专利名称：：利用光谱集中器增强效率的太阳能模块的制作方法
技术领域：
：本发明总体上涉及太阳能模块(solarmodule)。更具体地说，本发明涉及包括光谱集中器(spectralconcentrator)的太阳能模块。
背景技术：
：太阳能模块操作用来将来自太阳辐射的能量转变为电力，该电力被传递到外部负载，以执行有用的工作。太阳能模块典型地包括一组光伏("PV")电池，其可以并联、串联或其组合地连接。大多数普通类型的PV电池是基于结晶硅的p-n结器件。其它类型的PV电池可以基于非晶硅、多晶硅、锗、有机材料以及III-V族半导体材料如砷化镓。在现有的太阳能模块的工作期间，入射的太阳辐射穿透到PV电池的表面下，并在PV电池内被吸收。太阳辐射在该表面下穿透的深度可以取决于PV电池的吸收系数。在基于硅的PV电池的情况下，硅的吸收系数随太阳辐射的波长而变化。例如，对于处于900nm的太阳辐射，硅具有约100cm—1的吸收系数，并且太阳辐射可以穿透到约lOOym的深度。与之对比的是，对于处于450nm的太阳辐射，吸收系数更大，约104cm—、并且太阳辐射可以穿透到约lym的深度。在PV电池内的特定深度处，太阳辐射的吸收产生电子空穴对形式的载流子。电子通过一个电极离开PV电池，而空穴通过另一电极离开PV电池。净效果是电流流过被入射的太阳辐射驱动的PV电池。不能将全部的入射太阳辐射转变为有用的电能表示太阳能模块的损耗或无效率。当前的太阳能模块通常遇到许多对将入射的太阳辐射有效率地转变为有用电能的能力技术限制。一个重要的损耗机理典型地源自由入射的太阳光谱和PV电池的吸收光谱之间不匹配。在基于硅的PV电池的情况下，具有大于硅的带隙能的能量的光子可以导致具有过剩能量的光激发电子空穴对的产生。这种过剩能量一般不转变为电能，而是通过热电荷载流子驰豫(relaxation)或热化(thermalization)作为热量被耗损。该热量会增加PV电池的温度，结果就PV电池产生电子空穴对的能力而言可能会降低PV电池的效率。在有些情况下，对于温度每增加rc，pv电池的效率可以减少约O.5%。结合与这些热化损耗，具有小于硅的带隙能的能量的光子一般不被吸收，因此一般无助于到电能的转变。结果，接近硅的带隙能的小范围的入射太阳光谱可以被有效地转变为有用的电能。此外，根据PV电池的结的设计，电子空穴对的电荷分离一般被约束在耗尽区，该耗尽区可以被限于约lym的厚度。距耗尽区远于扩散或漂移长度而产生的电子空穴对并不电荷分离，因此一般无助于到电能的转变。耗尽区典型地位于PV电池的表面下的特定深度处的PV电池内。，硅吸收系数跨入射太阳光谱的变化可能相对于耗尽区的深度及其它性能强加了一种折衷，这降低了PV电池的效率。例如，尽管耗尽区的特定深度对于一个波长处的太阳辐射可能是期望的，但是同一深度对于较短波长处的太阳辐射可能是不合需要的。特别是，由于较短波长太阳辐射可以在该表面之下穿透到较小程度，因而所产生的电子空穴对可能距耗尽区太远，而无助于电流。正是出于该背景，需要开发在此描述的太阳能模块及相关方法。
发明内容本发明的实施例涉及增强了对于将入射的太阳辐射转变为有用的电能的效率的太阳能模块。在一个实施例中，一种太阳能模块包括光伏电池组和光学地耦接到该光伏电池组的光谱集中器。该光谱集中器被配置为(l)收集入射的太阳辐射；(2)将入射的太阳辐射转变为基本上单色的发射辐射；以及(3)将该基本上单色的发射辐射传送到光伏电池组。还构思本发明的其它方面和实施例。上述概述及下面的详细描述不意味着将本发明限制于任意特定的实施例，而是仅仅意味着描述本发明的一些实施例。为了更好的理解本发明的一些实施例的特性和目的，应该参考结合附图进行的以下详细描述。图1图示了根据本发明的多个实施例实施的太阳能模块。图2图示了根据本发明的另一实施例实施的太阳能模块。图3图示了根据本发明的另一实施例实施的太阳能模块。图4图示了根据本发明的另一实施例实施的方面和发光叠层的潜在损耗(potentialloss)机理。图5、图6以及图7图示了与根据本发明的多个实施例的、与太阳能模块的光学、电学以及机械结构相关的特征。图8图示了根据本发明实施例的UD-930的入射太阳光谱和测量的吸收和发射光谱的组合表示。具体实施方式综述本发明的实施例涉及增强了对于将入射的太阳辐射转变为有用的电能的效率的太阳能模块。对于一些实施例，一种太阳能模块包括光谱集中器和被光学地耦接到该光谱集中器的PV电池组。该光谱集中器可以执行许多操作，包括(l)聚集入射的太阳辐射；(2)将入射的太阳辐射转变为基本上单色的辐射，该辐射接近PV电池的带隙能量；以及(3)传送将该转变的辐射传送到PV电池，在PV电池中该转变的辐射可以被转变成有用的电能。通过将入射太阳辐射的宽范围的能量转变到与PV电池的带隙能量相匹配的窄的能量带，可以实现效率的显著提高。此外，该PV电池的设计可以被优化，或以另外的方式基于该窄的能量带进行调整。如在此描述，通过在光谱集中器内引入适合的发光材料和通过在光谱集中器的设计中采用谐振腔效应，可以进一步提高太阳能模块的效率。在此还描述了与太阳能模块的光学、电学和机械结构相关的具体特征。这些特征包括具有双面或双侧照明以及集成二极管及其它电路的垂直结PV电池。这些特征可以与用于PV电池上的低阻损耗和低热负载的电气互连一起结合到容易装配的太阳能模块内。以下定义应用于就本发明的某些实施例描述的一些元件。在这里这些定义可以被同样地扩展。如在此使用的，单数术语"一"和"该"包括多个对象，除非上下文另外清楚地规定。因此，例如，对于发光材料的引述可以包括多种发光材料，除非上下文另外清楚地规定。如在此使用的术语，"组"指一个或多个要素的集合。因此，例如，层的组可以包括单个层或多个层。组的要素也可以被称为组的成员。组的要素可以相同或不同。在有些情况下，组的要素可以共享一个或多个共同特性。如在此使用的，术语"可选的"和"可选地"意味着随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且意味着该描述包括该事件或情况发生的情形和没有发生的情形。如在此使用的，术语"紫外范围"是指约5纳米("nm")至约400nm的波长范围。如在此使用的，术语"可见范围"是指约400nm至约700nm的波长范围。如在此使用的，术语"红外范围"是指约700nm至约2毫米("mm")的波长范围。红外范围包括约700nm至约5微米("ym")的波长范围的"近红外范围"，约5ym至约30m的波长范围的"中红外范围"，约30m至约2mm的波长范围的"远红外范围"。如在此使用的，术语"反射(名词)"、"反射(动词)"和"发射的"是指光的弯曲或偏转，而术语"反射器"是指导致、引起这种弯曲或偏转或者以其他方式涉及在这种弯曲或偏转中的物体。光的弯曲或偏转可以基本上在单一方向上，如在镜面反射的情况下；或者可以在多个方向上，如在漫反射或散射的情况下。通常，入射在材料上的光和从该材料反射的光可以具有相同或不同的波长。如在此使用的，术语"发光(名词)"、"发光(动词)"和"发光的"是指响应于能量激发的光发射。发光可以基于原子或分子的激发电子态的驰豫而发生，并可以包括，例如，化学发光、电致发光、光致发光、热致发光、摩擦发光及其组合。例如，在光致发光的情况下，其可以包括荧光和磷光，可以基于光激发(如，光吸收)产生激发电子态。通常，入射在材料上的光和该材料发出的光可以具有相同或不同的波长。如在此就光致发光所使用的，术语"量子效率"是指输出光子的数目与输入光子的数目的比率。光致发光材料的量子效率可以就其"内部量子效率"来表征，内部量子效率是指由光致发光材料发出的光子数目与被光致发光材料吸收的光子数目的比率。在有些情况下，光致发光材料可以被包括在暴露于太阳辐射的结构内，以及该结构可以将发射的光指向、引导或传播向PV电池。在这种情况下，量子效率的另一表征可以是该结构的"外部量子效率"，外部量子效率是指到达PV电池的光子数目与被该结构内的光致发光材料吸收的太阳光子数目的比率。替代的，该结构的量子效率可以就其"总外部量子效率"来表征，总外部量子效率是指到达PV电池的光子数目与入射到该结构上的太阳光子数目的比率。可以理解，结构的总外部量子效率能够考虑减少了能到达光致发光材料的入射太阳光子的比例分数(fraction)。量子效率的进一步表征可以是"能量量子效率"，其中可以依据能量的比率而不是光子数目的比率来表示上述的各种比率。在向下转换的事件的情况下，即，如果较高能量光子被吸收并被转变为较低能量发射光子，则基于能量的量子效率可能小于其相应的基于光子数目的量子效率。如在此使用的，术语"吸收光谱"是指在一定波长范围上的光吸收的表示。在有些情况下，吸收光谱可以是指材料的、作为入射到材料上的光的波长的函数的吸收率(或透射率)的曲线。如在此使用的，术语"发射光谱"是指在一定波长范围上的光的发射的表示。在有些情况下，发射光谱可以是指作为发射光的波长的函数的、由材料发射的光的强度的曲线。如在此使用的，术语"激发光谱"是指在一定波长范围上的光的发射的另一种表示。在有些情况下，激发光谱可以是指作为入射在材料上的光的波长的函数的、由材料发射的光的强度的曲线。如在此使用的，术语"半最大值全宽"或"FWHM"是指光谱宽度的测量。在发射光谱的情况下，FWHM可以是指处于峰值强度值的一半处的发射光谱的宽度。如在此对于吸收光谱或激发光谱所使用的，术语"基本上平坦"是指相对于波长变化基本上不变。在有些情况下，如果在该波长范围内吸收率或强度的值相对于平均强度值显示出小于20%的标准偏差，例如小于10%或小于5%的标准偏差，那么光谱可以被称为在该波长范围上是基本平坦的。