一种太阳能石英盲管光电光热转化器件制造技术

本发明专利技术的目的就是提供一种太阳能石英盲管光电和光热转化器件，采样石英盲管透光材料，在石英盲管器件的内部、外部表面上加工上太阳能光电和光热转换材料，将太阳能转换为电能和热能，将开口端进行密闭就可以直接使用，不需要再对其进行封装，降低了现有的太阳能光电和光热转换材料的成本；同时可以石英盲管透光器件的腔体内部设置流体或热管实现对太阳能光电和光热转换材料的温度的控制，使其始终保持高效的转换效率，其热能通过流体或热管进行传递后加以综合利用，从而实现太阳能发电、温控、提高太阳能转换效率、太阳能热利用综合一体化的利用。为了提高太阳能利用效率，在器件的外部还设置有太阳能镜，将太阳能进行反射、折射、投射等聚焦，以提高效率，为了减少热损，在器件的外部增加了保温层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能的利用，将太阳能转化为电能和热能的器件，涉及利用石英盲 管透光器件将太阳能转换为电能和热能的器件。
技术介绍
太阳能成熟的应用技术为太阳能的低温热水利用，主要采用真空玻璃管技术将太 阳能转化为热能，在此种技术上，有采用将热管插入到真空玻璃管内部将热量传递到外部 获得太阳能的技术，以及在真空玻璃基础上进一步的完善而开发的各种器件，其中真空玻 璃管中设置有真空层进行保温，在真空层的内部设置选择性涂层对太阳能进行吸收转化， 虽然真空玻璃层很好的实现了保温，选择性涂层很好的实现了太阳能的转化，但是，其转化 后的热能利用起来很不经济，如采用现有的方法将水直接流入到真空玻璃管内部直接进行 换热，但到了冬季就无法使用，虽然采用热管技术在冬季实现了传热，但增加了成本、降低 了热能的利用率，目前这种技术应用于低温的热水应用，而无法实现太阳能的中高温的应 用，如太阳能热电的应用；现有的技术太阳能中高温的发电技术，主要是采用塔式、槽式、及蝶式，槽式太阳 能是已经商业化的太阳能光热转换器件，主要采用外不为玻璃管，内部为不锈钢金属管，内 部抽真空，实现太阳能的采集；但是该种吸收器价格高，只有少数的企业可以掌握其生产技 术；同时蝶式太阳能与塔式太阳能应用的主要技术难题也在于光热转化太阳能转换器件， 特别是塔式太阳能，主要由于光热转换器需要在600-1500度的区间进行工作，由于高温所 采用的金属器件无法长时稳定的工作，因而塔式的太阳能电站就无法长期的进行工作，因 而需要对高温的太阳能光热转换器件改进。石英玻璃的光学性能有其独到之处，它既可以透过紫外光谱，是所有透紫外材料 最优者，又可透过可见光和近红外光谱。用户可以根据需要，从185-3500πιμ波段范围内任 意选择所需品种。由于石英玻璃耐高温，热膨胀系数极小，化学热稳定性好，气泡、条纹、均 勻性、双折射又可与一般光学玻璃媲美，所以它是在各种亚劣场合下工作具有高稳定度光 学系统的必不可少的光学材料。石英玻璃的热膨胀系数小，为5. 5X10_7°C，只有普通玻璃 的1/12-1/20。部标准规定将试样的灼烧到1200°C后急速投到冷水中，反复三次以上不允 许炸裂，石英玻璃加入适量钛元素后还可做成零膨胀系数的材料，由于石英器件的众多的 优势，将石英器件应用于太阳能利用，特别是中高温的太阳能光热转化，将是解决中高温太 阳能采集的可行的技术方法。随着太阳能镜技术的发展，可以采用普通的光学镜或菲涅尔光学镜对太阳能进行 收集，但是，有太阳能镜技术将太阳能进行收集后，将产生很高的热流密度，采用普通的传 热材料进行转换将无法实现高热流密度的热能的传递，因而需要一种新型的材料实现耐温 与高效。现有的太阳能光电和光热转换器件为单晶硅、多晶硅、以及薄膜电池三大类型，在 一种平面的金属、非金属的平面基板上加工上一种太阳能光电和光热转换涂层，将太阳能4转换为电能，平面基板可以弯曲的薄膜而成为薄膜电池，涂层主要采样单晶硅、对晶硅以及 薄膜的非晶硅电池。但目前太阳能电池用硅材料大多来自半导体硅材料的外品和单晶硅的 头尾料，不能满足光伏工业发展的需要。同时硅材料正是构成晶体硅太阳能电池组件成本 中很难降低的部分，因此为了适应太阳能电池高效率、低成本、大规模生产发展的需要，最 有效的办法是不采用由硅原料、硅锭、硅片到太阳能电池的工艺路线，而采用直接由原材料 到太阳能电池的工艺路线。