該類型的器件被廣泛使用，其目的是把太陽能轉(zhuǎn)換為電能。

為此，這些器件具有光伏電池，所述光伏電池經(jīng)日光照射，并通過光電效應把這種光能轉(zhuǎn)換為電能。

為了提高此類型器件的產(chǎn)量，眾所周知的是采用集中光束；這樣還有一個優(yōu)點是減少主要光伏材料的消耗。有鑒于此，可將電池耦合到導光板上，所述導光板用于接收光子以及更好地將其引向光伏電池表面。

在某些此類器件中，電池設置在反射體上，所述反射體配置為反射光子，并通過波導重新獲得所述光子。于是，將波導設置為與該反射體接觸。

但是，據(jù)觀察，此類型器件存在一些缺點。實際上，反射體的反射系數(shù)并不理想，這導致每次反射都有損耗。此外，每個反射體基本都有局部粗糙度，例如所述局部粗糙度是因為放置反射體的支座的粗糙度、反射體老化或者加工缺陷。在某些條件下，尤其是與光子波長相比，所述粗糙度的維度不可忽略的情況下，這些粗糙度會產(chǎn)生局部光擴散的現(xiàn)象，由此導致光子反射角出現(xiàn)不受控制的變化，并因此導致由波導提供的導波效應總體下降。

本發(fā)明目的在于改善這種現(xiàn)狀。

為此目的，本發(fā)明的目標是一種光伏器件，包括：

-彼此隔開的多個光伏電池；

-容納電池的一個支座；以及

-導光板，該導光板與所述電池接觸，并包括主導板，該主導板的表面鄰近電池，鄰近表面面向電池和支座。

尤其是，器件包括在電池之間的區(qū)域，該區(qū)域位于支座和主導板之間并包括折射率小于鄰近表面的折射率的材料，該材料與所述鄰近表面接觸。

在一個易于實施的實施例中，這種材料只是空氣，并在電池之間留有間隔。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，支座是反射面面向主導板鄰近表面的反射體。

根據(jù)本發(fā)明特定的一方面，主導板是熒光聚光器。這樣，特別能使導光板對電池的導光作用達到最大程度，并且提高了器件的效率。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，支座與主導板的鄰近表面相隔1微米至20微米的距離。這樣尤其是可以限制光的非線性效應，所述光的非線性效應可能發(fā)生并且會限制反射性能。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，主導板的鄰近表面與支座之間的距離基本等于特征波長的兩倍或更多倍，所述特征波長與主導板優(yōu)選的發(fā)射波長相對應。這樣能夠更早地限制前述非線性效應。

根據(jù)本發(fā)明特定的一方面，把一個或多個電池設置為從支座向主導板突出，主導板和所述電池接觸，并且至少通過所述電池與支座隔開。由此，電池本身有助于形成包含材料的區(qū)域。

在一個實施例中，導光板包括由所述材料將其彼此隔開的多個輔助導板，每個輔助導板都置于主導板的鄰近表面與光伏電池之間。這些導板尤其是用于精細選擇器件的幾何結(jié)構(gòu)，同時還使得電池與主導板之間能夠很好地光耦合，從而提高波導的導波作用，即便電池表面粗糙，亦是如此。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，輔助導板使主導板的鄰近表面至少在所述區(qū)域遠離支座。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，每個輔助導板的表面都與相應光伏電池的表面接觸，而且其尺寸基本等于所述電池表面的尺寸，把指定輔助導板的所述表面設置為大體上邊對邊地面對相應光伏電池的表面。這樣，能改善電池對于來自主導板的光子的暴露。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少一個輔助導板的形狀為大體呈圓柱形的襯墊，圓柱底的尺寸基本等于相應光伏電池表面的尺寸。尤其是這樣具有把光子從主導板傳遞到電池的效果。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，一個或者每個輔助導板的折射率介于主導板的折射率與相應光伏電池表面的折射率之間。由此，把光子傳遞到電池得到進一步改進，因為使主導板、輔助導板與電池之間各個界面上的反射達到最低限度。

