CN105932953A - 一种基于分光谱的光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能光伏发电领域，公开了一种基于分光谱的光伏组件，包括：N个滤光片、N个太阳能电池组和N个聚焦镜，其中，第N滤光片，用于将透射的第N波段光谱分为反射的第N+1波段光谱与透射的第N+1波段光谱；聚焦镜用于汇聚光束，N为正整数，N根据太阳能电池材料绝对光谱响应曲线、禁带宽度和太阳光谱特性，利用人工神经网络或遗传算法计算获得。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电领域，尤其涉及一种基于分光谱的光伏组件。
背景技术
采用单一材料和结构的太阳能器件都不可能在全光谱区达到平均很高的光电转换效率。在实际应用中，由于不能顾及全光谱区的转换效率，许多太阳能都被浪费了，无法有效的转换为电能，现有技术中，开始采用多结太阳能电池兼顾全光谱区的转换效率，而多结太阳能电池至少存在如下技术问题：
由于各级器件链接、光能透射与电路连接复杂，产生的损耗很高，并且由于其叠层结构需要采用价格昂贵的高性能光伏材料，还需要考虑各层间电流与晶格结构的匹配问题，布置层数较多时热管理复杂，会导致昂贵的制备成本。
因此，现有技术中多结太阳能电池普遍存在制备成本高和光电转换效率低的技术问题。
发明内容
本发明提供一种基于分光谱的光伏组件，解决现有技术中多结太阳能电池普遍存在制备成本高和光电转换效率低的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于分光谱的光伏组件，包括：N个滤光片、N个太阳能电池组和N个聚焦镜，其中，第N滤光片，用于将透射的第N波段光谱分为反射的第N+1波段光谱与透射的第N+1波段光谱；聚焦镜用于汇聚光束，N为正整数，N根据太阳能电池材料绝对光谱响应曲线、禁带宽度和太阳光谱特性，利用人工神经网络或遗传算法计算获得。
本发明提供一种基于分光谱的光伏组件，包括：N个滤光片、N个太阳能电池组和N个聚焦镜，其中，第N滤光片，用于将透射的第N波段光谱分为反射的第N+1波段光谱与透射的第N+1波段光谱；聚焦镜用于汇聚光束，N为正整数，N根据太阳能电池材料绝对光谱响应曲线、禁带宽度和太阳光谱特性，利用人工神经网络或遗传算法计算获得。本发明取代了制备工艺高、发热严重的叠层光伏电池，结构简单，易于实现，降低了宽谱光伏系统的制备成本，从而提高了宽谱光伏系统的应用范围，同时，光路简单，损耗较低，提高了宽谱光伏系统的光电转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种基于分光谱的光伏组件的结构示意图。
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，为一种基于分光谱的光伏组件(图中示出3个的情况)，包括：N个滤光片、N个太阳能电池组和N个聚焦镜，其中，第N滤光片，用于将透射的第N波段光谱分为反射的第N+1波段光谱与透射的第N+1波段光谱；聚焦镜用于汇聚光束，N为正整数，N根据太阳能电池材料绝对光谱响应曲线、禁带宽度和太阳光谱特性，利用人工神经网络或遗传算法计算获得。
其中，可通过与聚焦镜配合使用，并调整聚焦镜高度和距离使得，既要保证一定的聚光倍率，又要保证在光路中减少光损失，还要确保光束截面积恰好充满电池表面，否则会遇到两种情况：(1)当光束表面积>电池表面积时，会造成光损失；(2)当光束表面积<电池表面积时，电池的光电转换效率低于最佳值，造成光电流输出的损失。
本发明实施例较优的一种情况为，当N为3时，第一波段光谱为300-640nm，第二波段光谱为650-870nm，第三波段光谱为880-2000nm。
滤光片为薄膜干涉截止滤光片。
所述滤光片与入射的太阳光的光路呈45°倾斜放置。
所述太阳能电池组包括非晶硅太阳能电池组、砷化镓太阳能电池组、锑化镓太阳能电池组。
本发明实施例提供的一种基于分光谱的光伏组件，本发明提供一种基于分光谱的光伏组件，包括：N个滤光片、N个太阳能电池组和N个聚焦镜，其中，第N滤光片，用于将透射的第N波段光谱分为反射的第N+1波段光谱与透射的第N+1波段光谱；聚焦镜用于汇聚光束，N为正整数，N根据太阳能电池材料绝对光谱响应曲线、禁带宽度和太阳光谱特性，利用人工神经网络或遗传算法计算获得。取代了制备工艺高、发热严重的叠层光伏电池，结构简单，易于实现，降低了宽谱光伏系统的制备成本，从而提高了宽谱光伏系统的应用范围，同时，光路简单，损耗较低，提高了宽谱光伏系统的光电转换效率。整个光电转换过程不需要利用制备工艺复杂的叠层光伏电池，结构简单，易于实现，同时整个光伏系统的光路简单，并且太阳能宽光谱占据65％以上能量的380nm-1100nm中每个波段均能够由对应的光电转换效率高的光伏电池组进行转换，对太阳能进行光电转换的光谱范围广，光电转换的利用率高。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种基于分光谱的光伏组件，其特征在于，包括：N个滤光片、N个太阳能电池组和N个聚焦镜，其中，第N滤光片，用于将透射的第N波段光谱分为反射的第N+1波段光谱与透射的第N+1波段光谱；聚焦镜用于汇聚光束，N为正整数，N根据太阳能电池材料绝对光谱响应曲线、禁带宽度和太阳光谱特性，利用人工神经网络或遗传算法计算获得。
2.根据权利要求1所述的基于分光谱的光伏组件，其特征在于，N为3，第一波段光谱为300-640nm，第二波段光谱为650-870nm，第三波段光谱为880-2000nm。
3.根据权利要求1所述的基于分光谱的光伏组件，其特征在于，光束截面积恰好等于所述太阳能电池组面积。
4.根据权利要求1所述的基于分光谱的光伏组件，其特征在于，滤光片为薄膜干涉截止滤光片。
5.根据权利要求1所述的基于分光谱的光伏组件，其特征在于，所述滤光片与入射的太阳光的光路呈45°倾斜放置。
6.根据权利要求1所述的基于分光谱的光伏组件，其特征在于，所述太阳能电池组包括非晶硅太阳能电池组、砷化镓太阳能电池组、锑化镓太阳能电池组。
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