Солнечная батарея с объемной конструкцией



Солнечная батарея с объемной конструкцией
Солнечная батарея с объемной конструкцией
H01L31/054 - Полупроводниковые приборы, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, электромагнитному, коротковолновому или корпускулярному излучению, предназначенные либо для преобразования энергии такого излучения в электрическую энергию, либо для управления электрической энергией с помощью такого излучения; способы или устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы приборов (H01L 51/00 имеет преимущество; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, кроме приборов, содержащих чувствительные к излучению компоненты, в комбинации с одним или несколькими электрическими источниками света H01L 27/00; кровельные покрытия с приспособлениями для размещения и использования устройств для накопления или концентрирования энергии E04D 13/18; получение тепловой энергии с

Владельцы патента RU 2685043:

Бурцев Павел Юрьевич (RU)

Cолнечная батарея с объемной конструкцией выполнена в виде перевернутой, усеченной, многогранной пирамиды, причем на внутренних поверхностях боковых сторон и основания усеченной пирамиды расположены фотоэлектрические преобразователи, причем на ребрах пирамиды установлены зеркальные элементы, отражающие свет внутрь пирамиды, на поверхность противолежащих фотоэлектрических преобразователей. Изобретение обеспечивает увеличение процента использования падающего солнечного света, возможность восприятия рабочими поверхностями солнечной батареи солнечного излучения при низких углах его падения, то есть в уменьшении потерь солнечного излучения и увеличении КПД преобразования солнечной энергии. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к конструкции солнечной батареи, состоящей их нескольких независимых батарей.

Уровень техники

Из патента РФ №2446363, МПК F24J2/42, известны солнечные батареи с объемной конструкцией, с использованием нескольких «пакетов» с взаимно-перпендикулярными слоями. Недостатком данного технического решения является сложность конструкции.

Из патента РФ №2317611, МПК H01L31/052, известна панель солнечной батареи с концентраторами. Недостатком данного технического решения является необходимость использования концентраторов.

Техническая проблема

Технической проблемой в известном уровне техники является то, что при монтаже конструкции солнечной батареи, состоящей из нескольких независимых батарей, практически невозможно избежать затенения части поля солнечных панелей, особенно в утреннее или вечернее время, когда солнце гораздо ниже.

Кроме снижения генерации на самих солнечных батареях, находящихся в тени, затенённые батареи затрудняют передачу энергии по всей цепи солнечной электростанции. В случае затенения даже одного модуля, производительность солнечной батареи резко снижается.

Таким образом, имеют место низкий процент использования падающего солнечного света и существенные потери падающего солнечного излучения и, как следствие, низкий КПД преобразования солнечной энергии.

Сущность изобретения

Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении процента использования падающего солнечного света, возможности восприятия рабочими поверхностями солнечной батареи солнечного излучения при низких углах его падения и в уменьшении потерь солнечного излучения и увеличении КПД преобразования солнечной энергии.

Еще одним техническим результатом является увеличение мощности солнечной батареи при более компактном размещении конструкции, при этом общая площадь фотоэлектрических преобразователей сохраняется.

Указанные технические результаты достигаются тем, что солнечная батарея с объемной конструкцией, согласно заявленному изобретению, выполнена в виде перевернутой, усеченной, многогранной пирамиды, причем на внутренних поверхностях боковых сторон и основания усеченной пирамиды расположены фотоэлектрические преобразователи, причем на ребрах пирамиды установлены зеркальные элементы, отражающие свет внутрь пирамиды, на поверхность противолежащих фотоэлектрических преобразователей.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, боковые поверхности многогранной пирамиды выполнены под углом наклона от 750 до 850 .

В ещё одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, число граней перевернутой, усеченной, многогранной пирамиды составляет не менее 4-х.

Краткое описание чертежей

Изобретение иллюстрируется прилагаемыми фигурами 1, 2

На фигуре 1 схематично изображены следующие элементы солнечной батареи с объемной конструкцией:

1-боковые стороны,

2-основание,

3-ребра с зеркальными элементами,

4-фотоэлектрические преобразователи.

На фигуре 2 схематично изображен вид сверху солнечной батареи с объемной конструкцией.

