CN109891602A - 光伏装置 - Google Patents
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Abstract
本公开所涉及的光伏装置具备:聚光光学系统,其产生色像差;第一光电转换部,其被配置在上述聚光光学系统的光轴上;以及第二光电转换部,其在从上述聚光光学系统的光轴方向观察时被配置在上述第一光电转换部的外周侧,并且具有比上述第一光电转换部的带隙低的带隙,第一光电转换部被配置在与基于带隙决定的能够吸收的最长波长光的聚光区域外接的矩形的内侧。
Description
技术领域
本发明涉及光伏装置。
背景技术
在下述非专利文献1中公开了高效率太阳能电池单元和配置在该高效率太阳能电池单元的外周侧的低成本太阳能电池单元。另外,公开了如下构成:在高效率太阳能电池单元、低成本太阳能电池单元的射入面侧配置有聚光透镜,由聚光透镜聚光的直射太阳光被高效率太阳能电池单元接收,通过了聚光透镜的漫射太阳光被低成本太阳能电池单元接收。
非专利文献1:Noboru Yamada等著,“Maximization of conversion efficiencybased on global normal irradiance using hybrid concentrator photovoltaicarchitecture”,PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS,2016年p.846-854
但是,在以往的光伏装置中,作为光伏装置整体的低成本化较困难。即,在上述以往的构成中,为了使聚光的漫射太阳光被高效率太阳能电池接收,所以需要在一定程度上保证高成本的高效率太阳能电池的面积。
发明内容
本公开是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于光伏装置的低成本化。
(1)本公开所涉及的光伏装置具备:聚光光学系统,其产生色像差;第一光电转换部,其被配置在上述聚光光学系统的光轴上;以及第二光电转换部,其在从上述聚光光学系统的光轴方向观察时被配置在上述第一光电转换部的外周侧,并且具有比上述第一光电转换部的带隙低的带隙,第一光电转换部被配置在与基于带隙决定的能够吸收的最长波长光的聚光区域外接的矩形的内侧。
(2)在上述(1)中的光伏装置中,也可以:上述第一光电转换部被配置在上述最长波长光的聚光区域内。
(3)在上述(1)~(2)中的光伏装置中,也可以:上述第一光电转换部在第一波长处具有最大的光谱灵敏度,上述第二光电转换部在与上述第一波长相比靠长波长侧的第二波长处具有最大的光谱灵敏度,在与上述第一波长和上述第二波长的聚光度相等的与上述光轴垂直的平面相比接近上述聚光光学系统的位置配置上述第一光电转换部。
(4)在上述(3)中的光伏装置中,也可以:上述第一光电转换部被配置在上述第一波长的焦点位置或者与上述第一波长的焦点位置相比接近上述聚光光学系统的位置。
(5)在上述(1)~(4)中的光伏装置中,也可以:上述第一光电转换部或者上述第二光电转换部的受光面具有防反射膜。
(6)在上述(1)~(4)中的光伏装置中,也可以:上述第一光电转换部或者上述第二光电转换部的受光面具有纹理结构。
(7)在上述(1)~(6)中的光伏装置中,也可以:上述第二光电转换部的光谱灵敏度在上述第一波长处为上述第一光电转换部的光谱灵敏度的30%以上。
(8)在上述(1)~(7)中的光伏装置中,也可以:在上述第二光电转换部的外周侧配置有光反射部件。
(9)在上述(1)~(8)中的光伏装置中,也可以:上述第一光电转换部的转换效率比上述第二光电转换部的转换效率高。
(10)在上述(1)~(9)中的光伏装置中,也可以:上述第一光电转换部包含硫化镉、非晶硅、磷化铟镓、钙钛矿半导体、碲化镉、砷化镓中的任意一种材料。
(11)在上述(10)中的光伏装置中,也可以:上述第一光电转换部的形状在从聚光光学系统侧观察时为长方形。
(12)在上述(1)~(11)中的光伏装置中,也可以:上述第二光电转换部包含锗、硒化铜铟、晶体硅、多晶硅、微晶硅中的任意一种材料。
