DE3140974C2 - Fotoelektrischer Sonnenmodul - Google Patents

Fotoelektrischer Sonnenmodul

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Ruben Gegamovič Erevan Martirosjan
Stanislav Vasil'evič Rjabikov
Dmitrij Semenovič Strebkov
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Sonnenenergiewandler, die die Sonnenenergie in die elektrische umwandeln. Der fotoelektrische Sonnenmodul enthält ein dispergierendes Element, das die Sonnenstrahlung aufnimmt, sowie hinter ihm im Strahlungsgang angeordnete Fotowandler (2, 3, 4) mit unterschiedlicher Spektralempfindlichkeit. Jeder Fotowandler (2, 3, 4) ist mit seiner Arbeitsfläche dem Strahlungsbündel mit der dem Maximum der Empfindlichkeit des Fotowandlers entsprechenden Wellenlänge zugewandt. Der erfindungsgemäße fotoelektrische Sonnenmodul ist dadurch gekennzeichnet, daß das dispergierende Element in Form eines Hologramms (1) von Lichtquellen verschiedener Wellenlängen, entsprechend der Zahl der benutzten Spektralbereiche ausgeführt ist und jeder Fotowandler (2, 3, 4) in der Abbildungsebene der Lichtquelle der entsprechenden Wellenlänge angeordnet ist.

Claims (1)