此外，本發(fā)明涉及到一種制造光伏器件的方法，包括：

彼此隔開的多個光伏電池；

支座，電池靠近該支座設置；以及，

導光板，該導光板與所述電池接觸，并包括主導板，所述主導板表面鄰近電池，鄰近表面面向電池和支座。

特別地，

-光伏電池靠近支座設置，以及，

-通過在電池之間設置區(qū)域?qū)Ч獍逶O置為接觸光伏電池，所述區(qū)域在主導板與支座之間設置，其包含折射率小于鄰近表面折射率的材料，將所述材料設置為與所述鄰近表面接觸。

根據(jù)本發(fā)明的方法的一方面，得到分別置于主導板與一個光伏電池之間的一個或多個透明輔助導板。這樣，可以精確地控制器件的幾何結(jié)構(gòu)，并且可以限制非線性現(xiàn)象。

在一個具體實施例中，每個輔助導板都是由直接與相應光伏電池接觸的沉積物構(gòu)成。這樣，器件更易于制造，并且簡化了相關(guān)庫存的管理。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，全部或部分光伏電池是通過支座附近的沉積物形成，以至于相應光伏電池從支座突出，并且沉積主導板，使該主導板與所述突出的電池接觸。由此，因為制造器件所需的零件引起的儲存約束性可以得到限制。此外，因為減少了所需要的步驟，所以制造得以簡化。

閱讀僅作為示例并參考附圖列出的以下詳細說明可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的光伏器件的示意圖；

圖2是圖1中器件的截面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第一個變體的器件的截面圖；以及，

圖4是根據(jù)本發(fā)明第二個變體的器件的截面圖。

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個光伏器件2，配置為把光轉(zhuǎn)化為電能。

參考圖1和圖2，器件2包括基片4、光伏電池8的支座6以及導光板10。

器件2在一定的被視為有用波長的范圍內(nèi)運行。該有用波長的范圍定義為電池8能夠轉(zhuǎn)化為電力的光子的光譜范圍。該范圍的上限取決于光伏電池8的性質(zhì)，更確切地說，構(gòu)成這些電池吸收體的材料的性質(zhì)。該范圍的下限通常設為350納米，因為幾乎沒有波長低于350納米的光子到達地球。

例如，該范圍從350納米至1200納米。

基片4的大體形狀是矩形板。例如，基片是用已知方法制成的。基片4與支座6接觸，并支撐支座6。

在一個實施例中，基片4具有電極(未顯示)，所述電極設置為單獨地或者以網(wǎng)絡中將所有光伏電池8連接到外電路。

支座6的大體形狀是矩形板。其側(cè)向尺寸和橫向尺寸基本上與基片的尺寸相對應。支座6設置在基片4上，并且大體上平行于基片4?；?和支座6基本上邊對邊地設置。

支座6容納電池8。在圖1和圖2的實施例中，支座6具有空腔12，所述空腔打開，其各自開口背向基片4。每個空腔12都容納一個光伏電池8?？涨?2的尺寸基本與光伏電池8的尺寸匹配。因此，空腔12以及電池8在支座上彼此隔開。電池之間的間隔應整齊，以便達到器件2的最優(yōu)性能。例如，空腔12以及電池8因此以矩陣形式設置在支座6表面上，意即在該表面上以固定間隔的行和列排成。然而，在某些實施例中，間隔沒有那么整齊，乃至是隨機的。這有助于使器件2的制造更簡單。

根據(jù)一個實施方案的變體，電池直接置于支座表面，而且支座沒有空腔12。下文對本發(fā)明進行說明，不僅限于支座具有空腔12的實施例。

此外，可設想支座6的多個實施方案。

在一個實施方案中，支座6是反射體。反射體6具有一個上表面(按照各圖中朝向的方向)。該上表面是的背向基片4的反射面14。更確切地說，反射面14面向?qū)Ч獍?0?？涨?2通過反射面14打開。

例如，按傳統(tǒng)方式實施反射體6。例如，反射面14包括放置電池8之前或之后形成的銀Ag層或鋁Al層，而且在所述銀Ag層或鋁Al層上選擇性地沉積摻鋁或不摻鋁的氧化鋅ZnO層。

