CN214672646U - 一种太阳能分波段利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能分波段利用装置，包括依次设置的菲涅尔透镜、准直镜、选择性分光器、Si太阳能电池和InGaAsSb太阳能电池；其中，所述选择性分光器用于反射1.1μm之前波段的太阳光，并透射1.1μm之后波段的太阳光；所述Si太阳能电池用于吸收利用1.1μm之前波段的太阳光，所述InGaAsSb太阳能电池用于吸收转化1.1μm之后波段的太阳光。本实用新型的太阳能分波段利用装置，通过选择性分光器的设计，将太阳能光进行分波段转化利用，从而提高了太阳能的利用率。

Description

一种太阳能分波段利用装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种太阳能分波段利用装置。

背景技术

太阳能清洁无污染且取之不尽用之不竭，其高效开发利用已成为落实国家节能减排工作的重要举措。然而，目前市场化的传统太阳能光伏电池仅能转化利用1.1μm波段之前的太阳能，未能利用1.1μm波段之后的太阳能，造成能源的浪费。多结太阳能电池虽然可以实现太阳能的多波段利用，但造价昂亏，限制了其在市场上的推广应用。如何高效低成本的实现太阳能的多波段利用，是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种太阳能分波段利用装置，以解决现有的太阳能光伏电池不能多波段利用太阳能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供了一种太阳能分波段利用装置，包括依次设置的菲涅尔透镜、准直镜、选择性分光器、Si太阳能电池和InGaAsSb太阳能电池；其中，所述选择性分光器用于反射1.1μm之前波段的太阳光，并透射1.1μm之后波段的太阳光；所述Si太阳能电池用于吸收利用1.1μm之前波段的太阳光，所述InGaAsSb太阳能电池用于吸收转化1.1μm之后波段的太阳光。

进一步地，所述准直镜设置于所述菲涅尔透镜的后方，且太阳光穿过所述菲涅尔透镜后，形成的光斑汇聚于所述准直镜上。

进一步地，所述准直镜设置于所述菲涅尔透镜后方20cm处。

进一步地，所述选择性分光器为一维硅/二氧化硅光子晶体，所述一维硅/二氧化硅光子晶体是由二氧化硅基底、以及至少两层交替设置于所述二氧化硅基底上的二氧化硅层和硅层组成的。

进一步地，所述硅层和二氧化硅层的总层数为5～6层。

进一步地，所述硅层和二氧化硅层均是通过磁控溅射的方法形成的。

进一步地，所述硅层的厚度为80～150nm，所述二氧化硅层的厚度为100～200nm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的太阳能分波段利用装置，通过选择性分光器的设计，将太阳能光进行分波段转化利用，从而提高了太阳能的利用率；通过采用聚光设计，可提高单位面积电池的输出功率，能够降低成本。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中的太阳能分波段利用装置的结构示意图；

图2是选择性分光器的结构示意图；

图中标号说明：1、菲涅尔透镜；2、准直镜；3、选择性分光器；31、二氧化硅基底；32、二氧化硅层；33、硅层；4、Si太阳能电池；5、InGaAsSb太阳能电池。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如背景技术所述，目前市场化的传统太阳能光伏电池仅能转化利用1.1μm波段之前的太阳能，未能利用1.1μm波段之后的太阳能，这造成能源的浪费。多结太阳能电池虽然可以实现太阳能的多波段利用，但造价昂亏，限制了其在市场上的推广应用。

为了解决这一问题，本实用新型提供了一种太阳能分波段利用装置，如图1所示，所述太阳能分波段利用装置包括依次设置的菲涅尔透镜1、准直镜2、选择性分光器3、Si太阳能电池4和InGaAsSb太阳能电池5。

本实用新型中，通过设置菲涅尔透镜1，从而能够产生聚光效果，可提高单位面积电池的输出功率，降低成本。准直镜2设置于所述菲涅尔透镜1的后方，且太阳光穿过所述菲涅尔透镜1后，形成的光斑汇聚于所述准直镜2上，从而能够将聚焦的太阳能以平行光出射。优选地，所述准直镜2设置于所述菲涅尔透镜1后方20cm处。

经准直镜2准直后的平行光再照射到选择性分光器3上，该选择性分光器3能够将入射光分离成两束光，具体的，其能够反射1.1μm之前波段的太阳光，并透射1.1μm之后波段的太阳光。请参见图2，本实用新型中，所述选择性分光器3为一维硅/二氧化硅光子晶体，所述一维硅/二氧化硅光子晶体是由二氧化硅基底31、以及至少两层交替设置于所述二氧化硅基底31上的二氧化硅层32和硅层33组成的。

本实用新型中，所述一维硅/二氧化硅光子晶体是通过在二氧化硅基底31上依次沉积二氧化硅层32和硅层33得到的，所述沉积的方法包括但不限于磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积，优选为采用磁控溅射的方法得到。所述硅层33和二氧化硅层32的总层数优选为5～6层。所述硅层的厚度优选为80～150nm，所述二氧化硅层的厚度优选为100～200nm。

本实用新型中，所述Si太阳能电池4能够吸收利用1.1μm之前波段的太阳光，所述InGaAsSb太阳能电池5能够吸收转化1.1μm之后波段的太阳光。

当太阳光照射在菲涅尔透镜1上时，光线被汇聚形成聚焦光斑并落在准直镜2上。准直镜2将聚焦的太阳能以平行光出射，形成直径为1cm的圆柱状光束。该圆柱光束入射到选择性分光器3上，将聚焦的太阳光通过反射和透射分成两束光，其中1.1μm之前波段的太阳光被反射至Si太阳能电池4上，而1.1μm之后波段的太阳光则被透射至InGaAsSb太阳能电池5上，并分别被Si太阳能电池4和InGaAsSb太阳能电池5吸收利用，从而充分利用了不同波段的太阳能，提高了太阳能的利用率，

综上，本实用新型通过选择性分光器的设计将太阳光分成两束，分别对应Si太阳能电池和InGaAsSb太阳能电池，实现了太阳能的多波段利用，此外，聚光的作用可以单位面积电池产生更多的输出电能，最终可实现太阳能的高效低成本应用。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种太阳能分波段利用装置，其特征在于，包括依次设置的菲涅尔透镜、准直镜、选择性分光器、Si太阳能电池和InGaAsSb太阳能电池；其中，所述选择性分光器用于反射1.1μm之前波段的太阳光，并透射1.1μm之后波段的太阳光；所述Si太阳能电池用于吸收利用1.1μm之前波段的太阳光，所述InGaAsSb太阳能电池用于吸收转化1.1μm之后波段的太阳光。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能分波段利用装置，其特征在于，所述准直镜设置于所述菲涅尔透镜的后方，且太阳光穿过所述菲涅尔透镜后，形成的光斑汇聚于所述准直镜上。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能分波段利用装置，其特征在于，所述准直镜设置于所述菲涅尔透镜后方20cm处。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能分波段利用装置，其特征在于，所述选择性分光器为一维硅/二氧化硅光子晶体，所述一维硅/二氧化硅光子晶体是由二氧化硅基底、以及至少两层交替设置于所述二氧化硅基底上的二氧化硅层和硅层组成的。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能分波段利用装置，其特征在于，所述硅层和二氧化硅层的总层数为5～6层。

6.根据权利要求4所述的一种太阳能分波段利用装置，其特征在于，所述硅层和二氧化硅层均是通过磁控溅射的方法形成的。

7.根据权利要求4所述的一种太阳能分波段利用装置，其特征在于，所述硅层的厚度为80～150nm，所述二氧化硅层的厚度为100～200nm。

Images