CN104426471A - 用于聚光太阳能光伏系统的二次聚光器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于聚光太阳能光伏系统的二次聚光器，包括：所述二次聚光器的整体形状为圆柱、圆台、棱柱或棱台中的任一种，二次聚光器的顶部表面为凹凸不平的曲面，所述二次聚光器的底部与聚光太阳能光伏系统的太阳能电池连接在一起，经过抛物面反射镜或菲涅耳透镜汇聚的太阳光照射在二次聚光器顶部，在顶部曲面的折射作用和侧壁的反射作用下均匀汇聚到底部并被太阳电池所吸收。所述二次聚光器能够利用顶部的凹凸不平的曲面来提高光强分布的均匀性，解决现有技术在入射光线偏离轴心较大时不适用的问题以及通用性差的问题，适用于跟踪精度较低的聚光系统，有助于降低聚光太阳能光伏系统的成本。

Description

用于聚光太阳能光伏系统的二次聚光器

 

技术领域

本发明涉及能源领域太阳能光伏技术，特别涉及一种用于聚光太阳能光伏系统的二次聚光器。

 

背景技术

与普通太阳能电池相比，聚光太阳能电池具有更高的转换效率，是光伏发电领域的重点发展方向之一，然而高倍率的聚光太阳能光伏系统存在光斑强度分布不均匀、对太阳跟踪器的跟踪精度要求高等问题，采用二次聚光器可有效改善光斑强度分布的均匀性，如发表于Proc. of SPIE Vol. 7785 778509-1的论文《Secondary optics for Fresnel lens solar concentrators》以及发表于《红外与激光工程》第40卷第2期的论文《应用于聚光光伏模组的全反射式二次聚光器的设计与性能分析》对二次聚光器进行了讨论。这种二次聚光器采用了倒棱台的结构，其顶部为平面或穹顶形状，主要利用光线在棱台侧壁的全反射来对光线进行汇聚、重新分配从而达到提高光强均匀性的目的。然而这种具有中心对称结构的二次聚光器在入射光角度发生变化时，其光强分布必然发生改变从而影响均匀性，因此需要采用高精度的太阳跟踪器，对太阳光入射角度的跟踪精度要优于±1o，这就增加了聚光太阳能光伏系统的成本，限制了聚光太阳能电池的发展和工程应用。另外，这种二次聚光器的具体形状需要根据实际的入射光情况进行专门的优化设计才能得到较好的均匀性，如果入射光的角度、焦距发生改变，其光强分布均匀性也将发生改变，因此其通用性较差。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于聚光太阳能光伏系统的二次聚光器，利用二次聚光器顶部的凹凸不平的曲面来提高光强分布的均匀性，解决现有技术在入射光线偏离轴心较大时不适用的问题以及通用性差的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种用于聚光太阳能光伏系统的二次聚光器，所述二次聚光器的顶部表面为由多个微小单元周期性规则排列或不规则随机形状构成的凹凸不平的曲面。

进一步的，在上述二次聚光器中，通过所述二次聚光器的轴心的纵剖面的顶部曲线的一介导函数为非单调函数。 

进一步的，在上述二次聚光器中，所述二次聚光器的底部与聚光太阳能光伏系统的太阳能电池连接在一起。 

进一步的，在上述二次聚光器中，所述二次聚光器的底部形状、面积与所述太阳能电池的有效受光区域的形状、面积保持一致。 

进一步的，在上述二次聚光器中，入射的光线经所述二次聚光器的顶部表面折射后不从二次聚光器的侧壁透射出去，而是直接射到所述太阳能电池上或从所述二次聚光器的侧壁全反射后射到所述太阳能电池上。

进一步的，在上述二次聚光器中，通过控制二次聚光器的顶部表面的法线方向和竖直方向的夹角以及二次聚光器的高度来保证入射的光线经所述二次聚光器的顶部表面折射后不从二次聚光器的侧壁透射出去，而是直接射到所述太阳能电池上或从所述二次聚光器的侧壁全反射后射到所述太阳能电池上。

进一步的，在上述二次聚光器中，通过下述公式控制所述二次聚光器的顶部表面的法线方向和竖直方向的夹角                                               ：

