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一种光学分光装置。通过自由曲面上的分光薄膜层将太阳光谱中的紫外光、近红外光与可见光进行分离,紫外光和近红外光通过自由曲面汇聚在自由曲面的焦点位置,被位于焦点位置的集热管吸收后转换为热能,可见光被分光薄膜层反射,并被自由曲面调控为平行光束,平行光束垂直向下照射在光伏电池组件上,转换为电能;或紫外光和近红外光经分光薄膜层反射、并在自由曲面的聚光下汇聚在自由曲面的焦点位置,被集热管吸收后转换为热能;可见光透射穿过分光薄膜层和自由曲面,并被自由曲面调控为平行光束,平行光束照射在光伏电池组件上,转换为电能。该光学分光装置不仅起到分光作用,还可以聚集和调控分离后的光段,从而可以充分利用太阳光全谱的能量。