Концентраторный солнечный фотоэлектрический модуль

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Фотоэлектрический модуль (1) содержит боковые стенки (2), фронтальную панель (3) с линзами Френеля (4) на ее внутренней стороне, светопрозрачную тыльную панель (5), солнечные фотоэлементы (б) с байпасными диодами, планки (11), выполненные из диэлектрического материала с двусторонним металлическим покрытием (12), (13), и металлические платы (9) с регулярно расположенными углублениями (8) для солнечных фотоэлементов (6) и параллельными канавками (10) для планок (11). Металлические платы (9) прикреплены к светопрозрачной тыльной панели (5), солнечные фотоэлементы (6) установлены в центрах углублений (8) металлических плат (9), служащих нижним контактом солнечных фотоэлементов (6) и нижних металлических покрытий (12) планок (11). Изобретение обеспечивает увеличенный срок эксплуатации при сохранении эффективности преобразования солнечного излучения. 21 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к области солнечной энергетики и, в частности, к концентраторным солнечным фотоэлектрическим модулям, применяемым, например, в наземных гелиоэнергетических установках, предназначенных для систем автономного энергоснабжения в различных климатических зонах.

Одним из наиболее перспективных методов получения электроэнергии из возобновляемых источников является фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения с использованием дорогостоящих высокоэффективных многокаскадных солнечных элементов и недорогих оптических концентраторов. Применение оптических концентраторов, обеспечивающих степень концентрации солнечного излучения 500-1000 крат, имеющих высокую оптическую эффективность, позволяет достичь высокого КПД преобразования солнечного излучения в электричество и сократить суммарную площадь солнечных элементов пропорционально кратности концентрирования солнечного излучения. КПД преобразования солнечного излучения фотоэлектрическими модулями, использующими многокаскадные солнечные элементы и оптические концентраторы, достигает 34%. В то же время от конструкции фотоэлектрических модулей, сложности их изготовления и сборки, величины срока эксплуатации зависит общая стоимость модулей и экономичность всей энергоустановки.

Известен фотоэлектрический модуль (см. патент US 6717045, МПК H01L 31/052, опубликован 06.04.2004), включающий множество оптических концентраторов, фокусирующих солнечное излучение на фотоприемные площадки солнечных фотоэлементов. Каждый из оптических концентраторов состоит из первичного концентратора, имеющего степень концентрации солнечного излучения 5-10 крат, вторичного концентратора, расположенного ниже первого и увеличивающего степень концентрации солнечного излучения в 20-50 раз, и третьего концентратора, установленного в нижней плоскости вторичного концентратора и фокусирующего излучение на поверхность солнечных фотоэлементов. В качестве первичного концентратора может быть использована линза Френеля. Вторичный концентратор представляет собой комбинированный параболический отражатель, изготовленный из стекла или керамики и имеющий отражающие и защитные покрытия. В качестве третьего концентратора служит стеклянная линза. Солнечный фотоэлемент устанавливают на площадке, имеющей оребрение для рассеяния тепла.

Недостатками известного фотоэлектрического модуля являются большие потери света за счет отражения на поверхностях оптических элементов трехкаскадного концентратора, технические сложности изготовления, монтажа и юстировки большого количества оптических деталей и, соответственно, также высокая стоимость конструкции.

Известен фотоэлектрический модуль (см. заявка РСТ WO 9213362, МПК H01L 1/042, H01L 31/048, H01L 31/052, опубликована 06.08.1992), состоящий из нескольких фотоэлектрических сборок, содержащих корпус, смонтированный в корпусе концентратор и солнечный фотоэлемент, расположенный на задней стенке корпуса. В качестве концентратора может быть использована линза Френеля.

Основным недостатком известного фотоэлектрического модуля с концентратором является сложность изготовления и высокая стоимость его конструкции.

Известен фотоэлектрический модуль (см. US 4834805, МПК H01L 31/00, дата публикации 30.05.1989), содержащий линзовую панель, сформированную из множества линз, расположенную на фиксированном расстоянии от многослойной подложки, в которую вмонтированы солнечные фотоэлементы небольших размеров. При этом солнечные фотоэлементы, выполненные на основе многослойных полупроводниковых кристаллов, имеющие нижний сплошной металлический контакт и верхний контакт в виде тонкой металлической сетки, устанавливают на многослойной подложке, фиксируют там механическими элементами и электрически соединяют с токопроводящими слоями подложки. Линзовая панель состоит из матриц сферических или асферических стеклянных плосковыпуклых линз, обращенных в сторону подложки с солнечными фотоэлементами.

Недостатком известного фотоэлектрического модуля является высокая технологическая сложность изготовления и монтажа многослойной подложки с солнечными фотоэлементами, большой вес линзовой панели, а также сложности с отводом тепла от солнечных фотоэлементов.

Известен фотоэлектрический модуль (см. заявка РСТ WO 2008068006, МПК H01L 31/00, опубликована 12.06.2008), в котором на основании из электроизоляционного материала смонтированы сборки солнечных фотоэлементов. Сборки солнечных фотоэлементов представляют собой электро- и теплопроводящий носитель, на котором установлены кристалл солнечного фотоэлемента и байпасный диод. Поскольку байпасный диод и кристалл солнечного фотоэлемента имеют противоположную проводимость, то их верхние контакты соединены электрическим проводником, который также соединяет их с электро- и теплопроводящим носителем соседней сборки солнечных фотоэлементов.

