专利名称：回收聚光光伏发电余热的半导体温差发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种回收聚光光伏发电余热的半导体温差发电装置。
背景技术：
随着全球科技的飞速发展，和工业化进程的加快，能源短缺与环境恶化问题日益 突出，为了减少对传统矿物能源的依赖，可再生能源特别是太阳能发电技术受到了人们的 广泛关注。现在世界上使用的最广泛的太阳能电池是单晶硅和多晶硅太阳能电池，其总产 量约占太阳能电池产量的80%。晶体硅太阳能电池具有较高的转换效率和可靠性，同时制 造工艺经过多年的发展已经非常成熟。同传统的发电方法相比晶体硅太阳能电池的不足之 处就是发电成本过高，2元/千瓦时的发电价格远高于民用电价影响了其使用，因此需要降 低其发电成本。聚光光伏技术就是一种很好的方法，通过聚焦阳光提高电池表面的能流密 度可以显著的提高电池的转换效率，同时减少了晶体硅太阳能电池的用量，降低了生产成 本。同时将聚光系统安装在太阳自动跟踪装置上，使得电池板的朝向随着太阳的位置变化 不断调整，始终保持入射阳光和电池板垂直可以提高发电效率。而产生在晶体硅太阳能电 池的热量目前是通过散热器散发的，没有回收利用，从而也降低了聚光光伏发电的总体效 率，加大了太阳能发电的总成本，因此如何回收利用聚光光伏发电余热是聚光光伏发电获 得发展的一种重要因素。目前的半导体热电材料是利用材料本身的塞贝克效应，即当P、η 两种半导体两端的温度不同时在半导体两端就有电势差，接上一个外接回路后就有电流流 过，实现温差发电
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种回收聚光光伏发电余热的半导体温差发电装置，用 于在聚光光伏发电中再回收晶体硅太阳能电池上的热能，以在总体上进一步提高整个聚光 光伏发电的总效率，降低整个系统的运行成本。本实用新型设计回收聚光光伏发电余热的 半导体温差发电装置，包括聚光电池组件、液冷装置、集热装置、碲化铋基热电发电器组成， 其特征在于聚光电池组件由单晶硅太阳能电池和在单晶硅太阳能电池上部的柱状聚光透 镜构成，在单晶硅太阳能电池的底部由导热硅胶片黏合在一块陶瓷基板上，在陶瓷基板上 连接有液冷装置，液冷装置由循环冷却管道、水泵和散热器组成，循环冷却管道的一侧连接 单晶硅太阳能电池底部的陶瓷基板，另一侧连接散热器，循环冷却管道上连接水泵；热电发 电器采用了多个高性能的Ρ/Ν型碲化铋基热电转换元件，为长方形的薄片结构，多个热电 转换元件进行了串联连接，在顶部和底部各放置一块陶瓷片并夹紧，顶部陶瓷片上黏附一 片导热硅胶片，各热电转换元件间通过铝电极进行连接，连接好的热电转换元件矩阵中填 充多孔聚合物密封，热电发电器的顶部陶瓷片上黏附一片导热硅胶片粘接在液冷装置的散 热器上，热电发电器的底部陶瓷板为鳞状结构。本实用新型的优点是可以回收聚光光伏发 电中在单晶硅太阳能电池产生的余热，使整个聚光光伏发电的效率大幅度提高。
图1为聚光电池组件结构示意图， 图2为冷却系统的结构图，
图3为热电发电装置的剖面图，图1中，1单晶硅光伏电池，2反光板，3柱状聚光透镜，4太阳光，5紫外线滤光玻 璃，6陶瓷基板，7液冷系统，11半导体温差发电装置，图2中1单晶硅光伏电池，6陶瓷基板， 8冷却管道，9水泵，10液冷系统的散热片，11半导体温差发电装置，图3中21、22是P型和 N型的碲化铋基半导体发电元件，23是连接元件的铝电极，24是填充的多孔聚合物，25是顶 部陶瓷板，26是底部陶瓷板27是导热硅胶片，
