專利名稱：多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，特別是一種能將太陽或其它光線依其波長集光并進行能量轉(zhuǎn)換的模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今有許多太陽能電池的技術(shù)，但是目前沒有一種太陽能電池的吸收頻譜能完全吻合太陽光的發(fā)光頻譜。圖1為太陽光(AM 1. 5G)的發(fā)光頻譜。圖2為列舉三種不同的太陽能電池對太陽光具有不同的吸收頻譜。參照圖1及圖2，大部分的太陽能電池僅能吸收某些特定波段的太陽光。因此，在現(xiàn)有的太陽能電池的技術(shù)上，使得太陽光無法被有效地利用，需要多波段太陽能吸收技術(shù)，以更加有效地利用不同波段的太陽能。傳統(tǒng)多波段太陽能吸收技術(shù)所使用的是垂直堆棧技術(shù)，即串接式太陽電池 (tandem solar cell)。串接式太陽電池是將兩個或三個不同的太陽能電池在垂直方向上堆棧在一起，以增加太陽能電池的吸收頻譜。但是由于材料本身的穿透率，越下層的材料層的通光量會越低，因而降低其吸光量。并且，具有不同吸收頻譜的太陽能電池具有不同的晶格常數(shù)(lattice constant)。晶格常數(shù)的不匹配容易在交界處產(chǎn)生一些缺陷，因而影響其光電流的收集。因此，在交界處則需多堆棧一層材料，以降低交界處的電阻值，同時解決晶格常數(shù)不匹配的問題，但是卻相對地增加了制作的成本和復(fù)雜度。于垂直堆棧技術(shù)上，可堆棧三個太陽能電池和四個太陽能電池，但是隨著堆棧層數(shù)的增加，制作的成本和復(fù)雜度也隨著增加，而提升的效率不一定呈線性的增加，并影響工藝的成品率。于太陽能電池缺料的壓力下，集光器的使用便略顯重要。集光比的定義為集光器的受光面積比上在聚光斑上所放置太陽能電池的受光面積。當具有越高集光比的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，所使用的太陽能電池材料也會越少。在一現(xiàn)有技術(shù)上，利用拱形菲涅爾透鏡(arched Fresnel lens)將太陽光集光到太陽能電池上，以提高入射光的強度并降低太陽能材料的使用率。但是太陽能電池的吸收頻譜有別于太陽光的發(fā)光頻譜，未吸收的太陽能會轉(zhuǎn)換成熱能，因而提高了太陽能電池基板的溫度，如此一來便降低了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。因此需要額外設(shè)計散熱片。但是散熱片的設(shè)計卻增加了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本與復(fù)雜度。在另一現(xiàn)有技術(shù)上，則采用離軸菲涅爾透鏡(off-axis Fresnel lens)的設(shè)計。根據(jù)離軸菲涅爾透鏡的設(shè)計原理，不同波長會因為高色散材質(zhì)的特性，而集光在光入射軸向 (axial direction)上不同的位置。接著，將不同的太陽能電池放置于光入射軸向的附近， 使得不同波長的光可以被不同的太陽能電池吸收。但如此的設(shè)計會造成入射光會具有較大的入射角度而影響收光效率，并且高色散材質(zhì)具有不易取得的問題。相關(guān)技術(shù)與研究可參考US6281426、US5498297及US4204881等美國專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，包括多波段集光器和能量轉(zhuǎn)換組件組。多波段集光器包括光柵與集光組件。光柵位于集光組件的表面上。能量轉(zhuǎn)換組件組包含多個能量轉(zhuǎn)換組件。該些能量轉(zhuǎn)換組件側(cè)邊相鄰地設(shè)置在集光組件的集光平面上， 且能量轉(zhuǎn)換組件的收光面面向集光組件。為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，包括一多波段集光器與一能量轉(zhuǎn)換組件組。多波段集光器將入射光源依波長分光與集光，其包括一光柵與集光組件。光柵可將入射光源依波長分光。集光組件可將入射光源集光于一集光面上。能量轉(zhuǎn)換組件組包含多個能量轉(zhuǎn)換組件，能量轉(zhuǎn)換組件設(shè)置在集光組件的集光面上，且能量轉(zhuǎn)換組件組的一收光面面向集光組件。其中，入射光源先經(jīng)過多波段集光器的分光與集光后，形成不同波段的多個光束入射到能量轉(zhuǎn)換組件組。為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，包括一多波段集光器與一能量轉(zhuǎn)換組件組。多波段集光器將一入射光源依波長分光與集光于多個聚光斑。能量轉(zhuǎn)換組件組包含多個能量轉(zhuǎn)換組件，能量轉(zhuǎn)換組件個別對應(yīng)并配置于聚光斑處，能量轉(zhuǎn)換組件具有個別的吸收頻譜峰值，且每一能量轉(zhuǎn)換組件的吸收頻譜峰值對應(yīng)于能量轉(zhuǎn)換組件所在聚光斑的一光束的波長。本發(fā)明的技術(shù)效果在于根據(jù)本發(fā)明的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，利用多波段集光器(集光組件和光柵)將太陽光或其它光線(即入射光源)分出不同波段的光束，并使其集光于各自對應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換組件，以使能量轉(zhuǎn)換組件能轉(zhuǎn)換其所對應(yīng)波長的光束，而得到良好的能量轉(zhuǎn)換效率，進而提升總能量轉(zhuǎn)換效率。