專利名稱：光電/光熱一體化器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光電子器件領(lǐng)域，涉及到一種太陽能光電器件，特別涉及一種光電/光熱一體化器件。
背景技術(shù)：
隨著能源危機的日趨嚴重，可再生能源越來越受到人們的重視。而其中太陽光能以其取之不盡，清潔無污染成為最具潛力的技術(shù)。近年來，光伏一體化建筑開始興起，具有綠色能源，不占用土地，可采用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，不需要需電池和建筑節(jié)能等優(yōu)點，但是其安裝成本高昂，主要原因是高抗風阻的要求，平板光電池重量沉，不易安裝以及選擇性朝向等，而且通常光電池的工作溫度高達40-60攝氏度，降低了能量轉(zhuǎn)換效率。另一方面，光熱光電系統(tǒng)逐漸受到重視，可多渠道的有效利用太陽能，但是光熱管和光電池都需要占用很大的屋頂面積。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種光電/光熱一體化器件，其可同時利用太陽能產(chǎn)生電能和熱能，能量轉(zhuǎn)換和利用率高，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護快速便捷，風阻低，使用壽命長，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案一種光電/光熱一體化器件，其特征在于它包括具有管狀結(jié)構(gòu)的吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽，所述吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽外壁上覆設(shè)吸光層，所述吸光層由光電池組成。優(yōu)選的，它還包括用于封裝吸光層的真空透明封裝管。更為優(yōu)選的，所述真空透明封裝管內(nèi)壁上覆設(shè)有內(nèi)反光層。所述真空透明封裝管包括真空玻璃封裝管。所述真空玻璃封裝管可選用但不限于由鋁矽酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、雙色玻璃、 鍺/半導(dǎo)體玻璃、玻璃陶瓷、硅酸鹽/熔融石英玻璃、堿石灰玻璃、石英玻璃、硫?qū)倩?硫化物玻璃、氟化玻璃、含鉛玻璃、微晶玻璃中的任意一種以上組成。所述吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽包括管狀導(dǎo)熱內(nèi)膽本體以及填充于導(dǎo)熱內(nèi)膽本體內(nèi)腔中的吸熱材料。所述管狀導(dǎo)熱內(nèi)膽本體包括金屬管，所述吸熱材料采用液態(tài)吸熱材料。所述金屬管可選用但不限于由鍍鉻或鍍鈦紫銅板芯、鋁合金、不銹鋼和鍍鋅板中的任意一種制成。所述導(dǎo)熱內(nèi)膽本體內(nèi)腔與蓄熱池連通。所述光電池可選用但不限于由單晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化鎘、銅銦鎵硒、砷化鎵、有機光電聚合物和有機光電小分子中的任意一種以上組成。本實用新型提出了一種柱狀太陽能器件，分為吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽管和真空玻璃外管壁，在內(nèi)管膽上包覆有一層光電池作為吸光層，將光能轉(zhuǎn)換成電能。由于光電池的轉(zhuǎn)換效率
3低于20%，因此在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱能，這些熱能的產(chǎn)生自身使來源于低的能量轉(zhuǎn)換效率，反過來還會提高器件的溫度，從而進一步降低器件的能量轉(zhuǎn)換效率。為了解決這個問題，本實用新型利用內(nèi)膽的高效吸熱和導(dǎo)熱材料將光電池產(chǎn)生的熱能引入蓄熱池，這個過程不僅可降低光電池器件的工作溫度，提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率，而且可充分利用器件產(chǎn)生的熱能。玻璃真空管的作用在于對內(nèi)部光熱光電器件的封裝，延長器件的使用壽命， 同時內(nèi)部的真空又可以保證光電池產(chǎn)生的熱量除了被內(nèi)膽的吸熱和導(dǎo)熱材料導(dǎo)出外，很難通過其他途徑散熱掉。為了進一步提高光電池對太陽光的吸收效率，本實用新型在玻璃真空管的內(nèi)表面涂抹一層內(nèi)反膜。本實用新型的管狀設(shè)計保證了安裝時候的快速便捷，另外管子和管子之間的縫隙又降低了整個系統(tǒng)的風阻，從而減小了固定的成本。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的積極效果是一、可將光電池產(chǎn)生的熱能導(dǎo)出，不但降低了光電池的工作溫度，提高其能量轉(zhuǎn)換效率，而且還可將這部分熱能加以利用，總體上提高了太陽能的利用效率；二、光熱光電一體化器件由于其柱狀外形，可360°吸收太陽能，在安裝設(shè)計的時候不需要象平板太陽能器件一樣考慮對太陽的朝向問題，因此可在屋頂進行平鋪，增加單位屋頂面積的電能輸出，并且，柱狀太陽能在安裝的時候，由于器件之間存在間隙，允許風通過，風阻小，因此固定費用顯著降低，此外，由于有真空玻璃封裝管的保護，可極大延長光電池的工作壽命。

圖1是本實用新型光電/光熱一體化器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型光電/光熱一體化器件中光電池的電路連接示意圖；圖3是本實用新型光電/光熱一體化器件的應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及一較佳實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的詳細描述。參閱圖1-2，該光電/光熱一體化器件包括導(dǎo)熱/吸熱內(nèi)膽1;吸光層2，該吸光層由直接貼和制作在導(dǎo)熱/吸熱內(nèi)膽1外壁上的多片光電池組成，各光電池串接或并接后與外設(shè)負載電路連接；內(nèi)反光層3，該功能層的主要作用是將入射的太陽光收束在器件內(nèi)，提高吸光層2 的光吸收效率；真空玻璃封裝管4，用于真空封裝吸光層，其內(nèi)壁上覆設(shè)內(nèi)反光層3。