，

其中，为入射的光线经所述顶部表面折射后与竖直方向的夹角，为入射的光线与竖直方向的夹角，为二次聚光器的折射率。

进一步的，在上述二次聚光器中，根据公式获取，根据公式（k=2、3、4、……）获取，其中，为所述侧壁和水平方向的夹角，（k=1、2、3、……）分别为依次在所述侧壁全反射时的光线与所述侧壁的法线的夹角，且满足。

进一步的，在上述二次聚光器中，所述二次聚光器的顶部表面的面积大于入射的光斑的面积。 

进一步的，在上述二次聚光器中，所述二次聚光器的顶部和底部分别蒸镀有增透膜。

与现有技术相比，本发明所述二次聚光器的整体形状为圆柱、圆台、棱柱或棱台中的任一种，二次聚光器的顶部表面为凹凸不平的曲面，二次聚光器的底部与聚光太阳能光伏系统的太阳能电池连接在一起，能够利用二次聚光器顶部的凹凸不平的曲面来提高光强分布的均匀性，解决现有技术在入射光线偏离轴心较大时不适用的问题以及通用性差的问题。

另外，通过控制二次聚光器的顶部表面的法线方向和竖直方向的夹角，使入射的光线经所述二次聚光器的顶部表面折射后不从二次聚光器的侧壁透射出去，而是直接射到所述太阳能电池上或从所述二次聚光器的侧壁全反射后射到所述太阳能电池上，实现将入射的光线均匀地汇聚到太阳能电池上的目的。

 

附图说明

图1为本发明的二次聚光器整体外形示意图；

图2为本发明的二次聚光器顶部表面示意图；

图3为通过本发明的二次聚光器轴心的纵剖面示意图；

图4为本发明的二次聚光器使用示意图；

图5为本发明的二次聚光器光路示意图；

图6为采用本发明的实施例1的二次聚光器示意图；

图7为采用本发明的实施例2的二次聚光器示意图；

图8为采用本发明的实施例3的二次聚光器示意图。

 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种用于聚光太阳能光伏系统的二次聚光器，所述二次聚光器的整体形状为圆柱、圆台、棱柱或棱台中的任一种，二次聚光器的顶部表面为凹凸不平的曲面，所述二次聚光器的底部与聚光太阳能光伏系统的太阳能电池连接在一起。具体的，与现有技术主要依靠二次聚光器侧壁的反射来改善光强均匀性不同，本发明主要利用二次聚光器的顶部的凹凸不平的曲面来提高光强分布的均匀性，解决现有技术在入射光线偏离轴心较大的情况下其光强分布均匀性较差的问题以及通用性差的问题。二次聚光器顶部的凹凸不平的曲面，可看作是将顶部分割成无数小区域，每个小区域分别将入射光的角度进行不同程度的变换，这种角度的变换具有很高的随机性，从而实现将入射光线进行重新分布并通过侧壁的全反射后均匀地照射到二次聚光器的底面，其作用类似于光学中的复眼透镜系统，即使入射光偏离轴心较大的情况下也不会显著影响照射到二次聚光器底部的光强均匀性，因此可以采用精度较差的太阳跟踪器，降低聚光太阳能光伏系统的成本。本发明的二次聚光器对于入射光的分布没有严格的要求，同一规格的二次聚光器可以适用于不同焦距的抛物面反射镜或菲涅耳透镜，与目前的二次聚光器相比具有更好的通用性。另外，本发明的二次聚光器顶部采用凹凸不平的曲面，其顶部本身具有的均光作用使得对侧壁反射次数的依赖减小，与目前的二次聚光器相比，可以降低二次聚光器的高度，从而减少由于材料吸收引起的光损耗。

优选的，如图2所示，所述凹凸不平的曲面由多个微小单元周期性规则排列或不规则随机形状构成。

较佳的，如图3所示，通过所述二次聚光器的轴心的纵剖面的顶部曲线的一介导函数为非单调函数。

优选的，如图4所示，所述二次聚光器1的底部形状、面积与所述太阳能电池2的有效受光区域的形状、面积保持一致。

较佳的，入射的光线经所述二次聚光器的顶部表面折射后不从二次聚光器的侧壁透射出去，而是直接射到所述太阳能电池上或从所述二次聚光器的侧壁全反射后射到所述太阳能电池上。

