高效聚光型光伏发电系统

高效聚光型光伏发电系统主要由非成像聚光光学系统、聚光光伏电池和跟踪控制系统组成。跟踪控制系统保证太阳光能始终垂直入射到非成像聚光光学系统表面，经过聚光把大面积的太阳光会聚到小面积的聚光光伏电池表面，从而实现光能到电能的高效转换。与普通晶硅光伏发电系统相比，该系统不仅具有高效率、高稳定性的优势，而且其单位面积发电量大，系统占地面积小，可以有效提升土地利用效率，是未来光伏领域的重要发展方向。

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所宋贺伦研究员长期致力于高效聚光型光伏发电系统及相关测试技术研究。通过核心关键器件的技术改进以及关键功能性部件的模式创新，打破了当前高倍聚光型光伏技术模式限制，全面解决了在非成像光学设计原理以及光伏器件集成工艺等方面提升聚光型光伏发电系统光电转换效率等关键问题，先后开发出700倍聚光比、80%聚光效率的非成像菲涅尔聚光器，1000倍聚光比、90%聚光效率的非成像非球面平凸聚光器，以及接收角高达0.9度的消色差二次聚光器。在此基础上，结合高精度聚光模组SMT封装、分布式主动散热、全方位四象限光电传感式高精度跟踪控制等关键技术，实现了光电转换效率超过30%的聚光型光伏发电系统的研制，为我国新型、高效、高倍聚光型光伏电站系统集成技术创新研究以及未来全面产业化做出了有益的探索与尝试。

目前该方向已获得包括国家自然科学基金、中科院知识创新工程、中科院科研装备研制项目、苏州市科技专项、国家金太阳工程等多个项目支持。（来源光电期刊）

研究团队简介

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所宋贺伦研究员长期致力于高效聚光型光伏发电系统及相关测试技术研究，形成了一支充满活力并具有多学科交叉背景的年轻团队，包括研究员2人、高级工程师4人、助理研究员4人，其中大部分成员长期从事光学系统设计、机械系统设计、半导体材料制备、电路系统设计分析等方面的研发工作，具有丰富的聚光型光伏发电系统集成技术及工程化开发经验。

目前，团队共申请国家发明及实用新型专利20余项（授权7项）；在Phys. Rev. Lett.、Euro. Phy. Lett. 等期刊发表论文30余篇，联合编写英文专著1部。

相关论文

茹占强, 宋贺伦, 吴菲, 等. 高效非成像聚光光学系统设计与性能分析[J]. 光电工程, 2020, 47(2): 190203.