用于多电池聚光光伏系统的点聚焦光谱分裂太阳能聚光器

本文提出并实验验证了一种用于高效太阳能转换的低成本光谱分裂聚光器设计。该光学器件由聚碳酸酯制成的色散棱镜透镜组成，旨在同时汇聚太阳光并将其分裂为光谱分量。与我们之前的实现相比，该器件沿两个轴汇聚光线，生成的光斑模式与一组聚光光伏电池的尺寸兼容，同时提供了更高的聚光比。文中介绍了用于设计的数学框架和构建方法，并使用光线追踪软件模拟了器件性能。我们在 3x1 cm² 区域内获得了可见光范围内的光谱分离，单波长的最大聚光比达到 210 倍。该器件通过注塑成型制造，并对其性能进行了实验研究。我们测得在 400-800 nm 范围内光学透过率超过 90%，且观察到的光谱分布与模拟结果吻合良好。我们的结果证明了该器件用于具有成本效益的高效率聚光光伏系统的可行性。