[發明專利]一種集光器及光伏系統

在審

• 申請號: 201911006468.0
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110635764A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 高琛;張峰;鮑駿
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22;G02B6/10
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 溫可睿

本申請提供了一種集光器及光伏系統，所述集光器包括光波導基質和分布在光波導基質中的納米級散射顆粒，所述納米級散射顆粒的折射率小于所述光波導基質的折射率。由于納米級散射顆粒與光波導基質之間存在折射率差，從而能夠對入射到光波導基質內部的光進行散射。而且低折射率材料具有吸光系數低、重量輕等特點，能夠減輕集光器的重量。

技術領域

本發明涉及太陽能發電技術領域，尤其涉及一種集光器及光伏系統。

背景技術

隨著世界能源危機與環境問題的加劇，太陽能產業受到越來越多的重視，而作為太陽能產業的重要分支，光伏產業也有較快的發展。在光伏發電中，為了在不使用太陽跟蹤系統的情況下進行聚光太陽能光伏發電，既能利用到太陽的直射光、也能利用斜射光，一般通過設置有光波導基質的集光器將太陽光傳輸到粘貼于光波導基質側面的太陽能電池，實現等效聚光。

所謂光波導基質為由光透明介質構成的傳輸光頻電磁波的導行結構，其傳輸原理為：在不同折射率的介質分界面上，電磁波的全反射現象使光波局限在光波導及其內部有限的區域內傳播。集光器為通過在光波導基質中分布熒光材料或散射體而構成的集光器件。

現在使用的熒光材料主要為有機染料和量子點，熒光材料器件的主要優點在于可以通過篩選不同熒光材料匹配特定的電池，此外熒光材料的斯托克斯位移也利于制作大尺寸器件。熒光材料的主要缺點在于對陽光吸收波段有限，量子效率也有限。此外，量子點材料還存在成本高昂，制作器件困難等不利因素，如量子點在加工過程中極易團聚。相比之下，散射材料成本相對低廉，而散射對陽光的選擇性也較弱，即可對寬波長范圍的陽光實現散射。

但是現有技術中散射材料的可選范圍較窄。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種集光器及光伏系統，以解決現有技術中散射材料可選范圍較窄的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種集光器，包括：

光波導基質；

分布在所述光波導基質中的納米級散射顆粒；

所述納米級散射顆粒的折射率小于所述光波導基質的折射率。

優選地，所述納米級散射顆粒為氣凝膠顆粒、水溶膠顆?；騇gF₂顆粒中的一種或至少兩種的組合。

優選地，所述納米級散射顆粒的直徑范圍為1nm-100nm，包括端點值。

優選地，所述納米散射顆粒的顆粒體積分數范圍為0.1％-30％，包括端點值。

優選地，所述納米散射顆粒均勻分布在所述光波導基質中；所述光波導基質為板狀結構，其側壁用于耦合太陽能電池。

優選地，所述光波導基質為長方體結構包括位于所述板狀結構所在平面的第一邊和第二邊，以及垂直于所述第一邊和第二邊的第三邊。

優選地，所述第一邊的邊長范圍為10mm-5000mm，包括端點值；

所述第二邊的邊長范圍為10mm-5000mm，包括端點值；

所述第三邊的邊長范圍為1mm-30mm，包括端點值。

優選地，所述光波導基質的材質為聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、EVA或石英。

本發明還提供一種光伏系統，包括：

集光器；

貼附在所述集光器側壁的多個太陽能電池；

其中，所述集光器為上面任意一項所述的集光器。