体在流通热传递室2.2的所述排放侧2.5流出。
[0054]腔室外壳2.1由耐高温(优选地陶瓷)材料制成，其被配置为向电磁辐射发射器2.3提供足够的稳定性。另外，腔室外壳2.1将来自流通热传递室2.2的热均匀地分配给电磁福射发射器2.3，以使得电磁福射发射器2.3发射电磁福射。
[0055]在本发明的优选实施方式中，热传递室2.2的内表面被设置有用于将化学能载体(燃料)的燃烧过程集中到流通热传递室2.2的表面的装置，以便使热传递室2.2内的化学能载体(燃料)与腔室外壳2.1以及电磁辐射发射器2.3之间的热传递最大化。将化学能载体(燃料)的燃烧过程集中到表面的所述装置优选地通过流通热传递室2.2的内表面上的催化涂层来实现。
[0056]图3B示出具有第二实施方式的电磁辐射发射器2.3的热传递-发射器单元2的示意性立体图。根据此实施方式，电磁辐射发射器2.3包括从热传递-发射器单元2向外延伸的翅片状结构，所述翅片状结构被设置为使电磁辐射发射器2.3的辐射表面最大化。这些翅片状结构可以是各种二维或三维结构，并且可从纳米尺度扩展至宏观尺度。
[0057]图4描绘了在对称热传递-发射器单元2的相对侧上附接有对称光谱整形器3的多层结构10的功能和结构上对称的实施方式的示意性顶视图，其中，电磁辐射发射器2.3被布置为在两个相反方向上发射主要近红外辐射。图4所示的实施方式是两侧对称的实施方式，而图5示出布置成十字形状的多层结构10的又一实施方式的示意性顶视图，其中光谱整形器3布置在十字的各个方向上。多层结构10可具有其它对称(例如，六边形、八边形、椭球形)或不对称体的形状。
[0058]图6A和图6B示出具有多个流通热传递室2.2的热传递-发射器单元2的各种实施方式的示意性顶视图。
[0059]图6C示出具有图6B的多个流通热传递室2.1的热传递-发射器单元2的另一实施方式的示意性立体图。
[0060]图7示出根据本发明的示例性光伏电池7的示意性截面图，其将在其电磁辐射发射器2.3(如后续图中所示)的辐射方向上与所述多层结构10相邻布置。其电磁辐射发射器2.3的辐射方向利用波浪箭头来示出。光伏电池7包括布置在多层结构10的光谱整形器3和/或电磁辐射发射器2.3的辐射方向上的转换区域7.5。光伏电池7针对主要近红外辐射进行了优化，以便改进将来自多层结构10的“光谱整形的”辐射转化为电能的效率。
[0061]在其最优选的实施方式中(如图7所示)，光伏电池7包括位于转换区域7.5的第一表面上的减反射层7.1，该第一表面朝向多层结构10的光谱整形器3和/或电磁辐射发射器2.3的所述辐射方向。在尤其优选的实施方式中，减反射层7.1包括等离子体滤波器，其被配置为充当针对预定义的波长的辐射的减反射层，而反射所述预定义的波长以外的辐射。例如，减反射层7.1包括穿有亚波长孔的阵列的金属薄膜(优选地为金)。这些孔周期性地间隔开，使得当膜被照射时衍射可激发表面等离子体。然后表面等离子体穿过这些孔传递能量，并且在膜的相对侧上再辐射。基于要透射穿过减反射层7.1的发射的波长来确定这些孔的间距。
[0062]另外，光伏电池7包括在转换区域7.5的第二表面(位于与所述第一表面相反的方向上)上的反射层7.9。另外，后平面电触点7.7设置在例如所述转换区域7.5与所述反射层7.9之间，并且其中，前平面电触点7.3设置在例如所述减反射层7.1与转换区域7.5之间。另选地(此图未示出)，后平面电触点和前平面电触点可均被布置在所述转换区域7.5与所述反射层7.9之间，或者均被布置在所述减反射层7.1与转换区域7.5之间。
[0063]图8A和图8B分别示出根据本发明的热光伏器件100的示意性截面图和立体图，该热光伏器件100包括多层结构10 (如上所述)以及在其电磁辐射发射器2.3的辐射方向上与所述多层结构10相邻布置的光伏电池7 (如上所述)。
[0064]如图8A和图8B所示，在优选实施方式中，热传导阻隔4 (例如，为真空或气凝胶层或者石英板的形式)被设置在所述光谱整形器3与光伏电池7之间。在又一实施方式中，光谱滤波器5被设置在多层结构10的光谱整形器3与光伏电池7之间。
[0065]为了热光伏器件100的冷却和/或为了提供加热功能，主动冷却层6被设置在多层结构10的光谱整形器3与光伏电池7之间和/或朝着与光谱整形器3相反的方向的光伏电池7的后侧，其中，所述主动冷却层6包括介于冷却剂输入6.1与冷却剂输出6.2之间的冷却剂(例如，水或其它冷却剂)。冷却层6被配置为吸收多层结构10的光谱整形器3和/或电磁辐射发射器2.3所发射的较短波长的辐射，通过热连接为光伏电池7提供冷却。
[0066]除了其它冷却手段以外或者独立地，针对接触冷却进行了优化的冷却层可被设置在全反射器1.1以及1.2的后面。
[0067]为了改进冷却层6的辐射吸收，在冷却层6中设置连接所述冷却剂输入6.1和所述冷却剂输出6.2的微通道。
[0068]然而，也可采用此主动冷却层6来提供加热功能，其中在冷却剂输入6.1处使冷却剂或简单地水变热，从而在冷却剂输出6.2处提供热。该选项将在热光伏系统200中充分利用(在以下段落参照图11描述)。
[0069]在另外的实施方式(图上未示出)中，光谱整形器3和/或光伏电池7 -M /或阻隔层3.1 ;和/或热传导阻隔4被配置成优选地围绕电磁辐射发射器2同轴布置的开口椭圆柱(优选地开口圆柱)。多边形结构也是可以的。热光伏器件100可具有其它对称(例如，六边形、八边形、椭球形)或不对称体的形状。
[0070]图9示出热光伏器件100的另一实施方式的示意性顶视图，其相对于热传递-发射器单元2在结构和功能上对称地布置，在各个对称方向上具有一个光伏电池7。在对称热传递-发射器单元2的相对侧上附接有谱整形器3以及其它可选层的多层结构10，热传递-发射器单元2的电磁辐射发射器2.3被布置为在两个相反方向上发射主要近红外辐射。
[0071]图9所示的实施方式是两侧对称的实施方式，而图10示出布置成十字形状的热光伏器件100的又一实施方式的示意性顶视图，其中光谱整形器3和光伏电池7布置在十字的各个方向上。
[0072]应该注意到，热光伏器件100不能是完全对称的，特定层(例如，阻隔层3.1、热传导阻隔4、光谱滤波器5或主动冷却层6)被设置在一个方向上，但是没有设置在其它方向上。在被配置成便携式能源以同时或选择性地充当热源、电能源和光源的热光伏系统200中(在以下段落中参照图11描述)，热光伏器件100的布置可这样实现，其中，针对多功能热光伏系统200的一个或更多个功能优化十字的各个“臂”。因此，热光伏系统200可选择性地或同时:
[0073]-从热能源50和/或流通热传递室2.2和/或通过冷却层(6)的冷却剂输出(6.2)提供热辐射；
[0074]-在光伏电池7的输出端子处提供电能；
[0075]-提供可见光谱的光(即，电磁辐射)。
[0076]因此，这种热光伏系统200提供的能量的形式非常灵活，同时在各个操作模式(热源/电力源/光源)下非常有效。
[0077]图11描绘了根据本发明的热光伏系统200的示意性立体图，该热光伏系统200包括热光伏器件100 (如上所述)和燃料源50，其被布置为将可燃燃料混合物从燃料源50朝着流通热传递室2.2的输入侧2.4引导。流通热传递室2.2被配置为使得燃烧被基本上限制到电磁辐射发射器2的表面，从而使得气相的燃料混合物的燃烧最小化。
[0078]燃料源50是化学能源，其中，化学能载体是诸如甲醇的化石燃料。
[0079]如图11所示，热光伏系统200还包括余热回收单元55，余热回收单元55被配置为从流通热传递室2.2的排放侧2.5的排放气体回收热，并且将所述回收的热反馈给所述输入侧2.4。
[0080]热光伏系统200的另一有利的实施方式另外包括冷凝器单元60，冷凝器单元60被配置为通过使流通热传递室2.2的所述排放侧2.5的排放气体中的蒸汽冷凝来回收液体。例如在燃料为甲醇的情况下，铺设冷凝器单元60以用于使从甲醇的燃烧所得到的水蒸气冷凝。这样，热光伏系统200也能够(同时或选择性地)充当纯水源。
[0081]量化示例:
[0082]在以甲醇作为燃料的具体示例中，在大约20%的效率下，根据本发明的热光伏系统200燃烧IL的甲醇，将:
[0083]-在光伏电池7的输出端子处生成大约IkWh电能；
[0084]-从热能源50和/或流通热传递室2.2和/或通过冷却层6的冷却剂输出6.2生成大约4kWh热；并且
[0085]-在冷凝器单元60的输出侧生成大约IL纯水。
[0086]将理解，在不脱离以下权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可基于上述特定结构采取许多变化。
[0087]附图标记列表:
[0088]多层结构10
[0089]全反射器1.1，1.2
[0090]热传递-发射器单元 2
[0091]腔室外壳2.1
[0092]流通热传递室2.2
[0093]电磁辐射发射器2.3
[0094]输入侧2.4
[0095]排放侧2.5
[0096]光谱整形器3
[0097]阻隔层3.1
[0098]热传导阻隔4
[0099]光谱滤波器5
[0100]主动冷却层6
[0101]冷却剂输入6.1
[0102]冷却剂输出6.2
[0103]光伏电池7