如在此相对于发射光谱所使用的，术语"基本单色的"是指在窄的波长范围上的光发射。在有些情况下，如果在FWHM处光谱宽度不大于120nm，例如在FWHM处不大于100nm，在FWHM处不大于80nm，或在FWHM处不大于50nm，那么发射光谱可以被称为基本上是单色的。如在此使用的，术语"纳米范围"或"nm范围"是指约lnm至约1ym的尺度范围。nm范围包括"低nm范围"，是指约lnm至约10nm的尺度范围；"中nm范围"，是指约10nm至约100nm的尺度范围；以及"上nm范围"，是指约100nm至约1ym的尺度范围。如在此使用的，术语"微米范围"或"ym范围"是指约liim至约lmm的尺度范围。该ym范围包括"低ym范围"，是指约liim至约10iim的尺度范围；"中ym范围"，是指约10iim至约100iim的尺度范围；以及"上ym范围"，是指约100ym至约lmm尺度范围。如在此使用的，术语"尺寸"是指物体的特征尺度。在颗粒是球形的情况下，颗粒尺寸可以是指颗粒的直径。在颗粒是非球形的情况下，颗粒尺寸可以是指颗粒的各个正交尺度的平均值。因此，例如，类球形(spheroidal)颗粒的尺寸可以是指颗粒的主轴和短轴的平均值。当将一组颗粒称作具有特定的尺寸时，这构思了这些颗粒可以具有在该尺寸周围的尺寸分布。因此，如在此使用的，一组颗粒的尺寸可以是指尺寸分布的典型尺寸，如平均尺寸、中间值尺寸或峰值尺寸。如在此使用的，术语"纳米颗粒"是指具有nm范围的尺寸的颗粒。纳米颗粒可以具有各种任意形状，诸如箱形、立方形、圆柱形、盘形、球形、类球形、四面体形、三足体形(tripodal)、管状、棱锥状、或任意其它规则或不规则的形状，并可以由任意的各种材料形成。在有些情况下，纳米颗粒可以包括由第一材料形成的核心，可选地，该核心可以被由第二材料形成的涂层或壳围绕。第一材料和第二材料可以是相同的或不同的。根据纳米颗粒的结构，纳米颗粒可以显示出与量子约束相关联的尺寸相关特性。但是，也构思了纳米颗粒可以基本上没有与量子约束相关联的尺寸相关特性，或可以低程度显示出这种尺寸相关特性。如在此使用的，术语"掺杂剂"是指作为添加剂或杂质存在于材料中的化学实体。在有些情况下，材料中存在掺杂剂可以改变材料的一组特性，如其化学、磁学、电学或光学6特性。*隨微图1图示了根据本发明的各个实施例实施的太阳能模块100、102和104。如图l所示，太阳能模块100包括PV电池106，PV电池106是由结晶硅形成的p-n结器件。但是，PV电池106也可以由其它适合的感光(photoactive)材料形成。如图1所示，PV电池106被配置为接受和吸收入射到PV电池106的侧表面108上的辐射，但是也可以包括PV电池106的其它表面。在所示的实施例中，太阳能模块100还包括光谱集中器110，光谱集中器110形成为具有侧表面112的平板(slab)，该侧表面112邻近PV电池106的侧表面108。光谱集中器110通过将相对宽能量范围的太阳辐射转变为接近硅或形成PV电池106的其它感光材料的带隙能量的窄带能量，执行光谱集中。接着，从光谱集中器110发射的窄带辐射在PV电池106的耗尽区内可以被有效地吸收。通过使发射的辐射的能量与PV电池106的带隙能量匹配，可以获得高得多的太阳能转换效率，包括90%或更高的效率。在太阳能模块100的工作期间，入射的太阳辐射撞击光谱集中器110，光谱集中器110吸收该太阳辐射并以基本上单色的能带发射辐射。具体的，光谱集中器110被配置为执行具有带隙能量Eg的向下转换，带隙能量Eg接近PV电池106的带隙能量。具有处于带隙能量Eg或高于带隙能量Eg的能量的太阳辐射被吸收并转变为具有与PV电池106的带隙能量匹配的较低能量的发射辐射。以此方式，大部分热化可以在光谱集中器110内发生，而不是在PV电池106内。在光谱集中器110内对来自光谱集中器110的发射辐射进行引导，并将其引向PV电池106的侧表面108，PV电池106吸收并将该发射辐射转变为电力。在所示的实施例中，PV电池106被优化用于相对于基本上单色的发射辐射进行操作，但是也可以相对于入射的太阳辐射有效地操作。仍参考图l，太阳能模块102包括PV电池114，PV电池114是由结晶硅形成的p-n结器件。但是，PV电池114也可以由其它适合的感光材料形成。如图1所示，PV电池114被配置为接受和吸收入射到PV电池114的顶表面116上的辐射，但是也可以包括PV电池114的其它表面。在所示的实施例中，太阳能模块102还包括光谱集中器118，光谱集中器118形成为邻近于PV电池114的顶表面116的涂层、膜或层。太阳能模块102的某些方面可以以与如上对于太阳能模块100所述的类似的方式实施，因此，在此不再进一步描述。在太阳能模块102的工作期间，入射的太阳辐射撞击光谱集中器118，光谱集中器118吸收该太阳辐射并发射在基本上单色的能带中的辐射。具体的，光谱集中器118被配置为执行具有带隙能量Eg的向下转换，该带隙能量Eg接近PV电池114的带隙能量。具有处在带隙能量Eg或高于带隙能量Eg的能量的太阳辐射被吸收并转变为具有与PV电池114的带隙能量匹配的较低能量的发射辐射。以此方式，大部分热化可以在光谱集中器118内发生，而不是在PV电池114内。来自光谱集中器118的发射辐射被向下引到PV电池114的顶表面116，PV电池114吸收并将该发射辐射转变为电力。在所示的实施例中，PV电池114被优化用于对于基本上单色的发射辐射进行操作，但是也可以对于入射的太阳辐射有效地操作。如图1所示，太阳能模块104是多结器件，包括光谱集中器120A、120B和120C的多个层，光谱集中器120A、120B和120C被光学地耦接到具有不同带隙能量的各个PV电池122A、122B以及122C。例如，PV电池122A、122B和122C可以由III族材料、IV族材料、V7族材料或其组合形成，具有在约2.5eV至1.3eV的范围内或在约2.5eV至0.7eV的范围内的带隙能量。例如，硅具有约1.leV的带隙能量，而锗具有约0.7eV的带隙能量。太阳能模块104的某些方面可以以与如上对于太阳能模块100所述的类似的方式实施，因此，在此不再进一步描述。在太阳能模块104的操作期间，入射的太阳辐射撞击光谱集中器120A，光谱集中器120A被配置为执行具有接近PV电池122A的带隙能量的带隙能量E-的向下转换。具有处在带隙能量E^或高于带隙能量Ea的能量的太阳辐射被吸收并转变为基本上单色的发射辐射，该发射辐射被引导向PV电池122A，PV电池122A吸收并将该发射辐射转变为电力。具有低于带隙能量EgA的能量的太阳辐射经过光谱集中器120A并撞击光谱集中器120B，光谱集中器120B被配置为执行具有接近PV电池122B的带隙能量的带隙能量E"的向下转换。具有处在带隙能量EgB或高于带隙能量EgB(且低于带隙能量EgA)的能量的太阳辐射被吸收并转变为基本上单色的发射辐射，该发射辐射被引导向PV电池122B，PV电池122B吸收并将该发射辐射转变为电力。具有低于带隙能量E"的能量的太阳辐射经过光谱集中器120B并撞击光谱集中器120C，光谱集中器120C被配置为执行具有接近PV电池122C的带隙能量的带隙能量Ege的向下转换。具有处在带隙能量Ege或高于带隙能量Ege(且低于带隙能量EgB)的能量的太阳辐射被吸收并转变为基本上单色的发射辐射，该发射辐射被引导向PV电池122C，PV电池122C吸收并将该发射辐射转变为电力。在所示的实施例中，带隙能量EgA、EgB和EgC具有以下关系，EgA>EgB>EgC。通过用这种方式操作，太阳能模块104通过允许将太阳光谱内的不同能带聚集并转变为电力提供太阳光谱的增强利用。尽管在图1中图示了三个层，但是太阳能模块104可以包括更多或更少的层，这取决于具体的实施方式。在有些情况下，太阳能转换效率可以从在使用一个PV电池时的约31%的值增加到在使用三个PV电池时的约50%的值，并且在使用几乎无限数目的PV电池时向约85%的值增加。光谱集中的附加方面和益处可以参考图2来理解，图2图示了根据本发明的另一实施例实施的太阳能模块200。太阳能模块200包括PV电池202，PV电池202是由结晶硅的薄切片或条形成的p-n结器件。硅薄切片的使用允许减小硅消耗，也允许降低制造成本。在硅晶片上可以执行微机械加工操作，以形成大量硅切片，每个硅切片可以被进一步处理以形成PV电池，如PV电池202。PV电池202可以具有约300iimX约300iimX几厘米长度的尺寸，或约250iimX约250iimX约3英寸长度的尺寸。如图2所示，PV电池202被配置为接受和吸收入射到PV电池202的侧表面204上的辐射，但是也可以包括PV电池202的其它表面。在所示的实施例中，太阳能模块200还包括光谱集中器206，光谱集中器206形成为具有侧表面208的平板，侧表面208邻近PV电池202的侧表面204。光谱集中器206包括一组发光材料，该发光材料将相对宽能量范围的太阳辐射转变为与PV电池202的吸收光谱相匹配的、相对窄的、基本上单色的能带。在太阳能模块200的操作期间，入射的太阳辐射撞击光谱集中器206的顶表面210，并且该入射的太阳辐射的某些部分穿透到顶表面210下面，并被吸收和转变为基本上单色的发射辐射。在光谱集中器206内该发射辐射被横向地引导，该发射辐射的某些部分到达PV电池202的侧表面204，PV电池202吸收并将该发射辐射转变为电力。实际上，该光谱集中器206执行一组操作，包括(1)聚集入射的太阳辐射；(2)将该入射的太阳辐射转变为基本上单色的、接近PV电池202的带隙能量的发射辐射；以及(3)将该发射辐射传送到PV电池202，在这里该发射辐射可以被转变为有用的电能。