RU2015139046A - Способ и устройство микроканального теплопоглощающего устройства для термофотоэлектрического генератора электрической энергии с микрозазором - Google Patents
Способ и устройство микроканального теплопоглощающего устройства для термофотоэлектрического генератора электрической энергии с микрозазором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2015139046A RU2015139046A RU2015139046A RU2015139046A RU2015139046A RU 2015139046 A RU2015139046 A RU 2015139046A RU 2015139046 A RU2015139046 A RU 2015139046A RU 2015139046 A RU2015139046 A RU 2015139046A RU 2015139046 A RU2015139046 A RU 2015139046A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooler
- power mechanism
- heat sink
- bendable heat
- housing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 11
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims 1
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
- H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV 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
- H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
-
- 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
- H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
- H01L31/0521—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Claims (44)
1. Слоистое устройство для поддержания субмикронного зазора и низкой температуры холодной стороны фотоэлектрического коллектора термофотоэлектрической ячейки, включающее
слоистое устройство, включающее в себя подложку с горячей стороной, отделенную от холодной стороны фотоэлектрической ячейки субмикронным зазором, поддерживаемым прокладками, гнущийся теплопоглотитель, расположенный между холодной стороной фотоэлектрической ячейки и сдавливающим слоем, и плоскую жесткую пластину, расположенную между сдавливающим слоем и силовым механизмом;
слоистое устройство помещено внутри корпуса;
горячая строна подложки и силовой механизм, поддерживаемые в жестком расположении относительно друг друга благодаря корпусу; и
сдавливающая сила, поддерживаемая силовым механизмом на слоях внутри корпуса между горячей стороной подложки и силовым механизмом, для поддержания одинакового субмикронного зазора и оптимальной теплопроводности между фотоэлектрической ячейкой и гнущимся теплопоглотителем.
2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что гнущийся теплопоглотитель придавлен к фотоэлектрической ячейке сдавливающим слоем, плоской жесткой пластиной и силовым механизмом.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гнущийся теплопоглотитель может принимать форму корпуса.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прочностная характеристика гнущегося теплопоглотителя выбрана из группы, включающей жесткий, полужесткий и гибкий типы.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сдавливающий слой минимизирует изменения давления на фотоэлектрическую ячейку, горячую сторону слоя и прокладки в субмикронном зазоре.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гнущийся теплопоглотитель включает в себя:
входной соединитель охладителя, соединенный с входной трубкой охладителя с помощью отверстия охладителя;
выпускную трубку охладителя, соединенную с выпускным соединителем охладителя с помощью трубки выпуска охладителя; и
канальную пластину между входной трубкой охладителя и выпускной трубкой охладителя, канальная пластина, имеющая множество микроканалов для того, чтобы провести охладитель между входной трубкой охладителя и выпускной трубкой охладителя.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гнущийся теплопоглотитель включает кремниевую канальную пластину, прикрепленную к защитной пластине, канальная пластина изготовлена из кремния и микромеханически обработана для обеспечения наличия входной трубки, выпускной трубки и микроканалов между входной трубкой и выпускной трубкой.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что силовой механизм выбран из группы,
состоящей из пьезоэлектрического датчика, пневматического привода и регулятора давления.
9. Способ для поддержания одинакового субмикронного зазора и низкой температуры холодной стороны фотоэлектрического коллектора термофотоэлектрической ячейки, включающее:
создание слоистого устройства, включающего в себя подложку с горячей стороной, отделенную от холодной стороны фотоэлектрической ячейки субмикронным зазором, поддерживаемым прокладками, гнущийся теплопоглотитель, расположенный между холодной стороной фотоэлектрической ячейки и сдавливающим слоем, и плоскую жесткую пластину, расположенную между сдавливающим слоем и силовым механизмом;
помещение слоистого устройства внутрь крпуса;
поддержание горячей стороны подложки и силового механизма в жестком расположении относительно друг друга благодаря корпусу; и
получение сдавливающей силы силовым механизмом на слоях внутри корпуса между горячей стороной подложки и силовым механизмом, для поддержания одинакового субмикронного зазора и оптимальной теплопроводности между фотоэлектрической ячейкой и гнущимся теплопоглотителем.
