Патенты автора Шевалеевский Олег Игоревич (RU)
Металлооксидный солнечный элемент // 2698533
Изобретение относится к области солнечной фотоэнергетики, в частности к устройствам для прямого преобразования солнечной энергии. Предложен металлооксидный солнечный элемент на основе наноструктурированных слоев металлооксида, сенсибилизированного поглощающей свет субстанцией, включающий проводящий слой из оксида олова, допированного фтором или индием, и противоэлектрод, при этом в качестве поглощающей свет субстанции он содержит органический краситель или квантовые точки, а противоэлектрод выполнен в виде пленки из композитного материала на основе графена и наночастиц редкоземельного элемента, нанесенной на проводящее покрытие из оксида олова, допированного фтором или индием. Органический краситель поглощает свет в диапазоне 400-750 нм, а квантовые точки - в диапазоне 500-1300 нм солнечного спектра. Изобретение обеспечивает стабильную работу металлооксидного солнечного элемента, высокую эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую, позволяет существенно уменьшить стоимость солнечного элемента и упростить процесс его конструирования. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области солнечной фотоэнергетики, в частности к созданию устройств для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую с использованием сенсибилизированных красителем металлооксидных солнечных элементов (МО СЭ). Наиболее успешно настоящее изобретение может быть применено в солнечных энергоустановках для работы при высокой и низкой освещенности, в том числе в условиях рассеянного света. В конструкции сенсибилизированного красителем МО СЭ использован фотоэлектрод в виде фотопреобразующего мезопористого наноструктурированного слоя из наночастиц металлооксида, сенсибилизированных адсорбированным на них красителем, и светорассеивающий слой, выполненный из микрочастиц металлооксида. При этом фотопреобразующий слой выполнен из наночастиц металлооксида на основе тройной системы формулы Ti(1-x)MexO2, где Me обозначает Nb или редкоземельный металл, выбранный из группы: Sm, Yb, Eu, а величина "x" варьируется в пределах от 0,01 до 0,1. Изобретение обеспечивает возможность более чем на 20% увеличить КПД преобразования солнечной энергии в электрическую в сенсибилизированных солнечных элементах типа МО СЭ. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр., 3 ил.
Изобретение может быть использовано при изготовлении металлооксидных солнечных элементов, сенсоров, систем запасания энергии, катализаторов. Для получения мезопористой наноструктурированной пленки металлооксида методом электростатического напыления напыляемый материал помещают в контейнер с выпускным отверстием. В качестве напыляемого материала используют сухой нанокристаллический порошок диоксида титана со средним размером частиц 25 нм. Заземляют твердую подложку, в качестве которой используют стекло, кварц, керамику с токопроводящим покрытием или металл. Подают напыляемый материал через выпускное отверстие с образованием потока напыляемого материала. Прикладывают разность потенциалов между выпускным отверстием и твердой заземленной подложкой. Полученную пленку диоксида титана подвергают обработке 10%-ной уксусной кислотой. Проводят термическую обработку при температуре 400-450°С в течение 30-40 мин. Изобретение позволяет упростить получение мезопористой наноструктурированной пленки металлооксида, повысить адгезию пленки к поверхности подложки, повысить КПД солнечного элемента при использовании такой пленки в качестве фотоэлектрода для создания металлооксидных сенсибилизированных солнечных элементов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 пр.
Тандемный металлооксидный солнечный элемент // 2626752
Изобретение относится к области солнечной фотоэнергетики. Тандемный металлооксидный солнечный элемент содержит два расположенных один под другим по ходу светового потока металлооксидных солнечных элемента (МО СЭ) на основе мезоскопических слоев сенсибилизированного металлооксида, имеющих общий промежуточный токосъемный контакт, при этом согласно изобретению общий промежуточный токосъемный контакт размещен на стеклянной подложке, расположенной между верхним и нижним по ходу светового потока МО СЭ, на которую со стороны, обращенной к верхнему по ходу светового потока МО СЭ, нанесен проводящий слой платины, являющийся для верхнего МО СЭ противоэлектродом, а с противоположной стороны стеклянной подложки, обращенной к нижнему по ходу светового потока МО СЭ, нанесено проводящее покрытие из оксида олова, допированного фтором или индием, служащее для нижнего МО СЭ проводящим электродом, при этом верхний по ходу светового потока МО СЭ сенсибилизирован органическим красителем, поглощающим солнечный свет в диапазоне длин волн 400-650 нм, а нижний по ходу светового потока МО СЭ сенсибилизирован органическим красителем, поглощающим солнечный свет в диапазоне длин волн 650-1000 нм. Изобретение обеспечивает увеличение эффективности и оптимизацию работы солнечного элемента как для высоких, мощностью 100-1000 Вт/м2, так и для низких интенсивностей светового потока в пределах 10-100 Вт/м2. 4 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области солнечной фотоэнергетики, в частности к устройствам для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую с использованием концентраторов солнечного излучения, и может быть использовано в солнечных энергоустановках для работы в условиях как высокой, так и низкой освещенности. Предложены два варианта солнечного фотоэлектрического модуля со стационарным концентратором, содержащим отражатели в качестве концентрирующих элементов, включающего фотоприемник излучения с двусторонней фоточувствительностью, расположенный в фокальной области концентратора. Концентратор содержит две симметричные ветви параболоцилиндрического отражателя, разделенные плоским прямоугольным отражателем, либо он выполнен в виде параболической полусферы с плоским круглым дном в качестве отражателя, а фотоприемник излучения с двусторонней фоточувствительностью является полупрозрачным для падающего на него солнечного света и выполнен либо прямоугольным, либо круглым, при этом его площадь равна или превышает площадь плоского отражателя. Фотоэлектрический модуль обеспечивает увеличение удельной мощности модуля и снижение стоимости вырабатываемой электроэнергии даже при низких значениях коэффициента концентрации солнечного излучения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области солнечной фотоэнергетики, а именно к устройствам для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.
