CN103597611A - 光生伏打装置 - Google Patents

光生伏打装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103597611A
CN103597611A CN201280025388.XA CN201280025388A CN103597611A CN 103597611 A CN103597611 A CN 103597611A CN 201280025388 A CN201280025388 A CN 201280025388A CN 103597611 A CN103597611 A CN 103597611A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photovaltaic device
cold light
conveyer
radiation
light panel
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.)
Pending
Application number
CN201280025388.XA
Other languages
English (en)
Inventor
马泰奥·雷佩托
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of CN103597611A publication Critical patent/CN103597611A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02322—Optical elements or arrangements associated with the device comprising luminescent members, e.g. fluorescent sheets upon the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0543—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/055—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种光生伏打装置，该光生伏打装置使用冷光太阳能聚集器将太阳能转换成电能。更一般地，本发明涉及一种光生伏打面板，该光生伏打面板包括多个安设在该光生伏打面板表面上的所述光生伏打装置。

Description

光生伏打装置
技术领域
本发明涉及一种光生伏打装置，该光生伏打装置使用冷光太阳能聚集器将太阳能转换成电能。更主要地，本发明涉及一种光生伏打面板，该光生伏打面板包括多个安设在该光生伏打面板表面上的所述光生伏打装置。
背景技术
冷光太阳能面板如所周知的旨在以其结构紧凑、高效率和多价特征在光生伏打市场脱颖而出。在光生伏打产业中，形成起点用于描述该面板所述类型学的背景的观察结果首先将对于限制光生伏打装置(特别指第一代的装置)的成本的追求作为推广这项技术的解决办法。
通常来讲，这个目标通过采用三种行动方针来达到：降低原料成本、提高加工制造的生产率和流水线产量，以及增加光生伏打装置的效率。
至于前两种行动方针，如果一方面采用冶金级硅和简化其纯化技术寻求减少硅原料对设备的总成本的目前来说是14-19%中的几个百分点，以便限制电子级硅的使用(必须达到>20％的效率)，另一方面行业通过以注目的自动化生产线为目标，努力减小硅晶片的厚度(从而影响产量)以低于目前的150μm，这会在电池的制造步骤中减少破损机会并实现对电池顶部和底部表面上的特定处理，如处理成纹理和背反射器的表面。
然而，大部分的精力应集中在第三种“行动方针”。
最新的技术的目的是通过修改硅频谱的外部量子效率(EQE)来改善电池的光生伏打转换技能，以使电池太阳光谱更相容，即，通过改变“量子点”的大小，量子点是大约纳米数量级的尺寸的导电物质粒子，其中量子点所吸收或释放的波长是可调节的，或通过其他两种称为“向高-转化”和“向低-转换”的工序，“向高-转化”是当两个或更多个红外线光子到达定位在电池的后侧的特定的被称为“向高-转化器”的部件从而使电子跳入具有更高能量级，“向低-转换”是对于每个入射高能电子而言，产生了多于一个的具较低能量的光子。
第二代(薄膜，被引入用于简化和产生更经济的生产过程)和第三代光生伏打(PV)技术中，基于化学有机的材料中涌现了出来，且其中主要的例子是染料敏化太阳能电池(或格莱才尔电池)和完全的有机太阳能电池(OPV)，也适合在此概述。
