[实用新型]一种太阳能石英盲管光电转化器

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能的利用，将太阳能转化为电能的器件，涉及利用石英盲管透光器件将太阳能转换为电能的器件。

背景技术

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185-3500mμ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、均匀性、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5.5×10^-7/℃，只有普通玻璃的1/12-1/20。部标准规定将试样的灼烧到1200℃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转换涂层，将太阳能转换为电能，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μm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50μm。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转换的电池，将太阳能光电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。

发明内容