На фигуре 3 схематично изображен вид снизу солнечной батареи с объемной конструкцией.

На фигуре 4 схематично изображен вид сбоку солнечной батареи с объемной конструкцией.

Осуществление изобретения

В конкретном варианте осуществления солнечная батарея с объемной конструкцией выполнена в виде перевернутой, усеченной, 4-х гранной пирамиды, причем на внутренних поверхностях боковых сторон (1) и в основании (2) усеченной пирамиды расположены фотоэлектрические преобразователи (4), причем на ребрах (3) пирамиды установлены зеркальные элементы, отражающие свет внутрь пирамиды, на поверхность противолежащих фотоэлектрических преобразователей, причем боковые поверхности многогранной пирамиды выполнены под углом наклона от 750 до 850 .

Полученные экспериментальные данные показывают увеличение мощности, вырабатываемой предложенной солнечной батареей в 4 раза, по сравнению с обычными солнечными батареями.

Таким образом, увеличиваются процент использования падающего солнечного света, возможность восприятия рабочими поверхностями солнечной батареи солнечного излучения при низких углах его падения и уменьшаются потери солнечного излучения. Увеличивается КПД преобразования солнечной энергии и уменьшаются потери солнечного излучения. При этом достигается более компактное размещение конструкции солнечной батареи, при сохранении общей площади фотоэлектрических преобразователей.

1.Cолнечная батарея с объемной конструкцией, отличающаяся тем, что выполнена в виде перевернутой, усеченной, многогранной пирамиды, причем на внутренних поверхностях боковых сторон и основания усеченной пирамиды расположены фотоэлектрические преобразователи, причем на ребрах пирамиды установлены зеркальные элементы, отражающие свет внутрь пирамиды, на поверхность противолежащих фотоэлектрических преобразователей.

2. Солнечная батарея по п.1, отличающаяся тем, что боковые поверхности многогранной пирамиды выполнены под углом наклона к основанию от 75 до 850.

3. Солнечная батарея по п.1, отличающаяся тем, что число граней перевернутой усеченной многогранной пирамиды составляет не менее 4-х.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к технологии устройств твердотельной электроники и может быть использована при разработке фотоприемников видимого и ближнего ИК-диапазона.

Изобретение относится к области гелиоэнергетики и касается фотоэлектрического модуля. Фотоэлектрический модуль включает в себя корпус с боковыми стенками, прозрачную фронтальную стенку с линзой Френеля, расположенной на внутренней ее стороне, фотоэлектрические преобразователи с различной шириной запрещенной зоны и оптический фильтр, расположенный в зоне действия линзы Френеля.

Закрытое устройство для использования солнечной энергии содержит первый приемник, который образует относительно закрытую первую полость, на которой обеспечено одно входное световое отверстие, один элемент преобразования световой энергии или один элемент преобразования световой энергии и по один светоотражающий элемент, который обеспечен на внутренней стенке первой полости или во внутреннем пространстве первой полости, световодное устройство плотно соединеное с входным световым отверстием, для направления собранного снаружи солнечного света таким образом, чтобы он входил в первую полость через входное световое отверстие, второй приемник, который образован в виде второй полости, на которой обеспечено входное световое отверстие, при этом второй приемник частично обеспечен во внутреннем пространстве первой полости, элемент преобразования световой энергии обеспечен на внутренней стенке второй полости или обеспечен во внутреннем пространстве второй полости, световодное устройство проходит через входное световое отверстие первой полости и плотно соединено с входным световым отверстием второй полости для направления собранного снаружи солнечного света во вторую полость, световодное устройство, соединенное с входным световым отверстием второй полости, плотно соединено с входным световым отверстием второй полости, вторая полость дополнительно снабжена одним входным отверстием второго рабочего тела, чтобы позволить второму рабочему телу входить во вторую полость, и выходным отверстием второго продукта, чтобы позволить второму продукту выходить из второй полости в присоединенную снаружи систему циркуляции, причем второй продукт является веществом, получаемым после воздействия по меньшей мере части энергии солнечного света на первое рабочее тело.
Изобретение относится к области полупроводникового материаловедения и может быть использовано в изделиях оптоэлектроники, работающих в инфракрасной области спектра, лазерной и сенсорной технике.

