[實用新型]基于超透鏡的太陽能轉化裝置及具有其的相關設備

有效

• 申請號: 202220501964.4
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN218301343U
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 朱瑞;朱健;郝成龍;譚鳳澤
• 申請（專利權）人: 深圳邁塔蘭斯科技有限公司
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 陳彥如

本公開涉及光學超透鏡的技術領域，具體地，本公開涉及基于超透鏡的太陽能轉化裝置及具有其的相關設備。該基于超透鏡的太陽能轉化裝置包括光伏組件，用于將光能轉化為電能；超透鏡裝置，在光路上設置在光伏組件的上游，超透鏡裝置將透過其的光能聚焦在光伏組件上；其中，超透鏡裝置包括規則排布超結構單元和固定超結構單元的基底。本實用新型基于超透鏡的太陽能轉化裝置光伏組件，通過超透鏡裝置將透過超透鏡裝置的光聚焦在光伏組件上，再利用光伏組件將光能轉化為電能。基于超透鏡裝置在保持高轉化率的同時，還可以兼具重量輕的優點，尤其適用于一些對重量有要求的場景，例如，無人機，航空探測器等。

技術領域

本公開涉及光學超透鏡的技術領域，具體地，本公開涉及基于超透鏡的太陽能轉化裝置及具有其的相關設備。

背景技術

能源危機將會制約現代社會的發展，因此，開發和利用可再生能源是人類解決能源問題進而可持續發展的重要舉措之一，也成為了當前眾多科學家研究的重點課題。太陽能是公認的可再生清潔能源，可以滿足人類當前和未來的能源需求。硅是太陽能電池的首選材料，但由于昂貴的硅材料價格，導致近年來選用微米級厚度的薄膜單晶硅逐漸成為研究重點，然而，硅有源層越薄，光吸收就越弱，導致光伏器件轉換效率降低。

目前，現有的技術多采用具有周期性結構的增透膜或者菲涅爾透鏡來提高光能轉化電能的轉化效率。

但是，由于周期性結構的增透膜或者菲涅爾透鏡重量較重，并不適宜一些小型化和輕量化的太陽能轉化裝置。

實用新型內容

針對現有技術的上述缺陷，本實用新型提供的一種基于超透鏡的太陽能轉化裝置及具有其的相關設備，解決了上述技術問題。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

本實用新型一方面提供一種基于超透鏡的太陽能轉化裝置，包括：

光伏組件，用于將光能轉化為電能；

超透鏡裝置，在光路上設置在光伏組件的上游，超透鏡裝置將入射的光聚焦到光伏組件上；其中，

超透鏡裝置包括規則排布超結構單元和固定超結構單元的基底。

在其中一個實施方式中，光伏組件為薄膜單晶硅的PN結。

在其中一個實施方式中，超透鏡裝置包括或者為聚光透鏡。

在其中一個實施方式中，其特征在于，超結構單元陣列式排布；超結構單元為正六邊形或正方形。

在其中一個實施方式中，正六邊形的超結構單元各頂點和中心位置至少設置有一個納米結構；正方形的超結構單元各頂點和中心位置至少設置有一個納米結構。

在其中一個實施方式中，超透鏡裝置的相位分布φ滿足如下條件：

其中，λ為光波波長,r為各納米結構至基板中心的距離，f為透鏡焦距。

在其中一個實施方式中，納米結構為偏振相關結構或偏振無關結構；偏振相關結構包括納米鰭或納米橢圓柱；偏振無關結構包括納米圓柱或納米方柱。

在其中一個實施方式中，納米結構與納米結構之間填充有填充層；填充層包括空氣填充或者與納米結構的折射率差值的絕對值大于等于0.5的透明或半透明填充材料。

在其中一個實施方式中，基底為剛性或柔性基底；剛性基底為熔融石英、冕牌玻璃、火石玻璃和藍寶石中的一種；柔性基底為云母或聚酰亞胺中的一種。

在其中一個實施方式中，光伏組件的襯底為柔性襯底或剛性襯底。

本實用新型第二方面提供一種太陽能電池板，包括根據上述的基于超透鏡的太陽能轉化裝置。