(13)在上述(12)中的光伏装置中,也可以:上述第二光电转换部的形状在从聚光光学系统侧观察时为八边形。
(14)在上述(1)~(13)中的光伏装置中,也可以:上述最长波长光的聚光区域是沿着上述聚光光学系统的光轴的平行光的聚光区域。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的光伏装置的概要的剖视图。
图2是本实施方式所涉及的第一光电转换部和第二光电转换部的光谱灵敏度图。
图3是表示本实施方式所涉及的第一光电转换部和第二光电转换部的配置关系的顶视图。
图4是表示本实施方式的其它的实施例所涉及的第一光电转换部和第二光电转换部的配置关系的顶视图。
图5是表示本实施方式所涉及的光伏装置的概要的剖视图。
图6是表示本实施方式所涉及的光伏装置中的其它的实施例的概要的剖视图。
图7是表示本实施方式所涉及的光伏装置中的其它的实施例的概要的剖视图。
图8是表示本实施方式所涉及的光伏装置中的其它的实施例的概要的剖视图。
具体实施方式
以下使用附图对本公开的实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的光伏装置的概要的剖视图。
如图1所示,光伏装置1具有聚光光学系统10、和接收来自聚光光学系统10的射出光的第一光电转换部11、第二光电转换部12。第一光电转换部11配置在聚光光学系统10的光轴上,第二光电转换部12配置在第一光电转换部11的外周侧。
聚光光学系统10在本实施方式中由一枚凸透镜构成。此外,聚光光学系统10是具有色像差且对射入光进行聚光的构成即可。因此,聚光光学系统10也可以由多个透镜的组合来构成,也可以是凸透镜与凹透镜的组合。
由于聚光光学系统10具有色像差,所以根据射入的光的波长而其焦点位置改变。聚光光学系统10的射出光中的短波长光21的焦点与长波长光22的焦点相比较,位于聚光光学系统10侧。
与聚光光学系统10的光轴平行地射入的短波长光21中的、通过聚光光学系统10的中心的光在聚光光学系统10的光轴上射出,并射入至第一光电转换部11。通过聚光光学系统10的外周侧的光被聚光光学系统10折射,在短波长光21的焦点位置与光轴相交,并且在与短波长光21的焦点位置相比靠后方,向远离光轴的方向前进。
与聚光光学系统10的光轴平行地射入的长波长光22中的、通过聚光光学系统10的中心的光与短波长光21相同地在光轴上射出,并射入至第一光电转换部11。通过聚光光学系统10的外周侧的光被聚光光学系统10折射。此时,由于长波长光22的折射率比短波长光21的折射率小,所以长波长光22在包括短波长光21的焦点的第一焦平面f1上不与光轴相交而具有扩展。而且,长波长光22在与短波长光21的焦点相比远离聚光光学系统10的位置聚焦。
此外,在第一光电转换部11、第二光电转换部12中被吸收的光并不向第一光电转换部11、第二光电转换部12的后方前进,但在图1中为了方便焦点位置等的说明,而示出第一光电转换部11、第二光电转换部12的后方的短波长光21、长波长光22的射出方向。
以下,使用图2对第一光电转换部11、第二光电转换部12进行说明。
图2是本实施方式所涉及的第一光电转换部和第二光电转换部的光谱灵敏度图。
作为第一光电转换部11,使用具有比第二光电转换部12高的带隙的太阳能电池,例如使用硫化镉、非晶硅、磷化铟镓、钙钛矿半导体、碲化镉、砷化镓等材料构成。在本实施方式中,使用砷化镓太阳能电池作为第一光电转换部11。
如图2所示,砷化镓太阳能电池的光谱灵敏度110例如在波长300nm~900nm的范围具有灵敏度,在大约波长700nm~850nm的波长范围具有较高的光谱灵敏度,在波长800nm附近最大。此外,该光谱灵敏度的值可能根据各种设计的条件等变化。
这里,砷化镓的带隙为1.43eV,将用1239.8除以该带隙的值得到的值866.993nm定义为作为第一光电转换部11的砷化镓能够吸收的最长波长。即,第一光电转换部11中的载流子激发有基于光能的载流子激发和基于光以外的例如热能等的载流子激发,所以虽然例如图2所示的光谱灵敏度110至900nm附近为止具有灵敏度,但本公开中的第一光电转换部11能够吸收的最长波长定义为由带隙决定的、能够通过光能载流子激发的最长波长。
