Полупроводниковый фотоэлектрический генератор (варианты)

Авторы патента:

H01L31/042 - содержащие панели или матрицы фотоэлектрических элементов, например солнечных элементов

Владельцы патента RU 2494496:

Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) (RU)

Изобретение относится к электронной технике, а именно к приборам, преобразующим энергию электромагнитного излучения в электрическую, и технологии их изготовления, в частности к полупроводниковым фотоэлектрическим генераторам. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор с двухсторонней рабочей поверхностью выполнен в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей с n⁺-p-p⁺(p⁺n-n⁺) диодными структурами, у которых один или два линейных размера микрофотопреобразователя соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости диодных структур наклонены под углом φ, 30°<ρ<150°, к рабочей поверхности генератора, по всей площади рабочей поверхности с двух сторон генератора размещена пассивирующая пленка толщиной 10-60 нм, выполненная на основе одного или двух окислов следующих металлов: тантала, цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, а над пассивирующей пленкой расположен слой просветляющего покрытия. В другом варианте по всей площади рабочей поверхности генератора с двух сторон генератора размещены пассивирующие и просветляющие пленки, выполненные на основе одного или двух окислов следующих металлов: тантала, цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, а также нитрида или карбида кремния. Изобретение обеспечивает повышение КПД фотоэлектрического генератора и повышение эффективности преобразования электромагнитного излучения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Известен полупроводниковый фотоэлектрический генератор (а.с 288163 СССР, 1967 г., МПК H01L 31/042), выполненный в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей, у которых один или два линейных размера соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости p-n-переходов перпендикулярны рабочей поверхности генератора.

Недостатком указанного преобразователя является недостаточно высокая эффективность преобразования.

В качестве прототипа принята конструкция полупроводникового фотоэлектрического генератора, выполненного в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей, у которых один или два линейных размера соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости р-n-переходов перпендикулярны рабочей поверхности генератора, на поверхности микрофотопреобразователей, свободной от n-p-переходов, размещена изолирующая пленка толщиной 10-30 нм, на которой размещены нанокластеры металлов размером 10-40 нм с расстоянием между нанокластерами 60-120 нм, а над нанокластерами расположен слой пассивирующего антиотражающего покрытия из диэлектрика.

В варианте конструкции полупроводникового фотоэлектрического генератора, выполненного в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей, у которых один или два линейных размера соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости n-p-переходов перпендикулярны рабочей поверхности генератора, на поверхности микрофотопреобразователей, свободной от p-n-переходов, размещена изолирующая пленка, в которой размещены нанокластеры металлов размером 10-40 нм, а над пленкой расположен слой пассивирующего антиотражающего покрытия из диэлектрика.

В другом варианте конструкции полупроводникового фотоэлектрического генератора, выполненного в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей, у которых один или два линейных размера соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости n-p - переходов перпендикулярны рабочей поверхности генератора, на поверхности микрофотопреобразователей, свободной от p-n -переходов, размещена изолирующая пленка, в которой размещены нанокластеры металлов размером 10-40 нм, при этом изолирующая пленка выполняет функцию пассивирующего антиотражающего покрытия (патент РФ №2336596, 2007, МПК H01L 31/042. Опубл. 20.10.2008. Бюл. №29).

Недостатком указанного полупроводникового фотоэлектрического генератора является недостаточно высокая эффективность преобразования.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение КПД фотоэлектрического генератора, повышение эффективности преобразования электромагнитного излучения.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в полупроводниковом фотоэлектрическом генераторе с двухсторонней рабочей поверхностью, выполненном в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей с n⁺-p-p⁺(p⁺n-n*) диодными структурами, у которых один или два линейных размера микрофотопреобразователя соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости диодных структур наклонены под углом φ, 30°<φ<150°, к рабочей поверхности генератора, по всей площади рабочей поверхности с двух сторон генератора размещена пассивирующая пленка толщиной 10-60 нм, выполненная на основе одного или двух окислов следующих металлов: тантала, цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, а над пассивирующей пленкой расположен слой просветляющего покрытия.

