[发明专利]太阳能采集及转换的装置、系统和方法

权利要求书

1.一种太阳能装置，包括：

光伏(PV)单元；

与所述PV单元关联的材料层，具有多个纳米粒子(NP)，每个纳米粒子按照为平均NP直径的大约10％～150％的间距与相邻的NP间隔开，其中所述材料层相对于所述PV单元而定位以在所述NP与所述PV单元之间提供光学透明的材料间隙。

2.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述NP包含银、金和铜中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的太阳能装置，其中所述NP包含金属芯和基本上透明的外壳。

4.根据权利要求3所述的太阳能装置，其中所述外壳由二氧化硅构成。

5.根据权利要求4所述的太阳能装置，其中所述外壳展示出大约10至20纳米的厚度。

6.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述NP展示出大约30mV或更大的绝对值zeta电荷。

7.根据权利要求6所述的太阳能装置，其中所述NP展示出大约2纳米至大约10纳米的平均直径。

8.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述NP基本上是球形的并且展示出大约10至大约250纳米的平均直径。

9.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述NP包含展示出大约150nm的从底部到顶点的高度以及大约l0至大约40nm的厚度的三角形小板。

10.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中所述NP展示出为所述NP的所述直径的大约50％至大约300％的球体间距。

11.一种制造太阳能装置的方法，所述方法包括：

提供光伏(PV)单元；

将多个纳米粒子(NP)布置为与所述PV单元相邻以创建等离子体激元，在所述等离子体激元与所述PV之间具有光学透明的材料间隙。

12.根据权利要求11所述的方法，其中将多个NP布置为与所述PV相邻包括：布置多个复合NP。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：提供具有金属芯和光学透明的外壳的NP。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：使所述NP悬浮于溶液中，所述NP展示出基本上均匀的间距，其中所述基本上均匀的间距至少部分地受所述NP的外壳的厚度控制。

15.一种改造具有光伏(PV)单元的太阳能器件的方法，所述方法包括：

将多个纳米粒子(NP)布置为与所述PV单元相邻以创建等离子体激元，在所述等离子体激元与所述PV单元之间具有光学透明的材料间隙。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：将所述多个NP布置于定位于所述PV单元上方的所述太阳能器件的现有衬底上。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：将含有所述多个NP的膜安置于所述衬底上。

18.根据权利要求15所述的方法，还包括：以包含所述多个NP的新衬底替换所述太阳能单元的现有衬底。

19.一种制造衬底的方法，包括：

提供含有高zeta电荷、基本上球形的纳米粒子(NP)的水溶液；

形成所述溶液的凝胶；

以所述凝胶涂覆透明的聚合物网状衬底；

从所涂覆的聚合物网中去除水分。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：将所述NP提供为银NP。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述NP展示出大约30mV或更大的绝对值zeta电荷。

22.根据权利要求19所述的方法，还包括：按照可展示出大约50纳米至大约250纳米的平均直径的尺寸来提供所述NP。

23.根据权利要求19所述的方法，还包括：使所述NP按照基本上均匀的分布悬浮于所述溶液中，展示出为所述NP的所述直径的大约50％～250％的纳米粒子间距。

24.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述溶液的凝胶包括：形成包含聚氨酯的凝胶。