CN110994764A - 一种利用环境温度发电的电源装置 - Google Patents
一种利用环境温度发电的电源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110994764A CN110994764A CN201911137681.5A CN201911137681A CN110994764A CN 110994764 A CN110994764 A CN 110994764A CN 201911137681 A CN201911137681 A CN 201911137681A CN 110994764 A CN110994764 A CN 110994764A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- box body
- power
- power generation
- long afterglow
- photoelectric cell
- 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
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000005084 Strontium aluminate Substances 0.000 claims abstract description 7
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- WATBKPMTVWFBKQ-UHFFFAOYSA-N dysprosium europium Chemical compound [Eu][Dy] WATBKPMTVWFBKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- FNWBQFMGIFLWII-UHFFFAOYSA-N strontium aluminate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Sr+2].[Sr+2] FNWBQFMGIFLWII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract description 15
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 15
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- 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
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
-
- 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
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用环境温度发电的电源装置。在某些特定条件下，无法利用一些自然资源进行发电。本发明包括发电箱、控制器和蓄电池，发电箱的电力输出端通过控制器接蓄电池的电力输入端。发电箱包括密封的盒体，盒体的各个内壁贴有光电池板，光电池板的电池片朝向盒体内部，背板贴附在盒体内壁；所有光电池板串联后正负两个电极通过导线引出盒体外接控制器；盒体内填充长余辉发光粉体材料。光电池板采用砷化镓太阳能电池板。长余辉发光粉采用铕镝共掺杂铝酸锶长余辉材料。本发明充分利用热平衡状态下长余辉材料中电子激发和复合发出的光，通过光伏器件转换为电能，无需其他形式能源，也不需维持温差。本发明装置结构简单，运行可靠，完全无噪音。
Description
技术领域
本发明属于光电技术领域，涉及一种利用环境温度发电的电源装置。
背景技术
目前利用环境中的各种能量可作为能源进行发，如风力发电、潮汐发电、太阳能发电、 水力发电、工业废热发电等，然而在某些特殊情况下，例如某些很难人工到达的地下深处， 则无法利用上述自然资源进行发电。
由于温度的存在，半导体材料中的电子不断地发生向上激发和向下跃迁与空穴复合的过 程。只要环境温度不为绝对零度，这两种过程总是存在的，温度越高，激发和复合越强，反 之，激发和复合越弱。在某一特定温度下，向上激发和向下复合最终达成一种平衡状态。电 子与空穴复合时多余的能量一般可以两种方式释放，一种是辐射复合，即复合时多余的能量 以光子的形式释放。另一种是非辐射复合，即复合时多余的能量以声子的形式释放，也即多 余的能量转移给晶格，导致晶格振动加剧。对于直接带隙半导体材料，一般以辐射复合为主， 而对于间接带隙半导体材料，一般以非辐射复合为主。不过，对于半导体材料中的杂质缺陷 能级，则不受能带结构的影响，一般以辐射复合为主。在无激发源的情况下，半导体材料中 的电子通过环境温度热激发并与空穴复合过程如图1所示。因此严格来说，半导体材料总是 不断地从环境吸收热量，激发电子跃迁到较高能级，然后复合放出光子或声子释放能量，最 终达到热平衡状态。但是再很多情况下，这种发光强度极低，或者发出的光不在可见光范围， 因此我们没有注意到。不难看出，对于此类发光，环境温度越高，发光越强。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种利用环境温度发电的电源装置。
由上可知，普通半导体材料应热激发-复合发射的光波强度很弱，没有实用价值。但是 长余辉材料是一种受光激发后可以长时间释放特定波长的光的一类新材料，它们的余辉很强 且余辉时间很长。我们在研究中发现了超长余辉的现象，经研究发现长余辉材料的余辉实际 上分为两类，一类是受激后产生的非平衡状态向平衡状态过渡过程中产生的余辉，一般以指 数形式衰减，时间常数一般为1-10小时数量级。另一类则是环境温度(热激发)引起的电 子激发跃迁和复合过程引起的，即热平衡状态下发出的光，此类发光实际上不是余辉，时间 常数原则上是无限大，不过强度相对较弱，但只要环境温度不为绝对零度则却永远存在。与 常用半导体材料相比，长余辉材料中电子向上跃迁所需的能量较小，因此热平衡状态下，电 子向上激发和向下跃迁的数量较多，导致产生肉眼可见的发光。
