RU2408954C1 - Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую - Google Patents
Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408954C1 RU2408954C1 RU2009142715/28A RU2009142715A RU2408954C1 RU 2408954 C1 RU2408954 C1 RU 2408954C1 RU 2009142715/28 A RU2009142715/28 A RU 2009142715/28A RU 2009142715 A RU2009142715 A RU 2009142715A RU 2408954 C1 RU2408954 C1 RU 2408954C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- electrical
- carbon nanotubes
- heat
- transition metal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям солнечной энергии в электрическую и тепловую. Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую образован из слоев монокристаллических кварцевых пластин с нанесенным на них флуоресцирующим полупроводниковым композитом. Композит представляет собой фталоцианин переходного металла с добавлением модифицированных углеродных нанотрубок и наночастиц самого переходного металла для поглощения световых квантов с последующей генерацией излучения с малым стоковым сдвигом. При этом обеспечивается преобразование энергии кванта света в электрический ток и в тепло при помощи углеродных нанотрубок, размещенных в нижнем слое. При помощи электродов, размещенных с торцевых сторон пластин, происходит отвод электрического тока. Изобретение обеспечивает увеличение КПД преобразования солнечного излучения в электрическую и тепловую энергии. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям солнечной энергии в электрическую и тепловую и может быть использовано в производстве солнечных батарей, имеющих формирующие структуры на основе углеродных нанотрубок.
Известен преобразователь солнечной энергии в электрическую на основе гетероперехода между слоями халькогенида кадмия и меди n- и p-типов проводимости (SU 689483 А1).
Недостатками указанного преобразователя являются недостаточно высокий кпд и невозможность выработки электроэнергии при прекращении подачи электромагнитного излучения, например в ночное время.
Известен фотоэлемент, содержащий электроконтактную сетку-анод и металлическую пластину-катод с размещенными между ними прозрачным электропроводящим слоем и фоточувствительным слоем из прозрачного полупроводникового полимера n-типа с полупроводниковыми нанокристаллами p-типа и металлическими наночастицами (RU 2217845 С1, 2003).
Недостатком его является также недостаточно высокий кпд и сложность конструкции.
Наиболее близким является устройство для концентрации энергии солнечного излучения, в котором используют вогнутые зеркала, почти полностью отражающие падающее на них излучение; пучок солнечного света разлагается в спектр устройством для разложения света в спектр, например призмой или дифракционной решеткой; в качестве фотоэлементов, преобразующих энергию света в электрическую энергию, выступают фотопреобразователи с p-n-переходом, изготовленные из полупроводников с максимумами поглощения излучения, соответствующими различным длинам волн излучения (RU 57054 U1).
Недостатками его также является сложность изготовления и недостаточно высокий кпд, не превышающий 15%.
В основу изобретения поставлена техническая задача увеличения КПД устройства, преобразующего энергию солнечного излучения в электрическую и тепловую энергию.
Указанная задача решается с помощью совокупности существенных признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительный вариант осуществления изобретения приведен в зависимом пункте формулы изобретения.
Технический результат достигается тем, что преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую представляет собой конструкцию с прозрачным в видимой области спектра и образованным из слоев монокристаллических кварцевых пластин с нанесенным на них флуоресцирующим композитом, представляющим собой фталонианин переходного металла с добавлением модифицированных углеродных нанотрубок и наночастиц самого переходного металла для поглощения световых квантов с последующей генерацией излучения с малым стоковым сдвигом для преобразования энергии инициирующего кванта света в электрический ток и в тепло при помощи углеродных нанотрубок, размещенных в нижнем слое, а электроды размещены с торцевых сторон пластин для отвода тока.
Возможны и другие варианты выполнения, согласно которым необходимо, чтобы
слои монокристаллических кварцевых пластин образовывали сэндвичевую структуру.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата.
Настоящее изобретение объясняется более подробно с помощью прилагаемых чертежей и описания, приведенного ниже.
Краткое описание чертежей:
на фиг.1 изображены слои кварцевых пластин;
на фиг.2 изображена одна из кварцевых пластин;
на фиг.3 изображена нижняя кварцевая пластина элемента;
на фиг.4 изображена сэндвичевая структура из кварцевых пластин;
на фиг.5 изображена солнечная батарея.
Согласно заявленному изобретению преобразователь световой энергии в электрическую и тепловую представляет собой конструкцию 1, прозрачную в видимой области спектра, поэтому его собственное поглощение невелико. Суммарное пропускание конструкции 1 в данном диапазоне составляет не ниже 20%. Конструкция 1 образована из слоев монокристаллических кварцевых пластин 2 с нанесенным на них флуоресцирующим (полупроводниковым) композитом 3 (фиг.2). Флуоресцирующий полупроводниковый композит 3 представляет собой фталоцианин переходного металла, в который добавлены модифицированные углеродные нанотрубки и наночастицы самого переходного металла, что позволяет поглощать световые кванты с последующей генерацией излучения с малым стоковым сдвигом для преобразования энергии инициирующего кванта света в электрический ток, имеются также в солнечной конструкции 4 электроды 5, размещенные с торцевых сторон кварцевых пластин 2 для отвода тока. Для преобразования энергии инициирующего кванта света в тепло в солнечном элементе 4 нижний слой 6 выполнен в виде углеродных нанотрубок 7. Слои монокристаллических кварцевых пластин 2 в солнечной конструкции 4 могут образовывать сэндвичевую структуру из набора кварцевых пластин 2 по 30-40 слоев в каждом наборе (фиг.4).