光谱集中器206可以包括对聚集、转换和传送操作中的各种操作优化或以另外方式调整的不同结构。替代的，这些操作中的某些操作可以在公共结构内实施。下面进一步描述通过光谱集中器206执行的这些操作。聚集是指捕获或拦截入射的太阳辐射，以备用于转换为发射辐射。光谱集中器206的聚集效率可以取决于光谱集中器206内的发光材料的数量和分布。在有些情况下，发光材料可以被视为一组发光中心，该发光中心可以拦截入射的太阳辐射，并且典型地，更大数目的发光中心增加聚集效率。根据发光中心的分布，可以以分布式方式在整个光谱集中器206发生入射的太阳辐射的聚集，或可以在光谱集中器206的一个或多个区域内发生入射的太阳辐射的聚集。聚集效率也可以取决于光谱集中器206的其它方面，包括入射的太阳辐射到达发光材料的能力。具体的，一般通过入射太阳辐射与发光材料的适当光耦接来提高聚集效率，例如通过用于减小入射的太阳辐射的反射的抗反射涂层。转换是指响应于入射的太阳辐射发射辐射，以及这种转换的效率是指吸收的太阳光子转变为发射光子的概率。光谱集中器206的转换效率可以取决于发光材料的光致发光特性，包括其内部量子效率；但是也可以取决于发光中心与它们的局部光学环境的相互作用，包括经由在这里进一步描述的谐振腔效应。根据发光中心的分布，可以在整个光谱集中器206上以分布式方式发生入射的太阳辐射的转换，或者，可以在光谱集中器206的一个或多个区域内发生。此外，取决于使用的特定发光材料，该转换效率可以取决于被发光材料所吸收的入射太阳辐射的波长。传送是指发射辐射朝向PV电池202的引导或传播，以及这种传送的效率是指发射光子到达PV电池202的概率。光谱集中器206的传送效率可以取决于发光材料的光致发光特性，包括发射和吸收光谱之间的重叠度，但是也可以取决于发光中心与它们的局部光学环境的相互作用，包括经由如在此进一步描述的谐振腔效应。通过执行这些操作，光谱集中器206提供许多益处。具体的，通过代替PV电池202执行聚集操作，光谱集中器206允许显著减小硅消耗，这又允许显著减小制造成本。在有些情况下，硅消耗量可以被减少约10至1000倍。此外，光谱集中器206基于至少以下两个效应来增强太阳能转换效率(l)集中效应；以及(2)单色效应。就集中效应而言，通过将入射太阳辐射的相对宽能量范围转变为接近PV电池202的带隙能量的窄带能量，光谱集中器执行光谱集中。经由光谱集中器206的顶表面210聚集入射的太阳辐射，并且发射辐射被导向PV电池202的侧表面204。太阳辐射聚集区，如由光谱集中器206的顶表面210的区域所表示的，可以显著地大于如由PV电池202的侧表面204的区域所表示的PV电池202的区域。所得到的到PV电池202上的集中系数可以在约10至100乃至约1000或更高的范围之内。该集中系数又可以增加太阳能模块200的开路电压或V。。，以及对于到达PV电池202的发射辐射中每个为IO集中系数，可以得到约2%(绝对)或10%(相对)的太阳能转换效率的增加。典型的太阳辐射能通量约为100mWcm—2，在有些情况下，通过对于聚集、转换和传送操作优化光谱集中器206，可以获得高达106(或更大)的集中系数。在单色效应方面，从光谱集中器206发射的窄带辐射可以被PV电池202有效地吸收，可以就其结设计优化PV电池202以在该窄带发射辐射上操作。此外，通过使发射辐射的能量与PV电池202的带隙能量相匹配，大部分热化可以发生在光谱集中器206内，而不是在PV电池202内。接下来转到图3，其图示了根据本发明的另一实施例实施的太阳能模块300。太阳能模块300包括PV电池的多个行302A、302B和302C，沿x轴方向彼此间隔约2cm至约10cm。尽管在图3中图示了三个行302A、302B和302C，但是可以包括更多或更少的行，这取决于具体的实施方式。在图示的实施例中，每个行302A、302B以及302C包括多个串联连接的PV电池，但是也设想了并联连接。PV电池串联连接可以用来增加输出电压，而PV电池并联连接可以用来增加输出电流。特定行(如行302A内)的PV电池可以是p-n结器件，并且对于该行，PV电池的p-n取向可以沿y方向交替。如图3所示，每个行302A、302B和302C是双面的，因此能够接受并吸收入射到两个侧表面上的辐射。在所示的实施例中，太阳能模块300还包括光谱集中器304，光谱集中器304包括允许该光谱集中器304执行聚集、转换和传递操作的多个结构。具体的，光谱集中器304包括由光学透明的或半透明的玻璃、聚合物或其它适合的材料形成的基板306。在基板306的顶表面形成抗反射层308，以减小入射的太阳辐射的反射。如图3所示，光谱集中器304还包括发光叠层310，发光叠层310包括一组发光材料，该发光材料将入射的太阳辐射转变为相对窄的基本上单色的能带，该能带与PV电池的行302A、302B和302C的吸收光谱相匹配。发光叠层310被粘结层312和保护层314夹着，粘结层312和保护层314分别邻近发光叠层310的顶表面和底表面。粘结层312由光学透明或半透明的聚合物或其它适合的粘结材料形成，用来将发光叠层310耦接到基板306，以及提供发光叠层310相对于PV电池的行302A、302B和302C的适当的光学对准。在有些情况下，粘结层312也可以用来将PV电池的行302A、302B和302C与光谱集中器304热隔离，因此减小由于加热导致的效率损失。也设想了对于某些实施方式，可以省略粘结层312，以使得在基板306的底表面形成发光叠层310。在所示的实施例中，保护层314用来保护发光叠层310不受环境条件影响，并由聚合物或其它适合的材料形成。尽管在图3中未图示，但是不涉及辐射的传递的光谱集中器304的侧边缘和表面在其上可以形成有的朗伯(Lambertian)反射体，如白漆或其它适合的反射材料。仍参考图3，光谱集中器304包括多个凹槽316A、316B和316C，以容纳PV电池的相应的行302A、302B和302C。在光谱集中器304的制造过程中，可以邻近于基板306的顶表面和底表面形成多种层，并且基板306的某些部分和邻近于其底表面的层可以被去除，以形成凹槽316A、316B和316C。替代的，可以执行选择性的涂敷、构图或淀积技术，以形成凹槽316A、316B和316C。在太阳能模块300的操作期间，入射的太阳辐射撞击光谱集中器304的顶表面，该入射的太阳辐射的某些部分经过基板306和粘结层312，并到达发光叠层310。接着，发光叠层310吸收并将该太阳辐射转变为基本上单色的发射辐射。然后在内发光叠层310内该发射辐射被引导，并且该发射辐射的某些部分到达PV电池的行302A、302B和302C，PV电池吸收并将该发射辐射转变为电力。如参考图3可以理解，发射辐射的引导是使得从两个侧面照射PV电池的每一行302A、302B和302C，由此增强太阳能转换效率。图4图示了根据本发明的另一实施例实施的发光叠层400的多个方面和潜在损耗机理。发光叠层400包括发光层402，发光层402包括一组发光材料。通过选择对于太阳辐射具有高吸收系数的发光材料，可以减小发光层402的厚度，如在约0.1i！m至约2i！m的范围内，约0.2iim至约1iim的范围内，或约0.2iim至约0.5ym的范围内。如图4所示，发光层402被顶部反射体404和底部反射体406夹着，顶部反射体404和底部反射体406分别邻近发光层402的顶表面和底表面。该对反射体404和406用来减小从发光叠层400发出的发射辐射的损耗，因为发射辐射被导向PV电池。顶部反射体404在发射波长上是全向反射的(omni-reflective)，同时允许相关波长的入射的太阳辐射经过并撞击发光层402。底部反射体406基本上在所有波长上是全向反射的，因此允许双行程(two-pass)太阳辐照。具体的，经过发光层402的太阳辐射的任意剩余部分撞击底部反射体406，底部反射体406反射该太阳辐射。反射的辐射被向上指向并撞击发光层402，发光层402可以吸收和将该反射辐射转变为发射辐射。在所示的实施例中，每个顶部反射体404和底部反射体406被实施为电介质叠层，其包含多个电介质层以及电介质层的数目在2至10的范围内，如在4至8的范围内。每个电介质层可以具有在约O.liim至约O.2iim的范围内的厚度，如在约0.liim至约O.15ym的范围内的厚度。对于某些实施方式，电介质叠层可以包含由不同的电介质材料形成的交替的层。可用于形成顶部反射体404和底部反射体406的电介质材料的例子包含硅石(例如，Si02或a-Si02)、矾土WMn，Al203)、Ti02、SiOxN2—x及其它适合的薄膜电介质材料。顶部反射体404和底部反射体406可以具有高达108或更高的容差(就Q值而言)，如在约5至约100的范围内或在约5至约10的范围内的容差。取决于形成顶部反射体404和底部反射体406的电介质层的数目，发光叠层400的总厚度可以在约0.4iim至约4iim的范围之内，如在约1ym至约2ym的范围内，或在约1iim至约1.5iim的范围内。尽管在图4中图示了单个发光层402，但是也设想了在其它实施方式中可以包括多个发光层。这些多个发光层可以一个形成在另一个上，或者可以散布在多个电介质层当中。发光叠层400可以根据许多制造技术中的任意技术来形成。例如，可以使用巻绕式(roll-to-roll)技术来淀积发光材料连同多个电介质层，所述层连续淀积。替代的，可以将多种层层叠在基板上，而不是淀积在基板上。例如，发光叠层400可以由聚合物膜形成，发光材料涂敷在一组膜上以及第二组膜，其被层叠以形成完整的发光叠层400。