前述導(dǎo)熱/傳熱內(nèi)膽1為管狀結(jié)構(gòu)，具有高吸熱率，低反射率和高效導(dǎo)熱介質(zhì)等特點，其包括導(dǎo)熱內(nèi)膽本體11和填充于內(nèi)膽本體內(nèi)腔中的吸熱材料12 ；該內(nèi)膽本體11可采用金屬材料制成，優(yōu)選為鍍鉻或鍍鈦全紫銅板芯制成，當然也可采用其他金屬材料，如鋁合金、不銹鋼、鍍鋅板等；該吸熱材料優(yōu)選采用液態(tài)吸熱材料，特別是廉價易得，且具有較高比熱值的水。前述光電池的主要功能是吸收太陽光，其吸光材料包括單晶硅，多晶硅，非晶硅， 碲化鎘，銅銦鎵硒，砷化鎵以及本技術(shù)領(lǐng)域常見的用于制備有機薄膜太陽能電池的各類有機聚合物/小分子等，但不局限于此。前述光電池可為單層PN結(jié)器件，也包括疊層和多層結(jié)構(gòu)器件等。前述反光層3是為了利用發(fā)射原理將入射的太陽光陷在玻璃真空管4里，從而提高光電池2的光吸收強度，其可選用本領(lǐng)域常見的各類反光膜層。前述真空玻璃封裝管4的材料可選自但不限于鋁矽酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、雙色玻璃、鍺/半導(dǎo)體玻璃、玻璃陶瓷、 硅酸鹽/熔融石英玻璃、堿石灰玻璃、石英玻璃、硫?qū)倩?硫化物玻璃、氟化玻璃、含鉛玻璃或者微晶玻璃等。參閱圖3，在實際應(yīng)用中，可將多個光電/光熱一體化器件彼此平行間隔設(shè)置，每一光電/光熱一體化器件一端與外設(shè)負載電路6連接，另一端與蓄熱池5連通，從而實現(xiàn)電能、熱能的導(dǎo)出。本實用新型將光電池和光熱系統(tǒng)實現(xiàn)了一體化做成了柱狀器件，其優(yōu)點在于(一 )相比與傳統(tǒng)的分離式光熱光電系統(tǒng)，一體化系統(tǒng)可更有效利用屋頂面積；( 二)利用太陽能源同時產(chǎn)生電能和熱能，最大程度的提高太陽能的利用效率；(三)獨特的管狀結(jié)構(gòu)設(shè)計，不但有機的把太陽能光熱管和太陽能光電池結(jié)合在一起，在器件性能方面更有其獨特的優(yōu)點提供了一種可360°吸收光的器件外形，提高了器件的光吸收效率；管狀器件的安裝更容易，方便；利用高導(dǎo)熱金屬材料作為管狀器件的襯底，不但提高了光熱器件的吸熱效率，同時加快了光電部分的散熱，增強了光電轉(zhuǎn)換效率和器件使用壽命。利用本實用新型的光電/光熱一體化器件，可開辟利用太陽能源的新途徑，即，不但可產(chǎn)生電能，而且將光電轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的大量熱能利用起來，從而極大的提高了器件對太陽能的利用效率。由于該光電/光熱一體化器件具有低成本、易安裝、以及高效率，長壽命的特點， 在未來的清潔能源的制備領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。以上僅是本實用新型眾多具體應(yīng)用范例中的一個較佳實施例，對本實用新型的保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或是等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光電/光熱一體化器件，其特征在于它包括具有管狀結(jié)構(gòu)的吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽， 所述吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽外壁上覆設(shè)吸光層，所述吸光層主要由光電池組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電/光熱一體化器件，其特征在于它還包括用于封裝吸光層的真空透明封裝管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電/光熱一體化器件，其特征在于所述真空透明封裝管內(nèi)壁上覆設(shè)有內(nèi)反光層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光電/光熱一體化器件，其特征在于所述真空透明封裝管包括真空玻璃封裝管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電/光熱一體化器件，其特征在于所述吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽包括管狀導(dǎo)熱內(nèi)膽本體以及填充于導(dǎo)熱內(nèi)膽本體內(nèi)腔中的吸熱材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電/光熱一體化器件，其特征在于所述管狀導(dǎo)熱內(nèi)膽本體包括金屬管，所述金屬管中填充液態(tài)吸熱材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電/光熱一體化器件，其特征在于所述導(dǎo)熱內(nèi)膽本體內(nèi)腔與蓄熱池連通。
專利摘要本實用新型公開了一種光電/光熱一體化器件，它包括具有管狀結(jié)構(gòu)的吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽，吸熱/導(dǎo)熱內(nèi)膽外壁上覆設(shè)吸光層，吸光層由光電池組成，并被封裝于真空透明封裝管中，且真空透明封裝管內(nèi)壁上覆設(shè)有內(nèi)反光層。本實用新型的優(yōu)點在于可將光電池產(chǎn)生的熱能導(dǎo)出，不但降低了光電池工作溫度，提高能量轉(zhuǎn)換效率，而且還可將這部分熱能加以利用，總體上提高了太陽能利用效率；采用柱狀外形可360°吸收太陽能，在安裝設(shè)計時無需考慮對太陽的朝向問題，因此可在屋頂進行平鋪，增加單位屋頂面積的電能輸出，并且在安裝時由于各器件之間存在間隙，風阻小，因此固定費用顯著降低，此外，由于有真空玻璃封裝管的保護，還可極大延長光電池的工作壽命。
文檔編號H01L31/048GK202205790SQ201120313438
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者劉德昂, 張智恒, 章婷, 謝承智, 錢磊, 顧龍棣 申請人:蘇州瑞晟太陽能科技有限公司