Недостатком известного фотоэлектрического модуля является сложность монтажа панели солнечных фотоэлементов, и, поскольку данная конструкция предполагает последовательное соединение всех элементов, то при изготовлении солнечных батарей большой мощности возникают сложности с коммутацией и требуется высокая электрозащищенность всех элементов конструкции.

Известен фотоэлектрический модуль с концентраторами солнечного излучения в виде линз Френеля (см. В.М. Андреев и др. - "Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения". - Л., "Наука", Ленинградское отделение, 1989, с. 302-303). Модуль содержит 8 или 16 линз Френеля и соответствующее им количество солнечных фотоэлементов, размещенных против линз на алюминиевом листе, который одновременно выполняет роль подложки солнечных фотоэлементов, радиатора и металлического корпуса. Для электроизоляции солнечных фотоэлементов от корпуса используются пластины высокоомного кремния, обладающие высокой теплопроводностью. Линзы Френеля изготовлены из органического стекла методом прессования. Для защиты от атмосферных воздействий линзы закрыты листом силикатного стекла.

Известный фотоэлектрический модуль превосходит по своим технико-экономическим показателям кремниевые солнечные фотоэлектрические модули без концентраторов. Однако он обладает малой энергопроизводительностью.

Известен фотоэлектрический модуль (см. Международная конференция "Conference record of the twenteighth IEEE photovoltaic specialists Conference-2000", Anhorage, Alaska, USA, 2000, p. 1169-1172). Модуль содержит боковые стенки из силикатного стекла, на верхних кромках которых закреплена фронтальная панель из силикатного стекла с линзами Френеля из оптического силикона, а на нижних кромках закреплена тыльная панель из силикатного стекла с солнечными фотоэлементами и теплоотводящими основаниями. Металлическое теплоотводящее основание так же является и одним из электрических контактов солнечного фотоэлемента. Вторым контактом солнечного фотоэлемента является верхнее металлическое покрытие фольгированного стеклотекстолита, закрепленного на каждом теплоотводящем основании. Коммутацию солнечных фотоэлементов осуществляют через контакты, прикрепленные к металлическому основанию и верхнему металлическому покрытию стеклотекстолита.

Недостатками известного фотоэлектрического модуля является высокая трудоемкость позиционирования отдельных солнечных фотоэлементов и статистическая вероятность линейного несовпадения центров солнечных фотоэлементов с оптическими центрами соответствующих линз в линзовой панели, что приводит к сужению разориентационной характеристики фотоэлектрического модуля при слежении за Солнцем.

Известен фотоэлектрический модуль (см. патент RU 2395136, МПК H01L 31/042, опубликован 15.06.2009), совпадающий с настоящим техническим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Фотоэлектрический модуль содержит боковые стенки, фронтальную панель с линзами Френеля на ее внутренней стороне, светопрозрачную тыльную панель и солнечные фотоэлементы, снабженные теплоотводящими основаниями. Позиционирование солнечных фотоэлементов обеспечивается тем, что солнечные элементы вместе с теплоотводами закрепляются в центрах отверстий планок, выполненных из диэлектрического материала с двусторонним металлическим покрытием, к которому подведены контакты солнечных фотоэлементов. Расстояние между центрами соседних отверстий планок равны расстоянию между центрами соседних линз Френеля фронтальной панели, а планки установлены на фронтальной или тыльной стороне тыльной панели модуля параллельно друг другу с шагом, равным расстоянию между центрами соседних линз Френеля. С помощью боковых стенок модуля обеспечена параллельность фронтальной и тыльной панелей, а также расположение их относительно друг друга с учетом обеспечения точной фокусировки.

Однако недостатком модуля-прототипа является невысокий срок его эксплуатации из-за выгорания органических материалов при попадании сфокусированного пятна солнечного излучения на края отверстий центрирующих планок, выполненных из диэлектрического материала, при случайной разориентации фотоэлектрического модуля. При этом продукты горения оседают на фотоприемных поверхностях солнечных фотоэлементов, уменьшая эффективность преобразования солнечного излучения.

Задачей настоящего изобретения является разработка фотоэлектрического модуля, который бы имел увеличенный срок эксплуатации при сохранении эффективности преобразования солнечного излучения.

Поставленная задача решается тем, что фотоэлектрический модуль содержит боковые стенки, фронтальную панель с линзами Френеля на ее внутренней стороне, светопрозрачную тыльную панель, солнечные фотоэлементы с байпасными диодами, планки, выполненные из диэлектрического материала с двусторонним металлическим покрытием, и металлические платы с регулярно расположенными углублениями для солнечных фотоэлементов и канавками для планок. Металлические платы прикреплены к светопрозрачной тыльной панели, солнечные фотоэлементы установлены в центрах углублений в металлических платах, служащих нижним контактом солнечных фотоэлементов и нижних металлических покрытий планок. Верхние контакты солнечных фотоэлементов и байпасных диодов соединены с верхним металлическим покрытием планок. Расстояния между центрами соседних углублений в металлических платах равны расстоянию между центрами соседних линз Френеля фронтальной панели. Металлические платы установлены параллельно друг другу в двух взаимно перпендикулярных направлениях так, что расстояния между центрами крайних углублений соседних металлических плат в двух взаимно перпендикулярных направлениях равны расстоянию между центрами соседних линз Френеля. Фронтальная панель и тыльная панель прикреплены к боковым стенкам так, что центр фотоприемной площадки каждого солнечного фотоэлемента лежит на одной оси с центром соответствующей линзы Френеля и совпадает с фокусом этой линзы.

