可调聚焦色散分光一体异质结发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，包括集群使用的若干个发电单元，每个发电单元包括复合透镜装置和异质结发电装置，其中，复合透镜装置包括主透镜、副透镜和透镜桶，异质结发电装置包括异质结电池；副透镜、主透镜和异质结电池依次沿透镜桶的长度方向安装在其内腔内。本实用新型专利技术应用凸透镜的自然汇聚与色散特性原理对阳光进行采集、汇聚、空间频率分割，是上述过程在同一装置内进行并完成。参考相对应的异质结发电对不同波长的空间分布要求，通过设计光路，可使通过透镜系统不同波长的光依空间分布要求汇聚于异质结不同位置，满足光发电的条件。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种异质结光伏发电装置，尤其是一种可调聚焦色散分光一体异质结发电装置。
技术介绍
光伏发电的核心是光电池，而光电池按半导体材料的构成单一性分为同质结、异质结两种。最早的光电池为同质结结构。异质结虽是后来发展起来的，技术工艺也具有相当的特点。而目前的现状是异质结发电系统大都采用了聚光形式，其中以用菲涅耳透镜结构较普遍，此透镜结构较一般透镜复杂，光学加工有一定难度，成本也随之有相应增加；此外，对阳光跟踪的精度要求也很高，为普及、配套加工、操作添加了一定难度，还需要一定的制造成本。还有就是设备的维修与保养比普通透镜复杂，不利于系统稳定性。还有就是从光汇聚的方式来看，一般技术是用一束汇聚的太阳光直接照射异质结，通过吸收和透射利用不同深度的异质结吸收不同波长的光来产生电能，光成垂直角度入射，光能密度集中发热量大又不利于散热。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种通过透镜系统不同波长的光依空间分布要求汇聚于异质结不同位置，满足光发电条件的可调聚焦色散分光一体异质结发电装置。为实现上述目的，本技术可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，包括集群使用的若干个发电单元，每个发电单元包括复合透镜装置和异质结发电装置，其中，复合透镜装置包括主透镜、副透镜和透镜桶，异质结发电装置包括异质结电池；副透镜、主透镜和异质结电池依次沿透镜桶的长度方向安装在其内腔内。进一步，所述异质结电池包括光接收频率渐次变化的多叠层电池层结构，其中，高频率的电池层靠近所述主透镜。进一步，所述副透镜和主透镜之间设置有密封结构，该密封结构将副透镜和主透镜相互固定结合成一整体来形成透镜组合。进一步，所述异质结电池安装在电池支架上，该电池支架安装在所述透镜桶的内腔内，电池支架的安装位置能够进行调节，以调节所述异质结电池与所述主透镜之间的间距。进一步，所述透镜桶的结构为空心圆柱，空心部分内腔的两端贯通。进一步，所述透镜桶的内腔从一端到另一端依次设置所述副透镜、密封结构、主透镜、异质结电池和电池支架，所述副透镜、密封结构、主透镜、异质结电池的几何中心在所述透镜桶的中心轴线上。进一步，所述主透镜、副透镜为凸透镜，在所述主透镜、副透镜之间存在空隙，空隙中充满与透镜折射率相同的透明介质。进一步，所述密封结构连接和支撑所述主透镜、副透镜，并且密封透明介质。进一步，所述密封结构调节所述主透镜、副透镜的间距。本技术应用凸透镜的自然汇聚与色散特性原理对阳光进行采集、汇聚、空间频率分割，是上述过程在同一装置内进行并完成。参考相对应的异质结发电对不同波长的空间分布要求，通过设计光路，可使通过透镜系统不同波长的光依空间分布要求汇聚于异质结不同位置，满足光发电的条件。附图说明图1为本技术结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，包括集群使用的若干个发电单元，每个发电单元包括复合透镜装置和异质结发电装置，其中，透镜桶3为空心圆柱结构，复合透镜装置包括主透镜1、副透镜2、密封结构6、透镜桶3。主透镜1、副透镜2之间设置有密封结构6，通过密封结构6将副透镜2和主透镜1相互固定结合成一整体，来形成透镜组合，透镜组合安装固定于透镜桶3的内腔。异质结发电装置包括异质结电池4和电池支架5两个部分，异质结电池4与电池支架5固定安装结合为一体，同时通过电池支架5安装固定于透镜桶3的内腔。电池支架 5的安装位置能够进行调节，以调节异质结电池与主透镜之间的间距。在透镜桶3内腔，从其一端到另一端依次设置有副透镜2、密封结构6、主透镜1、异质结电池4、电池支架5，副透镜2、密封结构6、主透镜1、异质结电池4的几何中心在透镜桶3的中心轴线上。复合透镜装置和异质结发电装置于透镜桶内腔间距可调，安装固定方式采用模具、粘接、紧配合等方式。