本发明包括发电箱、控制器和蓄电池，发电箱的电力输出端通过控制器接蓄电池电力输 入端。
所述的发电箱包括密封的盒体，盒体的各个内壁贴有光电池板，光电池板的电池片朝向 盒体内部，背板贴附在盒体内壁；所有光电池板串联后的正负两个电极通过导线引出盒体外 接控制器；所述的盒体内填充有长余辉发光粉体材料。
进一步，所述的长余辉发光粉采用铕镝共掺杂铝酸锶长余辉材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3 +，其发 出的光为黄绿光。
进一步，所述的光电池板采用的是效率较高对黄绿光有较高效率的砷化镓太阳能电池， 但也可以使用硅太阳能电池或其他光伏器件。
把长余辉材料发出的特定波长的光照射到光伏器件如太阳能电池或其他光伏电池，则可 以产生光电流。本发明利用长余辉材料热平衡状态下因吸收环境热量而发出的光，无需其他 形式的能源，也不需象温差发电一样需要维持一定的温差。因此，本发明装置结构简单，运 行可靠，完全无噪音。
附图说明
图1为半导体材料中的电子通过环境温度热激发跃迁和复合过程的示意图；
图2为本发明发电箱的剖面结构示意图。
具体实施方式
一种利用环境温度发电的电源装置包括发电箱、控制器和蓄电池，发电箱的电力输出端 通过控制器接蓄电池电力输入端。
如图2所示，所述的发电箱包括密封的盒体1，防止水汽和其他有害物质进入盒体1。 盒体1的各个内壁贴有光伏电池板2，光伏电池板2的电池片朝向盒体1内部，背板贴附在盒体内壁。所有光电池板2串联后的正负两个电极通过导线引出盒体1外接控制器，可以获得稳定的电压输出。控制器的设计为成熟的现有技术，主要包括稳压装置等外部电路，本领域技术人员能够获得。
光伏电池种类很多，常用有硒光电池、晶硅硅光电池、非晶硅太阳能电池和砷化镓光伏 电池等。本发明采用的是与黄绿光匹配较好且转换效率高的砷化镓太阳能电池板。
盒体1内填充有长余辉发光粉体材料3，长余辉发光粉采用铕镝共掺杂铝酸锶长余辉材 料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+，这样即构成一个仅利用环境温度发电的微型发电装置。发电装置的输出 功率与长方体内长余辉发光粉的总量、光电池板的效率、环境温度等因素有关。
Claims (3)
1.一种利用环境温度发电的电源装置，包括发电箱、控制器和蓄电池，发电箱的电力输出端通过控制器接蓄电池电力输入端；其特征在于：
所述的发电箱包括密封的盒体(1)，盒体(1)的各个内壁贴有光电池板(2)，光电池板(2)的电池片朝向盒体(1)内部，背板贴附在盒体内壁；所有光电池板(2)串联后的正负两个电极通过导线引出盒体(1)外接控制器；所述的盒体(1)内填充有长余辉发光粉体材料(3)。
2.如权利要求1所述的一种利用环境温度发电的电源装置，其特征在于：所述的光电池板(2)采用的是对黄绿光转换效率较高的砷化镓太阳能电池板。
3.如权利要求1所述的一种利用环境温度发电的电源装置，其特征在于：所述的长余辉发光粉采用铕镝共掺杂铝酸锶长余辉材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911137681.5A CN110994764A (zh) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | 一种利用环境温度发电的电源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911137681.5A CN110994764A (zh) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | 一种利用环境温度发电的电源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110994764A true CN110994764A (zh) | 2020-04-10 |
Family
ID=70085134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911137681.5A Pending CN110994764A (zh) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | 一种利用环境温度发电的电源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110994764A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101684914A (zh) * | 2008-09-23 | 2010-03-31 | 北京京东方光电科技有限公司 | 背光源灯组 |
| CN102324304A (zh) * | 2011-07-20 | 2012-01-18 | 彩虹集团公司 | 一种染料敏化太阳能电池电解质 |
| CN103612449A (zh) * | 2013-11-15 | 2014-03-05 | 英利能源（中国）有限公司 | 绝缘发光材料及包括其的太阳能电池背板和太阳能电池组件 |
| CN103996422A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-08-20 | 南京航空航天大学 | 一种荧光核电池 |
| CN104629759A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 杭州电子科技大学 | 一种提高铝酸锶荧光粉的发射强度的方法 |
