光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，包括光伏电池和与光伏电池电连接的光敏半导体光电极器件；光电极器件包括至少两个光电极和具有内壁的封装盒，光电极包括至少一个光阳极和至少一个光阴极，封装盒包含一入射端面和盒体，盒体的内壁设置有反射层，入射光经入射端面传输进入盒体，传输至光阳极和光阴极，反射至内壁的光经内壁反射后匀化传输至光阳极和光阴极。该系统采用光伏电池为光敏半导体光电极器件提供所需偏压，并通过对光电极器件封装盒的设计，在盒体的内壁上设置反射层，提升了光电极器件对太阳光的利用率，从而大幅提升了制氢产氧效率。从而大幅提升了制氢产氧效率。从而大幅提升了制氢产氧效率。

【技术实现步骤摘要】
光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统


[0001]本专利技术涉及太阳光分解水领域，具体涉及一种光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统。

技术介绍

[0002]社会的快速发展带来了工业的高速进步，人类对能源的需求和消耗也就日益增多，而过去人们对煤炭、石油等不可再生能源的依赖造成了其过度开发利用的局面，对可再生清洁新能源的需求愈加迫切，而太阳能作为一种理想的清洁能源，分布在地球的每个角落，取之不尽用之不竭，必将成为未来新能源的重要组成部分。
[0003]现有的太阳光分解水器件通常由于材料的性质，存在太阳光利用率低的情况，导致对太阳光的响应范围较差，产氢效率不高，较难实现真正意义上的无需外加电能的光解水制氢产氧器件。
[0004]如何提升太阳光分解水器件对太阳光的利用率，提高产氢效率，是亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的首要目的是提供一种光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，该系统通过将光伏电池与光敏半导体光电极器件相连接，以光伏电池吸收太阳能产生的电能为光敏半导体光电极器件提供所需偏压，并通过对光电极器件封装盒的设计，进一步提升光电极器件对太阳光的利用率，从而大幅提升了制氢产氧效率，实现了真正意义上的无需外加电能的光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术至少采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的一方面提供一种光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，包括，光伏电池、与光伏电池电连接的光敏半导体光电极器件以及透镜，入射光经透镜聚焦后进入所述光电极器件；所述光电极器件包括至少两个层叠设置的光电极、用于分隔相邻两个光电极的支撑柱和具有内壁的封装盒，所述光电极设置于所述封装盒内，所述光电极包括至少一个光阳极和至少一个光阴极；
[0008]所述封装盒包含一入射端面和盒体，所述入射端面具有一入光口，所述盒体和所述入射端面除所述入光口之外的内壁上设置有反射层；
[0009]经透镜聚焦后的入射光经入光口后先后传输经过光阳极和光阴极，反射至所述入射端面内壁的光经所述反射层反射至所述光阳极和光阴极，反射至所述内壁的光经内壁反射后匀化至光阳极和光阴极。
[0010]本专利技术的另一方面提供一种光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，包括，光伏电池和与光伏电池电连接的光敏半导体光电极器件；
[0011]所述光电极器件包括至少两个层叠设置的光电极、用于分隔相邻两个光电极的支撑柱和具有内壁的封装盒，所述光电极包括至少一个光阳极和至少一个光阴极，所述封装
盒包含一入射端面和盒体，所述盒体的内壁设置有反射层，入射光经入射端面传输进入所述盒体，先后传输经过光阳极和光阴极，反射至所述内壁的光经内壁反射后匀化至光阳极和光阴极。
[0012]本专利技术的另一方面提供一种光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，包括，光伏电池、与光伏电池电连接的光敏半导体光电极器件；
[0013]所述光电极器件包括至少两个光电极和具有内壁的封装盒，所述光电极包括至少一个光阳极和至少一个光阴极，所述光阳极和所述光阴极并列排布设置，所述封装盒包含一入射端面和盒体，所述盒体的内壁设置有反射层，入射光经入射端面传输进入所述盒体，传输至光阳极和光阴极，反射至所述内壁的光经内壁反射后匀化至光阳极和光阴极。
[0014]在一实施例中，所述盒体包括底部和侧壁，所述底部和侧壁的内壁由多个四棱锥单元拼接而成，所述反射层设置于所述四棱锥单元的四个侧面上。
[0015]在一实施例中，所述透镜的受光面大于或等于所述光电极。
[0016]在一实施例中，所述入射端面的内壁上，除所述入光口之外设置有反射层，所述入光口的面积略大于所述透镜焦点处的光斑面积。