如上述那样,作为第一光电转换部11使用的砷化镓太阳能电池的光谱灵敏度110例如在波长800nm附近最大。将该第一光电转换部11的光谱灵敏度最大的波长定义为第一波长,在图1中作为短波长光21显示。
第二光电转换部12使用具有比第一光电转换部11低的带隙的材料构成,例如在波长300nm~1100nm的宽波长范围具有光谱灵敏度。第二光电转换部12例如使用锗、硒化铜铟、晶体硅、多晶硅、微晶硅等材料构成。在本实施方式中,使用晶体硅太阳能电池作为第二光电转换部12。
如图2所示,作为第二光电转换部12使用的晶体硅太阳能电池的光谱灵敏度120例如在波长300nm~1100nm的宽波长范围具有灵敏度,特别是在波长700nm~1050nm的长波长范围具有较高的光谱灵敏度。而且,作为第二光电转换部12使用的晶体硅太阳能电池的光谱灵敏度120在与第一波长相比靠长波长侧的波长1000nm处最大。将该第二光电转换部12的光谱灵敏度最大的波长定义为第二波长,在图1中作为长波长光22显示。此外,该光谱灵敏度的值可能根据各种设计的条件等变化。此外,晶体硅太阳能电池的带隙为1.13eV。
以下,对第一光电转换部11与第二光电转换部12的配置关系进行说明。
图3是表示本实施方式所涉及的第一光电转换部11与第二光电转换部12的配置关系的顶视图。
在本实施方式中,如图3所示,第二光电转换部12的形状为内接于圆的八边形,呈交替地配置长边和短边的形状。对置的长边间的长度大致为10cm~16cm左右,短边的长度大致为5mm~3cm左右。第一光电转换部11呈具有大致5mm~2cm左右的长度的边的大致正方形。第一光电转换部11和第二光电转换部12被配置成四个第二光电转换部12的短边与第一光电转换部11的四边对置。通过这样的构成,在第一光电转换部11的外周侧配置第二光电转换部12。
这里,第一光电转换部11被配置在与基于带隙决定的能够吸收的最长波长光的聚光区域41外接的矩形51的内侧。在本实施方式中,上述的砷化镓能够吸收的最长波长光亦即866.993nm的聚光圆相当于上述最长波长光的聚光区域41。通过成为这样的构成,能够实现尽量减小一般而言常常成为高成本的第一光电转换部11的面积,并且在第一光电转换部11中最大限度吸收有助于第一光电转换部11的发电的波长范围的构成。
此外,在进一步减小第一光电转换部11的面积的情况下,期望如图3所示,将第一光电转换部11配置在基于带隙决定的能够吸收的最长波长光的聚光区域41内。若成为这样的构成,则能够在正午时的第一光电转换部11的全部受光面接收有助于第一光电转换部11发电的波长范围的光。
此外,第一光电转换部11、第二光电转换部12的形状并不限定于上述的形状、尺寸,只要是第二光电转换部12配置在第一光电转换部11的外周侧的构成即可。例如,也可以第一光电转换部11与第二光电转换部12双方都呈长方形,并且在第一光电转换部11的周围配置多个第二光电转换部12。
但是,在使用晶体硅太阳能电池作为第二光电转换部12的情况下,期望如图3所示,第二光电转换部12为内接于圆的八边形状。由此,能够实现利用有限的切割数从圆柱状的晶体硅锭切下面积较大的晶圆并且在排列于面板时无用的间隙也变小的构成。
另外,图3示出第一光电转换部11与第二光电转换部12的电连接关系的一个例子。四个第二光电转换部12通过布线33串联连接。串联连接的四个第二光电转换部12通过布线33和布线34与第一光电转换部11并联连接。
接下来,对聚光光学系统10与第一光电转换部11的配置关系进行说明。
如上述那样,与第二光电转换部12的光谱灵敏度相比较,第一光电转换部11在短波长侧具有较高的光谱灵敏度,所以如图1所示,需要在来自聚光光学系统10的短波长光21聚光的位置配置第一光电转换部11。即,聚光光学系统10与第一光电转换部11配置为隔开与第一光电转换部11的光谱灵敏度对应的距离。
如图1所示,作为短波长光21的第一波长在第一焦平面f1聚光,作为长波长光22的第二波长在第二焦平面f2聚光。而且,在位于第一焦平面f1与第二焦平面f2之间的第三平面f3,短波长光21与长波长光22的聚光度相等。第三平面f3与第二焦平面f2相比稍稍位于第一焦平面f1侧。
