太阳能发电装置及车辆制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种太阳能发电装置及车辆，涉及能源技术领域，该太阳能发电装置包括太阳能电池板和牛眼结构光栅，牛眼结构光栅覆盖在太阳能电池板的上表面；牛眼结构光栅的表面刻有周期性的环状细缝，并形成了周期性的光栅结构。由于光栅可以改变入射光的传播方向，所以太阳能发电装置通过光栅的衍射可以扩展空间光的接收角度，并且牛眼结构光栅的这种光栅结构的特殊设计，使得空间光的接收角度可以达到更大的角度谱，与现有的追日系统相比，大大降低了成本。

Solar Power Generation Devices and Vehicles

The invention provides a solar power generating device and a vehicle, which relates to the field of energy technology. The solar power generating device comprises a solar panel and a cattle-eye structural grating, which covers the upper surface of the solar panel. The cattle-eye structural grating has periodic annular slits engraved on the surface and forms a periodic grating structure. Because the grating can change the direction of the incident light, the solar power generation device can expand the receiving angle of the space light through the grating diffraction, and the special design of the grating structure of the bull's eye structure grating makes the receiving angle of the space light reach a larger angle spectrum, which greatly reduces the cost compared with the existing sun-tracking system.

【技术实现步骤摘要】
太阳能发电装置及车辆
本专利技术涉及能源
，尤其是涉及一种太阳能发电装置及车辆。
技术介绍
太阳能应用原理是通过空间光(太阳光、人造光、宇宙射线等)辐射能与太阳能接收装置形成模式激励，经由光电转化的方式将光能转为电能。近些年太阳能电池技术飞速发展，使用的场景越来越丰富。太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。传统的太阳能发电板，由于空间光的接收角度受限、光电转换效率等问题，存在发展滞碍。传统太阳能接收器的最佳接收角度约为7度，超过最佳区域呈高速衰落，也因此光电转换效率降低至约为17％。现有技术中通过机械原理的追日系统来得到更好的接收角度，然而这种方式造价昂贵、本益比的回收率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种太阳能发电装置及车辆，以较低的成本扩展空间光的接收角度，从而提高太阳能电池板的光电转换效率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种太阳能发电装置，包括太阳能电池板和牛眼结构光栅，所述牛眼结构光栅覆盖在所述太阳能电池板的上表面；所述牛眼结构光栅的表面刻有周期性的环状细缝，并形成了周期性的光栅结构。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述牛眼结构光栅由多个光栅单元构成，每个所述光栅单元中的多个所述光栅结构成同心圆状排列并向外呈扩散状。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述光栅单元的尺寸为微米级别，每个所述光栅单元的光栅结构的个数大于10。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述牛眼结构光栅包括对应不同的接收角度的多种光栅结构的光栅单元。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，每个所述光栅单元均由对应不同的接收角度的多种光栅结构级联而成。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述牛眼结构光栅的材质包括金属。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述牛眼结构光栅的材质包括以下中的任一种：金、银、铜、铁、铝、钛、镍。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述太阳能发电装置还包括蓄电池，所述蓄电池与所述太阳能电池板连接；所述蓄电池用于存储所述太阳能电池板转换的电能。第二方面，本专利技术实施例还提供一种车辆，所述车辆的车身上设置有如第一方面或其任一种可能的实施方式所述的太阳能发电装置。