[发明专利]一种波长选择性广角聚光光伏发电系统及其方法

权利要求书

1.一种聚光光伏单元，其特征在于，包括：

曲面微透镜阵列(100)，其中包含多个透镜单元(101)，所有透镜单元(101)的焦点重合，形成主焦点；

漏斗状光锥(200)，为具有中空空腔的台体(202)，中空空腔(202)的上口径大于下口径，所述中空空腔(202)的内侧面(203)为高斯曲面组合，所述主焦点位于所述漏斗状光锥(200)的中心对称轴上，经过曲面微透镜阵列(100)的入射光线经内侧面(203)反射后，以比相对于中心对称轴的入射角更小的出射角从漏斗状光锥(200)的下口射出；

光伏电池(500)，其受光面垂直于所述中心对称轴设置在所述漏斗状光锥(200)的下口的下方；

波长选择层(300)，附着于漏斗状光锥(200)的内侧面(203)，所述波长选择层(300)对该光伏电池(500)的高响应波长范围的入射光全反射，而对低响应波长范围的入射光全透射出漏斗状光锥(200)。

2.如权利要求1所述的聚光光伏单元，其特征在于，还包括：

准直光纤束(400)，其位于所述漏斗状光锥(200)的下口与所述光伏电池之间，且所述漏斗状光锥(200)的射出光线入射所述准直光纤束(400)中，光伏电池(500)的受光面接收从准直光纤束(400)中出射的光线。

3.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述准直光纤束(400)的主轴线与漏斗状光锥(200)的中心对称轴线重合。

4.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述曲面微透镜阵列(100)呈球面的空间分布，或呈椭球面的空间分布，或呈双曲面的空间分布，或呈抛物面的空间分布，或上述各面的组合形状。

5.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述多个透镜单元(101)的大小是均一的，或者是位于曲面微透镜阵列(100)的中部的透镜单元的直径较大而位于曲面微透镜阵列(100)的边缘的透镜单元(101)的直径较小。

6.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述中空空腔(202)为圆台或棱台结构。

7.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述高响应波长范围是指位于所述光伏电池(500)的光谱响应曲线的峰值波长λp的0.7～1.2倍的波长范围；所述低响应波长范围是指小于λp的0.7倍或大于λp的1.2倍的波长范围。

8.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述高响应波长范围是700-900nm的波长范围。

9.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述波长选择层(300)是滤光膜或滤光涂层。

10.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，在准直光纤束(400)与光伏电池(500)之间布置有光学滤波层(450)，该光学滤波层(450)允许所述高响应波长范围的入射光透过。

11.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述曲面微透镜阵列(100)的视场角为165度。

12.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述曲面微透镜阵列(100)的凸面的表面积为光伏电池(500)的受光面的多倍。

13.如权利要求2所述的聚光光伏单元，其特征在于，所述漏斗状光锥(200)设置在所述曲面微透镜阵列(100)的正下方，所述准直光纤束(400)位于所述漏斗状光锥(200)的正下方，三者之间彼此连接或留存一定的间隙，其中曲面微透镜阵列(100)、漏斗状光锥(200)、和准直光纤束(400)的中心对称轴线均保持重合。

14.一种包括根据权利要求1-13中任一所述的聚光光伏单元的聚光光伏发电系统，其中，包括多个聚光光伏单元，所述多个聚光光伏单元排布在一起，其中的光伏电池彼此串联或并联。

15.如权利要求14所述的聚光光伏单元组成的聚光光伏发电系统，其中，所述多个聚光光伏单元以不追踪阳光移动和不调节对日仰角的方式固定至地面或地面附属物。