[发明专利]聚光太阳能光电转换装置或光热转换装置

说明书

技术领域；

本发明涉及聚光太阳能光电转换装置或光热转换装置。

背景技术：

太阳光直接泵浦激光器是一种很具前景的太阳能利用方式，它是以太阳辐射能作为泵浦源，把宽波段、非相干的太阳光转换成窄波段、相干的激光。

量子点，又可称为纳米晶，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。

量子点具有宽的激发谱和窄的发射谱，量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制，通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。利用上述特性，可将太阳光中不能够被太阳能光电转化电池利用的太阳光转化为能够被太阳能光电转化电池利用的可见光，可将太阳光中不能够被太阳能光热转化电池利用的太阳光转化能够被太阳能光热转化电池利用的红外光，以CdTe量子为例，当它的粒径从2.5nm生长到4.0nm时，它们的发射波长可以从510nm红移到660nm。

尚未检索到用聚光太阳能与纳米增益介质材料或纳米量子点材料和谐振腔和光电转换电池板相结合进行光电转换的报导或用聚光太阳能与纳米增益介质材料或纳米量子点材料和谐振腔和光热转换电池板相结合进行光热转换的报导。

发明内容：

本发明的目的是：1、太阳能聚光装置将太阳光会聚在二次反光镜内，二次反光镜将太阳能聚光投射到量子点材料上，量子点材料吸收宽的太阳光谱和发射出能够被光电材料吸收或光热材料吸收的光谱，进入谐振腔内进行二次放大，二次放大的太阳能可见光照射在光电转换电池上进行光电转换或照射在光热转换电池上进行光热转换，提高光电转换效率或光热转换效率。2、太阳能聚光装置将太阳光会聚在二次反光镜内，二次反光镜将太阳能聚光投射到增益介质材料上，增益介质材料将太阳光进行二次放大，二次放大的太阳能光进入谐振腔内进行三次放大，谐振腔将宽波段、非相干的太阳光转换成窄波段、相干的激光，激光照射在光电转换电池上进行光电转换或照射在光热转换电池上进行光热转换，提高光电转换效率或光热转换效率。3、不同尺寸的量子点材料或不同材料的增益介质或量子点材料与增益介质材料分别设置不同层上，上层材料的透光孔或透光栅与下层材料的遮挡孔或遮挡栅相对应，反射光穿过透光孔与遮挡孔或透光栅与遮挡栅间的缝隙进行光增益，增益光进入谐振腔内进行三次放大，谐振腔将宽波段、非相干的太阳光转换成窄波段、相干的激光，激光照射在光电转换电池上进行光电转换或照射在光热转换电池上进行光热转换，提高光电转换效率或光热转换效率。

本发明提出的一种聚光太阳能光电转换装置包括：太阳能聚光装置，量子点材料，谐振腔，光电转换电池，太阳能聚光装置将太阳光会聚在二次反光镜内，二次反光镜将太阳能聚光投射到量子点材料上，量子点材料吸收宽的太阳光谱和发射出窄的能够被光电转换电池吸收的光谱，量子点材料发射出的光进入谐振腔内进行二次放大，二次放大的太阳能光照射在光电转换电池上进行光电转换。

本发明提出的另一种聚光太阳能光热转换装置包括：太阳能聚光装置，量子点材料，谐振腔，光热转换电池，太阳能聚光装置将太阳光会聚在二次反光镜内，二次反光镜将太阳能聚光投射到量子点材料上，量子点材料吸收宽的太阳光谱和发射出窄的能够被光热转换电池吸收的光谱，量子点材料发射出的光进入谐振腔内进行二次放大，二次放大的太阳能光照射在光热转换电池上进行光热转换。

本发明提出的另一种聚光太阳能光电转换装置包括：太阳能聚光装置，增益介质，谐振腔，太阳能聚光装置将太阳光会聚在二次反光镜内，二次反光镜将太阳能聚光投射到增益介质上产生光增益，增益后的太阳光进入谐振腔内进行二次放大，二次放大的增益太阳光照射在光电转换电池板上进行光电转换。

本发明提出的另一种聚光太阳能光热转换装置包括：太阳能聚光装置，增益介质，谐振腔，太阳能聚光装置将太阳光会聚在二次反光镜内，二次反光镜将太阳能聚光投射到增益介质上产生光增益，增益后的太阳光进入谐振腔内进行二次放大，二次放大的增益太阳光照射在光热转换电池板上进行光热转换。

为解决量子点材料和增益介质材料遮光问题，使反射光线顺利进入谐振腔内，量子点材料或增益介质材料设置透光孔或透光栅或透光间隙，反射光穿过透光孔或透光栅或透光间隙进入谐振腔内，谐振腔射出的光线照射在光电转换电池板上进行光电转换或谐振腔射出的光线照射在光热转换电池板上进行光热转换。