熒光聚光器

一種高效太陽(yáng)能熒光聚光器 涉及太陽(yáng)能聚光器領(lǐng)域。通過(guò)在熒光平面光波導(dǎo)上下分別設(shè)置選擇性反射層和高反射薄膜構(gòu)成兩級(jí)熒光收集結(jié)構(gòu)，以使太陽(yáng)能收集器結(jié)構(gòu)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(dǎo)、底板、側(cè)邊擋板和側(cè)邊開口，其特征在于：玻璃蓋板下表面設(shè)置選擇性反射層；底板上表面和側(cè)邊擋板內(nèi)表面都設(shè)置高反射薄膜；熒光平面光波導(dǎo)與玻璃蓋板之間及熒光平面光波導(dǎo)與底板之間均留有空氣薄層；側(cè)邊擋板上留有側(cè)邊開口。本發(fā)明可作為傳統(tǒng)太陽(yáng)能收集器的替代產(chǎn)品，能夠運(yùn)用在太陽(yáng)能供暖（熱水）系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)及其它太陽(yáng)能系統(tǒng)上。

一種平面熒光聚光器 包括熒光物質(zhì)和平面光波導(dǎo)，所述熒光物質(zhì)為銅銦硫量子點(diǎn)材料，所述平面光波導(dǎo)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(yīng)用到平面熒光聚光器領(lǐng)域，可以更大程度發(fā)揮出銅銦硫量子點(diǎn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使得銅銦硫量子點(diǎn)具有更廣闊的應(yīng)用前景。由于CIS量子點(diǎn)是一種光熱穩(wěn)定性好、高效熒光且綠色環(huán)保型量子點(diǎn)熒光材料，將它與平面光波導(dǎo)技術(shù)和太陽(yáng)能電池相結(jié)合，構(gòu)造出一種新型LPC，不僅可以加快推廣CIS材料的廣泛應(yīng)用，同時(shí)還可以改善太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)用新型專利 公開了一種采用無(wú)鎘量子點(diǎn)平面熒光聚光器的太陽(yáng)能電池板，包括量子點(diǎn)熒光聚光器和太陽(yáng)能電池片，所述量子點(diǎn)熒光聚光器呈板狀，所述太陽(yáng)能電池片至少設(shè)置有一個(gè)且粘接在量子點(diǎn)熒光聚光器的側(cè)面，所述量子點(diǎn)熒光聚光器的其余側(cè)面和底面粘接有反射板。該專利由于在所述量子點(diǎn)熒光聚光器的其余側(cè)面和底面粘接有反射板，通過(guò)反射板的反射作用，將相應(yīng)側(cè)面和底面射出的光線反射回量子點(diǎn)熒光聚光器內(nèi)，從而提高太陽(yáng)能利用率和光電轉(zhuǎn)換效率。此外，由于在粘接于量子點(diǎn)熒光聚光器底面的反射板上連接散熱器，有利于太陽(yáng)能電池板及時(shí)散熱，延長(zhǎng)其使用壽命。

太陽(yáng)光聚光技術(shù)有聚焦型、反光型和熒光聚光三種，其中熒光聚光技術(shù)實(shí)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(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。熒光聚光技術(shù)能利用任意角度入射的太陽(yáng)光，無(wú)需配置太陽(yáng)跟蹤裝置，相比普通太陽(yáng)能電池或者聚焦型和反光型的太陽(yáng)光聚光技術(shù)，都能降低高效率的單晶硅等太陽(yáng)能電池的發(fā)電成本。

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

根據(jù)聚焦特性，聚光器可分為點(diǎn)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(diǎn)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(yáng)能電池處于同一條光學(xué)軸線上。不同的聚光器應(yīng)用于太陽(yáng)能電池聚光系統(tǒng)中具有各自不同的特點(diǎn)。

根據(jù)光學(xué)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(nèi)部反射達(dá)到聚光。