进一步的，通过控制二次聚光器的顶部表面的法线方向和竖直方向的夹角以及二次聚光器的高度来保证入射的光线经所述二次聚光器的顶部表面折射后不从二次聚光器的侧壁透射出去，而是直接射到所述太阳能电池上或从所述二次聚光器的侧壁全反射后射到所述太阳能电池上。

较佳的，如图5所示，通过下述公式控制二次聚光器的顶部表面的法线方向和竖直方向的夹角：

，

其中，为入射的光线与竖直方向的夹角，其取值范围为0o～90o（考虑光线从右侧射向左侧的情况），为入射的光线经所述顶部表面折射后与所述竖直方向的夹角，其取值范围为-90o～90o，当折射光在入射处垂线的左侧时取正值，反之取负值，为二次聚光器的折射率。的取值范围为-90o～90o，且须满足和差值的绝对值小于90o（即入射光线和顶部表面法线的夹角小于90o），当入射光和入射处表面法线在入射处垂线的同一侧时β取正值，反之取负值。

进一步的，如图5所示，根据公式获取， 根据公式（k=2、3、4、……）获取，其中，为所述侧壁和水平方向的夹角，其取值范围为45o～135o，（k=1、2、3、……）分别为依次在所述侧壁全反射时的光线与所述侧壁的法线的夹角，其取值范围为0o～90o，且满足。

优选的，所述二次聚光器的顶部表面的面积大于入射的光斑的面积。

本发明能够实现经过抛物面反射镜或菲涅耳透镜汇聚的太阳光照射在二次聚光器的顶部表面时，光线在二次聚光器的凹凸不平的曲面的折射作用和侧壁的反射作用下均匀汇聚到底部并被太阳电池所吸收，在入射光偏离其轴心较大的情况下仍可实现均匀地汇聚光线，适用于跟踪精度较低的聚光系统，有助于降低聚光太阳能光伏系统的成本，该二次聚光器的通用性好、匀光性能好。

本发明的二次聚光器由在太阳能电池有效响应波段范围内透明的材料制成，如石英玻璃、聚酯材料等，整体外形可通过常规的光学零件加工方法制成，顶部的凹凸不平的曲面可通过机械磨削、化学腐蚀、模压等方法加工。

更详细的，如图1所示，所述二次聚光器的整体外形可以是圆柱、圆台、棱柱或棱台中的一种，圆台和棱台既可以是顶部面积小于底部面积的正置形态，也可以是顶部面积大于底部面积的倒置形态。

所述二次聚光器顶部的表面可以是蜂窝状排列或其它呈周期性规则排列的斜面、凹面或凸面形状，也可以是不规则随机形状构成的凹凸不平的表面，或是通过这些规格或不规则形状经过变形、重新组合成的凹凸表面，如图2和图3所示，其中图2（a）和图3（a）为蜂窝状排列的凹球面，图2（b）和图3（b）为矩阵排列的凸球面，图2（c）和图3（c）为拱形排列的金字塔状表面，图2（d）和图3（d）为波浪形表面，图2（e）和图3（e）为同心圆排列的齿形表面，图2（f）和图3（f）为随机排列的不规则凹面。

为提高二次聚光器对光的透过率，还可在二次聚光器的顶部和底部蒸镀增透膜。

在使用时，参见图4，用胶将二次聚光器1的底部和太阳能电池2连接在一起，二次聚光器1的底部形状、面积应和太阳能电池2的有效受光区域的形状、面积保持一致。经过聚光镜（如抛物面反射镜或菲涅耳透镜）汇聚的太阳光入射到二次聚光器1的顶部表面，注意应使二次聚光器1的顶部面积大于入射光斑的面积，以保证在入射光发生一定角度的偏离时，二次聚光器1仍能有效接受入射光。

由于二次聚光器的顶部为凹凸不平的表面，因此入射光在顶部不同位置将发生不同程度的偏转，相当于将具有一定方向性和一定分布规律的入射光进行了重新分配，成为无规律的散射光，这些散射光直接入射到底部或经过侧壁的全反射后汇聚到底部，从而改善了入射到太阳能电池2表面的太阳光的分布均匀性。