该膜可以由可紫外相容的(ultraviolet-compatible)聚合物形成，以及可以载有纳米颗粒(如由1102形成的)以调整折射系数。该膜可以以多层形式突出，然后层叠，或可以被顺序地涂敷。当形成发光叠层400时，发光材料也可以被装载到一个或多个膜中。作为进一步例子，可以使用原子层淀积("ALD")，来在一次淀积中形成发光叠层400。ALD典型地使用一组化学试剂，在表面上形成交替的、饱和的化学反应，导致具有期望的特征如一致性、均匀性、可再现性和对厚度的精确控制的自限制的生长。ALD典型地包括以气相顺序地引入反应剂到表面，以形成连续的单层。例如，可以使用ALD淀积CdS或UD-930(例如，使用铯醋酸盐(或甲酸盐)、四碘化碳(或三碘甲烷)、二碘甲烷(或碘甲烷)和与二氯化锡或有机锡化合物相结合)。在Na皿等人的"CuInS厂Ti(^HeterojunctionsSolarCellsObtainedbyAtomicLayerDeposition,，，ThinSolidFilms,Vol.431-432，pp.492-496(2003);Spiering等人的"StabilityBehaviourofCd-freeCu(In，Ga)Se2SolarModuleswithIn2S3BufferLayerPr印aredbyAtomicLayerD印osition，"ThinSolidFilms,Vol.480—481，pp.195-198(2005);以及Kl印per等人的"GrowthofThinFilmsofCo304byAtomicLayerDeposition,，，ThinSolidFilms(2007)中(可在丽w.sciencedirect.com处在线获得)描述了ALD的某些方面，在此将其公开内容全部引入供参考。仍参考图4，在"正常"性能的情况下，图示了发光叠层400的操作。在"正常"性能的情况下和在没有谐振腔效应的情况下，入射的太阳辐射被发光中心拦截，并且所得到的辐射发射基本上是各向同性的。在超过全内反射角的方向上的发射辐射留在发光叠层400中，并被沿发光叠层400横向地引导。图4中还图示了发光叠层400的操作过程中的电位损耗的情况(1)非辐射复合这是指其中入射的太阳辐射被发光中心拦截，但是不引起发射辐射的情况。通过选择具有高内部量子效率的发光材料，以及通过减小缺陷或界面复合位点，可以减小非辐射复合。(2)残余损失锥尽管在超过全内反射角的方向上的发射辐射留在发光叠层400中，但是在低于全内反射角的方向上的发射辐射离开发光叠层400，并限定了发射辐射的损失锥。经由该损失锥，全向或各向同性发射的情况中的发射损耗可以高达20%。增加发光层402顶上或下面的电介质层数目或增加发光层402相对于其周围环境之间的折射系数反差，可以减小损失锥。此外，如在此进一步描述，可以利用谐振腔效应控制发射辐射的方向，因此减小离开发光叠层400的发射辐射的比例分数。(3)散射这是指其中发射辐射撞击散射中心并离开发光叠层400的情况。通过增加发光叠层400内的材料均匀性以及通过减小缺陷或散射位点，可以减小散射损耗。(4)自吸收留在发光叠层400中的发射辐射可以经受自吸收损耗。具体的，发射辐射可以是处在比被吸收的辐射更长的波长上，即它被斯托克斯(Stokes)偏移。如果斯托克斯偏移的程度相对小，则可能存在发射光谱和吸收光谱的重叠，这可能引起自吸收。通过选择具有大的斯托克斯偏移的发光材料，可以减小自吸收损耗。此外，如在此进一步描述，可以利用谐振腔效应控制光致发光特性和增强发光材料的固有的斯托克斯偏移。参考图5、图6和图7，描述与根据本发明的各个实施例的太阳能模块的光学、电学和机械结构相关的附加特点。图5图示了PV电池500相对于包括发光叠层504的光谱集中器502的两种不同取向。一种取向被称为是水平结取向，其中PV电池500的耗尽区基本相对于垂直地入射在光谱集中器502上的太阳辐射对准，但是相对于沿发光叠层504引导的发射辐射基本上垂直。在PV电池500具有水平结取向的情况下，一对电极506和508被耦接到耗尽区的相应侧面，以提取由PV电池500产生的电荷载流子。如图5所示，电极506和508都邻近于PV电池500的底表面设置，并具有鳍片状结构，以散选来自PV电池500的热量。PV电池500的另一种取向被称为是垂直结取向，其中PV电池500的耗尽区相对于垂直地入射在光谱集中器502上的太阳辐射基本上是垂直的，但是基本上相对于沿发光叠层504引导的发射辐射对准。在PV电池500具有垂直结取向的情况下，一对电极510和512被耦接到耗尽区的相应侧面，以提取由PV电池500产生的电荷载流子。如图5所示，邻近于PV电池500的顶表面设置电极510，同时邻近于PV电池500的底表面放置电极512。电极512具有鳍片状结构，以散逸来自PV电池500的热量。PV电池500的垂直结取向可以提供许多益处。具体的，耗尽区相对于发射辐射的对准可以增强跨耗尽区的光激发的均匀性和提高太阳能转换效率。此外，电极510和512相对于PV电池500的放置可以减小相对于耗尽区的光激发的势阻(potentialblockage)。此外，通过允许电极510和512相互进一步远离隔开，垂直结取向可以允许电极510和512中的至少一个具有较大的截面面积，用于提高热散逸以及到外部电路的低损耗导电。此外，垂直结取向可以易于行内的PV电池的连接，以使得PV电池的p_n取向沿该行从一个PV电池至下一个PV电池地交替。为了提高电气性能，可以使用集成电路技术来将附加电路集成到PV电池中。这种附加电路的例子包括电压步进(st印-up)电路、电压控制电路、换流器(inverter)、直流("DC")至交流("AC")转换器、电压调节器、旁路二极管、阻塞二极管、分流二极管及其它电气保护和电处理电路。例如，可以将电压步进电路集成到PV电池中，以减小电接触和传导损耗。此外，来自太阳能模块的较高输出电压可以转化为对于到AC线路电压的外部换流器和接口电路的更简单和更低成本的实施方式。外部换流器和关联的接口电路可以代表高达总系统成本的约10%至约20%，以及可以消耗约10%的输出功率。由此，对于某些实施方式，可以将DC至AC转换器和电压调节器集成到PV电池中，由此消除对外部换流器的需要。作为另一例子，PV电池可以包括用于在阳光功率在一天时间上的变化期间的电池充电的电压控制电路。图6和图7图示了二极管的集成，以解决与遮蔽和缺陷相关的问题。具体，图6图示了串联连接的PV电池的行600，其包括PV电池602。通过行600的总输出电流可能受由串联连接的PV电池中的任意一个产生的电流降的影响。例如，如果PV电池602受遮蔽或缺陷的影响，总输出电流可能经历显著的下降，由剩余的PV电池产生的电流基本上被消耗在受影响的PV电池602内。在所示的实施例中，与该受影响的PV电池602并联集成二极管604，并且二极管604可以用作用于由剩余的PV电池产生的电流的旁通。图7图示了PV电池的并联连接的行702A、702B、702C和702D的阵列700，每一行702A、702B、702C和702D包括串联连接的多个PV电池。在每一行702A、702B、702C和702D的顶部处的输出电压可以基本上是相同的，以及可能受串联连接的PV电池中的任意一个产生的电压降的影响。例如，如果行702B内包括的PV电池704受遮蔽或缺陷影响，行702B的输出电压可能经历显著的下降，由剩余行702A、702C和702D产生的功率基本被消耗在该受影响的行702B内。在所示的实施例中，阻塞二极管706A、706B、706C和706D与行702A、702B、702C和702D中相应的行集成，并且可以用来减小该受影响的行702B内的功率耗损。发光材料可以使用各种发光材料来形成在此描述的太阳能模块。例子包括有机荧光体、无机荧光体和磷光体、纳米颗粒、以及半导体材料。具有约900nm至约980nm的范围内的光跃迁的无机荧光体可以适合于与基于硅的PV电池一起使用。可以基于所涉及的原子基团(atomicmoiety)选择具有适合的发射波长的无机荧光体。例如，可以使用具有源于过渡或稀土原子的发光的无机荧光体。无机荧光体的其它例子包括具有源于晶体中的缺陷态的发光的氧化物(或其它硫族化合物)。纳米颗粒，如由硅或锗形成的纳米颗粒，可以有用于光谱集中。该纳米颗粒可以形成为自组装的纳米颗粒，如通过真空淀积；或形成为分立的纳米颗粒，如在胶状溶液中。通过减小缺陷密度，一般减小至小于每个纳米颗粒一个缺陷，纳米颗粒可以形成有用于光致发光的高内部量子效率。此外，纳米颗粒的表面可以被正确地终止，以增强光致发光。纳米颗粒的发射波长可以取决于它们的尺寸或受它们的尺寸控制。窄的尺寸分布可能是期望的，以使得所得到的光谱宽度是窄的，而通过较大尺寸的纳米颗粒，减小来自较小尺寸的纳米颗粒的发射的光的自吸收。也可以使用具有接近和略微超过PV电池的带隙能量的带隙能量的半导体材料，如磷化铟或InP。具体的，在300K下具有约1.leV至约1.5eV范围内(如约1.2eV至约1.4eV)的带隙能量的半导体材料可以适于作为用于基于硅的PV电池的光谱集中器。例如，磷化铟具有约1.35eV的直接的、容许带隙能量和约105cm—1的吸收系数。磷化铟可以通过多种工艺如溅射淀积、金属有机化学气相淀积("M0CVD")、有机金属化学气相淀积("OMCVD")、大气化学气相淀积、ALD、分子束外延("MBE")淀积等来淀积。磷化铟或其它半导体材料可以被淀积为单层或散布有其它层的多层的膜。为了光学和效率的目的以及化学和环境保护，可以包括其它层，如作为气密密封剂的硅石和矾土。在太阳光谱的光学波长中，磷化铟或其它半导体材料的吸收系数在大于带隙边缘的能量处可以是在约104cm—1或更大的范围之内。微米范围内的膜厚度(如几微米或更少)可以具有2或更高的光密度，以允许至少约99%的入射太阳辐射被吸收。磷化铟或其它半导体材料也可以被淀积到多孔基质中，或被淀积为纳米颗粒。例如，磷化铟可以形成为纳米颗粒并分散在基质中，所述基质如光学稳定的聚合物或无机玻璃。吸收性的半导体材料的总量可以等效于2或以上的光密度，以允许至少约99%的入射太阳辐射被吸收。谐振腔结构的使用允许以薄膜的形式有效率地利用半导体材料。此外，通过改变辐射基质(radiationmatrix)，该谐振腔结构允许使用在用于光谱集中的希望的波长范围中具有禁阻光跃迁(forbiddenopticaltransition)和间接光跃迁的半导体材料。通过量子约束，以薄膜或通过形成纳米颗粒，也可以使较低带隙能量的材料发光。在2007年3月21日申请的，名称为"L咖inescentMaterialsthatEmitLightintheVisibleRangeortheNearInfraredRange"的共同待决禾口共有的美国专利申请序列号11/689，381中公开了一种新类别的发光材料，在此引入其全部公开内容供参考。这类发光材料包括可以用以下公式表示的半导体材料[AaBbXx][掺杂剂](I)在公式(I)中，A选自IA族元素，如钠(例如，Na(I)或Na"、钾(例如，K(I)或K"、铷(例如，Rb(I)或他1+)以及铯(例如，Cs(I)或Cs";B选自VA族元素，如钒(例如，V(III)或V"，IB族元素，如铜(例如，Cu(I)或Cu+"、银(例如，Ag(I)或Ag,以及金(例如，Au(I)或Au,;IIB族元素，如锌(例如，Zn(II)或Zn,、镉(例如，Cd(II)或Cd+2)以及汞(例如，Hg(II)或Hg,;IIIB族元素，如镓(例如，Ga(I)或Ga,、铟(例如，In(I)或111+1)以及铊(例如，Tl(I)或11+1);IVB族元素，如锗(例如，Ge(II)或Ge+2或Ge(IV)或Ge+4)、锡(例如，Sn(II)或Sn+2或Sn(IV)或Sn+4)以及铅(例如，Pb(II)或Pb+2或Pb(IV)或Pb+4);以及VB族元素，如铋(例如，Bi(III)或Bi+3);以及X选自VIIB族元素，如氟(例如，F—"、氯(例如，C")、溴(例如，Br—0以及碘(例如，1—1)。仍参考公式(I)，a是可以在1至9的范围之内的整数，如1至5;b是可以在1至5的范围之内的整数，如1至3;以及x是可以在1至9的范围之内的整数，如1至5。在有些情况下，a可以等于1，以及x可以等于l+2b。也设想了a、b和x中的一个或多个可以具有在它们的各自范围内的分数值。进一步设想了公式(I)中的&可以更通常地表示为XJ'x,X"^，其中X、X'和X"可以独立地选自VIIB族元素，以及x、x'和x"的总和可以在1至9的范围之内，如1至5。参考公式(I)的更一般化的版本，a可以等于l，以及x、x'和x"的总和可以等于l+2b。就元素组成而言，由公式(I)表示的发光材料中包括的掺杂剂可以以小于约5%的量存在，如小于约1%，以及可以由用于形成发光材料的成分得到。具体的，该掺杂剂可以包括阳离子和阴离子，其形成分散在发光材料的微结构内的电子受主/电子施主对。由公式(I)表示的几种发光材料具有光谱集中需要的特性。具体的，该发光材料可以显示出具有高内部量子效率的光致发光，高内部量子效率大于约6%，如至少约10%、至少约20%、至少约30%、至少约40%、或至少约50%，以及可以高达约90%或更高。此外，该发光材料可以显示出在FWHM处不大于约120nm的窄谱宽度的光致发光，如在FWHM处不大于约100nm或不大于约80nm。因此，例如，在FWHM处光谱宽度可以在约20nm至约120nm范围之内，如在FWHM处约50nm至约120nm、约50nm至约100nm或约50nm至约80nm。此外，该发光材料可以具有可通过调整使用的成分和工艺条件调整至所需级别的带隙能量。例如，带隙能量可以与A相关，增加的带隙能量的次序(order)对应于，例如，铯、铷、钾和钠。作为另一例子，带隙能量可以与X有关，增加的带隙能量的次序对应于，例如，碘、溴、氯和氟。增加的带隙能量的次序可以转化为减小峰值发射波长的次序。因此，例如，包括碘的发光材料有时可以显示出在约900nm至约1iim范围内的峰值发射波长，而包括溴或氯的发光材料有时可以显示出在约700nm至约800nm范围内的峰值发射波长。通过调整带隙能量，所得的光致发光可以具有位于所需波长范围(如可见范围或红外范围)内的峰值发射波长。在有些情况下，该峰值发射波长可以位于近红外范围内，如约900nm至约1ym，约910nm至约1iim，约910nm至约980nm，或约930nm至约980nm。此外，上述光致发光特性在宽范围的激发波长上可能是不灵敏的。实际上，可以参考发光材料的激发光谱来理解该非寻常的特性，该激发光谱在包含紫外范围、可见范围以及红外范围部分的激发波长范围上可以是基本平坦的。在有些情况下，在约200nm至1ym(如约200nm至约980nm或约200nm至约950nm)的激发波长的范围上，该激发光谱可以是基本上平坦的。类似地，在包含紫外范围、可见范围和红外范围部分的激发波长范围上，发光材料的吸收光谱可以是基本上平坦的。在有些情况下，在约200nm至约lym(如约200nm至约980或约200nm至约950nm)的激发波长范围上，吸收光谱可以是基本上平坦的。具有所需特性的两种半导体材料被指定为UD-700和UD-930。这些材料的组成被表示为CsSnbX1+2b。在UD-700的情况下，X是溴，以及在UD-930的情况下，X是碘。UD-700和UD-930的光谱宽度是窄的(例如，在FWHM处，约为50meV或更低)，以及从吸收边缘到远紫外中吸收光谱基本上是平坦的。UD-700和UD-930的光致发光发射被宽范围的太阳辐射波长激励，直至这些材料的吸收边缘，对于UD-700在约700nm处，而对于UD-930在约950nm处。参考图8可以进一步理解UD-930的所需特性，图8图示了根据本发明实施例的太阳光谱以及UD-930的测量的吸收和发射光谱的组合表示。具体的，图8图示了AMI.5G太阳光谱(称为(A))，AM1.5G太阳光谱是表示入射在地球表面上的太阳辐射的标准太阳光谱。由于大气吸收，AMI.5G太阳光谱在930nm的区域内具有间隙。鉴于AMI.5G太阳光谱和基于硅的PV电池的特性，UD-930的吸收光谱(称为(B))和发射光谱(称为(C))表明当被引入发光层内时该材料对于光谱集中是特别有效。具体的，UD-930的光致发光基本上位于AMI.5G太阳光谱的间隙中，约950nm的峰值发射波长落在该间隙内。这又允许反射体的使用(例如，在发光层上面或下面)，该反射体被调整为将发射的辐射反射回发光层，而不显著减少能够穿过反射体并到达发光层的入射太阳辐射。此外，UD-930的吸收光谱基本上是平坦的，并从在约950nm处的吸收边缘起延伸基本上通过整个AMI.5G太阳光谱进入到紫外中。此外，约950nm(或约1.3eV)的峰值发射波长与基于硅的PV电池的吸收边缘相配，以及在FWHM处，光谱宽度约为50meV(或在FWHM处约为37nm)。在该发射波长范围中，硅的吸收系数约为102cm—、以及PV电池内的结可以被设计成有效地吸收发射辐射，并将该辐射转变为电子-空穴对。结果，UD-930可以广泛地吸收来自入射太阳辐射的宽范围的波长，同时发射与硅相配的窄范围的波长，以允许入射的太阳辐射到电力的高转换效率。此外，UD-930的吸收光谱和发射光谱重叠程度低，由此减少了否则将引起转换效率减小的自吸收的情况。适于作为用于硅的光谱集中器的其它发光材料包括Zn3P2、Cu20、CuO、CuInGaS、CuInGaSe等。下面的表I列出了可以用于在此描述的应用的各种半导体材料。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>对于具有间接光跃迁或禁阻光跃迁的半导体材料，与具有直接光跃迁的那些材料相比，吸收和发射特性一般低几个数量级。但是，通过改变辐射基质的改进，谐振腔效应可以提高吸收和发射特性，并允许使用具有间接或禁阻光跃迁的半导体材料。参考表I，Cu0是具有约1.4eV的带隙能量的间接带隙半导体材料，以及C化0具有约1.4eV的直接但自旋禁阻的带隙能量。通过在谐振腔结构内引入任何一个或两者，CuO和Ci^O可以用于光谱集中。仍参考表I，Zn3P2具有约50meV的间接光跃迁，低于约1.4eV的直接光跃迁。腔效应可以允许间接光跃迁与较高能量的直接光跃迁的耦合，由此提供的增强的吸收和发射以用作光谱集中器。除上述特性之外，表I中列出的半导体材料一般具有约大于3的折射系数。例如，InP具有约3.2的折射系数。因为内部反射，发光叠层内小于约18%的光可以离开到空气。在有些情况下，垂直于发光叠层表面的光可以具有约25%的到空气的菲涅耳反射损失。可以使用抗反射涂层增强来自发光叠层的光与PV电池的光耦合。为了减小发光叠层内的发射光的自吸收，可以通过激子发射来发光。激子对应于由于光吸收可以形成的电子-空穴对。束缚的或自由的激子可以具有等于激子结合能的斯托克斯偏移。大多数半导体材料具有小于约20meV的激子结合能。室温下约为25meV，因此对于这些材料，在室温下一般不存在激子。一些半导体材料如CdTe和HgTe，具有高结合能的激子，且在室温下存在。但是，这些半导体材料中的一些可能是有毒的或相对昂贵的。其它半导体材料在室温下具有本征激子，如三碘化铋或M^，以及对于在此描述的应用，可能是期望的。某些分层的半导体材料，如锡和铅卤化物，可以具有通过将无机层与有机成分分开而调整的带隙和激子能量。例子包括有机-无机量子阱材料，包含iio-取向的钙钛矿片的导电的分层的有机_无机卤化物，混合的碘化锡钙钛矿半导体材料，以及基于铅卤化物的f丐欽矿型晶体。在Ema等人的"HugeExchangeEnergyandFineStructureofExcitonsinanOrganic-InorganicQuantumWell,，，PhysicalReviewB，Vol.73，pp.241310_lto241310-4(2006);Mitzi等人的"ConductingLayeredOrganic-inorganicHalidesContainingllO-OrientedPerovskiteSheets,，，Science,Vol.267，pp.1473-1476(1995);Kagan等人的"Organic-InorganicHybridMaterialsasSemiconductingChannelsinThin_FilmField-EffectTransistors,，，Science,Vol.286，pp.945-947(1999);Mitzi，"Solution-processedlnorganicSemiconductors,，，J.Mater.Chem.，Vol.14，pp.2355-2365(2004);Symonds等人的"EmissionofHybridOrganic-inorganicExcitonPlasmonMixedStates,"AppliedPhysicsLetters,Vol.90，091107(2007);Zoubi等人的"PolarizationMixinginHybridOrganic-InorganicMicrocavities，，，OrganicElectronics,Vol.8，pp.127-135(2007);K皿tson等人的"TuningtheBandgapinHybridTinlodidePerovskiteSemiconductorsUsingStructuralTemplating，，，Inorg.Chem.，Vol.44，pp.4699-4705(2005);以及Tanaka等人的"ComparativeStudyontheExcitonsinLead-halide_basedPerovskite_typecrystalsCH3NH3PbBr3CH3NH3PbI3，，，SolidStateCommunications，Vol.127，pp.619-623(2003)中描述了这些半导体材料的某些方面，在此将其公开内容全部引入供参考。此外，通过在分层的材料之间插入其它材料，可以调整其它分层材料，如表I中列出的硫化锡、硒化锡、硫化钛等。ALD可用来使分层材料具有调整的带隙能量和调整的激子结合能。将激子到调整较高能量可以减小自吸收和提高产生激光的概率。这种材料-工艺18组合可用来通过调整的激子发光发射开发低自吸收发光材料。这些可以进一步与谐振腔结构在弱或强耦合范畴中相结合，以产生低损耗、高量子效率的、向下转换结构。可以通过产生具有大于玻尔滋曼温度(在室温下约为25meV)的结合能的激子，减小或消除热猝熄(thermalquenching)，所述热猝熄即随着温度增加发光强度的减小。对于太阳能应用，约35meV至约50meV范围内的结合能可能是期望的。在光致发光中，较大的结合能可能引起与吸收边缘的斯托克斯偏移，导致吸收间隙，由此导致较低的太阳能转换效率。减小自吸收的另一方法是通过使用定向的双折射。具体的，减小单晶或膜内的特定方向中的自吸收的一种方法是将双折射材料定向。双折射是指沿材料的两个或更多个不同方向的不同折射系数。双折射材料如半导体材料，具有沿不同晶轴的两个或更多个不同的带隙能量。如果晶体各向异性在光谱的可见区中具有带隙，那么该材料可以被称为二色的(dichoric)而不是双折射的。各种双折射半导体材料可以被用作光谱集中器，如CuInSe2—XSX、Zn3N2和钙钛矿如CsSn1+xI3+2x。由于对于双折射材料有两个或更多个吸收边缘或带隙能量，因此可以沿面向PV电池的方向的具有较高带隙能量(即，较短波长吸收边缘)的定向状态中淀积所得到的薄膜。在此情况下，在面向PV电池的方向中的发射光可以具有较低的吸收率，这是因为该发射波长比较高能量带隙长。谐振腔效应和布拉格反射器的使用可以抑制其它的更加高度自吸收的方向上的发射。也可以通过改变材料特性来减少热猝熄和自吸收。对于半导体材料，利用增加的温度和某些类型的掺杂，可以使吸收边缘变得倾斜。该吸收边缘倾斜有时可能导致增加的自吸收，以及可以通过艾略特(Elliott)公式来描述。可以利用适当的掺杂和界面或表面改变来控制该吸收边缘倾斜，以减少热猝熄和自吸收的情况。在纳米颗粒由半导体材料形成的纳米颗粒的情况下，通过"BraggOnion"技术，纳米颗粒上形成的涂层可以改变半导体材料的发射特性。地球表面上的太阳光谱范围从紫外进入红外。从紫外到约1.3eV的吸收的光子约为总光子数的49.7%和总能量的46.04%。在100%内部量子效率下吸收的光子中，具有在约1.3eV的发射的发光材料，可以得到约46%的太阳能转换效率(对于一个光子对一个光子的机制)。多个光子产生可以得到更高的太阳能转换效率。发射多个光子的硅纳米颗粒，如硅量子点，可以被用作在此描述的光谱集中器，以提供更高的转换效率。在Beard等人的"MultipleExcitonGenerationinColloidalSiliconNanocrystals，，，NanoLetters(07/24/2007于网络上公开)中，描述了硅纳米颗粒的某些方面，在此将其公开内容全部引入供参考。由于约一半的入射太阳辐射处于较低能量，或比1.3eV(或950nm)更长的波长，因此可以通过向上转换来增加转换效率。向上转换可以涉及两个光子被吸收并以更高能量发射一个光子的处理过程。在经历向上转换时，稀土原子可以是相对有效的，并且其它处理，如在相对高强度下的二次谐波生成("SHG")，可用于增强太阳能转换效率。光谱集中器中的谐振腔效应的使用可以增强向上转换和非线性处理过程如SHG。在Sark等人的"EnhancingSolarCellEfficiencybyUsingSpectralConverters,，，SolarEnergyMaterials&SolarCells,Vol.87，pp.395-409(2005);禾口Shalav等人的"LuminescentLayersforEnhancedSiliconSolarCellPerformance:Up_conversion，，，SolarEnergyMaterials&SolarCells,Vol.91，pp.829-842(2007)中描述了向上转换的某些方面，在此将其公开内容全部引入供参考。谐振胺效应和结构在此描述了可以被有利地用于光谱集中的谐振腔效应形式的腔量子电动力学("CQED")及其具体表现。例如，腔效应可以用来将发射光的方向控制朝向PV电池，且因此增强了到达PV电池的发射光的比例分数。此外，腔效应可以用来改变发射特性，如通过增强与谐振光模式有关的特定波长组的发射和抑制与被抑制的光模式有关的其它波长的发射。发射特性的这些改变可以减小发射光谱和吸收光谱之间的重叠，以及可以得到减小的由自吸收引起的损耗。此外，通过增加具有间接光跃迁或禁阻光跃迁的半导体材料的吸收和发射特性，腔效应可以允许使用具有间接光跃迁或禁止光跃迁的半导体材料。在Yablonovitch，PhysicalReviewLetters,Vol.58，pp.2059-2062(1987)中描述了CQED的某些方面，在此将其公开内容全部引入供参考。根据CQED，发光中心可以与其局部光学环境相互作用。发光中心可以是涉及光发射的任意的局部化的事件或基团。围绕发光中心的光学环境可以影响从发光中心发射的光的传播以及发光中心的内部自发发射特性。具体的，在光学环境内设置发光中心，可以改变发射光的方向性(例如，在特定方向范围中在任意特定波长范围上的强度)以及发光中心的总光谱发射(所有方向上平均的任意特定波长范围上的强度)。因此，发光中心在适当的光学环境内的恰当放置可用于选择对于特定的波长范围发生发射的方向范围。此外，利用光学环境的恰当选择，基本上可以对一波长范围在所有方向上抑制发射。在有些情况下，发光中心可以再吸收在被抑制的方向上发射的光子，或者，发光中心与光学环境相互作用以避免在被抑制的方向上发射光子。根据发光中心的特性及其光学环境，对某些波长的发射的抑制可以导致其它波长的发射的提高。实际上，腔效应可以将固有峰值发射波长"拉"到如通过光学环境改变的不同的峰值发射波长。波长的偏移可以是几百纳米(例如，在约50nm至约100nm之间)那么多，这取决于发光中心的固有发射分布型(profile)。对于某些应用，可以参考费米黄金定律(Fermi"sGoldenRule)来理解光学环境内的发光中心的光发射，费米黄金定律可以由以下公式表示r(cy，F)^芸Zl〈/l々(w,".iV，F〗,)、(^y—(力^—/i化》(II)费米黄A(/I金定律表示发光中心的自发发射的速率和光学态(opticalstate)的局部密度之间的关系。在公式(II)中，r(w,F)表示在位置F发光中心在频率"的自发发射的速率，〈fl和|i>是发光中心的可能的最终和初始(电子)量子态，^i表示光跃迁元(例如，偶极子和四极矩)和允许的电场之间的相互作用，以及S表示狄喇克S函数(Diracdeltafunction)。