专利名称：用选色干涉滤光反射器将太阳辐射转换为电能和热能的方法以及具有作为应用该方法的 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于借助选色反射器将太阳辐射分成若干光谱颜色并将这种辐射集中在由对不同光颜色优化的半导体制成的光电池中的方法，以及一种作为相关装置的聚能器型太阳能收集器(Konzentrator-Solarkollektors)。本发明的目的是将太阳辐射的能量高效地转换为电能和热能。
背景技术：
已经存在不同的太阳辐射收集器和能量转换器。将收集的太阳辐射转变成热能的太阳能集热器(Thermische Sonnenkollektoren)广泛用于空调。这种形式的能量可以加热载体介质(水、油、气等)，并能够与热力学工作循环，如热泵、斯特林发动机(Stirlingmotoren)和兰金循环(Rankine-Kreisprozessen)相结合。这种利用其高能位通过热将富能(exergiereichen)太阳辐射间接转换“回”富能电能产生了高的损失(因为这是一种迂回)，并且基本上受到卡诺系数(Carnot-Wirkungsgrad)的限制。为了获得高温，需要聚能器技术如凹面反射器(聚光镜)或者菲涅耳反射板，其只能利用直接照射而不能利用阴天时的散射光。因此，当所在地区有大量光照时，用于产生电能的太阳能发电厂通常才具有经济可行性。利用半导体“光电池”将光直接转换成电能。作为原则问题，用于半导体的单个材料或者其组合仅仅适用于所收集的太阳辐射的某些光谱范围。因此，很大部分的辐射能量不能用于产生电能。这部分能量将转变成热能，而且任何温度升高还将增大半导体在光电能量转换过程中的复合损耗(Rekombinationsverluste)。由多晶硅制成的平板收集器已经在市场中最广泛用于大型应用(装置)。它们的效率范围通常在12％至17％之间，并且它们能够利用直射光和散射光。除了硅之外，已知一些其它材料用于半导体，其对某些光色具有高的量子效率。这些材料中尤其有价值的为GaAs、CdTe、GaInP、InP、GaInN、CuS2、CuInS2、CuIn(GaSe)2、Ge、CdSe、a-Si:H以及具有四种或更多种合金元素，尤其含有第三和第五主族元素的各种合金。与Si相比，许多这些合金的制造相对昂贵。以这种方式产生的太阳能的生产成本迄今为止还不能与其它能源的生产成本相竞争。在这方面，薄膜技术有希望降低成本，如同微孔染料敏化电池(DSC)和量子点结构那样，诸如Graetzel电池。在已知用于太阳能电池的单一半导体材料中的损耗机理几乎不能进一步进行优化，因为它们在物理方面已被所使用的材料预先确定了。在具有最高纯度硅的情况下，这将得到例如最高27％的理论效率。为了利用更大的光谱范围，具有不同带隙(bandlücken)的半导体材料的层状系统以及纳米孔(毫微孔)层状系统可以允许甚至更高的阵列填充效率(电池填充因子)。进一步的成本优化潜力是聚能器技术。已经尝试了使用廉价的光学元件(如透镜或凹面反射器)来聚光，以此用高度集中的光照密度来照亮较小的、但高效率的半导体表面，而不使用相对昂贵的较大半导体面积。尽管这是一种显著减少待覆盖单位表面积的半导体成本和产生的单位瓦特的成本的方法，但是聚能器技术几乎不适用于利用散射光辐射，这是一个很大的缺点，尤其在具有很多阴天的温带气候地区。这需要特别高的太阳能电池效率，以便至少能够达到与传统光电平面电池模块相同的单位表面积的年能量产率。