为了提高二次聚光器对光的收集效率，要求光在二次聚光器的侧壁均为全反射状态，即要满足：

   （k=1、2、3、……），

从以上公式可以得知，二次聚光器的主要参数为侧壁和水平方向的夹角以及顶部表面任意处的法线方向和竖直方向的夹角，越小或越大，则（k=1、2、3、……）越小，从而可能造成部分光线在侧壁不能发生全反射而透射出二次聚光器，影响二次聚光器的收集效率，因此二次聚光器必须根据实际工况选取合适的参数。

根据不同的入射光角度以及聚光太阳能电池的面积，二次聚光器可以采用各种形状以及参数的组合，因此无法给出一种通用的二次聚光器参数的优化设计结果，下面将通过几个实施例来说明二次聚光器的工作原理和参数选取应注意的事项。

下面通过三个实施例对本发明的技术方案作更详细的介绍：

实施例1

参见图6，二次聚光器采用圆柱形状，顶部表面采用规则排列的凹球面，汇聚光照射到二次聚光器顶部后，被凹球面分割成多个部分，照射到每一个凹球面的光线都可看作一个独立的光源。现取其中的一个凹球面进行分析，如图6中最左侧的凹球面，汇聚光线经过凹球面的作用成为发散光线，再经过侧壁的反射后汇聚到底部，可见单个凹球面发出的散射光就可以照射到整个电池表面。尽管单个凹球面发出的光线在底部的均匀性不能达到很理想的状态，但经过多个凹球面光线的叠加，最终可以在电池表面获得均匀的光强分布。另外，即使入射光束发生偏转导致部分凹球面未能接收到入射光线，如图中最右侧的凹球面，对电池表面的光强整体分布也不会产生明显的影响。

如果聚光镜的焦距变得很长，则入射光近似为平行光，该平行的入射光照射到二次聚光器顶部后，照射到每一个凹球面的部分成为发散光同样可以照射到整个聚光器的底部从而获得均匀的光强分布，而采用现有的顶部为平面的二次聚光器，平行的入射光经过顶部后仍为平行光，侧壁无法起到应有的改善光强分布的作用，因此本发明的二次聚光器比现有的二次聚光器对于不同焦距的聚光镜具有更好的通用性。

现有的二次聚光器主要依靠侧壁反射来对光强进行再分布，反射次数越多则均匀性越好，因此必须具有一定的高度，而本发明的二次聚光器主要依靠顶部曲面对光强进行再分布，即使聚光器的高度很小（如减小到图中的虚线位置）不足以实现侧壁的反射，也可以获得较好的光强均匀分布，因此通过顶部曲面的优化设计可以减小聚光器的高度，降低由于材料对光的吸收引起的损耗。

在二次聚光器的参数选择方面，只要将顶部表面任意处的法线方向和竖直方向的夹角控制在一定范围，使角为最大值的入射光线经顶部折射后也能在二次聚光器侧壁发生全反射，就能保证使全部入射光线都能在侧壁发生全反射而不发生透射损耗。考虑到实际加工控制的困难，可以不要求顶部的每一处法线方向和竖直方向的夹角都满足这个要求，只要在大部分区域满足即可。另外由于二次聚光器侧壁和水平方向的夹角为90o，光在侧壁多次反射后与侧壁法线的夹角（k=1、2、3、……）均相同，即增加二次聚光器的高度不会造成光线从侧壁透射的问题，且会改善电池表面的光强均匀性，但要考虑二次聚光器高度增加后由于材料对光的吸收引起的损耗。

下面通过举例说明对于顶部表面法线和竖直方向的夹角的设计。如果二次聚光器材料的折射率为1.45，可以计算出光在侧壁反射时与侧壁法线的夹角（k=1、2、3、……）应不小于43.6o，光在顶部折射后与竖直方向的夹角应为-46.4o～46.4o。

考虑太阳光经过汇聚后的入射光线和竖直方向的夹角均小于30o且入射光线从右侧射向左侧的情况，即的范围为0o～30o。在入射光线和竖直方向的夹角等于30o时，将等于46.4o的参数代入公式上述公式，在≥0o的范围内可解出为76.3o，在<0o且和差值的绝对值小于90o的范围内无解，这说明在<0o时在所有允许的取值范围内（即-60o≤<0o）的绝对值均小于46.4o，也就是说在-60o≤<0o的范围内光线在二次聚光器侧壁均能满足全反射条件。综上所述，为满足等于30o的光线在二次聚光器侧壁均能实现全反射的条件，的取值范围应为-60o～76.3o。