公式(II)可以用变型表示，其中通过在频率上积分，将允许的电场与相互作用项分开。该变型由以下公式表示r"。A,F)=*|〈"|々|6〉|2AU(^^，W。A)(IH)如参考公式(III)可以理解的，发光中心的光发射可以被视为包括"原子"部分，该部分是量子态之间跃迁矩阵(transitionmatrix)，并涉及光跃迁元；以及"场"部分，该部分考虑了光学态的局部密度，并被表示为N^。N^可以包含光学环境内的各种可能的发射，并且可以就沿正交方向的可能光模式来看该Nrad。这些光模式的某些模式可以是谐振光模式，对于Nrad具有增强贡献，而这些光模式的其它模式可以是被抑制的光模式，对于NMd具有减小的20贡献。参考公式(III)，"原子"部分和"场"部分相结合地规定了发光中心的自发发射的速率。在没有腔效应的情况下，可以用比发射光的相干波长(coherencewavelength)充分厚的发光叠层来实现结构。在此情况下，光发射可以基本上是各向同性的。在超过全内反射角的方向上的发射光留在该结构中，但是在低于全内反射角的方向上的发射光离开该结构，并限定发射光的损失锥。通过损失锥，在全向发射的情况中的发射损耗可能高达20%。留在该结构中的发射光可能经历进一步损耗。具体的，与吸收光相比，发射光可以处于更长的波长，即它被斯托克斯偏移。如果斯托克斯偏移的程度相对较小，可能存在发射光谱和吸收光谱的重叠，这可能导致自吸收减少了可以到达PV电池的发射光的比例分数。此外，发射光可以经历再吸收(通过自吸收)，然后再发射，即它经历光子再循环。每个再发射事件可以是各向同性的，具有相关联的损失锥。因此，通过低于全内反射角的发射光的损耗和一系列再吸收和再发射事件，可以减少到达PV电池的发射光。如果发光叠层的内部量子效率小于100%，那么每个再吸收和再发射事件可以具有更多的关联损耗。CQED的其它方面可用于形成显示出谐振腔效应的微腔或谐振腔结构。这些谐振腔结构可以提供许多益处，包括(1)发射朝向PV电池的方向控制，且因此通过损失锥的发射损耗减小；以及(2)光谱拉牵(spectralpulling)，其可以减小发射光谱和吸收光谱之间的重叠，且因此减少自吸收。谐振腔结构可以被实施为，例如谐振腔波导，包括单模和多模波导；光子晶体(photoniccrystal);极化声子激光器(polaritonlaser);以及等离子结构(piasmonicstructure)。例如，谐振腔波导可以实施为全内反射波导，包括发光层，该发光层被在其顶表面和底表面上的一对反射体(例如布拉格或全向-反射体)夹着。该对反射体用来减小损失锥，且因此减小发射光的损耗，因为它被导向PV电池。此外，顶部或太阳侧反射体可以被实施用于增强入射的太阳辐射和发光层之间的重叠。由于腔效应，波导可以抑制非引导的方向上的发射，同时允许或增强在朝向PV电池的被引导方向上的发射。用这种方式，可以显著减小经由发光层的顶和底表面的发射光的损耗。作为另一例子，谐振腔波导可以被实施为抗谐振反射光波导("AntiresonantReflectingOpticalWaveguide,ARROW")。ARROW典型地基于用于引导的法布里-珀罗(Fabry-Perot)效应，而不是全内反射，并且在有些情况下，ARROW可能是更有效的结构。具体的，ARROW可以提供增强的光致发光和到PV电池的低损耗引导。ARROW可以允许某些光模式基本上集中在低系数(lowindex)区上(例如，非吸收材料)或取决于实施方式集中在高系数区上。在这种方式中，在非吸收材料中可以发生光的实质性传播，并且可以减少自吸收。在Huang等人的"TheModalCharacteristicsofAR丽st潔tures，，，JournalofLightwaveTechnology,Vol.10，No.8，pp.1015-1022(1992);Litchinitser等人的"ApplicationofanARRO丽odelforDesigningTunablePhotonicDevices,，，OpticsExpress,Vol.12，No.8，pp.1540—1550(2004);以及Liu等人的"CharacteristicEquationsforDifferentARROWStructures,，，OpticalandQuant咖Electronics，Vol.31，pp.1267-1276(1999)中描述了ARROW结构的某些方面，在此将其公开内容全部引入供参考。可以实现光子晶体来控制光的传播，方向和辐射频率以及寿命。光子晶体一般21被实施为以基本上周期性的方式布置的两种或更多种具有不同折射系数的材料的介观(mesoscopic)阵列。对于可见和近红外范围中的光，该阵列内的间隔可以在几百纳米至微米左右的范围内。该阵列可以在一维、二维或三维延伸。光子晶体的例子包括基于布拉格反射体的那些光子晶体，由两个相对的电介质干涉反射体形成的平的腔，以及全向镜。三维光子晶体的例子是基于三维布拉格光栅的光子晶体。谐振腔结构可以被实施为一维、二维或三维结构。与谐振腔结构相关的特征维度的数目可以对应于该结构的量子约束的维度的数目。因此，例如，谐振腔结构可以在三维延伸，但是那些维度的子集可以是被量子约束的。例如，谐振腔波导可以被实施为平板波导，以提供一维约束。例子包括全内反射平板波导；全内反射平板波导的扩展，其包括多层镜或其它层；以及平板ARROW结构。在再吸收和再发射的事件中，波的传播可以被建模为光子密度的二维扩散(diffusion)。在有些情况下，相对于例如更高维数的约束，一维约束可以得到减小的光谱拉牵。作为另一例子，谐振腔波导可以被实施来提供二维约束。取决于约束的程度，这种约束下光的传播可以被建模为二维光子扩散或一维光子扩散。各种类型的横向约束可以被实施，包括波导、脊形波导以及条状加载的波导。例如，可以基于平板波导，通过在顶部或太阳侧反射体或在底部反射体刻蚀、刻划或冲压平行的脊，来形成脊形波导。替代地，或结合地，可以在应用底部反射体之前，将该脊压印到发光层中。也可以在基板中通过保形涂层形成脊形波导。脊间隔可以是在约2至10个发射光的波长的范围内。光谱拉牵可能发生，但是有时可能被减小，这取决于各个引导子结构当中的约束和耦合的程度。作为另一例子，条状加载的波导可以由通常平的基板通过在约0.5至约100nm或以下的深度的基板中形成凹陷或浅凹槽而形成。可以用多种技术来形成该凹陷，如通过对柔性塑料基板进行压纹(emboss)。可以在所得到的表面上涂敷发光材料，以及平坦化形成条状加载的波导。所得到的波导可以是充分闭合足以产生具有零点几毫米至几毫米的耦合长度的耦合模式。谐振腔结构也可以提供三维约束。例如，可以使用包括某些级别的畸变或缺陷的光子晶体。畸变可以提供朝向PV电池的发射的方向控制，同时抑制其它方向上的发射。该方向控制可以允许光子晶体以一维或二维地引导光。畸变也可以产生沿传播方向的发射的光谱拉牵，同时抑制其它方向上的基本上在整个光谱范围上的发射。在有些情况下，通过与相邻光子晶体的剩余相互作用，可以获得光谱拉牵。下面提供关于平板波导的附加实施方式细节，但是也可以类似地实现包括散布或分散的发光中心的其它谐振腔结构。平板波导中包括的发光材料可以被表示为一组发光中心。由于吸收和发射波长之间的潜在重叠，波导内光的传播可以被建模为光子扩散过程。较少的重叠可以导致较大的光子扩散系数，而较大的重叠可能导致较小的光子扩散系数。在波导中可以包括不同的发光材料和相关的发光中心，并且这些不同的发光材料可以具有不同的光子扩散特性。通过将发光材料放置在具有腔效应的波导内，可以控制发射的光谱方向，因此影响光子扩散系数的方向。平板波导的一种实施方式可以包括单个基本上均匀的发光材料层。没有被耦接到PV电池的发光层的边缘或表面其上可以具有反射体，因此该平板波导可以操作作为全内反射平板波导。反射体可以是电介质材料或金属的涂层、层或膜。发光层可以具有比周围媒质大的折射系数，且因此可以将超过全内反射角的方向上的发射光引导朝向PV电池。在平板波导中，光学态的局部密度可以包括被引导的光模式和辐射的光模式。被引导的光模式可以涉及沿发光层的光传播，而辐射的光模式可以涉及发光层向外的光传播。对于发光层和周围媒质之间的低的系数反差，光学态的局部密度可以略微地不同于自由空间的，以及发射特性被改变到低的程度。增加约束，如通过增加系数反差(indexcontrast)，可以在光学态的局部密度中引入更大的畸变，产生包括方向控制的对发射特性的增强的改变。此外，通过调整发光层远离垂直谐振的厚度，可以抑制辐射的光模式。该抑制可以减小发光层向外的发射损耗，同时增强在朝向PV电池的方向上沿发光层的横向发射的概率。平板波导的其它实施方式可以使发光层的相对表面被反射体叠层夹着。反射体叠层可以包括电介质材料或金属的多个涂层、层或膜，并且可以以与增加系数反差类似方式使光学态的局部密度畸变。在"完美的"全向反射薄膜涂层的情况下，垂直约束基本上可以是绝对的，并且辐射的光模式基本上可以被抑制。因此，基本上所有发射可以被约束到横向，提供了增加的将光传送到PV电池的概率。其它实施方式包括多平板或ARROW结构，其利用发光材料外的光的显著传播操作，同时仍然保持高度的垂直约束。保持太阳波长的相对高程度的传输同时保持发射波长上的全向反射可能是期望的。垂直约束可以将体(bulk)发光材料的三维光子扩散转变为二维光子扩散。这种约束下的光子扩散系数可以基于光模式传播系数的复分量而不是固有的材料特性如发光材料的吸收系数来确定。减小扩散的维数，可以增加光子扩散系数，这可能导致随机化事件之间更长的传播距离。光子扩散系数的进一步增加，如在PV电池的方向，可以通过包括附加的传播结构来实现。