Полупроводниковые приборы, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, электромагнитному, коротковолновому или корпускулярному излучению, специально 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: ...с охлаждающими, светоконцентрирующими или светоотражающими средствами – H01L 31/052

Изобретение относится к области беспроводной передачи энергии с потоком концентрированного электромагнитного излучения оптического диапазона, в частности монохроматического электромагнитного излучения лазера, на приемник-преобразователь на основе фотоэлектрического преобразователя и может найти применение в космической энергетике. Сущность изобретения: создание приемника-преобразователя концентрированного электромагнитного излучения, включающего приемную плоскость, выполненную в виде панели фотоэлементов с антиотражающим покрытием и с электрической коммутацией фотоэлементов, систему отвода тепла от фотоэлементов, несущую силовую конструкцию, на внешней поверхности приемной плоскости которого установлены своими основаниями три симметричные концентричные конические оболочки - центральная, периферийная и средняя между ними, при этом их общая ось симметрии проходит через центр панели фотоэлементов, выполненной в виде круга радиусом R, и перпендикулярна панели, причем периферийная и средняя конические оболочки выполнены усеченными с высотой h каждая, средняя коническая оболочка выполнена со средним радиусом основания r и с углом при вершине =90°, периферийная коническая оболочка выполнена со средним радиусом основания r =R и углом при вершине , отвечающим определенному соотношению, центральная коническая оболочка выполнена со средним радиусом основания r и углом при вершине , отвечающими определенному соотношению, а внешние поверхности средней и центральной конических оболочек и внутренние поверхности периферийной и средней конических оболочек выполнены с максимально высоким коэффициентом зеркального отражения. Изобретение позволяет: повысить КПД приемника-преобразователя благодаря созданию более равномерного облучения последовательно и параллельно соединенных фотоэлементов, что позволяет снизить разброс электрических параметров фотоэлементов и групп, что в целом уменьшает схемные потери; увеличить ресурс приемника-преобразователя за счет снижения риска разрушения отдельных фотоэлементов и межэлементных связей благодаря более равномерному температурному распределению по поверхности приемной плоскости; создать более благоприятные условия работы системы отвода тепла от фотоэлементов приемной плоскости. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Фотоэлектрический концентраторный субмодуль содержит фронтальный стеклянный лист (1), на тыльной стороне которого расположен первичный оптический концентратор в виде линзы (2) квадратной формы с длиной стороны квадрата, равной W, и фокусным расстоянием F. В центральной области поверхности линзы (2) квадратной формы и соосно с ней установлен фотоэлемент (4) толщиной z₁, выполненный в виде квадрата со стороной, равной d₁, размещенный на теплоотводящем основании (3), выполненном в виде круга диаметром d₂ или прямоугольника с длиной большей стороны d ₂ и толщиной z₂. На фотоактивной поверхности фотоэлемента (4) соосно с линзой (2) квадратной формы установлен вторичный оптический концентратор в виде, например, усеченного стеклянного конуса (5), высотой h₁, обращенного меньшим основанием к фотоэлементу. Параллельно фронтальному стеклянному листу (1) установлен тыльный стеклянный лист (6) со светоотражающим зеркальным покрытием (7). Расстояние от светоотражающего зеркального покрытия (7) до фотоэлемента (4) равно L. Величины F, W, d ₁, d₂, z₁, z₂, h₁ и L удовлетворяют определенным соотношениям. Изобретение обеспечивает уменьшение трудоемкости изготовления фотоэлектрического субмодуля при обеспечении высокой точности монтажа фотоэлемента и сохранении хорошей разориентационной характеристики, что позволит увеличить его энергопроизводительность и надежность. Снижение расхода материалов за счет уменьшения в 2 раза толщины субмодулей также позволит уменьшить стоимость изготовления фотоэлектрического модуля. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к изготовлению фотоэлектрических модулей с применением клейких пленок, отражающих солнечный свет. Фотоэлектрический модуль содержит слоистый материал, состоящий из прозрачного переднего покрытия; одного или нескольких светочувствительных полупроводниковых слоев; по меньшей мере одной клейкой пленки, которой приданы отражательные свойства; заднего покрытия, при этом отражающая клейкая пленка имеет степень отражения по DIN EN 410, равную по меньшей мере 15%. Изобретение конструктивно простым образом обеспечивает возможность создания фотоэлектрических модулей с отражающим слоем для повышения их мощности. 9 з.п. ф-лы, 1 табл.