并且，多波段集光器的使用還可降低能量轉(zhuǎn)換組件材料的使用率。再者，集光后的太陽光或其它光線可以小角度入射至能量轉(zhuǎn)換組件，可降低太陽光或其它光線的反射率。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為顯示太陽光(AM 1. 5G)的發(fā)光頻譜；圖2為顯示三種能量轉(zhuǎn)換組件的吸收頻譜；圖3為本發(fā)明第一實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明第二實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明第三實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明第四實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明第五實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明第六實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為一本發(fā)明的實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為一實施例的光柵的細部結(jié)構(gòu)示意圖11為一實施例的次聚光斑與總聚光斑的示意圖；圖12為本發(fā)明多個第一實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明第七實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標記10太陽能發(fā)電系統(tǒng)100、100-1、100-2、100-3多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊102太陽光110、110-1、110-2、110-3 多波段集光器112集光組件112a 出射面112b 入射面114 光柵II5、Il6 次光柵130能量轉(zhuǎn)換組件組130a 收光面130-1，130-2，130-3 能量轉(zhuǎn)換組件組131、132、133能量轉(zhuǎn)換組件140 二次鏡A集光面D、D，寬度d 周期L 光軸λ 1、λ 2、λ 3 波長Η1、Η2、Η3 連線TL 切線T 厚度
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述于本發(fā)明中，利用多波段集光器將入射光源如太陽光或其它光線，分出不同波段的光束，并使其集光在光入射橫向上不同的位置，以形成不同的聚光斑。前述不同波段的光束可以是指在不同光頻譜范圍區(qū)間，或指特定光波長。以下為了便于說明，將以太陽光為例，但本發(fā)明并不以此為限，也可為環(huán)境光或其它光線。接著，在各個聚光斑上，設(shè)置對應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換組件。此處的能量轉(zhuǎn)換組件可以是但不限于光電轉(zhuǎn)換組件或熱電轉(zhuǎn)換組件。前述對應(yīng)設(shè)置，可以是將前述的能量轉(zhuǎn)換組件的吸收頻譜峰值與聚光斑的光束的波段(波長)相對應(yīng)(注能量轉(zhuǎn)換組件對太陽光具有不同的吸收頻譜峰值)，舉例而言，若能量轉(zhuǎn)換組件吸收頻譜峰值為500奈米(nm)，則將之配置于光束的光波段涵蓋此峰值的聚光斑處即可。如此一來，各能量轉(zhuǎn)換組件即可具有良好的轉(zhuǎn)換效率，進而提升總能量轉(zhuǎn)換效率。同時，又可降低熱能的產(chǎn)生。于此，由于多波段集光器具有集光的特性，因此可以提高多波段集光器的集光比，以及降低能量轉(zhuǎn)換組件材料的
使用率。圖3為根據(jù)本發(fā)明的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的示意圖。多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100包括多波段集光器110和能量轉(zhuǎn)換組件組130。多波段集光器110包括一光柵 114和集光組件112。其中，光柵114位于集光組件112的一表面上。多波段集光器110的集光組件112將入射光源集光于一集光面A上。光柵114將入射于多波段集光器110的入射光源依波段分光，以形成多個光束，例如可將入射的太陽光102依據(jù)不同的波長λ 1、λ 2 和λ3分為三波段光束。此三波段光束雖為特定波長為例，但并不以此為限，也可以是三個相異波長范圍的波段光束，例如以入1、入2和λ 3為中心波長的三個波段的光束。至于多波段集光器110先將太陽光102分光再進行集光，或先進行集光再分光，均能實現(xiàn)本發(fā)明的目的。本實施例先行分光后再集光。前述的集光面A在本實施例中雖以一平面方式示意，但并不以此為限，集光面A也可以是對應(yīng)集光組件112的集光特性而變化，例如一曲面或依續(xù)連接的多個線段。能量轉(zhuǎn)換組件組130包含有多個光電轉(zhuǎn)換組件或熱電轉(zhuǎn)換組件，前述的多個能量轉(zhuǎn)換組件對光線(光能量)具有不同的吸收頻譜峰值。