Гибкий фотоэлектрический модуль



Владельцы патента RU 2493633:

Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" (RU)

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к гибким фотоэлектрическим модулям, которые, помимо основной функции - генерации фототоэлектричества, могут использоваться в качестве элементов промышленного и строительного дизайна, подвергающихся упругой деформации в продольном и/или поперечном направлении - кручению или изгибу. Гибкий фотоэлектрический модуль представляет собой последовательно расположенные нижнюю несущую пленку, нижний армирующий слой, нижнюю скрепляющую пленку, электрически соединенные между собой солнечные элементы, верхнюю скрепляющую пленку, верхний армирующий слой и верхнюю несущую пленку. Нижние и верхние несущие и скрепляющие пленки выполнены из прозрачного для солнечного света материала, а в качестве армирующих слоев используют слои сфероидных элементов из прозрачного для солнечного света материала и покрытых слоем антиадгезивного материала. Габаритные размеры сфероидных элементов находятся в диапазоне 500-1000 мкм. Изобретение обеспечивает обратимую (упругую) деформацию плоскости фотоэлектрического модуля одновременно в двух и более направлениях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к гибким фотоэлектрическим модулям, которые, помимо основной функции - генерации фототоэлектричества, могут быть дополнительно использованы в качестве элементов промышленного и строительного дизайна, подвергающихся упругой деформации в продольном и/или поперечном направлении - кручению или изгибу.

К таким конструктивным элементам, в частности, могут относиться:

- быстроразвертываемые переносные системы энергообеспечения при аварийно-спасательных и восстановительных работах;

- располагаемые на крышах автомобилей или вагонов поездов системы дополнительного энергообеспечения;

- модули, служащие крышами обособленных объектов - остановок автотранспорта, информационных табло, телефонных будок и пр., и одновременно обеспечивающие автономное электрообеспечение объекта;

- модули в виде эластичных кровельных материалов и плит, а также ненесущих стен-перегородок для фасадных работ.

Для применения фотоэлектрических модулей в таком качестве необходимо обеспечить, с одной стороны, достаточную гибкость конструкции (для того, чтобы вписаться в общий конструктивный дизайн), с другой стороны, необходимо обеспечить достаточную жесткость конструкции, способной сопротивляться распределенным ветровым или сосредоточенным нагрузкам, приложенным к фотоэлектрическому модулю: например, удар ледяных градин или случайное надавливание рукой. Кроме того, фотоэлектрический модуль должен быть максимально легким.

Известен гибкий фотоэлектрический модуль, состоящий из эластичного полимерного основания, на котором сформирован слой аморфного кремния методом осаждения из газовой фазы [1].

Подобная конструкция при использовании в качестве основания тонкой полимерной пленки может иметь высокую гибкость, практически достигающую 100%.

Простота и невысокая стоимость производства делает модули из аморфного кремния востребованными в самых широких сферах человеческой деятельности, однако их КПД составляет 8÷11%, что существенно ниже, чем КПД для модулей на основе монокристаллического кремния, который достигает 30%.

К тому же модули из аморфного кремния менее долговечны из-за значительной деградации электрофизических свойств аморфного кремния при длительном воздействии солнечного света.

Известен также гибкий фотоэлектрический модуль, предусматривающий размещение на поверхности гибкой сетчатой мембраны рамы из солнечных элементов, коммутированных между собой с помощью металлических шин и покрытых с лицевой и тыльной сторон защитными стеклянными пластинами [2].

К недостаткам данной конструкции следует отнести невозможность обеспечения регулярности деформируемой плоскости модуля, деформируется лишь сетчатая мембрана, тогда как каждый из входящих в состав модуля солнечных элементов деформации не подвергается: изменяется лишь пространственное расположение элементов относительно друг друга.

Известен гибкий фотоэлектрический модуль, представляющий собой массив закрепленных на гибких печатных платах и электрически соединенных между собой кремниевых солнечных элементов полусферической формы, которые в свою очередь закреплены на гибком основании из синтетического материала типа «Неопрен», а сверху покрыты прозрачной для видимого света защитной пленкой [3].

