Концентратор лучей для солнечной батареи с веерным расположением зеркальных отражающих электродов Российский патент 2017 года по МПК H02S10/00 H02S40/22 H01L31/42 

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности касается концентраторов для солнечных батарей.

Известен планарный световод (РФ №2488149, опубл. 20.07.2013 г. [1]), в котором падающий свет после многократных отражений внутри концентратора попадает на поверхность солнечной батареи. Основным недостатком известного световода является низкая эффективность за счет того, что луч, вне зависимости от числа отражений, только один раз достигает поверхности солнечной батареи, т.е. концентратор позволяет всем падающим лучам только один раз испытать преобразование в солнечной батарее.

Целью предлагаемого изобретения является создание концентратора лучей для солнечной батареи с веерным расположением зеркальных отражающих электродов для преобразования максимального количества фотонов в электричество.

Это достигается тем, что для повышения эффективности солнечной батареи она имеет форму полуцилиндра, состоящего из чередующихся слоев зеркальных отражающих электродов и прозрачных полупроводниковых солнечных батарей.

На фиг. 1 изображена солнечная батарея с веерным расположением зеркальных отражающих электродов.

Положительный зеркальный отражающий электрод 1 и отрицательный зеркальный отражающий электрод 2 предназначены для отвода выработанной электроэнергии. Прозрачный полупроводник p-типа 3 и прозрачный полупроводник n-типа 4 формируют переход солнечной батареи, через которую, многократно отражаясь от зеркальных отражающих электродов 5, солнечные лучи достигают внутреннего объема полуцилиндра, где после отражения от внутреннего зеркала 6 вновь многократно отражаются между зеркальными отражающими электродами 5, причем, каждый раз пересекая p-n-переход, фотоны участвуют в генерации электронных пар - дырок и электронов. Таким образом, концентратор и солнечная батарея являются интегрально единым устройством, в отличие от существующих прототипов (РФ №2488149, опубл. 20.07.2013 г. [1], Голографический концентратор солнечной энергии: патент РФ №2403510, опубл. 02.03.1999 г. [2]).

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 с КПД, близким к 100%.

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.

Концентратор солнечных лучей, отличающийся тем, что концентратор 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.