在某些實施例中，把反射面14配置為僅反射一部分可見域。有利的是，反射面14反射的波長范圍包括導光板10的主導板的全部或部分發(fā)射波長范圍。例如，選擇所述波長范圍，使其包含全部發(fā)射波長范圍。

下面對該主導板及其發(fā)射波長范圍進行說明。

這在某些類型的應用中具有優(yōu)勢，尤其是在玻璃窗的實施方案中，并且可以得到在這些應用環(huán)境下光損失較低的器件。

在某些實施方案中，對支座6不反射的波長，基片4本身是透明的。

在某些具體的實施方案中，在選自可見域的波長范圍內(nèi)，支座6交替地或平行地進行反射，以便器件外觀根據(jù)所述的所選波長范圍呈現(xiàn)色彩。

在支座14對一部分可見域進行反射的實施方案中，該可見域包括主導板的全部或部分發(fā)射波長范圍，例如，選擇與所討論的陰影相關(guān)的選擇范圍，使其與主導板的發(fā)射波長范圍不相交。

在某些實施例中，把反射面14配置為反射整個可見域。

在另一實施方案中，支座6的幾何結(jié)構(gòu)與之前相同。但是，支座6沒有反射面，這意味著支座上表面不反射。例如，支座6是由對可見域透明的材料制成的。例如，支座6由玻璃制成。有利的是，基片4本身是透明的，以便使整個器件可能是最透明的。這特別有利于某些應用，比如建筑的玻璃窗，該透明度在所述玻璃窗中是一項重要標準。

下文的說明并不僅限于支座6是反射體的情景；可直接應用另一種類型的支座，例如，透明支座。

如前文所示，電池8分別設置在反射體6的一個空腔12中。每個電池8的上表面16都面向?qū)Ч獍?0，而且經(jīng)由所述上表面16接收來自導光板10的光子，電池使所述光子轉(zhuǎn)化為電能。電池8施置在空腔12中。例如，電池8各個表面16基本上彼此共面而且/或者與反射體6的反射面14共面。例如，電池嵌裝在反射體中。由此，電池的上表面16在反射面14附近是水平的。作為選擇，電池8表面16不是相互共面的。此外，在某些實施例中，電池嵌入其各自空腔12中，意味著其表面16的水平低于空腔12相關(guān)開口的水平面。在下文所述的其它實施例中，電池從其空腔和反射體突出。

電池8上表面16基本上是平的。電池8上表面16的折射率為n_c。例如，折射率n_c大致等于1.9。例如，表面16包括一透明導電氧化物層。該氧化物可以是氧化鋅ZnO、透明的、摻鋁、或者是銦錫復合氧化物ITO，或者是二氧化錫SnO2。

在一個實施例中，電池8是微型電池。

有利的是，電池8大體為圓柱形，而且其各自上表面16為圓形。例如，電池的直徑介于10微米至500微米之間。

注意，“圓柱”理解為是由生成器界定的表面，所述生成器穿過可變點同時保持固定方向，所述可變點表示封閉平面曲線或者引導曲線。由此，圓柱形不一定是旋轉(zhuǎn)對稱的。

在某些實施例中，比如圖1的實施例，電池大體為圓柱形，其矩形截面如圖1所示。在電池8上表面16的平面中測量的電池8的一半寬度和/或長度介于10微米至500微米之間。

作為選擇，電池的形狀及各自上表面16為任意形狀。例如，電池與圓形截面的圓柱內(nèi)接，而且直徑介于10微米至500微米之間。

例如，電池8是薄層電池，具有制造容易的優(yōu)勢。例如，電池是被稱為CIGS(指銅、銦、鎵和硒)型的電池，其化學式為Cu(In，Ga)Se₂，意味著所述電池是由銅、銦、鎵和硒制成的。電池還可以是CdTe型或CZTS型，屬于其它薄層電池。

然而，本發(fā)明不僅限于一種指定類型的電池。電池可以任意地選自現(xiàn)有電池。例如，電池可以是結(jié)晶硅、多晶硅或非晶硅，或者是III-V型半導體型電池，比如GaAs、GaInP或GaInAs。