10. Способ по п. 9, также включающий гнущийся теплопоглотитель, придавленный к фотоэлектрической ячейке сдавливающим слоем, плоской жесткой пластиной и силовым механизмом.
11. Способ по п. 9, также включающий возможность гнущегося теплопоглотителя принимать форму корпуса.
12. Способ по п. 9, также включающий выбор прочностной характеристики гнущегося теплопоглотителя из группы, включающей жесткий, полужесткий и гибкий типы.
13. Способ по п. 9, также включающий минимизацию изменения давления на фотоэлектрическую ячейку, горячую сторону слоя и прокладки в субмикронном зазоре благодаря сдавливающему слою.
14. Способ по п. 9 также включает в себя следующие этапы:
соединение входного соединителя охладителя с входной трубкой охладителя с помощью отверстия охладителя в гнущемся теплопоглотителе;
соединение выпускной трубки охладителя с выпускным соединителем охладителя с помощью трубки выпуска охладителя в гнущемся теплопоглотителе; и
размещение канальной пластины между входной трубкой охладителя и выпускной трубкой охладителя, канальная пластина, имеющая множество микроканалов для того, чтобы провести охладитель между входной трубкой охладителя и выпускной трубкой охладителя.
15. Способ по п. 9, также включающий кремниевую канальную пластину, прикрепленную к кремниевой защитной пластине для формирования гнущегося теплопоглотителя, изготовление канальной пластины из кремния и с микромеханической обработкой, чтобы обеспечить наличие входной трубки, выпускной трубки и микроканалов между входной трубкой и выпускной трубкой.
16. Способ по п. 9, также включающий выбор силового механизма из группы,
состоящей из пьезоэлектрического датчика, пневматического привода и регулятора давления.
17. Слоистое устройство для поддержания одинакового субмикронного зазора и низкой температуры холодной стороны фотоэлектрического коллектора термофотоэлектрической ячейки, включающее
термальную излучающую поверхность горячей стороны подложки, отделенной от термальной поглощающей поверхности фотоэлектрической ячейки субмикронным зазором, поддерживаемым прокладками;
первую поверхность гнущегося теплопоглотителя, придавленную к поверхности фотоэлектрической ячейки напротив термальной поглощающей поверхности фотоэлектрической ячейки;
вторую поверхность гнущегося теплопоглотителя напротив первой поверхности гнущегося теплопоглотителя, придавленную к первой поверхности сдавливающего слоя; вторую поверхность сдавливающего слоя напротив первой поверхности сдавливающего слоя, придавленную к первой поверхности плоской жесткой пластины; вторую поверхность плоской жесткой пластины напротив первой поверхности плоской жесткой пластины, придавленную к первой поверхности силового механизма;
термальную поглощающую поверхность горячей стороны подложки напротив горячей стороны термальной излучающей поверхности, удерживаемую в жестком взаимном расположении со второй поверхностью силового механизма напротив первой поверхности силового механизма с помощью корпуса; и
сдавливающую силу, поддерживаемую силовым механизмом на слоях внутри корпуса между горячей поглощающей стороной и второй поверхностью силового механизма,
для поддержания одинакового субмикронного зазора и оптимальной теплопроводности между фотоэлектрической ячейкой и гнущимся теплопоглотителем.