1 2
lichkeit nicht unterscheiden. Dementsprechend wird
Patentanspruch: hier jede der Arbeitsflächen des Fotowandlers auch nur
durch etwa die Hälfte des einfallenden Lichtstroms be-
Fotoeiektrischer Sonnenmodul mit einem die aufschlagt Eine wesentliche Verbesserung des Wir-
Sonnenstrahlung dispergierenden Hologramm und 5 kungsgrades gelingt dadurch nicht
einer Mehrzahl von im Strahlungsgang angeordne- Hologramme des Reflexionstyps, wie sie bei der vor-
ten Fotowandlern mit unterschiedlicher Spektral- liegenden Erfindung Anwendung finden, sind an sich aus
empfindlichkeit, deren jeder mit seiner Arbeitsfläche der US-PS 35 78 845 bekannt Hier geht es jedoch nur
dem Strahlungsbünde! mit der dem Maximum seiner um die alleinige Verwendung solcher Hologramme in
Empfindlichkeit entsprechenden Wellenlänge züge- io Spektrograf en oder Spektrometem.
wandt ist dadurch gekennzeichnet, daß Durch die Verwendung von Fotowandlern mit ver-
jeder Fotowandler (7,8,9) an Vorder- und Rückseite schiedener SpektralempFindlichkeit auf beiden Arbeits-
je eine Arbeitsfläche mit unterschiedlicher Spektral- flächen in Verbindung mit den beiden verschiedenarti-
empfindlichkeit aufweist und daß das Hologramm gen Hologrammen wird es bei der erfindungsgemäßen
(1) aus zwei Teilen besteht deren erster gegenüber 15 Aasbildung möglich, die einfallende Sonnenstrahlung in
den einen Arbeitsflächen liegt und ein Transmis- eine der doppelten Anzahl der Fotowandler entspre-
sionshologramm (5) von Lichtquellen mit Wellenlän- chende Anzahl von Strahlungsbündeln aufzuspalten und
gen darstellt welche den Maxima der Spektralemp- dadurch bei kompakter Bauweise einen besonders ho-
findlichkeiten dieser Arbeitsflächen entsprechen, hen Wirkungsgrad zu erzielen.
und deren zweiter gegenüber den zweiten Arbeits- 20 Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschrei-
fiächen liegt und ein Refiexionshoiogramm (6) von bung eines Ausführdngsbeispiels anhand der Zeichnung
Lichtquellen mit Wellenlängen darstellt welche den weiter erläutert Diese zeigt schematisch einen erfin-
Maxima der anderen Spektralempfindlichkeiten der dungsgemäßen fotoelektrischen Sonnenmodul mit drei
zweiten Arbeitsflächen der Fotowandler (7,8,9) ent- Fotowandlern,
sprechen. 25 Der fotoelektrische Sonnenmodul besitzt drei in einer
Ebene liegende Fotowandler 7, 8, 9, deren jeder zwei
Arbeitsflächen unterschiedlicher Spektralempfindlich-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen fo- keit aufweist
toelektrischen Sonnenmodul nach dem Oberbegriff des Das das einfallende Sonnenlicht auf die sechs vorhan-Patentanspruchs. Ein solcher Sonnenmodul ist aus der 30 denen Fotowandlerfächen dispergierende Element ist DE-OS 30 05 914': 3kannt ein Hologramm 1, welches aus zwei Teilen besteht näm-Bei solchen Sonnenmodukn geh* es um die Umwand- lieh einem Hologramm 5 vom durchlässigen Typ und lung der einfallenden Sonnenstrahlungsenergie in elek- einem Hologramm 6 des Reflexionstyps. Diese entstetrische Energie, und bei der bekanntem Ausbildung wird hen durch Abbildungen von Lichtquellen mit verschiedurch die verschieden empfindlichen Fotowandler und 35 denen Wellenlängen an der Anordnungsstelle der Arderen Beaufschlagung durch jeweils ein Strahlungsbün- beitsHäehen der Fotowandler 7,8 und 9. Dabei werden del mit der dem Maximum ihrer Empfindlichkeit ent- die Parameter des Beugungsgitters der Hologramm teile sprechenden Wellenlängen eine Verbesserung des Wir- durch die Aufzeichnung von Interferenzbildern entsprekungsgrades erzielt chend der Zahl der benutztea Spek^ralbereiche von Das die Sonnenstrahlung dispergierende Hologramm 40 zwei Bündeln monochromatischer Strahlung gewählt, ist bei der bekannten Ausbildung vom durchlässigen Die Wellenlängen der monochromatischen Strahlungs-Typ (Transmissionshologramm), und die durchtretende bündel entsprechen den Maxima der Empfindlichkeit Sonnenstrahlung beaufschlagt die unter ihm angeordne- der Arbeitsflächen der Fotowandler,
ten einseitigen Fotowandler. Bei einer solchen Ausbil- Im fertigen Sonnenmodul ist jeder Fotowandler mit dung ist die erreichbare Verbesserung des Wirkungs- 45 seinen Arbeitsflächen jeweils den Bündeln der konzengrades begrenzt weil bei weitgehender Unterteilung trierten Strahlung mit den Wellenlängen zugewandt, die des Sonnenspektrums in einzelne Spektralbereiche und dem Maximum der Empfindlichkeit dieser Arbeitsflädementsprechend großer Anzahl von Fotowandlern die chen des Fotowandlers entsprechen.
Abmessungen des Sonnenmoduls sehr groß und die Be- Wird der Sonnenmodul in der durch Pfeile angedeuwegungs- und Auftreffwinkel ungünstig würden. 50 teten Richtung durch die Sonnenstrahlung beaufschlagt, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgegen- so beugt das Transmissionshologramm 5 nur den Teil über die Schaffung eines Sonnenmoduls, das bei korn- des Sonnenstrahlungsspektrums, der dem Bragg-Gesetz pakter Bauweise eine verbesserte Ausnutzung des für die Parameter seiner Beugungsgitter entspricht und Halbleitermaterials der Fotowandler und somit eine er- konzentriert drei verschiedene Sonnenspektrumsbereihöhte Leistungsfähigkeit und einen hohen Wirkungs- 55 ehe auf die oberen Arbeitsflächen der Fotowandler 7,8 grad zu erzielen gestattet. und 9. Der Restteil des Sonner spektrums geht durch das Ausgehend von einem Sonnenmodul der vorstehend Hologramm 5 hindurch, ohne mit ihm zusammenzuwirbetrachteten Funktionsweise gelingt die Lösung dieser ken, und gelangt auf das Reflexionshologramm 6. Dieses Aufgabe erfindungsgemäß durch die Verwirklichung konzentriert den verbliebenen Teil des Sonnenspekder im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs ge- 60 trums in drei weiteren Sonnenspektrumsbereichen auf nannten Merkmale. die unteren Arbeitsflächen der Fotowandler 7,8 und 9. An sich sind Fotowandler mit zwei Arbeitsflächen Dadurch erfolgt eine getrennte Bündelung von sechs bekannt, z. B. aus der FR-OS 23 42 558 oder der DE-OS Spektralbereichen der Sonnenstrahlung auf jeweils 27 49 992. Auch hier geht es um die Umwandlung der zwei Arbeitsflächen der Fotowandler 7 bis 9 mit unter-Sonnenstrahlungsenergie in elektrische Energie, was je- 65 schiedlicher Spektralempfindlichkeit.
doch ohne spektrale Aufspaltung des einfallenden Son-
nenlichts geschehen muß, nachdem die Arbeitsflächen Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
der Fotowandler sich bezüglich ihrer Spektralempfind-
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