太陽電池的電熱聯用裝置的製作方法
2023-10-08 22:24:54 2
專利名稱：太陽電池的電熱聯用裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能能源的梯級利用裝置，特別是涉及太陽電池的電熱聯用裝置。
背景技術：
未來太陽能的大規模利用是用來發電，實現由補充能源向替代能源的轉變。光電轉換其基本原理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽電池。目前太陽電池發電大規模推廣應用的主要障礙是成本較高。
太陽電池隨著溫度的升高，效率會下降。所以如何將太陽電池未轉化為電的太陽能輻射熱有效的帶走是個問題。目前，光電池的散熱方式分為主動式和被動式。太陽電池方陣產生的熱量通過散熱器直接散發到大氣中，這種散熱方式叫被動式冷卻。這種方式比較簡單，但是電池表面接受的80％左右的太陽熱散失到大氣中，既會產生熱汙染，又會浪費了資源。主動式冷卻是指用流動的水或其它介質將聚光組件工作時產生的熱量帶走，以達到冷卻太陽電池的目的。主動式冷卻可以更好地降低太陽電池的溫度，而且，利用這種方法時，若將流體帶走的太陽輻射熱加以利用，則可以更好的實現太陽能的梯級利用，提高能源利用效率，同時可以間接地降低太陽能發電的成本。
目前太陽電池的主動冷卻方式有液浸方式和背板導熱方式，結合電熱聯用的裝置就只有背板導熱方式，通過在組件背後焊接銅管，採用空氣、水作為攜熱工質。但是這種結合方式，由於太陽電池組件中存在熱的不良導體，受熱體和太陽電池背板間的結合傳熱面積小，傳熱效率低，成本高。目前的液浸冷卻方式，由於液體流動控制問題，電池傳熱效果不太好，溫度分布的不均勻對電池效率產生了影響。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供了一種太陽電池的電熱聯用裝置。本發明在使用時，可於太陽電池表面形成薄層傳熱液膜，提高熱量傳遞性能，控制光電池表面穩定均勻。
本發明的技術方案概述如下太陽電池的電熱聯用裝置，包括液體容器，所述液體容器內設置有集熱液體工質，熱管貫穿設置在所述液體容器的側壁上，所述熱管內設置有相變攜熱工質，太陽電池與所述設置在液體容器內部的熱管固定連接，所述液體容器的下端設置有進液口，所述液體容器的上端設置有出液口，所述液體容器的下端面為透光面，所述液體容器的上端面外側和側壁外側設置有保溫材料。
所述太陽電池與所述液體容器的下端面的上表面間的距離為0.01mm-50mm，最好是0.05mm-10mm。
所述太陽電池為單晶矽太陽電池或多晶矽太陽電池或非晶矽太陽電池或化合物太陽電池或有機半導體太陽電池。
所述太陽電池與所述液體容器內部的熱管固定連接的方式為焊接或粘接。
本發明通過將太陽電池浸於集熱液體工質內部，同時背後與高效相變換熱的熱管連接，可以迅速的將未轉化為電的太陽熱帶走，同時保證太陽電池表面溫度均勻，提高太陽電池的光電轉化效率，延長使用壽命。該系統既適用於非聚光太陽能光電系統，又能滿足聚光形式下的太陽電池發電系統的高效率運行。特別是通過將太陽電池與所述液體容器的底面上表面間的距離設置在0.01mm-50mm，特別是0.05mm-10mm，太陽電池表面所形成的薄層液膜有助於保證太陽電池表面液體循環，表面溫度分布均勻，提高光電轉化效率和延長電池壽命。
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
太陽電池的電熱聯用裝置，包括液體容器1，液體容器內設置有集熱液體工質2，熱管3貫穿設置在液體容器的側壁4上，熱管內設置有相變攜熱工質5，太陽電池6與設置在液體容器內部的熱管固定連接，液體容器的下端設置有進液口7，液體容器的上端設置有出液口8，液體容器的下端面9為透光面，即用透光材料製成，液體容器的上端面10外側和側壁外側設置有保溫材料11。
太陽電池與液體容器的下端面的上表面間的距離為0.01mm或0.05mm或0.1mm或1mm或5mm或10mm，當太陽光從太陽電池的電熱聯用裝置的下方的方向照射時，太陽電池表面所形成的薄層液膜有助於保證太陽電池表面液體循環，表面溫度分布均勻，提高光電轉化效率和延長電池壽命。
所述太陽電池為單晶矽太陽電池或多晶矽太陽電池或非晶矽太陽電池或化合物太陽電池或有機半導體太陽電池。
所述太陽電池與所述液體容器內部的熱管固定連接的方式為焊接或粘接。
液體集熱工質可依靠自然循環或機械循環實現熱量的轉移。
下端面的材料可為普通透明材料或帶有選擇性吸收作用的透明材料。
熱管可以為普通熱管、分離式熱管、毛細泵迴路熱管、平板熱管、徑向熱管。熱管可為光滑管或翅片管。
權利要求
1.太陽電池的電熱聯用裝置，包括液體容器，所述液體容器內設置有集熱液體工質，其特徵是熱管貫穿設置在所述液體容器的側壁上，所述熱管內設置有相變攜熱工質，太陽電池與所述設置在液體容器內部的熱管固定連接，所述液體容器的下端設置有進液口，所述液體容器的上端設置有出液口，所述液體容器的下端面為透光面，所述液體容器的上端面外側和側壁外側設置有保溫材料。
2.根據權利要求1所述的太陽電池的電熱聯用裝置，其特徵是所述太陽電池與所述液體容器的下端面的上表面間的距離為0.01mm-50mm。
3.根據權利要求2所述的太陽電池的電熱聯用裝置，其特徵是所述太陽電池與所述液體容器的下端面的上表面間的距離為0.05mm-10mm。
4.根據權利要求1或2或3所述的太陽電池的電熱聯用裝置，其特徵是所述太陽電池為單晶矽太陽電池或多晶矽太陽電池或非晶矽太陽電池或化合物太陽電池或有機半導體太陽電池。
5.根據權利要求1或2或3所述的太陽電池的電熱聯用裝置，其特徵是所述太陽電池與所述液體容器內部的熱管固定連接的方式為焊接或粘接。
全文摘要
本發明公開了一種太陽電池的電熱聯用裝置，包括液體容器，所述液體容器內設置有集熱液體工質，熱管貫穿設置在所述液體容器的側壁上，所述熱管內設置有相變攜熱工質，太陽電池與所述設置在液體容器內部的熱管固定連接，所述液體容器的下端設置有進液口，所述液體容器的上端設置有出液口，所述液體容器的下端面為透光面，所述液體容器的上端面外側和側壁外側設置有保溫材料，本發明通過將太陽電池浸於集熱液體工質內部，同時與熱管連接，可以迅速的將未轉化為電的太陽熱帶走，同時保證太陽電池表面溫度均勻，提高太陽電池的光電轉化效率，延長使用壽命。
文檔編號H01L31/024GK1988183SQ20061013051
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月22日 優先權日2006年12月22日
發明者王一平, 朱麗, 黃群武 申請人:天津大學