Оптопара



Оптопара
Оптопара

 

H01L31/00 - Полупроводниковые приборы, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, электромагнитному, коротковолновому или корпускулярному излучению, предназначенные либо для преобразования энергии такого излучения в электрическую энергию, либо для управления электрической энергией с помощью такого излучения; способы или устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы приборов (H01L 51/00 имеет преимущество; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, кроме приборов, содержащих чувствительные к излучению компоненты, в комбинации с одним или несколькими электрическими источниками света H01L 27/00; кровельные покрытия с приспособлениями для размещения и использования устройств для накопления или концентрирования энергии E04D 13/18; получение тепловой энергии с

Владельцы патента RU 2633934:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области к технике преобразования световой энергии в электрическую и предназначено для преобразования световой энергии в электрическую. Заявленная оптопара содержит источник света, фотопреобразователь и корпус. В качестве источника света использована шаровая ксеноновая лампа, а в качестве фотопреобразователя использована батарея солнечных элементов. Дополнительно введены линза, полый изолятор, сферическая отражающая поверхность, зеркало, еще один корпус. При этом один из корпусов имеет форму сферы, а другой имеет форму цилиндра, причем оба корпуса имеют отверстия в боковой поверхности в виде кругов и соединены между собой с помощью полого изолятора. В центре сферического корпуса расположена шаровая ксеноновая лампа, а в торце полого изолятора, обращенного к шаровой ксеноновой лампе, расположена линза. В одном торце цилиндрического корпуса расположена сферическая отражающая поверхность, а во втором торце – батарея солнечных элементов, причем ось полого изолятора совпадает с осями сферического корпуса и шаровой ксеноновой лампы и перпендикулярна оси цилиндрического корпуса, совпадающей с осями сферической отражающей поверхности и батареи солнечных элементов. На пересечении осей расположено поворотное зеркало, обращенное к сферической отражающей поверхности, внутренние поверхности полого изолятора, сферического и цилиндрического корпусов имеют зеркальное покрытие, а шаровая ксеноновая лампа, батарея солнечных элементов оптически связаны между собой через линзу, поворотное зеркало и сферическую отражающую поверхность. Технический результат - расширение технологических возможностей оптопары. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике преобразования световой энергии в электрическую.

Известна резистивная оптопара, состоящая из источника света, фотопреобразователя и корпуса, между которыми имеется оптическая связь и обеспечена электрическая изоляция. В качестве фотопреобразователя в этой оптопаре используется фоторезистор или полупроводниковый резистор. Источником света в резистивной оптопаре может служить сверхминиатюрная лампочка накаливания (Иванов В.И. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник / В.И. Иванов, А.И. Аксенов, A.M. Юшин - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатоиздат, 1989. - 448 с., с. 309.

Это устройство обладает низкой выходной мощностью из-за использования источника света с малой мощностью и фотопреобразователя, рассчитанного на преобразования светового излучения малой мощности и низкой электрической прочностью из-за малого расстояния между источником света и фотопреобразователем.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей оптопары путем увеличения ее мощности и оптической прочности.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, достигается тем, что в оптопаре, содержащей источник света, фотопреобразователь, корпус, в качестве источника света использована шаровая ксеноновая лампа, в качестве фотопреобразователя использована батарея солнечных элементов, дополнительно введены линза, полый изолятор, сферическая отражающая поверхность, зеркало, еще один корпус, один из корпусов имеет форму сферы, а другой имеет форму цилиндра, оба корпуса имеют отверстия в боковой поверхности в виде кругов и соединены между собой с помощью полого изолятора, в центре сферического корпуса расположена шаровая ксеноновая лампа, в торце полого изолятора, обращенного к шаровой ксеноновой лампе, расположена линза, в одном торце цилиндрического корпуса расположена сферическая отражающая поверхность, а во втором торце батарея солнечных элементов, ось полого изолятора совпадает с осями сферического корпуса и шаровой ксеноновой лампы и перпендикулярна оси цилиндрического корпуса, совпадающей с осями сферической отражающей поверхности и батареи солнечных элементов, на пересечении осей расположено поворотное зеркало, обращенное к сферической отражающей поверхности, внутренние поверхности полого изолятора, сферического и цилиндрического корпусов имеют зеркальное покрытие, шаровая ксеноновая лампа, батарея солнечных элементов оптически связаны между собой через линзу, поворотное зеркало и сферическую отражающую поверхность.

На чертеже показана предлагаемая оптопара.

Она содержит шаровую ксеноновую лампу 1; сферический корпус 2; линзу 3; полый изолятор 4; сферическую зеркально отражающую поверхность 5; поворотное зеркало 6; цилиндрический корпус 7; батарею солнечных элементов 8. Оба корпуса 2 и 7 имеют отверстия в боковой поверхности в виде кругов и соединенных между собой с помощью полого изолятора 4. Шаровая ксеноновая лампа 1 расположена в центре сферического корпуса 2. В торце полого изолятора 4, обращенного к шаровой ксеноновой лампе 1, расположена линза 3. В одном торце цилиндрического корпуса 7 расположена сферическая отражающая поверхность 5, а во втором торце батарея солнечных элементов 8. Ось полого изолятора 4 совпадает с осями сферического корпуса 2 и шаровой ксеноновой лампы 1 и перпендикулярна оси цилиндрического корпуса 7, совпадающей с осями сферической отражающей поверхности 5 и батарее солнечных элементов 8, и на их пересечении расположено поворотное зеркало 6, обращенное к сферической зеркальной отражающей поверхности 5. Внутренние поверхности полого изолятора 4, обоих корпусов 2 и 7 имеют зеркальное покрытие, шаровая ксеноновая лампа 1, батарея солнечных элементов 8 оптически связаны между собой через линзу 3, поворотное зеркало 6 и сферическую отражающую поверхность 5.

Стрелками показан ход световых лучей.

При отсутствии напряжения на шаровой ксеноновой лампе 1 электрический ток на выходе батареи солнечных элементов 8 отсутствует.

При поступлении электрического тока на шаровую ксеноновую лампу 1 оптическое излучение от нее поступает на батарею фотоэлементов 8. В батарее солнечных элементов 8 световое излучение преобразовывается в электрический ток и через выводы батареи солнечных элементов передается далее потребителю.

Увеличение оптической прочности оптопары достигается за счет того, что благодаря предлагаемой конструкции оптопары увеличивается расстояние между источником излучения, в качестве которого используется шаровая ксеноновая лампа 1, и ее фотопреобразователем, в качестве которого используется батарея солнечных элементов 8.

Увеличение выходной мощности оптопары достигается использования в ее составе в качестве источника излучения шаровой ксеноновой лампы 1, а в качестве фотопреобразователя батареи солнечных элементов 8.

При мощности шаровой ксеноновой лампы 150 Вт, при КПД преобразовании излучения лампы солнечными элементами ~70% мощность электрического тока на выходе оптопара может ~90 Вт с учетом потерь, возникающих при передаче оптического излучения от шаровой ксеноновой лампа к батарее солнечных элементов. Для этого в качестве солнечных элементов, прежде всего, могут быть использованы многослойные структуры, обеспечивающие каскадное преобразование оптического излучения. Для этих целей могут быть использованы трех- и четырехкомпонентные соединения элементов III и V групп периодической системы. Кроме того, могут быть использованы гетероструктуры с вариозной базой, когда на выходе создается широкозонное окно, соответствующее максимальной ширине спектра преобразовываемого излучения, а база имеет переменное по глубине значение (благодаря плавному изменению состава, уменьшающегося по мере углубления). Такие структуры можно получить, используя двойные, тройные и четвертные соединения на базе компонент, входящих в состав [Кирин И.Г. Потери энергии в источниках вторичного электропитания с системами гальванической развязки «Источник оптического излучения - фотоэлектрический преобразователь» / Кирин И.Г. // Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2014. N 4. - С. 153-157].

Таким образом, по сравнению с прототипом заявленная оптопара обладает более высокой выходной мощностью и более высокой электрической прочностью.

Оптопара, содержащая источник света, фотопреобразователь, корпус, отличающаяся тем, что в качестве источника света использована шаровая ксеноновая лампа, в качестве фотопреобразователя использована батарея солнечных элементов, дополнительно введены линза, полый изолятор, сферическая отражающая поверхность, зеркало, еще один корпус, один из корпусов имеет форму сферы, а другой имеет форму цилиндра, оба корпуса имеют отверстия в боковой поверхности в виде кругов и соединены между собой с помощью полого изолятора, в центре сферического корпуса расположена шаровая ксеноновая лампа, в торце полого изолятора, обращенного к шаровой ксеноновой лампе, расположена линза, в одном торце цилиндрического корпуса расположена сферическая отражающая поверхность, а во втором торце - батарея солнечных элементов, ось полого изолятора совпадает с осями сферического корпуса и шаровой ксеноновой лампы и перпендикулярна оси цилиндрического корпуса, совпадающей с осями сферической отражающей поверхности и батареи солнечных элементов, на пересечении осей расположено поворотное зеркало, обращенное к сферической отражающей поверхности, внутренние поверхности полого изолятора, сферического и цилиндрического корпусов имеют зеркальное покрытие, шаровая ксеноновая лампа, батарея солнечных элементов оптически связаны между собой через линзу, поворотное зеркало и сферическую отражающую поверхность.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, а именно к структуре фотопреобразователей на основе монокристаллического или поликристаллического кремния и к линии по производству фотопреобразователей.

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, а именно к изготовлению активных слоев солнечных модулей на основе монокристаллического или поликристаллического кремния.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую в тонкопленочных полупроводниковых солнечных элементах. Способ контроля структурного качества тонких пленок для светопоглощающих слоев солнечных элементов заключается в том, что регистрируют излучение пленок при импульсном лазерном возбуждении, при этом уровень возбуждения устанавливают в диапазоне 10-200 кВт/см2 для возникновения стимулированного излучения с полушириной спектра Δλ~10 нм, и сравнивают интенсивности и полуширины спектров стимулированного излучения для определения относительного структурного качества пленок.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного беспроводного измерения различных физических величин, в частности температуры, давления, перемещения, магнитной индукции, ультрафиолетового излучения, концентрации газов и др., с помощью датчиков на поверхностных акустических волнах (ПАВ) при их облучении радиоимпульсами.

Многопереходный солнечный элемент для космической радиационной среды, причем многопереходный солнечный элемент имеет множество солнечных субэлементов, расположенных в порядке убывания запрещенной зоны, включающее в себя: первый солнечный субэлемент, состоящий из InGaP и имеющий первую запрещенную зону, причем первый солнечный субэлемент имеет первый ток короткого замыкания, связанный с ним; второй солнечный субэлемент, состоящий из GaAs и имеющий вторую запрещенную зону, которая имеет ширину, меньшую, чем первая запрещенная зона, причем второй солнечный субэлемент имеет второй ток короткого замыкания, связанный с ним; при этом в начале срока службы первый ток короткого замыкания меньше, чем второй ток короткого замыкания, так что эффективность AM0 преобразования является субоптимальной.

Согласно изобретению предложена эффективная солнечная батарея, выполненная многопереходной с защитным диодом, причем у многопереходной солнечной батареи и структуры защитного диода имеется общая тыльная поверхность и разделенные меза-канавкой фронтальные стороны, общая тыльная поверхность включает в себя электропроводящий слой, многопереходная солнечная батарея включает в себя стопу из нескольких солнечных батарей и имеет расположенную ближе всего к фронтальной стороне верхнюю солнечную батарею и расположенную ближе всего к тыльной стороне нижнюю солнечную батарею, каждая солнечная батарея включает в себя np-переход, между соседними солнечными батареями размещены туннельные диоды, количество слоев полупроводника у структуры защитного диода меньше, чем количество слоев полупроводника у многопереходной солнечной батареи, последовательность слоев полупроводника у структуры защитного диода идентична последовательности слоев полупроводника многопереходной солнечной батареи, причем в структуре защитного диода выполнен по меньшей мере один верхний защитный диод и один расположенный ближе всего к тыльной стороне нижний защитный диод, а между соседними защитными диодами размещен туннельный диод, количество np-переходов в структуре защитного диода по меньшей мере на один меньше, чем количество np-переходов многопереходной солнечной батареи, на передней стороне многопереходной солнечной батареи и структуры защитного диода выполнена структура соединительного контакта, содержащая один или несколько слоев металла, а под структурой соединительного контакта выполнен состоящий из нескольких слоев полупроводника электропроводящий контактный слой, и эти несколько слоев полупроводника включают в себя туннельный диод.

Заявленное изобретение относится к технике преобразования световой энергии в электрическую и предназначено для преобразования световой энергии в электрическую. Заявленная оптопара содержит излучатель, фотоприемный элемент, закрепленные на корпусе, причем в качестве излучателя света использована шаровая лампа, в качестве фотоприемного элемента использована батарея солнечных элементов, корпус выполнен в виде трубы из диэлектрического материала, на внешней боковой поверхности которого имеются распределители потенциала.

Штабелевидная интегрированная многопереходная солнечная батарея с первым элементом батареи, причем первый элемент батареи включает в себя слой из соединения InGaP с первой константой решетки и первой энергией запрещенной зоны, а толщина слоя превышает 100 нм, и слой выполнен как часть эмиттера, и/или как часть базы, и/или как часть расположенной между эмиттером и базой области объемного заряда, и вторым элементом батареи, причем второй элемент батареи включает в себя слой из соединения InmРn со второй константой решетки и второй энергией запрещенной зоны, а толщина слоя превышает 100 нм, и слой выполнен как часть эмиттера, и/или как часть базы, и/или как часть расположенной между эмиттером и базой области объемного заряда, и третьим элементом батареи, причем третий элемент батареи включает в себя слой из соединения InxGa1-xAs1-yPy с третьей константой решетки и третьей энергией запрещенной зоны, а толщина слоя превышает 100 нм, и слой выполнен как часть эмиттера, и/или как часть базы, и/или как часть расположенной между эмиттером и базой области объемного заряда, и четвертым элементом батареи, причем четвертый элемент батареи включает в себя слой из соединения InGaAs с четвертой константой решетки и четвертой энергией запрещенной зоны, а толщина слоя превышает 100 нм, и слой выполнен как часть эмиттера, и/или как часть базы, и/или как часть расположенной между эмиттером и базой области объемного заряда, причем для значений энергии запрещенной зоны справедливо соотношение Eg1>Eg2>Eg3>Eg4, и между двумя элементами батареи сформирована область сращения плат.

Солнечный концентраторный модуль (1) содержит боковые стенки (2), фронтальную панель (3) с линзами (4) Френеля на внутренней стороне фронтальной панели (3), тыльную панель (9) с фоконами (6) и солнечные элементы (7), снабженные теплоотводящими основаниями (8).

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано для создания солнечных элементов. Метаморфный фотопреобразователь включает подложку (1) из GaAs, метаморфный буферный слой (2) и по меньшей мере один фотоактивный p-n-переход (3), выполненный из InGaAs и включающий базовый слой (4) и эмиттерный слой (5), слой (6) широкозонного окна из In(AlxGa1-x)As, где x=0,2-0,5, и контактный субслой (7) из InGaAs.

Изобретение относится к оптическим устройствам, например к таким, как оптические и защитные очки, экраны, защищающие лицо. Устройства содержат прозрачный оптический компонент, прозрачный электропроводный слой покрытия на поверхности оптического компонента, источник питания.

Изобретение относится к световодной структуре для отображения виртуальных объектов на фоновом изображении. Световодная структура содержит первую часть, вторую часть, промежуточную часть и компенсирующую часть.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системе и способу лазерной спекл-интерферометрии для мобильных устройств. Система содержит блок ввода данных, который включает в себя источник лазерного излучения и детектор для регистрации спекловых картин, формирующихся при рассеянии лазерного излучения от исследуемого объекта, блок памяти для хранения результатов измерения, параметров калибровки, а также одной или более заданных моделей, связывающих результаты обработки спекловых картин с параметрами исследуемого объекта, блок обработки, выполненный с возможностью стабилизации регистрируемых спекловых картин посредством контроля в режиме реального времени, обработки спекловой картины и определения временной функции и формирования массива данных, описывающих один или более исследуемых параметров.

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам захвата изображений, имеющих функцию отслеживания объекта и функцию непрерывной съемки. Техническим результатом является повышение точности функции отслеживания объекта устройства регистрации изображения в ходе непрерывной съемки, за счет устранения задержки по времени между обнаружением объекта и получением информации фокуса в позиции объекта.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптическим скамьям и голографическим столам. Техническим результатом изобретения является возможность поперечных перемещений и юстировочных движений в виде поворотов вокруг вертикальной оси.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для получения изображений земной поверхности через турбулентную атмосферу.

Изобретение относится к светодиодному источнику света, выполненному с возможностью переоснащения светильника, в котором используется источник света с нитью накаливания.

Изобретение относится к военной и специальной технике, в частности к приспособлениям для крепления и установки оптического оборудования, и может быть использовано в комплексах вооружений различного назначения, оснащенных оптическими приборами.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в сканирующих системах для передачи информации между первичным преобразователем и электронным блоком различных систем.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной и испытательной техники и направлено на обеспечение возможности контроля фаз газораспределения двигателей внутреннего сгорания, а также для измерения свободного хода рулевого колеса, что обеспечивается за счет того, что прибор включает кронштейн с нажимным винтом и угломер, в состав которого входит основание со встроенными магнитами и корпус с проградуированной ампулой и выполненной из стекла в виде тора, полость которой заполнена жидкостью с оставленным в ней пузырьком воздуха, а также со шкалой угломера с началом отсчета слева направо, причем корпус с ампулой шарнирно соединен с основанием угломера, отличающийся тем, что угломер скомпонован с кронштейном таким образом, что кронштейн размещен вертикально винтом вниз, основание угломера посредством магнитов в нем соединено с кронштейном вертикально и шарниром вниз, а также с образованием возможности размещения корпуса с ампулой справа от шарнира, при этом на передней поверхности корпуса, с противоположной стороны шкалы с началом отсчета слева направо, нанесена шкала с началом отсчета справа налево.

Изобретение относится к сканирующим матричным фотоприемным устройствам (МФПУ) - устройствам, преобразующим входное оптическое изображение, формируемое объективом, в заданный спектральный диапазон, а затем в выходной электрический видеосигнал с помощью сканирования изображения. МФПУ включает N каналов и подчиняется заданному критерию дефектности по пороговой фотоэлектрической характеристике, вероятности безотказной работы, количеству и расположению дефектных и неработоспособных каналов, при сохранении заданной вероятности его безотказной работы. Для получения заданной величины наработки МФПУ при сохранении его критерия дефектности количество фоточувствительных элементов (ФЧЭ) в канале увеличено до заданной величины, определяемой величиной средней наработки ФЧЭ до отказа и уровнем пороговой фотоэлектрической характеристики. Изобретение позволяет повысить время наработки МФПУ. 3 ил.
Наверх