К недостаткам такой конструкции следует отнести:

- низкую надежность модуля, обусловленную большим количеством и разветвленностью сети коммутативных соединительных шин;

- сложность сборки модуля, обусловленную необходимостью коммутации на печатных платах нескольких десятков полусферических солнечных элементов и последующей сборкой коммутированных плат в единую конструкцию;

- большой вес и высокую стоимость модуля вследствие использования не плоских, а более дорогих и тяжелых полусферических солнечных элементов из кремния.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гибкий фотоэлектрический модуль, содержащий прозрачные для солнечного света верхнюю и нижнюю несущие пленки, расположенные между несущими пленками электрически соединенные между собой солнечные элементы, скрепленные с несущими пленками прозрачными для солнечного света верхней и нижней скрепляющей пленками, содержащими армирующие слои в виде сетки из высокопрочных искусственных нитей, прозрачных для солнечного света и пропитанные веществом (или содержащие такое вещество) с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света [4].

Максимальная компенсация упругой деформации плоскости фотоэлектрического гибкого модуля за счет введенной в его конструкцию сетки и из прозрачных высокопрочных нитей обеспечивается при расположении нитей параллельно плоскости фотоэлектрического гибкого модуля.

Если высокопрочные искусственные нити сориентировать в направлении вектора внутреннего напряжения предполагаемого изгиба фотоэлектрического гибкого модуля, то тем самым можно дополнительно повысить устойчивость фотоэлектрического гибкого модуля к деформирующим напряжениям, возникающим при конкретных условиях его эксплуатации.

В случах, когда гибкий фотоэлектрический модуль предполагается эксплуатировать в виде изогнутой в продольном и поперечном направлении упругодеформированной конструкции (при размещении его на сложнопрофилированных поверхностях, таких как на бампер автомобиля, элементы такелажа катеров или яхт и т.п.), оптимальным расположением высокопрочных искусственных нитей в таком случае является диагонально-перекрестное.

Для того чтобы дополнительно введенная в конструкцию гибкого фотоэлектрического модуля сетка из высокопрочных искусственных нитей не ухудшала его электрофизические параметры, высокопрочные искусственные нити пропитывают веществом с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света: например, кремнийорганической жидкостью, представляющей собой смесь полисилоксана, содержащего диметил- или/и диэтилвинилсилоксановые звенья, платинового катализатора и сшивающего агента.

Одним из вариантов конструкции сетки из высокопрочных искусственных нитей, пропитанных веществом с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света, является сетка, в которой в качестве искусственных нитей используются нити из вещества с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света.

Толщина верхней и нижней несущей пленки ~0,4 мм. Толщина верхней и нижней скрепляющих пленок вместе с введенными в них сетками из высокопрочных искусственных нитей составляет ~0,3 мм. Толщина кремниевых монокристаллических солнечных элементов составляет 100÷250 мкм. Общая толщина фотоэлектрического гибкого модуля составляет ~1,4÷1,5 мм. При этом радиус максимально возможной кривизны под действием изгибающих напряжений, при которых еще не происходит разрушение кремниевых солнечных элементов, составляет ~25÷30 см.

Указанный гибкий фотоэлектрический модуль может быть подвергнут упругой деформации только в одном (продольном, поперечном либо диагональном) направлении, при этом возможный радиус кривизны модуля примерно равен соответственно длине или ширине фотоэлектрического гибкого модуля при изгибающих напряжениях, приложенных соответственно к противоположным краям по длине или по ширине модуля.

Недостатком такой конструкции является невозможность упругой деформации плоскости гибкого модуля одновременно в нескольких направлениях без механического разрушения солнечных элементов модуля.

Задачей изобретения является повышение надежности модуля за счет обеспечения обратимой (упругой) деформации плоскости фотоэлектрического модуля одновременно в двух и более направлениях.

Это достигается за счет того, что в гибком фотоэлектрическом модуле, представляющем собой последовательно расположенные нижнюю несущую пленку, нижний армирующий слой, нижнюю скрепляющую пленку, электрически соединенные между собой солнечные элементы, верхнюю скрепляющую пленку, верхний армирующий слой и верхнюю несущую пленку, причем нижние и верхние несущие и скрепляющие пленки выполнены из прозрачного для солнечного света материала, в качестве армирующих слоев используют слои сфероидных элементов из прозрачного для солнечного света материала, и покрытых слоем антиадгезивного материала.