在与该第三平面f3相比接近聚光光学系统10的位置,如图1所示,短波长光21与长波长光22相比一直位于光轴侧,短波长光21与长波长光22相比被聚光在内周侧。相反地,在与第三平面f3相比接近第二焦平面f2的位置,长波长光22与短波长光21相比一直位于光轴侧,短波长光21与长波长光22相比在外周侧受光。
因此,在聚光光学系统10的光轴上配置在短波长范围具有光谱灵敏度的第一光电转换部11的本公开的构成中,若在与短波长光21和长波长光22的聚光度相等的第三平面f3相比接近聚光光学系统10的位置配置第一光电转换部11,则能够使第一光电转换部11接收与第一光电转换部11的光谱灵敏度对应的射出光。
另外,在与第三平面f3相比接近聚光光学系统10的位置,长波长光22不如短波长光21那样被聚光,长波长光22的受光区域具有扩展度。因此,能够使配置在第一光电转换部11的外周侧且在长波长范围具有较高的光谱灵敏度的第二光电转换部12接收长波长光22。
这样,根据本公开的构成,通过积极地利用聚光光学系统10的色像差,从而能够在第一光电转换部11使短波长光21有助于载流子激发,并且在第二光电转换部12使长波长光22有助于载流子激发,所以能够使较宽的波长范围的光有助于发电。作为其结果,能够实现较高的发电效率。
此外,期望第一光电转换部11与第三平面f3与第一焦平面f1之间相比配置在第一焦平面f1,或者配置在与第一焦平面f1相比接近聚光光学系统10的位置。其理由是因为,如图1所示,与第一焦平面f1和第三平面f3之间相比,在从第一焦平面f1到聚光光学系统10之间,长波长光22的受光区域更具有扩展度,所以针对长波长光22得到较高的光谱灵敏度的第二光电转换部12能够高效地吸收该长波长光22。
此外,期望若第一光电转换部11或者第二光电转换部12的受光面具有防反射膜、或者具有作为微小的凹凸的纹理结构,则能够抑制第一光电转换部11或者第二光电转换部12的受光面上的反射。
此外,在本实施方式中,以将波长800nm设为第一波长,并将波长1000nm设为第二波长为例进行了说明,但本公开并不限定于该波长范围。另外,即使第一光电转换部11具有最大的光谱灵敏度的第一波长和第二光电转换部12具有最大的光谱灵敏度的第二波长这双方均为一般的短波长光,或者这双方均为一般的长波长光,也能够得到本公开的效果。例如,即使第一波长与第二波长这双方均为一般的短波长光,或者这双方均为一般的长波长光,若对该第一波长与第二波长进行比较而第一波长与第二波长相比为短波长,则如图1所示那样,第一波长的焦点所在的第一焦平面f1也与第二波长的焦点所在的第二焦平面f2相比接近聚光光学系统10。
而且,如图1所示,在与第一波长和第二波长的聚光度相等的第三平面f3相比接近聚光光学系统10的位置有受光区域的情况下,在其内周侧接收第一波长的光,在外周侧接收第二波长的光。因此,若在受光区域的内周侧配置与第二光电转换部12相比在短波长侧具有其最大的光谱灵敏度的第一光电转换部11,并在受光区域的外周侧配置第二光电转换部12,则能够得到上述的效果。
并且,根据本公开的构成,能够使相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入的光也有助于发电,能够对光伏装置1整体的发电效率的提高做出贡献。以下,进行具体的说明。
图5是表示本实施方式所涉及的光伏装置的概要的剖视图,示出光相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入的状态。
相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入的平行光的聚光位置和与光轴平行地射入的平行光的聚光位置不同。因此,根据第一光电转换部11的大小,有相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入的短波长光21不在第一光电转换部11聚光,而在第二光电转换部12聚光的情况。