即使超过第二代光生伏打的领域，下一代仍将会见证纳米技术的主导作用，因为在达到纳米数量级的尺寸后具有奇特的性质或物理化学效果，在量子概念上是可以进行完美解释的。
在这些效果中，我们提到纳米粒子的吸收光谱和发射光谱会随着尺寸的变化而变化，这可开发用于制造荧光太阳能聚集器。
这些聚集器由光学透明材料的板制成，在聚集器内部分散着发光物质(纳米粒子，荧光分子)。
因此，开发了至低频率的频谱转化(向低转换)效果，结合板的波导效应，用于与太阳光谱相匹配以最大限度地提高电池的效率。
被面板的宽广的顶表面所吸收太阳辐射被转化成适当的光谱范围并聚集在边缘处，具有较小表面的太阳能电池即安装在该边缘处，这可以比传统的聚集系统减少对光生伏打材料的使用。
在LSCs(冷光太阳能聚集器)中，其面板的接收表面和其边缘的表面之间的比率反映出聚集器的增益系数。例如，边长为10厘米、厚度为5毫米的在边缘处放置有4个电池的正方形面板的增益系数为5；相同的板，如果在单一的边缘上有一个电池，其余边上是3个反射镜，则增益系数为20。增益系数越大，冷光太阳能聚集器入射的成本效益比越佳。
在2008年，在伊斯普拉的JRC的ESTI实验室测试了高效率的LSC模块，在标准条件下记录到目前此类装置的最高值7.1％。
所述模块是5×5×0.5cm3的由聚甲基丙烯酸甲酯制成的聚集器，该聚甲基丙烯酸甲酯通过对在市场上可得的plexitt55混合物进行聚合得到。所用的荧光染料是从二萘嵌苯和箭毒素的混合物中得到的。聚集器的活动部分由四个放置在面板边缘的5×0.5cm3的砷化镓(GaAs)光生伏打电池组成：PE399Kristalflex的TM薄膜确保光学电池连接而没有折射率变化。
如文献及亦如ESTI实验室中所示，LSC聚集器接收直接的和散射的辐射。特别地，它们相关于标准的扁平面板型模块会显示出更好的响应(余弦)。
出于这个原因，传统聚集器中的太阳跟随器就不再是必要的。已知的是光不能被完全转化为电能。某些光子没有足够的能量来启动的光电效应，而其他则具有多余而会浪费掉的能量。
就硅来说，所有具有>1.11μm波长的光子都不能产生光电效应，因为它们的能量低于硅所需要的隙能量(1.12eV)。相反，具有<1.11μm波长的光子可发展所述的光电效应，但只转化1.12eV。当他们有更大的能量时，不会发生转化而会变成热。
就硅来说，由于无法从光子中减去超过1.12eV，所以有30.2％的能量会损失，其中20.2％的损失是因为光子不具有足以产生光电效应的能量。如文献中已知的，因此可用的最大能量为约49.6％。
本发明中始终使用常见的硅作为材料，目的是利用尽可能多的剩余的大约50％的未使用的太阳辐射，这将在下文中进行详细的描述。
根据本发明的一个方面，这样的结果可以通过使用冷光太阳能聚集器实现，当被适当地挑选后，选出来的冷光太阳能聚集器能够捕捉到具有更大和更短的波长的光子，然后用于以适合硅的波长将光子释放。
它们代表了一种价格更实惠的向高-转化器和向低-转换器。
这样的目的是通过基本上如权利要求1定义的光生伏打装置以及根据权利要求21的范围内定义的光生伏打盘实现的。
本发明的进一步的特征在相应的从属权利要求中被定义。
本发明通过克服现有技术的上述问题来必然地伴有许多明显的优点。
如在现有技术中众所周知的，蓄电池是光生伏打系统的部件，该光生伏打系统能确保够充分满足负载的电能需求，该蓄电池的作用是整合该光生伏打系统传送的电能以防超过负荷需求，从而直接地给负载供电一整夜。
正确的确定尺寸目的是限定能最好地满足负载电力需求的电池列的配置。
目前，市场上允许从两组中进行选择：铅酸蓄电池或镍镉蓄电池。
由于光生伏打发电系统中的能量积蓄是必需的，并且也大致应当可以通过压缩它们的尺寸来进行改进。
在这里，“压缩它们的尺寸”并不意味着不考虑它必须要面对的负载，而是让面板在通常需要电池提供电源的场合工作，如在夜间。
根据本发明的较佳方面，即使是在没有太阳光的情况下，随着沿整个晚间的时间跨度减少的强度，无论怎样都会产生光电效应，对于那些时间，就会无需使用蓄电池。
为了优化结果，无论是在功率效率还是组合方面，需要从设计过程的一开始中就可以设想好整合。
以下几个需求会要求光生伏打整合：节能、环保、图像需求，以及教育性和示范性的要求。光生伏打整合可分为三类：改型干预，在新的建筑物上干预和在街道设施要素上干预。
本发明虽然放弃了具有更大的整合能力型的第三代光生伏打，但在成体系的整合领域中或能代表改型干预中的解决方案，即，因为当PV系统集成在已有的建筑物中、及街道设施上时，必然的阻碍物——所需的功率相等——对于普遍尺寸而言会保持得更为合理，因此而有更大的机会“混合”到结构中。
在与本发明关联的主要优点中，将提及的是：
更高的紧凑度；