Конструкция заявляемого гибкого фотоэлектрического модуля поясняется фиг.1, где:

1 и 7 - верхняя и нижняя несущая пленки соответственно;

2 и 6 - верхняя и нижняя скрепляющая пленки соответственно;

3 и 5 - сфероидные элементы верхнего и нижнего армирующих слоев соответственно;

4 - солнечные элементы.

В качестве сфероидных элементов армирующих слоев используют шары, эллипсоиды вращения, сфероиды (приплюснутые шары), полусферы.

Сфероидные элементы выполнены из прозрачного для солнечного света материала, например, оптического стекла, и обработаны антиадгезивным составом, например, силиконовым антиадгезивом.

В процессе последующего процесса ламинирования происходит сцепление несущей и скрепляющей пленок друг с другом, а сфероидные элементы оказываются зафиксированными на границе этих пленок.

За счет антиадгезивных свойств поверхности сфероидных элементов 3 и 5 они оказываются не жестко прикрепленными к поверхностям пленок 6 и 7, тогда как вне областей расположения сфероидных элементов пленки 6 и 7 оказываются надежно скрепленными.

После сцепления в ламинаторе несущей и скрепляющей пленок, между которыми находятся обработанные антиадгезивным составом сфероидные элементы, с обеих сторон солнечных элементов оказываются сформированными армирующие слои, содержащие множество компенсационных микрообъемов: сфероидных элементов, расположенных в полостях между скрепляющей и несущей пленками и имеющих ограниченную подвижность в этих полостях.

Поскольку сфероидные элементы в армирующих слоях расположены в произвольном порядке, то образованные ими компенсационные микрообъемы обеспечивают компенсацию прикладываемых к модулю деформирующих усилий в любом направлении.

Таким образом, сфероидные элементы выполняют функцию демпферов упругой деформации в любом направлении плоскости модуля. В этом случае обеспечивается оптимальная компенсация упругой деформации плоскости фотоэлектрического гибкого модуля за счет введенной в его конструкцию обладающих ограниченной подвижностью армирующих элементов.

Размер сфероидных элементов не должен быть более толщины используемой скрепляющей пленки, чтобы при последующем ламинировании не произошел выход элементов за пределы скрепляющей пленки (во избежание возможного неконтролируемого контакта их с цепочкой солнечных элементов). Поскольку типичные толщины пленок «ЭВА», используемых в технологии изготовления солнечных модулей, не превышают 1000 мкм, то и максимальный габаритный размер армирующих элементов ограничивается этой величиной. Минимальный размер армирующих элементов не должен быть менее 500 мкм, т.к. при меньших размерах модуль будет иметь недостаточную жесткость, и при больших изгибающих напряжениях может иметь место механическое повреждение солнечных элементов (растрескивание, появление сколов, отслоение токоведуших полос и т.п.).

В известных науке и технике решениях аналогичной задачи не обнаружено использование в гибких фотоэлектрических модулях в качестве армирующего слоя дополнительно введенных армирующих элементов сфероидной формы из прозрачного для солнечного света материала, покрытых слоем антиадгезивного материала.

Конкретная реализация предлагаемой конструкции гибкого фотоэлектрического модуля с использованием армирующих слоев из сфероидных элементов в виде шариков из оптического стекла КУ-1 осуществляется следующим образом.

На монтажном столе раскладывается первая несущая пленка (прозрачная этилен-тетрафлюроэтиленовая пленка «TEFZEL» заданной площади). На нее сверху укладывается третий армирующий слой из сфероидных элементов (шариков диаметром 500-600 мкм из оптического кварцевого стекла марки КУ-1, покрытых антиадгезивным слоем «SYL-OFF» фирмы «Dow Coming»). Сверху этого слоя шариков укладывается вторая скрепляющая пленка (этиленвинилацетатная пленка «ЭВА»). Поверх сформированной стопки укладывается четвертый слой, представляющий собой распаянную цепочку псевдоквадратных солнечных элементов размером 125×125 мм из монокристаллического кремния. Толщина каждого солнечного элемента не превышает 200 мкм. Поверх солнечных элементов последовательно укладывают шестую скрепляющую пленку (пленку «ЭВА»), пятый армирующий слой из покрытых антиадгезивным слоем шариков диаметром 600-800 мкм из оптического стекла КУ-1 и седьмую несущую пленку (пленку «TEFZEL»). Приготовленная слоистая заготовка помещается в ламинатор, где происходит формирование фотоэлектрического модуля при температуре ~150°C в течение 20 мин.

