[實用新型]一種提高光能利用率的光吸收裝置

無效

• 申請號: 201020531904.4
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN201917701U
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 郭康賢;康敏武
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00;G02B6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及太陽能光吸收技術領域，一種提高光能利用率的光吸收裝置。

技術背景

隨著經濟的發展，人們環保意識也越來越強，經濟發展和環境保護的爭論一直是焦點話題。太陽能是一種理想的環保能源，其應用和普及也日益受到各級政府重視。美國從1973年就制定了政府級陽光發電計劃，1980年又正式將太陽能發電列入公共電力規劃，到2010年要安裝1000-3000MW太陽能電池；日本也曾推出“屋頂光伏計劃”，其經費高達9200萬美元；歐盟政府提出的“百萬屋頂光伏計劃”等等。這些政府導向的舉動有效地拉動了太陽能發電產品的市場需求，同時也促進了該技術領域不斷進步。我國是個能源消費大國，推廣太陽能事在必行，雖然在技術水平方面略遜于歐、美、日，但我國的太陽能產業從八十年代開始就進入了快速發展階段，先后從美國、加拿大等引進多條條太陽能電池生產線，大大提高了我國太陽能電池產能。太陽能發電系統就是利用太陽能和其他輔助設備將太陽能轉換成電能，其中最為核心的部件就是太陽能電池，它是收集光線的最基本單位。

光電探測技術也成為人們生活生產中的一個關鍵技術，光電探測技術主要就是物體通過光吸收改變電器特性，然后將這些已經改變了的電器特性轉化成電信號，比如光電管、光電倍增管、像增強管、光導管或光敏電阻等等。這些探測器吸收光子以后，直接一起原則或者分子內部電子狀態的改變。光子總能量的大小，直接影響內部電子狀態改變的大小。光子總能量有兩個方面決定，首先是單個光子的能量hν，h是普朗克常數，ν是光波頻率；然后就是光子的總數，光子數量越大光子總能量也就越大。

無論是在太陽能電池領域還是在光電探測領域，提高光吸收都是一個熱門話題，目前較為前沿的技術就是然吸收板按照光子晶體的結構生長，這樣就可以從根本上提高光吸收。光子晶體概念是E.Yablonovitch和S.John于1987年提出的，是介電常數在空間呈周期性排列的人工結構，這里的周期性是指重復結構，通過巧妙的安排和設計光子晶體可以有效地控制光子流。光子晶體對光的吸收具有一個非常重要的特點，就是頻率選擇性，光子晶體的周期排列具有能帶結構，能帶之間存在光子帶隙，也就是一個頻率范圍，頻率位于帶隙范圍的電磁波將被阻止而不能傳播，而頻率位于能帶里的電磁波可以幾乎無損耗地傳播。帶隙的寬度和位置與光子晶體的介電常數比值，周期排列的尺寸和排列規則都密切相關。傳統技術一般都是直接使用透鏡來吸收光線，與傳統技術相比，本實用新型的裝置可以將吸收率提高兩到三個數量級。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題就是通過讓吸收裝置按照光子晶體的物理特性生長來提高太陽能電池或者各種光電探測器的光吸收效率為了解決上述問題，本實用新型的基本原理提出了一種能有效提高光能利用率的光吸收裝置，按照光子晶體規律生長的導光管將光吸收起來，然后以幾乎沒有損耗的方式傳導到兩端的樣品上。為實現本實用新型目的，所采用的技術方案：

一種提高光能利用率的光吸收裝置，包括兩片平行分布的擋板(1)和位于擋板之間的呈陣列分布的導光管(2)。兩個平行擋板(1)主要起固定作用；呈陣列分布的導光管(2)是裝置中吸收光的主要部件。

上述平行分布的擋板(1)上有呈陣列規律分布的小孔(101)。

上述呈陣列規律分布的導光管(2)的列間距是行間距的2倍。

上述呈陣列規律分布的導光管(2)，在平行吸收面的導光管間距為2a；垂直與吸收面的導光管間距為a(平行吸收面導光管間距是垂直吸收面導光管間距的兩倍)。當光線達到吸收裝置上時，一部分可以直接進入導光管傳輸到太陽能電池或各種光電探測器件，另一部分則會通過反射或者折射之后進入到太陽能電池或各種光電探測器件，這個過程中光被反射回到空氣中的可能性很小，因此這是一種有效的提高光吸收的裝置，與現有技術相比可以將吸收率提高二到三個數量級。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型圖1的局部放大圖；

圖3為本實用新型實施例示意圖；

圖4為本實用新型應用在太陽能面板的示意圖；

圖5為本實用新型應用在光電傳感器的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。

圖1為本實用新型的結構裝置圖，一種提高光能利用率的光吸收裝置，包括兩片平行分布的擋板(1)和位于擋板之間的呈陣列分布的導光管(2)。兩個平行擋板(1)主要起固定作用；呈陣列分布的導光管(2)是裝置中吸收光的主要部件。