[發(fā)明專利]太陽紅移系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280038258.X
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103748783B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設計）人: T·J·奧斯雷
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: H02S10/00
• 分類號: H02S10/00;H02S40/22;H02S30/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 何焜

相關申請的交叉引用

本申請基于35U.S.C.§119(e)要求2011年7月29日提交的美國臨時申請S/N.61/513,256的優(yōu)先權。

技術領域

本說明書一般涉及用于在能量收集應用中利用太陽輻射的系統(tǒng)以及，更具體地涉及通過光伏或光合作用生物體將入射太陽輻射轉換至促進能量收集的波長的系統(tǒng)。

背景技術

日光可以多種方式用作清潔能源的來源。通過光伏電池，日光照射光伏材料，激發(fā)光伏材料中的電子并產生位于光伏材料上的電極之間的電位差。該電位差可用于為電路供電或用于將電能存儲在諸如電池之類的存儲設備中。通過活的生物體，日光在諸如藻類的生物體中產生使得生物體生長的光合作用。然后，生物體可例如作為碳中性燃料源燃燒，并且生物體本身或其代謝產生的分泌物可用作包括乙醇和源自石油的另外的多種其他化合物的生物衍生分子的來源。

發(fā)明內容

本文公開了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)最佳地利用太陽輻射以用于從目標（例如，光伏材料和/或活的光合作用生物體）產生能量。在各個實施例中，該系統(tǒng)為太陽紅移系統(tǒng)。在本文所描述的太陽紅移系統(tǒng)的實施例中，量子點板用于將寬光譜的入射太陽輻射中的高能量波長轉換成諸如用于特定的能源利用應用的選定的低能量波長。紅移系統(tǒng)不僅被配置成優(yōu)化太陽輻射的波長光譜，還被配置成使太陽輻射可提供給能量利用應用的效率最大。

在一些實施例中，提供太陽紅移模塊。太陽紅移模塊可包括具有目標波長的至少一個收集目標、至少一個量子點容器、以及將入射太陽輻射聚焦到太陽紅移系統(tǒng)中的聚焦設備。至少一個收集目標可選自生長容器或光伏板。生長容器可包含在用于維持活的光合生物體的生長介質中的活的光合生物體，使得目標波長為活的光合生物體的增加光合響應的波長。光伏板可包括光伏材料，使得目標波長為光伏材料的增加靈敏度的波長。至少一個量子點容器可包括限定在第一板和第二板之間的密封腔。至少一個量子點容器的第一板可在第二板和收集目標之間。量子點懸浮物可設置在密封腔中并且可包含當被入射太陽輻射輻照時發(fā)射具有目標波長的經紅移的光的量子點。量子點容器還可包括捕獲反射器，該捕獲反射器朝向收集目標反射由量子點發(fā)射的經紅移的光的至少一部分。聚焦設備、至少一個量子點容器、以及至少一個收集目標可配置成使得聚焦到太陽紅移系統(tǒng)中的入射太陽輻射在照射至少一個收集目標之前照射至少一個量子點容器。

在一些實施例中，提供太陽紅移系統(tǒng)。太陽紅移系統(tǒng)可包括太陽紅移模塊的整體陣列。

在一些實施例中，太陽紅移系統(tǒng)可配置為光伏太陽紅移系統(tǒng)或配置為光合作用增強的太陽紅移系統(tǒng)。光伏太陽紅移系統(tǒng)可包括光伏板的整體陣列，光伏板包括具有增加靈敏度的波長的光伏材料。光合作用增強的太陽紅移系統(tǒng)可包括容納生長介質中的活的光合生物體的生長容器，該生長介質用于維持活的光合生物體。活的光合生物體可具有增加光合響應的波長。

在一些實施例中，提供平行板太陽紅移系統(tǒng)。平行板太陽紅移系統(tǒng)可包括太陽紅移模塊和至少一個聚焦設備的平行板構造。每個太陽紅移模塊可包括至少一個太陽輻射轉換組件和收集目標。例如，收集目標可以為生長容器或光伏板。此類生長容器可包含用于維持活的光合生物體的生長介質中的活的光合生物體，并且活的光合生物體可具有增加光合響應的波長。此類光伏板可包括具有增加靈敏度的波長的光伏材料。至少一個太陽輻射轉換組件可包括波導、紅外輻射吸收器、以及置于波導和紅外輻射吸收器之間的量子點容器。量子點容器包含量子點的量子點懸浮物，當被入射太陽輻射輻照時該量子點發(fā)射具有增加光合響應的波長或增加靈敏度的波長的經紅移的光。量子點容器還可包括捕獲反射器，該捕獲反射器朝向收集目標反射經紅移的光并且在遠離收集目標的方向上透射來自入射太陽輻射的紅外光。至少一個太陽輻射轉換組件的波導可置于至少一個太陽輻射轉換組件的量子點容器和收集目標之間。波導可包括受阻表面（frustrating?surface），該受阻表面將波導中的經聚焦的太陽輻射朝向量子點容器散射并且允許經紅移的光從量子點容器穿過波導朝向收集目標。聚焦設備將入射太陽輻射聚焦到各自的太陽紅移模塊中的太陽輻射轉換組件的波導的面向太陽的邊緣上。

將在以下具體實施方式中陳述本文所描述的實施例的另外的特征和優(yōu)點。僅根據(jù)具體實施方式，這些另外的特征和優(yōu)點應當對本領域普通技術人員部分地明顯，或通過實施以下具體實施方式（包括附圖和權利要求）中描述的實施例，本領域普通技術人員應當容易認識到這些另外的特征和優(yōu)點。