JP6706815B2 - Thermophotovoltaic generator and thermophotovoltaic system - Google Patents

Thermophotovoltaic generator and thermophotovoltaic system Download PDF

Info

Publication number
JP6706815B2
JP6706815B2 JP2016072295A JP2016072295A JP6706815B2 JP 6706815 B2 JP6706815 B2 JP 6706815B2 JP 2016072295 A JP2016072295 A JP 2016072295A JP 2016072295 A JP2016072295 A JP 2016072295A JP 6706815 B2 JP6706815 B2 JP 6706815B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
unit
photoelectric conversion
light
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016072295A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017184567A (en
Inventor
真大 末光
真大 末光
禎 齋藤
禎 齋藤
野田 進
進 野田
卓 浅野
卓 浅野
ゾイサ メーナカ デ
ゾイサ メーナカ デ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto University
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Kyoto University
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto University, Osaka Gas Co Ltd filed Critical Kyoto University
Priority to JP2016072295A priority Critical patent/JP6706815B2/en
Publication of JP2017184567A publication Critical patent/JP2017184567A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6706815B2 publication Critical patent/JP6706815B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、熱を輻射光に変換する熱輻射光源を備えた平板状の輻射部と、熱源から供給された熱を輻射部に供給する熱供給部と、輻射光を受光して発電する光電変換素子を備えた平板状の光電変換部と、を備えた熱光発電装置に関する。 The present invention is directed to a flat plate-shaped radiating unit having a thermal radiant light source that converts heat into radiant light, a heat supply unit that supplies heat supplied from a heat source to the radiant unit, and a photoelectric generator that receives radiant light and generates electricity. The present invention relates to a thermophotovoltaic power generation device including a plate-shaped photoelectric conversion unit including a conversion element.

一般に、物体を加熱すると、物体を構成する物質および物体の温度に応じたスペクトルを有する光、すなわち輻射光を生じる。この輻射光を太陽電池セルで捉え発電する装置を、熱光発電(TPV)装置という(特許文献1)。 In general, when an object is heated, light having a spectrum depending on the substance forming the object and the temperature of the object, that is, radiant light is generated. A device that captures this radiant light with a photovoltaic cell to generate electricity is called a thermophotovoltaic (TPV) device (Patent Document 1).

この熱光発電装置は、特定の波長をより多く含んだ輻射光を発する(輻射する)熱輻射光源と、熱源からの熱を熱輻射光源に供給する熱供給部と、光電変換素子を備えた光電変換部と、を含んで構成される。
熱輻射光源は、例えば板状の金属材料からなる基材の一方を吸熱面とし、他方を輻射面として構成される。
熱供給部は、熱輻射光源の吸熱面と対向する状態で接触して配置される。光電変換部は、熱輻射光源を挟んで熱供給部とは反対側に、輻射面と対向して配置される。すなわち、光電変換部は、熱供給部に対向して配置される。
This thermophotovoltaic power generator includes a thermal radiation light source that emits (radiates) radiant light that contains more specific wavelengths, a heat supply unit that supplies heat from the heat source to the thermal radiation light source, and a photoelectric conversion element. And a photoelectric conversion unit.
The thermal radiation light source is configured such that one of the substrates made of, for example, a plate-shaped metal material has a heat absorbing surface and the other has a radiation surface.
The heat supply unit is arranged in contact with and in contact with the heat absorption surface of the heat radiation light source. The photoelectric conversion unit is arranged on the side opposite to the heat supply unit with the thermal radiation light source sandwiched between the photoelectric conversion unit and the radiation surface. That is, the photoelectric conversion unit is arranged to face the heat supply unit.

特開2014−217110号公報JP, 2014-217110, A

上記のような熱光発電装置は、熱供給部と、熱輻射光源の吸熱面とが対向して接触して配置されるため、熱輻射光源の面積を任意に増やすことができない。さらに、熱輻射光源の種類(例えば光透過性の材料の場合)によっては、熱供給部から光電変換部の光電変換素子で変換できない波長の輻射光が漏えいして、光電変換部での発電に寄与せず損失となる。そしてこの場合、光電変換部は光電変換部の光電変換素子で変換できない波長の輻射光により加熱され、発電効率をさらに低下させてしまう。
そこで、発電効率を低下させず、発電効率の高い熱光発電装置が望まれる。
In the above-mentioned thermophotovoltaic power generation device, since the heat supply unit and the heat absorption surface of the heat radiation light source are arranged in contact with each other, the area of the heat radiation light source cannot be arbitrarily increased. Further, depending on the type of heat radiation light source (for example, in the case of a light transmissive material), radiation light of a wavelength that cannot be converted by the photoelectric conversion element of the photoelectric conversion unit leaks from the heat supply unit, and power generation in the photoelectric conversion unit occurs. It is a loss without contributing. Then, in this case, the photoelectric conversion unit is heated by radiant light having a wavelength that cannot be converted by the photoelectric conversion element of the photoelectric conversion unit, and the power generation efficiency is further reduced.
Therefore, a thermophotovoltaic power generation device having high power generation efficiency without lowering power generation efficiency is desired.

本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、発電効率の高い熱光発電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a thermophotovoltaic power generation device having high power generation efficiency.

上記目的を達成するための本発明に係る熱光発電装置の特徴構成は、
熱を輻射光に変換する熱輻射光源を平板部の平面に備えた平板状の輻射部と、熱源から供給された熱を前記輻射部に供給する熱供給部と、前記輻射光を受光して発電する光電変換素子を平面部に備えた平板状の光電変換部と、を備えた熱光発電装置において、
前記輻射部は、前記熱供給部に、前記熱供給部から熱伝導可能に立設されて、
前記光電変換部は、前記熱輻射光源に前記光電変換素子を対向させた状態で前記輻射部に併設されている点にある。
The characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention for achieving the above object,
A planar radiation portion having a thermal radiation source that converts heat into radiant light to the plane of the flat plate portion, and receives a heat supply portion for supplying the supplied heat to the radiant section from the heat source, the radiant light a flat photoelectric conversion unit provided in the flat portion of the photoelectric conversion element that generates electric power, the thermal photovoltaic device provided with,
The radiating unit is erected on the heat supplying unit so as to be able to conduct heat from the heat supplying unit,
The photoelectric conversion unit is provided at the side of the radiation unit with the photoelectric conversion element facing the thermal radiation light source.

通常、熱供給部の表面も材質と温度に応じて輻射面として機能し、特定の波長分布には制御されない輻射光を発することになる。熱供給部からの制御されない輻射光は、熱供給部を輻射部が覆う場合にも、輻射部を透過する場合がある。例えば輻射部が赤外透明ガラスなどの赤外透明基板のような、赤外線を透過可能な材料を含む場合、熱供給部からの制御されない輻射光は、容易に輻射部を透過する。
そして、熱供給部がたとえば面光源として輻射光を発する場合、熱供給部の輻射面と並行して設けられる面には、熱供給部からの輻射光が直角に入射して、最大の密度で熱供給部からの輻射光が輻射されることになる。
しかし、上記構成によれば、光電変換部は、熱供給部に立設された輻射部と対向させた状態で併設されるため、熱供給部の表面と平行になる配置を回避することができ、熱供給部からの輻射光が直角に入射することは無い。特に、熱供給部に輻射部を垂直に立設して、光電変換部と、熱供給部からの輻射光が平行になる場合には、当該輻射光が光電変換部に入射することを回避できる。
したがって、光電変換部が受ける熱供給部からの輻射光の密度を低下することができ、光電変換素子の発熱を回避することができる。
Normally, the surface of the heat supply portion also functions as a radiation surface depending on the material and temperature, and emits radiant light that is not controlled by a specific wavelength distribution. Uncontrolled radiant light from the heat supply section may pass through the radiant section even when the radiant section covers the heat supply section. For example, when the radiating section includes an infrared transparent material such as an infrared transparent substrate such as infrared transparent glass, uncontrolled radiant light from the heat supply section easily passes through the radiating section.
When the heat supply unit emits radiant light as a surface light source, for example, the radiant light from the heat supply unit is incident at a right angle on the surface provided in parallel with the radiating surface of the heat supply unit. Radiation light from the heat supply unit is radiated.
However, according to the above configuration, the photoelectric conversion unit is provided side by side in a state of facing the radiation unit erected in the heat supply unit, so that the arrangement in parallel with the surface of the heat supply unit can be avoided. The radiant light from the heat supply unit does not enter at a right angle. In particular, when the radiation unit is vertically provided in the heat supply unit and the photoelectric conversion unit and the radiation light from the heat supply unit are parallel to each other, the radiation light can be prevented from entering the photoelectric conversion unit. ..
Therefore, the density of the radiated light from the heat supply unit received by the photoelectric conversion unit can be reduced, and heat generation of the photoelectric conversion element can be avoided.