同样可分别计算出为其它角度时相应的取值范围，如为25o时的取值范围为-65o～81.5o，为0o时的取值范围为-90o～90o……。为保证对于所有的入射光线在侧壁均能发生全反射，取在0o～30o范围内相应的取值范围的集合的最小区间，即应控制在-60o～76.3o的范围内。

上述仅讨论了入射光线从右侧射向左侧的情况，根据对称原理，在入射光线从左侧射向右侧时，在入射光线和竖直方向的夹角同样为0o～30o的情况下，应控制在-76.3o～60o的范围内。因此对于所有入射光线和竖直方向的夹角均小于30o的立体情况下，角的控制范围应为-60o～60o。

在实际应用中，由于入射光线和入射处表面法线的夹角越大，相应地界面反射率也越大，则由二次聚光器顶部反射造成的光损耗也越大，因此需要将入射光线和入射处表面法线的夹角（即和差值的绝对值）控制在较小的角度。假定需要将入射光线和入射处表面法线的夹角控制在不大于45o的范围，仍以不大于30o的情况为例，则的控制范围将缩小为-15o～15o。

通过上面的讨论可知，为减小二次聚光器顶部的反射损耗以及避免侧壁的透射损耗，需要将控制在一个较小的范围，但太小的话会影响二次聚光器的匀光性能。同时也可以看出，越小，的取值范围将越大，因此采用焦距较长的聚光镜（抛物面反射镜或菲涅耳透镜）对于二次聚光器的参数选择具有更好的灵活性。

 

实施例2

参见图7，二次聚光器采用上大下小的倒圆台形状，顶部表面采用规则排列的凸球面，为改善短焦距透镜或短焦距反射镜汇聚后的光线角度变化范围大的问题，各凸球面分布在一个拱形面上。太阳光经汇聚后通过汇聚点形成发散光，照射到二次聚光器顶部后，被凸球面分割成多个部分，照射到每一个凸球面的光线都可看作一个独立的光源。现取其中的一个凸球面进行分析，如图7中第3个凸球面，发散光线经过凸球面的作用后再经过侧壁的反射后汇聚到底部，与实施例1类似，经过多个凸球面光线的叠加最终可以在电池表面获得均匀的光强分布。另外，即使入射光束发生偏转导致少量凸球面未能接收到入射光线，如图中最右侧的凸球面，对电池表面的光强整体分布也不会产生明显的影响。

与实施例1不同的是，二次聚光器侧壁和水平方向的夹角小于90o，光在侧壁多次反射后和侧壁法线的夹角、、、……会逐渐减小，因此一方面要控制二次聚光器的高度，在确保底部光强可以获得良好均匀性的前提下尽量减少反射次数，另一方面在选取顶部表面法线和竖直方向的夹角时，需要将控制在一定的范围内。

仍以入射光线和竖直方向的夹角小于30o、二次聚光器材料的折射率为1.45的情况为例进行计算，假定最多允许光线在侧壁发生两次全反射，二次聚光器侧壁和水平方向的夹角为85o，则应不小于43.6o，可计算出应不小于53.6o，应为-31.4o～31.4o。

在不考虑二次聚光器顶部表面反射损耗的情况下，参照实施例1中可以计算出角的取值范围应为-34.5o～34.5o。与实施例1相比，由于小于90o，对于同样的入射光线其的取值范围更小，因此要严格控制顶部表面的起伏程度。但好处是二次聚光器的顶部面积大于底部面积，在实际应用中更具价值。需要注意的是，随着二次聚光器高度的增加，光线在侧壁上的反射次数也会增加，角的取值范围会进一步减小，直至无解，因此对于小于90o的聚光器需要控制其高度。

 

