[发明专利]一种集光器及光伏系统

说明书

本申请提供了一种集光器及光伏系统，所述集光器包括光波导基质和分布在光波导基质中的纳米级散射颗粒，所述纳米级散射颗粒的折射率小于所述光波导基质的折射率。由于纳米级散射颗粒与光波导基质之间存在折射率差，从而能够对入射到光波导基质内部的光进行散射。而且低折射率材料具有吸光系数低、重量轻等特点，能够减轻集光器的重量。

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种集光器及光伏系统。

背景技术

随着世界能源危机与环境问题的加剧，太阳能产业受到越来越多的重视，而作为太阳能产业的重要分支，光伏产业也有较快的发展。在光伏发电中，为了在不使用太阳跟踪系统的情况下进行聚光太阳能光伏发电，既能利用到太阳的直射光、也能利用斜射光，一般通过设置有光波导基质的集光器将太阳光传输到粘贴于光波导基质侧面的太阳能电池，实现等效聚光。

所谓光波导基质为由光透明介质构成的传输光频电磁波的导行结构，其传输原理为：在不同折射率的介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在光波导及其内部有限的区域内传播。集光器为通过在光波导基质中分布荧光材料或散射体而构成的集光器件。

现在使用的荧光材料主要为有机染料和量子点，荧光材料器件的主要优点在于可以通过筛选不同荧光材料匹配特定的电池，此外荧光材料的斯托克斯位移也利于制作大尺寸器件。荧光材料的主要缺点在于对阳光吸收波段有限，量子效率也有限。此外，量子点材料还存在成本高昂，制作器件困难等不利因素，如量子点在加工过程中极易团聚。相比之下，散射材料成本相对低廉，而散射对阳光的选择性也较弱，即可对宽波长范围的阳光实现散射。

但是现有技术中散射材料的可选范围较窄。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种集光器及光伏系统，以解决现有技术中散射材料可选范围较窄的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种集光器，包括：

光波导基质；

分布在所述光波导基质中的纳米级散射颗粒；

所述纳米级散射颗粒的折射率小于所述光波导基质的折射率。

优选地，所述纳米级散射颗粒为气凝胶颗粒、水溶胶颗粒或MgF₂颗粒中的一种或至少两种的组合。

优选地，所述纳米级散射颗粒的直径范围为1nm-100nm，包括端点值。

优选地，所述纳米散射颗粒的颗粒体积分数范围为0.1％-30％，包括端点值。

优选地，所述纳米散射颗粒均匀分布在所述光波导基质中；所述光波导基质为板状结构，其侧壁用于耦合太阳能电池。

优选地，所述光波导基质为长方体结构包括位于所述板状结构所在平面的第一边和第二边，以及垂直于所述第一边和第二边的第三边。

优选地，所述第一边的边长范围为10mm-5000mm，包括端点值；

所述第二边的边长范围为10mm-5000mm，包括端点值；

所述第三边的边长范围为1mm-30mm，包括端点值。

优选地，所述光波导基质的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、EVA或石英。

本发明还提供一种光伏系统，包括：

集光器；

贴附在所述集光器侧壁的多个太阳能电池；

其中，所述集光器为上面任意一项所述的集光器。