さらに、輻射部を熱供給部に熱伝導可能に立設することで、輻射部を熱供給部の表面に覆設する場合に比して、熱供給部の表面により多くの輻射部を設けることができるから、熱源から熱供給部に供給される熱の熱エネルギーのうち、より多くのエネルギーを輻射部にて制御された輻射光に変換し、相対的に熱供給部からの制御されない輻射光に変換されてしまうエネルギーを減少させることができる。 Further, by arranging the radiating portion so as to be able to conduct heat to the heat supplying portion, more radiation portions are provided on the surface of the heat supplying portion than when the radiating portion is covered on the surface of the heat supplying portion. Therefore, of the heat energy of the heat supplied from the heat source to the heat supply unit, more energy is converted into radiant light controlled by the radiating unit, and radiant light that is relatively uncontrolled from the heat supplying unit. The energy that is converted into can be reduced.

したがって、上記構成によれば、光電変換素子の発熱を回避して、光電変換素子の変換効率の低下を回避し、さらに、熱エネルギーのより多くの割合を制御された輻射光に変換して光電変換部の光電変換素子に入射させることができるため、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。 Therefore, according to the above configuration, the heat generation of the photoelectric conversion element is avoided, the reduction of the conversion efficiency of the photoelectric conversion element is avoided, and further, a larger proportion of the thermal energy is converted into the controlled radiant light and photoelectric conversion is performed. Since the light can be incident on the photoelectric conversion element of the conversion unit, it is possible to provide a thermophotovoltaic power generation device having high power generation efficiency.

上記目的を達成するための本発明に係る熱光発電装置の特徴構成は、
熱を輻射光に変換する熱輻射光源を平板部の平面に備えた平板状の輻射部と、熱源から供給された熱を前記輻射部に供給する熱供給部と、前記輻射光を受光して発電する光電変換素子を平面部に備えた平板状の光電変換部と、を備えた熱光発電装置において、
前記輻射部は、前記熱供給部に、前記熱供給部から熱伝導可能に立設されて、
前記光電変換部は、前記熱輻射光源に前記光電変換素子を対向させた状態で前記輻射部に併設されており、
前記光電変換部は、前記熱供給部とは別の支持部に支持された状態で前記輻射部に併設され、さらに、前記光電変換素子を冷却する熱吸収部を備えた点にある。
FEATURES configuration of the heat beam generator according to the present invention for achieving the above object,
A flat plate-shaped radiating section provided with a thermal radiation light source for converting heat into radiant light, a heat supply section for supplying the heat supplied from a heat source to the radiating section, and receiving the radiant light. In a photoelectric conversion device having a flat plate-shaped photoelectric conversion unit having a photoelectric conversion element for generating power in a flat section,
The radiating unit is erected on the heat supplying unit so as to be able to conduct heat from the heat supplying unit,
The photoelectric conversion unit is provided side by side with the radiation unit in a state where the photoelectric conversion element is opposed to the thermal radiation light source,
The photoelectric conversion unit is provided side by side with the radiation unit while being supported by a support unit different from the heat supply unit, and further includes a heat absorption unit that cools the photoelectric conversion element.

上記構成によれば、光電変換部は、熱供給部に立設された輻射部と対向させた状態で併設されるため、熱供給部の表面と平行になる配置を回避することができ、熱供給部からの輻射光が直角に入射することは無い。特に、熱供給部に輻射部を垂直に立設して、光電変換部と、熱供給部からの輻射光が平行になる場合には、当該輻射光が光電変換部に入射することを回避できる。According to the above configuration, since the photoelectric conversion unit is provided side by side in a state of facing the radiation unit erected in the heat supply unit, it is possible to avoid the arrangement parallel to the surface of the heat supply unit. The radiant light from the supply unit never enters at a right angle. In particular, when the radiation unit is vertically provided in the heat supply unit and the photoelectric conversion unit and the radiation light from the heat supply unit are parallel to each other, the radiation light can be prevented from entering the photoelectric conversion unit. ..
したがって、光電変換部が受ける熱供給部からの輻射光の密度を低下することができ、光電変換素子の発熱を回避することができる。Therefore, the density of the radiated light from the heat supply unit received by the photoelectric conversion unit can be reduced, and heat generation of the photoelectric conversion element can be avoided.
さらに、輻射部を熱供給部に熱伝導可能に立設することで、輻射部を熱供給部の表面に覆設する場合に比して、熱供給部の表面により多くの輻射部を設けることができるから、熱源から熱供給部に供給される熱の熱エネルギーのうち、より多くのエネルギーを輻射部にて制御された輻射光に変換し、相対的に熱供給部からの制御されない輻射光に変換されてしまうエネルギーを減少させることができる。Further, by arranging the radiating portion so as to be able to conduct heat to the heat supplying portion, more radiation portions are provided on the surface of the heat supplying portion than when the radiating portion is covered on the surface of the heat supplying portion. Therefore, of the heat energy of the heat supplied from the heat source to the heat supply unit, more energy is converted into radiant light controlled by the radiating unit, and radiant light that is relatively uncontrolled from the heat supplying unit. The energy that is converted into can be reduced.
したがって、上記構成によれば、光電変換素子の発熱を回避して、光電変換素子の変換効率の低下を回避し、さらに、熱エネルギーのより多くの割合を制御された輻射光に変換して光電変換部の光電変換素子に入射させることができるため、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。Therefore, according to the above configuration, the heat generation of the photoelectric conversion element is avoided, the reduction of the conversion efficiency of the photoelectric conversion element is avoided, and further, a larger proportion of the thermal energy is converted into the controlled radiant light and photoelectric conversion is performed. Since the light can be incident on the photoelectric conversion element of the conversion unit, it is possible to provide a thermophotovoltaic power generation device having high power generation efficiency.

更に、上記構成によれば、熱供給部から熱伝導で、光電変換部が加熱されることは無い。そして、熱吸収部により光電変換素子を冷却するため、発電効率の低下を回避し、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。
また、光電変換素子のバンドギャップエネルギーより短波長の光を光電変換素子が受光する場合は、光電変換素子はバンド内緩和で発熱する。
しかし、熱吸収部により光電変換素子を冷却するため、光電変換部を、発電効率の高い温度で維持した状態で、発電させることができる。したがって、発電効率の低下を回避し、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。
Further, according to the above configuration, the photoelectric conversion unit is not heated by the heat conduction from the heat supply unit. Then, since the photoelectric conversion element is cooled by the heat absorbing portion, it is possible to avoid a decrease in power generation efficiency and provide a thermophotovoltaic power generation device having high power generation efficiency.
When the photoelectric conversion element receives light having a wavelength shorter than the bandgap energy of the photoelectric conversion element, the photoelectric conversion element generates heat due to relaxation within the band.
However, since the photoelectric conversion element is cooled by the heat absorption section, it is possible to generate electricity in the state where the photoelectric conversion section is maintained at a temperature with high power generation efficiency. Therefore, it is possible to avoid a decrease in power generation efficiency and provide a thermophotovoltaic power generator with high power generation efficiency.

本発明に係る熱光発電装置の更なる特徴構成は、
前記熱吸収部は平板状に形成されて、前記熱吸収部の平面部に前記光電変換素子を備え、前記光電変換素子は前記平面部と熱伝導可能に接続されている点にある。
A further characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention is,
The heat absorbing portion is formed in a flat plate shape, the photoelectric conversion element is provided on a flat surface portion of the heat absorbing portion, and the photoelectric conversion element is connected to the flat surface portion so as to be able to conduct heat.

上記構成によれば、平板状に形成された熱吸収部の平面部に熱光変換素子を覆設するなどして、面接続で効率よく熱伝導可能に接続することができる。したがって、熱吸収部により光電変換素子を確実に冷却するため、発電効率の低下を回避し、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。 According to the above configuration, the heat-light conversion element is covered on the flat portion of the heat absorbing portion formed in a flat plate shape, so that it is possible to perform efficient heat conduction connection by surface connection. Therefore, since the photoelectric conversion element is surely cooled by the heat absorbing portion, it is possible to avoid a decrease in power generation efficiency and provide a thermophotovoltaic power generation device having high power generation efficiency.

本発明に係る熱光発電装置の更なる特徴構成は、
前記平面部の表面が鏡面状である点にある。
A further characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention is,
The point is that the surface of the plane portion is mirror-like.

上記構成によれば、光電変換素子を透過した光を熱吸収部の平面部で反射するため当該光が熱吸収部で熱に変換されてしまうことを回避できる。したがって発電効率の低下を回避し、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。 According to the above configuration, the light that has passed through the photoelectric conversion element is reflected by the flat surface portion of the heat absorbing portion, so that the light can be prevented from being converted into heat by the heat absorbing portion. Therefore, it is possible to avoid a decrease in power generation efficiency and provide a thermophotovoltaic power generation device having high power generation efficiency.

本発明に係る熱光発電装置の更なる特徴構成は、
前記輻射部は、赤外線を透過可能な材料で平板状に形成された赤外透明基板を備え、
前記赤外透明基板は、前記熱輻射光源として所定の波長が増幅された輻射光を輻射する熱光変換素子を平板部の平面に備え、前記熱供給部に、前記熱供給部から熱伝導可能に接続されている点にある。
A further characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention is,
The radiation unit includes an infrared transparent substrate formed in a flat plate shape with a material capable of transmitting infrared rays,
The infrared transparent substrate is provided with a heat-light conversion element that radiates radiated light having a predetermined wavelength amplified as the heat radiation source on the flat surface of the flat plate portion , and heat can be conducted to the heat supply unit from the heat supply unit. Is connected to the point.