[0017]在一实施例中，所述入光口选用开设于所述入射端面上的一个通孔。
[0018]在一实施例中，还包括离子交换膜，所述离子交换膜设置于所述光阳极与所述光阴极之间。
[0019]在一实施例中，还包括氢氧气体分离装置。
[0020]在一实施例中，所述氢氧气体分离装置包括升压单元、储气单元、滤筒以及氢气和氧气储存部。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
[0022]本专利技术采用光伏电池为光敏半导体光电极器件提供所需的偏压，并在此基础上通过对光电极器件封装盒的设计，在封装盒盒体的内壁上设置反射层，在一实施例中，盒体的底部和侧壁采用多个四棱锥单元拼接而成，反射层设置在四棱锥单元的侧面上，使得反射至盒体内壁的光匀化，匀化后的光传输至光阳极和光阴极，提升了光电极器件对光的利用率，提升了制氢产氧的效率。在另一实施例中，通过透镜聚焦，聚焦后的光沿入射端面的入光口进入盒体，入射端面的内壁设置反射层，反射至入射端面内壁的光经反射层反射后再次到达光阳极和光阴极，进一步提升了光电极对光的利用率。
附图说明
[0023]图1是本专利技术一实施例光电极器件的进光示意图。
[0024]图2是本专利技术一实施例光电极器件采用透镜的进光示意图。
[0025]图3是本专利技术一实施例中封装盒的底部和侧壁的反射结构示意图。
[0026]图4是本专利技术一实施例的光电极器件中光电极层叠设置示意图。
[0027]图5是本专利技术一实施例的光电极器件中光电极平铺设置示意图。
[0028]图6是本专利技术一实施例的制氢产氧系统采用质子交换膜的装置示意图。
[0029]图7是本专利技术一实施例的制氢产氧系统采用氢氧气体分离装置的示意图。
具体实施方式
[0030]接下来将结合本专利技术的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，均属于本专利技术保护的范围。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从公开商业途径获得。
[0031]本说明书中使用例如“之下”、“下方”、“下”、“之上”、“上方”、“上”等空间相对性术语，以解释一个元件相对于第二元件的定位。除了与图中所示那些不同的取向以外，这些术语意在涵盖器件的不同取向。
[0032]另外，使用诸如“第一”、“第二”等术语描述各个元件、层、区域、区段等，并非意在进行限制。使用的“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是开放式术语，表示存在所陈述的元件或特征，但不排除额外的元件或特征。除非上下文明确做出不同表述。
[0033]本专利技术一实施例提供一种光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，如图1示，该系统包括光伏电池和光敏半导体光电极器件，该光伏电池选用由封装胶膜封装而成的光伏电池片，光伏电池片选用硅基太阳能电池或者无机化合物薄膜太阳能电池。其中，硅基太阳能电池可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅。无机化合物薄膜太阳能电池包含吸收层，吸收层材料包括Cu2ZnSnS4(CZTS)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，包括，光伏电池、与光伏电池电连接的光敏半导体光电极器件以及透镜，入射光经透镜聚焦后进入所述光电极器件；所述光电极器件包括至少两个层叠设置的光电极、用于分隔相邻两个光电极的支撑柱和具有内壁的封装盒，所述光电极设置于所述封装盒内，所述光电极包括至少一个光阳极和至少一个光阴极；所述封装盒包含一入射端面和盒体，所述入射端面具有一入光口，所述盒体和所述入射端面除所述入光口之外的内壁上设置有反射层；经透镜聚焦后的入射光经入光口后先后传输经过光阳极和光阴极，反射至所述入射端面内壁的光经所述反射层反射至所述光阳极和光阴极，反射至所述内壁的光经内壁反射后匀化至光阳极和光阴极。2.光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，包括，光伏电池和与光伏电池电连接的光敏半导体光电极器件；所述光电极器件包括至少两个层叠设置的光电极、用于分隔相邻两个光电极的支撑柱和具有内壁的封装盒，所述光电极包括至少一个光阳极和至少一个光阴极，所述封装盒包含一入射端面和盒体，所述盒体的内壁设置有反射层，入射光经入射端面传输进入所述盒体，先后传输经过光阳极和光阴极，反射至所述内壁的光经内壁反射后匀化至光阳极和光阴极。3.光伏与太阳光水解联动耦合制氢产氧系统，包括，光伏电池和与光伏电池电连接的光敏半导体光电极器件；所述光电极器件包括至少两个光...

【专利技术属性】
技术研发人员：江丰，方雨苏，
申请(专利权)人：承丰光能科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：