[實(shí)用新型]一種集光器及光伏系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921783926.7
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN210380760U
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高琛;張峰;鮑駿
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22;G02B6/10
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 溫可睿

本申請?zhí)峁┝艘环N集光器及光伏系統(tǒng)，所述集光器包括光波導(dǎo)基質(zhì)和分布在光波導(dǎo)基質(zhì)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(dǎo)基質(zhì)的折射率。由于納米級散射顆粒與光波導(dǎo)基質(zhì)之間存在折射率差，從而能夠?qū)θ肷涞焦獠▽?dǎo)基質(zhì)內(nèi)部的光進(jìn)行散射。而且低折射率材料具有吸光系數(shù)低、重量輕等特點(diǎn)，能夠減輕集光器的重量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集光器及光伏系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著世界能源危機(jī)與環(huán)境問題的加劇，太陽能產(chǎn)業(yè)受到越來越多的重視，而作為太陽能產(chǎn)業(yè)的重要分支，光伏產(chǎn)業(yè)也有較快的發(fā)展。在光伏發(fā)電中，為了在不使用太陽跟蹤系統(tǒng)的情況下進(jìn)行聚光太陽能光伏發(fā)電，既能利用到太陽的直射光、也能利用斜射光，一般通過設(shè)置有光波導(dǎo)基質(zhì)的集光器將太陽光傳輸?shù)秸迟N于光波導(dǎo)基質(zhì)側(cè)面的太陽能電池，實(shí)現(xiàn)等效聚光。

所謂光波導(dǎo)基質(zhì)為由光透明介質(zhì)構(gòu)成的傳輸光頻電磁波的導(dǎo)行結(jié)構(gòu)，其傳輸原理為：在不同折射率的介質(zhì)分界面上，電磁波的全反射現(xiàn)象使光波局限在光波導(dǎo)及其內(nèi)部有限的區(qū)域內(nèi)傳播。集光器為通過在光波導(dǎo)基質(zhì)中分布熒光材料或散射體而構(gòu)成的集光器件。

現(xiàn)在使用的熒光材料主要為有機(jī)染料和量子點(diǎn)，熒光材料器件的主要優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)在于對陽光吸收波段有限，量子效率也有限。此外，量子點(diǎn)材料還存在成本高昂，制作器件困難等不利因素，如量子點(diǎn)在加工過程中極易團(tuán)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(shí)現(xiàn)散射。

但是現(xiàn)有技術(shù)中散射材料的可選范圍較窄。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種集光器及光伏系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中散射材料可選范圍較窄的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種集光器，包括：

光波導(dǎo)基質(zhì)；

分布在所述光波導(dǎo)基質(zhì)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(dǎo)基質(zhì)的折射率。

優(yōu)選地，所述納米級散射顆粒為氣凝膠顆粒、水溶膠顆粒或MgF₂顆粒中的一種或至少兩種的組合。

優(yōu)選地，所述納米級散射顆粒的直徑范圍為1nm-100nm，包括端點(diǎn)值。

優(yōu)選地，所述納米散射顆粒的顆粒體積分?jǐn)?shù)范圍為0.1％-30％，包括端點(diǎn)值。

優(yōu)選地，所述納米散射顆粒均勻分布在所述光波導(dǎo)基質(zhì)中；所述光波導(dǎo)基質(zhì)為板狀結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁用于耦合太陽能電池。

優(yōu)選地，所述光波導(dǎo)基質(zhì)為長方體結(jié)構(gòu)包括位于所述板狀結(jié)構(gòu)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(yōu)選地，所述第一邊的邊長范圍為10mm-5000mm，包括端點(diǎn)值；

所述第二邊的邊長范圍為10mm-5000mm，包括端點(diǎn)值；

所述第三邊的邊長范圍為1mm-30mm，包括端點(diǎn)值。

優(yōu)選地，所述光波導(dǎo)基質(zhì)的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、EVA或石英。

本實(shí)用新型還提供一種光伏系統(tǒng)，包括：

集光器；

貼附在所述集光器側(cè)壁的多個太陽能電池；

其中，所述集光器為上面任意一項(xiàng)所述的集光器。