Новыми в настоящем фотоэлектрическом модуле являются металлические платы с регулярно расположенными углублениями для солнечных фотоэлементов и канавками для планок, служащие нижним контактом солнечных фотоэлементов, при этом расстояния между центрами соседних углублений в металлических платах равны расстоянию между центрами соседних линз Френеля фронтальной панели, а металлические платы установлены параллельно друг другу в двух взаимно перпендикулярных направлениях так, что расстояния между центрами крайних углублений соседних металлических плат в двух взаимно перпендикулярных направлениях равны расстоянию между центрами соседних линз Френеля. Монтаж солнечных элементов в углублениях на металлических платах позволяет увеличить срок службы концентраторного модуля, так как в настоящем устройстве исключается выгорание элементов конструкции при случайной разориентации фотоэлектрического модуля. Использование металлических плат с регулярно расположенными улублениями для монтажа солнечных элементов и установка металлических плат на тыльной панели параллельно друг другу так, что расстояния между центрами крайних углублений соседних металлических плат в двух взаимно перпендикулярных направлениях равны расстоянию между центрами соседних линз Френеля, позволяет повысить точность позиционирования солнечных элементов, что увеличивает эффективность преобразования солнечного излучения и упростить сборку конструкции фотоэлектрического модуля. При сборке конструкции необходимо лишь установить соответствующим образом фронтальную и тыльную панели, прикрепив их к торцам боковых стенок. Таким образом, настоящий модуль имеет увеличенный срок эксплуатации при сохранении эффективности преобразования солнечного излучения.

В настоящем фотоэлектрическом модуле фронтальная и тыльная панели могут быть выполнены из силикатного стекла, а металлические платы могут быть выполнены из листовой стали.

Диаметры дна углублений для солнечных фотоэлементов в металлических платах могут превышать наибольший размер солнечного фотоэлемента не больше чем на 0,15 мм, что обеспечивает без дополнительного центрирования при монтаже точность позиционирования солнечных фотоэлементов, достаточную для максимальной эффективности преобразования солнечного излучения.

Боковые стенки углублений для солнечных фотоэлементов могут иметь полированную внутреннюю поверхность, форма боковой поверхности может иметь вид перевернутого усеченного конуса или перевернутой усеченной пирамиды. Такая форма боковой поверхности углублений служит для дополнительной фокусировки солнечного излучения на фотоприемные площадки солнечных фотоэлементов, повышая эффективность преобразования излучения и улучшает разориентационные характеристики концентраторных модулей.

На металлические платы могут быть нанесены покрытия из Zn, или Sn, или Ni, служащие для увеличения коррозионной стойкости металлических плат и улучшения условий пайки солнечных фотоэлементов.

На дно и боковые стенки углублений для солнечных фотоэлементов может быть нанесено покрытие из Au, увеличивающее коэффициент отражения света от боковых поверхностей при дополнительной фокусировке и улучшающее условия пайки солнечных фотоэлементов.

Планки в поперечном сечении могут иметь форму равнобедренной трапеции, меньшим основанием обращенным к металлической плате. При этом металлическое покрытие на широком верхнем основании защищает торцы планки от попадания сфокусированного солнечного излучения и препятствует их выгоранию при случайной расфокусировке модуля.

Солнечные фотоэлементы могут быть прикреплены к дну углублений в металлических платах посредством пайки.

Планки могут быть прикреплены к металлическим платам посредством пайки.

Соседние металлические платы могут быть соединены последовательно электрическими проводниками, а первая и последняя платы подключены к выводам фотоэлектрического модуля.

Металлические платы могут быть прикреплены к фронтальной или тыльной сторонам светопрозрачной тыльной панели.

При закреплении металлических плат на тыльной стороне светопрозрачной тыльной панели на наружной поверхности металлических плат может быть нанесено теплоизлучающее покрытие, для уменьшения отражения света на границах раздела сред, объем между тыльной стороной светопрозрачной тыльной панели и фотоприемными площадками солнечных фотоэлементов может быть заполнен оптическим силиконом, тыльная сторона светопрозрачной тыльной панели с прикрепленными к ней металлическими платами может быть загерметизирована ламинирующей этиленвинилацетатной пленкой, а поверх ламинирующей этиленвинилацетатной пленки может быть нанесена защитная пленка из лавсана.

Металлические платы могут быть прикреплены к тыльной светопрозрачной панели силиконом или адгезивом.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 схематически изображен вид сбоку на настоящий фотоэлектрический модуль с продольным разрезом;

на фиг. 2 схематически показан вид сверху на настоящий фотоэлектрический модуль в разрезе по А-А с первым вариантом углублений на металлических платах;

на фиг. 3 схематически изображен вид сверху на настоящий фотоэлектрический модуль в разрезе по А-А с вторым вариантом углублений на металлических платах;

на фиг. 4 схематически показан вид сбоку в разрезе на солнечный фотоэлемент, установленный в центре углубления на металлической плате.

Настоящий фотоэлектрический модуль 1 (см. фиг. 1 - фиг. 3) содержит боковые стенки 2, фронтальную панель 3 с линзами 4 Френеля на внутренней стороне фронтальной панели 3, светопрозрачную тыльную панель 5 и солнечные фотоэлементы 6. Линзы 4 Френеля выполнены из силикона, имеют квадратную форму, расположены вплотную друг к другу и прочно соединены с внутренней поверхностью фронтальной панели 3, выполняющей защитную и несущую функции. Каждой линзе 4 Френеля соответствует свой солнечный фотоэлемент 6. Фронтальная панель 3 и тыльная панель 5 могут быть выполнены из силикатного стекла и прикреплены к боковым стенкам 2 с помощью двухсторонней адгезивной ленты 7 (см. фиг. 1). Для лучшей герметизации внутреннего пространства фотоэлектрического модуля от воздействия внешней атмосферы и обеспечения защиты всех элементов фотоэлектрического модуля от внешних факторов стыки торцов боковых стенок 2 и фронтальной 3 и тыльной 5 панелей могут быть соединены алюминиевой лентой с адгезивным слоем. Солнечные фотоэлементы 6 установлены в центрах регулярно расположенных углублений 8 в металлических платах 9, которые могут быть выполнены из листовой стали. На металлические платы 9 может быть нанесено покрытие из Zn, или Sn, или Ni. Металлические платы 9 могут быть прикреплены к фронтальной или тыльной поверхности светопрозрачной тыльной панели 5. Например, металлические платы 9 могут быть прикреплены к светопрозрачной тыльной панели 5 силиконом или адгезивом, отверждаемым, например, влагой, ультрафиолетом, или посредством адгезивной ленты. Рядом с солнечными фотоэлементами 6 в параллельных канавках 10 в металлических платах 9 размещены планки 11, выполненные из диэлектрического материала с нижним металлическим покрытием 12 и верхним металлическим покрытием 13 (см. фиг. 4), к которому подсоединены соответствующие верхние контакты 14 солнечных фотоэлементов 6. Канавки 10 могут иметь форму перевернутой буквы П с глубиной выемки, равной толщине планки 11. Металлические платы 9 служат нижним контактом солнечных фотоэлементов 6 и нижних металлических покрытий 12 планок 11. Расстояния между центрами соседних углублений 8 в металлических платах 9 равны расстоянию между центрами соседних линз 4 Френеля фронтальной панели 3. Металлические платы 9 установлены параллельно друг другу в двух взаимно перпендикулярных направлениях так, что расстояния между центрами крайних углублений 8 соседних металлических плат 9 в двух взаимно перпендикулярных направлениях равны расстоянию между центрами соседних линз 4 Френеля. Фронтальная панель 3 и тыльная панель 5 прикреплены к боковым стенкам 2 так, что центр фотоприемной площадки каждого солнечного фотоэлемента 6 лежит на одной оси с центром соответствующей линзы 4 Френеля и совпадает с ее фокусом. К каждой планке 11 параллельно подключен байпасный диод (на чертеже не показан). Соседние металлические платы 9 в фотоэлектрическом модуле 1 последовательно соединены электрическими проводниками (на чертеже не показаны), а первая и последняя металлические платы 9 подключены к выводам фотоэлектрического модуля 1. Диаметры дна углублений 8 для солнечных фотоэлементов 6 в металлических платах 9 могут превышать наибольший размер солнечного фотоэлемента 6 не больше чем на 0,15 мм. Боковые стенки 15 углублений 8 могут иметь полированную (зеркальную) внутреннюю поверхность, а форма боковой поверхности углублений 8 может иметь вид перевернутого усеченного конуса или перевернутой усеченной пирамиды. На дно и боковые стенки углублений 8 для солнечных фотоэлементов может быть нанесено покрытие из Au. Планки 11 в поперечном сечении могут иметь форму равнобедренной трапеции, меньшим основанием обращенным к металлической плате 9. Солнечные фотоэлементы 6 могут быть прикреплены к дну углублений 8 в металлических платах 9 посредством пайки. Планки 11 могут быть прикреплены к металлическим платам 9 посредством пайки. При прикреплении металлических плат 9 к тыльной стороне светопрозрачной тыльной панели 5 на наружной поверхности металлических плат 9 может быть нанесено теплоизлучающее покрытие 16 (см. фиг. 4), а объем между тыльной стороной светопрозрачной тыльной панели 5 и фотоприемными площадками солнечных фотоэлементов 6 может быть заполнен оптическим силиконом. Тыльная сторона светопрозрачной тыльной панели 5 с прикрепленными к ней снизу металлическими платами 9 может быть загерметизирована (см. фиг. 4) этиленвинилацетатной пленкой 17, а поверх этой пленки может быть нанесена также защитная пленка из лавсана 18.