实施例3

参见图8，二次聚光器采用上小下大的圆台形状，顶部表面采用规则排列的金字塔状。太阳光经汇聚后照射到二次聚光器顶部，被金字塔状表面分割成多个部分，照射到每一个金字塔斜面的光线都可看作一个独立的光源。现取其中的二个斜面进行分析，如图8中第1、2个斜面，发散光线经过斜面的作用后再经过侧壁的反射后汇聚到底部，与实施例1、2类似，经过多个斜面光线的叠加最终可以在电池表面获得均匀的光强分布。

与实施例2不同的是，二次聚光器侧壁和水平方向的夹角大于90o，光在侧壁多次反射后和侧壁法线的夹角、、、……会逐渐增大，即增加二次聚光器的高度不会造成光线从侧壁透射的问题，且会改善电池表面的光强均匀性，但和实施例1类似需要考虑二次聚光器高度增加后由于材料对光的吸收引起的损耗。

与实施例2相比，由于夹角大于90o，对于同样的入射光线其角的取值范围可以更大，但由于顶部面积小于底部面积，只能用于聚光镜焦点附近光斑面积小于太阳电池面积的情况。

与实施例1和2相比，由于夹角大于90o，随着在侧壁反射次数的增加，光线和二次聚光器底部的夹角将越来越接近90o，因此可以减小二次聚光器底部反射造成的光损耗。

综上所述，本发明通过所述二次聚光器的整体形状为圆柱、圆台、棱柱或棱台中的任一种，二次聚光器的顶部表面为凹凸不平的曲面，所述二次聚光器的底部与聚光太阳能光伏系统的太阳能电池连接在一起，能够利用二次聚光器顶部的凹凸不平的曲面来提高光强分布的均匀性，解决现有技术在入射光线偏离轴心较大时不适用的问题以及通用性差的问题。

另外，通过控制顶部表面的法线方向和竖直方向的夹角，使入射光线从所述二次聚光器的顶部表面折射后不从二次聚光器的侧壁透射出去，而是直接射到所述太阳能电池上或从所述二次聚光器的侧壁全反射后射到所述太阳能电池上，实现使光线均匀地汇聚到二次聚光器底面的目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。  

Claims (10)

1.一种用于聚光太阳能光伏系统的二次聚光器，其特征在于，所述二次聚光器的顶部表面为由多个微小单元周期性规则排列或不规则随机形状构成的凹凸不平的曲面。

2.如权利要求1所述的二次聚光器，其特征在于，通过所述二次聚光器的轴心的纵剖面的顶部曲线的一介导函数为非单调函数。

3.如权利要求1所述的二次聚光器，其特征在于，所述二次聚光器的底部与聚光太阳能光伏系统的太阳能电池连接在一起。

4.如权利要求1所述的二次聚光器，其特征在于，所述二次聚光器的底部形状、面积与所述太阳能电池的有效受光区域的形状、面积保持一致。

5.如权利要求1所述的二次聚光器，其特征在于，入射的光线经所述二次聚光器的顶部表面折射后不从二次聚光器的侧壁透射出去，而是直接射到所述太阳能电池上或从所述二次聚光器的侧壁全反射后射到所述太阳能电池上。

6.如权利要求5所述的二次聚光器，其特征在于，通过控制二次聚光器的顶部表面的法线方向和竖直方向的夹角以及二次聚光器的高度来保证入射的光线经所述二次聚光器的顶部表面折射后不从二次聚光器的侧壁透射出去，而是直接射到所述太阳能电池上或从所述二次聚光器的侧壁全反射后射到所述太阳能电池上。

7.如权利要求6所述的二次聚光器，其特征在于，通过下述公式控制所述二次聚光器的顶部表面的法线方向和竖直方向的夹角                                                ：

，

其中，为入射的光线经所述顶部表面折射后与竖直方向的夹角，为入射的光线与竖直方向的夹角，为二次聚光器的折射率。

8.如权利要求7所述的二次聚光器，其特征在于，根据公式获取，根据公式（k=2、3、4、……）获取，其中，为所述侧壁和水平方向的夹角，（k=1、2、3、……）分别为依次在所述侧壁全反射时的光线与所述侧壁的法线的夹角，且满足。

9.如权利要求1所述的二次聚光器，其特征在于，所述二次聚光器的顶部表面的面积大于入射的光斑的面积。

10.如权利要求1所述的二次聚光器，其特征在于，所述二次聚光器的顶部和底部分别蒸镀有增透膜。