Способ изготовления светопроницаемого тонкопленочного солнечного модуля на основе халькопирита включает нанесение слоя металлических электродов на прозрачную предварительно очищенную подложку, формирование на ней слоя металлических электродов в виде массива поочередно расположенных отдельных металлических электродов, очистку прозрачной подложки со слоем металлических электродов от отходов процесса формирования массива металлических электродов, формирование фотоактивного слоя халькопирита CIGS, нанесение буферного слоя, удаление части буферного слоя и нижележащей части фотоактивного слоя над каждым металлическим электродом для обеспечения доступа к слою металлического электрода, нанесение слоя прозрачного электрода, удаление части прозрачного электродного слоя, нижележащей части буферного слоя и нижележащей части фотоактивного слоя над каждым металлическим электродом для обеспечения доступа к слою металлического электрода, образуя последовательное соединение элементов солнечного модуля, при этом формирование фотоактивного слоя осуществляют способом электрохимического осаждения или способом печати прекурсоров фотоактивного слоя халькопирита CIGS с последующей термической обработкой, при этом нанесение прекурсоров осуществляют непосредственно на поверхность каждого металлического электрода, исключая другие участки.

Изобретение относится к солнечной энергетитке, в частности к способам изготовления фотопреобразователей на трехкаскадных эпитаксиальных структурах GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенных на германиевой подложке.

Изобретение может быть использовано для создания СВЧ-фотодетекторов на основе эпитаксиальных структур GaAs/AlxGa1-xAs, чувствительных к излучению на длине волны 810-860 нм. Способ заключается в создании фоточувствительной области и контактной площадки для бондинга вне фоточувствительной области на полупроводниковой подложке, формировании на фоточувствительной области антиотражающего покрытия и шин фронтального омического контакта шириной 4-10 мкм.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа изготовления многоэлементного двухспектрального матричного фотоприемника. Фотоприемник включает в себя корпус с входным окном, матрицу фоточувствительных элементов (МФЧЭ) с тонким поглощающим слоем из однородного полупроводникового материала, соединенную индиевыми микроконтактами со схемой считывания, приклеенной на коммутационный растр, обеспечивающий соединение с внешней схемой питания и управления видеосигнала фотоприемника.

Изобретение относится к области разработки и изготовления фоточувствительных полупроводниковых приборов на основе GaAs. Способ изготовления мощного импульсного фотодетектора, работающего в фотовольтаическом режиме (с нулевым напряжением смещения), на основе GaAs включает последовательное выращивание методом жидкофазной эпитаксии на n-GaAs подложке слоя n-AlxGa1-xAs при х=0,10-0,15, слоя i-GaAs, слоя р-GaAs и слоя p-AlxGa1-xAs при х=0,2-0,3 в начале роста и при х=0,09-0,16 в приповерхностной области слоя.

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано для создания мощного СВЧ фотодетектора на основе эпитаксиальных структур GaAs/AlxGa1-xAs, чувствительных к излучению на длине волны 810-860 нм.