Настоящий фотоэлектрический модуль 1 работает следующим образом: фотоэлектрический модуль 1 устанавливают на систему слежения за солнцем и ориентируют в пространстве так, чтобы плоскость фронтальной панели 3 была перпендикулярна световому потоку солнечного излучения. При этом линзы 4 Френеля фронтальной панели 3 фокусируют солнечное излучение на фотоприемные площадки фотоэлементов 6, установленных на дне углублений 8 в металлических платах 9, которые закреплены на светопрозрачной тыльной панели 5. Боковые стенки 15 углублений 8 в металлических платах 9 отражают часть излучения, проходящего мимо солнечных элементов, осуществляя дополнительное направление света на фотоприемные площадки солнечных элементов 6. При подключении к внешним контактам фотоэлектрического модуля 1 электрической нагрузки, в цепи нагрузки будет протекать электрический ток, генерируемый фотоэлементами 6 под воздействием солнечного излучения. Коэффициент полезного действия фотоэлектрического модуля 1 достигает 32-34%. Часть солнечной энергии, не преобразованная в электрическую, превращается в тепло, которое передается от фотоэлементов 6 к металлическим платам 9 и светопрозрачной тыльной панели 5 и рассеивается в окружающем пространстве. Для улучшения рассеяния тепла на внешнюю поверхность металлических плат 9 нанесено теплоизлучающее покрытие 16. При интенсивности падающего солнечного потока, равной 1000 Вт/м2, величина перегрева фотоэлементов 6 относительно температуры окружающего воздуха не превышает 23-25°С. При случайной разориентации фотоэлектрического модуля сфокусированное солнечное излучение попадает на поверхность металлических плат 9 и отражается или поглощается ими, превращается в тепло и рассеивается в окружающем пространстве.

В настоящей конструкции фотоэлектрического модуля исключается возможность выгорания элементов конструкции при смещении сфокусированного солнечного излучения относительно солнечных элементах и отсутствует загрязнение фотоприемных площадок при длительной эксплуатации прибора. Напайка нескольких солнечных элементов на одну металлическую плату увеличивает суммарную удельную площадь плоского теплоотвода и снижает нагрев солнечных элементов. За счет этого настоящая конструкция фотоэлектрического модуля имеет увеличенный срок эксплуатации при сохранении эффективности преобразования солнечного излучения.

1. Фотоэлектрический модуль, содержащий боковые стенки, фронтальную панель с линзами Френеля на ее внутренней стороне, светопрозрачную тыльную панель, солнечные фотоэлементы с байпасными диодами, планки, выполненные из диэлектрического материала с двусторонним металлическим покрытием, и металлические платы с регулярно расположенными углублениями для солнечных фотоэлементов и параллельными канавками для планок, металлические платы прикреплены к светопрозрачной тыльной панели, солнечные фотоэлементы установлены в центрах углублений металлических плат, служащих нижним контактом солнечных фотоэлементов и нижних металлических покрытий планок, верхние контакты солнечных фотоэлементов и байпасных диодов соединены с верхним металлическим покрытием планок, при этом расстояние между центрами соседних углублений в металлических платах равны расстоянию между центрами соседних линз Френеля фронтальной панели, металлические платы установлены параллельно друг другу в двух взаимно перпендикулярных направлениях так, что расстояния между центрами крайних углублений соседних металлических плат в двух взаимно перпендикулярных направлениях равны расстоянию между центрами соседних линз Френеля, а фронтальная панель и тыльная панель прикреплены к боковым стенкам так, что центр фотоприемной площадки каждого солнечного фотоэлемента лежит на одной оси с центром соответствующей линзы Френеля и совпадает с фокусом этой линзы.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что фронтальная и тыльная панели выполнены из силикатного стекла.

3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлические платы выполнены из листовой стали.

4. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что диаметры дна углублений для солнечных фотоэлементов превышают наибольший размер солнечного фотоэлемента не больше чем на 0,15 мм.

5. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что боковые стенки углублений для солнечных фотоэлементов имеют форму боковой поверхности перевернутого усеченного конуса.

6. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что боковые стенки углублений для солнечных фотоэлементов имеют полированную поверхность.

7. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что боковые стенки углублений для солнечных фотоэлементов имеют форму боковой поверхности перевернутой усеченной пирамиды.

8. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что на металлические платы нанесено покрытие из Zn, или Sn, или Ni.

9. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что на дно и боковые стенки углублений для солнечных фотоэлементов нанесено покрытие из Au.

10. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что планки в поперечном сечении имеют форму равнобедренной трапеции, меньшим основанием обращенным к металлической плате.

11. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что солнечные фотоэлементы прикреплены к дну углублений металлических плат посредством пайки.

12. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что планки прикреплены к металлическим платам посредством пайки.

13. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что соседние металлические платы соединены последовательно электрическими проводниками, а первая и последняя платы подключены к выводам фотоэлектрического модуля.

14. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлические платы прикреплены к фронтальной стороне светопрозрачной тыльной панели.

15. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлические платы закреплены на тыльной стороне светопрозрачной тыльной панели.