| CN105733457A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-06 | 杭州福斯特光伏材料股份有限公司 | 一种具有长效夜光功能的太阳能电池封装胶膜 |
-
2019
- 2019-11-19 CN CN201911137681.5A patent/CN110994764A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101684914A (zh) * | 2008-09-23 | 2010-03-31 | 北京京东方光电科技有限公司 | 背光源灯组 |
| CN102324304A (zh) * | 2011-07-20 | 2012-01-18 | 彩虹集团公司 | 一种染料敏化太阳能电池电解质 |
| CN103612449A (zh) * | 2013-11-15 | 2014-03-05 | 英利能源（中国）有限公司 | 绝缘发光材料及包括其的太阳能电池背板和太阳能电池组件 |
| CN103996422A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-08-20 | 南京航空航天大学 | 一种荧光核电池 |
| CN104629759A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 杭州电子科技大学 | 一种提高铝酸锶荧光粉的发射强度的方法 |
| CN105733457A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-07-06 | 杭州福斯特光伏材料股份有限公司 | 一种具有长效夜光功能的太阳能电池封装胶膜 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Van Sark et al. | Solar spectrum conversion for photovoltaics using nanoparticles | |
| Freunek et al. | Maximum efficiencies of indoor photovoltaic devices | |
| Bünzli et al. | Lanthanides in solar energy conversion | |
| US9306090B2 (en) | Composite particle, composite particle dispersion, and photovoltaic device, | |
| CN103996733B (zh) | 一种光电核电池 | |
| CN109340657A (zh) | 一种安全波长为395nm-450nm的紫光灯具 | |
| Duan et al. | Long persistence phosphor assisted all-weather solar cells. Electricity generation beyond sunny days | |
| Talewar et al. | Near infrared emission and energy transfer in Eu2+-Nd3+ co-doped Ca2BO3Cl | |
| JP2015537088A5 (zh) | ||
| KR20180118574A (ko) | 태양전지용 에너지 하베스팅 모듈 및 이를 포함하는 태양전지 | |
| CN105869695B (zh) | 基于气态放射源的放射性同位素电池 | |
| CN109728151B (zh) | 一种显示面板及led显示装置 | |
| CN110994764A (zh) | 一种利用环境温度发电的电源装置 | |
| CN101587915A (zh) | 高效太阳能电池 | |
| RU2524690C2 (ru) | Осветительное устройство на белых светодиодах | |
| Van Sark et al. | Nanoparticles for solar spectrum conversion | |
| ELBASHAR et al. | Glass Technology and Its Application in Solar Cells. | |
| CN110895977A (zh) | 一种放射性同位素电池的制作方法 | |
| CN115565712A (zh) | 长寿命α型光伏同位素电池 | |
| JP2022007842A (ja) | 「無機物蛍光体」光電効果発電法 | |
| Li et al. | Review for Rare-Earth-Modified Perovskite Materials and Optoelectronic Applications. Nanomaterials 2022, 12, 1773 | |
| Kumar et al. | Mechanism, properties and applications of phosphors | |
| Huang et al. | Efficiency improvement of solar cells by CaAlSiN3: Eu2+ and Y2O3: Eu3+ phosphors | |
| Cao et al. | A packaging method to improve monocrystalline silicon solar cells with YAG: Ce Phosphors | |
| Hussain et al. | Excess carrier lifetime improvement in c-Si solar cells by YAG: Ce3+-Yb3+ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200410 |