为了实现这种增加的电池效率，需要利用串接电池技术(具有若干不同半导体层的系统)，或者将现有光电池半导体不能用于光电用途的波长转换为可用波长，如使用光子分离器或发光层。这种多个串接层的缺点是顶层已经吸收一些辐射并将其转变成热或将其反射，尽管这些辐射应该到达下层。此外，这样的串接层的制造需要若干步骤，这是一种成本因素。另一个减少这些损耗的公知方法是将太阳辐射在空间上分离成它的各个光色。然后将这样限定的光的这些波长范围对准太阳能电池，该电池也进行空间上的分离并由对于相关光色优化的半导体材料制成。另一方面，在衍射光栅上的全息聚能器已经暴露出新的损失源和问题(吸收和散射损失以及UV光、全息图的老化和防潮)，并且目前还不能占领市场。干涉反射器更适用于这种用途。在薄膜上的干涉能够增强或减弱反射已经公知相当长的时间了。为了增强对于一个所需波长范围的反射，将相长干涉用于介电反射器和光学滤色器以及低辐射率玻璃中。将相消干涉用于减少反射的表面，以便使得到的透射率更高同时吸收保持不变，如对于窗玻璃和成像光学透镜的情况(抑制反射)。通过叠加多个高度透明的介电层和改变层厚度以及折射率，相长干涉还使覆盖更宽的光谱范围并达到或超过99％的高反射率成为可能。一实例为交替的/4层二氧化硅和五氧化二钽，其作为干涉反射器已经通过测试。如以前那样，通过在高真空中磁控管溅射来生产这些干涉反射镜是需要的层越多越昂贵。与串接电池的生产相比，这些较高费用并没有产生任何成本优势。同样，其它具有相当不同的光学折射率的透明材料可以形成这样的分层系统。由塑料制成的干涉反射膜现在已经有了一小段时间，并且已经提出了使用塑料类有机或无机软玻璃的制造方法，其中，在一个叠层或挤出过程中制备了具有数百/4层的相对廉价的薄膜。这种薄膜的问题是它们的抗UV光、抗老化和防潮性以及可带静电性(易于污染)和机械稳定性，使得很难认为它们在较差天气条件下在太阳能收集器中的使用是理想的解决方案。类似的虹彩膜已经发现是更多地用在包装领域(其中它们用作装饰性薄片)。当使用太阳能收集器时发生的其它问题是这种干涉反射镜膜在通常天气条件下的表面污染和耐久性。
发明内容
本发明的目的是找到用于太阳能辐射应用的合适的干涉滤光材料和结构，使其能够以有成本效益的方式制造，并且其在温度改变、湿度(同样在露点范围内)和尘土的影响下污染、退色或腐蚀的倾向低。
这一任务将通过以下技术方案实现作为本发明主题的该装置的典型特点是，借助于可移动的干涉反射膜(interferenzspiegelfolien)将光分成至少两个光谱波长范围，其中每种膜反射一个波长范围并透射另一个波长范围。
在这之前，将直接太阳辐射折射地(例如，使用菲涅耳透镜)或者反射地(例如，使用凹面反射器或菲涅耳凹面反射器(反射板))进行聚焦。将一个或数个这样的干涉反射膜置于焦点的前面，使得有一个用于反射光部分的焦点，并且还有一个用于透射光部分的焦点。当将光辐射转变为电能时，安装在这些焦点区域内的光电池将由那些对于相关波长范围具有最佳效率的半导体材料制成。选色干涉反射器将由薄膜制成，该薄膜从一卷到另一卷缓慢地卷绕，像电影胶片一样通过光锥。这具有的优点是可将廉价的塑料膜叠片用于此目的。当暴露于光，尤其当暴露于含UV的太阳辐射时，许多光学透明的但廉价的塑料材料显示出老化征状，它们渐渐变黄、变脆、失去它们的稳定性或者皱缩。潮气和灰尘能够加剧这种过程，并且表面的光学性能也会受到负面影响。由光引起的降解和污染造成的反射器功能损害可以通过连续更新暴露在光锥中的薄膜部分而可靠地避免。根据薄膜所用的材料或者光强，该薄膜的这种卷绕运动可进行几星期、几月或几年。取决于膜卷的长度，由此获得的运行时间也非常长，并且膜卷可以数年不更换或更新。