在本實施例中，能量轉(zhuǎn)換組件組130 包含三個能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133，且能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133具有不同的吸收波段 (吸收頻譜峰值)。該些能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133側(cè)邊相鄰地設(shè)置，各個能量轉(zhuǎn)換組件 132/133的吸收波段可接續(xù)相鄰配置的前一能量轉(zhuǎn)換組件131/132的吸收波段，即能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133的吸收波段不重疊。能量轉(zhuǎn)換組件組130設(shè)置于集光組件112的集光面A上，且能量轉(zhuǎn)換組件組130的收光面130a (即各能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133的收光面 130a)面向集光組件112，使集光后的光線能入射至能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133中。要說的是，在此雖列舉能量轉(zhuǎn)換組件組130的能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133側(cè)邊相鄰設(shè)置為例，但并不以此為限，只要能量轉(zhuǎn)換組件組130設(shè)置在集光組件112的集光面A上，使集光后的光線能入射至能量轉(zhuǎn)換組件組130中即可。此外，集光面A可與集光組件112的光軸L形成一夾角。此夾角可介于60度到120度之間。在一實施例中，集光面A可大致上垂直于集光組件112的光軸L。依本實施例，太陽光經(jīng)過光柵114及集光組件112后會形成具有相異波段的多個光束，這些光束在集光面A上形成聚光斑，而各能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133則依其吸收光譜峰值對應(yīng)配置于各光束所形成的聚光斑位置，因此，能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133另一列舉配置方式則是將各能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133收光面130a的中心軸(即為其垂直入射的軸)對應(yīng)于各光束的光軸，意即，能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133收光面130a的中心軸與與其對應(yīng)的光束的光軸L間的夾角在0度到20度之間(或160度到180度之間)，能得到良好的收光效果，進一步提升能量轉(zhuǎn)換效率。集光組件112包含一出射面11 與一入射面112b，其中入射面112b用以接收入射光源，經(jīng)由出射面11 出光并集光于集光面A上。其中，集光組件112的出射面11 的大小可覆蓋能量轉(zhuǎn)換組件組130的收光面130a。在一實施例中，能量轉(zhuǎn)換組件組130的寬度D’可小于或等于集光組件112的寬度D的二分之一。在另一實施例中，能量轉(zhuǎn)換組件組 130的收光面130a小于或等于集光組件112的出射面11 垂直投影在水平面上的面積的二分之一。
光柵114可貼合或制作于集光組件112的一側(cè)的表面上。換言之，集光組件112 和光柵114可為獨立的兩組件，或者為一體成型的單一構(gòu)件。如圖3所示，光柵114貼合于集光組件112的入射面112b上。此外，集光組件112可為透鏡，在本實施例中，該集光組件 112為一雙凸透鏡，但不以此為限。當太陽光102進入到多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100時，會先經(jīng)過多波段集光器 110，經(jīng)由多波段集光器110的分光與集光后，形成多個不同波段的光束入射到能量轉(zhuǎn)換組件組130。在圖3的實施例中，太陽光102經(jīng)過多波段集光器110時，首先進入到光柵114， 將入射的太陽光102分光為三個不同波長的光束，并經(jīng)由入射面112b入射至集光組件112， 分光后的光束于集光組件112集光后，會經(jīng)由出射面11 的出光，而在集光面A上依不同波長(λ 1、λ 2和λ 3)集光到不同的聚光斑上。能量轉(zhuǎn)換組件組130中的能量轉(zhuǎn)換組件 131、132、133設(shè)置在這些聚光斑上。詳細來說，各能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133設(shè)置在其相對應(yīng)吸收頻譜峰值的不同波段光束的聚光斑上。即，能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133的吸收頻譜峰值會相應(yīng)于形成其設(shè)置處上的聚光斑的光的波長(λ 、λ2和λ;3)。換言之，能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133的吸收波段會包含對應(yīng)的波長(λ 、λ 2或λ ；3)。或者是，對應(yīng)的波長 (入1、λ2或λ3)位于能量轉(zhuǎn)換組件131、132或133的吸收頻譜的中央。于此，集光組件112可致使太陽光102(即入射光源)在集光后以小角度的入射角入射至各個能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133。