摘要 ')fIa2dO/  
/cZcfCW  
在光柵-透鏡光譜分裂設(shè)計(jì)中，平面透射光柵設(shè)置在平凸透鏡的入口處。入射太陽(yáng)光譜的一部分在偏離透鏡法線15-30°處衍射。衍射光譜區(qū)域在離軸點(diǎn)處聚焦，而未衍射光譜在透鏡的光軸上聚焦。由于衍射波是平面的和離軸的，離軸焦點(diǎn)受像差影響，增加了系統(tǒng)損耗。場(chǎng)曲、色差和球差使用散焦和彎曲焦平面（用每個(gè)光伏接收器近似）來(lái)補(bǔ)償。通過(guò)修改在構(gòu)造全息圖中使用的離軸波前來(lái)校正彗差。在本文中，我們分析了通過(guò)共軛對(duì)象光束修正離軸波前記錄的非平面透射光柵的使用。發(fā)散源用作共軛對(duì)象和參考光束。球面波入射在透鏡處，并且光柵被記錄在太陽(yáng)能集中器的入口孔處。調(diào)整軸上光源，在全息圖平面上產(chǎn)生軸上平面波前。離軸光源近似為在全息圖平面上產(chǎn)生非平面離軸波前的衍射受限光斑。基于平面AM1.5光譜的照明在焦平面上再現(xiàn)離軸衍射受限點(diǎn)。本文介紹了光線追跡和耦合波理論仿真，用于量化通過(guò)像差校正實(shí)現(xiàn)的損失減少。 ]HG>Og  
關(guān)鍵詞：光譜分裂；全息；太陽(yáng)能；聚焦光伏；像差補(bǔ)償；光管理；損耗減少 ,zBc-Cm  
WCI'Kh 
 
1. 簡(jiǎn)介 8Tc:TaL  
L{c\7
  
在單光伏（PV）結(jié)器件中，低于能隙的光子能量不能被吸收。相反，超過(guò)能隙的光子能量被部分地轉(zhuǎn)換成電功率，其余能量在PV器件內(nèi)被熱化。入射到能隙能量的不匹配從根本上限制了（Shockley-Queisser單個(gè)能隙極限）單結(jié)系統(tǒng)的效率[1]。頻譜分裂技術(shù)可以根據(jù)光譜匹配能隙將入射光子分配到多個(gè)結(jié)來(lái)達(dá)到更高的效率[2]。使用光譜分裂系統(tǒng)（SSS），光學(xué)系統(tǒng)將入射光子空間上分布到光譜匹配的能隙，以減少入射到能隙能量失配損失。 %Si3LQf  
U[@B63];0  
多結(jié)系統(tǒng)通常利用能隙的串聯(lián)或堆棧（單片）布置來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1（a）[3]所示。以能隙能量降低的順序堆疊結(jié)，在頂部具有最高的能隙（第一個(gè)入射）。上層結(jié)作為下層單元的紅色通帶濾波器。由于結(jié)之間的物理接觸，串聯(lián)方法需要子單元的晶格匹配。此外，串聯(lián)方法具有串聯(lián)連接的結(jié)，將結(jié)構(gòu)限制為具有最低短路電流的能隙。這些約束限制了功率輸出并增加了制造的復(fù)雜性。 K~8!Gh{h]  
MB.LHIo  
橫向SSS在物理上分離了結(jié)（如圖1（b）和（c）所示），并避免串聯(lián)結(jié)構(gòu)的限制。光學(xué)系統(tǒng)將入射的太陽(yáng)光分成不同的光譜帶來(lái)優(yōu)化每個(gè)能隙單元的光譜響應(yīng)。沒(méi)有晶格匹配限制，可以使用更廣泛類(lèi)型的PV材料（包括有機(jī)物），以便更有效地利用太陽(yáng)光譜。 此外，結(jié)優(yōu)化可以集中于光譜帶的完全吸收而不是晶格匹配條件。 U4e9[=q`'  
\]L ha  
kN vNV(4  
光柵-透鏡光譜分離結(jié)構(gòu)由位于平凸透鏡的入口孔徑處的平面透射光柵組成。入射光譜的一部分離軸（在15-30°）衍射到透鏡中。未被全息衍射的光在軸上進(jìn)入透鏡，并在近軸焦點(diǎn)處會(huì)聚。衍射光譜分量進(jìn)入透鏡離軸并且分散在這樣一個(gè)表面（對(duì)應(yīng)透鏡的場(chǎng)曲和全息圖的色散特性的表面上）[4]。 O=Vj*G,  
`zcpaE.@  
光譜分裂系統(tǒng)可以使用具有高光學(xué)效率以及良好的反射和透射光譜特性的反射濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1（a）所示。盡管已經(jīng)展示了具有二向色性[5,6]和全息反射濾波器[7]的系統(tǒng)，但是它們具有以下缺點(diǎn)： mj2sbRiSR=  
 反射方法需要至少N-1個(gè)N結(jié)濾波器[5,6]，增加了系統(tǒng)復(fù)雜性，追跡靈敏度降低了可靠性。 BUsAEwM  
 反射方法需要頻譜分裂濾波器在集中照明下操作，以最小化濾波器的所需面積和成本。 lWU?