Изобретение относится к области концентраторных солнечных фотоэлектрических преобразователей, применяемых на наземных гелиоэнергетических установках. Согласно изобретению в известном фотоэлектрическом модуле, содержащем корпус с боковыми стенками, прозрачную фронтальную стенку с линзой Френеля, расположенной на внутренней его стороне, фотоэлектрические преобразователи с различной шириной запрещенной зоны, оптический фильтр, расположенный в зоне действия линзы Френеля, при этом фотоэлектрические преобразователи с различной шириной запрещенной зоны расположены на уровне оптического фильтра, выполненного в виде призмы, расположенной между линзой Френеля и светоотражающими фокусирующими зеркалами, установленными на тыльной стороне фотоэлектрического модуля, направленными на соответствующие фотоэлектрические преобразователи с определенной шириной запрещенной зоны, при этом рабочие поверхности призмы обращены к линзе Френеля и фокусирующим зеркалам с возможностью поворота призмы относительно оптической оси линзы Френеля. Изобретение позволяет изготавливать системы фотоэлектрических преобразователей солнечного излучения с повышенной точностью и надежностью монтажа фотоэлектрических элементов, повышенной эффективностью и стабильностью работы, при пониженной стоимости как изготовления, так и эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к клею для ламинированных листов, подложке для солнечной батареи и к модулю солнечной батареи. Указанный клей содержит уретановую смолу, получаемую смешиванием акрилового полиола с алифатическим изоцианатным соединением, а также имеет химическую структуру, полученную из диенового полимера. Диеновый полимер имеет температуру стеклования -40°C или ниже и представляет собой полидиеновый полиол, имеющий концевую гидроксильную группу и долю виниловой группы 75 мол.% или менее. Акриловый полиол получен в результате полимеризации гидроксиалкил(мет)акрилата с другим мономером, включающим акрилонитрил и (мет)акриловый сложный эфир. Гидроксильное число акрилового полиола составляет от 0,5 до 45 мг КОН/г. Полученный клей для ламинированных листов обладает превосходной адгезионной прочностью к пленке после отверждения и долговременной устойчивостью к гидролизу при высокой температуре и высокой влажности при производстве ламинированного листа, а также обладает превосходными адгезионными свойствами при низкой температуре. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл., 9 пр.

Изобретение относится к области приема оптического излучения и касается оптического приемника. Приемник включает в себя фоточувствительный элемент, схему обработки сигнала и оптический затвор, установленный перед фоточувствительным элементом. Оптический затвор выполнен в виде шторки с двумя рабочими положениями. В состав устройства введен привод шторки, состоящий из источника тока и биморфного элемента в виде дугообразной двухслойной плоской пружины. Один из слоев биморфного элемента выполнен токопроводящим, противоположные концы которого через ключ соединены с выходом источника тока. Второй слой имеет более низкую токопроводность по сравнению с первым слоем. Один из концов биморфного элемента закреплен на корпусе оптического приемника, а на другом незакрепленном конце установлена шторка, при изменении кривизны биморфного элемента перемещающаяся вдоль хорды образуемой им дуги так, чтобы в одном рабочем положении шторка экранировала фоточувствительный элемент, а во втором рабочем положении находилась вне его поля зрения. Технический результат заключается в обеспечении работоспособности устройства в условиях активного и пассивного лазерного противодействия при минимальных габаритах и максимальной чувствительности при малом уровне сигналов. 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области приема оптического излучения и касается приемника лазерного излучения. Приемник включает в себя фоточувствительный элемент, схему обработки сигнала и оптический затвор, установленный перед фоточувствительным элементом. Оптический затвор выполнен в виде шторки с двумя рабочими положениями. В состав устройства введен привод шторки, состоящий из источника тока и биморфного элемента в виде плоской пружины. Один из слоев биморфного элемента выполнен токопроводящим, противоположные концы которого через ключ соединены с выходом источника тока. Второй слой имеет более низкую токопроводность по сравнению с первым слоем. Шторка закреплена с боковой стороны биморфного элемента таким образом, чтобы в первом рабочем положении при отключенном источнике тока шторка перекрывала апертуру фоточувствительного элемента, а при деформации биморфного элемента под действием протекающего тока открывала фоточувствительный элемент, перемещаясь в поперечном к биморфному элементу направлении. Технический результат заключается в обеспечении работоспособности устройства в условиях активного и пассивного лазерного противодействия при минимальных габаритах и максимальной чувствительности при малом уровне сигналов. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Cолнечная батарея с объемной конструкцией выполнена в виде перевернутой, усеченной, многогранной пирамиды, причем на внутренних поверхностях боковых сторон и основания усеченной пирамиды расположены фотоэлектрические преобразователи, причем на ребрах пирамиды установлены зеркальные элементы, отражающие свет внутрь пирамиды, на поверхность противолежащих фотоэлектрических преобразователей. Изобретение обеспечивает увеличение процента использования падающего солнечного света, возможность восприятия рабочими поверхностями солнечной батареи солнечного излучения при низких углах его падения, то есть в уменьшении потерь солнечного излучения и увеличении КПД преобразования солнечной энергии. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх