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.

Способ использования устройства визуализации реального изображения визуализации на лобовом стекле кабины, содержащей многослойное остекление. Причем указанное устройство содержит лазерный источник излучения, излучающего в УФ- и видимой области или в ИК-диапазоне, испускающего луч в направлении указанного остекления, которое содержит люминофор, поглощающий указанное излучение, чтобы испустить вторичное излучение в области видимого спектра, причем освещение указанной части лучом позволяет визуализировать реальное изображение на указанном остеклении. Причем выбор положения источника излучения определяют на основании определения минимального коэффициента отражения подающего излучения среди максимальных, зависящих от угла падения. Технический результат заключается в снижении отражения падающего лазерного излучения от стеклянной поверхности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

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.

Наверх