16. Модуль по п. 15, отличающийся тем, что на наружной поверхности металлических плат нанесено теплоизлучающее покрытие.

17. Модуль по п. 15, отличающийся тем, что объем между тыльной стороной светопрозрачной тыльной панели и фотоприемными площадками солнечных фотоэлементов заполнен оптическим силиконом.

18. Модуль по п. 15, отличающийся тем, что тыльная сторона светопрозрачной тыльной панели с прикрепленными к ней металлическими платами загерметизирована ламинирующей этиленвинилацетатной пленкой.

19. Модуль по п. 18, отличающийся тем, что поверх ламинирующей этиленвинилацетатной пленки нанесена защитная пленка из лавсана.

20. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлические платы прикреплены к светопрозрачной тыльной панели силиконом.

21. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлические платы прикреплены к светопрозрачной тыльной панели адгезивом.

22. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что металлические платы прикреплены к тыльной панели двухсторонней адгезивной лентой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии, использующих солнечное излучение для генерирования экологически чистой электроэнергии в больших объемах.

Изобретение относится к устройствам энергопитания космического аппарата, предназначенным для преобразования солнечной энергии в электрическую с максимальной эффективностью и удельной мощностью.

Изобретение относится к способу получения структурированного электропроводящего покрытия на подложке. Технический результат - предоставление способа получения структурированного металлического покрытия на подложке, при реализации которого формируют структурированный металлический слой с четко определенными кантами и краями, что позволяет напечатать картину с высоким разрешением и структурами малых размеров, применимую в солнечных батареях.

Изобретение относится к области создания детекторов излучения и касается фотоприемника ик-излучения с диафрагмой. Фотоприемник содержит держатель, фоточувствительный элемент, приклеенный на растре, и диафрагму.

Изобретение относится к области фотогальванических устройств, в частности тонкопленочных композитных материалов, пригодных для изготовления гибких высокоэффективных преобразователей солнечной энергии, и касается нанокристаллических слоев на основе диоксида титана с низкой температурой отжига для применения в сенсибилизированных красителем солнечных элементах и способов их получения.

Группа изобретений относится к области медицины. Искусственная сетчатка представляет собой матрицу сенселей, каждый из которых содержит светочувствительный элемент в виде фотодиода и электрод.

Изобретение относится к электротехнике альтернативных источников энергии, в частности к устройствам для генерирования электрической и тепловой энергии путем преобразования энергии светового излучения, и предназначено для использования в конструкциях солнечных панелей.

Изобретение обеспечивает фотогальваническое устройство и способ изготовления такого устройства. Фотогальваническое устройство согласно изобретению включает в себя комбинацию полупроводниковых структур и защитный слой.

Изобретение относится к композиционным материалам, используемым в сверхлегких каркасах солнечных батарей и элементов конструкций космических аппаратов, и касается трехслойной панели.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Устройство для преобразования солнечной энергии содержит, по крайней мере, одну пару подложек, каждая из которых выполнена в виде полосы, при этом, по крайней мере, одна из полос выполнена профилированной с периодически повторяющимся профилем, образующим полости траншейного типа, и установлена с возможностью соединения своей лицевой поверхностью с тыльной поверхностью второй полосы, при этом полосы выполнены из материала, обеспечивающего возможность формирования их профилированными посредством изгибания, полоса, выполненная профилированной с периодически повторяющимся профилем, образующим полости траншейного типа, установлена с возможностью соединения своей лицевой поверхностью с тыльной поверхностью второй полосы и образования их профилями, по крайней мере, одного ряда траншей, а из полос одной пары - гибкого устройства для преобразования солнечной энергии, профили, по крайней мере, одного ряда траншей выполнены с возможностью образования части окружности, и/или части гиперболы, и/или части параболы, и/или траншеи с плоским, выпуклым или вогнутым дном и наклонными расширяющимися боковыми стенками, при этом все траншеи выполнены с направленными наружу перпендикулярными или наклонными относительно воображаемой плоскости, наложенной на края соответствующей траншеи первой полосы, бортами по контуру соответствующей траншеи, причем траншеи выполнены с нанесенным на их рабочую поверхность фотоприемным слоем, а борты траншей - с нанесенным на их поверхность фотоприемным слоем или отражающим покрытием.

Изобретение относится к герметизирующему материалу для солнечных батарей и модулю солнечной батареи, полученному при использовании герметизирующего материала. Герметизирующий материал содержит, по меньшей мере, адгезивный слой (I) и слой (II) композиции смолы (С), который содержит статистический сополимер этилена-α-олефина (А) с теплотой плавления кристаллов от 0 до 70 Дж/г, измеренной при скорости нагрева 10° С/мин посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), и блок-сополимер этилена-α-олефина (В), который имеет измеренные при скорости нагрева 10° С/мин посредством ДСК максимальную температура плавления кристаллов 100° С или выше и теплоту плавления кристалла от 5 до 70 Дж/г. При этом адгезивный слой (I) выполнен из композиции смолы (Z), которая имеет теплоту плавления кристаллов от 0 до 70 Дж/г, измеренную при скорости нагрева 10° С/мин посредством ДСК, и содержит смолу на основе полиэтилена (X) и смолу на основе силан-модифицированного этилена (Y). Герметизирующий материал по изобретению удовлетворяет высоким требованиям адгезивности, долговременной стабильности адгезионной прочности, прозрачности и термостойкости, а также облегчает изготовление модулей солнечных батарей. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 12 пр.