优选用于本发明装置的各个透光元件(菲涅耳透镜、干涉反射膜)的材料应该不仅对所需的可见光谱，而且对高达约2μm的NIR辐射都具有高透明度。氟聚合物和氟化物玻璃允许太阳光在较宽的频率光谱内照射通过。对UV辐射的透明度会减少该薄膜的降解并提高能量产率。由含有碲或氟化合物成分的塑料(PMMA、PC、苯乙烯)制成的透明基础材料、以热塑性薄膜形式的薄层系统能够用于宽的光谱范围，一直达到近红外范围(NIR)。在软化温度范围，将各具有不同折射率的两种塑料薄膜在彼此之上数次叠压，直到各单层厚度等于待反射波长的四分之一。将在干涉反射膜前面或后面的位于焦点内的光电池暴露于高照度下，通常范围在阳光强度的50倍与2500倍之间。电池的设计需要适合所期望的光电流(聚能器电池)。当将半导体的带隙适当地调节至相关光色范围时，光电转换的量子效率将升高，而产生的热量成比例地降低。必须将仍然产生的任何热量排出，为此可以使用水冷却系统。因此，将光电池安装在散热器上，通过该散热器能够引导冷却介质。除了水和水溶液之外，有机溶剂，典型的冷却剂(例如，R134，丙烷等)，二元溶液(例如，氨溶液)或者，在较高的工作压力下，可将气体(如氦气)用于此目的。除了运行类似这种的加热系统之外，待排出的热量还可以运行吸收制冷装置、有机兰金循环系统(ORC系统)、Villumier热泵以及磁热效应转换器(MCE转换器)。
在太阳能电池与散热器之间由比如Bi2Te3/Sb2Te3(热二极管)制成的具有热离子功能的非常薄的层状系统可以部分地将如此产生的热流转换为电能，这将进一步提高电效率。也可以将光部分供应给光学波导管(LWL)而非太阳能电池。这使其有可能在封闭反应容器中将太阳的蓝光用于光化学反应，该反应容器也可以安装在没有光照的室内。
具体实施例方式
图1示出怎样将本发明的装置设计成具有折射聚能器的实施例。
在框架6内的暴露于光的透光上界板(Begrenzungsplatte)上安装多个菲涅耳凸透镜1。它们总是垂直对准太阳的位置，该上界板的外侧优选涂敷有抗反射或易清洁材料(防尘防水表面)。下界板8位于具有菲涅耳透镜1的上界板的下方并与之平行。两个界板和框架6的侧壁形成或多或少防尘防水的盒子。该框架6的深度，即，在上面的菲涅耳透镜1与下界板8之间的距离，大约相当于所使用的菲涅耳透镜1的焦距。已经将用于NIR辐射的锗光电池精确地安装在菲涅耳透镜1的焦点所在的位置。已经将该光电池附着到散热器7上，通过其中可以引导液体。如果将菲涅耳透镜1垂直对准太阳，则会形成一个光锥并且辐射会聚焦至相关的锗光电池5b之上，与菲涅耳透镜相比，其对NIR辐射有一个小得多的表面积。用于该半导体的锗具有较低的带隙，并且在用于达2μm的NIR辐射的光电池中尤其有效，但不太适用于可见光。将卷绕在轴3上的一条数米长的带状干涉反射膜2安装在菲涅耳透镜1与下界板8之间。在装置的使用期间，这个“带子”将从轴3上绕下并卷绕到轴4上，以便将该干涉反射膜2缓慢地拉出经过菲涅耳透镜1的相关光锥。该干涉反射膜2由放置在彼此顶部的数层交替的具有不同折射率的透明塑料薄片(例如PMMA和苯乙烯)组成。可替换地，同样也可以使用具有更好的抗UV光性能和NIR透明度的其它类型的塑料。这些塑料层的厚度必须在88nm至200nm之间的范围内，以便对在VIS范围(350-800nm)内的波长实现高反射，同时透射NIR辐射。这一干涉反射膜2到菲涅耳透镜1的距离与到下界板8的距离大致相同，以便由该干涉反射膜2反射的VIS光的焦点位于上界板的菲涅耳透镜1的中心的前方短距离处。用于VIS辐射的一个硅光电池5a也将安装在菲涅耳透镜1中心内的这一焦点之中，在引导冷却介质通过的一个散热器7上。该半导体的硅具有比锗更大的带隙，并且能在用于VIS辐射的一个光电池5a中使用，但是它不适用于自1.2μm的NIR辐射。如上所述，也可以使用其它半导体，如GaAs、CdTe、GaInP、InP、GaInN等，而不使用硅或锗。