Сформированный таким образом фотоэлектрический гибкий модуль может быть подвергнут упругой деформации как в продольном, так и в поперечном направлении одновременно, при этом возможный радиус кривизны модуля примерно равен соответственно длине или ширине фотоэлектрического гибкого модуля.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой конструкции, заключается в обеспечении упругой деформации плоскости фотоэлектрического гибкого модуля одновременно в двух и более направлениях.

Источники информации

1. Патент РФ №2190901 от 24 сентября 1997 г.

2. Патент РФ №2234166 от 21 апреля 2003 г.

3. Заявка на патент США №20100101627 от 29 апреля 2010 г.

4. Патент РФ №2416056 от 17 декабря 2009 г. - прототип.

1. Гибкий фотоэлектрический модуль, представляющий собой последовательно расположенные нижнюю несущую пленку, нижний армирующий слой, нижнюю скрепляющую пленку, электрически соединенные между собой солнечные элементы, верхнюю скрепляющую пленку, верхний армирующий слой и верхнюю несущую пленку, причем нижние и верхние несущие и скрепляющие пленки выполнены из прозрачного для солнечного света материала, отличающийся тем, что в качестве армирующих слоев используют слои сфероидных элементов из прозрачного для солнечного света материала и покрытых слоем антиадгезивного материала.

2. Гибкий фотоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что габаритные размеры сфероидных элементов находятся в диапазоне 500÷1000 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фотоэлектрической битумной черепице для фотоэлектрической кровли. Технический результат: создание фотоэлектрической кровельной плитки с оптимизированной поверхностью с высокой улавливающей способностью, с высоким энергетическим выходом, обеспечение надежности, атмосферостойкости и снижение массы плитки.

Изобретение относится к преобразователям энергии электромагнитного излучения в электрическую энергию и может быть использовано в производстве солнечных элементов.

Изобретение относится к гелиотехнике. .

Изобретение относится к области беспроводной передачи электрической энергии между космическими аппаратами (КА) на основе направленного электромагнитного излучения с одного КА на приемник-преобразователь, на основе фотоэлектрического преобразователя (ФЭП), второго КА.

Изобретение относится к гелеотехнике и обеспечивает возможность создания усовершенствованных фотогальванических элементов простой конструкции и пониженной стоимости.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. .

Изобретение относится к устройствам и способам изготовления фотоэлектрических солнечных модулей. .

Изобретение относится к устройству плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента, к способу получения тонкопленочных модулей и к кремниевым тонкопленочным фотогальваническим панелям.

Изобретение относится к области прямого преобразования энергии света в электроэнергию, к гелиоэнергетике, к возобновляемым источникам энергии. .

Изобретение относится к электронной технике, а именно к приборам, преобразующим энергию электромагнитного излучения в электрическую, и технологии их изготовления, в частности к полупроводниковым фотоэлектрическим генераторам. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор с двухсторонней рабочей поверхностью выполнен в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей с n+-p-p+(p+n-n+) диодными структурами, у которых один или два линейных размера микрофотопреобразователя соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости диодных структур наклонены под углом φ, 30°<ρ<150°, к рабочей поверхности генератора, по всей площади рабочей поверхности с двух сторон генератора размещена пассивирующая пленка толщиной 10-60 нм, выполненная на основе одного или двух окислов следующих металлов: тантала, цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, а над пассивирующей пленкой расположен слой просветляющего покрытия. В другом варианте по всей площади рабочей поверхности генератора с двух сторон генератора размещены пассивирующие и просветляющие пленки, выполненные на основе одного или двух окислов следующих металлов: тантала, цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, а также нитрида или карбида кремния. Изобретение обеспечивает повышение КПД фотоэлектрического генератора и повышение эффективности преобразования электромагнитного излучения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к гибким фотоэлектрическим модулям, которые могут быть использованы в качестве источников электричества в системах энергообеспечения различных объектов - автомобилей, катеров, яхт, пунктов метеонаблюдения, телекоммуникационных систем, информационных стендов. Гибкий фотоэлектрический модуль включает последовательно расположенные нижнюю несущую пленку, нижнюю армирующую сетку, нижнюю скрепляющую пленку, электрически соединенные между собой солнечные элементы из монокристаллического кремния, верхнюю скрепляющую пленку, верхнюю армирующую сетку и верхнюю несущую пленку. Несущие и скрепляющие пленки выполнены из прозрачного для солнечного света материала, а армирующие сетки выполнены из полимерных нитей, прозрачных для солнечного света и пропитанных веществом или содержащих такое вещество с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света. В качестве армирующих сеток используют терморелаксированные сетки из термоусадочного полимера. Изобретение обеспечивает возможность фиксации сложнопрофилированной поверхности гибкого фотоэлектрического модуля. 1 ил.

