一种包含上转换材料的太阳能电池系统技术方案

本发明专利技术提供一种包含上转换材料的太阳能电池系统，将太阳光分离为第一可见光和红外光，并将红外光转换为第二可见光，包括：分光镜片和太阳能电池，分光镜片将太阳光分离为第一可见光和红外光，并将第一可见光照射至太阳能电池；聚光转换组件，聚光转换组件设置在红外光的入射方向，聚光转换组件能够将红外光聚集并转换为第二可见光；反射镜，反射镜设置在第二可见光的入射方向，反射镜将第二可见光反射到太阳能电池的方向。将上转换材料单独放置在太阳能电池外部，通过光路设计，形成系统，可实现外置上转换材料提升太阳能电池性能的作用。现外置上转换材料提升太阳能电池性能的作用。现外置上转换材料提升太阳能电池性能的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种包含上转换材料的太阳能电池系统


[0001]本说明书涉及太阳能电池
，具体涉及一种包含上转换材料的太阳能电池系统。

技术介绍

[0002]上转换材料作用于太阳能电池，主要是利用上转换材料对近红外光照能量的转换利用，该部分能量不能被大多数的太阳能电池利用，甚至会因为太阳能电池的吸收导致电池运行工作温度升高，降低能量转换效率。现有技术对上转换材料在太阳能电池中的应用，主要集中在电池制备过程中，加入上转换材料，也即将上转换材料集成在电池内部，发挥上转换材料光谱转换的作用，如中国专利CN201510741653，公开号为CN105428541A，公开日期为2016年03月23日，公开了一种核壳结构上转换材料的制备方法，将核壳结构上转换材料作为钙钛矿太阳能电池的上转换层材料，提高钙钛矿太阳能电池对红外光的吸收，有效提高电池的效率。
[0003]现有技术中，上转换材料的应用主要集中在钙钛矿电池中，没有探讨研究如晶硅类电池、砷化镓类太阳能电池上的具体应用技术。将上转换材料作为太阳能电池的转换层，在膜层制备和电池制备过程中，存在着一定的技术难度，成本较高。因为上转换材料层对固有太阳能电池的内部结构存在一定的阻隔，会增加电池制备的难度，并增加电池制备的破损率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本说明书实施例提供一种包含上转换材料的太阳能电池系统，以解决上转换材料内置在太阳能电池中制备不便、破损率高、兼容性差等问题。
[0005]本说明书实施例提供以下技术方案：
[0006]一种包含上转换材料的太阳能电池系统，将太阳光分离为第一可见光和红外光，并将红外光转换为第二可见光，包含上转换材料的太阳能电池系统包括：
[0007]分光镜片和太阳能电池，分光镜片将太阳光分离为第一可见光和红外光，并将第一可见光照射至太阳能电池；
[0008]聚光转换组件，聚光转换组件设置在红外光的入射方向，聚光转换组件能够将红外光聚集并转换为第二可见光；
[0009]反射镜，反射镜设置在第二可见光的入射方向，反射镜将第二可见光反射到太阳能电池的方向。
[0010]进一步地，聚光转换组件包括上转换材料、第一聚光器和第二聚光器，第一聚光器的出射口与第二聚光器的入射口相对，上转换材料设置在第一聚光器和第二聚光器之间。
[0011]进一步地，聚光转换组件还包括高反射箱体，第一聚光器、第二聚光器和上转换材料均设置在高反射箱体内部。
[0012]进一步地，第一聚光器为复合抛物面聚光器。
[0013]进一步地，第二聚光器为复合抛物面聚光器、折射式聚光器、透镜类聚光器的一种或多种组合。
[0014]进一步地，上转换材料为稀土离子掺杂的重金属卤化物材料、稀土离子掺杂的氟化物材料、稀土离子掺杂的氧化物材料的一种或者多种组合。
[0015]进一步地，上转换材料的性状为固体粉末、分散在油性溶剂的粉末、分散在水性溶剂的粉末的一种或者多种组合。
[0016]进一步地，太阳能电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅类电池、砷化镓类电池、聚合物电池、钙钛矿电池一种或多种组合。
[0017]进一步地，反射镜包括镀银膜的光学器件、镀铝膜的光学器件或镀金膜的光学器件。
[0018]进一步地，分光镜片为玻璃基底，玻璃基底的上层覆盖有镀金属和镀非金属并相互交替的膜层。
[0019]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
[0020]将上转换材料单独放置在太阳能电池外部，通过光路设计，形成系统，实现外置上转换材料提升太阳能电池性能的作用。该系统不具体针对某种单一的上转换材料或者太阳能电池，具有广泛应用于各类太阳能电池的普适性。该专利技术不存在上转换材料和太阳能电池在相互制备过程中产生的相互影响，二者分别在系统内发挥自身功用。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。
[0022]图1是包含上转换材料的太阳能电池系统各部件的搭设示意图。
[0023]附图标记说明：1、分光镜片；101、太阳光；102、第一可见光；103、红外光；2、太阳能电池；3、聚光器组；301、第一聚光器；302、第二聚光器；4、上转换材料；401、第二可见光；5、反射镜。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0025]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/
或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0027]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0028]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
[0029]在国家能源战略的总体指导下，传统化石能源向可再生能源的转型正受到社会各界的广泛关注。新能源的开发和利用是解决当前能源问题的重要方法。太阳能作为一种清洁能源，是取之不尽、用之不竭、无污染且能够供人类便捷利用的天然资源。据相关数据统计，太阳辐射每秒钟照射到地球上的能量相当于燃烧500万吨煤释放的能量，如此巨大的能量如尽可能多的转换为可供人类高效利用的电能，将成为最佳的化石能源替代能量之一。
[0030]太阳能的利用以光热利用和光电利用为主。太阳能光伏发电便是光电利用的主要形式。预计在2040年，太阳能光伏发电在世界电力供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含上转换材料的太阳能电池系统，将太阳光(101)分离为第一可见光(102)和红外光(103)，并将红外光(103)转换为第二可见光(401)，其特征在于，所述包含上转换材料的太阳能电池系统包括：分光镜片(1)和太阳能电池(2)，分光镜片(1)将太阳光(101)分离为第一可见光(102)和红外光(103)，并将第一可见光(102)照射至太阳能电池(2)；聚光转换组件，所述聚光转换组件设置在红外光(103)的入射方向，所述聚光转换组件能够将红外光(103)聚集并转换为第二可见光(401)；反射镜(5)，反射镜(5)设置在第二可见光(401)的入射方向，反射镜(5)将第二可见光(402)反射到太阳能电池(2)的方向。2.根据权利要求1所述的包含上转换材料的太阳能电池系统，其特征在于，所述聚光转换组件包括上转换材料(4)、第一聚光器(301)和第二聚光器(302)，第一聚光器(301)的出射口与第二聚光器(302)的入射口相对，上转换材料(4)设置在第一聚光器(301)和第二聚光器(302)之间。3.根据权利要求2所述的包含上转换材料的太阳能电池系统，其特征在于，所述聚光转换组件还包括高反射箱体，第一聚光器(301)、第二聚光器(302)和上转换材料(4)均设置在所述高反射箱体内部。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：何泽明，张航，杨明，谢兮兮，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：