图2示出了本发明的另一个设计，其中，不是两种而是四种不同的波长范围(光色)对准四种不同的光电池。与图1中的设计相比，这里的这种设计使实现好得多的电效率成为可能。盖板由玻璃制成，并且在外侧涂敷有多层耐受气候的干涉反射层系统，其由例如二氧化硅和五氧化二钽制成，每层厚度为55-110nm，其反射UV和蓝光，并且其透射绿色、黄色、红色和波长达至少2μm的近红外辐射成分。将玻璃板压制成类拱形的形状，并且在内侧具有表现其典型外形的菲涅耳透镜10以及在前侧具有用于蓝光的干涉凹面反射器。具有干涉反射层系统的类似拱形的玻璃板具有凹面反射器的功能。如果具有菲涅耳透镜10和在前侧用于蓝光的干涉凹面反射器的框架6垂直对准太阳，则具有干涉反射层系统的类似拱形的形状将在这些凹面反射器之上由反射的UV和蓝光形成光锥。将对蓝光和UV辐射具有高量子效率的由InGaP或CdS制成的光电池15a安装在这些凹面反射镜的每个焦点中。每个未反射的绿色、黄色、红色和NIR的光成分的一个光锥会在前侧具有用于蓝光的干涉凹面反射器的菲涅耳透镜10的下方形成，使用本发明的装置的干涉反射膜2能够将这些成分进一步分开。将带状形式的两种不同干涉反射膜2放置在具有用于蓝光的干涉凹面反射器的菲涅耳透镜10与下界板8之间的彼此的顶部，他们将从轴3卷出并卷绕到轴4上同时穿过光锥。该干涉反射膜2在光锥内的相对运动还可能受轴3、4相对于具有最高光密度的区域的轴向移动的影响，因为可以预料，因较低的辐射密度和停留时间，在光锥的边缘区域的膜将受到较小的由光引起的降解所导致的损害。一旦将膜从轴3卷出并卷绕到轴4上，则在进行轴向移动之后，能够将膜卷回到它原来的轴3上。这样会相应地延长相关干涉反射膜2的使用寿命。当用于绿色和黄色VIS辐射的第一干涉反射膜12a将范围为约440-650nm(绿色和黄色)的波长反射到为了该目的优化的用于绿色和黄色VIS辐射的光电池25b(例如由GaAs制成的光电池)上时，将位于第一干涉反射膜下方一定距离处的用于红色VIS辐射的第二干涉反射膜12b设计成反射范围在650与1100nm之间的光。在后者的焦点中，即在两个干涉反射膜2之间，用于红色VIS辐射的双面光电池15c能够表现出它的最佳效率。用于具有散热器5c的光电池15c的冷却液体的外壳对于同样施加到冷却介质的650-2000nm范围的辐射优选是透明的。另一方面，将在下界板8上用于NIR辐射的下层光电池5d优化用于1.1-2μm的NIR辐射，并且可以由诸如锗或InGaAs的半导体制成。可以将数个这种框架6安装或连接到合适的支架或支柱上，并且装备有总是使框架6垂直对准当前太阳位置的旋转驱动器，以便直射光束通过其前侧上具有用于蓝光的干涉凹面反射器的菲涅耳透镜10总是聚焦到光电池上。
图3示出了具有反射聚能器的本发明装置。这里，用菲涅耳凹面反射器11将太阳辐射集中。它们是独立的反射器，并且位于屋顶、建筑物的正面或者空地上，可以移动以便能够跟随太阳。直接太阳辐射对准框架6形式的太阳能接收器，其被充分保护以免受天气状况影响，并且包括数个由不同半导体制成的光电池以及一个或数个为本发明主题的干涉反射膜2。这些膜从轴3卷出到另一个轴4上，同时当光锥进入太阳能接收器时穿过由菲涅耳凹面反射镜11产生的光锥，或者同时穿过已经从用于蓝色VIS辐射或用于UV和蓝色VIS辐射的第一干涉反射镜膜22a反射的光锥。在该设计中，以这样一种方式确定干涉反射膜2的尺寸当光照角度为约45°时，对相关光电池15a、25b、15c以及5d实现了这些单个干涉反射膜22a、22b、2c的最佳反射波长。
图4描述了用于如图3所示的菲涅耳凹面反射器结构的太阳能接收器。在该实例中，用于蓝色和绿色VIS辐射的一个干涉反射膜32a位于该框架6的光进入该装置的部分上，它将限定光谱范围的光(例如蓝色、绿色和黄色)反射至由诸如GaAs制成的、位于框架6外侧的用于蓝色和绿色VIS辐射的一个光电池45a上。由该用于蓝色和绿色VIS辐射的第一干涉反射膜32a所透射的辐射成分的红光和NIR光这时将对准用于黄色和红色VIS辐射的一个第二干涉反射膜32b，它将红光成分反射至用于黄色和红色VIS辐射的一个Si光电池35b上，并且透射NIR光，使其照到用于NIR辐射的一个锗光电池5c上。
图5也描述了用于如图3所示的菲涅耳凹面反射器结构的太阳能接收器。该装置利用以下事实对于以约0°入射角暴露于辐射时用于蓝色和绿色VIS辐射的同一干涉反射膜32a，如果该辐射角较偏，比如约45°的情况，它即反射另一波长范围。如图5的设计中所示，用于蓝色和绿色VIS辐射的干涉反射膜32a的交替塑料层厚度范围在100与132nm之间，这样当膜垂直暴露于光时，该膜反射蓝色和绿色光，同时透射黄色、红色和NIR光。如果最初被透射的辐射再次穿过同一个膜(但是以一个更陡角度如40°-50°)，这时黄色光也会被反射，而红色和NIR光则或多或少再次透射。
图6示出了用干涉反射膜2已经分离的光的一个或数个成分同样可以射入到光学波导管9(例如充满液体的管或软管)而不是光电池中，并通过有限的距离传送到另一位置。如在图1中已经示出的那样，所展示的这种应用设备具有带有折射光聚能器的装置的设计和构造。假如菲涅耳透镜精确对准太阳的位置，菲涅耳透镜1的焦点位于玻璃纤维进入该装置的部分。将用户确定数量的这种光学波导管9进行组合，并且在这些光学波导管9的另一端可以将辐射对准一个光化学反应器、一个用于NIR辐射的光电池55b或者待照射的任何其它表面或者房间。这样可以是非常有利的，因为一个光反应器可以位于一个单独的房间(加热的或绝热的)内或者一个光电池可以直接安装在冷却水池(例如游泳池)中。也可以不使用由石英玻璃制成的光学波导管(LWL)而使用充满液体的软管作为LWL，由此减少热损失并简化光电池的冷却。
本发明的装置本身与太阳能收集器以及用于将光注入光学波导管的其它装置的区别在于借助于可移动的干涉反射膜2将尽可能多的光分成至少两个光谱波长范围，其中这些干涉反射膜2的每一层反射一个波长范围并透射另一个波长范围。在此之前，将直接太阳辐射用菲涅耳透镜1经折射、或者用凹面反射器或菲涅耳凹面反射器11(反射镜板)经反射进行聚焦。将一个或数个这种干涉反射膜2放置在焦点的前方，以便有一个用于反射光部分的焦点，并且还有一个用于透射光部分的焦点。将在相关波长范围内具有将该光辐射转变为电能的最佳效率的、由半导体材料制成的光电池安装在这些焦点区域内。干涉反射膜2用作选色干涉反射器，并且通过轴3和4由一个卷轴到另一个卷轴缓慢移动穿过光锥。
本发明提供了若干优点。
聚能器技术的优点在于，借助于相对廉价的光学元件(反射镜、菲涅耳透镜)，将尽可能多的光集中在非常小的半导体表面上，因而节省了昂贵的半导体表面。
将太阳辐射分成若干波长范围(光色)提供了以下优点已经根据相关波长优化的若干半导体光电池现在能够以更高的光电转换效率运行，其结果是将提高整体电效率。
借助于轴3和4将干涉反射膜缓慢卷出并使它们穿过在卷轴之间的光锥，这具有以下优点由于通过卷绕将该薄膜的部分连续地更换，所以任何可能在膜表面聚集的异物颗粒或者任何由潮湿、烧灼的异物颗粒、光诱导的降解所引起的损坏都不会永久地影响该薄膜。可以通过廉价和大规模的技术由以叠层、滚压或挤出方法规模生产的塑性材料生产这些薄的干涉反射膜2。不需要成本密集的化学气相沉积(CVD)或者在高真空中的外延分离技术。
此外，如图3中所示整合到屋顶或正面结构的可移动菲涅耳凹面反射器11还具有额外的优点能够将它们与平面形状的弱光太阳能表面相结合，如同染料敏化太阳电池(DSC)提供的那样。在这种情况下，在阴天条件下可以将这些菲涅耳凹面反射器11以将这些DSC表面最优化地暴露于光的方式进行转动。这使其有可能在很大光谱范围内对直射光和散射(分散的)光均能利用，这样会很大程度地增加年能量产率。
除此以外，由于收集器不需要彼此连接，所以可以将无噪音和基本上免维护的收集器表面最优化地整合到已有的居住区，并安装在建筑物、路灯以及立柱上。它们也许宁可由多个小的、甚至是不同设计的形状和形式的所谓的“孤岛”组成，其组合输出会实现较高的光照性能。当确定合适的尺寸后，该干涉反射膜2和半导体表面(假如它们精确对准太阳)的效率应该显著高于传统光电系统。与同样利用散射光的表面区域模块相比较，通过较低投资成本和更容易选择位置也可确保它们更高的经济效益。
将光射入到光学波导管(LWL)具有以下优点能够将来自所确定波长范围的大表面的聚焦的光能经由非线性路径传输有限的距离，并且聚焦在极小表面上。这种光可以用于为建筑物内无窗户的房间或在地下室中的房间照明。也可能用于水的催化分解(氢气生产)、生物废水处理或者光催化化学反应的工厂运作。通过将纤维浸渍在浑浊液体中，在光合作用过程中更高效率的生物质的生产(例如藻类的生产)将变成可能，以致不再需要仍广泛使用的(并且不能绝热的)笨重的玻璃管结构。通常红色和红外辐射不能用于光合作用，借助于本发明的装置使得这种形式的辐射同样有助于发电。其他用于光学波导管的送光装置不可能进行光合作用并发电。
图例1菲涅耳透镜(折射光聚能器)2干涉反射膜2c 用于达NIR＜1100nm的红色VIS辐射的干涉反射膜3膜从其中卷出的轴4膜绕到其上面的轴5a 用于VIS辐射的硅光电池5b 用于NIR辐射的锗光电池5c 用于NIR辐射的光电池，例如由Ge制成5d 用于NIR辐射的光电池6框架7散热器7a 散热器，充满液体的容器7b 光电池15c的散热器8下界板9光学波导管，例如充满液体的管/软管10 前侧具有用于蓝光的干涉凹面反射器的菲涅耳透镜11 菲涅耳凹面反射器(反射光聚能器)12a 用于绿色和黄色VIS辐射的干涉反射膜
12b 用于达NIR＜1100nm的红色VIS辐射的干涉反射膜15a 用于蓝色VIS辐射的光电池15c 用于达NIR＜1100nm的红色VIS辐射的光电池22a 用于蓝色VIS辐射或者UV和蓝色VIS辐射的干涉反射膜22b 用于绿色和黄色VIS辐射的干涉反射膜25b 用于绿色和黄色VIS辐射的光电池32a 用于蓝色和绿色VIS辐射的干涉反射膜32b 用于达NIR＜1100nm的黄色和红色VIS辐射的干涉反射膜35b 用于达NIR＜1100nm的黄色和红色VIS辐射的光电池，例如由硅制成45a 用于蓝色和绿色VIS辐射的光电池，例如由GaAs制成45b 用于黄色和红色VIS辐射的光电池，例如由Si制成55a 用于VIS辐射的光电池55b 用于NIR辐射的光电池
权利要求
1.一种利用一个或数个选色干涉滤光反射器将太阳辐射转换为电能和热能的方法，所述反射器将太阳辐射分为不同的波长范围，并且将其集中到数个由半导体制成并对不同的光色优化的光电池上，所述方法的特征在于，借助于可移动的干涉反射膜(2)将所述光分为至少两个光谱波长范围，其中每种膜反射一个波长范围并透射另一个波长范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将直接太阳辐射分为两个或数个波长范围之前将所述直接太阳辐射折射地或者反射地进行聚集，并且将在一个或两个水平面上的一个或数个可移动的干涉反射膜(2)设置在具有作为焦点的最高光密度的区域之前，以便对由所述干涉反射膜(2)反射的光部分总是有一个焦点，并且对由所述干涉反射膜(2)透射的光部分也有一个焦点，同时所述干涉反射膜(2)的一维或二维运动完全不改变这些焦点的几何位置或者仅仅使其轻微地改变。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述干涉反射膜(2)不仅能够通过从轴(3)卷出并卷绕到轴(4)上而移动，而且还能够相对于具有最高光密度的区域沿轴向使这些轴(3和4)移位。
4.根据权利要求1和3所述的方法，其特征在于，将所述干涉反射膜(2)连续或不连续地再进行卷绕。
5.一种具有选色反射器的聚能器型太阳能收集器装置，其特征在于，多个透镜、优选为菲涅耳透镜(1)被安装在所述太阳能收集器的一个给定框架(6)中并对准太阳光，各所述透镜的焦点中有一光电池，并且一个可移动的干涉反射膜(2)被安装在所述透镜与所述光电池之间。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述选色干涉反射膜(2)由柔性薄片制成，其中所述薄片的一部分穿过所述被集中的太阳辐射从轴(3)缓慢移动到轴(4)。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，由具有适应于所述相关波长范围的带隙的半导体材料制成的所述光电池被置于一个或数个所述焦点的区域中。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，一个光学波导管(9)的一端或到一个这种光学波导管的传输件总是被置于一个或数个所述焦点的区域中。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述光电池被安装在散热器(7)上，将通过所述散热器引导液体。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述光电池被安装在散热器(7)上，通过所述散热器具有工作压力大于1bar的气体流动。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，具有低于0.7eV带隙的一个多种半导体的薄层系统被置于所述光电池与所述散热器(7)之间。
全文摘要
本发明涉及一种用于借助于选色反射器将太阳辐射分成若干光谱颜色并将这种辐射集中到由对不同光色优化的半导体制成的光电池上的方法以及聚能型太阳能收集器装置。本发明的目的是将太阳辐射高效地转换为电能和热能。
文档编号F24J2/06GK1930693SQ200580007116
公开日2007年3月14日 申请日期2005年1月29日 优先权日2004年1月30日
发明者德特勒夫·舒尔茨 申请人:德特勒夫·舒尔茨