主透镜1、副透镜2为凸透镜，在主透镜1、副透镜2之间存在空隙，空隙中充满与透镜折射率相同的透明介质。密封结构6用于连接、支撑主透镜1、副透镜2，并且密封透明介质。密封结构6可调节主透镜1、副透镜2的间距，调节数值根据异质结电池尺寸、透镜折射率和直径等参数确定；密封结构6可兼容相同直径不同厚度的主透镜之间或副透镜之间的更换功能。异质结电池4为多叠层结构，相邻电池层间光接收频率渐次变化，高频率的电池层一侧靠近透镜组合。异质结电池4与主透镜1的间距可以调节，调节数值根据异质结电池尺寸、透镜折射率和直径等参数确定。透镜桶3的壁厚、长度、直径根据复合透镜装置和异质结发电装置具体物理性质设定。本技术的工作原理原理1 光的折射率在介质中与光的频率成正比；原理2 凸透镜的焦距与光的折射率成反比。根据以上原理递推出光的频率与焦距成反比。通过透镜对阳光进行采集、汇聚并利用凸透镜色散效应将不同频率的光汇聚于不同的空间区域， 按光的折射率与频率成正比规律，不同频率光的焦距与波长成正比，沿光轴分布。不同频率的光汇聚于光轴的不同区域段，而其汇聚区域按频率高低的排列顺序与异质结接受的光频率的顺序一致。通过设计使这个频率的顺序在空间尺度上也与异质结复合，从而满足异质结发电所要求条件。 使用时，如图1，箭头所示为入射阳光方向，收集到的阳光沿此方向首先射来，照射并进入副透镜汇聚，通过主副透镜之间的空隙照到主透镜上，再经主透镜汇聚射出时，就完成汇聚、分光的过程，后集中射到异质结电池上。fl为低端频率聚焦区，f2为高端频率聚焦区，低端频率光汇聚并穿透高端频率异质结电池，发电过程完成。权利要求1.可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，该装置包括集群使用的若干个发电单元，每个发电单元包括复合透镜装置和异质结发电装置，其中，复合透镜装置包括主透镜、副透镜和透镜桶，异质结发电装置包括异质结电池；副透镜、主透镜和异质结电池依次沿透镜桶的长度方向安装在其内腔内。2.如权利要求1所述的可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，所述异质结电池包括光接收频率渐次变化的多叠层电池层结构，其中，高频率的电池层靠近所述主透镜。3.如权利要求2所述的可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，所述副透镜和主透镜之间设置有密封结构，该密封结构将副透镜和主透镜相互固定结合成一整体来形成透镜组合。4.如权利要求3所述的可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，所述异质结电池安装在电池支架上，该电池支架安装在所述透镜桶的内腔内，电池支架的安装位置能够进行调节，以调节所述异质结电池与所述主透镜之间的间距。5.如权利要求4所述的可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，所述透镜桶的结构为空心圆柱，空心部分内腔的两端贯通。6.如权利要求5所述的可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，所述透镜桶的内腔从一端到另一端依次设置所述副透镜、密封结构、主透镜、异质结电池和电池支架，所述副透镜、密封结构、主透镜、异质结电池的几何中心在所述透镜桶的中心轴线上。7.如权利要求1所述的可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，所述主透镜、副透镜为凸透镜，在所述主透镜、副透镜之间存在空隙，空隙中充满与透镜折射率相同的透明介质。8.如权利要求7所述的可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，所述密封结构连接和支撑所述主本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．可调聚焦色散分光一体异质结发电装置，其特征在于，该装置包括集群使用的若干个发电单元，每个发电单元包括复合透镜装置和异质结发电装置，其中，复合透镜装置包括主透镜、副透镜和透镜桶，异质结发电装置包括异质结电池；副透镜、主透镜和异质结电池依次沿透镜桶的长度方向安装在其内腔内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛黎明，刘伯昂，
申请(专利权)人：北京桑纳斯太阳能电池有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11