RU2545352C1 - Элемент фотопреобразователя - Google Patents
Элемент фотопреобразователя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545352C1 RU2545352C1 RU2013156151/28A RU2013156151A RU2545352C1 RU 2545352 C1 RU2545352 C1 RU 2545352C1 RU 2013156151/28 A RU2013156151/28 A RU 2013156151/28A RU 2013156151 A RU2013156151 A RU 2013156151A RU 2545352 C1 RU2545352 C1 RU 2545352C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- photoconverter
- solar
- sensitized
- coated
- 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 устройствам для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую солнечным элементом на основе сенсибилизированных металлооксидных мезоструктур. Элемент фотопреобразователя содержит пластину из проводящего материала, сенсибилизированный диоксид титана, прозрачный элемент с нанесенным проводящим покрытием, при этом сенсибилизированный диоксид титана нанесен на пластину из проводящего материала с обеих сторон и покрыт прозрачным элементом с проводящим покрытием. Изобретение позволяет повысить эффективность элемента фотопреобразователя, удешевив и упростив его производство. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую солнечным элементом на основе сенсибилизированных металлооксидных мезоструктур.
Известен нанокристаллический сенсибилизированный солнечный элемент на основе диоксида титана (заявка № WO 91/16719, опубл. 31.10.1991 г.) для выработки электричества в условиях прямого солнечного освещения (nanocrystalline dye-sensitized solar cell DSSC), который состоит из нанокристаллического слоя диоксида титана толщиной около 10 мкм, сенсибилизированного молекулами красителя, абсорбирующего световое излучение в диапазоне 400-700 нм. В зависимости от типа использованного сенсибилизатора эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую для DSSC элемента варьируется от 5 до 12%.
Недостатками этого известного технического решения является то, что нанокристаллический сенсибилизированный солнечный элемент имеет значительно меньшую эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую в солнечных элементах или панелях большой площади из-за высокого последовательного сопротивления прозрачного контакта, что выражается в ухудшении вида вольт-амперной (В-А) характеристики, падении величины тока короткого замыкания и фактора заполнения, причем существенные недостатки данного типа солнечных элементов проявляются в случае масштабирования размеров солнечных элементов или солнечной панели в сторону увеличения.
Известен двусторонний солнечный модуль для преобразования световой энергии в электрическую (заявка № PCT/US 2007/009191 от 16.04.2007 г.). В получаемом преобразователе увеличение эффективности фотопреобразователя достигается за счет наличия двух солнечных элементов, расположенных в замкнутом полом внутреннем пространстве и обращенных активными поверхностями друг к другу, в промежуток между которыми и направляется световой поток прямого солнечного излучения. В качестве составных частей модуля использованы солнечные элементы на основе кремния.
Недостатком фотопреобразователя является необходимость направления прямого потока солнечной энергии в полое пространство между двумя элементами двусторонней конструкции. Последнее исключает возможность работы системы в условиях низкой и диффузной освещенности и приводит к принципиальной невозможности ее адаптации к условиям работы внутри помещения.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является солнечная панель, способная к двустороннему приему света, которая может повысить эффективность производства электроэнергии, разработанная корпорацией Asahi Glass Company, Япония (заявка № PCT/JP2011/052778 от 9.02.2011). С помощью двух идентичных односторонних солнечных элементов на основе кремния, освещаемые поверхности которых ориентированы в противоположных направлениях, достигается цель не только повысить количество вырабатываемой электроэнергии, но и уменьшить количество элементов конструкции, что позитивно сказывается на массе и цене конечного изделия. Данная солнечная панель, способная к двустороннему приему света, оснащена тремя стеклянными пластинами и двумя односторонними светопоглощающими ячейками, расположенными между ними.
Основным недостатком данного технического решения является то, что в двусторонней солнечной панели необходимо использовать дополнительные конструкционные решения для обеспечения доступа светового потока к задней стороне солнечной панели, а также недостатком является крайне низкая эффективность в условиях низкой интенсивности освещения, в том числе при работе внутри помещения.
Задачей заявляемого изобретения является создание простого и недорогого элемента фотопреобразователя, способного работать с прямым солнечным светом и рассеянным светом.