В варианте конструкции полупроводникового фотоэлектрического генератора плоскости пассивирующей пленки и просветляющего покрытия выполнены перпендикулярно плоскости диодных n⁺-p-p⁺(p⁺-n-n⁺) структур.

Также повышение КПД и эффективности преобразования достигается тем, что в полупроводниковом фотоэлектрическом генераторе с двухсторонней рабочей поверхностью, выполненном в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей с n⁺-p-p⁺(p⁺-n-n⁺) диодными структурами, у которых один или два линейных размера микрофотопреобразователей соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости диодных структур наклонены под углом φ, 30°<φ<150°, к рабочей поверхности генератора, по всей площади рабочей поверхности генератора с двух сторон генератора размещены пассивирующие и просветляющие пленки, выполненные на основе одного или двух окислов следующих металлов: тантала, цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, а также нитрида или карбида кремния.

В варианте конструкции полупроводникового фотоэлектрического генератора плоскости пассивирующей и просветляющей пленки выполнены перпендикулярно плоскости диодных n⁺-p-p⁺(p⁺-n-n⁺) структур.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-2.

На фиг.1 показаны основные элементы конструкции полупроводникового фотоэлектрического генератора, которого плоскости диодных p⁺-n-n⁺структур наклонены под углом 60° к рабочей поверхности генератора с пассивирующей пленкой на основе окисла цинка и просветляющим покрытием из диэлектрика. На фиг.2 показаны основные элементы конструкции полупроводникового фотоэлектрического генератора, которого плоскости диодных n⁺-p-p⁺ структур перпендикулярны рабочей поверхности генератора с пассивирующей пленкой на основе оксида алюминия и оксида цинка на двух поверхностях генератора, которая совмещена с просветляющим покрытием.

На фиг.1 фотоэлектрический генератор состоит из микрофотопреобразователей 1 с диодными p⁺-n-n⁺ структурами, плоскости которых наклонены под углом φ=60° к рабочей поверхности 2 генератора, содержащих p⁺-область 3, p⁺-n-переходы 4, базовую область 5 n-типа и p⁺-область 6, внешних металлических контактов 7, внутренних металлических контактов 8, пассивирующей пленки 9, просветляющего покрытия из диэлектрика 10. Один или два линейных размера микрофотопреобразователей 1 соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области 5. Пассивирующая пленка 9 выполнена из оксида цинка и расположена на двух рабочих поверхностях 3 по всей площади поверхности генератора, толщина пленки 9 10-60 нм. Над пленкой 9 расположен слой просветляющего покрытия из диэлектрика 10.

На фиг.2 микрофотопреобразователи 1 с диодными n⁺-p-p⁺структурами, плоскости которых перпендикулярны рабочей поверхности 2 генератора, содержат n⁺-область 11, n⁺-p переход 12, базовую область 13 p-типа и p⁺-область 14, на каждой из двух рабочих поверхностях 2 генератора по всей их площади нанесена пассивирующая пленка 15, выполненная из оксида алюминия и оксида цинка, которая выполняет также функцию просветляющего покрытия.

Полупроводниковый фотоэлектрический генератор работает следующим образом.

Падающее на рабочую поверхность 2 (фиг.1) электромагнитное излучение через просветляющее покрытие 10 и пассивирующую пленку 9 поступает на рабочие поверхности 2 микрофотопреобразователей 1. Происходит поглощение фотонов, сопровождающееся образованием электронно-дырочных пар и появлением неосновных неравновесных носителей заряда. Электронно-дырочные пары разделяются полем p⁺-n - перехода 4, что вызывает во внешней цепи фототок, направленный к базовой области 5. Одновременно излучение поступает на пассивирующую пленку 15. Встроенные электрические заряды в пассивирующей пленке активизируются излучением и создают электрическое поле, которое ускоряет неосновные носители заряда - дырки в базовой области n - типа при их движении от рабочей поверхности 2.

Это приводит к снижению потерь на поверхностную рекомбинацию на рабочих поверхностях 2 генератора и увеличению фототока и КПД в 10 раз.