Предложены два варианта двустороннего солнечного фотопреобразователя (ФП), содержащего два идентичных солнечных элемента (СЭ) на основе сенсибилизированных металло-оксидных (МО) мезоструктур, освещаемые поверхности которых ориентированы в противоположных направлениях. В первом варианте ФП оба СЭ смонтированы на общем проводящем заднем контакте из гибкой металлической основы с нанесенным на обе ее поверхности проводящим покрытием, а верхние проводящие контакты представляют собой гибкие полимерные прозрачные пленки с нанесенным на них проводящим прозрачным покрытием. Во втором варианте изобретения оба СЭ смонтированы на общем проводящем заднем контакте из стеклянной пластины, с нанесенным на обе ее поверхности проводящим покрытием, а верхние проводящие контакты представляют собой стеклянные пластины с нанесенным на них проводящим прозрачным покрытием. Сенсибилизированные МО мезоструктуры нанесены на проводящее прозрачное покрытие на полимерных прозрачных пленках (вариант 1) или на проводящее прозрачное покрытие на стеклянных пластинах, используемых в качестве верхних проводящих контактов (вариант 2). В качестве сенсибилизированных МО мезоструктур для обоих идентичных СЭ используются сенсибилизированные нанокристаллические металло-оксиды, выбранные из группы: диоксид титана, оксид цинка, оксид никеля, оксид железа или их смеси.
Предложенный ФП обеспечивает прямое преобразование световой энергии в электрическую с высокой эффективностью как при высокой интенсивности излучения (AM1.5, 1000 Вт/м2), так и при низкой и диффузной освещенности, в том числе внутри помещения (с интенсивностью в пределах 10-100 Вт/м2). 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
ТАНДЕМНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ // 2531767
Изобретение относится к области солнечной фотоэнергетики, в частности к устройствам для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую. Предложен тандемный солнечный фотопреобразователь, содержащий два расположенных один под другим солнечных элемента, верхний из которых является металлооксидным солнечным элементом на основе мезоскопического слоя сенсибилизированного металлооксида, а нижний - твердотельным солнечным элементом. Мезоскопический слой сенсибилизированного металлооксида верхнего солнечного элемента имеет толщину 5.0-5.5 мкм, а в качестве нижнего твердотельного солнечного элемента фотопреобразователь содержит солнечный элемент на основе моно- или мультикристаллического кремния, при этом разница значений напряжения холостого хода верхнего и нижнего солнечных элементов фотопреобразователя не превышает 0,1 В и осуществляется режим параллельного электрического подключения к нагрузке верхнего и нижнего СЭ. В качестве мезоскопического слоя сенсибилизированного металлооксида используются сенсибилизированные нанокристаллические металлооксиды, выбранные из группы: диоксид титана, оксид цинка, оксид никеля, оксид железа или их смеси. Предложенный тандемный солнечный ФП осуществляет прямое преобразование световой энергии в электрическую независимо от интенсивности солнечного излучения и угла падения света и обеспечивает увеличение эффективности преобразования световой энергии в электрическую, в том числе в условиях малой и диффузной освещенности. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к гелиотехнике, может быть использовано для преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую энергию и касается солнечного модуля, включающего концентратор, в фокусе которого расположен фотовольтаический преобразователь солнечной энергии, с контактами подключения батарей накопителей электрической и тепловой энергии и системой жидкостно-проточного теплосъема, при этом фотовольтаический преобразователь выполнен в виде полой трубки из теплопроводящего материала, на внешней поверхности которой нанесена полупроводниковая структура и внутри которой циркулирует теплоноситель, а также комбинированной солнечно-энергетической установки, включающей указанные выше солнечные модули