Технический результат заключается в увеличении эффективности преобразования энергии светового потока, как при высокой интенсивности излучения, так и при низкой и диффузной освещенности, в том числе внутри помещения.
Технический результат достигается тем, что элемент фотопреобразователя, содержащий пластину из проводящего материала, сенсибилизированный диоксид титана, прозрачный элемент с нанесенным проводящим покрытием, причем сенсибилизированный диоксид титана нанесен на пластину с обеих сторон и покрыт прозрачным элементом с проводящим покрытием.
На чертеже показан возможный вариант осуществления заявляемого способа.
На чертеже показано: прозрачные элементы 1, проводящие покрытия 2, мезоскопические слои диоксида титана 3, пластина из проводящего материала 4. Мезоскопические слои диоксида титана 3 нанесены на проводящую пластину 4 с двух сторон. Каждый из слоев диоксида титана 3 закрыт прозрачным элементом 1 с проводящим покрытием 2.
Элемент фотопреобразователя может быть осуществлен следующим образом:
Элемент фотопреобразователя обычно используют в солнечных элементах для преобразования солнечного излучения и рассеянного света в электрическую энергию. Электрод 4 (пластина из проводящего материала, например титана) покрыта с обеих сторон сенсибилизированным мезоскопическим слоем диоксида титана 3. Сенсибилизированный мезоскопический слой диоксида титана 3 покрыт прозрачным элементом 1 (например, гибкими полимерными прозрачными пленками или стеклом) с проводящим покрытием 2 (например, прозрачным проводящим слоем оксида олова). При этом необходимо отметить, что электрод 4 может быть выполнен в виде многослойной пластины, например, из двух склеенных титановых пластин, что может понадобиться в случае, если на каждую из пластин сенсибилизированный мезоскопический слой диоксида титана 3 наносят отдельно, а потом склеивают. Также мезоскопический слой диоксида титана 3 с прозрачным элементом 1 с проводящим покрытием 2 может быть выполнен в несколько слоев, что может пригодиться в случае, когда требуется извлечь максимум энергии из света, падающего на элемент фотопреобразователя, в данном случае один из вышеупомянутых мезоскопических слоев диоксида титана 3 принимает один спектр падающего света, а другой мезоскопический слой диоксида титана 3 может принимать другой спектр падающего света.
Работа данного элемента фотопреобразователя основана на известных свойствах и физических законах. Главное преимущество заключается в том, что при работе одна из сторон, обычно, обращена к солнцу и воспринимает солнечное излучение, а другая сторона обращена, например, внутрь какого-либо помещения или просто находится на теневой стороне, например, навеса или стены и воспринимает рассеянный свет. При работе пластина из проводящего металла (электрод 4) и прозрачные элементы 1 с проводящими покрытиями 2 воспринимают и солнечный свет и рассеянный, свет за счет чего в сенсибилизированных слоях оксида титана 3 возникают электрические заряды, а во внешней цепи создается ток.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность элемента фотопреобразователя, удешевив и упростив его производство.
Claims (1)
- Элемент фотопреобразователя, содержащий пластину из проводящего материала, сенсибилизированный диоксид титана, прозрачный элемент с нанесенным проводящим покрытием, отличающийся тем, что сенсибилизированный диоксид титана нанесен на пластину с обеих сторон и покрыт прозрачным элементом с проводящим покрытием.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156151/28A RU2545352C1 (ru) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | Элемент фотопреобразователя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156151/28A RU2545352C1 (ru) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | Элемент фотопреобразователя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2545352C1 true RU2545352C1 (ru) | 2015-03-27 |
Family
ID=53383275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013156151/28A RU2545352C1 (ru) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | Элемент фотопреобразователя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2545352C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617041C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-04-19 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Солнечный фотоэлектрический модуль со стационарным концентратором (варианты) |