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述车辆包括混合动力汽车或纯电动汽车。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例中，太阳能发电装置包括太阳能电池板和牛眼结构光栅，牛眼结构光栅覆盖在太阳能电池板的上表面；牛眼结构光栅的表面刻有周期性的环状细缝，并形成了周期性的光栅结构。由于光栅可以改变入射光的传播方向，所以太阳能发电装置通过光栅的衍射可以扩展空间光的接收角度，并且牛眼结构光栅的这种光栅结构的特殊设计，使得空间光的接收角度可以达到更大的角度谱，与现有的追日系统相比，大大降低了成本。因此，本专利技术实施例提供的太阳能发电装置及车辆以较低的成本扩展了空间光的接收角度，从而提高了太阳能电池板的光电转换效率。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种太阳能发电装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种牛眼结构光栅的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种太阳能发电装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种太阳能发电装置的工作原理示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种不同光栅结构下接收角度与光电转换效率的对应关系图；图6(a)为本专利技术实施例提供的一种光谱响应随光波长的变化示意图；图6(b)为本专利技术实施例提供的一种光谱响应随光栅结构个数的变化示意图。图标：101-太阳能电池板；102-牛眼结构光栅；103-蓄电池。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前太阳能发电板，由于空间光的接收角度受限、光电转换效率等问题，存在发展滞碍，如何实现广角度的接收成为重要核心问题，也因此，太阳能车的发展历史悠久，但实际运用于车载却没有，强烈的影响了太阳能的应用前景。基于此，本专利技术实施例提供的一种太阳能发电装置及车辆，利用牛眼结构光栅，通过计算不同角的入射光源与光栅结构的激励特性，实现在光能接收上扩展接收角度谱。为便于对本实施例进行理解，首先对本专利技术实施例所公开的一种太阳能发电装置进行详细介绍。实施例一：图1为本专利技术实施例提供的一种太阳能发电装置的结构示意图，如图1所示，该太阳能发电装置包括太阳能电池板101和牛眼结构光栅102，牛眼结构光栅102覆盖在太阳能电池板101的上表面；牛眼结构光栅102的表面刻有周期性的环状细缝，并形成了周期性的光栅结构。当光遇到光栅之后，光的传播方向将会发生不同程度的改变，即衍射现象。衍射与光栅的材质、光栅常数密切相关，它们都可以改变光的偏转角度和强度。其中，光栅常数p＝细缝宽度a+细缝间距b。通过合理的光栅常数(结构尺寸)的调整，牛眼结构光栅102能够在三维空间实现360度的旋度范围内达到很好的接收效果，能够降低色散效应、提高能量接收等。而光的入射角度和强度决定了太阳能电池板101的光电转换效率，因此，该太阳能发电装置可以提高车载在太阳能方面的应用前景。可选地，牛眼结构光栅102的材质为金属。由于金属有良好的稳定性和电性能，因此可以提高车载在太阳能方面的应用前景。具体地，牛眼结构光栅是金属结构表层刻蚀有周期性的细缝结构所构成的光学器件，光栅的尺寸一般是nm级，结构紧凑、可大规模集成复制等是最大的优势。进一步地，牛眼结构光栅102的材质包括以下中的任一种：金、银、铜、铁、铝、钛、镍。可选地，牛眼结构光栅102的厚度为100-300nm。优选地，牛眼结构光栅102的厚度为150-200nm。在一些可能的实施例中，牛眼结构光栅102由多个光栅单元构成，每个光栅单元中的多个光栅结构成同心圆状排列并向外呈扩散状。图2为本专利技术实施例提供的一种牛眼结构光栅的结构示意图，如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能发电装置，其特征在于，包括太阳能电池板和牛眼结构光栅，所述牛眼结构光栅覆盖在所述太阳能电池板的上表面；所述牛眼结构光栅的表面刻有周期性的环状细缝，并形成了周期性的光栅结构。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能发电装置，其特征在于，包括太阳能电池板和牛眼结构光栅，所述牛眼结构光栅覆盖在所述太阳能电池板的上表面；所述牛眼结构光栅的表面刻有周期性的环状细缝，并形成了周期性的光栅结构。2.根据权利要求1所述的太阳能发电装置，其特征在于，所述牛眼结构光栅由多个光栅单元构成，每个所述光栅单元中的多个所述光栅结构成同心圆状排列并向外呈扩散状。3.根据权利要求2所述的太阳能发电装置，其特征在于，所述光栅单元的尺寸为微米级别，每个所述光栅单元的光栅结构的个数大于10。4.根据权利要求2所述的太阳能发电装置，其特征在于，所述牛眼结构光栅包括对应不同的接收角度的多种光栅结构的光栅单元。5.根据权利要求2所述的太阳能发电装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何至军，赵闯，
申请(专利权)人：贵安新区新特电动汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52