いわゆる赤外透明基板は、赤外域の光の吸収をほとんど持たないものである。従って、赤外透明基板は赤外域の輻射をほとんど起こさない。
つまり、上記構成によれば、輻射光をほとんど発しない赤外透明基板によって、所定の波長が増幅された輻射光を輻射する熱光変換素子まで、制御されない輻射で熱のエネルギーをロスすることなく、熱供給部から熱を伝熱で供給し、所定の波長が増幅された輻射光を輻射として発することができる。
したがって、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。
A so-called infrared transparent substrate has almost no absorption of infrared light. Therefore, the infrared transparent substrate hardly causes radiation in the infrared region.
That is, according to the above configuration, the infrared transparent substrate that emits almost no radiant light, up to the thermo-optical conversion element that radiates radiant light with a predetermined wavelength amplified, without loss of heat energy due to uncontrolled radiation. It is possible to supply heat from the heat supply unit by heat transfer and emit radiated light in which a predetermined wavelength is amplified as radiation.
Therefore, a thermophotovoltaic power generator with high power generation efficiency can be provided.

本発明に係る熱光発電装置の更なる特徴構成は、
前記輻射部と、前記光電変換部とが、交互に併設されている点にある。
A further characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention is,
The radiating section and the photoelectric conversion section are alternately arranged side by side.

上記構成によれば、少ないスペースに、高密度に輻射部と、光電変換部とを配置出来るため、発電効率の高い熱光発電装置をコンパクトに提供することができる。 According to the above configuration, since the radiation section and the photoelectric conversion section can be arranged in high density in a small space, a thermophotovoltaic power generation device having high power generation efficiency can be provided compactly.

本発明に係る熱光発電装置の更なる特徴構成は、
前記熱供給部と、前記光電変換部との間に、前記供給部からの輻射光を遮蔽する遮蔽部を備えた点にある。
A further characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention is,
A point is provided between the heat supply section and the photoelectric conversion section, and a shielding section for shielding radiant light from the supply section is provided.

上記構成によれば、熱供給部からの制御されない輻射光が光電変換部に供給されるのを回避できるため、光電変換部が加熱されず、発電効率の低下を回避できるから、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。 According to the above configuration, uncontrolled radiant light from the heat supply unit can be prevented from being supplied to the photoelectric conversion unit, so that the photoelectric conversion unit is not heated and a decrease in power generation efficiency can be avoided, resulting in high power generation efficiency. A thermophotovoltaic device can be provided.

本発明に係る熱光発電装置の更なる特徴構成は、
前記遮蔽部は、断熱材であり、前記断熱材は、前記熱供給部に覆設される点にある。
A further characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention is,
The shielding portion is a heat insulating material, and the heat insulating material is provided at a point covered by the heat supply portion.

上記構成によれば、熱供給部が断熱材で被覆されて保温される。
したがって、熱供給部からの制御されない輻射光の輻射を抑制し、熱のエネルギーのロスを回避し、また光電変換部は加熱を回避し、発電効率の低下を回避できるから、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。
According to the above configuration, the heat supply unit is covered with the heat insulating material and kept warm.
Therefore, the uncontrolled radiation of the radiant light from the heat supply unit is suppressed, the loss of heat energy is avoided, and the photoelectric conversion unit avoids the heating and the reduction of the power generation efficiency can be avoided. A photovoltaic device can be provided.

本発明に係る熱光発電装置の更なる特徴構成は、
前記遮蔽部は、光を反射する光反射体であり、前記光反射体は、前記熱供給部に向けて光を反射するよう設けられている点にある。
A further characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention is,
The shield part is a light reflector that reflects light, and the light reflector is provided so as to reflect light toward the heat supply part.

上記構成によれば、熱供給部からの輻射は光反射体によって再び熱供給部に戻される。
したがって、熱供給部からの制御されない輻射光の輻射を抑制し、熱のエネルギーのロスを回避し、また光電変換部は加熱を回避し、発電効率の低下を回避できるから、発電効率の高い熱光発電装置を提供することができる。
According to the above configuration, the radiation from the heat supply unit is returned to the heat supply unit by the light reflector.
Therefore, the uncontrolled radiation of the radiant light from the heat supply unit is suppressed, the loss of heat energy is avoided, and the photoelectric conversion unit can avoid the heating and the reduction of the power generation efficiency. A photovoltaic device can be provided.

本発明に係る熱光発電装置を備えた熱光発電システムの特徴構成は、
熱光発電装置を、真空容器内に備える点にある。
The characteristic configuration of the thermophotovoltaic power generation system including the thermophotovoltaic power generation device according to the present invention is:
The thermophotovoltaic power generation device is provided in a vacuum container.

上記構成によれば、大気等の雰囲気ガスによる対流で熱供給部がされたり、光電変換部が加熱されたりすることを回避できる。
したがって、発電効率の高い熱光発電システムを提供することができる。
According to the above configuration, it is possible to prevent the heat supply unit from being heated or the photoelectric conversion unit to be heated by convection due to an atmospheric gas such as the atmosphere.
Therefore, a thermophotovoltaic power generation system with high power generation efficiency can be provided.

熱光発電装置および熱光発電システムの全体構造を示す断面図Sectional drawing which shows the whole structure of a thermophotovoltaic power generator and a thermophotovoltaic power generation system. 熱光発電装置および熱光発電システムの全体構造を示す別の断面の模式図Schematic diagram of another cross section showing the entire structure of the thermophotovoltaic power generation device and the thermophotovoltaic power generation system. 熱光変換素子の一例を示す図The figure which shows an example of a heat-light conversion element. 熱光変換素子の分光放射輝度の一例を示す図The figure which shows an example of the spectral radiance of a thermoelectric conversion element. 熱光発電装置のエネルギーの変換効率の一例を説明する図The figure explaining an example of the conversion efficiency of the energy of a thermophotovoltaic generator. 熱光発電装置および熱光発電システムの別の全体構造を示す図The figure which shows another whole structure of a thermophotovoltaic power generator and a thermophotovoltaic power generation system.

図1および図2に基づいて、本発明の実施形態に係る熱光発電装置100および熱光発電システム1について説明する。 A thermophotovoltaic power generation device 100 and a thermophotovoltaic power generation system 1 according to an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 and 2.

本実施形態に係る熱光発電装置100は、熱を輻射光に変換する熱輻射光源として、熱光変換素子12を備えた平板状の輻射部10と、熱源から供給された熱を輻射部10に供給する熱供給部20と、輻射光を受光して発電する光電変換素子31を備えた平板状の光電変換部30と、を備えている。 The thermophotovoltaic power generation device 100 according to the present embodiment has a flat plate-shaped radiating section 10 provided with a thermophoto conversion element 12 as a radiant light source for converting heat into radiant light, and radiant section 10 for the heat supplied from the heat source. And a plate-shaped photoelectric conversion unit 30 including a photoelectric conversion element 31 that receives radiant light and generates electric power.

本例の場合、熱供給部20に供給される熱の熱源は、例えばガスエンジンの排熱や、太陽光を集光した熱源を用いることができる。もちろんその他の熱源も利用可能であり、特定の熱源に限られない。熱供給部20の外周部は、たとえば鉄や銅、ステンレスなどの熱伝導性の高い金属などで形成される。本例ではステンレスで形成されている。 In the case of this example, as the heat source of the heat supplied to the heat supply unit 20, for example, exhaust heat of a gas engine or a heat source that collects sunlight can be used. Of course, other heat sources can be used and are not limited to a specific heat source. The outer peripheral portion of the heat supply unit 20 is formed of, for example, a metal having a high thermal conductivity such as iron, copper, or stainless. In this example, it is made of stainless steel.

そして、熱光発電装置100は真空容器61を兼ねた冷却部40の真空の空間60に格納されている。
本例では空間60は、0.01mPaから1kPa程度の真空に保たれている。
The thermophotovoltaic power generator 100 is stored in the vacuum space 60 of the cooling unit 40 which also serves as the vacuum container 61.
In this example, the space 60 is kept in a vacuum of about 0.01 mPa to 1 kPa.

本例では、輻射部10は、熱供給部20に対し、図1および図2における熱供給部20の上下方向に、立設して設けられている。本例では、輻射部10は、熱供給部20の表面に対し、直角に設けられている。
また、光電変換部30は、対抗する熱供給部20とは設置方向を逆向きに、冷却部40に立設されている。本例では、光電変換部30は、冷却部40に対し、直角に設けられている。
図2は、図1に示す熱光発電システム1の断面と直交する別の断面の模式的な断面図である。図2は、輻射部10と熱供給部20と光電変換部30とおよび冷却部40の関係を模式的に示すための便宜として、輻射部10と光電変換部30とを同一断面上に描いている。
In this example, the radiation unit 10 is provided upright with respect to the heat supply unit 20 in the vertical direction of the heat supply unit 20 in FIGS. 1 and 2. In this example, the radiation unit 10 is provided at a right angle to the surface of the heat supply unit 20.
Further, the photoelectric conversion unit 30 is installed upright on the cooling unit 40 with the installation direction opposite to that of the heat supply unit 20 that opposes it. In this example, the photoelectric conversion unit 30 is provided at a right angle to the cooling unit 40.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another cross section orthogonal to the cross section of the thermophotovoltaic power generation system 1 shown in FIG. FIG. 2 illustrates the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 on the same cross section as a convenience for schematically showing the relationship among the radiation unit 10, the heat supply unit 20, the photoelectric conversion unit 30, and the cooling unit 40. There is.