Преобразователь световой энергии работает следующим образом: световые лучи падают на монокристаллические кварцевые пластины 2. Принцип работы устройства основан на поглощении световых квантов флуоресцирующим полупроводниковым композитом 3, состоящим из фталоцианина переходного металла, в который добавлены модифицированные углеродные нанотрубки и наночастицы самого переходного металла. Такое выполнение позволяет поглощать световые кванты с последующей генерацией излучения с малым стоковым сдвигом и преобразовывать энергию инициирующего кванта света в электрический ток и тепло. Электрический ток в солнечном элементе 4 снимается с электродов 5, размещенных с торцевых сторон кварцевых пластин 2. А теплоотвод может быть произведен от нижнего слоя 6, выполненного в виде углеродных нанотрубок 7. Таким образом, описанное выше устройство позволит повысить КПД преобразования световой энергии, в частности солнечной, в электрическую и тепловую.
Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических процессов.
Claims (2)
1. Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую, представляющий собой конструкцию с прозрачным в видимой области спектра и образованным из слоев монокристаллических кварцевых пластин с нанесенным на них флуоресцирующим композитом, представляющим собой фталоцианин переходного металла с добавлением модифицированных углеродных нанотрубок и наночастиц самого переходного металла для поглощения световых квантов с последующей генерацией излучения с малым стоковым сдвигом для преобразования энергии инициирующего кванта света в электрический ток и в тепло, теплоотвод производят при помощи углеродных нанотрубок, размещенных в нижнем слое, а электроды для отвода тока размещены с торцевых сторон пластин.
2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что слои монокристаллических кварцевых пластин образуют сэндвич-структуру.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142715/28A RU2408954C1 (ru) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142715/28A RU2408954C1 (ru) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2408954C1 true RU2408954C1 (ru) | 2011-01-10 |
Family
ID=44054743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009142715/28A RU2408954C1 (ru) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2408954C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515114C2 (ru) * | 2012-08-01 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Способ изготовления твердотельного фотоэлемента на основе фталоцианина для преобразования световой энергии в электрическую |
RU2586263C1 (ru) * | 2014-12-08 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Аналитические приборы и специальные технологии защиты" | Гибридный многослойный фотоэлектрический преобразователь |
RU2615041C1 (ru) * | 2015-10-01 | 2017-04-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет" | Концентратор лучей для солнечной батареи с веерным расположением зеркальных отражающих электродов |
RU190887U1 (ru) * | 2019-05-24 | 2019-07-16 | федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки "Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет Российской академии наук" | Солнечный элемент на основе пластинчатых нанокристаллов (al,ga)as с поперечными гетеропереходами |
-
2009
- 2009-11-20 RU RU2009142715/28A patent/RU2408954C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515114C2 (ru) * | 2012-08-01 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Способ изготовления твердотельного фотоэлемента на основе фталоцианина для преобразования световой энергии в электрическую |
RU2586263C1 (ru) * | 2014-12-08 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Аналитические приборы и специальные технологии защиты" | Гибридный многослойный фотоэлектрический преобразователь |
RU2615041C1 (ru) * | 2015-10-01 | 2017-04-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет" | Концентратор лучей для солнечной батареи с веерным расположением зеркальных отражающих электродов |
RU190887U1 (ru) * | 2019-05-24 | 2019-07-16 | федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки "Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет Российской академии наук" | Солнечный элемент на основе пластинчатых нанокристаллов (al,ga)as с поперечными гетеропереходами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8816191B2 (en) | High efficiency photovoltaic cells and manufacturing thereof | |
Liu et al. | High efficiency and high open-circuit voltage quadruple-junction silicon thin film solar cells for future electronic applications | |
Sharma et al. | Evolution of PV technology from conventional to nano-materials | |
RU2408954C1 (ru) | Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую | |
Bertolli | Solar cell materials | |
Um et al. | Flexible crystalline-silicon photovoltaics: light management with surface structures | |
Sadashivappa et al. | Nanoantenna–a review | |
KR20130111815A (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
EP2221882A2 (en) | Solar concentrator comprising two solar cells | |
JP2012231142A (ja) | 太陽電池 | |
TWM446974U (zh) | 太陽能電池模組 | |
Chopra | A Technical Review on the Thin-Films Coatings for Enhancing the Efficiency of the Photo-Voltaic Cells for Solar Energy Applications | |
KR101062486B1 (ko) | 발열체를 이용한 저열화 실리콘 박막 태양 전지 | |
Ramasesha | Challenges in the Quest for Clean Energies: 2. Solar Energy Technologies | |
Jaiswal et al. | Nanomaterials based solar cells | |
KR100581840B1 (ko) | 광감응형 및 p-n접합 복합구조를 갖는 태양전지 및 그제조방법 | |
Madhusudanan et al. | Sustainable energy harvesting technologies | |
Aghaei et al. | An overview of solar cells materials classification | |
Tripathi et al. | Solar energy from cells to grid | |
US20110155215A1 (en) | Solar cell having a two dimensional photonic crystal | |
RU57054U1 (ru) | Преобразователь солнечной энергии в электрическую | |
KR20130104347A (ko) | 태양 전지 및 그 제조 방법 | |
TW201519573A (zh) | 具多重擷取光源發電之疊組整合式發電裝置 | |
TW201349523A (zh) | 聚光型光電電池 | |
Malik et al. | Overview and performance enhancement of unabridged thin film solar cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111121 |