束俊鹏， 汪鹏君， 张晓伟， 解凯贺， 张会红， 陈若望

(宁波大学 信息科学与工程学院， 浙江 宁波 315211)

1 引 言

随着能源危机和环境污染问题日益突出，光伏产业受到越来越广泛的关注。在过去几十年里，光伏器件的光电转化效率得到了极大提高[1-3]。目前，在光伏发电组件中，电池材料成本约占55%[4]。相对于组件安装成本及人工成本，电池材料成本居高不下，这是光伏产业发展中面临的最大技术难题。如果在光伏器件光电转化效率一定的情况下，通过光聚集器在单位面积上获得更多入射太阳光，从而更有效地利用太阳光，这将为大幅度降低光伏器件单位发电成本提供了一条可行的技术途径。

传统的光聚集器通过凹面反光镜和凸透镜阵列来实现光子聚集。为了避免反光镜之间的相互遮挡，传统光聚集器的搭建需要占用大量场地空间。更严重的问题是，太阳光入射角度随着时间不断变化，凹面反光镜和凸透镜需要根据太阳光角度实时转动，一套对日追踪系统将大大增加传统光聚集器的安装成本。为了降低传统光聚集器的安装成本、克服热效应、进一步提升集光效率，美国福特公司的Weber科研小组[5]首先提出了荧光太阳集光器(Luminescent solar concentrator)的概念。透明介质中的荧光材料吸收太阳光后重新发出荧光，发射角大于临界角的荧光经过多次全反射后，最终被安装在侧面的太阳能电池面板所吸收，这一技术将实现大面积的太阳光聚集到小面积太阳能电池面板上的目标[6]。……