したがって、輻射部10と光電変換部30とは、平行に併設されている。また、光電変換部30は、熱供給部20の表面に対して直交する向きに設けられている。
よって、熱供給部20の表面からの制御されない輻射光は、およそ大部分が光電変換部30に対して平行に発せられることになり、光電変換部30が熱供給部20の表面からの制御されない輻射光で加熱されることを回避できる。
Therefore, the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 are provided in parallel. Further, the photoelectric conversion unit 30 is provided in a direction orthogonal to the surface of the heat supply unit 20.
Therefore, the uncontrolled radiant light from the surface of the heat supply unit 20 is emitted almost in parallel to the photoelectric conversion unit 30, and the photoelectric conversion unit 30 is not controlled from the surface of the heat supply unit 20. It is possible to avoid being heated by radiant light.

また、輻射部10と光電変換部30とは、所定の間隔を隔てて設けられている。輻射部10と光電変換部30と、が物理的に接触することは無い。したがって、輻射部10と光電変換部30と、の間は熱的に隔離されている。 In addition, the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 are provided at a predetermined interval. The radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 do not come into physical contact with each other. Therefore, the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 are thermally isolated.

また、輻射部10と冷却部40とは、所定の間隔を隔てて設けられている。輻射部10と冷却部40と、が物理的に接触することは無い。したがって、輻射部10と冷却部40と、の間は熱的に隔離されている。 Further, the radiating part 10 and the cooling part 40 are provided with a predetermined space therebetween. The radiation unit 10 and the cooling unit 40 do not come into physical contact with each other. Therefore, the radiation part 10 and the cooling part 40 are thermally isolated.

また、光電変換部30と熱供給部20とは、所定の間隔を隔てて設けられている。光電変換部30と熱供給部20と、が物理的に接触することは無い。したがって、光電変換部30と熱供給部20と、の間は熱的に隔離されている。 In addition, the photoelectric conversion unit 30 and the heat supply unit 20 are provided with a predetermined space therebetween. The photoelectric conversion unit 30 and the heat supply unit 20 do not come into physical contact with each other. Therefore, the photoelectric conversion unit 30 and the heat supply unit 20 are thermally isolated.

本例では図1および図2に示すように、断面が方形の空間60に、方形の平板状の輻射部10や、輻射部10に対応する方形で平板状の光電変換部30の場合を例示しているが、これら例示は説明上の便宜であって、これら形状に限定されるものでは無い。
以下、熱光発電装置100および熱光発電システム1について、さらに詳述する。
In this example, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the case where the rectangular flat plate-shaped radiation part 10 and the rectangular flat plate-shaped photoelectric conversion part 30 corresponding to the radiation part 10 are illustrated in a space 60 having a rectangular cross section. However, these examples are for convenience of description and are not limited to these shapes.
Hereinafter, the thermophotovoltaic power generation device 100 and the thermophotovoltaic power generation system 1 will be described in more detail.

輻射部10は、熱供給部20からの熱を伝熱して熱光変換素子12へ供給するための赤外透明基板11を備えている。つまり、輻射部10は、赤外透明基板11と、熱光変換素子12とを含む。 The radiating unit 10 includes an infrared transparent substrate 11 for transferring the heat from the heat supplying unit 20 and supplying the heat to the thermo-light converting element 12. That is, the radiation unit 10 includes the infrared transparent substrate 11 and the heat-light conversion element 12.

輻射部10は、熱源からの高さが1〜10cmで形成するとよく、本例では1から10cm角程度の平板状に形成することができる。輻射部10が小さすぎる場合は、経済的に不利益である。輻射部10が大き過ぎる場合は、熱供給部20からの熱の伝熱が十分でなく、やはり経済的に不利益である。 The radiating portion 10 may be formed to have a height from the heat source of 1 to 10 cm, and in this example, it may be formed in a flat plate shape of about 1 to 10 cm square. If the radiation section 10 is too small, it is economically disadvantageous. If the radiation unit 10 is too large, the heat transfer from the heat supply unit 20 is not sufficient, which is also economically disadvantageous.

赤外透明基板11は、赤外線を透過可能な材料である。本例では、赤外透明基板11は、平板状に形成されている。
赤外透明基板11としてはたとえば、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、シリコン炭化ケイ素(SiC)、ダイヤモンド、サファイア、アルミニウムナイトライド、ガリウムナイトライド、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、ジンクセレン、フッ化バリウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化イットリアなどを用いることができる。
本例では、赤外透明基板11としてサファイアを用いている。
The infrared transparent substrate 11 is a material that can transmit infrared rays. In this example, the infrared transparent substrate 11 is formed in a flat plate shape.
Examples of the infrared transparent substrate 11 include magnesium oxide, silicon oxide, silicon silicon carbide (SiC), diamond, sapphire, aluminum nitride, gallium nitride, calcium fluoride, magnesium fluoride, zinc selenium, barium fluoride, zirconium oxide. , Hafnium oxide, titanium oxide, yttria oxide, or the like can be used.
In this example, sapphire is used as the infrared transparent substrate 11.

この赤外透明基板11は、熱供給部20に立設されている。赤外透明基板11と、熱供給部20とは、熱的に密接して、熱伝導可能に接続されている。
そして、赤外透明基板11は、熱光変換素子12を支持する支持部として機能している。赤外透明基板11と、熱光変換素子12とは、熱的に密接して、熱伝導可能に接続されている。
本例では、赤外透明基板11は、熱供給部20の表面に設けた細溝に赤外透明基板11の一辺を圧入して固定されている。
したがって、熱供給部20と、熱光変換素子12とは、赤外透明基板11を介して熱伝導可能に形成されている。
The infrared transparent substrate 11 is erected on the heat supply unit 20. The infrared transparent substrate 11 and the heat supply unit 20 are thermally in close contact with each other and are connected so that heat can be conducted.
Then, the infrared transparent substrate 11 functions as a support portion that supports the heat-light conversion element 12. The infrared transparent substrate 11 and the heat-light conversion element 12 are thermally close to each other and are connected so as to be capable of heat conduction.
In this example, the infrared transparent substrate 11 is fixed by press-fitting one side of the infrared transparent substrate 11 into a narrow groove provided on the surface of the heat supply unit 20.
Therefore, the heat supply unit 20 and the heat-light conversion element 12 are formed so as to be able to conduct heat through the infrared transparent substrate 11.

赤外透明基板11は、本例では、熱光変換素子12として所定の波長が増幅された輻射光を輻射する熱光変換素子12を平板部に備えている。
熱光変換素子12として用いるに好適な材料や部材としては、タンタルやタングステンなどの金属やシリコン炭化ケイ素などの半導体、その他の絶縁体、金属もしくは半導体もしくは絶縁体に周期構造等の加工を施し輻射を制御した部材を用いることができる。半導体もしくは絶縁体に周期構造等の加工を施し輻射を制御した部材としては、後述する、フォトニック結晶が特に好適である。
In this example, the infrared transparent substrate 11 is provided with a thermo-optical conversion element 12 as a thermo-optical conversion element 12 in the flat plate portion, which radiates radiant light having a predetermined wavelength amplified.
Materials and members suitable for use as the heat-light conversion element 12 include metals such as tantalum and tungsten, semiconductors such as silicon silicon carbide, other insulators, metal or semiconductors or insulators that have been processed with a periodic structure or the like to emit radiation. It is possible to use a member that controls A photonic crystal, which will be described later, is particularly suitable as a member in which radiation is controlled by processing a semiconductor or an insulator such as a periodic structure.

本例の熱光変換素子12は、所定の光学構造を備えたいわゆるフォトニック結晶を用いることができる。そして熱光変換素子12は、フォトニック結晶として、供給された熱をその光学構造に対応する波長を含む輻射光に変換する機能を有する。
熱光変換素子12は、たとえば半導体からなる屈折部13と、屈折部13の半導体よりも光屈折率の小さな光学基板14とを含んで備える。本例の熱光変換素子12は、赤外透明基板11から熱エネルギーを伝熱で受け取る。
The heat-light conversion element 12 of this example can use a so-called photonic crystal having a predetermined optical structure. The heat-light conversion element 12 has a function of converting the supplied heat into radiant light having a wavelength corresponding to the optical structure, as a photonic crystal.
The heat-light conversion element 12 includes a refraction section 13 made of, for example, a semiconductor, and an optical substrate 14 having a light refraction index smaller than that of the semiconductor of the refraction section 13. The heat-light conversion element 12 of this example receives heat energy from the infrared transparent substrate 11 by heat transfer.

