一种基于钙钛矿太阳能电池的反射式聚光电热联产装置的制作方法

文档序号:13144188阅读:505来源:国知局
技术领域本发明涉及太阳能利用技术领域,具体涉及一种基于钙钛矿太阳能电池的反射式聚光电热联产装置。

背景技术:
太阳能作为一种可以持续利用的清洁能源,是理想的可再生能源。除光伏电池本身材料属性的限制外,光伏电池对太阳能量的利用还存在以下几处技术局限:太阳能电池仅能部分利用太阳能光谱;太阳能量密度低,发电器件的实际工作效率难以提高、单节太阳能电池的理论光电转换效率最高只有31%、太阳能利用装置能量产出形式单一等。钙钛矿太阳能电池是一类通过印刷方式制备的高效率太阳能电池体系,该太阳能电池仅仅只利用太阳光光谱中的300-800nm波段的太阳光。将其与集热式发电装置相结合能够实现太阳光能量的最大限度利用。

技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是,针对现有技术存在的上述缺陷,提供了一种基于钙钛矿太阳能电池的反射式聚光电热联产装置,提高了发电效率,同时将多余的热量导出,避免部分太阳能无法被电池板吸收导致电池板过热,提高了太阳能的利用率,实现光热联产。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种基于钙钛矿太阳能电池的反射式聚光电热联产装置,包括聚光曲面、真空集热管和机架,聚光曲面和真空集热管均设置于机架上,真空集热管设置于聚光曲面的聚焦线上,聚光曲面内侧依次涂刷有镀银层和钙钛矿电池板。接上述技术方案,聚光曲面还包括不锈钢层和pvb胶膜层,不锈钢层作为整个聚光曲面的基底,不锈钢层上依次涂刷有镀银层、钙钛矿电池板和pvb胶膜层。接上述技术方案,聚光曲面为CPC型复合抛物曲面。接上述技术方案,真空集热管上设有选择性吸收涂层,选择性吸收涂层为Cu/TiN/TiSiN/SiN的逐层叠加的光热涂层。接上述技术方案,所述反射式聚光电热联产装置还包括追光机构,追光机构包括回转装置、水平旋转装置和控制器,回转装置与聚光曲面连接,水平旋转装置设置于机架底部,回转装置带动聚光曲面回转,水平旋转装置带动聚光曲面水平转动,聚光曲面上设有光线传感器,控制器通过光线传感器检测太阳光线的照射角度,通过回转装置和水平旋转装置调整聚光曲面的角度,使太阳光能够垂直照射进入聚光器中。本发明具有以下有益效果:1、将钙钛矿电池板印刷在镀银聚光曲面上,结合真空集热管,实现对太阳光的分频利用,低于800nm波段的太阳光线被电池板吸收转换为电能,高于800nm的太阳光线透过电池板,被镀银曲面反射至真空集热管上转换为热能,提高了发电效率,同时将多余的热量导出,避免部分太阳能无法被电池板吸收导致电池板过热,提高了太阳能的利用率,实现光热联产。2、低于800nm波段的太阳光能被钙钛矿电池板吸收,高于800nm波段的太阳光被反射到真空集热管处,由于真空管上设有选择性吸收图层,对高于800nm波段的太阳光能有较高的吸收效率和低的发射率,实现对高于800nm波段的太阳光能的高效吸收,实现太阳光的全频段利用。附图说明图1是本发明实施例中基于钙钛矿太阳能电池的反射式聚光电热联产装置的立面图;图2是本发明实施例中聚光曲面的层次结构图;图3是本发明实施例中太阳光照射到聚光曲面的路线示意图;图4是本发明实施例中钙钛矿电池板对太阳光的吸收范围示意图;图中,1-聚光曲面,2-真空集热管,3-pvb胶膜层,4-钙钛矿电池板,5-镀银层,6-不锈钢层,7-低于800nm波段的太阳光,8-高于800nm波段的太阳光,9-回转装置,10-水平旋转装置,11-机架。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。参照图1~图4所示,本发明提供的一个实施例中的基于钙钛矿太阳能电池的反射式聚光电热联产装置,包括聚光曲面1、真空集热管2和机架11,真空集热管2设置于聚光曲面1的聚焦线上,聚光曲面1和真空集热管2均设置于机架11上,聚光曲面1内侧依次涂刷有镀银层5和钙钛矿电池板4;将钙钛矿电池板4印刷在镀银聚光曲面1上,结合真空集热管2,实现对太阳光的分频利用,低于800nm波段的太阳光7线被电池板吸收转换为电能,高于800nm波段的太阳光8线透过电池板,被镀银曲面反射至真空集热管2上转换为热能,提高了发电效率,同时将多余的热量导出,避免部分太阳能无法被电池板吸收导致电池板过热,提高了太阳能的利用率,实现光热联产。进一步地,如图2~3所示,聚光曲面1包括不锈钢层6和pvb胶膜层3,不锈钢层6作为整个聚光曲面1的基底,不锈钢层6上依次涂刷有镀银层5、钙钛矿电池板4和pvb胶膜层3。进一步地,聚光曲面1为CPC型复合抛物曲面。进一步地,如图4所示,真空集热管2上设有选择性吸收涂层,选择性吸收涂层为Cu/TiN/TiSiN/SiN的逐层叠加的光热涂层;低于800nm波段的太阳光7能被钙钛矿电池板4吸收,高于800nm波段的太阳光8被反射到真空集热管2处,由于真空管上设有选择性吸收图层,对高于800nm波段的太阳光8能有较高的吸收效率和低的发射率,实现对高于800nm波段的太阳光8能的高效吸收,实现太阳光的全频段利用。进一步地,真空集热管2包括真空管和集热器,真空集热管2相较传统真空管,采用了热虹吸管技术,具有热二极管特性,能适应聚光反射面汇聚在其表面的瞬变太阳辐照环境,集热器输出能量高。进一步地,所述反射式聚光电热联产装置还包括回转装置9、水平旋转装置10和控制器,回转装置9与聚光曲面1连接,水平旋转装置10设置于机架11底部,回转装置9带动聚光曲面1回转,水平旋转装置10带动聚光曲面1水平转动,聚光曲面1上设有光线传感器,控制器通过光线传感器检测太阳光线的照射角度,通过回转装置9和水平旋转装置10调整聚光曲面1的角度,使太阳光能够垂直照射进入聚光器中。实施例一中:进一步地,所述回转装置9包括第一电机、丝杆和曲柄滑块机构,通过第一电机带动丝杆转动,使曲柄滑块机构中的滑块沿丝杆移动,从而带动曲柄使聚光曲面1回转。实施例二中:进一步地,所述回转装置9包括轴承座和第一电机减速机组,聚光器两端通过轴承座与水平旋转装置10的顶部连接固定,第一电机减速机组的输出轴与聚光器一端连接,通过第一电机减速机组的输出轴的转动带动聚光器的回转。进一步地,水平旋转装置10包括支撑平板、支撑底座和第二电机减速机组,水平支撑平板设置于支撑底座顶部,第二电机减速机组固定于支撑底座上,第二电机减速机组的输出轴与支撑平板的的底部连接,第二电机减速机组的输出轴带动支撑平板旋转,支撑板与支撑底座之间设有多个球轴承,支撑底座上端通过球轴承与支撑板下端连接。以上的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等效变化,仍属本发明的保护范围。
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