将固体分频和液体分频组合的光谱分频组件及设计方法技术

技术编号:41329271 阅读:31 留言:0更新日期:2024-05-13 15:07
一种固体和液体组合的光谱分频组件及方法,属于太阳能光谱分频利用技术领域。该光谱分频组件的具体结构主要包括液体分频层和固体分频层。其工作原理为,将全光谱中电池无法利用的能量在液体分频层中转化为热能,可利用的能量通过固体分频层中的固体分频器件透射,由电池转化为电能。其区别于常规分频方式的主要特征是,通过固体分频器件的反射和透射,使不可利用的能量在液体器件中实现两次吸收过程,而可利用的能量仅有一次吸收过程。采用这种针对不同光谱区间的单光程‑双光程设计,能够解决液体吸收材料厚度大时减弱电池可利用光谱区间的能量穿透,而厚度小时减弱电池不可利用光谱区间的能量吸收这一技术矛盾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能全光谱分频,具体是一种将固体分频和液体分频组合的光谱分频组件及其设计方法。


技术介绍

1、太阳能发电技术被认为是理想的太阳能利用技术。尽管太阳能电池的发电效率已经显着提高,但由于固有的半导体带隙特性,太阳能电池的能量损失大,转换效率比较低。在太阳光谱中,低能光子无法被太阳能电池利用。单晶硅太阳能电池的带隙能量为固定的,只能将波长短于某个固定频率的入射太阳光转化为电能。但同时,太阳能电池会吸收波长长于该固定频率的入射太阳光,将其转换为热能,提高太阳能电池温度,导致太阳能电池能量转换效率降低,太阳能电池的转换效率取决于入射光的频率,能量低于半导体材料带隙的光子(光热波段)将被太阳能电池转换为热能,提高太阳能电池温度,导致太阳能电池能量转换效率降低。因此光谱分频对于提高对太阳能全光谱的利用能力和提高太阳能电池的效率都有这重要的意义。

2、目前最常用的分频器件为水,其吸收光谱主要在1100nm以后,但水对于太阳能电池在紫外光谱范围中无法利用的光谱无法吸收,并且由于水的沸点较低的局限性,无法在某些特定的高倍聚光条件进行分频;在水的基础本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种将固体分频和液体分频进行组合的光谱分频组件的设计方法,其特征为:

2.根据权利要求1所述的将固体分频和液体分频进行组合的光谱分频组件的设计方法,其特征在于,对光束一次穿过液体分频器件的吸收和光束经固体分频器件反射后二次穿过液体分频器件的吸收进行总体设计计算,降低液体分频层的厚度。

3.一种将固体分频和液体分频组合的光谱分频组件,该光谱分频组件采用权利要求1-2任一所述的将固体分频和液体分频进行组合的光谱分频组件的设计方法,其特征在于,所述的光谱分频组件将分频后的太阳能进行多种不同类型复合利用,包括但不限于,光伏转化、光热利用、光热发电、光催化和光热化学。<...

【技术特征摘要】

1.一种将固体分频和液体分频进行组合的光谱分频组件的设计方法,其特征为:

2.根据权利要求1所述的将固体分频和液体分频进行组合的光谱分频组件的设计方法,其特征在于,对光束一次穿过液体分频器件的吸收和光束经固体分频器件反射后二次穿过液体分频器件的吸收进行总体设计计算,降低液体分频层的厚度。

3.一种将固体分频和液体分频组合的光谱分频组件,该光谱分频组件采用权利要求1-2任一所述的将固体分频和液体分频进行组合的光谱分频组件的设计方法,其特征在于,所述的光谱分频组件将分频后的太阳能进行多种不同类型复合利用,包括但不限于,光伏转化、光热利用、光热发电、光催化和光热化学。

4.根据权利要求3所述的一种将固体分频和液体分频组合的光谱分频组件,其特征在于,分频后的太阳能可通过不同的太阳能电池器件来进行利用,包括但不限于,不同的太阳能电池,如硅电池、锗电池、砷化镓电池、钙钛矿电池。

5.根据权利要求3所述的一种将固体分频和液体分频组合的光谱分频组件,其特征在于,适用的太阳能的聚集设备包含但不限于非聚光、cpc聚光、槽式聚光、菲涅尔聚光。

6.根据权利要求3所述的一种将固体分频和液体分频组合的光谱分频组件,其特征在于,所述的分...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙勇刘冬雪赵志超郑志美贡永帅巨星柳华蔚徐超
申请(专利权)人:中国长江三峡集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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