RU2792023C1 (ru) * | 2018-07-16 | 2023-03-15 | Эксегер Оперейшнз Аб | Блок сенсибилизированного красителем солнечного элемента, фотоэлектрическое зарядное устройство, включающее в себя блок сенсибилизированного красителем солнечного элемента, и способ изготовления блока солнечного элемента |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000200627A (ja) * | 1999-01-06 | 2000-07-18 | Nikon Corp | 色素増感型太陽電池及びその製造方法 |
JP2000315530A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-11-14 | Ricoh Co Ltd | 光電変換素子及びその製造方法 |
US6245988B1 (en) * | 1997-05-07 | 2001-06-12 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne | Metal complex photosensitizer and photovoltaic cell |
JP2007172917A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Fujikura Ltd | 光電変換素子 |
RU2469439C1 (ru) * | 2011-06-23 | 2012-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Солнечный ветер" | Способ изготовления солнечного элемента с двухсторонней чувствительностью |
-
2013
- 2013-12-17 RU RU2013156151/28A patent/RU2545352C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6245988B1 (en) * | 1997-05-07 | 2001-06-12 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne | Metal complex photosensitizer and photovoltaic cell |
JP2000200627A (ja) * | 1999-01-06 | 2000-07-18 | Nikon Corp | 色素増感型太陽電池及びその製造方法 |
JP2000315530A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-11-14 | Ricoh Co Ltd | 光電変換素子及びその製造方法 |
JP2007172917A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Fujikura Ltd | 光電変換素子 |
RU2469439C1 (ru) * | 2011-06-23 | 2012-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Солнечный ветер" | Способ изготовления солнечного элемента с двухсторонней чувствительностью |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617041C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-04-19 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Солнечный фотоэлектрический модуль со стационарным концентратором (варианты) |
RU2792023C1 (ru) * | 2018-07-16 | 2023-03-15 | Эксегер Оперейшнз Аб | Блок сенсибилизированного красителем солнечного элемента, фотоэлектрическое зарядное устройство, включающее в себя блок сенсибилизированного красителем солнечного элемента, и способ изготовления блока солнечного элемента |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Selvaraj et al. | Enhancing the efficiency of transparent dye-sensitized solar cells using concentrated light | |
De Rossi et al. | Characterization of photovoltaic devices for indoor light harvesting and customization of flexible dye solar cells to deliver superior efficiency under artificial lighting | |
Zhang et al. | High‐performance, transparent, dye‐sensitized solar cells for see‐through photovoltaic windows | |
US7804023B2 (en) | Bifacial thin film solar cell and method for making the same | |
CN102254695B (zh) | 具有陷光结构的染料敏化纳米晶薄膜太阳能电池 | |
Colonna et al. | Introducing structural colour in DSCs by using photonic crystals: interplay between conversion efficiency and optical properties | |
Peng et al. | Waveguide fiber dye-sensitized solar cells | |
Li et al. | Luminescent solar concentrators performing under different light conditions | |
Peng et al. | Integration of fiber dye-sensitized solar cells with luminescent solar concentrators for high power output | |
Xue et al. | Understanding of the chopping frequency effect on IPCE measurements for dye-sensitized solar cells: from the viewpoint of electron transport and extinction spectrum | |
Zhang et al. | How to improve the performance of dye-sensitized solar cell modules by light collection | |
Kapil et al. | Indoor light performance of coil type cylindrical dye sensitized solar cells | |
Belessiotis et al. | DSSCs for indoor environments: from lab scale experiments to real life applications | |
RU2545352C1 (ru) | Элемент фотопреобразователя | |
De Rossi et al. | Flexible photovoltaics for light harvesting under LED lighting | |
RU2531768C1 (ru) | Двусторонний солнечный фотопреобразователь (варианты) | |
RU2531767C1 (ru) | Тандемный солнечный фотопреобразователь | |
Byranvand et al. | Photonic design of embedded dielectric scatterers for dye sensitized solar cells | |
Moon et al. | Effect of TiO 2 nanoparticle-accumulated bilayer photoelectrode and condenser lens-assisted solar concentrator on light harvesting in dye-sensitized solar cells | |
KR20190074754A (ko) | 윈도우형 광발전 장치 | |
KR102204686B1 (ko) | 투명 태양전지 및 그를 구비하는 후면 반사 투명 태양전지 모듈 | |
JP6017752B2 (ja) | ガラス飛散防止発電フィルム | |
RU2649239C1 (ru) | Сенсибилизированный красителем металлооксидный солнечный элемент | |
RU2626752C1 (ru) | Тандемный металлооксидный солнечный элемент | |
WO2014092080A1 (ja) | 2酸化ケイ素ソーラーセル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161218 |