この熱光変換素子12は、平板状に構成された光学基板14の、輻射光を放出させようとする方向の一方の面に、屈折部13を正方格子状に配置した構成を含む。
なお、屈折部13の配置は、正方格子状に限られない。
したがって、この屈折部13を備える面が、主として輻射光を放出させる向きになり、他方側の面は、屈折部13を備える面よりもやや弱い強度の輻射光を放出させる面になる。つまり、光学基板14の屈折部13を備える面側にやや強度が偏って、光学基板14の両面から輻射光が輻射される。
The heat-light conversion element 12 includes a configuration in which the refracting portions 13 are arranged in a square lattice on one surface of the optical substrate 14 formed in a flat plate shape in the direction in which the radiant light is to be emitted.
The arrangement of the refraction portions 13 is not limited to the square lattice shape.
Therefore, the surface provided with the refracting portion 13 is mainly oriented to emit the radiant light, and the surface on the other side is a surface emitting the radiant light having a slightly weaker intensity than the surface provided with the refracting portion 13. That is, the intensity is slightly biased toward the surface side of the optical substrate 14 provided with the refraction portion 13, and the radiant light is radiated from both surfaces of the optical substrate 14.

本例の場合、赤外透明基板11は、光学基板14の両面から輻射される輻射光を透過する。したがって、輻射部10の両面から、両面から輻射光が発せられる。
なお、屈折部13の配置は、正方格子状に限られない。例えば三角千鳥格子を含む、その他の配置、配列をも含み得る。
また、熱光変換素子12を構成する屈折部13および光学基板14は、二次元的な配置・配列には限定されず、三次元的な配置・配列をも含み得る。
In the case of this example, the infrared transparent substrate 11 transmits radiant light emitted from both surfaces of the optical substrate 14. Therefore, radiant light is emitted from both sides of the radiating section 10.
The arrangement of the refraction portions 13 is not limited to the square lattice shape. Other arrangements and arrangements may also be included, including, for example, a triangular houndstooth check.
Further, the refraction part 13 and the optical substrate 14 which form the thermo-optical conversion element 12 are not limited to a two-dimensional arrangement/arrangement, and may include a three-dimensional arrangement/arrangement.

屈折部13は、半導体で形成される。半導体には、真性半導体が含まれる。
本例では屈折部13は、Siの結晶で形成されている。
屈折部13として用いることの出来る、半導体としては、Si結晶のほかに、SiCを好適に用いることもできる。なお、SiやSiCは真性半導体である。
The refraction part 13 is formed of a semiconductor. The semiconductor includes an intrinsic semiconductor.
In this example, the refraction part 13 is made of Si crystal.
As the semiconductor that can be used as the refraction portion 13, SiC can be preferably used in addition to the Si crystal. Note that Si and SiC are intrinsic semiconductors.

屈折部13は、本例では、光学基板14上に突起した状態で、円柱状に形成されている。本例では、熱光変換素子12は、一の光学基板14に屈折部13を備えた、一層でなる場合を示している。
一例を挙げると、屈折部13の直径dはおよそ200nmである。また、屈折部13の高さhはおよそ500nmである。屈折部13は正方格子状に配列され、正方格子の周期長a(隣り合う屈折部13の中心間の距離)はおよそ600nmである。
In this example, the refraction part 13 is formed in a cylindrical shape in a state of protruding on the optical substrate 14. In this example, the heat-light conversion element 12 has a single-layer structure in which the refraction portion 13 is provided on one optical substrate 14.
For example, the diameter d of the refraction part 13 is about 200 nm. The height h of the refraction part 13 is about 500 nm. The refraction portions 13 are arranged in a square lattice, and the period length a of the square lattice (the distance between the centers of the adjacent refraction portions 13) is about 600 nm.

光学基板14は、可視光から遠赤外線に含まれる波長の光を透過可能な基板である。言い換えると、可視光から遠赤外線領域において吸収率を持たない基板である。
光学基板14は、可視光から遠赤外線に含まれる波長の光を透過可能な材料で形成されている。
The optical substrate 14 is a substrate capable of transmitting light having a wavelength included in visible light to far infrared light. In other words, it is a substrate that has no absorptance in the visible to far infrared region.
The optical substrate 14 is formed of a material capable of transmitting light having a wavelength included in visible light to far infrared light.

本例では、この光学基板14は、本例では、赤外透明基板である。具体的にはサファイアを用いている。また、光学基板14は、本例では赤外透明基板11と一体に構成されている。
光学基板14に用いる可視光から遠赤外線に含まれる波長の光を透過可能な材料としては、たとえば、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、SiC、ダイヤモンド、サファイア、アルミニウムナイトライド、ガリウムナイトライド、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、ジンクセレン、フッ化バリウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化イットリアなども好適に用いることができる。
In this example, this optical substrate 14 is an infrared transparent substrate in this example. Specifically, sapphire is used. Further, the optical substrate 14 is configured integrally with the infrared transparent substrate 11 in this example.
Examples of the material used for the optical substrate 14 capable of transmitting light having a wavelength included in visible light to far infrared rays include magnesium oxide, silicon oxide, SiC, diamond, sapphire, aluminum nitride, gallium nitride, calcium fluoride, Magnesium fluoride, zinc selenium, barium fluoride, zirconium oxide, hafnium oxide, titanium oxide, yttria oxide and the like can also be preferably used.

光電変換部30は、冷却部40に支持された状態で輻射部10に併設されている。
そして、光電変換部30は、熱光変換素子12が輻射する輻射光を受光可能に設けられていればよい。例えば平面で構成した熱光変換素子12の輻射面に対向させた状態に光電変換部30の光電変換素子31を設ければよい。
本例では、光電変換部30は、冷却部40に熱伝導可能な状態で接続されており、冷却部40に立設して設けられ、輻射部10に平行に、併設されている。
The photoelectric conversion unit 30 is attached to the radiation unit 10 while being supported by the cooling unit 40.
The photoelectric conversion unit 30 may be provided so as to be able to receive the radiant light emitted by the thermo-light converting element 12. For example, the photoelectric conversion element 31 of the photoelectric conversion unit 30 may be provided in a state of facing the radiation surface of the thermo-optical conversion element 12 formed of a flat surface.
In the present example, the photoelectric conversion unit 30 is connected to the cooling unit 40 in a heat conductive state, is provided upright on the cooling unit 40, and is provided in parallel with the radiation unit 10.

光電変換部30は、受光した光を電気へ変換する光電変換素子31と、光電変換素子を冷却する熱吸収部32とを含む部材である。
本例では、平板状に形成された熱吸収部32の両平面部(両面)に、光電変換素子31をそれぞれ備えている。
つまり、光電変換部30はその両面で輻射部10からの輻射光を受光して発電することができる。
The photoelectric conversion unit 30 is a member including a photoelectric conversion element 31 that converts received light into electricity and a heat absorption unit 32 that cools the photoelectric conversion element.
In this example, the photoelectric conversion elements 31 are provided on both flat surface portions (both surfaces) of the heat absorption portion 32 formed in a flat plate shape.
That is, the photoelectric conversion unit 30 can receive the radiant light from the radiating unit 10 on both sides and generate electricity.

輻射部10と、光電変換部30との関係について補足する。
本例では、輻射部10と、光電変換部30とは、熱供給部20の長手方向に交互に繰りかえし、併設されている。
従って、輻射部10の両面から発せられる輻射光を、輻射部10の両面に対応して設けられる光電変換素子31がそれぞれ受光して発電する。
また、輻射部10と、光電変換部30とは、交互に繰りかえすように併設することで、熱供給部20の表面積に対して、より広い面積の輻射部10、すなわち熱光変換素子12とを設けて、熱エネルギーを効率よく輻射光に変換することができる。
The relation between the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 will be supplemented.
In this example, the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 are alternately arranged in the longitudinal direction of the heat supply unit 20 and are provided side by side.
Therefore, the photoelectric conversion elements 31 provided corresponding to both surfaces of the radiation unit 10 respectively receive the radiation light emitted from both surfaces of the radiation unit 10 to generate power.
Further, the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 are provided side by side so as to be alternately repeated, so that the radiation unit 10 having a larger area with respect to the surface area of the heat supply unit 20, that is, the heat-light conversion element 12 is provided. When provided, the heat energy can be efficiently converted into radiant light.

熱吸収部32は、冷却部40と、光電変換素子31とを熱的に接続する部材である。
熱吸収部32は、光電変換素子31から熱を受け取り、冷却部40にその熱を受け渡す機能を有する部材である。
さらに、本例では、熱吸収部32は光電変換素子31を支持する支持部として機能している。
The heat absorption unit 32 is a member that thermally connects the cooling unit 40 and the photoelectric conversion element 31.
The heat absorbing unit 32 is a member having a function of receiving heat from the photoelectric conversion element 31 and transferring the heat to the cooling unit 40.
Further, in the present example, the heat absorption section 32 functions as a support section that supports the photoelectric conversion element 31.