В полупроводниковом фотоэлектрическом генераторе на фиг.2 электромагнитное излучение поступает непосредственно на пассивирующую пленку 15, которая выполняет функцию просветляющего покрытия. Сочетание оптических и зарядовых характеристик позволяет в ряде случаев использовать пассивирующую пленку 15 в качестве просветляющего покрытия. Для полупроводникового фотоэлектрического генератора с вертикальными диодными структурами на фиг.2 функция генерации не зависит от расстояния от n⁺-p-перехода 12, что создает возможность равномерной генерации носителей заряда в пространстве базовой области 13 между n⁺-p-переходом 12 и изотипным p-p⁺-переходом и модуляции проводимости базовой области 13 под действием излучения и электрических зарядов в пассивирующей пленке 15, что приводит к снижению последовательного сопротивления и увеличению коэффициента заполнения вольт-амперной характеристики в реальных условиях эксплуатации по сравнению с известными конструкциями генераторов.

Пример выполнения полупроводникового фотоэлектрического генератора.

Пример 1. Фотоэлектрический генератор представляет собой матрицу из скоммутированных микрофотопреобразователей 1 с вертикальными диодными n⁺-p-p⁺структурами. Микрофотопреобразователи 1 выполнены из кремния p-типа с вертикальными диффузионными n⁺-p и p⁺-p-переходами и сплошными вертикальными омическими контактами из никеля и олова. На двух рабочих поверхностях генератора размещена пассивирующая пленка 15 окиси алюминия Al₂O₃ толщиной 30 нм, на которой расположен слой просветляющего покрытия 10 из диэлектрика типа нитрида кремния Si_xN_y.

Пример 2. Фотоэлектрический генератор представляет собой многослойную матрицу из диодных n⁺-p⁺ структур с базовой областью n-типа. На двух рабочих поверхностях 2 генератора размещена пассивирующая пленка 9 оксида цинка ZnO толщиной 60-100 нм, которая выполняет функции просветляющего покрытия.

Следует отметить, что указанные примеры осуществления никак не ограничивают притязания заявителя, которые могут быть определены прилагаемой формулой изобретения, и множество модификаций и усовершенствований может быть сделано в рамках настоящего изобретения. Например, возможно создание в микрофотопреобразователях дополнительных р-n- или изотопных переходов, а также создание косоугольных матриц.

1. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор с двухсторонней рабочей поверхностью, выполненный в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей с n⁺-p-p⁺(p⁺n-n⁺) диодными структурами, у которых один или два линейных размера микрофотопреобразователя соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости диодных структур наклонены под углом φ, 30°<φ<150°, к рабочей поверхности генератора, отличающийся тем, что по всей площади рабочей поверхности с двух сторон генератора размещена пассивирующая пленка толщиной 10-60 нм, выполненная на основе одного или двух окислов следующих металлов: тантала, цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, а над пассивирующей пленкой расположен слой просветляющего покрытия на основе диэлектрика.

2. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор по п.1, отличающийся тем, что плоскости пассивирующей пленки и просветляющего покрытия выполнены перпендикулярно плоскости диодных n⁺-p-p⁺(p⁺n-n⁺)-структур.

3. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор с двухсторонней рабочей поверхностью, выполненный в виде матрицы из скоммутированных микрофотопреобразователей с n⁺-p-p⁺(p⁺n-n⁺) диодными структурами, у которых один или два линейных размера микрофотопреобразователей соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости диодных структур наклонены под углом φ, 30°<φ<150°, к рабочей поверхности генератора, отличающийся тем, что по всей площади рабочей поверхности генератора с двух сторон генератора размещены пассивирующие и просветляющие пленки, выполненные на основе одного или двух окислов следующих металлов: тантала, цинка, алюминия, молибдена и вольфрама, а также нитрида или карбида кремния.

4. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор по п.3, отличающийся тем, что плоскости нассивирующей просветляющей пленки выполнены перпендикулярно плоскости диодных n⁺-p-p⁺(p⁺n-n⁺)-структур.

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к гибким фотоэлектрическим модулям, которые, помимо основной функции - генерации фототоэлектричества, могут использоваться в качестве элементов промышленного и строительного дизайна, подвергающихся упругой деформации в продольном и/или поперечном направлении - кручению или изгибу.