導光板10設置為接收光子，并將其引向電池8。導光板10對于電池8是通用的。此外，導光板與所有電池8接觸。導光板設置為在其中把光子引向電池8的上表面16。

導光板10包括一主導板18和多個輔助導板20。

主導板18是熒光聚光器。所述主導板設置為吸收光子，并且對另一波長的光子做出響應重新發(fā)射光子。稍后對此進行更詳細的說明。

主導板18的大體形狀為扁平矩形板。該結(jié)構(gòu)使器件易于組裝，并且減少器件體積。

例如，該主導板18的厚度約為一毫米，乃至一厘米。

主導板18布置為大體上平行于反射體6的反射面14。

主導板18的表面22鄰近電池8，面向反射體6。參考圖1和圖2中的定向，鄰近表面22與主導板18的下表面相對應。如圖1和圖2中所示，反射體6的反射面14面向鄰近表面22。

鄰近表面22與反射體6的反射面14大致平行。

主導板18的縱向尺寸和橫向尺寸與反射體6的大致相等。更確切地說，主導板、反射體和基片的尺寸取決于器件2的用途。例如，對于某些用途，導板鄰近表面的面積22(并因此反射體和基片的面積區(qū)域)約為數(shù)十平方厘米，或者對于其它用途，所述面積約為一平方米。例如，鄰近表面面積22與電池8上表面面積16之和的比例介于2至100之間，例如，為20，所述比率也被稱為器件2的幾何增益。

有利的是，電池8面對主導板18的中心部分。這樣能夠調(diào)整主導板18的尺寸，而不改變電池8在支座6附近的設置。

有利的是，電池8因此設置在與主導板18相對的支座6附近，使得電池的上表面16不面對主導板18的側(cè)端，意即邊緣劃定主導板18側(cè)表面23(圖2)的界限。

主導板18包含至少一種染料(dye)以及構(gòu)成大部分主導板的一種材料，其中一種著色劑或者每種著色劑浸入并均勻地分布在所述主導板中。染料是磷光性的或者熒光性的，意即在被稱為器件吸收范圍的第一波長范圍內(nèi)吸收光的材料。作為響應，它在第一波長范圍內(nèi)重新發(fā)射以及在第二波長范圍或發(fā)射波長范圍內(nèi)重新發(fā)射主要各向同性的光子。該范圍集中于器件2的特征波長λ。

吸收波長范圍是指染料能夠吸收的光子的光譜范圍。理想的是，所述吸收波長范圍的下限與有用波長范圍的下限相對應，所述吸收波長范圍上限稍低于有用波長范圍的上限。

發(fā)射波長范圍是指由染料發(fā)出的光子的光譜范圍。與吸收范圍相比，所述發(fā)射波長范圍偏向于較長的波長。理想的是，必須使所述發(fā)射波長范圍的上限與有用波長范圍的上限一致。此外，所述發(fā)射波長范圍通常較窄，因此，該范圍可與指定波長——特征波長λ有關(guān)，并以所述特征波長λ為中心。如下文可見，用這個特征波長λ界定包含在器件2內(nèi)的輔助導板的高度以及主導板與反射體之間的間隔。器件2的特征波長λ是主導板15與它所含染料的函數(shù)。選擇所述特征波長λ，將其包含在令光伏電池8運行良好的光譜范圍內(nèi)。

吸收波長范圍和發(fā)射波長范圍通常共享一個頻率范圍。但是，這個共享范圍越窄越好。這樣有助于限制波導18重新吸收主導板18本身發(fā)射的光子，因為如此重新吸收產(chǎn)生損耗。

選擇反射體6的反射面14，以便最適合反射波長在主導板發(fā)射波長范圍內(nèi)的光子。

優(yōu)選的是，染料的磷光產(chǎn)率高于90％，高于95％更加有利，所述磷光產(chǎn)率即染料重新發(fā)射的光子數(shù)量與被吸收的光子數(shù)量之間的比率。