Солнечный модуль в раме включает в себя солнечный модуль, имеющий солнечные элементы между парой листов. Солнечный модуль устанавливается в раме, предпочтительно замкнутой раме, имеющей непрерывное основание и V-образные вырезы или частично V-образные вырезы в вертикальных полках, где должны располагаться углы модуля. Между внутренней поверхностью рамы и периферийным краем и боковыми краевыми участками солнечного модуля наносится слой пластичного влагостойкого герметика. Проставка, имеющая несколько расположенных на некотором расстоянии друг от друга выпуклостей, образованных на внутренней поверхности замкнутой рамы, контактирует с наружной поверхностью солнечного модуля для получения слоя равномерной толщины между рамой и солнечным модулем. Изобретение обеспечивает улучшенную защиту от проникновения влаги. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.

Настоящее изобретение относится к новым соединениям общей формулы (1), которые используются в качестве основы тонкой полупроводниковой пленки в структуре солнечной батареи, к композиции, содержащей соединения формулы (1), и к применению новых соединений. В формуле (1): C2n - углеродный каркас фуллерена С60 или С70 с присоединенным циклопропановым аддендом; Y - заместитель, представляющий собой алкильную группу C1-C20, незамещенную фенильную группу, фенильную группу с заместителями в положениях 2 и 4 или 3 и 4, представляющими собой алкоксигруппы C1-C8; R1 и R2 представляют собой алкильную группу С2-С20, если Х=Н; R1 и R2 представляют собой алкильную группу C1-C20, если X является алкоксигруппой C1-C20. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл., 2 пр.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к приборам, преобразующим энергию электромагнитного излучения в электрическую, в частности к кремниевым солнечным элементам и технологии их изготовления. В кремниевом двухстороннем солнечном элементе, выполненном в виде матрицы из последовательно скоммутированных микрофотопреобразователей с n+-p-p+ (p+-n-n+) структурой, у которых ширина базы соизмерима с диффузионной длиной неосновных носителей заряда базовой области, а плоскости p-n переходов перпендикулярны рабочим поверхностям, на рабочих поверхностях солнечного элемента размещены пассивирующие покрытия из изолирующего материала со встроенным электрическим зарядом, противоположным по знаку типу проводимости низлежащих слоев кремния, рабочие поверхности ориентируются в кристаллографической плоскости (111). Для пассивации p-областей фотопреобразователя используется покрытие из оксида алюминия, для n-областей - покрытие из нитрида кремния. Наноструктурированное покрытие из оксида алюминия получают методом атомно-слоевого осаждения. Изобретение обеспечивает получение больших значений встроенного заряда и тем самым уменьшение скорости поверхностной рекомбинации и увеличение кпд кремниевого двухстороннего солнечного элемента. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к многослойному пакету на подложке для использования в качестве капсулы. Многослойный пакет содержит: один или более неорганических барьерных слоев для снижения переноса через них молекул газа или пара; неорганический химически активный слой, содержащий неорганический связующий материал и расположенный смежно с одним или более неорганическими барьерными слоями, и химически активный слой обладает способностью вступать в реакцию с молекулами газа или пара. При этом в рабочем состоянии многослойного пакета молекулы газа или пара диффундируют через один или более неорганических барьерных слоев, вступают в реакцию с неорганическим химически активным слоем. Изобретение позволяет эффективно защитить изделия, находящиеся в капсуле, чувствительные к влаге и газам окружающей среды, за счет непроницаемости для молекул газа или пара многослойного пакета. 8 н. и 27 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к приборам, преобразующим энергию электромагнитного излучения в электрическую, в частности к кремниевым солнечным элементам и технологии их изготовления. Согласно изобретению в кремниевом двухстороннем солнечном элементе, выполненном в виде матрицы из последовательно скоммутированных микрофотопреобразователей с n+-р-р+ (р+-n-n+)-структурой, у которых ширина базы соизмерима с диффузионной длиной неосновных носителей заряда в базовой области, а плоскости р-n-переходов перпендикулярны рабочим поверхностям, на рабочих поверхностях размещены изолирующая пассивирующая пленка хлорида одного из металлов цинка, алюминия, тантала, бериллия, гафния, циркония или тория, наносимая методом химического осаждения из органических растворов, и просветляющее покрытие из полимерной силановой пленки, наносимой методом химического осаждения из органозамещенных низкомолекулярных силанов. Изобретение позволяет повысить эффективность преобразования и КПД кремниевого двухстороннего матричного солнечного элемента и снизить его стоимость. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую, к конструкции солнечных электростанций с концентраторами. Солнечная электростанция содержит концентраторы, систему слежения и фотоприемники в фокальной области каждого концентратора, установленные в прозрачной для солнечного излучения оболочке и снабженные устройством для отвода теплоты, прозрачная оболочка содержит гомогенизатор концентрированного солнечного излучения из набора плоских тонких пластин из оптически прозрачного материала, размеры поперечного сечения гомогенизатора соизмеримы с размерами рабочей поверхности фотоприемника, ширина каждой пластины равна расстоянию между токоотводами, произведение толщины пластин на их количество определяет размер гомогенизатора вдоль плоскости р-n переходов диодных структур, длина гомогенизатора в 2-10 раз больше размеров рабочей поверхности фотоприемника, плоскости диодных структур параллельны двум из четырех граней гомогенизатора, а устройство отвода тепла выполнено в виде тонких пластин из теплопроводящего материала, присоединенных к токоподводам каждой секции твердотельной матрицы путем пайки или сварки параллельно плоскости р-n переходов диодных структур, размер секций между пластинами теплообменника составляет 4-20 мм, а суммарная их площадь при естественном охлаждении равна площади миделя концентратора. Технический результат заключается в снижении потерь электроэнергии, увеличении КПД и срока службы солнечной электростанции. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности касается концентраторов для солнечных батарей. Концентратор солнечных лучей для солнечной батареи выполнен в форме полуцилиндра с веерным расположением зеркальных отражающих электродов и прозрачных полупроводниковых солнечных батарей. Причем концентратор и солнечная батарея являются интегрально единым устройством. Если расположить солнечную батарею таким образом, чтобы ось полуцилиндра была направлена параллельно оси вращения земного шара, то вне зависимости от угла падения солнечных лучей в течение дня излучение будет проходить через все p-n-переходы, причем практически все фотоны будут поглощены и преобразованы в электрический ток. Изобретение должно повысить эффективность солнечной батареи. 1 ил.