Задний лист для модуля солнечных элементов содержит лист подложки и отвержденный слой пленки покрытия из материала покрытия, сформированного на одной стороне или на каждой стороне листа подложки, причем указанный материал покрытия содержит фторполимер (А), имеющий повторяющиеся звенья на основе фторолефина (а), повторяющиеся звенья на основе мономера (b), содержащего группы для поперечного сшивания и повторяющиеся звенья на основе мономера (с), содержащего алкильные группы, где C2-20 линейная или разветвленная алкильная группа не имеет четвертичного атома углерода, а ненасыщенные группы, способные к полимеризации, связаны друг с другом посредством эфирной связи или сложноэфирной связи. Также предложен модуль солнечных элементов с использованием такого заднего листа и варианты способа изготовления заднего листа для модуля солнечных элементов. Предложенное изобретение обеспечивает возможность создания отвержденного слоя гибкого с хорошей адгезией за счет исключения растрескивания, разламывания, замутнения и расслоения. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к изготовлению модулей солнечных элементов, а также к соответствующим модулям солнечных элементов. Предложено применение а) по меньшей мере одного полиалкил(мет)-акрилата и b) по меньшей мере одного соединения формулы (I), в которой остатки R1 и R2 соответственно независимо друг от друга означают алкил или циклоалкил с 1-20 атомами углерода, для изготовления модулей солнечных элементов, прежде всего для изготовления световых концентраторов модулей солнечных элементов. Заявлен также модуль солнечных элементов и вариант модуля. Технический результат - температура эксплуатации модуля солнечных элементов составляет 80°C и выше, полное светопропускание формовочных масс в диапазоне волн от 400 до 500 нм предпочтительно составляет по меньшей мере 90%, полное светопропускание формовочных масс в диапазоне волн от 500 до 1000 нм предпочтительно составляет по меньшей мере 80%. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами для получения электрической и тепловой энергии. В солнечном модуле с концентратором, содержащем прозрачную фокусирующую призму с углом полного внутреннего отражения где n - коэффициент преломления материала призмы, с треугольным поперечным сечением, имеющую грань входа, на которую падает излучение по нормали к поверхности грани входа, и грань переотражения излучения, образующую острый двухгранный угол φ с гранью входа, и грань выхода концентрированного излучения и устройство отражения, образующее с гранью переотражения острый двухгранный угол ψ, который расположен однонаправленно с острым двухгранным углом φ фокусирующей призмы, устройство отражения состоит из набора зеркальных отражателей длиной L0 с одинаковыми острыми углами ψ, установленных на некотором расстоянии друг от друга, на поверхности грани входа установлены дополнительные зеркальные отражатели, которые наклонены к поверхности грани входа под углом 90°-δ, который расположен разнонаправленно с острым двухгранным углом φ фокусирующей призмы, линии касания плоскости дополнительного зеркального отражателя с гранью входа и линия касания плоскости зеркального отражателя устройства переотражения с гранью переотражения находятся в одной плоскости, перпендикулярной поверхности входа, длина проекции дополнительного зеркального отражателя на поверхность грани входа больше длины проекции зеркального отражателя устройства отражения на поверхность грани входа на величину В другом варианте солнечного модуля с концентратором, содержащем прозрачную фокусирующую призму с треугольным поперечным сечением, с углом входа лучей β0 и углом полного внутреннего отражения , где n - коэффициент преломления призмы, имеющую грань входа и грань переотражения излучения, образующие общий двухгранный угол φ, грань выхода концентрированного излучения и устройство отражения, образующее с гранью переотражения острый двухгранный угол ψ, который расположен однонаправлено с острым двухгранным углом φ фокусирующей призмы, устройство отражения состоит из набора установленных на некотором расстоянии друг от друга зеркальных отражателей длиной L0 с одинаковыми острыми углами ψ, с устройством поворота относительно грани переотражения, на поверхности грани входа установлены дополнительные зеркальные отражатели, которые наклонены к поверхности