在第一個變體中，主波導是由摻有一種或多種染料的一種或多種聚合物組成。例如，主導板是由聚甲基丙烯酸甲酯或PMMA制成的。在某些實施例中，染料是通過有機分子實現(xiàn)的，比如由BASF公司出售的例如，是RED 305。作為選擇，染料是由羅丹明、二萘嵌苯、4-丁酰氨基-N-烯丙基-1、8-萘二甲酰亞胺，聚(9，9-二-(2-乙基己基)-9H-芴-2，7-亞乙烯酯、聚((9，9-二-(2-乙基己基)-9H-芴-2，7-亞乙烯酯)-co-(1-甲氧基-4-(2-乙基己氧基)-2，5或鑭系離子螯合物制成的。

作為選擇，染料是由半導體納米晶體制成的(用英語稱之為“量子點”)，比如PbS或PbSe的納米粒子或者核/殼型結(jié)構(gòu)的CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/CdS/CdZnS/ZnS或CdTe/CdSe。

作為選擇，染料是由有機/無機混合化合物制成的。

在某些實施例中，染料是由上述多種元素制成的，這有助于擴大聚光器的吸收范圍。

根據(jù)另一個變體，主導板是摻有發(fā)光元素的氧化物。

在其它實施例中，染料是通過摻有稀土金屬的氧化物的納米粒子實現(xiàn)的，比如摻有銪的釩酸釔或者摻有釹(Nd3+)或鐿(Yb3+)的氧化物，或者摻有其它稀土金屬，例如鑭系元素。

主導板18的折射率為n_g1，因此其鄰近表面22亦是如此。例如，折射率n_g1大致等于1.5。

根據(jù)本發(fā)明，主導板18的鄰近表面22遠離反射體6。器件2包括一個或多個區(qū)域23，所述區(qū)域位于電池之間，并含有折射率小于主導板18鄰近表面22的折射率的材料24。材料24填充反射體6與主導板18之間劃定的空間，并且在電池8之間延伸。一個或多個區(qū)域23位于分別屬于主導板18和反射體6并彼此相對的兩部分之間。

優(yōu)選的是，材料24盡可能具有最低的折射率。因此，首選材料24是空氣(其折射率等于1)。

材料24的作用是在主導板18與材料24之間的界面上產(chǎn)生菲涅爾反射，即在鄰近表面22附近產(chǎn)生菲涅爾反射。該反射是鏡面反射，對于的入射角大于或等于臨界角的光子而言，效率基本等于100％。下面討論一下全內(nèi)反射，TIR。該角度值只取決于構(gòu)成界面的材料的折射率，也就是主導板1與材料24的折射率。要發(fā)生全內(nèi)反射現(xiàn)象，光必須從高折射率介質(zhì)傳遞到較低折射率的介質(zhì)，這說明要在主導板下面加入材料24。在某些實施方案中，其中材料24是空氣，而且主波導材料的折射率為1.5，那么臨界角大約為42°，這相當于TIR大約反射75％的入射光子，25％未被反射的光子具有各向同性發(fā)射的特征，本文就是這種情況。

優(yōu)選的是，材料24的折射率等于或基本等于1。這樣會使臨界角的值最小，并因此使得通過全內(nèi)反射反射的光子比例最高。

作為一個變體，材料24是多孔材料，例如由SiO₂或TiO₂納米材料制成，從而使有效折射率最低。作為選擇，材料24由折射率小于1.4的聚合物制成，例如，所述折射率等于1.3。在另一個變體中，材料24是由氟化鎂MgF₂乃至二氧化硅SiO2制成的。

優(yōu)選的是，主導板18的鄰近表面22與支座6之間的距離d大于或等于器件2的特征波長λ。這樣會使得產(chǎn)生的光子性能的非線性效應最低，因為與主導板18發(fā)射之后的光子波長相比，該距離是不可忽略的。優(yōu)選的是，鄰近表面22與反射體6之間的距離d大于或等于特征波長λ的倍數(shù)，嚴格來講倍數(shù)大于1。這樣能夠更早地把前述非線性效應降到最低。例如，器件2的特征波長可約為1微米，例如，鄰近表面22與反射體6之間的距離取值大于或等于該波長的二倍、三倍或四倍，例如為5微米。