熱吸収部32は、たとえば鉄や銅、アルミ、ジュラルミン、ステンレスなどの熱伝導性の高い金属などで形成される。本例ではステンレスの平板で形成されており、このステンレスの平板は、光電変換素子31と冷却部40とを熱的に接続する部材としても機能し、同時に、光電変換素子31を支持する支持部として機能している。 The heat absorbing portion 32 is formed of a metal having a high heat conductivity such as iron, copper, aluminum, duralumin, and stainless steel. In this example, it is formed of a stainless steel flat plate, and this stainless steel flat plate also functions as a member that thermally connects the photoelectric conversion element 31 and the cooling unit 40, and at the same time, a support portion that supports the photoelectric conversion element 31. Is functioning as.

熱吸収部32の、光電変換素子31と冷却部40とを熱的に接続する機能は、冷却水や、ヒートパイプなどの利用によっても実現できる。
したがって、熱吸収部32の様態は、本例の様態に限定されず、複数の構成を組み合わせることができ、少なくとも公知の構成を利用しうる。
The function of the heat absorption section 32 to thermally connect the photoelectric conversion element 31 and the cooling section 40 can also be realized by using cooling water or a heat pipe.
Therefore, the mode of the heat absorbing unit 32 is not limited to the mode of this example, and a plurality of configurations can be combined, and at least a known configuration can be used.

熱吸収部32は、冷却部40に熱伝導可能な状態で接続されており、冷却部40に立設して設けられ、輻射部10に平行に、併設されている。本例では、熱吸収部32は、冷却部40の表面に熱吸収部32の一辺を溶接して固定されている。
熱吸収部32は、平板状に形成されて、その平面部に光電変換素子31を備えている。したがって、光電変換素子31は、熱光変換素子12と平行に、併設されている。
また、熱吸収部32は、光電変換素子31と熱伝導可能に密接して備えている。本例では、光電変換素子31は熱吸収部32に覆設されている。
したがって、冷却部40と、光電変換素子31とは、熱吸収部32を介して熱伝導可能に形成されている。
The heat absorption part 32 is connected to the cooling part 40 in a heat conductive state, is provided upright on the cooling part 40, and is installed side by side in parallel with the radiation part 10. In this example, the heat absorbing portion 32 is fixed to the surface of the cooling portion 40 by welding one side of the heat absorbing portion 32.
The heat absorption part 32 is formed in a flat plate shape, and the photoelectric conversion element 31 is provided on the flat part. Therefore, the photoelectric conversion element 31 is juxtaposed in parallel with the thermoelectric conversion element 12.
Further, the heat absorbing portion 32 is provided in close contact with the photoelectric conversion element 31 so as to be able to conduct heat. In the present example, the photoelectric conversion element 31 is covered by the heat absorption section 32.
Therefore, the cooling unit 40 and the photoelectric conversion element 31 are formed so as to be able to conduct heat via the heat absorption unit 32.

光電変換素子31は、光を電気に変換する部材である。
光電変換素子31としては、例えば一般的な太陽電池を用いることができる。たとえば、シリコン太陽電池、ガリウムアンチモン太陽電池、ゲルマニウム太陽電池、インジウムガリウムヒ素系太陽電池、ガリウムヒ素系太陽電池を用いることができる。もちろん光電変換素子31の具体的な様態は、これら例示に限定されるわけではない。
The photoelectric conversion element 31 is a member that converts light into electricity.
As the photoelectric conversion element 31, for example, a general solar cell can be used. For example, silicon solar cells, gallium antimony solar cells, germanium solar cells, indium gallium arsenide solar cells, and gallium arsenide solar cells can be used. Of course, the specific mode of the photoelectric conversion element 31 is not limited to these examples.

これら太陽電池は、受光して発電する場合に、バンド内緩和で発熱する。したがって、熱吸収部32を介して光電変換素子31として用いる太陽電池を冷却することで、太陽電池が高温になって発電効率が低下することを回避できる。
また、これら太陽電池は、長波長の光を受光すると、その光を吸収して発熱する。したがって、熱吸収部32を介して光電変換素子31として用いる太陽電池を冷却することで、太陽電池が高温になって発電効率が低下すること回避できる。
When receiving light and generating power, these solar cells generate heat due to relaxation within the band. Therefore, by cooling the solar cell used as the photoelectric conversion element 31 via the heat absorption unit 32, it is possible to avoid a decrease in power generation efficiency due to a high temperature of the solar cell.
Further, when receiving light of long wavelength, these solar cells absorb the light and generate heat. Therefore, by cooling the solar cell used as the photoelectric conversion element 31 via the heat absorption unit 32, it is possible to avoid the solar cell becoming hot and the power generation efficiency being lowered.

光電変換素子31の発電に適する波長と、熱光変換素子12の輻射の発光スペクトルとは、互いに主要部分が一致して適する組合せにする必要がある。
たとえば熱光変換素子12としてシリコン太陽電池を用いる場合、光電変換素子31の発光スペクトルの波長のピークは1120nm未満とすることが好ましい。これは、シリコン太陽電池は一般に、波長が1120nmを超える光を光電変換することができないためである。その他の太陽電池セルを用いる場合にも、光電変換素子31の発光スペクトルの波長のピークは同様に定めることができる。
The wavelength suitable for power generation of the photoelectric conversion element 31 and the emission spectrum of radiation of the thermo-optical conversion element 12 need to be in a suitable combination because their main parts coincide with each other.
For example, when a silicon solar cell is used as the heat-light conversion element 12, the wavelength peak of the emission spectrum of the photoelectric conversion element 31 is preferably less than 1120 nm. This is because a silicon solar cell cannot generally photoelectrically convert light having a wavelength of more than 1120 nm. When using other solar battery cells, the wavelength peak of the emission spectrum of the photoelectric conversion element 31 can be similarly determined.

熱光変換素子12と光電変換素子31との関係について補足する。
熱光変換素子12として用いるに好適な材料として上記に例示列挙した部材は、いわゆる黒体に比べ、輻射光の所定の波長が増幅された分布がシャープな波長スペクトルを有するため、所定の光電変換素子31と組み合わせることで、高い発電効率を得ることができる。
ここで、発電効率とは、入力された熱エネルギーのうち、電気に変換されたエネルギーの割合を言う。
The relationship between the thermo-optical conversion element 12 and the photoelectric conversion element 31 will be supplemented.
The members exemplified above as materials suitable for use as the heat-light conversion element 12 have a sharp wavelength spectrum in which a predetermined wavelength of the radiant light is amplified as compared with a so-called black body, and thus have a predetermined photoelectric conversion. By combining with the element 31, high power generation efficiency can be obtained.
Here, the power generation efficiency means the ratio of energy converted into electricity in the input heat energy.

図4に、1000℃の場合の黒体(材質はSiC)の輻射の波長スペクトル(図4中のラインBB)と、1000℃の場合の本例で例示したフォトニック結晶を用いた熱光変換素子12の場合の輻射の波長スペクトル(図4中のラインEM)とを例示する。図4中、「SP」は、分光放射輝度を示す。
本例で例示したフォトニック結晶を用いた熱光変換素子12の場合の輻射の波長スペクトルは極めてシャープで、熱輻射光源として特に好ましい特徴を持つことがわかる。
FIG. 4 shows the wavelength spectrum of the radiation of the black body (material is SiC) at 1000° C. (line BB in FIG. 4) and the heat-light conversion using the photonic crystal exemplified in this example at 1000° C. The wavelength spectrum of radiation in the case of the element 12 (line EM in FIG. 4) is illustrated. In FIG. 4, “SP” indicates spectral radiance.
It can be seen that the wavelength spectrum of radiation in the case of the heat-light conversion element 12 using the photonic crystal exemplified in this example has an extremely sharp wavelength spectrum and has a particularly preferable characteristic as a heat radiation light source.

図5に、1000℃の場合の本例で例示したフォトニック結晶を用いた熱光変換素子12の輻射光を、シリコン太陽電池で受光して発電した場合の発電効率を示す。図5中、「Ef」は、効率を示す。
この例では、シリコン太陽電池に適した約0.8vの解放電圧の場合に、68%もの高い変換効率を発揮することが分かる。
FIG. 5 shows the power generation efficiency when the radiant light of the photothermal conversion element 12 using the photonic crystal exemplified in this example at 1000° C. is received by the silicon solar cell to generate power. In FIG. 5, “Ef” indicates efficiency.
In this example, it can be seen that a conversion efficiency as high as 68% is exhibited at a release voltage of about 0.8v suitable for a silicon solar cell.

冷却部40は、光電変換部30から供給される熱を受け取り、熱を蓄積せず、系外へ放出する部材である。つまり光電変換部30を冷却する部材である。
冷却部40は、公知の冷却方法で冷却するなどしてその機能を発揮させることができる。本例では、冷却部40は、ステンレス製の外壁(容器)中に、冷却水が通流する態様で構成されている。冷却部40は、この例示の態様に限定されず、その他同様の機能を有する方式や態様を含み得る。
The cooling unit 40 is a member that receives the heat supplied from the photoelectric conversion unit 30, does not accumulate the heat, and discharges it to the outside of the system. That is, it is a member that cools the photoelectric conversion unit 30.
The cooling unit 40 can exert its function by cooling with a known cooling method. In this example, the cooling unit 40 is configured such that cooling water flows through the outer wall (container) made of stainless steel. The cooling unit 40 is not limited to this exemplary aspect, and may include other methods and aspects having similar functions.

以下、熱光発電装置100および熱光発電システム1のさらに好ましい様態を説明する。
熱供給部20と、光電変換部30との間に、熱供給部20からの輻射光を遮蔽する遮蔽部50を備えるとよい。
本例では、遮蔽部50として、光を反射する光反射体51を、光電変換部30の熱供給部20に対向させた側の端部に設け、光反射体51で、熱供給部20に向けて熱供給部20が発する制御されない輻射光を反射して、再度、熱供給部20で熱に変換するよう設けられている
Hereinafter, more preferable modes of the thermophotovoltaic power generation device 100 and the thermophotovoltaic power generation system 1 will be described.
A shielding unit 50 that shields the radiant light from the heat supply unit 20 may be provided between the heat supply unit 20 and the photoelectric conversion unit 30.
In this example, a light reflector 51 that reflects light is provided as the shielding unit 50 at the end of the photoelectric conversion unit 30 on the side facing the heat supply unit 20, and the light reflector 51 is provided to the heat supply unit 20. It is provided so that the uncontrolled radiant light emitted by the heat supply unit 20 is reflected toward the heat supply unit 20 and is converted into heat again by the heat supply unit 20.

光反射体51は、光を反射するものであればよい。特に好適なものとしては、反射面の材質が金、銀、アルミニウム製であって、表面にその材質が露出したものであるとよい。
本例では、ステンレス製の平板を300番でバフ研磨した後、さらに電解研磨して、金蒸着した光反射体51を用いている。
The light reflector 51 may be any one that reflects light. Particularly preferably, the material of the reflecting surface is gold, silver or aluminum, and the material is exposed on the surface.
In this example, a light-reflecting body 51 in which a flat plate made of stainless steel is buff-polished with No. 300 and then electrolytically polished, and gold is vapor-deposited is used.

図1の熱光発電装置100および熱光発電システム1の図示には、上述の熱源からの熱供給に用いる供給路や、冷却に用いる冷却水、発電した電力を取り出す電気配線などのユーティリティーは、その記載を省略しているが、これらは公知の部材・方法等を用いることができる。 In the illustration of the thermophotovoltaic power generation device 100 and the thermophotovoltaic power generation system 1 in FIG. 1, utilities such as a supply path used for heat supply from the heat source, cooling water used for cooling, and electric wiring for extracting generated power are Although the description is omitted, known members and methods can be used for these.

〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、熱光発電装置100は真空容器61を兼ねた冷却部40の真空の空間60に格納する例を説明した。
しかし、図6に示すように、冷却部40とは別に、真空容器61を設けて、その空間60内に熱光発電装置100を設けて、熱光発電システム1を構成してもよい。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, the example in which the thermophotovoltaic power generation device 100 is stored in the vacuum space 60 of the cooling unit 40 that also serves as the vacuum container 61 has been described.
However, as shown in FIG. 6, the thermophotovoltaic power generation system 1 may be configured by providing a vacuum container 61 separately from the cooling unit 40 and providing the thermophotovoltaic power generation device 100 in the space 60.

(2)上記実施形態では、輻射部10は、熱供給部20に対し、図1における熱供給部20の上下方向に、立設して設け、光電変換部30は、対向する熱供給部20とは逆向きに、冷却部40に立設する例を示した。
しかし、図6に示すように、輻射部10は、熱供給部20に対し一方向にのみ立設する様態でもよい。
(2) In the above embodiment, the radiation unit 10 is provided upright in the vertical direction of the heat supply unit 20 in FIG. 1 with respect to the heat supply unit 20, and the photoelectric conversion unit 30 is opposed to the heat supply unit 20. An example in which the cooling unit 40 is installed upright in the opposite direction to the above.
However, as shown in FIG. 6, the radiating part 10 may be arranged so as to stand upright in only one direction with respect to the heat supply part 20.

(3)上記実施形態では、輻射部10と、光電変換部30とは、熱供給部20の長手方向に交互に繰りかえし、併設されている例を示した。
しかし、輻射部10と、光電変換部30とは、熱供給部20の周方向に交互に繰りかえし、併設してもよい。具体的にはたとえば、熱供給部20が円筒状に形成され、熱供給部20の円筒状の表面に輻射部10を立設し、その輻射部10に光電変換部30を対向して併設してもよい。
(3) In the above embodiment, the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 are alternately arranged in the longitudinal direction of the heat supply unit 20 and are provided side by side.
However, the radiation unit 10 and the photoelectric conversion unit 30 may be alternately arranged in the circumferential direction of the heat supply unit 20 and installed side by side. Specifically, for example, the heat supply unit 20 is formed in a cylindrical shape, the radiation unit 10 is erected on the cylindrical surface of the heat supply unit 20, and the photoelectric conversion unit 30 is provided side by side with the radiation unit 10. May be.

(4)上記実施形態では、遮蔽部50として、光を反射する光反射体51を、光電変換部30の熱供給部20に対向させた側の端部に設け、光反射体51で、熱供給部20に向けて熱供給部20が発する制御されない輻射光を反射して、再度、熱供給部20で熱に変換するよう設ける場合を例示した。
しかし、図6に示すように、遮蔽部50として、断熱材52を用い、断熱材52を、熱供給部20に覆設して、熱供給部20からの制御されない輻射光を抑制するように構成してもよい。
(4) In the above embodiment, as the shielding unit 50, the light reflector 51 that reflects light is provided at the end of the photoelectric conversion unit 30 on the side facing the heat supply unit 20, and The case where the uncontrolled radiant light emitted by the heat supply unit 20 is reflected toward the supply unit 20 and is converted into heat by the heat supply unit 20 is illustrated.
However, as shown in FIG. 6, a heat insulating material 52 is used as the shielding portion 50, and the heat insulating material 52 is provided so as to cover the heat supplying portion 20 so as to suppress uncontrolled radiant light from the heat supplying portion 20. You may comprise.

(5)上記実施形態において、各部材の表面を鏡面状の光反射体にすることができる。
たとえば、平板状に形成された熱吸収部32の平面部を、鏡面状の光反射体とすることで、光電変換素子31を透過した輻射光は鏡面状の光反射体で反射して、再度、光電変換素子31や熱光変換素子12や、熱供給部20に戻されるため、エネルギーの効率が向上する。
同様に、熱供給部20や、冷却部40の表面をそれぞれ鏡面状の光反射体にすると好適である。この場合も、上記同様に、鏡面状の光反射体で輻射光が反射して、再度、光電変換素子31や熱光変換素子12や、熱供給部20に戻されるため、エネルギーの効率が向上する。
(5) In the above embodiment, the surface of each member can be a mirror-like light reflector.
For example, the flat portion of the heat absorbing portion 32 formed in a flat plate shape is used as a mirror-like light reflector, so that the radiant light transmitted through the photoelectric conversion element 31 is reflected by the mirror-like light reflector and is again reflected. The energy efficiency is improved because it is returned to the photoelectric conversion element 31, the heat-light conversion element 12, and the heat supply unit 20.
Similarly, it is preferable that the surfaces of the heat supply unit 20 and the cooling unit 40 are mirror-like light reflectors. Also in this case, similarly to the above, the radiant light is reflected by the specular light reflector and is returned to the photoelectric conversion element 31, the heat-light conversion element 12, and the heat supply unit 20, so that the energy efficiency is improved. To do.

なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 Note that the configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments, as long as no contradiction occurs. The embodiment disclosed in the present specification is an example, and the embodiment of the present invention is not limited to this, and can be appropriately modified within a range not departing from the object of the present invention.

本発明は、熱光発電装置および熱光発電システムとして有用に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used as a thermophotovoltaic power generation device and a thermophotovoltaic power generation system.

1 :熱光発電システム
10 :輻射部
11 :赤外透明基板
12 :熱光変換素子
20 :熱供給部(支持部)
30 :光電変換部
31 :光電変換素子
32 :熱吸収部
40 :冷却部
50 :遮蔽部
51 :光反射体
52 :断熱材
60 :空間
61 :真空容器
100 :熱光発電装置
1: Thermophotovoltaic power generation system 10: Radiation unit 11: Infrared transparent substrate 12: Thermolight conversion element 20: Heat supply unit (support unit)
30: Photoelectric conversion part 31: Photoelectric conversion element 32: Heat absorption part 40: Cooling part 50: Shielding part 51: Light reflector 52: Heat insulating material 60: Space 61: Vacuum container 100: Thermophotovoltaic power generation device

Claims (10)

熱を輻射光に変換する熱輻射光源を平板部の平面に備えた平板状の輻射部と、熱源から供給された熱を前記輻射部に供給する熱供給部と、前記輻射光を受光して発電する光電変換素子を平面部に備えた平板状の光電変換部と、を備えた熱光発電装置において、
前記輻射部は、前記熱供給部に、前記熱供給部から熱伝導可能に立設されて、
前記光電変換部は、前記熱輻射光源に前記光電変換素子を対向させた状態で前記輻射部に併設されている熱光発電装置。
A planar radiation portion having a thermal radiation source that converts heat into radiant light to the plane of the flat plate portion, and receives a heat supply portion for supplying the supplied heat to the radiant section from the heat source, the radiant light a flat photoelectric conversion unit provided in the flat portion of the photoelectric conversion element that generates electric power, the thermal photovoltaic device provided with,
The radiating unit is erected on the heat supplying unit so as to be able to conduct heat from the heat supplying unit,
The said photoelectric conversion part is a thermophotovoltaic power generator installed together with the said radiation|emission part in the state which made the said photoelectric conversion element face the said thermal radiation light source.
熱を輻射光に変換する熱輻射光源を平板部の平面に備えた平板状の輻射部と、熱源から供給された熱を前記輻射部に供給する熱供給部と、前記輻射光を受光して発電する光電変換素子を平面部に備えた平板状の光電変換部と、を備えた熱光発電装置において、
前記輻射部は、前記熱供給部に、前記熱供給部から熱伝導可能に立設されて、
前記光電変換部は、前記熱輻射光源に前記光電変換素子を対向させた状態で前記輻射部に併設されており、
前記光電変換部は、前記熱供給部とは別の支持部に支持された状態で前記輻射部に併設され、さらに、前記光電変換素子を冷却する熱吸収部を備えた熱光発電装置。
A flat plate-shaped radiating unit provided with a heat radiating light source for converting heat into radiant light, a heat supplying unit that supplies heat supplied from a heat source to the radiating unit, and receives the radiant light. In a flat photoelectric conversion unit having a photoelectric conversion element for generating power in a flat section, and a thermophotovoltaic power generator including:
The radiating unit is erected on the heat supplying unit so as to be able to conduct heat from the heat supplying unit,
The photoelectric conversion unit is provided side by side with the radiation unit in a state where the photoelectric conversion element is opposed to the thermal radiation light source,
A thermophotovoltaic power generation device comprising: the photoelectric conversion unit, which is attached to the radiation unit while being supported by a support unit different from the heat supply unit, and further includes a heat absorption unit that cools the photoelectric conversion element.
前記熱吸収部は平板状に形成されて、前記熱吸収部の平面部に前記光電変換素子を備え、前記光電変換素子は前記平面部と熱伝導可能に接続されている請求項2に記載の熱光発電装置。 The said heat absorption part is formed in flat form, the said photoelectric conversion element is provided in the plane part of the said heat absorption part, and the said photoelectric conversion element is connected to the said plane part so that heat conduction is possible. Thermophotovoltaic generator. 前記平面部の表面が鏡面状である請求項3に記載の熱光発電装置。 The thermophotovoltaic power generation device according to claim 3, wherein the surface of the flat surface portion is a mirror surface. 前記輻射部は、赤外線を透過可能な材料で平板状に形成された赤外透明基板を備え、
前記赤外透明基板は、前記熱輻射光源として所定の波長が増幅された輻射光を輻射する熱光変換素子を平板部の平面に備え、前記熱供給部に、前記熱供給部から熱伝導可能に接続されている請求項1〜4の何れか一項に記載の熱光発電装置。
The radiation unit includes an infrared transparent substrate formed in a flat plate shape with a material capable of transmitting infrared rays,
The infrared transparent substrate is provided with a heat-light conversion element that radiates radiated light having a predetermined wavelength amplified as the heat radiation source on the flat surface of the flat plate portion , and heat can be conducted to the heat supply unit from the heat supply unit. The thermophotovoltaic power generation device according to any one of claims 1 to 4, which is connected to.
前記輻射部と、前記光電変換部とが、交互に併設されている請求項1〜5の何れか一項に記載の熱光発電装置。 The thermophotovoltaic power generation device according to claim 1, wherein the radiation unit and the photoelectric conversion unit are provided side by side alternately. 前記熱供給部と、前記光電変換部との間に、前記熱供給部からの輻射光を遮蔽する遮蔽部を備えた請求項1〜6の何れか一項に記載の熱光発電装置。 The thermophotovoltaic power generation device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a shielding unit that shields radiant light from the heat supply unit between the heat supply unit and the photoelectric conversion unit. 前記遮蔽部は、断熱材であり、前記断熱材は、前記熱供給部に覆設される請求項7に記載の熱光発電装置。 The thermophotovoltaic power generation device according to claim 7, wherein the shielding portion is a heat insulating material, and the heat insulating material is provided so as to cover the heat supply portion. 前記遮蔽部は、光を反射する光反射体であり、前記光反射体は、前記熱供給部に向けて光を反射するよう設けられている請求項7に記載の熱光発電装置。 8. The thermophotovoltaic power generation device according to claim 7, wherein the shielding unit is a light reflector that reflects light, and the light reflector is provided so as to reflect light toward the heat supply unit. 請求項1〜9の何れか一項に記載の熱光発電装置を、真空容器内に備える熱光発電システム。 A thermophotovoltaic power generation system comprising the thermophotovoltaic power generation device according to claim 1 in a vacuum container.
JP2016072295A 2016-03-31 2016-03-31 Thermophotovoltaic generator and thermophotovoltaic system Active JP6706815B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016072295A JP6706815B2 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Thermophotovoltaic generator and thermophotovoltaic system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016072295A JP6706815B2 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Thermophotovoltaic generator and thermophotovoltaic system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017184567A JP2017184567A (en) 2017-10-05
JP6706815B2 true JP6706815B2 (en) 2020-06-10

Family

ID=60006605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016072295A Active JP6706815B2 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Thermophotovoltaic generator and thermophotovoltaic system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6706815B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7075041B2 (en) * 2018-03-08 2022-05-25 大阪瓦斯株式会社 Thermal radiant light source
KR102366724B1 (en) * 2019-11-28 2022-02-23 조선대학교산학협력단 Solar-photovoltaic/solar-thermal hybrid generating apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6051777A (en) * 1997-06-11 2000-04-18 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Double opposite-end tubesheet design for a thermovoltaic energy converter
JP2003070273A (en) * 2001-08-29 2003-03-07 Canon Inc Solarlight power generating system
US20090126783A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-21 Rensselaer Polytechnic Institute Use of vertical aligned carbon nanotube as a super dark absorber for pv, tpv, radar and infrared absorber application
JP2010231730A (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Suzuki Gokin Kk High temperature alarm indicator
JP5830468B2 (en) * 2010-10-29 2015-12-09 スタンレー電気株式会社 Power generator
CN104603540B (en) * 2012-08-13 2018-04-17 三角资源控股(瑞士)公司 Sandwich construction for thermo-photovoltaic device and the thermo-photovoltaic device including it
JP2015179797A (en) * 2014-02-28 2015-10-08 大日本印刷株式会社 Heat dissipation structure, and solar cell module with heat dissipation structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017184567A (en) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10955591B2 (en) Thin-film integrated spectrally-selective plasmonic absorber/emitter for solar thermophotovoltaic applications
JP5424889B2 (en) Solar thermoelectric conversion
JP6597997B2 (en) Heat light generator
US9581142B2 (en) Radiating power converter and methods
US20120048322A1 (en) Device for converting incident radiation into electrical energy
JP2010509899A5 (en)
US9331258B2 (en) Solar thermoelectric generator
BR102013010565A2 (en) Method for converting solar energy into electrical energy, and composite / thermoelectric concentrated photovoltaic power source
US20150207008A1 (en) Multilayer structure for thermophotovoltaic devices and thermophotovoltaic devices comprising such
JP6706815B2 (en) Thermophotovoltaic generator and thermophotovoltaic system
JP2015535419A (en) Energy conversion / transmission arrangement for thermophotovoltaic devices and thermophotovoltaic apparatus including the energy conversion / transmission arrangement
JP6653918B2 (en) Thermophotovoltaic power generation device and thermophotovoltaic power generation system
JP2001196622A (en) Power generator
RU2399118C1 (en) Photoelectric converter based on nonplanar semiconductor structure
KR102023697B1 (en) Solar panel apparatus for multiple generation using a solar energy
Talebzadeh et al. Ellipsoidal optical cavities for enhanced thermophotovoltaics
US20090178705A1 (en) Multi-cores stack solar thermal electric generator
US20180040794A1 (en) Realizing the Dream of Green Energy and Making the Impossible Possible
CN216904805U (en) Temperature difference power generation device and solar power generation device
RU154084U1 (en) ELECTRIC POWER GENERATOR
RU2382952C1 (en) Photovoltaic module
Perrakis Photonic approaches for the thermal control of photovoltaics
Zhang et al. Designing 24-hour Electrical Power Generator: Thermoradiative Device for Harvesting Energy from Sun and Outer Space
KR101512061B1 (en) Solar power and heat energy acquiring apparatus
CN114520627A (en) Temperature difference power generation device and solar energy difference power generation device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200407

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200427

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6706815

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250