从原理上讲，几Pm厚就可以吸收大部分的能量，但实际多晶硅 薄膜的厚度一般是50 μ m。正因为如此，人们研制了薄膜型太阳能电池，太阳能电池的薄膜 化是以降低地面用太阳能电池制作成本和节省昂贵的半导体电池结构材料为目的的。为了 从机械强度上支撑电池薄膜活性层，就需要衬底。当然，衬底材料也应该是便宜的。所以， 在大部分的实例中，衬底都不是半导体材料。在衬底上形成的半导体薄膜是多晶体或非晶 体，而不必是单晶体。衬底上的半导体薄膜，可以通过各种途径形成物理的和化学的生长 法以及把衬底在熔融半导体材料中浸渍等方法。薄膜电池的转换结构与单晶电池的结构一 样，有p-n结型、肖特基型、MIS型及异质结型等。但是现有的太阳能光电和光热转换的电池，将太阳能光电和光热转化材料加工在 一个衬底材料上后在外部增加玻璃等封装，同时由于没有进一步的温度控制器件，使得光 伏电池在使用过程中受温度的影响，通常的电池在中午时的发电效率反而降低，如果增加 温控装置又增加了太阳能电池板的成本，同时也不能实现光伏光热综合利用，仅可以将太 阳能电池板采集电能，不能同时提供点能和热能，影响太阳能的综合利用效率。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种太阳能石英盲管光电和光热转化器件，采样石英盲管 透光材料，在石英盲管器件的内部、外部表面上加工上太阳能光电和光热转换材料，将太阳 能转换为电能和热能，将开口端进行密闭就可以直接使用，不需要再对其进行封装，降低了 现有的太阳能光电和光热转换材料的成本；同时可以石英盲管透光器件的腔体内部设置 流体或热管实现对太阳能光电和光热转换材料的温度的控制，使其始终保持高效的转换效 率，其热能通过流体或热管进行传递后加以综合利用，从而实现太阳能发电、温控、提高太 阳能转换效率、太阳能热利用综合一体化的利用。为了提高太阳能利用效率，在器件的外部还设置有太阳能镜，将太阳能进行反射、 折射、投射等聚焦，以提高效率，为了减少热损，在器件的外部增加了保温层。具体
技术实现思路
如下一种太阳能石英盲管光电和光热转化器件，其特征是至少包括一个透光石英盲 管器件，在透光石英盲管器件上设置有一个太阳能光电和光热转换涂层，将太阳能转化为 电能和热能。透光石英盲管器件为含有至少一个开口的腔体，其至少一端为石英盲管，另一端 开口，其腔体的形状可以为任何形状，但是优选为圆柱、球形、椭圆形、多面体的一种或多 种，或腔体沿着一个轴线旋转而成的至少一端开口的腔体。石英盲管器件选择石英材料生产盲管。任何将太阳能转换为电能和热能的涂层材料适合于本专利技术的要求，太阳能光电和 光热转换涂层加工在透光石英盲管器件的内部和/或外部的至少一部分表面上，优选为加工在太阳光可以照射的区域。优选的太阳能光电和光热转换涂层选择下列至少一种A、单晶硅涂层；B、多晶硅涂层；C、非晶硅薄膜涂层；D、晶硅薄膜涂层。将所述太阳能光电的光热转换涂层分割为多个区域，每个区域内为一个独立的太 阳能转换涂层单元，对于太阳能光电涂层，每个单元上设置有正负极电导线，多个单元的正 负极相互连接，根据需要设置太阳能光电以及光热涂层的比例。在透光石英盲管器件的内部和/或外部还设置有换热器件和/或换热流体。换热器件选择自下列一种A、金属、非金属、金属和非金属复合管件；B、热管的蒸发端。含有一个开口的石英盲管部件，其一端为石英盲管，另一端开口，其内部插入金 属管，金属管为石英盲管或设置有进口和出口的金属管，流体从金属管的石英盲管或从金 属管的进口和出口流出，或者含有一个开口的石英盲管部件，其一端为石英盲管，另一端开 口，其内部插入热管，热管的蒸发端设置在器件的内部，冷凝端设置在石英盲管管的外部， 热管与器件紧密连接。所述的流体为液体、气体、固液混合物、气液混合物、气液固混合物中的一种或多 种。任何种类的结构，主要符合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李建民，
申请(专利权)人：北京智慧剑科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]