在一實施例中，此入射角可介于一 30度到30度之間。此處的入射角指入射的光束與能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133收光面130a的法線之間的夾角。請參考圖4，與圖3的實施例不同之處在于，本實施例所采用的集光組件112為平凸透鏡。同樣地，當太陽光102進入到多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100時，會先經(jīng)過多波段集光器110，經(jīng)由多波段集光器110的分光與集光后，形成多個不同波段的光束入射到能量轉(zhuǎn)換組件組130。請參考圖5，與圖3、圖4的實施例不同之處在于，本實施例所采用的集光組件112 為菲涅爾透鏡(Fresnel lens)。在一實施例中，菲涅爾透鏡可使用二維集光式菲涅爾透鏡。 此外，菲涅爾透鏡也可為一維集光式。同樣地，當太陽光102進入到多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100時，會先經(jīng)過多波段集光器110，經(jīng)由多波段集光器110的分光與集光后，形成多個不同波段的光束入射到能量轉(zhuǎn)換組件組130。請參考圖6，與圖3的實施例不同之處在于，本實施例中的光柵114設(shè)置于集光組件112的出射面11 上。因此，當太陽光102進入到多波段集光器110時，首先經(jīng)由入射面112b入射至集光組件112，并于集光組件112集光后，會經(jīng)由出射面11 的出光，而進入到光柵114中，并將集光后的太陽光102分光為三個不同波長的光束，在集光面A上依不同波長(λ 、λ2和λ3)集光到不同的聚光斑上，而被設(shè)置在相對應(yīng)位置的能量轉(zhuǎn)換組件 131、132、133所接收。由上述的實施例可知，在多波段集光器110中，光柵114可設(shè)置于集光組件112的入射面112b或出射面112a，并不以此為限。請參考圖7，與圖6的實施例不同之處在于，本實施例所采用的集光組件112為平凸透鏡。由于光柵114設(shè)置于集光組件112的出射面112a(即平凸透鏡的平面)上，因此， 在本實施例中，所使用的光柵114可為等周期光柵，即光柵114投影到平凸透鏡中的曲面的切線TL的周期(間距(pitch))均相等。而圖6的實施例，光柵114設(shè)置于集光組件112的出射面112a(即雙凸透鏡的凸面)上，所使用的光柵114也可為等周期光柵，即光柵114 投影到雙凸透鏡的切線TL的周期(間距)均相等。要說的是，在此僅列舉光柵114投影到切線TL的周期可為等周期的設(shè)計，本領(lǐng)域技術(shù)人員當知光柵114的周期可有不同設(shè)計的變化，并不以所列舉者為限。請參照圖8，圖示為一反射式的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100，與前述實施例所不同的是，太陽光102是來自于相對應(yīng)于能量轉(zhuǎn)換組件組130的收光面130a背面方向入光 (進入多波段集光器110)，而非如前述實施例的太陽光102由能量轉(zhuǎn)換組件組130的收光面130a方向入光。因此，在本實施例中，采用的集光組件112可為反射式集光透鏡，其中可于集光組件112的出射面11 或入射面112b形成反射面，且光柵114形成于集光組件112 的出射面11 上。當太陽光102進入到多波段集光器110時，先經(jīng)由光柵114的分光后， 進入到集光組件112中進行集光，由于出射面11 或入射面112b為反射面，因此分光后的光束會在集光組件112中反射，并集光在集光面A上，再進入到位于集光面A的能量轉(zhuǎn)換組件組130。在另一實施例中，多波段集光器110可一體成型，即集光組件112與光柵114為一體，此時，可在光柵114的表面上設(shè)置反射層，例如是涂布金屬。當太陽光102進入到多波段集光器110時，會直接在光柵114中反射、集光與分光，同樣使得光源集光在集光面A 上。多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100在實際的設(shè)計上，舉例來說，可參照圖9，于此采用雙凸透鏡作為集光組件112，光柵114可設(shè)計成將入射光依照波長分光為λ 1、λ 2和λ 3 的三波段光，其中λ 1 = 500nm、λ 2 = 600nm以及λ 3 = 700nm，其相對應(yīng)設(shè)置在集光面A 聚光斑位置的能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133，可選擇如圖2中的能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133， 分別對于波長為500nm、600nm以及700nm的波段光具有良好的吸收系數(shù)。當太陽光102垂直入射時，多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100的設(shè)計條件可為集光組件112的寬度D和厚度T 分別為8cm和lcm，集光組件112所使用材質(zhì)的折射率為1.49、集光組件112的曲率半徑(R) 為12. 8cm、光柵114投影到切線TL的周期d為5mm、光柵114的繞射階數(shù)(m)為-1、能量轉(zhuǎn)換組件組130的總寬度D’為1. 5cm以及集光組件112的入射面112b的中心點到能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133收光面130a的中心點的連線H1、H2、H3長度分別為27. 60cm、27. 63cm 和27. 66cm，連線HI、H2、H3與收光面130a法線的夾角分別為5. 74°、6· 89°和8. 05°。此外，參照圖10，光柵114可由二個以上的次光柵115、116所構(gòu)成。該些次光柵 115、116可交錯排列。再者，該些次光柵115、116可具有相同周期，也可具有不同周期，可依實際需求而有不同的設(shè)計。于此，各個次光柵115、116可將入射光源在集光面A上形成各自的次聚光斑，以至于透過次聚光斑的疊加來得到一中心平坦的總聚光斑，進而避免能量過度集中。換言之，對應(yīng)于各個能量轉(zhuǎn)換組件131、132、133的各個聚光斑可由二個以上的次聚光斑所構(gòu)成。如此即可避免因能量過度集中而造成能量轉(zhuǎn)換組件組130的溫度上升。關(guān)于前述次聚光斑與總聚光斑的示意圖請參考圖11，圖中的水平軸為集光面A的水平位置，垂直軸則為相對強度，從圖中可以看出，多個鄰近的次聚光斑集結(jié)而成一個總聚光斑 (圖中僅以次聚光斑1及次聚光斑2示意，但并非本發(fā)明的限制)。參照圖12，在一太陽能發(fā)電系統(tǒng)10中，可設(shè)置有二個以上的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊 100-1、100-2、100-3。該些多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100-1、100-2、100_3可并排配置。即，多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100-1、100-2、100-3的多波段集光器110-1、110-2,110-3側(cè)邊相鄰地依序配置。而不同多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100-1、100-2、100-3的能量轉(zhuǎn)換組件組130-1、 130-2、130-3則不相互鄰接，即彼此間隔開。根據(jù)本發(fā)明的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，利用多波段集光器(集光組件和光柵)將太陽光分出不同波段的光束，并使其集光于各自對應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換組件，以致使能量轉(zhuǎn)換組件具有良好的轉(zhuǎn)換效率，進而提升總能量轉(zhuǎn)換效率。并且，多波段集光器的使用還可降低能量轉(zhuǎn)換組件材料的使用率。最后，請參閱圖13，其為根據(jù)本發(fā)明第七實施例的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊100包括多波段集光器110、能量轉(zhuǎn)換組件組130 以及配置于多波段集光器110與能量轉(zhuǎn)換組件組130之間的二次鏡140。多波段集光器110 包括光柵114和集光組件112。多波段集光器110的集光組件112將入射光源集光于一集光面A上。光柵114將入射于多波段集光器110的入射光源依波段分光為光束。二次鏡140 用以導(dǎo)引被分光與集光的光束于多個聚光斑。因此，當被集光的光束經(jīng)過二次鏡140后，可以減少光束入射于能量轉(zhuǎn)換組件組130的入射角的偏差，而不致造成聚光斑偏離能量轉(zhuǎn)換組件組130。因此，能量轉(zhuǎn)換組件組130即可依據(jù)其吸收波段將入射光線做能量轉(zhuǎn)換。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，包括一多波段集光器，包括一集光組件；以及一光柵，位于該集光組件的一表面上；以及一能量轉(zhuǎn)換組件組，包含多個能量轉(zhuǎn)換組件，該些能量轉(zhuǎn)換組件側(cè)邊相鄰地設(shè)置在該集光組件的一集光面上，且該些能量轉(zhuǎn)換組件的一收光面面向該集光組件。
2.如權(quán)利要求1所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該集光組件的該集光面與該集光組件的一光軸形成一夾角，該夾角介于60度到120度。
3.如權(quán)利要求1所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該集光組件使一入射光源以一入射角入射至該些能量轉(zhuǎn)換組件，且該入射角介于-30度到30度之間。
4.如權(quán)利要求1所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該集光組件的一出射面的大小覆蓋該能量轉(zhuǎn)換組件組的該收光面。
5.如權(quán)利要求4所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該能量轉(zhuǎn)換組件組的寬度小于或等于該集光組件的寬度的二分之一。
6.如權(quán)利要求4所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該能量轉(zhuǎn)換組件組的該收光面小于或等于該集光組件的該出射面垂直投影在水平面上的面積的二分之一。
7.如權(quán)利要求1所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該集光組件包含一出射面與一入射面，該光柵位于該集光組件的該入射面或該出射面其中之一。
8.如權(quán)利要求1所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該集光組件為一透鏡，該透鏡為一雙凸透鏡、一平凸透鏡、一菲涅爾透鏡或一反射式集光透鏡。
9.如權(quán)利要求1所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，還包含一二次鏡，該二次鏡配置于該多波段集光器及該能量轉(zhuǎn)換組件組之間。
10.一種多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，包括一多波段集光器，將一入射光源依波長分光與集光，其包括一集光組件，將該入射光源集光于一集光面上；以及一光柵，將該入射光源依波段分光；以及一能量轉(zhuǎn)換組件組，包含多個能量轉(zhuǎn)換組件，設(shè)置在該集光組件的該集光面上，且該能量轉(zhuǎn)換組件組的一收光面面向該集光組件；其中，該入射光源先經(jīng)過該多波段集光器的分光與集光后，形成不同波段的多個光束入射到該能量轉(zhuǎn)換組件組。
11.如權(quán)利要求10所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該些能量轉(zhuǎn)換組件的該收光面的一中心軸與與其對應(yīng)的每一該些光束的一光軸間的夾角在O度到20度之間。
12.如權(quán)利要求10所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該集光組件包含一出射面與一入射面，該光柵設(shè)置于該出射面或該入射面其中之一上。
13.如權(quán)利要求10所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，不同波段的該些光束在該集光面上會集光到不同的聚光斑，且該些能量轉(zhuǎn)換組件設(shè)置在該些聚光斑上。
14.如權(quán)利要求13所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該些能量轉(zhuǎn)換組件對該入射光源具有不同的吸收頻譜，且該些能量轉(zhuǎn)換組件設(shè)置在相對應(yīng)吸收頻譜的不同波段的該些光束的該些聚光斑上。
15.如權(quán)利要求10所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，還包含一二次鏡， 該二次鏡配置于該多波段集光器及該能量轉(zhuǎn)換組件組之間。
16.一種多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，包括一多波段集光器，將一入射光源依波長分光與集光于多個聚光斑；以及一能量轉(zhuǎn)換組件組，包含多個能量轉(zhuǎn)換組件，該些能量轉(zhuǎn)換組件個別對應(yīng)并配置于該些聚光斑處，該些能量轉(zhuǎn)換組件具有個別的吸收頻譜峰值，且每一該能量轉(zhuǎn)換組件的該吸收頻譜峰值對應(yīng)于該能量轉(zhuǎn)換組件所在該聚光斑的一光束的波長。
17.如權(quán)利要求16所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該多波段集光器包括一光柵，將該入射光源依波長分光，以形成多個該光束；以及一集光組件，將該光束集光于該些聚光斑。
18.如權(quán)利要求17所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該光柵包含多個次光柵，且該些次光柵交錯排列。
19.如權(quán)利要求16所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該多波段集光器包括一集光組件，將該入射光源進行集光；以及一光柵，將集光后的該光源依波長分光于該些聚光斑。
20.如權(quán)利要求19所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，該光柵包含多個次光柵，以將集光后的該光源依波長分光于多個次聚光斑，每一該聚光斑可由二個以上的該些次聚光斑所構(gòu)成。
21.如權(quán)利要求16所述的多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，還包含一二次鏡， 該二次鏡配置于該多波段集光器及該能量轉(zhuǎn)換組件組之間，用以導(dǎo)引該被分光與集光的光源于該些聚光斑。
全文摘要
一種多波段集光及能量轉(zhuǎn)換模塊，包含多波段集光器和能量轉(zhuǎn)換組件組，多波段集光器將一入射光源依波長分光與集光于多個聚光斑。能量轉(zhuǎn)換組件組包含有多個能量轉(zhuǎn)換組件且分別配置于聚光斑處，且該些能量轉(zhuǎn)換組件的吸收頻譜峰值對應(yīng)其所在位置聚光斑的光束的波長，以使得能量轉(zhuǎn)換組件具有良好的能量轉(zhuǎn)換效率，進而提高總能量轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號G02B19/00GK102544171SQ20101060923
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者林俊廷, 林暉雄 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院