[发明专利]用于凝聚光辐射的装置

权利要求书

1.一种用于收集和凝聚光辐射的全息平面聚光器(10’)，所述全息平面聚光器(10’)包括

(a)至少一个高透明平板(12，12’)；

(b)至少一个设置在该高透明平板(12，12’)的一个表面(12a)上以形成光导结构的多重复用全息光学薄膜(14，14’)，所述至少一个多重复用全息光学薄膜(14)中已经记录了具有两个或多个被角度和光谱复用的区域(14，114，214)的多个衍射结构，所述多重复用全息图适于将所述光辐射耦合到所述高透明平板(12，12’)中，使得所述光辐射无损耗地通过所述高透明平板(12，12’)与所述多重复用全息光学薄膜(14，14’)，所述多重复用全息薄膜(14，14’)被复用以减小所述全息平面聚光器(10’)中的再次耦合损耗；以及

(c)至少一个光生伏打电池(30)，固定在所述至少一个多重复用全息光学薄膜(14，14’)下面，固定在与太阳辐射的入射相反的一侧，通过记录在至少一个薄膜(14，14’)中的至少一个所述多重复用全息光学元件，将每个这种光生伏打电池(30)进行横向界定。

2.如权利要求1所述的全息平面聚光器(10’)，包括至少两个固定在所述至少一个多重复用全息光学薄膜(14，14’)下面的光生伏打电池(30)。

3.如权利要求1所述的全息平面聚光器(10’)，包括两个透明平板(12，12’)。

4.如权利要求3所述的全息平面聚光器(10’)，其中每个所述透明平板(12，12’)具有一固定其上的所述多重复用全息光学薄膜(14，14’)，所述透明平板(12，12’)通过所述多重复用全息光学薄膜(14，14’)固定在一起，其中一个所述透明平板(12)包括一顶板，所述太阳辐射最初入射在该顶板上，另一个所述透明平板(12’)包括一底板，所述太阳辐射在通过所述顶板(12)之后入射在该底板上。

5.如权利要求1所述的全息平面聚光器(10’)，其中所述全息平面聚光器(10’)被安装在一固定的位置，以提供对太阳的被动式跟踪。

6.如权利要求1所述的全息平面聚光器(10’)，其中所述全息平面聚光器(10’)安装在一跟踪装置上，适于每日或每季节或者包括两者对太阳进行跟踪。

7.如权利要求1所述的全息平面聚光器(10’)，其中所述高透明平板(12，12’)具有第一折射率，所述全息光学薄膜(14，14’)具有第二折射率，且所述第一和第二折射率之间的折射率差不大于大约3％。

8.一种使用权利要求1所述全息平面聚光器(10’)的方法，该方法包括：

(a)采用角度和光谱复用技术在所述多重复用全息光学薄膜(14，14’)中记录所述多个衍射结构，将所述记录设计成使所述全息平面聚光器(10’)的预定的方向朝向太阳能方向，所述多重复用全息光学薄膜(14，14’)适于将所述太阳能耦合到所述高透明平板(12，12’)中；并且，以任一种顺序，

(b)将所述全息平面聚光器(10’)安装成所述预定取向来收集太阳能；以及

(c)在至少一个所述高透明平板(12，12’)和至少一个所述多重复用全息光学薄膜(14，14’)的下面安装所述至少一个光生伏打电池(30)。

9.如权利要求8所述的方法，其中进行所述记录，以便(a)所述薄膜能够以小俘获角将光辐射射入所述高透明平板中，或(b)提供两个或多个被不同角度复用以及空间复用的区域，(c)包括两者，从而减小所述高透明平板的再次耦合损耗。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述高透明平板包括玻璃片或一种光学透明的聚合物，并被垂直安装在建筑物的一侧作为一窗口。