Фотоэлектрическая битумная черепица, способ изготовления фотоэлектрической битумной черепицы и способ укладки фотоэлектрической кровли // 2493338

Изобретение относится к фотоэлектрической битумной черепице для фотоэлектрической кровли. Технический результат: создание фотоэлектрической кровельной плитки с оптимизированной поверхностью с высокой улавливающей способностью, с высоким энергетическим выходом, обеспечение надежности, атмосферостойкости и снижение массы плитки.

Фотоэлемент // 2491681

Изобретение относится к преобразователям энергии электромагнитного излучения в электрическую энергию и может быть использовано в производстве солнечных элементов.

Солнечный концентраторный модуль (варианты) // 2488915

Изобретение относится к гелиотехнике. .

Фотоэлемент приемника-преобразователя лазерного излучения в космосе // 2487438

Изобретение относится к области беспроводной передачи электрической энергии между космическими аппаратами (КА) на основе направленного электромагнитного излучения с одного КА на приемник-преобразователь, на основе фотоэлектрического преобразователя (ФЭП), второго КА.

Установка для генерирования электрической энергии с помощью фотогальванических элементов // 2483390

Каркасное устройство и способ его изготовления // 2479069

Изобретение относится к гелеотехнике и обеспечивает возможность создания усовершенствованных фотогальванических элементов простой конструкции и пониженной стоимости.

Конструкция фотоэлектрического модуля // 2475888

Изобретение относится к области солнечной энергетики. .

Каркасное устройство и способ его изготовления // 2460173

Изобретение относится к устройствам и способам изготовления фотоэлектрических солнечных модулей. .

Устройство плазменного осаждения из паровой фазы и способ получения многопереходных кремниевых тонкопленочных модулей и панелей солнечного элемента // 2454751

Изобретение относится к устройству плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента, к способу получения тонкопленочных модулей и к кремниевым тонкопленочным фотогальваническим панелям.

Гибкий фотоэлектрический модуль // 2495513

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к гибким фотоэлектрическим модулям, которые могут быть использованы в качестве источников электричества в системах энергообеспечения различных объектов - автомобилей, катеров, яхт, пунктов метеонаблюдения, телекоммуникационных систем, информационных стендов. Гибкий фотоэлектрический модуль включает последовательно расположенные нижнюю несущую пленку, нижнюю армирующую сетку, нижнюю скрепляющую пленку, электрически соединенные между собой солнечные элементы из монокристаллического кремния, верхнюю скрепляющую пленку, верхнюю армирующую сетку и верхнюю несущую пленку. Несущие и скрепляющие пленки выполнены из прозрачного для солнечного света материала, а армирующие сетки выполнены из полимерных нитей, прозрачных для солнечного света и пропитанных веществом или содержащих такое вещество с низким коэффициентом поглощения и рассеивания света. В качестве армирующих сеток используют терморелаксированные сетки из термоусадочного полимера. Изобретение обеспечивает возможность фиксации сложнопрофилированной поверхности гибкого фотоэлектрического модуля. 1 ил.

Задний лист для модуля солнечных элементов и модуль солнечных элементов // 2498458

Задний лист для модуля солнечных элементов содержит лист подложки и отвержденный слой пленки покрытия из материала покрытия, сформированного на одной стороне или на каждой стороне листа подложки, причем указанный материал покрытия содержит фторполимер (А), имеющий повторяющиеся звенья на основе фторолефина (а), повторяющиеся звенья на основе мономера (b), содержащего группы для поперечного сшивания и повторяющиеся звенья на основе мономера (с), содержащего алкильные группы, где C2-20 линейная или разветвленная алкильная группа не имеет четвертичного атома углерода, а ненасыщенные группы, способные к полимеризации, связаны друг с другом посредством эфирной связи или сложноэфирной связи. Также предложен модуль солнечных элементов с использованием такого заднего листа и варианты способа изготовления заднего листа для модуля солнечных элементов. Предложенное изобретение обеспечивает возможность создания отвержденного слоя гибкого с хорошей адгезией за счет исключения растрескивания, разламывания, замутнения и расслоения. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Изготовление модулей солнечных элементов // 2501120

