2014-08-31
IL196312A0 (en) 2009-09-22
US9105785B2 (en) 2015-08-11
CN102265410A (zh) 2011-11-30
WO2010076791A3 (en) 2011-05-19
US20120138124A1 (en) 2012-06-07
EP2371013A2 (en) 2011-10-05
WO2010076791A2 (en) 2010-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102265410B (zh) 发光太阳能集中器
CN102239570B (zh) 发光太阳能集中器
US8969715B2 (en) Luminescent optical device and solar cell system with such luminescent optical device
US11652181B2 (en) Visibly transparent, luminescent solar concentrator
US10439090B2 (en) Transparent luminescent solar concentrators for integrated solar windows
US4357486A (en) Luminescent solar collector
KR101633146B1 (ko) 유도 방출 발광 도광 태양 집광기
US20090229652A1 (en) Hybrid solar concentrator
CN102522435A (zh) 导波光伏装置
JP2015512147A (ja) 植物成長用のルミネセンス発電ウィンドウ
US20110168236A1 (en) Portable photovoltaics with scalable integrated concentrator of light energy
KR100799520B1 (ko) 양면 수광형 태양에너지 장치
CN101393941A (zh) 荧光平面光波导太阳能电池光伏发电系统
JP2014167947A (ja) 太陽光発電装置
CN106449844A (zh) 太阳能光伏发电系统和制备方法
CN101345502A (zh) 荧光光纤太阳能电池光伏发电系统
CN102709376A (zh) 集有荧光平面光波导结构的太阳能电池组件用背板及应用
CN108231939B (zh) 一种基于光谱转换的荧光太阳能聚光器件
WO2009115940A1 (en) Light concentrating device
KR102529297B1 (ko) 광산란 파장변환층을 구비한 광합성 파장 투과형 발광태양광 패널
CN201804887U (zh) 一种选择性汇聚的光学器件
Rizwan et al. Principles of Solar Energy Concentrators
JPS63318169A (ja) 太陽光を有効利用する太陽光発電方法及びそのデバイス

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140507

Termination date: 20161229