Предложено фотогальваническое устройство, содержащее первый активный слой, выполненный с возможностью выработки электрического сигнала в результате поглощения света с первой длиной волны первым активным слоем, второй активный слой, выполненный с возможностью выработки электрического сигнала в результате поглощения света со второй длиной волны вторым активным слоем, первый оптический фильтр, расположенный между первым и вторым активными слоями и выполненный с возможностью отражения большего количества света с первой длиной волны, чем света со второй длиной волны, и пропускания большего количества света со второй длиной волны, чем света с первой длиной волны, и первый оптический резонатор, вызывающий возрастание количества света с первой длиной волны, поглощаемого первым активным слоем, причем первый и второй активные слои включены в совокупность активных слоев, содержащую по меньшей мере три активных слоя, имеющие запрещенные зоны, при этом запрещенные зоны указанной совокупности активных слоев расположены на протяжении по меньшей мере примерно 1000 нм в длинах волн между примерно 450 нм и примерно 1750 нм. Также предложен еще один вариант фотогальванического устройства и способ изготовления фотогальванического устройства. Изобретение обеспечивает повышение эффективности. 3 н. и 44 з.п. ф-лы, 37 ил.

Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике. Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором содержит линзу Френеля (ЛФ) с концентрическим рабочим профилем и установленный в фокальной плоскости фотоэлектрический приемник с устройством охлаждения, концентратор составлен из последовательного набора секторов исходной концентрической ЛФ, с равномерным распределением концентрированного излучения на кольцеобразной фокальной области; исходная концентрическая линза Френеля состоит из двух зон с рабочими профилями, одна зона с концентрацией лучей от периферии к центру, а другая зона от центра к периферии; рабочие профили чередуются под разным наклоном через интервал r, с образованием в фокальной плоскости кольцеобразной фокальной области шириной r с внутренним радиусом r₀, равным: r₀ =n₀* r или r₀=0,5(N-1)* r при среднем значении n_o=0,5(N-1), где n _o выбирается из ряда целых чисел n=0 N, кратному r, радиус исходной ЛФ равен величине R=N* r, где N - число интервалов величиной r, исходная линза разрезана по радиусу на определенное количество секторов и представляет собой плоскую ЛФ прямоугольной формы, в которой соседние секторы установлены встречно друг другу с равномерным распределением концентрированного излучения на линейчатом фотоэлектрическом приемнике в фокальной плоскости, а приемник выполнен в виде линейки из скоммутированных высоковольтных фотопреобразователей шириной d r и длиной, равной значению L=2 r_o; приемник симметрично установлен на вторичном омегообразном параболоцилиндрическом концентраторе вторичном омегообразном параболоцилиндрическом концентраторе шириной d и длиной, равной значению L=2 r_o. Также предложен способ изготовления солнечного фотоэлектрического модуля с концентратором путем изготовления линзы Френеля и фотоприемника с системой охлаждения. Изобретение обеспечивает повышение КПД преобразования и снижение стоимости вырабатываемой энергии. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Фотоэлектрический модуль солнечного концентрированного излучения относится к гелиотехнике. Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором, содержащий линзу Френеля с концентрическим рабочим профилем и фотоэлектрический приемник ФЭП в фокальной плоскости с устройством охлаждения, отличающийся тем, что линза Френеля состоит из двух зон с рабочими профилями, одна с концентрацией лучей от периферии к центру, а другая - от центра к периферии; приемник выполнен в виде кольца из скоммутированных высоковольтных ФЭП шириной r и с внутренним радиусом кольцевого приемника r₀ , равным соотношению r₀=n₀* r, где n₀ выбирается из ряда целых чисел n=0 N и внешним радиусом линзы R-N* r, где N - число интервалов величиной r. Изобретение обеспечивает повышение КПД преобразования и снижения стоимости вырабатываемой энергии. 4 ил.