грани входа под углом 90°-δ и выполнены в виде жалюзи с устройством поворота относительно поверхности грани входа, угол наклона дополнительных зеркальных отражателей к поверхности грани входа расположен разнонаправленно с острым двухгранным углом φ фокусирующей призмы, оси устройства поворота дополнительного зеркального отражателя на грани входа и оси устройства поворота зеркального отражателя на устройстве переотражения с гранью переотражения находятся в одной плоскости, перпендикулярной поверхности входа, длина проекции дополнительного зеркального отражателя на поверхность входа больше длины проекции зеркального отражателя устройства отражения на поверхность входа на величину В способе изготовления солнечного модуля с концентратором путем изготовления фокусирующей призмы из оптически прозрачного материала, установки приемника излучения, устройства переотражения с зеркальными отражателями из закаленного листового стекла или другого прозрачного листового материала изготавливают и герметизируют стенки полости фокусирующей призмы с острым двухгранным углом при вершине 2-12° и затем заполняют полученную полость оптически прозрачной средой, устанавливают герметично приемник излучения и производят сборку дополнительных зеркальных отражателей с устройствами поворота на рабочей поверхности фокусирующей призмы и устройства поворота для устройства переотражения. В результате использования изобретения увеличивается оптический КПД модуля, снижаются оптические потери при переотражении излучения и увеличивается коэффициент концентрации солнечного излучения. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Многофункциональная солнечноэнергетическая установка (далее МСЭУ) относится к возобновляемым источникам энергии, в частности к использованию солнечного излучения для получения электрической энергии, обеспечения горячего водоснабжения и естественного освещения помещений различного назначения, содержащая оптически активный прозрачный купол, представляющий собой двояковыпуклую прямоугольную линзу, фотоэлектрическую панель, солнечный коллектор, круглые плоские горизонтальные заслонки полых световодов, полые световодные трубы, теплоприемную медную пластину солнечного коллектора, рассеиватель солнечного света, микродвигатели круглых плоских горизонтальных заслонок полых световодных труб, круговые светодиодные лампы, аккумуляторные батареи, датчики света и температуры, электронный блок управления, пульт управления, бак-аккумулятор, теплообменник, насос, обратный клапан, шестигранные медные трубопроводы, инвертор и опору с опорными стойками для поддержания конструкции МСЭУ. Актуальность заявленного изобретения заключается: в снижении финансовых затрат на традиционную электрическую энергию в уменьшении выбросов парниковых газов за счет замещения солнечной энергией выработку энергии тепловыми электростанциями; в преобразовании энергии Солнца в электрическую и тепловую энергию, а также для естественного освещения помещений различного назначения, например детских садиков и зон отдыха, коттеджей, торговых центров, помещений, развернутых в полевых условиях, стационарных парников, объектов агропромышленного комплекса, спортивных сооружений, цехов промышленных предприятий, складов, хранилищ техники и других объектов двойного назначения, а также в качестве энергоактивных крыш в различных постройках. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Согласно изобретению предложенный генератор (100) на солнечной энергии содержит термоэлектрические элементы, примыкающие к солнечным элементам и расположенные ниже солнечных элементов. Обеспечивается концентрированный поток солнечной энергии. Теплоотвод (104), температура и эффективность которого могут изменяться, контактирует с холодным спаем (108) термоэлектрического устройства (103). Термическое сопротивление рассчитывается в отношении потока энергии, в результате чего в термоэлектрическом устройстве (103) создается градиент температуры в несколько сотен градусов Кельвина. Предпочтительно солнечный элемент содержит полупроводник с большой шириной запрещенной энергетической зоны. Генератор (100) сохраняет относительно подходящую эффективность (кпд) в некотором диапазоне температуры холодного спая (108). Теплоотводом (104) может служить система горячей воды. Высокие значения к.п.