18. Слоистое устройство для поддержания одинакового субмикронного зазора и низкой температуры холодной стороны коллектора ячейки термоэлектрического преобразования, включающее
слоистое устройство, включающее в себя подложку, отделенную от холодной стороны ячейки субмикронным зазором, поддерживаемым прокладками, гнущийся теплопоглотитель, сдавливающий слой, плоскую жесткую пластину и силовой механизм;
слоистое устройство, помещенное внутрь корпуса;
горячую сторону подложки и силовой механизм, поддерживаемые в жестком расположении относительно друг друга благодаря корпусу; и
сдавливающую силу, поддерживаемую силовым механизмом на слоях внутри корпуса между горячей стороной подложки и силовым механизмом, для поддержания одинакового субмикронного зазора и оптимальной теплопроводности между фотоэлектрической ячейкой и гнущимся теплопоглотителем.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201361790429P | 2013-03-15 | 2013-03-15 | |
| US61/790,429 | 2013-03-15 | ||
| PCT/US2014/028991 WO2014144535A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | Microchannel heat sink for micro-gap thermophotovoltaic device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015139046A true RU2015139046A (ru) | 2017-04-24 |
| RU2652645C2 RU2652645C2 (ru) | 2018-04-28 |
Family
ID=51521924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015139046A RU2652645C2 (ru) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | Способ и устройство микроканального теплопоглощающего устройства для термофотоэлектрического генератора электрической энергии с микрозазором |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140261644A1 (ru) |
| EP (1) | EP2973761A4 (ru) |
| JP (1) | JP6445522B2 (ru) |
| KR (1) | KR101998920B1 (ru) |
| CN (1) | CN105122466B (ru) |
| CA (1) | CA2907148A1 (ru) |
| RU (1) | RU2652645C2 (ru) |
| SA (1) | SA515361192B1 (ru) |
| TW (1) | TWI599066B (ru) |
| WO (1) | WO2014144535A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9980415B2 (en) * | 2015-08-20 | 2018-05-22 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Configurable double-sided modular jet impingement assemblies for electronics cooling |
| US10574175B2 (en) * | 2016-02-08 | 2020-02-25 | Mtpv Power Corporation | Energy conversion system with radiative and transmissive emitter |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4471837A (en) * | 1981-12-28 | 1984-09-18 | Aavid Engineering, Inc. | Graphite heat-sink mountings |
| US4964458A (en) * | 1986-04-30 | 1990-10-23 | International Business Machines Corporation | Flexible finned heat exchanger |
| JPH07114250B2 (ja) * | 1990-04-27 | 1995-12-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 熱伝達システム |
| US5801442A (en) * | 1996-07-22 | 1998-09-01 | Northrop Grumman Corporation | Microchannel cooling of high power semiconductor devices |
| JP2001165525A (ja) * | 1999-12-07 | 2001-06-22 | Seiko Seiki Co Ltd | 熱電加熱冷却装置 |
| US7390962B2 (en) * | 2003-05-22 | 2008-06-24 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Micron gap thermal photovoltaic device and method of making the same |
| US7353859B2 (en) * | 2004-11-24 | 2008-04-08 | General Electric Company | Heat sink with microchannel cooling for power devices |
| US7243705B2 (en) * | 2005-03-01 | 2007-07-17 | Intel Corporation | Integrated circuit coolant microchannel with compliant cover |
| RU2351039C1 (ru) * | 2007-08-23 | 2009-03-27 | Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук | Термофотоэлектрический преобразователь |
| US8076569B2 (en) * | 2008-05-12 | 2011-12-13 | Mtpv, Llc | Method and structure, using flexible membrane surfaces, for setting and/or maintaining a uniform micron/sub-micron gap separation between juxtaposed photosensitive and heat-supplying surfaces of photovoltaic chips and the like for the generation of electrical power |
| AU2009257186A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | Solar Systems Pty Ltd | A photovoltaic device for a closely packed array |
| US8522560B2 (en) * | 2009-03-25 | 2013-09-03 | United Technologies Corporation | Fuel-cooled heat exchanger with thermoelectric device compression |