此外，優(yōu)選的是，鄰近表面22與反射體6之間的距離小于或等于器件2的特征波長λ的數(shù)倍，例如該波長的20倍。這特別有助于限制輔助導板20側(cè)邊的光子損失的現(xiàn)象，還有助于把輔助導板20側(cè)表面附近發(fā)生反射的可能性降到最低，所述發(fā)射如下文可見。因此，例如，鄰近表面22與反射體6之間的距離取值小于或等于20微米，例如，介于5微米至10微米之間。

優(yōu)選的是，區(qū)域23構(gòu)成一個單獨區(qū)域23，所述單獨區(qū)域是連續(xù)的，并且基本通過并不面對輔助導板20的鄰近表面22的整個表面與鄰近表面22接觸。這樣會提高在最大面積的表面上進行反射的效率。

輔助導板20是透明的。所述輔助導板分別與電池8中的一個相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選的是，輔助導板20彼此相同。這樣易于制造所述輔助導板，并因此易于制造整個器件2。

每個輔助導板20都呈襯墊的形狀。每個輔助導板20都施置在主導板18的鄰近表面22與電池8的上表面16之間。輔助導板20保持主導板18的鄰近表面22遠離反射體6。輔助導板20在側(cè)面通過材料24彼此隔開。

優(yōu)選的是，每個輔助導板20的表面或底部都與相關(guān)聯(lián)的電池8接觸，所述電池8的形狀基本與電池8上表面16的形狀相同。這樣使得從主導板18傳遞到輔助導板20以及從輔助導板20傳遞到電池8的光子百分比最高。例如，每個輔助導板的任意截面都大體為圓柱形或棱柱形，而且其底部形狀基本與相關(guān)聯(lián)電池8上表面16的形狀相同。例如，如圖2所示，關(guān)于具有矩形上表面16的電池，每個輔助導板20都是具有矩形截面的符合的棱柱形，所述矩形截面的尺寸基本等于電池上表面16的尺寸。作為選擇，對于具有圓形截面的圓柱形電池8，輔助導板20也大體為具有圓形截面的圓柱形。

作為選擇，輔助導板20可具有凹面或凸面，呈梯形或其它形狀。

每個輔助導板20都與相關(guān)電池8的上表面16接觸，輔助導板20的底部與上表面16接觸，并且邊對邊地設置，如圖1和圖2所示。

例如，輔助導板20是由感光樹脂制成的。例如，所述感光樹脂是MicroChemicals出售的名為nLOF^TM2070的樹脂、或者樹脂40XT或樹脂SU8。

輔助導板20的折射率為n_g2。折射率n_g2大于主導板18的折射率n_g1。此外，輔助導板20的折射率n_g2小于電池8上表面16的折射率n_c。這樣的效果是增強了光子向電池8轉(zhuǎn)移，因為輔助導板為電池提供抗反射作用，由于輔助導板的中間折射率介于主導板反射率與電池反射率之間。

優(yōu)選的是，輔助導板20的折射率n_g2基本等于主導板18折射率n_g1和電池8上表面16折射率n_c的幾何平均數(shù)。這具有同時增強了光子從主導板18向輔助導板20轉(zhuǎn)移，以及從輔助導板20向電池8轉(zhuǎn)移的效果。換言之，優(yōu)選關(guān)系式為：

例如，折射率n_g1大約為1.5，折射率n_c大約為1.9。優(yōu)選的是，折射率n_g2因此大約為1.69。

現(xiàn)在參考圖1和圖2對器件2的運行原理進行說明。

在器件2運行過程中，由來自主導板18環(huán)境的光子照射所述主導板18。

參考圖2，其中顯示了簡單光程T，器件2周圍的光子進入主導板18。如前文所示，由主導板18吸收這些光子。例如，在主導板18厚度內(nèi)的點A附近吸收某些光子。作為響應，主導板18各向同性地從主導板18內(nèi)的點A發(fā)射光子，意即向各方向發(fā)射。發(fā)射這些光子的波長屬于主導板發(fā)射范圍18內(nèi)的波長。

一旦在主導板18內(nèi)發(fā)射這些光子，這些光子便朝主導板18的界面移動到其中。

光子到達面對輔助導板20的鄰近表面22的一個區(qū)域并進入輔助導板，然后全部或部分光子達到相關(guān)聯(lián)電池8的上表面16，如下文所述。

如光程T所示，光子到達在一區(qū)域的主導板18的界面附近并被反射，該區(qū)域不面對輔助導板20。更具體而言，眾所周知，每次反射時，只反射了一部分光子，其余光子從主導板18逸出。關(guān)于在鄰近表面22附近發(fā)生的反射，未被反射的光子朝反射體6傳播，在此所述光子被反射至主導板18。所述光子在此進入其中，并在其中再次傳播。

根據(jù)本發(fā)明，如前文所示，因為有包含材料24的區(qū)域23存在，所以增加了在鄰近表面22附近有效反射的光子的比例。實際上，在反射體直接位于主導板18下的情況下，會按照反射體的反射系數(shù)反射所有射線，這樣并不完美。在存在材料24的情況下，通過全內(nèi)反射完全地反射了大部分射線。逸出的射線遇到反射體6，并且因此按照反射體反射面的速率被反射，并再次進入主導板。

光子在主導板18中持續(xù)移動，直到在面對輔助導板20的區(qū)域中的鄰近表面22附近到達主導板18內(nèi)，無論之后是否在反射體的反射面14上進行一次或多次反射都是如此。由于折射率n_g1、n_g2和n_c的值，光子進入所討論的輔助導板20，光子在所述輔助導板中向相應的電池8移動。根據(jù)光子進入輔助導板20的角度，光子可在輔助導板20的側(cè)面附近經(jīng)過一次或多次反射。如前文所述，僅有效地反射了經(jīng)過如此反射的一部分光子，因為另一部分光子傳遞到了材料24中。根據(jù)其光程及其在器件2中的位置，尤其是與器件2邊緣的接近度，一旦離開輔助導板20，這些光子便進入另一個輔助導板20(經(jīng)過反射體6反射或者未經(jīng)反射體6反射)，再次進入主導板18(在反射體6上進行反射之后)或者逸出器件2(在反射體6上進行反射或者未進行反射)。然后，到達電池8上表面16的光子經(jīng)電池8轉(zhuǎn)化為電能。

在某些實施例中，支座6只反射一部分光譜，波長在支座6所反射的波長范圍內(nèi)的那些光子性能像上文所述的一樣。在器件運行過程中，波長不被支座反射的光子則沒有被支座反射，并逸出器件。

在某些實施例中，其中支座6是透明的，在器件運行過程中，光子沒有被支座6反射。

現(xiàn)在參考圖1和圖2，對器件2的制造進行說明。

第一步，通過任何已知方法制造基片4、支座6和電池8，并按照前文所述對其進行設置。換言之，把支座6設置在基片4上，把電池8放在支座6附近。

在某些實施例中，電池8的上表面16包括摻有鋁Al的一氧化鋅ZnO層。在相應的實施例中，該層一旦設置在支座附近，便沉積在電池8上，選擇性地只沉積在電池8上，或者既沉積在電池8上，又沉積在反射體6的反射面14上。

此外，例如，通過光學光刻法制造輔助導板20。然后，在光刻過程中，放置輔助導板。最后，使主導板18的鄰近表面22接觸輔助導板20的自由端?？蛇x擇的，還可以進行最終退火，以便使輔助導板20牢固地結(jié)合到主導板18，這提高了器件2的機械強度。

作為一個變體，通過電化學方法形成與電池8直接接觸的全部或部分輔助導板20。更具體而言，把電池8放置在反射體6上之后，通過電沉積氧化鋅ZnO制成輔助導板20，把所述氧化鋅ZnO選擇性地沉積在電池8的表面上。

在相應的實施例中，直接在電池8上形成的輔助導板20是由氧化鋅ZnO制成的。

通過約為20的幾何增益實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的器件2。因此，據(jù)觀察，器件的集中因子比通過現(xiàn)有技術(shù)制造的器件高三倍。例如，測得通過現(xiàn)有技術(shù)制造的、主導板粘附在反射體上的器件的集中因子為1.8，相比之下，測得根據(jù)本發(fā)明的器件2的集中因子為5.3。

通過直接效率增益對此進行解釋，所述直接效率增益是通過提高主導板18的鄰近表面22附近的反射效率產(chǎn)生的，也是通過主導板18上表面附近的直接效率增益產(chǎn)生的，所述主導板18上表面附近的直接效率增益是由在鄰近表面22附近的鏡面反射性質(zhì)產(chǎn)生的，所述光子到達時的入射角使其足以通過全內(nèi)反射反射所述光子。

參考圖3，在本發(fā)明的一個變體中，電池8從反射體6朝主導板18突出。鄰近表面22直接與電池8接觸。換言之，器件2沒有輔助導板20。電池8保持主導板18離開反射體6。

在這個實施例中，例如，直接在反射體6的空腔12中形成電池8，例如是通過沉積形成的。作為選擇，直接在沒有空腔12的反射體6上形成所述電池。制造器件2過程中，例如，反射體6的反射表面14是在通過沉積形成電池8之后形成的。這有助于把電池8的形成對反射體6反射面14的質(zhì)量的影響降到最低。

因為沒有輔助導板20，所以根據(jù)這個變體的器件2成本較低，而且更易于制造。

關(guān)于圖4，在另一個變體中，電池8從反射體6突出，而且器件2包括比如前文所述的輔助導板20。可以限制輔助導板20的尺寸，由于在這個實施例中，電池8是突出的，所以也簡化了器件2的制造。

在另一個變體中(未顯示)，將上述實施例相結(jié)合。例如，某些電池8的上表面在反射體6的反射面附近是水平的，如圖2所示，而其它電池則突出到反射體外。然后，器件2包括第一種尺寸的輔助導板20以及第二種尺寸的輔助導板20，所述第一種尺寸的輔助導板20施置在上表面水平的電池8與主導板的鄰近表面22之間，所述第二種尺寸的輔助導板20施置在突出的電池與鄰近表面之間。所有的輔助導板的最高點基本上與和每個所述輔助導板接觸的主導板的高度相同。

在該變體的另一個實例中，主導板18與突出到反射體外的電池直接接觸。而且，上表面扁平的電池8分別耦合到前文所述的輔助導板20，并置于所討論的電池8與鄰近表面22之間。

還可以設想根據(jù)本發(fā)明的器件2的其它實施例。

例如，在某些實施例中，用帶通濾波器(在圖2中用虛線表示)覆蓋主導板18的上表面，若不是主導板18上表面阻礙光子的溢出，尤其是由主導板18發(fā)射的、而且波長在主導板的發(fā)射范圍內(nèi)光子，所述帶通濾波器則使周圍光子最大限度地穿入主導板18中。因此，濾波器具有反射波長處于特征波長周圍的光子以及對于其它波長有高透射率的良好性能。

此外，在把光集中在光伏器件上的光學裝置中，應注意成像器件和非成像器件，所述成像器件用于通過其光學系統(tǒng)獲取物體的圖像，以及在這種情況下因此獲取太陽在電池上的圖像，所述非成像器件為其部件集中光，而不形成圖像。

成像器件的具體特征是只有日光直接到達所討論的器件上，才集中所述日光，這意味著它沿著通過太陽和光學器件形成的軸定向，并且不能用漫射光，例如，所述漫射光由于云產(chǎn)生的擴散現(xiàn)象而沿著任意方向到達。

非成像器件對入射陽光的方向不敏感，所以，其優(yōu)點是不必通過特殊系統(tǒng)精確地跟隨太陽的軌跡。

而且，優(yōu)選的是，器件2是非成像器件。然后以非移動的方式把器件附接到其支座上。其作用是使器件不受定向裝置約束，所述定向裝置設置為使其根據(jù)太陽的軌跡定向，這對于成像器件而言是非常必要的。因此，與成像器件相比，大大降低了器件2的成本。