Изобретение относится к изготовлению модулей солнечных элементов, а также к соответствующим модулям солнечных элементов. Предложено применение а) по меньшей мере одного полиалкил(мет)-акрилата и b) по меньшей мере одного соединения формулы (I), в которой остатки R1 и R2 соответственно независимо друг от друга означают алкил или циклоалкил с 1-20 атомами углерода, для изготовления модулей солнечных элементов, прежде всего для изготовления световых концентраторов модулей солнечных элементов. Заявлен также модуль солнечных элементов и вариант модуля. Технический результат - температура эксплуатации модуля солнечных элементов составляет 80°C и выше, полное светопропускание формовочных масс в диапазоне волн от 400 до 500 нм предпочтительно составляет по меньшей мере 90%, полное светопропускание формовочных масс в диапазоне волн от 500 до 1000 нм предпочтительно составляет по меньшей мере 80%. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Солнечный модуль с концентратором и способ его изготовления (варианты) // 2503895

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным модулям с концентраторами для получения электрической и тепловой энергии. В солнечном модуле с концентратором, содержащем прозрачную фокусирующую призму с углом полного внутреннего отражения где n - коэффициент преломления материала призмы, с треугольным поперечным сечением, имеющую грань входа, на которую падает излучение по нормали к поверхности грани входа, и грань переотражения излучения, образующую острый двухгранный угол φ с гранью входа, и грань выхода концентрированного излучения и устройство отражения, образующее с гранью переотражения острый двухгранный угол ψ, который расположен однонаправленно с острым двухгранным углом φ фокусирующей призмы, устройство отражения состоит из набора зеркальных отражателей длиной L0 с одинаковыми острыми углами ψ, установленных на некотором расстоянии друг от друга, на поверхности грани входа установлены дополнительные зеркальные отражатели, которые наклонены к поверхности грани входа под углом 90°-δ, который расположен разнонаправленно с острым двухгранным углом φ фокусирующей призмы, линии касания плоскости дополнительного зеркального отражателя с гранью входа и линия касания плоскости зеркального отражателя устройства переотражения с гранью переотражения находятся в одной плоскости, перпендикулярной поверхности входа, длина проекции дополнительного зеркального отражателя на поверхность грани входа больше длины проекции зеркального отражателя устройства отражения на поверхность грани входа на величину В другом варианте солнечного модуля с концентратором, содержащем прозрачную фокусирующую призму с треугольным поперечным сечением, с углом входа лучей β0 и углом полного внутреннего отражения , где n - коэффициент преломления призмы, имеющую грань входа и грань переотражения излучения, образующие общий двухгранный угол φ, грань выхода концентрированного излучения и устройство отражения, образующее с гранью переотражения острый двухгранный угол ψ, который расположен однонаправлено с острым двухгранным углом φ фокусирующей призмы, устройство отражения состоит из набора установленных на некотором расстоянии друг от друга зеркальных отражателей длиной L0 с одинаковыми острыми углами ψ, с устройством поворота относительно грани переотражения, на поверхности грани входа установлены дополнительные зеркальные отражатели, которые наклонены к поверхности грани входа под углом 90°-δ и выполнены в виде жалюзи с устройством поворота относительно поверхности грани входа, угол наклона дополнительных зеркальных отражателей к поверхности грани входа расположен разнонаправленно с острым двухгранным углом φ фокусирующей призмы, оси устройства поворота дополнительного зеркального отражателя на грани входа и оси устройства поворота зеркального отражателя на устройстве переотражения с гранью переотражения находятся в одной плоскости, перпендикулярной поверхности входа, длина проекции дополнительного зеркального отражателя на поверхность входа больше длины проекции зеркального отражателя устройства отражения на поверхность входа на величину В способе изготовления солнечного модуля с концентратором путем изготовления фокусирующей призмы из оптически прозрачного материала, установки приемника излучения, устройства переотражения с зеркальными отражателями из закаленного листового стекла или другого прозрачного листового материала изготавливают и герметизируют стенки полости фокусирующей призмы с острым двухгранным углом при вершине 2-12° и затем заполняют полученную полость оптически прозрачной средой, устанавливают герметично приемник излучения и производят сборку дополнительных зеркальных отражателей с устройствами поворота на рабочей поверхности фокусирующей призмы и устройства поворота для устройства переотражения. В результате использования изобретения увеличивается оптический КПД модуля, снижаются оптические потери при переотражении излучения и увеличивается коэффициент концентрации солнечного излучения. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Многофункциональная солнечноэнергетическая установка // 2505887