Солнечный фотоэлектрический субмодуль содержит концентратор солнечного излучения и фотоэлемент с контактными полосками на фронтальной фоточувствительной поверхности фотоэлемента. Контактные полоски имеют в поперечном сечении вид трапеции с большим тыльным основанием, прилегающим к фронтальной поверхности фотоэлемента, боковые поверхности контактных полосок выполнены зеркальными. Ширина W₁ тыльного основания контактных полосок, ширина W₂ верхней поверхности контактных полосок и угол между боковой поверхностью и тыльным основанием контактных полосок удовлетворяют определенным соотношениям. Конструкция фотоэлектрического субмодуля согласно изобретению позволяет уменьшить потери, связанные с затенением светочувствительной поверхности фотоэлемента. 4 ил.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Фотовольтаический концентраторный модуль содержит первичный оптический концентратор в виде линзы Френеля и вторичный оптический концентратор с суммарным фокусным расстоянием F. Оптическая ось концентраторов проходит через центр фотоактивной области фотоэлемента, выполненной в виде круга диаметром d (мм). Вторичный оптический концентратор установлен на расстоянии Н (мм) от фронтальной поверхности линзы Френеля и включает оптический элемент в виде усеченного шарового слоя, выполненного из материала с показателем преломления n ₁=1,4-1,6. Оптический элемент вторичного оптического концентратора выполнен толщиной W (мм) с радиусом R (мм) сферической поверхности, диаметром D₀ (мм) меньшего основания и диаметром D ₁ большего основания. Величины F, d, Н, W, R, D₀ , D₁ удовлетворяют определенным соотношениям. Изобретение обеспечивает возможность создания фотовольтаического концентраторного модуля с повышенной надежностью и с увеличенным сроком службы за счет уменьшения локальной концентрации солнечного излучения и выравнивания освещенности фотоактивной области фотоэлемента при сохранении высокой энергопроизводительности и хорошей разориентационной характеристике. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Фотоэлектрический модуль с наноструктурным фотоэлементом (1) содержит первичный оптический концентратор (3) в виде линзы Френеля, оптическая ось (4) которой проходит через центр фотоактивной области (2) наноструктурного фотоэлемента (1), выполненной в виде круга диаметром d и соосный с ним вторичный концентратор (6). Вторичный концентратор. (6) установлен на расстоянии h ₁ от фронтальной поверхности линзы Френеля и состоит из фронтального оптического элемента (8) в виде части сферы радиусом R, диаметром основания D и высотой h₂, промежуточного оптического элемента (10) толщиной h₃ с параллельными фронтальной и тыльной поверхностями и тыльного оптического элемента (11), выполненного в виде цилиндра диаметром, равным d, и высотой h₄, при этом величины h₁, h₂ , h₃, h₄, R и D удовлетворяют определенным соотношениям. Фотоэлектрический модуль прост по конструкции, обладает высокими фотоэлектрическими характеристиками, обеспечивает надежную и долговременную эксплуатацию. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Концентраторный фотоэлектрический модуль на основе наногетероструктурных солнечных элементов относится к области фотоэлектрического преобразования энергии, в частности к системам с расщеплением солнечного спектра. Модуль содержит корпус (1), имеющий фронтальную панель (2), содержащую концентрирующую линзу (3) Френеля, боковые стенки (5) и тыльные стенки (6), расположенные под углом 45° к плоскости фронтальной панели (2). В корпусе (1) по ходу солнечного излучения установлены: дихроичное зеркало (7), пропускающее свет с длиной волны выше меньше 900 нм, отражающее оставшуюся часть спектра и расположенное под углом к оптической оси концентрирующей линзы (3) Френеля, и разнесенные по внутренней поверхности корпуса первый фотопреобразователь (8) и второй фотопреобразователь (9). Дихроичное зеркало (7) расщепляет излучение на два спектральных диапазона. Отраженное излучение с длиной волны 350-900 нм преобразуется первым фотопреобразователем (8), а прошедшее излучение с длиной волны 900-1800 нм преобразуется вторым фотопреобразователем (9). Фотоэлектрический модуль согласно изобретению имеет более простую конструкцию, увеличенный диапазон преобразуемых длин волн с 400-1200 нм до 350-1800 нм и уменьшенные оптические потери. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Согласно изобретению между контактными слоями солнечного элемента расположена диодная структура. В диодной структуре последовательно сформированы базовый поглощающий слой полупроводника заданного типа проводимости, многослойная структура из слоев нанообъектов из материала с шириной запрещенной зоны, меньшей, чем у базового материала, и слоев базового материала (спейсеров), разделяющих слои нанообъектов, и слой полупроводника с типом проводимости, отличным от заданного. Контактные слои изготовлены сплошными, из Al, многократно отражающими излучение, подаваемое в солнечный элемент под углом к плоскости контактных слоев. Также предложен второй вариант выполенния солнечного элемента - могоэлементый многослойный солнечный элемент. За счет многократного отражения поглощаемого излучения контактными слоями увеличивается оптический путь фотонов, повышается возможность их поглощения и, в конечном счете, увеличивается КПД. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть применено в наземных солнечных энергоустановках на основе линейных концентраторов солнечного излучения, предназначенных для систем автономного энергоснабжения в различных климатических зонах. Предложенный концентраторный фотоэлектрический модуль представляет собой герметизируемый объем, содержащий линейные линзы Френеля, цепочку фотоприемников и полые трубки, соединяющие герметизируемый объем с окружающей атмосферой. Трубки заполнены сорбентом атмосферной влаги, а их поверхности расположены в фокусе дополнительных линейных линз Френеля. Изобретение обеспечивает защиту концентрационного фотоэлектрического модуля на основе линейных линз Френеля от атмосферной влаги, что в свою очередь обеспечивает стабильность электрофизических и оптических характеристик модуля. 1 ил.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Концентраторный фотоэлектрический модуль содержит фронтальную панель (3), боковые стенки (1) и тыльную панель (2), первичные и вторичные оптические концентраторы и солнечные фотоэлементы (9) с теплоотводящими элементами (10). Первичные оптические концентраторы выполнены в форме соприкасающихся друг с другом линз, сформированных в виде тыльной поверхности фронтальной панели (3). Вторичные оптические концентраторы выполнены в виде полых четырехгранных равносторонних усеченных пирамид (8). Изобретение обеспечивает при высокой эффективности преобразования солнечного излучения в электроэнергию относительно низкую стоимость, за счет упрощения технологии изготовления его элементов и сборки самого модуля. 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение предназначено для применения в концентраторных солнечных энергоустановках, используемых в качестве систем автономного энергоснабжения в различных климатических зонах. Фотоэлектрический модуль содержит фронтальную панель 1 из силикатного стекла с линзовыми концентраторами 2 из силикона на ее внутренней стороне, боковые стенки 3, а также тыльную панель 4, на верхней стороне которой на теплоотводящих основаниях 5 установлены солнечные фотоэлементы 6 и соосные им дополнительные оптические элементы 7. Дополнительные оптические элементы 7 установлены на теплоотводящих основаниях 5 вокруг солнечных фотоэлементов 6 и входят в состав узлов 8 защиты солнечных фотоэлементов. Узел 8 защиты солнечных фотоэлементов может быть выполнен в виде герметично установленных на теплоотводящие основания 5 шин 9, изготовленных из диэлектрического материала с токоведущими металлизированными покрытиями 10, 11 с обеих сторон. Изобретение направлено на повышение надежности, срока службы и увеличение энергопроизводительности фотоэлектрического модуля путем исключения возникновения деградационных процессов в характеристиках солнечных элементов фотоэлектрического модуля, обусловленных нарушением параметров газовой среды, окружающей солнечные фотоэлементы модуля. 25 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Солнечный фотоэлектрический модуль содержит фронтальную панель (3), боковые стенки (1) и тыльную панель (2), первичные и вторичные оптические концентраторы и солнечные фотоэлементы (9) с теплоотводящими элементами (10). Первичные оптические концентраторы выполнены в форме соприкасающихся друг с другом линз, сформированных в виде тыльной поверхности фронтальной панели (3). Вторичные оптические концентраторы выполнены в виде фоконов (8). Изобретение обеспечивает при высокой эффективности преобразования солнечного излучения в электроэнергию относительно низкую стоимость за счет упрощения технологии изготовления его элементов и сборки самого модуля. 15 з.п. ф-лы, 14 ил.

Предлагаемый термофотоэлектрический преобразователь состоит из последовательно и концентрически расположенных протяженного внутреннего кругового цилиндрического эмиттера, набора отражательных элементов, набора фотоэлементов, светочувствительная сторона которых обращена в сторону эмиттера, и сопряженных с фотоэлементами радиаторов. Отражательные элементы выполнены в виде азимутально повернутых относительно друг друга криволинейных линейчатых поверхностей, направляющие которых соответствуют секторам эллипсов, первый фокус которых размещен на оси эмиттера, а вторые фокусы помещены в центры площадок соответствующих фотоэлементов. Изобретение обеспечивает экономию дорогостоящего и дефицитного материала теплового экрана (кварцевого стекла), а также повышение коэффициента полезного действия преобразователя за счет исключения потерь в тепловом экране, существенного снижения потерь при оптической передаче энергии излучения эмиттера на фотоприемные элементы и фильтрации длинноволнового (инфракрасного) излучения эмиттера, при одновременном (частичном) возврате этого излучения на догрев эмиттера. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 ил.

Предложен космический солнечный концентратор, основанный на использовании развертываемых отражателей. Каждый из отражателей включает в себя стороны с отражающим покрытием на поверхностях, обращенных в направлении от основания. В одном из вариантов исполнения стороны отражателя имеют более толстые участки для придания жесткости отражателю во время развертывания в отсутствие внешней силы и более тонкие участки для снижения веса и уменьшения потенциальной энергии сжатия энергии. В другом варианте обе отражающие стороны развернуты, когда отражатель находится в сложенном состоянии. Во время развертывания фиксирующая сторона ограничивает развертывание обеих отражающих сторон и обеспечивает точное отражающее положение. В дополнение, эти варианты реализации снижают уровень потенциальной энергии сжатия. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Панель солнечной батареи содержит концентраторы, установленные на каждый единичный солнечный элемент панели солнечной батареи. Концентратор представляет собой две полые усеченные пирамиды, установленные одна на другую, меньшее основание нижней пирамиды является единичным солнечным элементом, а большее основание нижней пирамиды является меньшим основанием верхней пирамиды. Отражающие поверхности граней нижней пирамиды образуют с плоскостью единичного солнечного элемента угол 90°< ₁<135°, а отражающие поверхности граней верхней пирамиды образуют с плоскостью единичного солнечного элемента угол 90°< ₂< ₁. Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение коэффициента концентрации при сохранении площади фотоактивной поверхности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гелиотехнике. Сущность изобретения блок концентраторов солнечной батареи включает первую панель солнечной батареи, выполненную таким образом, чтобы получать солнечную энергию, и первый регулируемый концентратор, соединенный с первой панелью солнечной батареи. Первый регулируемый концентратор отражает солнечную энергию на первую панель солнечной батареи. Первый ведущий вал соединен с первым регулируемым концентратором. Первый ведущий вал выполнен таким образом, чтобы вращать первый регулируемый концентратор относительно первой панели солнечной батареи для максимального увеличения количества солнечной энергии, отражаемой на первую панель солнечной батареи. Также предложен другой вариант выполнения блока концентраторов солнечной батареи и способ концентрирования солнечной энергии на панелях солнечной батареи с концентраторами. Изобретение обеспечивает увеличение количества вырабатываемой электрической энергии, снижение габаритов и веса. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение может быть применено в наземных солнечных энергоустановках с концентраторами излучения, предназначенных для систем автономного энергоснабжения в различных климатических зонах. Фотоэлектрический модуль содержит боковые стенки и фронтальную панель из силикатного стекла с линзами Френеля на ее тыльной стороне, а также солнечные фотоэлементы с теплоотводящими основаниями. Теплоотводящие основания расположены на тыльной панели из силикатного стекла или выполнены в виде лотков с плоским дном, через центральные продольные линии поверхностей которых проходят оптические оси соответствующих линз Френеля. Введена дополнительная промежуточная панель из силикатного стекла, на фронтальной или тыльной стороне которой установлены плоско-выпуклые линзы, соосные с соответствующими линзами Френеля. Лотки своими верхними частями могут быть герметично соединены с тыльной поверхностью промежуточной панели. Светоприемные поверхности фотоэлементов находятся в фокусном пятне двух концентраторов - линз Френеля и плоско-выпуклых линз. В зависимости от варианта выполнения модуля расстояние между промежуточной панелью и теплоотводящими основаниями, фокусное расстояние плоско-выпуклых линз, толщины фотоэлементов, промежуточной панели и плоско-выпуклых линз связаны соотношениями, приведенными в формуле изобретения. Технический результат - обеспечить увеличение энергопроизводительности фотоэлектрического модуля. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к конструкции солнечных батарей космического и наземного применения. Технический результат изобретения: повышение коэффициента концентрации при эквивалентной суммарной ширине отражателей. Сущность: концентратор, установленный по одной или более сторонам панели, выполнен из двух отражателей, установленных таким образом, чтобы потоки солнечного света, отраженные от обоих отражателей, равномерно падали на поверхность солнечной батареи. 3 ил.