这里,如图2所示,作为第二光电转换部12的晶体硅太阳能电池不仅在长波长范围,在波长300nm~800nm的短波长范围也具有光谱灵敏度。这是因为由于第二光电转换部12的带隙比第一光电转换部11的带隙低,所以能够吸收具有较高的能量的短波长光21,能够使其有助于载流子激发。在本实施方式中,在第一光电转换部11的光谱灵敏度110最大的波长800nm处,第二光电转换部12的光谱灵敏度为第一光电转换部11的光谱灵敏度的90%左右。
另外,虽然相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入的长波长光22的受光位置也移动,但能够至少使该长波长光22的一部分被在长波长范围具有较高的光谱灵敏度的第二光电转换部12吸收,能够使长波长光22有助于载流子激发。
作为其结果,能够使相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入的短波长光21、长波长光22这双方有助于发电,能够使作为光伏装置1整体的发电效率提高。
另外,若朝阳或者落日等太阳光相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入,则长波长成分变多,但即使对于这样的长波长成分较多的倾斜地射入的太阳光,也能够通过配置在第一光电转换部11的外周侧且在长波长范围具有较高的光谱灵敏度的第二光电转换部12使其高效地有助于发电。
此外,期望第一光电转换部11的转换效率比第二光电转换部12的转换效率高。射入光的强度最强的正午时刻附近的太阳光的射入角度相对于聚光光学系统10的光轴不具有较大的倾斜。因此,来自聚光光学系统10的射出光中的短波长光21的焦点位置不会较大地偏离光轴,而在第一光电转换部11聚光。因此,通过构成为第一光电转换部11的转换效率比第二光电转换部12的转换效率高,则能够使射入光的强度最强的正午时刻附近的太阳光高效地进行光电转换,作为其结果,能够增大光伏装置1整体的发电量。
此外,在本实施方式中,使用砷化镓太阳能电池作为第一光电转换部11,使用晶体硅太阳能电池作为第二光电转换部12,但只要是第二光电转换部12的带隙比第一光电转换部11的带隙低的构成,则也可以是其它的太阳能电池的组合。
但是,在使用其它的太阳能电池的组合作为第一光电转换部11和第二光电转换部12的情况下,期望在第一光电转换部11的光谱灵敏度最大的第一波长处,第二光电转换部12的光谱灵敏度为第一光电转换部11的光谱灵敏度的30%以上。通过成为这样的构成,即使相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入的短波长光21的聚光位置移动,也能够通过第二光电转换部12高效地吸收短波长光21,使其有助于载流子激发。
如使用图2进行描述的那样,砷化镓太阳能电池的光谱灵敏度110例如在波长800nm附近最大。在使用该砷化镓太阳能电池作为第一光电转换部11,并使用晶体硅太阳能电池作为第二光电转换部12的情况下,波长800nm附近的第二光电转换部12的光谱灵敏度为第一光电转换部11的光谱灵敏度的90%左右,所以可以说是符合本公开的组合。
此外,在上述的说明中,如图1所示,使第一光电转换部11、第二光电转换部12的配置面为同一面,但也可以如图6所示构成为使第一光电转换部11的配置面与第二光电转换部12的配置面不同。
图6是表示本实施方式所涉及的光伏装置中的其它的实施例的概要的剖视图。
也可以如图6所示,在第一光电转换部11的转换效率比第二光电转换部12的转换效率高的情况下,在与第一光电转换部11相比远离聚光光学系统10的位置配置第二光电转换部12,以使第二光电转换部12不妨碍第一光电转换部11的受光。
但是,也可以在第一光电转换部11的转换效率比第二光电转换部12的转换效率低的情况下,在与第一光电转换部11相比接近聚光光学系统10的位置配置第二光电转换部12。这是为了能够使其受光区域在聚光光学系统10侧扩展的长波长光22高效地被第二光电转换部12吸收。
另外,也可以如图8所示构成为:第二光电转换部12配置在第一光电转换部11的下方,并且从聚光光学系统10的光轴方向观察,设置在第一光电转换部11的外周侧。在该图8所示的构成中,示出第二光电转换部12也配置在聚光光学系统10的光轴上的构成,但从聚光光学系统10的光轴方向观察至少配置在第一光电转换部11的外周侧即可。