Изобретение относится к солнечной панели, используемой в хронометре стрелочного типа, таком как наручные часы, или в измерительном устройстве стрелочного типа, таком как счетчик, и к хронометру, включающему в себя солнечную панель. Солнечная панель (3) согласно настоящему изобретению, над которой движется указатель (7), закрепленный на валике (6) указателя, вставленном в сквозное отверстие (3a) в центральной части солнечной панели, включает в себя множество солнечных элементов (11-16), расположенных по существу в форме круга, и эти солнечные элементы (11-16) образуют с разделением по существу спиральную форму таким образом, чтобы указатель был расположен поверх двух из множества солнечных элементов (11-16). Соответственно, указатель (7) может быть всегда расположен поверх двух из множества солнечных элементов (11-16), и поэтому уменьшение площади светопринимающей поверхности из-за влияния указателя (7) может быть распределено между двумя солнечными элементами (11-16). В результате может быть исключено понижение выходного тока множества солнечных элементов (11-16), поверх которых расположен указатель (7), и может быть повышен выходной ток всего множества солнечных элементов (11-16). Таким образом изобретение направлено на создание солнечной панели, пригодной для повышения выходного тока за счет ослабления уменьшения площади светопринимающей поверхности из-за влияния указателя посредством множества солнечных элементов, и хронометра, включающего в себя солнечную панель. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую, в первую очередь к конструкции солнечных электростанций с концентраторами. Солнечная электростанция содержит концентраторы, систему слежения и фотоприемники в фокальной области каждого концентратора на основе скоммутированных солнечных элементов с р-n переходами. Каждый фотоприемник выполнен в виде секций твердотельной матрицы из последовательно скоммутированных миниатюрных солнечных элементов с диодными структурами и двухсторонней рабочей поверхностью, плоскости р-n переходов диодных структур параллельны двум из четырех боковых граней и перпендикулярны рабочей поверхности фотоприемника, плоскости миделя и фокальной плоскости концентратора. Фотоприемник установлен в прозрачной для солнечного излучения оболочке и снабжен устройством для отвода теплоты, прозрачная оболочка содержит гомогенизатор концентрированного солнечного излучения в виде стержня прямоугольного сечения из оптически прозрачного материала, размеры поперечного сечения гомогенизатора соизмеримы с размерами рабочей поверхности фотоприемника, а длина стержня в 2-10 раз больше размеров рабочей поверхности фотоприемника. Устройство отвода тепла выполнено в виде тонких пластин из теплопроводящего материала, присоединенных к токоподводам каждой секции твердотельной матрицы путем пайки или сварки параллельно плоскости р-n переходов диодных структур, размер секций между пластинами теплообменника составляет 4-20 мм, а суммарная площадь пластин теплообменника при естественном охлаждении равна площади миделя концентратора. Технический результат заключается в снижении потерь электроэнергии и увеличении КПД и срока службы солнечной электростанции. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Фотоэлектрический модуль содержит боковые стенки, фронтальную панель с линзами Френеля на ее внутренней стороне, светопрозрачную тыльную панель, солнечные фотоэлементы с байпасными диодами, планки, выполненные из диэлектрического материала с двусторонним металлическим покрытием,, и металлические платы с регулярно расположенными углублениями для солнечных фотоэлементов и параллельными канавками для планок. Металлические платы прикреплены к светопрозрачной тыльной панели, солнечные фотоэлементы установлены в центрах углублений металлических плат, служащих нижним контактом солнечных фотоэлементов и нижних металлических покрытий планок. Изобретение обеспечивает увеличенный срок эксплуатации при сохранении эффективности преобразования солнечного излучения. 21 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх