[发明专利]太阳能直接泵浦光电转换装置

说明书

技术领域；

本发明涉及太阳能泵浦光电转换装置。

背景技术：

现有用太阳光直接泵浦的激光器通常采用固体激光材料，由于固体激光材料面积小和泵蒲光仅能照射在固体激光材料的端面或侧面，导致光功率密度低，仅适宜制造激光器，不适宜用太阳能直接泵浦的激光对光电转换装置进行大面积照射，实现真正产业化的光电材料转换。

当采用太阳能聚光照射到激光材料的端面时，聚光只有一小部分照射到激光材料的端面，部分斜射在激光材料的边壁上，泵蒲功率密度比侧面照射还低，因此光泵浦的激光器无法用于现有的光电转换装置上。

中国专利95192092.8《光泵浦的激光器装置》和中国专利200580013368.0《光泵浦的半导体装置》和中国专利200510016969.9《光泵浦高功率垂直外腔面发射激光器》报道用光泵浦制造激光器的报道。

发明内容：

本发明的目的是：1、将增益介质制造成颗粒或纳米颗粒，填充透光玻璃板内，形成大面积弥散增益介质层，通过太阳能面聚光照射在大面积弥散增益介质层上泵蒲和反射和中空腔内气体增益介质的泵蒲和反射，使均匀的泵蒲光和阳光共同照射在光电转换电池板上进行光电转换，提高光电转换电池板光电转换效能。2、太阳能聚光照射在中空腔内气体增益介质或液体增益介质上泵蒲和反射，使均匀的气体泵蒲光或液体泵蒲光和太阳光共同照射在光电转换电池板上进行光电转换，提高光电转换电池板光电转换效能。3、透光玻璃板上镀反射膜，过滤无效或有害的光线，降低太阳能聚光产生的热量。4、通过谐振中空腔侧壁反射凹面，实现泵蒲光和太阳光的多次反射，提高反射光的能量。5、太阳能聚光装置与太阳能直接泵浦光电转换装置分离设置，减少太阳能聚光装置对太阳光的遮挡，提高光电转换电池板的光电转换效能。6、首次提出凹凸镶嵌多点聚光镜，多点阶梯谐振聚光镜结构，使太阳能聚光装置由直线照射改变为发射照射，减少光电转换电池板光集中产生的光斑和热量，降低光电转换电池的转换效能和寿命问题。7、太阳能直接泵浦光电转换装置上设置循环冷却装置，防止光电转换电池因温度过高产生降低光电转换电池转换效能和使用寿命问题。8、谐振中空腔隔条采用金属材料制造，通过热传导降低太阳能聚光装置产生的热量。9、提出填充透光玻璃板和光电转换电池板与谐振中空腔侧壁插接组合结构，透光玻璃板与光电转换电池板均可以更换，工艺简单，适宜规模化生产。

本发明提出的太阳能直接泵浦光电转换装置包括：太阳能聚光装置，透光玻璃板，增益介质，谐振中空腔，光电转换电池板，太阳能聚光照射在填充增益介质的透光玻璃板上进行泵蒲，转换后的泵蒲光和太阳光共同照射在光电转换电池板上进行光电转换。

透光玻璃板填充增益介质包括：Nd或Nd/Cr或Yb/Cr颗粒或其纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

本发明提出的另一种太阳能直接泵浦光电转换装置包括：太阳能聚光装置，透光玻璃板，增益介质，谐振中空腔，光电转换电池板，太阳能聚光照射在中空腔内气体增益介质或液体增益介质上泵蒲，泵蒲气体光或泵蒲液体光和太阳光共同照射在光电转换电池板上进行光电转换。

谐振中空腔内气体包括：空气、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)及其组合。

谐振中空腔内液体包括：水。

太阳能聚光装置包括：fresnel透镜，凹凸镶嵌多点聚光镜，阶梯谐振聚光镜，条形聚光镜，二次聚光镜。

透光玻璃板上镀金属反射膜或镀金属氧化物反射膜或镀纳半导体材料膜或镀纳米金属颗粒反射膜或纳米金属氧化物颗粒反射膜或纳米半导体材料颗粒膜，过滤无效红外光或有害的紫外光，降低太阳能聚光产生的热量。

太阳能聚光装置与太阳能直接泵浦光电转换装置分离设置，太阳能聚光通过准直器照射在填充增益介质Nd或Nd/Cr或Yb/Cr的透光玻璃板上，或照射在谐振中空腔内气体或液体上。太阳能聚光装置与太阳能直接泵浦光电转换装置分离设置的优点是：太阳能聚光装置与太阳光无遮挡，光电转换电池板可以充分的接收阳光和太阳能聚光，提高光电转换电池板的光电转换效能。

谐振中空腔内气体包括：空气、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)及其组合。

一种太阳能直接泵浦光电转换装置组装结构，透光玻璃板插进谐振中空腔侧壁凹槽内，光电转换电池板插进谐振中空腔侧壁另一层凹槽内，透光玻璃板与谐振中空腔侧壁与光电转换电池板的中空腔内填充气体。