化石燃料和不可再生能源的负面影响因其对环境的有害影响而受到越来越多的关注。近年来，随着地球气候的快速变化，这种影响进一步加剧。人们比以往任何时候都更加重视可再生能源技术，力求逐步淘汰不可再生能源技术，使可再生能源成为未来获取能源的主要方式。

在所有可再生能源中，光伏（PV）——俗称太阳能电池——是研究最广泛、应用最广泛的技术之一，因为每天照射地球的太阳光线十分充足。根据其材质和制造方式，光伏将太阳能转化为电能的效率各不相同。然而，如果要在未来将其作为主要能源，则需要提高其效率，以弥补不可再生能源产生的能源损失。

提高光伏系统效率的一种方法是使用光伏/太阳能聚光器。然而，与技术领域的大多数组件一样，聚光器也有很多不同的类型，每种类型都有各自的优缺点。无论哪种类型，太阳能转换器的一般原理是，它是一种光学元件（可以是透镜、曲面镜或平面镜），用于聚集进入光伏系统的光线，从而更高效地将阳光转化为电能。

虽然太阳能聚光器有很多种类型（本文将在下文中更详细地介绍常见示例），但作为一种通用组件，它比非聚光平板光伏组件具有许多优势，包括成本更低（可获得效率更高）、总体效率更高（最高可提高 20%）、容量系数更高、与其他提高效率的选项相比，获取太阳能聚光器制造材料的问题更少（以及比其他选项毒性更小的材料）、易于大规模生产，并且与其他提高效率的组件相比，必要时可以回收利用。

菲涅尔透镜

菲涅尔透镜是一种广受欢迎的太阳能聚光器，因为它们通常体积小、重量轻，而且可以低成本大规模生产。它们的形状多种多样，可以是圆形，也可以是线形，这意味着它们可以广泛应用于各种应用。这些透镜包含凹槽，可以充当独立的棱镜来聚光。

另一个关键优势源于其所用材料对阳光的透射率极高。菲涅尔透镜的一个缺点是，聚光器距离太阳能电池越远，其效率就越差。

量子点聚光器

量子点聚光器由掺杂量子点的透明玻璃或塑料片、反射镜以及连接到光伏电池的光圈组成。特定波长的光线被量子点吸收，并均匀分布在整个光伏组件中，从而使光子在整个组件中的分布更加均匀。尽管将量子点融入光学元件的成本较高，但这仍然是一个关键优势。

此外，这些聚光器可以在很宽的波长范围内使用，可以集中漫射和直接辐射，不需要跟踪系统，并且可以很好地散热。

抛物面聚光器

最著名的聚光器是抛物面聚光器。它们是一种光学槽，可以收集并聚焦特定接收角内的光源，并将其聚焦到接收管上。抛物面聚光器广为人知的主要原因是其高调度性、低成本以及无需使用跟踪系统。

然而，尽管众所周知，影响聚光器性能的因素有很多，包括镜面反射率、入射角、跟踪误差、截距因子以及接收器的吸收率。这些误差大多来自接收器设计或接收器的热损失。不过，通过将多个槽式聚光器组合成复合抛物面聚光器，可以克服许多此类缺点。

通过在槽体中安装多孔插件，也可以克服部分此类缺点和效率损失。因此，虽然存在诸多缺点，但很多都是可以克服的，而且其低成本优势使其在很多应用中都颇具吸引力。

介质全内反射聚光器 (DTIRC)

介质全内反射聚光器 (DTIRC) 在太阳能电池、红外 (IR) 探测应用和光通信系统中有着广阔的应用前景。这些聚光器由弯曲的前表面、全内反射轮廓和出射孔组成，出射孔用于在光子信号到达太阳能电池之前对其进行反射和放大。DTIRC 的效率和聚光比高于许多其他聚光器，并且还具有其他优势，例如无需冷却功能以及能够调整光通量。至于缺点，它有一个主要缺点，即无法将接收到的所有太阳能全部传输出去。

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