以下结合附图和施工实例对本实用新型作详细使用说明。
具体实施方式
图中包括聚光电池组件、液冷装置、集热装置、碲化铋基热电发电器组成，其特征 在于聚光电池组件由单晶硅太阳能电池和在单晶硅太阳能电池上部的柱状聚光透镜构 成，在单晶硅太阳能电池的底部由导热硅胶片黏合在一块陶瓷基板上，在陶瓷基板上连接 有液冷装置，液冷装置由循环冷却管道、水泵和散热器组成，循环冷却管道的一侧连接单晶 硅太阳能电池底部的陶瓷基板，另一侧连接散热器，循环冷却管道上连接水泵；热电发电器 采用了多个高性能的P/N型碲化铋基热电转换元件，为长方形的薄片结构，多个热电转换 元件进行了串联连接，在顶部和底部各放置一块陶瓷片并夹紧，顶部陶瓷片上黏附一片导 热硅胶片，各热电转换元件间通过铝电极进行连接，连接好的热电转换元件矩阵中填充多 孔聚合物密封，热电发电器的顶部陶瓷片上黏附一片导热硅胶片粘接在液冷装置的散热器 上，热电发电器的底部陶瓷板为鳞状结构。具体的实施例，用效率达17%的单晶硅太阳能电池作为发电装置，使用柱状聚光 透镜，聚集的光强达到了 30倍，高光强提高了发电效率，使得聚光电池组件的效率提高到 了 22.9%。同时单晶硅太阳能电池急巨升温，如果单晶硅太阳能电池的温升过高将影响 单晶硅太阳能电池的发电，因此利用液冷装置将单晶硅太阳能电池的热能循环输送到液冷 装置的散热器上，并将热能传递给热电发电器顶部的陶瓷片上，并在热电发电器上下两端 的陶瓷片之间产生温差，由此热电发电器的高性能的P/N型碲化铋基热电转换元件发出电 力，一般用49个发电元件串联的矩阵可以输出电压可以保持在IV左右，转换效率在3 %左 右ο
权利要求1.回收聚光光伏发电余热的半导体温差发电装置，包括聚光电池组件、液冷装置、集热 装置、碲化铋基热电发电器组成，其特征在于聚光电池组件由单晶硅太阳能电池和在单晶 硅太阳能电池上部的柱状聚光透镜构成，在单晶硅太阳能电池的底部由导热硅胶片黏合在 一块陶瓷基板上，在陶瓷基板上连接有液冷装置，液冷装置由循环冷却管道、水泵和散热器 组成，循环冷却管道的一侧连接单晶硅太阳能电池底部的陶瓷基板，另一侧连接散热器，循 环冷却管道上连接水泵；热电发电器采用了多个高性能的P/N型碲化铋基热电转换元件， 为长方形的薄片结构，多个热电转换元件进行了串联连接，在顶部和底部各放置一块陶瓷 片并夹紧，顶部陶瓷片上黏附一片导热硅胶片，各热电转换元件间通过铝电极进行连接，连 接好的热电转换元件矩阵中填充多孔聚合物密封，热电发电器的顶部陶瓷片上黏附一片导 热硅胶片粘接在液冷装置的散热器上，热电发电器的底部陶瓷板为鳞状结构。
专利摘要本实用新型涉及一种回收聚光光伏发电余热的半导体温差发电装置。包括聚光电池组件、液冷装置、集热装置、碲化铋基热电发电器组成，其特征在于聚光电池组件由单晶硅太阳能电池和在单晶硅太阳能电池上部的柱状聚光透镜构成，在单晶硅太阳能电池的底部由导热硅胶片黏合在一块陶瓷基板上，在陶瓷基板上连接有液冷装置，热电发电器采用了多个高性能的P/N型碲化铋基热电转换元件，为长方形的薄片结构，多个热电转换元件进行了串联连接，在顶部和底部各放置一块陶瓷片并夹紧，本实用新型的优点是可以回收聚光光伏发电中在单晶硅太阳能电池产生的余热，使整个聚光光伏发电的效率大幅度提高。
文档编号H02N11/00GK201878059SQ20092021341
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者倪开禄, 周光华, 张剑, 张闻斌, 李长岭 申请人:上海超日太阳能工程有限公司, 上海超日太阳能科技股份有限公司