例如，横向约束，如通过调整发光层的宽度，可以减小横向上的光学态的局部密度。如同上述垂直约束一样，增加横向约束可以在光学态的局部密度中引入更大的畸变，产生增强的包括方向控制的对发射特性的改变。此外，引入横向约束也可以提供光谱拉牵的某些措施。谐振腔结构的性能可以参考其质量或精细度(finesse)来表征，其可以从低至高改变。某些光学器件，如激光器，可以具有相对高的精细度，以正确地操作。对于光谱集中器，相对低的精细度足可以得到效率改进，更大的精细度得到效率的进一步改进。在有些情况下，谐振腔结构中的发射光的高强度可能导致受激发射和光谱烧孔，者可以增加到达PV电池的发射光的量以及得到效率的进一步改进。谐振腔结构可以以弱耦合范畴或强耦合范畴中操作。在弱耦合范畴中，谐振腔结构可以被实施为平板波导，其包括发光层，该发光层被其顶和底表面上的一对反射体夹着。该对反射体用来减小损失锥，且因此减小发射光的损耗，因为它被导向PV电池。由于腔效应，波导可以改变发射波长和强度，并减小波导中的激发态的寿命。在强耦合范畴中，谐振腔结构可以被实施为形成在基板上的极化声子激光器。极化声子激光器可以具有基本上零损耗以及高达约100%的效率。极化声子激光器有时也被称为零阈值激光器，其中没有阈值，并且通过称作极化声子的耦合激子-光子准粒子发生激光发射。在Christopoulos等人的"Room-TemperaturePolaritonbasinginSemiconductorMicrocavities，，，PhysicalReviewLetters,Vol.98，pp.126405-1to126405-4(2007);Houdre等人的"StrongCouplingRegimeinSemiconductorMicrocavities，，，C.R.Physique,Vol.3，pp.15-27(2002);以及Kavokin的"Exciton-PolaritonsinMicrocavities:PresentandFuture,"Appl.Phys.A，Vol.89，pp.241-246(2007)中描述了极化声子激光器的某些方面，在此将其公开内容全部引入供参考。发光材料的特性可以决定谐振腔结构的类型、希望的效果以及最终效率。下面的表II阐明了根据本发明的一个实施例的分类方案。表<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>对于情况l，在特定的发射波长组A^^发光材料的内部量子效率是100%。在硅PV电池的情况下，、m^可以在约900nm至约1000nm的范围内。发光材料的固有斯托克斯偏移约为50meV。利用该斯托克斯偏移，入iss与发光材料的吸收边缘充分地隔开，以减小自吸收，相关的吸收系数小于约10—2cm—、谐振腔结构的最终效率可以对应于到达PV电池的发射光的比例分数。对于情况l，谐振腔结构可以控制发射方向朝向PV电池，以将最终效率增强直至100%。对于情况2，在特定的发射波长组AMiss，发光材料的内部量子效率小于100%。发光材料的固有斯托克斯偏移约为50meV。利用该斯托克斯偏移，Aemiss与发光材料的吸收边缘充分地隔开，以减小自吸收，相关的吸收系数小于约10—、m—1。谐振腔结构的最终效率可以小于100%，并且可以被发光材料的内部量子效率束缚在上端(u卯erend)。对于情况2，谐振腔结构可以控制发射方向朝向PV电池，以增强最终效率。对于情况3，在特定的发射波长组入^^发光材料的内部量子效率是100%。发光材料的固有斯托克斯偏移小于约50meV，结果，存在一定程度的对发射辐射的自吸收，相关的吸收系数约为10—^m—'或以上并直至103cm—、虽然具有100%效率，但自吸收仍能导致光子再循环，即，发射的光子被吸收并再发射。由于自吸收，谐振腔结构的最终效率可以小于100%。对于情况3，谐振腔结构可以控制发射方向朝向PV电池，以增强最终效率。发射的光子可以经历扩散，扩散长度与吸收系数相关。该扩散可以被建模为布朗扩散(Browniandiffusion),以及在稳定状态中，除了在吸收的PV电池的扩散长度内以外，在谐振腔结构中可以具有基本上均匀的发射强度。在有些情况下，该发射强度可以足以导致受激发射和发射激光。对于情况4，在特定的发射波长组Aem^，发光材料的内部量子效率是小于100%。发光材料的固有斯托克斯偏移小于约50meV，结果，存在一定程度的对发射辐射的自吸收，相关的吸收系数约为10—^m—1或以上并直至103cm—、自吸收可以导致光子再循环，这是因为内部量子效率小于100X，每个吸收和再发射循环可能导致可以到达PV电池的发射光的比例分数减小。由于自吸收，谐振腔结构的最终效率可能小于100%，并且可以被发光材料的内部量子效率束缚在上端。对于情况4，谐振腔结构可以控制发射方向朝向PV电池，以增强最终效率。此外，谐振腔结构可以将发射波长偏移到谐振中，者可以导致光谱拉牵并减小自吸收。ARR0W是可以用于情况4的谐振腔结构的一种类型。具体的，ARROW可以允许光模式传播，强度集中在低系数区中，由此减小自吸收的程度。在实现在此描述的太阳能模块的过程中，所属领域的普通技术人员不需要附加的解释说明，尽管这样，但是通过查看下面的参考文献，仍然可以发现与PV电池的形成和加工处理有关的一些有用的指导美国专利No.7，169，669，名称为"MethodofMakingThinSiliconSheetsforSolarCells",2007年1月30日公布；以及美国专利申请公开No.2005/0272225，名称为"SemiconductorProcessing",2005年12月8日公开，在此将其公开内容全部引入供参考。所属领域的普通技术人员也可以通过查看以下参考文献，发现一些与光谱集中有关的有用指导美国专利No.4，227，939，名称为"LuminescentSolarEnergyConcentratorDevices，，，1980年10月14日公布；以及A.H.Zewali的"PhotonTr即pingaridEnergyTransferinMultiple-DyePlasticMatrices:肌EfficientSolar-EnergyConcentrator;，，OpticsLetters,Vol.1，p.73(1977)，在此将其公开内容全部引入供参考。此外，所属领域的普通技术人员通过查看Barnham等人的"Quantum-dotConcentratorandThermodynamicModelfortheGlobalRedshift，，，AppliedPhysicsLetters,Vol.76，No.9，pp.1197-1199(2000)，可以发现与多结太阳能模块相关的一些有用的指导，在此将其公开内容全部引入供参考。尽管已经参考其特定的实施例描述了本发明，但是所属领域的技术人员应当明白，可以进行许多改变和等同物的替代，而不脱离由所附权利要求所限定的本发明的真正精神和范围。此外，为了使特定的情况、材料、物质组分、方法或工艺适于本发明的目的、精神和范围，可以进行许多修改。所有这种修改被认为是在所附权利要求的范围内。特别的，尽管参考以特定顺序执行的特定操作描述了这里所公开的方法，但是应当理解，这些操作可以被组合、拆分或重排序，以形成等效方法，而不脱离本发明的教导。因此，除非在此具体地说明，否则操作的顺序和分组不不是对本发明的限制。权利要求一种太阳能模块包括一组光伏电池；以及光学地耦合到该光伏电池组的光谱集中器，其中该光谱集中器被配置为聚集入射的太阳辐射；将入射的太阳辐射转变为基本上单色的发射辐射；以及将该基本上单色的发射辐射传送到该组光伏电池。2.如权利要求1的太阳能模块，其中该光谱集中器包括发光叠层，该发光叠层包括具有第一表面和第二表面的发光层；邻近于第一表面的第一反射体；以及邻近于第二表面的第二反射体。3.如权利要求2的太阳能模块，其中该发光层包括显示出光致发光的发光材料，其具有(a)至少50X的内部量子效率；(b)在半最大值全宽处的不大于100nm的光谱宽度；以及(c)在近红外范围内的峰值发射波长。4.如权利要求2的太阳能模块，其中该发光层包括具有以下公式的发光材料[AaBbXx]，射A选自IA族元素；B选自VA族元素；X选自VIIB族元素；a在1至9的范围内；b在l至5的范围内；以及x在1至9的范围内。5.如权利要求2的太阳能模块，其中该发光层包括选自InP、Zn3P2、Cu20、CuO、CuInGaS以及CuInGaSe的发光材料。6.如权利要求2的太阳能模块，其中第一反射体和第二反射体中的至少一个包括电介质叠层。7.如权利要求1的太阳能模块，其中该组光伏电池中的至少一个具有相对于光谱集中器垂直的结取向。8.如权利要求l的太阳能模块，其中该组光伏电池中的至少两个被串联连接。9.如权利要求1的太阳能模块，其中该光谱集中器限定多个凹槽，以及该组光伏电池中的多个被放置在所述凹槽中的相应的一些凹槽中。10.如权利要求1的太阳能模块，其中该光谱集中器包括谐振腔结构。全文摘要在此描述了包括光谱集中器的太阳能模块。在一个实施例中，太阳能模块包括一组光伏电池和光学地耦合到该光伏电池组的光谱集中器。该光谱集中器被配置为(1)聚集入射的太阳辐射；(2)将入射的太阳辐射转变为基本上单色的发射辐射；以及(3)将该基本上单色的发射辐射传送到光伏电池组。文档编号H01L31/04GK101785114SQ200880021365公开日2010年7月21日申请日期2008年6月23日优先权日2007年6月22日发明者J·J·王,J·米德格莱,J·肯尼,M·菲尼格,N·沃基克申请人:超点公司