熒光聚光器簡介

太陽光聚光技術有聚焦型、反光型和熒光聚光三種，其中熒光聚光技術實現(xiàn)了高量子效率的熒光的聚光效果，從而最大程度提高了單位面積的太陽能電池的光電轉換效率。熒光聚光技術能利用任意角度入射的太陽光，無需配置太陽跟蹤裝置，相比普通太陽能電池或者聚焦型和反光型的太陽光聚光技術，都能降低高效率的單晶硅等太陽能電池的發(fā)電成本。

為了有效利用太陽從紫外至紅外區(qū)的光，納米微粒特別是量子點材料是當前光電材料與器件的研究熱點。許多納米材料在紫光或紫外光激發(fā)下可以發(fā)出波長在可見至紅外區(qū)的光，晶體硅太陽能電池對這部分光有較高的量子效率。將此類納米材料應用到太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，可以提高太陽能的利用率，降低太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)成本。由此發(fā)展出了量子點熒光聚光器技術。

一種高效太陽能熒光聚光器 涉及太陽能聚光器領域。通過在熒光平面光波導上下分別設置選擇性反射層和高反射薄膜構成兩級熒光收集結構，以使太陽能收集器結構輕薄、安裝靈活且具有很高的熒光收集效率。本發(fā)明主要包括玻璃蓋板、熒光平面光波導、底板、側邊擋板和側邊開口，其特征在于：玻璃蓋板下表面設置選擇性反射層；底板上表面和側邊擋板內表面都設置高反射薄膜；熒光平面光波導與玻璃蓋板之間及熒光平面光波導與底板之間均留有空氣薄層；側邊擋板上留有側邊開口。本發(fā)明可作為傳統(tǒng)太陽能收集器的替代產品，能夠運用在太陽能供暖（熱水）系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及其它太陽能系統(tǒng)上。

一種平面熒光聚光器 包括熒光物質和平面光波導，所述熒光物質為銅銦硫量子點材料，所述平面光波導為高分子聚合物，可以是聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷或聚乙烯等。本發(fā)明還公開了該平面熒光聚光器的制備方法。本發(fā)明首次將CIS應用到平面熒光聚光器領域，可以更大程度發(fā)揮出銅銦硫量子點的獨特優(yōu)勢，使得銅銦硫量子點具有更廣闊的應用前景。由于CIS量子點是一種光熱穩(wěn)定性好、高效熒光且綠色環(huán)保型量子點熒光材料，將它與平面光波導技術和太陽能電池相結合，構造出一種新型LPC，不僅可以加快推廣CIS材料的廣泛應用，同時還可以改善太陽能發(fā)電系統(tǒng)的光電轉換效率，將產生巨大的經濟效益。

實用新型專利 公開了一種采用無鎘量子點平面熒光聚光器的太陽能電池板，包括量子點熒光聚光器和太陽能電池片，所述量子點熒光聚光器呈板狀，所述太陽能電池片至少設置有一個且粘接在量子點熒光聚光器的側面，所述量子點熒光聚光器的其余側面和底面粘接有反射板。該專利由于在所述量子點熒光聚光器的其余側面和底面粘接有反射板，通過反射板的反射作用，將相應側面和底面射出的光線反射回量子點熒光聚光器內，從而提高太陽能利用率和光電轉換效率。此外，由于在粘接于量子點熒光聚光器底面的反射板上連接散熱器，有利于太陽能電池板及時散熱，延長其使用壽命。

根據聚焦特性，聚光器可分為點聚光器和線聚光器。線聚光器，包括條形透鏡、拋物槽、線聚光組合拋物面等。點聚光器也叫軸向聚光器，在這類聚光器中，用以聚光的透鏡或反射鏡和太陽能電池處于同一條光學軸線上。不同的聚光器應用于太陽能電池聚光系統(tǒng)中具有各自不同的特點。

根據光學原理可分為：折射聚光器、反射聚光器、混合聚光器、熱光伏聚光器、熒光聚光器、全息聚光器等。其中混合聚光器利用折射、反射和內部反射達到聚光。

熱光伏聚光器工作原理是：太陽把輻射器加熱到高溫，完成光熱轉換，輻射器再發(fā)出輻射到太陽能電池上，電池不能利用的長波輻射重新回到輻射器，完成光電轉換，理論上可以達到很高的效率。熒光聚光器和光導纖維聚光器是兩種尚未成熟的技術。反射聚光器包括平板、拋物槽、組合拋物面等，用在光伏反射聚光器中兩種主要反射鏡材料是鍍銀玻璃和鍍鋁面。折射聚光器的元件可以是菲涅爾或普通透鏡。

