[发明专利]用于光伏电池和热应用的集成微透镜

权利要求书

1.一种聚光光伏系统，包括：

平坦微透镜层，所述平坦微透镜层具有平坦入射功能表面和基板，所述平坦微透镜层具有多个微聚光器透镜，每个微聚光器透镜具有范围从微米到毫米的半径，所述平坦微透镜层被配置成接收波长范围从深紫外线到射频的辐射能量，并且基于所述辐射能量的波长将所述辐射能量沿着分立路径聚焦在聚焦区域内的两个或更多个焦距处，所述多个微聚光器透镜由透明介电材料或半导体制成；

微多结太阳能电池，所述微多结太阳能电池具有与所述聚焦区域内的两个或更多个焦距匹配的两个或更多个层，所述微多结太阳能电池被配置成响应于所述辐射能量输出电力；

电子系统，所述电子系统被配置成管理由所述微多结太阳能电池生成的输出电力；以及

热绝缘组件，所述热绝缘组件包括将所述辐射能量沿着分立路径聚焦在所述聚焦区域处的所述平坦微透镜层以及与所述平坦微透镜层相邻布置的绝缘层，所述绝缘层抑制沿着从所述微多结太阳能电池到所述平坦微透镜层的方向的热传递，所述绝缘层具有穿过所述绝缘层延伸的多个波导，所述多个波导中的每个波导光学地耦接至所述多个微聚光器透镜中的相应一个微聚光器透镜，允许所述辐射能量穿过该波导流向所述微多结太阳能电池，

其中，所述多个微聚光器透镜被配置成捕获相对于延伸至所述微多结太阳能电池的正交轴在-30度至+30度之间的角度的光。

2.根据权利要求1所述的聚光光伏系统，其中，所述平坦微透镜层粘附式地耦接至所述微多结太阳能电池。

3.根据权利要求1所述的聚光光伏系统，其中，所述平坦微透镜层与所述微多结太阳能电池一体地形成。

4.根据权利要求1所述的聚光光伏系统，其中，所述多个微聚光器透镜中的每一个具有小于10微米的半径。

5.根据权利要求1所述的聚光光伏系统，其中，所述透明介电材料选自由TiO₂、SiO₂、硅氮化物、富硅氮化物和聚合物组成的组。

6.根据权利要求1所述的聚光光伏系统，其中，所述半导体的材料选自由硅和GaN组成的组。