Многофункциональная солнечноэнергетическая установка (далее МСЭУ) относится к возобновляемым источникам энергии, в частности к использованию солнечного излучения для получения электрической энергии, обеспечения горячего водоснабжения и естественного освещения помещений различного назначения, содержащая оптически активный прозрачный купол, представляющий собой двояковыпуклую прямоугольную линзу, фотоэлектрическую панель, солнечный коллектор, круглые плоские горизонтальные заслонки полых световодов, полые световодные трубы, теплоприемную медную пластину солнечного коллектора, рассеиватель солнечного света, микродвигатели круглых плоских горизонтальных заслонок полых световодных труб, круговые светодиодные лампы, аккумуляторные батареи, датчики света и температуры, электронный блок управления, пульт управления, бак-аккумулятор, теплообменник, насос, обратный клапан, шестигранные медные трубопроводы, инвертор и опору с опорными стойками для поддержания конструкции МСЭУ. Актуальность заявленного изобретения заключается: в снижении финансовых затрат на традиционную электрическую энергию в уменьшении выбросов парниковых газов за счет замещения солнечной энергией выработку энергии тепловыми электростанциями; в преобразовании энергии Солнца в электрическую и тепловую энергию, а также для естественного освещения помещений различного назначения, например детских садиков и зон отдыха, коттеджей, торговых центров, помещений, развернутых в полевых условиях, стационарных парников, объектов агропромышленного комплекса, спортивных сооружений, цехов промышленных предприятий, складов, хранилищ техники и других объектов двойного назначения, а также в качестве энергоактивных крыш в различных постройках. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Комбинированное производство тепла и электроэнергии для жилых и промышленных зданий с использованием солнечной энергии // 2513649

Согласно изобретению предложенный генератор (100) на солнечной энергии содержит термоэлектрические элементы, примыкающие к солнечным элементам и расположенные ниже солнечных элементов. Обеспечивается концентрированный поток солнечной энергии. Теплоотвод (104), температура и эффективность которого могут изменяться, контактирует с холодным спаем (108) термоэлектрического устройства (103). Термическое сопротивление рассчитывается в отношении потока энергии, в результате чего в термоэлектрическом устройстве (103) создается градиент температуры в несколько сотен градусов Кельвина. Предпочтительно солнечный элемент содержит полупроводник с большой шириной запрещенной энергетической зоны. Генератор (100) сохраняет относительно подходящую эффективность (кпд) в некотором диапазоне температуры холодного спая (108). Теплоотводом (104) может служить система горячей воды. Высокие значения к.п.д. достигаются за счет использования нанокомпозиционных термоэлектрических материалов. Равномерно, но редко распределенные термоэлектрические сегменты в матрице из материала с высокими теплоизоляционными свойствами уменьшают количество материала, необходимого для сегментов, без ухудшения рабочих характеристик. Дополнительные преимущества обеспечивает единая конструкция солнечного элемента и термоэлектрических элементов. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Кремниевый многопереходный фотоэлектрический преобразователь с наклонной конструкцией и способ его изготовления // 2513658

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Конструкция «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) согласно изобретению содержит диодные ячейки (ДЯ) с n+-p--p+ (р+-n--n+) переходами, параллельными горизонтальной светопринимающей поверхности, диодные ячейки содержат n+(p+) и р+(n+) области n+-p--p+(p+-n--n+) переходов, через которые они соединены в единую конструкцию металлическими катодными и анодными электродами, расположенными на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей с образованием соответствующих омических контактов - соединений, при этом, что n+(p+) и p+(n+) области и соответствующие им катодные и анодные электроды расположены под углом в диапазоне 30-60 градусов к светопринимающей поверхности, металлические катодные и анодные электроды расположены на их поверхности частично, а частично расположены на поверхности оптически прозрачного диэлектрика, расположенного на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей, при этом они с металлическими электродами и оптически прозрачным диэлектриком образуют оптический рефлектор. Также предложен способ изготовления описанной выше конструкции «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП). Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента полезного действия фотопреобразователей. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Решетка фотогальванических ячеек с механическим разъединением ячеек относительно их опоры // 2518021