为了改型和街道设施，相对于传统面板的改进的建筑整合；
对电池列进行尺寸缩减的潜在可能；
对太阳辐射的改进利用；
相对于传统面板的功率增加；
夜间操作。
关于夜间作业，LSCs充当了冷光漫射中心的角色，在LSCs处入射的太阳光谱的一部分被吸收并在一个较高的波长由荧光聚集后再被发射。
LSCs由特定的引起上述效果的无机色素组成。
当在相同的LSC中组合有荧光发射，磷光发射也可，即，能在黑暗条件下逐渐释放之前吸收的光，夜间操作就可实现。当然，要这样做的前提是需要使色素与这些特征的混合达到适当的平衡。
发明内容
如将在下文中结合较佳实施例通过示例的方式但不意欲限制地进行详细说明的本发明的光生伏打装置主题，包括：
容器，在该容器内部该装置被支承，且为了起到阻碍的效果，该容器较佳有一个合理的宽度和明显平坦的弧度；
环状结构，该环状结构外部的一半由被配置为用于收集紫外线的梯形LSC组成，及内部的一半由被配置为用于收集红外线的梯形LSC组成。在该环的中心，在其整个周缘发展部，有纳米结构硅的层，在该层的底部部分安置有触点。在顶部和底部的盖上，较佳覆盖约30％的环表面，反光镜被放置用于传递光子——已由容器浓缩——至硅层，以便获得光电效应；
光生伏打面板，该光生伏打面板包括其上安装有上述光生伏打装置的可动结构。它较佳由刚性框架组成，在该刚性框架内部铰接有相同材料制成的花键，该花键能倾斜和绕其自身的轴线转动180°，以便使该结构能跟随太阳。该动作在计算测量范围内——这样就不会影响到阻碍的增加。
运动调节机构必须被放置在中央带的内部的端部，然后与其他端部连接。
花键和聚集器的数量是可变的，但标准的可以是8个聚集器配有4条带。
模块化除了会关系到挑选可用冷光太阳能聚集器的数量的可能性，还关系到在能够保证面板运动的机械关节或支架上固定整个面板(因此，上述所有的框架)的可能性，例如将面板固定在使面板“可伸缩”的关节上，然后将其定位在阳台下方，而不是在阳台的保护“栏杆”上，从而避免了对于例如具历史意义的建筑物结构的美学调整。
本发明会通过引入非常有趣和独特的方面在市场上推出自己，并将本身设定为一种既能用于单机又能用于栅格连接系统的有效解决方案，。
在这方面，本发明首先通过其相对于传统面板减少了的阻碍得到协助，给孤立订购或城市居民的保持器在面板定位方面更多的行动自由，提供最特有的解决方案而最少地影响结构；此后，因为也会由其模块化来得到协助，如所提及的，标准尺寸或者可以附有客户所需或所期望的所有独特解决方案(例如：2根条配4个聚集器，或5根条和10个聚集器)。
此外，本发明会是夜间也能产生电能的第一个面板，这方面会对于孤立订购而言，会带来电池列尺寸方面的益处，对于主干线连接(城市)订购而言，会带来能源信贷方面的益处；无需考虑更高的可用功率，由于可获得太阳能聚集和简单的太阳跟随系统之间的联合，所以能使该面板运动到更接近收集太阳辐射的最佳倾斜位置。
本发明的用处在所谓街道设施方面会显示出双重样式：隔声屏障、平台屋顶、信号系统，路灯、海上信号系统、候车亭、停车计时表，这样的结构可以由能源中的部分进行供电，而剩余部分(或隔音屏障的情况下的全部)可以返回到网络，作为一种栅格连接的装置。
鉴于上述情况，本发明提出了一种先进光生伏打装置和面板，该先进光生伏打装置和面板相对于惯常的能量源而言，在技术上先进、在机械上创新且在生态学上和能源学上具有竞争力。
附图说明
以下通过举例的方式再进一步说明本发明的优点、特征以及操作步骤的较佳实施例，但不为限制的目的。参考附图，其中：
图1示出根据本发明的光生伏打装置的横截面的透视图；
图2和图5示出图1的细节的前视图；
图3示出根据本发明的光生伏打装置的透视图；
图4显示了图3的光生伏打装置的俯视图；
图6示出根据本发明的光生伏打面板的透视图；及
图7示出根据变体实施例的光生伏打面板的透视图；及
图8A-8C示出了对图7所示面板的一系列的使用。
具体实施方式
参照图1，根据本发明的光生伏打装置1包括太阳能聚集器2，太阳能聚集器2如图所示，具有环状形状。
在该图中，聚集器2以横截面示出，因此，只有一半的部分被示出。
特别地，聚集器2包括外部冷光面板(22)和内部冷光面板(21)，外部冷光面板(22)被沿着该环的外部部分安设并具有梯形截面，而内部冷光面板(21)依次被沿着该环的内部部分安设且也具有梯形截面。
装置1进一步包括较佳是纳米结构类型的半导体材料形成的层23，层23夹在内部和外部的两块冷光面板之间，从而使两块冷光面板的梯形截面的较长的底边于两块面板上在层23的相对侧相面对。
装置1还包括传送器构，该传送器构如将在下文中详细描述的，被配置为以便收集和聚集在上述介绍的环状聚集器2内的冷光辐射。
在此处所示的较佳实施例中，该传送器构包括沿着该环的外部周缘设置的传送器3。