д. достигаются за счет использования нанокомпозиционных термоэлектрических материалов. Равномерно, но редко распределенные термоэлектрические сегменты в матрице из материала с высокими теплоизоляционными свойствами уменьшают количество материала, необходимого для сегментов, без ухудшения рабочих характеристик. Дополнительные преимущества обеспечивает единая конструкция солнечного элемента и термоэлектрических элементов. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Конструкция «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) согласно изобретению содержит диодные ячейки (ДЯ) с n+-p--p+ (р+-n--n+) переходами, параллельными горизонтальной светопринимающей поверхности, диодные ячейки содержат n+(p+) и р+(n+) области n+-p--p+(p+-n--n+) переходов, через которые они соединены в единую конструкцию металлическими катодными и анодными электродами, расположенными на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей с образованием соответствующих омических контактов - соединений, при этом, что n+(p+) и p+(n+) области и соответствующие им катодные и анодные электроды расположены под углом в диапазоне 30-60 градусов к светопринимающей поверхности, металлические катодные и анодные электроды расположены на их поверхности частично, а частично расположены на поверхности оптически прозрачного диэлектрика, расположенного на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей, при этом они с металлическими электродами и оптически прозрачным диэлектриком образуют оптический рефлектор. Также предложен способ изготовления описанной выше конструкции «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП). Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента полезного действия фотопреобразователей. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: для реализации панелей солнечных генераторов с целью обеспечения питания электрической энергией космических аппаратов, в частности спутников. Сущность изобретения заключается в том, что каждый фотогальванический элемент решетки крепят на подложке при помощи мягкого самоклеящегося и легко отсоединяемого устройства крепления, при этом заднюю сторону каждой ячейки и переднюю сторону подложки покрывают слоем, улучшающим их свойства теплового излучения. Технический результат: уменьшение механической связи фотогальванической решетки солнечного генератора по отношению к ее опорной подложке с одновременным обеспечением достаточной радиационной связи ячейки с подложкой, чтобы избегать ее нагрева в полете и потери ее эффективности. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к полимерному фотоэлектрическому модулю, выполненному на основе допированной пленки проводящего полимера полианилина. Модуль характеризуется тем, что полианилин допирован гетерополианионным комплексом 2-18 ряда, имеющим химическую формулу [P2W18O62]6-. Допированная пленка полианилина 1 нанесена на тонкий прозрачный проводящий слой, который может состоять из оксида индия (III) или оксида олова (IV) 2, который в свою очередь напылен на материал 3, который обладает высокими пропускными способностями для электромагнитных волн в диапазоне от 3·10-2 до 4·10-6 см. Данный материал с напыленным проводящим слоем и полианилиновой пленкой образует один из электродов фотоэлектрического модуля, а второй противоэлектрод, который служит одновременно задней стенкой изделия, может быть выполнен из проводящего материала 4, к которому с наружной стороны прикреплены термогенераторы 5 с воздушными или водяными радиаторами для отвода тепла 6, соединенные между собой электрическими последовательно-параллельными цепями 7, а электроды скрепляются между собой боковыми стенками, которые могут быть выполнены из любого неагрессивного диэлектрического материала 8, а между электродами заливается водный электролит, содержащий смесь водорастворимых неорганических солей, где pH электролита 9 может варьироваться от 5 до 3, токосъемы прикреплены соответственно к проводящему материалу с полимерной пленкой и к проводящей задней стенке изделия, а также к выходным клеммам термогенераторов 10, образуя тем самым две независимые электрические цепи. Также изобретение относится к способу получения указанного модуля. Предложенный фотоэлектрический модуль обладает высоким КПД преобразования электромагнитной энергии в электрическую. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-09-20 2013-09-20T02:53:39
Наверх