| BR112012015080A2 (pt) * | 2010-02-28 | 2017-03-07 | Mtpv Power Corp | submícron espaçamento em grande escala de micro-espaçamento termofotovoltaico - método e aparelho |
-
2014
- 2014-03-14 WO PCT/US2014/028991 patent/WO2014144535A1/en active Application Filing
- 2014-03-14 CN CN201480022594.4A patent/CN105122466B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-14 CA CA2907148A patent/CA2907148A1/en active Pending
- 2014-03-14 EP EP14762210.4A patent/EP2973761A4/en not_active Withdrawn
- 2014-03-14 KR KR1020157027331A patent/KR101998920B1/ko active IP Right Grant
- 2014-03-14 US US14/213,412 patent/US20140261644A1/en not_active Abandoned
- 2014-03-14 RU RU2015139046A patent/RU2652645C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2014-03-14 JP JP2016502957A patent/JP6445522B2/ja active Active
- 2014-05-02 TW TW103115785A patent/TWI599066B/zh not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-09-15 SA SA515361192A patent/SA515361192B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2973761A4 (en) | 2016-10-12 |
| CN105122466B (zh) | 2019-06-04 |
| EP2973761A1 (en) | 2016-01-20 |
| JP2016516388A (ja) | 2016-06-02 |
| CA2907148A1 (en) | 2014-09-18 |
| WO2014144535A8 (en) | 2015-10-22 |
| SA515361192B1 (ar) | 2019-10-22 |
| WO2014144535A1 (en) | 2014-09-18 |
| TWI599066B (zh) | 2017-09-11 |
| JP6445522B2 (ja) | 2018-12-26 |
| KR101998920B1 (ko) | 2019-09-27 |
| RU2652645C2 (ru) | 2018-04-28 |
| KR20160008506A (ko) | 2016-01-22 |
| CN105122466A (zh) | 2015-12-02 |
| US20140261644A1 (en) | 2014-09-18 |
| TW201535766A (zh) | 2015-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9318682B2 (en) | Modular thermoelectric units for heat recovery systems and methods thereof | |
| WO2009045538A3 (en) | Fabrication of nanowire array composites for thermoelectric power generators and microcoolers | |
| JP2014514524A5 (ru) | ||
| WO2010130764A3 (de) | Wärmeübertrager und verfahren zur umwandlung von thermischer energie eines fluids in elektrische energie | |
| JP2010245265A (ja) | 熱電モジュール | |
| WO2012130429A3 (de) | Vorrichtung und verfahren zum umwandeln von solarer strahlungsenergie in elektrischen strom und/oder wärme | |
| Kiflemariam et al. | Modeling integrated thermoelectric generator-photovoltaic thermal (TEG-PVT) system | |
| JP6553947B2 (ja) | エンジンの熱電発電システム | |
| KR101703955B1 (ko) | 열전발전 장치 및 이를 구비한 하이브리드 보일러 | |
| US20130233304A1 (en) | Design of Integrated Heat Exchanger into Solar Absorber for Affordable Small-scale Concentrated Solar Power Generation (SCU) | |
| RU2015139046A (ru) | Способ и устройство микроканального теплопоглощающего устройства для термофотоэлектрического генератора электрической энергии с микрозазором | |
| CN108493322A (zh) | 环形热电材料发电器的热电偶单元及环形热电材料发电器 | |
| WO2011120676A3 (en) | Arrangement for generating electricity with thermoelectric generators and solar energy collector means | |
| EP2360741A3 (en) | Photovoltaic module and method for manufacturing the same | |
| WO2018083912A1 (ja) | 熱電発電熱交換器 | |
| CN208078022U (zh) | 环形热电材料发电器的热电偶单元及环形热电材料发电器 | |
| US8525393B1 (en) | Bimaterial microelectromechanical system (MEMS) solar power generator | |
| WO2011054017A3 (en) | Concentrating transducer of solar energy (variants) | |
| JP2013042113A5 (ja) | 熱電変換素子、熱電変換発電装置及び発電方法 | |
| US9660168B2 (en) | Heat exchanger for thermoelectric power generation with the thermoelectric modules in direct contact with the heat source | |
| Zulakmal et al. | Computational fluid dynamics analysis of thermoelectric generators performance under solar photovoltaic-thermal (PVT) system | |
| KR20160026396A (ko) | 차량용 열전발전 장치 | |
| Bayoumi et al. | Modeling and simulation of a photovoltaic/thermal hybrid system using different back-pipe structures | |
| Sohel et al. | Power generation from low grade waste heat using thermoelectric generator | |
| KR20140096926A (ko) | 열전소자를 이용한 폐열 발전기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20180109 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20180216 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210315 |