光生伏打装置1较佳地被插入容器4内并在容器4内其中由一个连结系统(图中未示出)支承(图中未示出)。特别是，封闭容器4由四个菲涅耳型透镜(其中只有两个在图中是可见的)从顶部封闭，菲涅耳型透镜在图中用数字标号5表示，且菲涅耳型透镜被安设成能形成一个圆，在这个圆中每个透镜占据相应的四分之一圆。
菲涅耳型透镜对本领域技术人员是已知的，因此将不在下文中描述其操作原理。
如下面将要描述的那样，菲涅耳透镜5与传送器3合作，以在传送器3上聚集依次入射到它们上面的太阳辐射。
现在参见图2，在前视图中示出了环状聚集器2的局部。在图2中，容器4的壁由菲涅耳透镜5从顶部封闭，太阳能聚集器2的局部和传送器3是可见的。可以了解，对于图2的聚集器2的局部的描述绝对能类似地于适用于聚集器的所有部分。
入射辐射到达菲涅耳透镜5，菲涅耳透镜5被配置为能传送并在传送器3的一部分上聚集所述辐射。
特别是，如在图中可见，传送器3具有三角形的截面，且传送器3的形式是冷光面板22的延伸部，其中传送器3的侧面31与冷光面板22是连为一体的，面32被安设为以便收集穿过菲涅耳透镜5的入射的太阳辐射。较佳地，传送器3具有等腰直角三角形形状的截面，且传送器3包括第三斜面33，第三斜面33配有反光镜并与所述第一和第二面31和32相对。
外部冷光面板22具有接收表面221，接收表面221被配置为恰好接收太阳辐射，并沿着其外围且精确地在其梯形截面的较短的底边处获取太阳辐射。
三角传送器3会在接收表面221处被连接到聚集器。为了使构造更加简单，三角传送器3的面31面向接收表面221。
因此，通过菲涅耳透镜5的入射辐射会在传送器3的面32的局部被引导，该局部配有防反射膜以防止光线分散，并使光线在该局部处聚集。
借助于其配置和装有反射镜的倾斜面33，所有入射到该菲涅耳透镜并被从该菲涅耳透镜传送到三角传送器3上的辐射，都在外部冷光面板22中被转移。
由于溶解在其中的冷光物质，外部冷光面板22被配置为能吸收入射辐射中具有紫外线领域频率的那部分辐射，并在能产生光电效应的频率下向半导体层23发射第一辐射。
另一方面，由于溶解在其中的冷光物质，内部冷光面板21被配置为能吸收入射辐射中具有红外线领域频率的那部分辐射，并在能产生光电效应的频率下向半导体层23发射第二辐射。
更具体地，其频率在红外线领域的那部分辐射不被处理地穿过外部冷光面板22，并通过穿过半导体层23而进入内部冷光面板21，以便内部冷光面板21吸收并且在能触发恰好是光电效应的正确的频率下将这部分辐射再次重新发射至该半导体层。
较佳地，半导体层23具有马蹄型的配置，包括外部部分和内部部分，外部部分是具有大致倒U形形状的P型掺杂硅，内部部分是N型掺杂硅，且该外部部分和内部部分都是纳米结构。底部，所需的用于传输通过光电效应产生的电能的电气型的连接已经存在，从而能给用户负载(图中未示出)供电。
较佳地，冷光传送器3，21和22是由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，冷光传送器3，21和22可以通过对plexit55的混合物进行聚合再加上PE399Kristalflex层而得到。
外部冷光面板22包括挑选的物质，这些物质要如上所述能收集在紫外线领域中的太阳辐射。用于取得所描述的效果而对物质及其所需量的选择被认为是该领域的技术人员力所能及的，因此，不会在下文中描述它们。
而内部冷光面板21包括的挑选出来的物质要能够接收在红外线领域中的辐射。这些红外线领域中的辐射例如但不意欲限制地可以包括，路玛近F红305(0.01％重量)和荧光黄CRS040(0.003％重量)的混合物。
有益的是，该内部冷光面板21和外部冷光面板22在内部除了包括有冷光物质外，还包括易于产生磷光发光效果的色素，类似地例如，“黄绿色素”型的色素。
这些色素的存在使装置1可在夜间运作，正是有这些磷光发光性色素的作用，装置1能够通过将白天积累的太阳辐射释放到硅层而持续产生电能。同样在这种情况下，用于加工具有这种磷光性质的冷光传送器的知识和技术发明被认为是该领域的技术人员力所能及的，因此，不会在下文进一步描述这些方面。
为了将传送器3，21和22发射出来的辐射最大限度地传送至该硅层，聚集器1有益地装配有反射带，以便部分太阳辐射到达聚集器内部后，不会飞散到外部，从而显著提高本发明主题的光生伏打装置的效率。
特别是，外部冷光面板22包括一对反射带222和223，每条反射带都存在在相应的斜边上。同样地，内部冷光面板21也包括一对反射带211和212，每条反射带都沿着相应的斜边存在，此外内部冷光面板21还包括沿内部冷光面板21的外部表面的反射带213，该外部表面沿内部冷光面板21的梯形截面的较短底边安设。
为了进一步提高装置1的效率并保证入射辐射确实被用来触发光电效应，聚集器2包括四个半球罩，半球罩用数字标号7来表示，其中有三个半球罩沿该环的相应侧边设置，有一个半球罩沿该环的顶侧设置。
该罩也可以有益地被用作在容器4内支承聚集器2的结构构件。
依然参照图2，该光生伏打装置还包括与聚集器2联结的冷却系统。较佳地，被提供有冷却剂的通道存在于半球罩7的内部。例如，在图中，用数字标号10来表示通道。
现在参照图3和图4，分别示出光生伏打装置1的透视图和俯视图，并包括聚集器2(通过的菲涅耳透镜的横截面可见)，光生伏打装置1被插入容器4内并在容器4内被支承，容器4被菲涅耳透镜5从顶端封闭。
参照图5，例如而不意欲限制地，提供了用于此处所示的实施例的较佳几何结构。特别是，以下通报的字母指的是附图中示出的字母，其中每个字母都表征各自的数量(长度或角度)。
a:3cm
b:2cm
c:1.1cm
d:0.1cm
e:0.3cm
f:3.0cm
g:2.0cm
h:0.5cm
i:1.0cm
l:5.5cm
角度α：24°
角度β：55°
该环的内径：5.5cm
该环的外径：9.5cm
环高：3.0cm
最后，参照最后的图6，图6示出的光生伏打面板100包括多个光生伏打装置1，多个光生伏打装置1被布置在晶格结构的节点上。光生伏打电池板100还包括太阳跟随运动系统，在图中以数字标号200表示，该太阳跟随运动系统易于使该面板运动，以便在任何瞬间收集尽可能最多的太阳辐射。
在图7中，示出了根据变体实施例的光生伏打面板300。
特别地，始终参照图7，面板300包括支承结构310，在例如但不意欲限制的此处提出的实施例中，支承结构310具有一对易于被固定的立柱，例如易于被固定至阳台或建筑物突起。
前述的光生伏打装置1依次被固定在承重结构330上，承重结构330被铰接至支承结构310，因此，承重结构330可通过“可伸缩”类型的机构相对于支承结构310自由旋转。
承重结构330的旋转通过电动马达实现，该电动马达在图中用数字标号320表示，这使得可以相对于由两根立柱310限定的平面根据需要精确地倾斜该结构330。
较佳地，电动马达320由该太阳能面板本身处理的电能中的一部分进行供电。
为了实现更大的结构刚度以便在大气因素例如风和雨的情况下仍能提供坚固性，面板300还包括关节联接的安全杆，在图中用数字标号350表示，该安全杆将承重结构330连接至支承结构310。
现在参看图8A-8C系列，图8A-8C系列示出了连结至建筑物突起的光生伏打面板300，建筑物突起在图中示意性地被示出并用数字标号400表示。
在图中可以看出，该承载结构被设置成通过电机320运动(例如，通过远程控制驱动)并被定向成能最优化地吸收太阳辐射。
在图8C中，示出的是缩回形态的面板300，因此，当面板在不使用时是不可见的。
实施这样的运动系统所需的必要的知识和技术发明被认为是本领域技术人员所广知的，因此，省略对它们的详细描述。
参考其较佳实施例对本发明进行了描述。应当理解，可能存在的其它实施例全部落在同样发明的构思中，并全部被包括在下文中的权利要求的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种光生伏打装置(1)，包括：
太阳能聚集器(2)，所述太阳能聚集器具有环状形状并依次包括：
外部传送器(3)，所述外部传送器被沿着所述环的外部部分安设；
外部冷光面板(22)，所述外部冷光面板具有梯形截面并具有外部周缘接收表面(221)，所述外部周缘接收表面被配置为能接收入射的并来自所述传送器(3)的发光辐射；
内部冷光面板(21)，所述内部冷光面板沿着所述环的内部部分安设并具有梯形截面；
纳米结构的半导体层(23)，所述纳米结构的半导体层夹在所述两块面板(21,22)之间，以便使所述两块面板的相应的梯形截面的较长的底边于两块面板上相面对，所述半导体层(23)被配置为能接收由所述外部和内部面板(21,22)发射的辐射并产生光电效应；
传送手段(3,5)，所述传送手段被配置为在所述周缘接收表面(221)处收集并聚集所述入射的发光辐射。
2.根据前述权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述外部冷光面板(22)被配置为能吸收入射辐射中具有紫外线领域频率的那部分辐射，并在能产生光电效应的频率下向所述半导体层(23)发射第一辐射。
3.根据前述权利要求之一所述的光生伏打装置(1)，其中所述内部冷光面板(21)被配置为能吸收入射辐射中具有红外线领域频率的那部分辐射，并在能产生光电效应的频率下向所述半导体层(23)发射第二辐射。
4.根据前述权利要求之一所述的光生伏打装置(1)，其中所述纳米结构的半导体层(23)具有马蹄型的配置，包括外部部分和内部部分，所述外部部分是具有大致倒U形形状的P型掺杂硅，所述内部部分是N型掺杂硅。
5.根据前述任一权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述传送手段(3,5)包括传送器(3)，所述传送器被沿着所述环的所述外部周缘安设并具有三角形截面，所述传送器具有第一面(31)和第二面（32），所述第一面沿着所述周缘接收表面(221)附属于所述外部冷光面板(22)，所述第二面配置为用于收集并传送所述入射的辐射。
6.根据前述权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述传送器(3)具有等腰直角三角形形状的截面，所述传送器(3)包括第三斜面(33)，所述第三斜面配有反光镜并与所述第一和第二面(31,32)相对。
7.根据权利要求5或6所述的光生伏打装置(1)，其中所述传送器(3)由聚甲基丙烯酸甲酯制成，所述传送器可从Plexit55的混合物再加上在所述传送器接收表面(32)上的PE399Kristalflex或其他抗反射薄膜而获得。
8.根据权利要求5至7中之一所述的光生伏打装置(1)，其中所述传送手段(3,5)包括一个或更多个菲涅耳型透镜(5)，所述透镜重叠在所述传送器(3)上并与所述传送器(3)相隔开，如此安设以便将入射至所述透镜的所述冷光辐射聚集至所述传送器。
9.根据权利要求8或6所述的光生伏打装置(1)，包括四个菲涅耳透镜(5)，所述四个菲涅耳透镜中被安设成能形成圆，在所述圆中每个所述透镜占据所述圆的相应的四分之一，每个所述菲涅耳透镜(5)易于将入射辐射聚集在相应的第二面部分(32)处，所述第二面部分取决于所述传送器(3)。
10.根据前述任一权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述外部和内部冷光面板(22,21)是由聚甲基丙烯酸甲酯制成，所述聚甲基丙烯酸甲酯可从Plexit55的混合物中获得。
11.根据前述任一权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述外部冷光面板(22)包括一对外部反射带(222,223)，每条所述外部反射带都被安设成沿着相应的斜边。
12.根据前述任一权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述内部冷光面板(21)包括一对内部反射带(211,212)，每条所述内部反射带都被安设成沿着相应的斜边，所述内部冷光面板(21)还包括反射带（213），反射带（213）被安设成沿着所述内部冷光面板的梯形截面的较短底边。
13.根据前述任一权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述外部和内部冷光面板(22,21)在内部包括易于产生磷光效果的色素。
14.根据前述权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述色素是”黄-绿”型的。
15.根据权利要求11或12所述的光生伏打装置(1)，包括四个半球形罩，每个所述罩都安设在所述环的相应侧。
16.根据前述任一权利要求所述的光生伏打装置(1)，进一步包括与所述太阳能聚集器(2)联结的冷却系统。
17.根据前述权利要求所述的光生伏打装置(1)，其中所述冷却系统包括一条或更多条被提供有冷却剂的冷却通道(10)。
18.根据权利要求15或17所述的光生伏打装置(1)，其中所述冷却通道(10)是存在于所述半球形罩(7)的内部。
19.根据权利要求9或前述任一权利要求所述的光生伏打装置(1)，包括容器(4)，所述光生伏打装置被插入在所述容器内并在所述容器内被支承，所述容器(4)被所述四个安设成圆的菲涅耳透镜（5）从顶端封闭。
20.一种光生伏打面板(100)，包括多个根据前述任一权利要求所述的光生伏打装置(1)，所述多个根据前述任一权利要求所述的光生伏打装置被安设在可伸缩型晶格结构的节点上。
21.根据前述权利要求所述的光生伏打面板(100)，进一步包括太阳跟随运动系统(200)。
CN201280025388.XA 2011-07-11 2012-04-18 光生伏打装置 Pending CN103597611A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITRM2011A000361 2011-07-11
IT000361A ITRM20110361A1 (it) 2011-07-11 2011-07-11 Dispositivo fotovoltaico.
PCT/IB2012/051934 WO2013008105A1 (en) 2011-07-11 2012-04-18 Photovoltaic device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103597611A true CN103597611A (zh) 2014-02-19

Family

ID=44584443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280025388.XA Pending CN103597611A (zh) 2011-07-11 2012-04-18 光生伏打装置

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20140345672A1 (zh)
EP (1) EP2695204B1 (zh)
JP (1) JP6165140B2 (zh)
CN (1) CN103597611A (zh)
AU (1) AU2012282149B2 (zh)
BR (1) BR112013033470B1 (zh)
ES (1) ES2535648T3 (zh)
IL (1) IL229332B (zh)
IT (1) ITRM20110361A1 (zh)
RU (1) RU2587530C2 (zh)
WO (1) WO2013008105A1 (zh)
ZA (1) ZA201309509B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3079693A1 (fr) * 2018-03-31 2019-10-04 Francois Geli Production d’electricite photovoltaique en immeuble avec balcons ou verandas d’appartement
EP3745469A1 (en) * 2019-05-29 2020-12-02 Insolight SA Optomechanical system with hybrid architecture and corresponding method for converting light energy

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101093864A (zh) * 2006-05-05 2007-12-26 索尔福克斯股份有限公司 具有弹性电池封装组件的聚光光电装置
US20090095341A1 (en) * 2007-10-12 2009-04-16 Ultradots, Inc. Solar Modules With Enhanced Efficiencies Via Use of Spectral Concentrators
CN101443431A (zh) * 2006-03-21 2009-05-27 超点公司 在可见区或近红外区中发光的发光材料
CN101454904A (zh) * 2006-03-30 2009-06-10 索林塔有限公司 具有内部间隔的非平面式太阳能单元的组件
US20090223555A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 Stalix Llc High Efficiency Concentrating Photovoltaic Module Method and Apparatus
WO2010084212A1 (es) * 2009-01-23 2010-07-29 Romero Lampon Jose Luis Unidad solar móvil con torre de iluminación
US20110162711A1 (en) * 2008-06-06 2011-07-07 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Wavelength-converting composition and photovoltaic device comprising layer composed of wavelength-converting composition

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5124888A (zh) * 1974-08-23 1976-02-28 Hitachi Ltd
JPS59176690A (ja) * 1983-03-25 1984-10-06 Matsushita Electric Works Ltd 太陽電池時計
US5304255A (en) * 1993-01-05 1994-04-19 Wisconsin Alumni Research Foundation Photovoltaic cell with photoluminescent plasma polymerized film
EP1537445B1 (en) * 2002-09-05 2012-08-01 Nanosys, Inc. Nanocomposites
JP2004214491A (ja) * 2003-01-07 2004-07-29 Yasunori Tanji 太陽エネルギーの集積装置及び光電エネルギー変換装置並びに熱電エネルギー変換装置
JP2006128156A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Canon Inc 埋め込み電極型太陽電池およびその製造方法
US7906722B2 (en) * 2005-04-19 2011-03-15 Palo Alto Research Center Incorporated Concentrating solar collector with solid optical element
US7851693B2 (en) * 2006-05-05 2010-12-14 Palo Alto Research Center Incorporated Passively cooled solar concentrating photovoltaic device
US7638708B2 (en) * 2006-05-05 2009-12-29 Palo Alto Research Center Incorporated Laminated solar concentrating photovoltaic device
JP2008004661A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Daido Steel Co Ltd 集光型太陽発電装置
KR101569536B1 (ko) * 2007-08-17 2015-11-16 바스프 에스이 태양 전지 구조체
EP2139048A1 (en) * 2008-06-23 2009-12-30 Photon BV Photovoltaic device with improved spectral response
US9496442B2 (en) * 2009-01-22 2016-11-15 Omnipv Solar modules including spectral concentrators and related manufacturing methods
RU2426198C1 (ru) * 2010-04-02 2011-08-10 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Солнечный фотоэлектрический модуль на основе наногетероструктурных фотопреобразователей
JP2011091450A (ja) * 2011-02-07 2011-05-06 Nikkeikin Aluminium Core Technology Co Ltd 太陽電池パネル

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101443431A (zh) * 2006-03-21 2009-05-27 超点公司 在可见区或近红外区中发光的发光材料
CN101454904A (zh) * 2006-03-30 2009-06-10 索林塔有限公司 具有内部间隔的非平面式太阳能单元的组件
CN101093864A (zh) * 2006-05-05 2007-12-26 索尔福克斯股份有限公司 具有弹性电池封装组件的聚光光电装置
US20090095341A1 (en) * 2007-10-12 2009-04-16 Ultradots, Inc. Solar Modules With Enhanced Efficiencies Via Use of Spectral Concentrators
US20090223555A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 Stalix Llc High Efficiency Concentrating Photovoltaic Module Method and Apparatus
US20110162711A1 (en) * 2008-06-06 2011-07-07 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Wavelength-converting composition and photovoltaic device comprising layer composed of wavelength-converting composition
WO2010084212A1 (es) * 2009-01-23 2010-07-29 Romero Lampon Jose Luis Unidad solar móvil con torre de iluminación

Also Published As

Publication number Publication date
BR112013033470A2 (pt) 2017-01-24
BR112013033470B1 (pt) 2021-04-20
IL229332A0 (en) 2014-01-30
EP2695204A1 (en) 2014-02-12
JP6165140B2 (ja) 2017-07-19
RU2587530C2 (ru) 2016-06-20
IL229332B (en) 2018-01-31
ZA201309509B (en) 2014-08-27
JP2014523137A (ja) 2014-09-08
ES2535648T3 (es) 2015-05-13
US20140345672A1 (en) 2014-11-27
ITRM20110361A1 (it) 2013-01-12
WO2013008105A1 (en) 2013-01-17
RU2013152797A (ru) 2015-08-20
AU2012282149B2 (en) 2015-02-05
AU2012282149A1 (en) 2013-11-21
EP2695204B1 (en) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10439090B2 (en) Transparent luminescent solar concentrators for integrated solar windows
JP6647274B2 (ja) 透明エネルギー取り込み装置
RU2593383C2 (ru) Уличный светильник с полой опорой
KR20090015019A (ko) 태양 집광 패널, 관련 장치 및 방법
CN101728445B (zh) 具有高分子多层膜的太阳能电池及其制作方法
CN108259001A (zh) 一种基于分光谱的光伏组件及光伏电池板
JP2004297025A (ja) 高効率太陽電池
CN103597611A (zh) 光生伏打装置
JP2004214423A (ja) 太陽光発電システム
CN208028848U (zh) 一种基于分光谱的光伏组件及光伏电池板
US20060037606A1 (en) Solar/electromagnetic energy collector, solar heating element, solar lamp
US9344031B2 (en) Concentrator-driven, photovoltaic power generator
KR100941926B1 (ko) 태양전지-태양열에너지 병합장치
CN202350334U (zh) 太阳能光热光电转化装置
CN203099648U (zh) 光电模块、格栅照明装置及显示装置
US20160173027A1 (en) Photovoltaic cell for solar power generator
CN206859769U (zh) 一种新能源棚体
CN112072988A (zh) 一种移动式光伏发电装置
CN101951197B (zh) 闭合腔体半球面采光聚光倍增太阳能发电装置
KR101081406B1 (ko) 태양광과 엘이디를 병용한 하이브리드 램프 시스템
CN202662648U (zh) 聚光型太阳能双发电组件
CN202143001U (zh) 二次反射抛物柱面聚光三角形闭合腔体采光太阳能发电装置
CN202127374U (zh) 二次反射抛物柱面聚光半圆柱闭合腔体采光太阳能发电装置
CN101964614B (zh) 抛物柱面聚光抛物柱面闭合腔体采光太阳能发电装置
CN110832259A (zh) 立式太阳能装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140219