图7是表示本实施方式所涉及的光伏装置中的其它的实施例的概要的剖视图。
如图7所示,光伏装置1具有多个聚光光学系统10、和接收来自多个聚光光学系统10的射出光的多个第一光电转换部11、多个第二光电转换部12。在各聚光光学系统10的光轴上分别配置有第一光电转换部11,在该第一光电转换部11的外周侧配置有第二光电转换部12。
在本实施方式中,聚光光学系统10是组合了配置在射入侧的凹弯月透镜10A和配置在射出侧的平凸透镜10B的广角透镜。组合成凹弯月透镜10A的凹面朝向射出侧,平凸透镜10B的凸面与该凹弯月透镜10A的凹面接触。凹弯月透镜10A的直径比平凸透镜10B的直径大。凹弯月透镜10A的射入侧曲面的曲率比平凸透镜10B的射入侧曲面的曲率小。凹弯月透镜10A在射出侧的凹面的外周侧具有平坦面,平凸透镜10B的平坦面与凹弯月透镜10A的平坦面相比向射出侧突出。凹弯月透镜10A的外周成为带圆的矩形形状,平凸透镜10B的外周为圆形形状。
在本实施方式中,配置为:多个聚光光学系统10配置为阵列状,某个凹弯月透镜10A的外周面与相邻的其它的凹弯月透镜10A的外周面接触。
以下,对本实施例的第一光电转换部11与第二光电转换部12的配置关系进行说明。
图4是表示本实施例所涉及的第一光电转换部11与第二光电转换部12的配置关系的顶视图。图4是从聚光光学系统10的射出侧观察到的图,所以通过点划线显示多个聚光光学系统10的边界位置。此外,上述的图7示出该图4的VII-VII线处的剖面。
此外,第一光电转换部11与第二光电转换部12的配置关系如上述那样,所以省去说明。
使用图4、7,对第一光电转换部11、第二光电转换部12与光反射部件13、聚光光学系统10的配置关系进行说明。
一个聚光光学系统10的外形大致呈矩形形状,并且配置成在该聚光光学系统10的外形的内侧收纳第一光电转换部11、和配置在该第一光电转换部11的外周侧的四个第二光电转换部12。
在四个第二光电转换部12的外周侧配置有光反射部件13,设置成包围四个第二光电转换部12的整体。
如图7所示,聚光光学系统10的边界位于光反射部件13的上方,配置成横跨相邻的两个聚光光学系统10的边界位置。
第一光电转换部11如上述那样,配置为与聚光光学系统10隔开与第一光电转换部11的光谱灵敏度对应的距离,并使与聚光光学系统10的光轴平行地射入的短波长光21A聚光。此外,与第一光电转换部11的光谱灵敏度对应的、聚光光学系统10与第一光电转换部11的配置关系如上述那样,所以省去说明。
在本实施方式中,使用相对于聚光光学系统10的光轴倾斜地射入的短波长光21B、21C也能够被第一光电转换部11接收的广角透镜作为聚光光学系统10。与聚光光学系统10的光轴平行地射入且通过了聚光光学系统10的中央的短波长光21A直接在光轴上前进,并被第一光电转换部11接收。相对于聚光光学系统10的光轴以规定的角度射入且射入到偏离聚光光学系统10的中央的位置的短波长光21B在凹弯月透镜10A的射入面进行折射后,在平凸透镜10B的射入面更大地进行折射,并被第一光电转换部11接收。相对于聚光光学系统10的光轴以接近90度的角度射入且射入到聚光光学系统10的端部的短波长光21C在凹弯月透镜10A的射入面进行折射后,在平凸透镜10B的射入面更大地进行折射,并被第一光电转换部11接收。
这样,根据本公开的构成,不仅是与聚光光学系统10的光轴平行的短波长光21A,如散射光那样相对于光轴倾斜地射入的短波长光21B、21C,也能够通过第一光电转换部11使其有助于载流子激发,作为其结果,能够实现较高的发电效率。
另外,根据本公开的构成,即使不使用跟踪系统,也能够利用第一光电转换部11使根据时间段而相对于聚光光学系统10的光轴的射入角度变化的太阳光的短波长光有助于载流子激发,能够以低成本实现较高的发电效率。
此外,广角透镜的构成并不限定于上述的构成,但如图7所示,期望配置在射入侧的透镜的射入侧的曲面的曲率比配置在射出侧的透镜的射入侧的曲面的曲率小。由此,能够抑制某个聚光光学系统10遮挡向其它的聚光光学系统10的射入光。