太陽聚光器反射式聚光器

①槽式平面鏡聚光器。槽式平面鏡聚光器是用平面鏡以適當?shù)慕嵌葮嫵刹郾?，在槽底放置太陽能電池，這是一種較易制作的反射式聚光器，只需用普通的平面鏡即可，它對跟蹤要求低，可采用常規(guī)電池，聚光倍數(shù)也低，只有2-6倍。還有一種方法，即太陽能電池方陣的V型槽式安裝法，用普通水泥墻壁作反射體，在適當?shù)陌卜沤嵌认拢墒狗疥嚨妮敵鎏岣?0%左右。

②組合平面鏡反射器。組合平面鏡反射器是采用許多平面鏡把陽光反射到一個共同的目標上，在目標上安放吸收器，取得高溫和高光強。這種聚光器是在大面積范圍鋪設平面鏡，可以高倍聚光得到很大的功率和極高溫度，屬于“塔式太陽能電站”。這種聚光器占地面積極大，僅能在山地或荒地建立。

③雙曲面聚光器。雙曲面與拋物面一樣，即也具有一個共同的焦點，當一束陽光平行入射，雙曲面反射聚光器將其會聚成一個光點，如果反射面做成正確的雙曲拋物面，則聚光倍數(shù)可達1000倍。但這種聚光器加工難度較大，外形要求嚴格，跟蹤要求也高，一般使用在水平較高的系統(tǒng)中。太陽光被會聚到太陽能電池上。傘式太陽灶是這種聚光器的一種近似結構，一般是在近似雙曲拋物面的襯底上，貼上許多小塊平面鏡。

④拋物面聚光器，拋物面反射鏡是能將平行于鏡面光軸的光線會聚于焦點的鏡面。因此，當太陽光投向一拋物面反射鏡表面時，在其焦點處可形成能量密度極高的會聚光斑，這就是拋物面聚光器用于太陽能聚光的光學原理。在槽形拋物面反射鏡中，接收器可為圓管或條形平板，聚焦旋轉拋物面聚光器的吸收器可以是球體、圓板?，F(xiàn)以槽形拋物面反射鏡為例來分析拋物面反射鏡的聚光性能，因為應用在聚光太陽能電池中，接收器為條形平板。

⑤復合拋物面（CPC）聚光器。復合拋物面聚光器，是由兩片槽形拋物面反射鏡以及底部的接收器構成。這種聚光器只聚光不成像，因而不需要跟蹤裝置，只需要根據季節(jié)變化作少量傾斜度的調整。

太陽聚光器折射式聚光器

折射式聚光器是利用光在不同介質的界面發(fā)生折射的原理制成的透射式聚光器。這類聚光器的典型例子是凸透鏡，但是，在太陽能利用中，如用大型凸透鏡聚光，其中心部分很厚。比如，要得到一個焦距等于50cm，口徑為50cm的透鏡，就需要一個厚度為25cm的玻璃半球。這種笨重的透鏡實際上是無法使用的，因此，在聚光太陽能電池方陣中，絕大部分采用菲涅爾透鏡。

菲涅爾透鏡，實際上是對球面透鏡進行微分切割，取出對光學折射無作用的部分而成。為加工方便，還進行了整平，使球面透鏡變成一個帶有同心楞狀條紋的平板，大大降低了重量和體積。菲涅爾透鏡也可以做成線聚焦的，這種透鏡是由一系列對稱分布的平行楞狀條紋組成。與傳統(tǒng)的光學玻璃透鏡相比，將菲涅爾透鏡用于太陽能電池聚光有很多優(yōu)點。 2100433B

聚光器安裝在載物臺下，其作用是將光源經反光鏡反射來的光線聚焦于樣品上，以得到最強的照明，使物象獲得明亮清晰的效果。聚光器的高低可以調節(jié)，使焦點落在被檢物體上，以得到最大亮度。一般聚光器的焦點在其上方1.25mm處，而其上升限度為載物臺平面下方0.1mm。因此，要求使用的載玻片厚度應在0.8—1.2mm之間，否則被檢樣品不在焦點上，影響鏡檢效果。聚光器前透鏡組前面還裝有虹彩光圈，它可以開大和縮小，影響著成像的分辨力和反差，若將虹彩光圈開放過大，超過物鏡的數(shù)值孔徑時，便產生光斑；若收縮虹彩光圈過小，分辨力下降，反差增大。因此，在觀察時，通過虹彩光圈的調節(jié)再把視場光闌（帶有視場光闌的顯微鏡）開啟到視場周緣的外切處，使不在視場內的物體得不到任何光線的照明，以避免散射光的干擾。

聚光集熱器由聚光器和接收器組成。聚光器是匯聚陽光的光學部件。接收器是吸收太陽輻射并轉換成別種能量的部件，接收器可能包括吸收器，蓋層和絕熱構造。

聚光器有成像的和非成像的兩種類型。所謂非成像聚光器就是在吸收器上不產生太陽像，來自太陽的輻射分布在吸收器的各部分。成像聚光器則是在吸收器上要形成太陽像。成像聚光器通常要求跟蹤太陽，而且聚光器的制造精度和跟蹤精度都要求比較高。