熱光伏聚光器工作原理是：太陽(yáng)把輻射器加熱到高溫，完成光熱轉(zhuǎn)換，輻射器再發(fā)出輻射到太陽(yáng)能電池上，電池不能利用的長(zhǎng)波輻射重新回到輻射器，完成光電轉(zhuǎn)換，理論上可以達(dá)到很高的效率。熒光聚光器和光導(dǎo)纖維聚光器是兩種尚未成熟的技術(shù)。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(yáng)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(dāng)?shù)慕嵌葮?gòu)成槽壁，在槽底放置太陽(yáng)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(duì)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(yáng)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(dāng)?shù)陌卜沤嵌认?，可使方陣的輸出提?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(yáng)光反射到一個(gè)共同的目標(biāo)上，在目標(biāo)上安放吸收器，取得高溫和高光強(qiáng)。這種聚光器是在大面積范圍鋪設(shè)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(yáng)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(gè)共同的焦點(diǎn)，當(dāng)一束陽(yáng)光平行入射，雙曲面反射聚光器將其會(huì)聚成一個(gè)光點(diǎn)，如果反射面做成正確的雙曲拋物面，則聚光倍數(shù)可達(dá)1000倍。但這種聚光器加工難度較大，外形要求嚴(yán)格，跟蹤要求也高，一般使用在水平較高的系統(tǒng)中。太陽(yáng)光被會(huì)聚到太陽(yáng)能電池上。傘式太陽(yáng)灶是這種聚光器的一種近似結(jié)構(gòu)，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(huì)聚于焦點(diǎn)的鏡面。因此，當(dāng)太陽(yáng)光投向一拋物面反射鏡表面時(shí)，在其焦點(diǎn)處可形成能量密度極高的會(huì)聚光斑，這就是拋物面聚光器用于太陽(yáng)能聚光的光學(xué)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(zhuǎn)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(lái)分析拋物面反射鏡的聚光性能，因?yàn)閼?yīng)用在聚光太陽(yáng)能電池中，接收器為條形平板。

⑤復(fù)合拋物面（CPC）聚光器。復(fù)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(gòu)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(jù)季節(jié)變化作少量?jī)A斜度的調(diào)整。

太陽(yáng)聚光器折射式聚光器

折射式聚光器是利用光在不同介質(zhì)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(yáng)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(gè)焦距等于50cm，口徑為50cm的透鏡，就需要一個(gè)厚度為25cm的玻璃半球。這種笨重的透鏡實(shí)際上是無(wú)法使用的，因此，在聚光太陽(yáng)能電池方陣中，絕大部分采用菲涅爾透鏡。

菲涅爾透鏡，實(shí)際上是對(duì)球面透鏡進(jìn)行微分切割，取出對(duì)光學(xué)折射無(wú)作用的部分而成。為加工方便，還進(jìn)行了整平，使球面透鏡變成一個(gè)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(duì)稱分布的平行楞狀條紋組成。與傳統(tǒng)的光學(xué)玻璃透鏡相比，將菲涅爾透鏡用于太陽(yáng)能電池聚光有很多優(yōu)點(diǎn)。 2100433B

聚光器安裝在載物臺(tái)下，其作用是將光源經(jīng)反光鏡反射來(lái)的光線聚焦于樣品上，以得到最強(qiáng)的照明，使物象獲得明亮清晰的效果。聚光器的高低可以調(diào)節(jié)，使焦點(diǎn)落在被檢物體上，以得到最大亮度。一般聚光器的焦點(diǎn)在其上方1.25mm處，而其上升限度為載物臺(tái)平面下方0.1mm。因此，要求使用的載玻片厚度應(yīng)在0.8—1.2mm之間，否則被檢樣品不在焦點(diǎn)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(guò)大，超過(guò)物鏡的數(shù)值孔徑時(shí)，便產(chǎn)生光斑；若收縮虹彩光圈過(guò)小，分辨力下降，反差增大。因此，在觀察時(shí)，通過(guò)虹彩光圈的調(diào)節(jié)再把視場(chǎng)光闌（帶有視場(chǎng)光闌的顯微鏡）開啟到視場(chǎng)周緣的外切處，使不在視場(chǎng)內(nèi)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(yáng)光的光學(xué)部件。接收器是吸收太陽(yáng)輻射并轉(zhuǎn)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(gòu)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(chǎn)生太陽(yáng)像，來(lái)自太陽(yáng)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(yáng)像。成像聚光器通常要求跟蹤太陽(yáng)，而且聚光器的制造精度和跟蹤精度都要求比較高。