此外,即使在像这样聚光光学系统10使用广角透镜的情况下,根据向聚光光学系统10的光的射入位置、射入角度,也有短波长光不在第一光电转换部11被接收,而在第二光电转换部12被接收的情况。但是,通过构成为第二光电转换部12具有比第一光电转换部11低的带隙,能够使未被第一光电转换部11接收的短波长光有助于第二光电转换部12中的载流子激发。
此外,如图7所示,在来自聚光光学系统10的射出光的受光位置的变化较小的情况下,有射出光的大部分在第一光电转换部11、第二光电转换部12的配置区域被接收,在第二光电转换部12的外周侧几乎不接收射出光的情况。在这样的情况下,也可以如图7所示,构成为:在第二光电转换部12的外周侧配置光反射部件13,从而通过光反射部件13使在第二光电转换部12的外周侧接收的微量的射入光23反射,并且也利用在聚光光学系统10的射出侧的平坦面的反射,使其被第一光电转换部11、第二光电转换部12接收。通过成为这样的构成,不会不需要地增大第二光电转换部12的面积,从而能够实现光伏装置1的低成本化。该光反射部件13能够使用铝箔那样的金属箔等。
产业上的可利用性
本公开的光伏装置具有能够使光电转换部中的光电转换的效率提高这样的优点,是有用的。
Claims (14)
1.一种光伏装置,其中,
具备:聚光光学系统,其产生色像差;第一光电转换部,其被配置在所述聚光光学系统的光轴上;以及第二光电转换部,其在从所述聚光光学系统的光轴方向观察时被配置在所述第一光电转换部的外周侧,并且具有比所述第一光电转换部的带隙低的带隙,第一光电转换部被配置在与基于带隙决定的能够吸收的最长波长光的聚光区域外接的矩形的内侧。
2.根据权利要求1所述的光伏装置,其中,
所述第一光电转换部被配置在所述最长波长光的聚光区域内。
3.根据权利要求1或者2所述的光伏装置,其中,
所述第一光电转换部在第一波长处具有最大的光谱灵敏度,所述第二光电转换部在与所述第一波长相比靠长波长侧的第二波长处具有最大的光谱灵敏度,在与所述第一波长和所述第二波长的聚光度相等的与所述光轴垂直的平面相比接近所述聚光光学系统的位置配置所述第一光电转换部。
4.根据权利要求3所述的光伏装置,其中,
所述第一光电转换部被配置在所述第一波长的焦点位置或者与所述第一波长的焦点位置相比接近所述聚光光学系统的位置。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的光伏装置,其中,
所述第一光电转换部或者所述第二光电转换部的受光面具有防反射膜。
6.根据权利要求1~4中任意一项所述的光伏装置,其中,
所述第一光电转换部或者所述第二光电转换部的受光面具有纹理结构。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的光伏装置,其中,
所述第二光电转换部的光谱灵敏度在所述第一波长处为所述第一光电转换部的光谱灵敏度的30%以上。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的光伏装置,其中,
在所述第二光电转换部的外周侧配置有光反射部件。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的光伏装置,其中,
所述第一光电转换部的转换效率比所述第二光电转换部的转换效率高。
10.根据权利要求1~9中任意一项所述的光伏装置,其中,
所述第一光电转换部包含硫化镉、非晶硅、磷化铟镓、钙钛矿半导体、碲化镉、砷化镓中的任意一种材料。
11.根据权利要求10所述的光伏装置,其中,
所述第一光电转换部的形状在从聚光光学系统侧观察时为长方形。
12.根据权利要求1~11中任意一项所述的光伏装置,其中,
所述第二光电转换部包含锗、硒化铜铟、晶体硅、多晶硅、微晶硅中的任意一种材料。
13.根据权利要求12所述的光伏装置,其中,
所述第二光电转换部的形状在从聚光光学系统侧观察时为八边形。
14.根据权利要求1~13中任意一项所述的光伏装置,其中,
所述最长波长光的聚光区域是沿着所述聚光光学系统的光轴的平行光的聚光区域。
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