Использование: для реализации панелей солнечных генераторов с целью обеспечения питания электрической энергией космических аппаратов, в частности спутников. Сущность изобретения заключается в том, что каждый фотогальванический элемент решетки крепят на подложке при помощи мягкого самоклеящегося и легко отсоединяемого устройства крепления, при этом заднюю сторону каждой ячейки и переднюю сторону подложки покрывают слоем, улучшающим их свойства теплового излучения. Технический результат: уменьшение механической связи фотогальванической решетки солнечного генератора по отношению к ее опорной подложке с одновременным обеспечением достаточной радиационной связи ячейки с подложкой, чтобы избегать ее нагрева в полете и потери ее эффективности. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полимерный фотоэлетрический модуль и способ его изготовления // 2519937

Изобретение относится к полимерному фотоэлектрическому модулю, выполненному на основе допированной пленки проводящего полимера полианилина. Модуль характеризуется тем, что полианилин допирован гетерополианионным комплексом 2-18 ряда, имеющим химическую формулу [P2W18O62]6-. Допированная пленка полианилина 1 нанесена на тонкий прозрачный проводящий слой, который может состоять из оксида индия (III) или оксида олова (IV) 2, который в свою очередь напылен на материал 3, который обладает высокими пропускными способностями для электромагнитных волн в диапазоне от 3·10-2 до 4·10-6 см. Данный материал с напыленным проводящим слоем и полианилиновой пленкой образует один из электродов фотоэлектрического модуля, а второй противоэлектрод, который служит одновременно задней стенкой изделия, может быть выполнен из проводящего материала 4, к которому с наружной стороны прикреплены термогенераторы 5 с воздушными или водяными радиаторами для отвода тепла 6, соединенные между собой электрическими последовательно-параллельными цепями 7, а электроды скрепляются между собой боковыми стенками, которые могут быть выполнены из любого неагрессивного диэлектрического материала 8, а между электродами заливается водный электролит, содержащий смесь водорастворимых неорганических солей, где pH электролита 9 может варьироваться от 5 до 3, токосъемы прикреплены соответственно к проводящему материалу с полимерной пленкой и к проводящей задней стенке изделия, а также к выходным клеммам термогенераторов 10, образуя тем самым две независимые электрические цепи. Также изобретение относится к способу получения указанного модуля. Предложенный фотоэлектрический модуль обладает высоким КПД преобразования электромагнитной энергии в электрическую. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 1 ил.

Солнечная батарея для малоразмерных космических аппаратов и способ ее изготовления // 2525633

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для генерирования электрической энергии путем преобразования светового излучения в электрическую энергию, и может быть использовано при создании и производстве малоразмерных космических аппаратов с солнечными батареями (СБ). Техническим результатом изобретения является: повышение стойкости СБ к термоударам, к воздействию механических и термомеханических нагрузок, повышение технологичности конструкции, увеличение срока активного существования СБ космических аппаратов, повышение функциональных возможностей за счет расширения температурного диапазона функционирования и оптимизации конструкции СБ, упрощение коммутационной системы, что достигается путем повышения прочности соединения шунтирующих диодов и СЭ, повышение воспроизводимости процесса изготовления СБ космических аппаратов за счет оптимизации технологии изготовления шунтирующих диодов и СЭ СБ, а также коммутирующих шин, соединяющих СЭ и шунтирующие диоды, которые выполнены многослойными. Солнечная батарея для малоразмерных космических аппаратов содержит: панели с приклеенными на них модулями с солнечными элементами (СЭ), шунтирующий диод; коммутирующие шины, соединяющие лицевую и обратную стороны шунтирующего диода с СЭ, при этом шунтирующий диод установлен в вырезе в углу СЭ, при этом коммутирующие шины выполнены многослойными, состоящими из молибденовой фольги, с двух сторон которой последовательно нанесены слой ванадия или титана, слой никеля и слой серебра соответственно. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.