用于转换光能的具有混合架构的光学机械系统及对应的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于转换光能的光学机械系统(1)，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于转换光能的具有混合架构的光学机械系统及对应的方法


[0001]本专利技术涉及光学系统
，更具体地涉及光学机械系统(optomechanical system)
特别地，本专利技术涉及一种用于将光能转换为另一种类型的能量的光学机械系统和对应的方法。更准确地，本专利技术涉及一种具有混合架构的光学机械系统，该光学机械系统包括至少两种不同类型的光能转换元件，特别是两种不同类型的光伏电池(photovoltaic cell)。特别地，这样的光学机械系统可以以有利的方式用在太阳能电池板的构造中，以用于使太阳能电力的产生最大化。

技术介绍

[0002]光伏电池(PV电池)是一种将可见光转换为直流电(DC)的专业半导体二极管。一些PV电池还可以将红外(IR)或紫外(UV)辐射转换为DC电力。光伏电池是诸如太阳能电池板的太阳能——电能系统的组成部分，太阳能——电能系统作为公用电源的替代源正变得越来越重要。
[0003]期望提高从太阳能到电力的转换效率，以降低太阳能电力的成本并且使它可与诸如燃料的其他能源竞争。然而，标准硅PV电池的效率被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于转换光能的光学机械系统(1)，包括：
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光学装置(40)，其包括一个或多个光学层(41、42)，其中所述光学层(41，42)中的至少一个包括多个初级光学元件(47)以将入射光(80)集中成透射光(90)，其中所述初级光学元件(47)被布置成二维矩形或六边形阵列；
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支撑层(50)；
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移位机构(60)，用于使所述光学装置(40)的所述光学层(41、42)中的至少一个相对于所述支撑层(50)移动，或反之亦然；以及
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框架元件(10)，所述光学装置(40)或所述支撑层(50)被附接到所述框架元件(10)，其中所述支撑层(50)包括多个初级光能转换元件(51)和多个次级光能转换元件(52)，所述多个初级光能转换元件(51)被布置成与所述初级光学元件(47)的布置对应的二维阵列，其中所述初级光能转换元件(51)和所述次级光能转换元件(52)能够将透射光(90)的能量转换为输出能量，并且其中所述初级光能转换元件(51)和所述次级光能转换元件(52)的类型、和/或表面面积、和/或光转换效率、和/或光转换光谱不同，并且其中所述移位机构(60)被布置成通过一个或多个平移元件(65，65
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)使所述光学装置(40)的所述层中的至少一个或所述支撑层(50)相对于所述框架元件(10)平移移动，使得所述初级光能转换元件(51)的总输出功率和所述次级光能转换元件(52)的总输出功率是可调整的。2.根据权利要求1所述的光学机械系统(1)，其中所述移位机构(60)被布置成使所述光学装置(40)的所述层中的至少一个或所述支撑层(50)移动，使得所述初级光能转换元件(51)的总输出能量功率和所述次级光能转换元件(52)的总输出能量功率是可最大化的。3.根据权利要求1或2中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级光学元件(47)是反射型的，诸如反射镜；或是折射型的，诸如透镜，包括平凸、平凹、双凸、双凹、凹凸型和具有多项式的形状的非球面曲率。4.根据前述权利要求中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述光学机械系统被配置为使得直射太阳光由所述初级光学元件(47)引导到所述初级光能转换元件(51)，并且使得漫射太阳光由所述次级光能转换元件(52)捕获。5.根据前述权利要求中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级光能转换元件(51)和/或所述次级光能转换元件(52)是光伏电池。6.根据权利要求5所述的光学机械系统(1)，其中所述初级光能转换元件(51)和所述次级光能转换元件(52)二者是不同类型的单结光伏电池。7.根据权利要求5所述的光学机械系统(1)，其中所述初级光能转换元件(51)和次级光能转换元件(52)是相同类型的光伏电池，并且其中所述初级光能转换元件(51)和次级光能转换元件(52)的表面面积和/或形状不同。8.根据权利要求5所述的光学机械系统(1)，其中所述初级光能转换元件(51)是多结光伏电池，并且所述次级光能转换元件(52)是另一种类型的光伏电池。9.根据权利要求1至5中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级光能转换元件(51)是光伏电池，并且所述次级光能转换元件(52)是热太阳能收集器。10.根据前述权利要求中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述次级光能转换元件
(52)设置有孔，所述初级光能转换元件(51)被放置到所述孔内，并且其中所述次级光能转换元件(52)覆盖在所述初级光能转换元件(51)之间的所述支撑层(50)的表面。11.根据前述权利要求中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述支撑层(50)包括在所述光学装置(40)的方向上一个安装在另一个之上的初级支撑层(50a)和次级支撑层(50b)，其中所述初级支撑层(50a)承载所述初级光能转换元件(51)，并且所述次级支撑层(50b)承载所述次级光能转换元件(52)。12.根据权利要求11所述的光学机械系统(1)，其中所述初级支撑层(50a)被层压在所述次级支撑层(50b)之上。13.根据权利要求11或12中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级支撑层(50a)由透明电介质制成。14.根据权利要求13所述的光学机械系统(1)，其中所述初级支撑层(50a)由多个透明电介质拼贴块组成，所述拼贴块首先被装配有初级光能转换元件(51)，之后被并排层压在由透明电介质制成的较大的次级支撑层上以形成完整的初级支撑层(50a)。15.根据权利要求13或14中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级支撑层(50a)由玻璃制成，优选地由化学硬化低铁玻璃制成。16.根据前述权利要求权利要求11至15中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述次级支撑层(50b)由回火玻璃、聚合物或碳纤维制成。17.根据权利要求11至16中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级支撑层(50a)设置有被设计为转换特定范围的波长的透射光(90)的初级光能转换元件(51)，所述波长有利地是从UV到可见光的短波长，例如从300纳米到800纳米，而例如在800纳米以上的其余的透射光，诸如红外光，被透射通过所述初级支撑层(50a)以由所述次级光能转换元件(52)转换。18.根据权利要求11至17中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级支撑层(50a)设置有孔，所述孔被布置成使得所述透射光(90)的至少一部分到达所述次级光能转换元件(52)。19.根据前述权利要求中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级光能转换元件(51)通过初级连接线(53)互连。20.根据权利要求19所述的光学机械系统(1)，其中所述初级连接线(53)被设置在所述支撑层(50)上。21.根据权利要求19或20中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级连接线(53)由透明导电材料——诸如透明导电氧化物——制成。22.根据前述权利要求中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述次级光转换元件(52)通过次级连接线(54)互连，所述次级连接线(54)具有被设计为使由于遮光和/或散射导致的能量损失最小化的几何形状。23.根据前述权利要求中任一项所述的光学机械系统(1)，其中所述初级光能转换元件(51)中的每个的输出端子通过具有串联连接和并联连接的组合的导电线互连，以提供初级两端子...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：英索莱特股份公司，
类型：发明
国别省市：