Przedmiotem wynalazku jest przetwornik energii slonecznej.Potrzeba zastepowania paliw kopalnych jako zródel energii jest dobrze znana. Istnieje wiele sy¬ stemów i technik przetwarzania i wykorzystywa¬ nia energii slonecznej. Jakkolwiek ilosc energii slonecznej padajacej na powierzchnie ziemi jest znana, to dla uzyskania liczacej sie ilosci energii trzeba wykorzystac stosunkowo duza powierzchnie.Miesiecznie na 1 m! powierzchni Ziemi na szero¬ kosci geograficznej 35° pada swiatlo sloneczne odpowiadajace energii 100 kWh.Poniewaz oswietlenie nie jest ciagle, konieczne jest stosowanie srodków do gromadzenia odbiera¬ nej energii. Funkcje te spelniaja matryce wielko- powierzchniowych ogniw slonecznych podlaczone do baterii akumulatorów, przy czym w systemach praktycznych, majacych taka konstrukcje wyste¬ puja cztery zasadnicze problemy: Po pierwsze zna¬ ne techniki wytwarzania sprawnych ogniw slonecz¬ nych pochlaniaja duze ilosci materialu pólprzewod¬ nikowego stanowiacego podloze udostepniajace sto- stosunkowo mala ilosc materialu aktywnego.Po drugie, ogniwa pólprzewodnikowe sa zwykle niskonapieciowymi przyrzadami pólprzewodnikowy¬ mi wymagajacymi polaczen zdolnych do przeno¬ szenia pradów rzedu 10*A przy mocach rzedu 1 KWh. Po trzecie, poniewaz wymagane jest równiez równolegle laczenie wielu ogniw slonecznych, dla 10 li 20 uzyskania uzytecznej mocy wyjsciowej z duzych powierzchni, to wszelkie wady i uplywy w poje¬ dynczym ogniwie w powaznym stopniu obnizaja parametry calej matrycy. Zwieksza to koszty wyt¬ warzania i poteguje problemy zwiazane z uzyska¬ niem rozsadnej niezawodnosci matrycy. Po czwar¬ te, poniewaz energia sloneczna musi byc gromadzo¬ na, aby mogla byc nastepnie uzyta w stosownym czasie, stosuje sie znane systemy ogniw slonecz^ nych do ladowania akumulatorów, przy czym aku¬ mulatory takze sa drogie, duze i trudne w obslu¬ dze.Ostatnio opracowano projekt systemu, w którym zwykle ogniwa sloneczne wykorzystuje sie do uru¬ chamiania ogniwa do elektrolitycznej dysocjacji wody. Wodór wytwarzany w tym ogniwie jest magazynowany do pózniejszego wykorzystania. Sy¬ stem ten rozwiazuje czesciowo problem magazy¬ nowania energii slonecznej, przy czym nie stanowi on rozwiazania pozostalych problemów. Czyniono dotychczas próby uproszczenia problemu polaczen przez stosowanie duzych plytek monokrystalicznego krzemu.Celem wynalazku jest skonstruowanie przetwor¬ nika energii slonecznej nie majacego wad znanych przetworników.Cel wynalazku osiagnieto przez skonstruowanie przetwornika energii slonecznej majacego duza li¬ czbe pólprzewodnikowych fotoelektrycznych og- 120 657120 657 niw typu p-n, umieszczonych na powierzchni i na¬ promieniowanych swiatlem dla wytworzenia na nich potencjalu elektrycznego, rure dla tych ogniw dla elektrolitu do zwilzania ogniw, dla uzyskania przeplywu pradu przez elektrolit pomiedzy ogni¬ wami typu p-n i ogniwami typu n-p, w elektroli¬ cie zadanej reakcji elektrochemicznej, rurociag polaczony z rura, dla odprowadzenia z niego co najmniej jednego produktu reakcji elektrochemi¬ cznej oraz paliwowe ogniwo polaczone z rurocia¬ giem przystosowane do rekombinacji produktów reakcji elektrochemicznej dla wytworzenia energii elektrycznej.Jedne ogniwa sa z pólprzewodnika typu p na¬ niesionego na, pólprzewodnik typu n, a pozostale Ogniwa sa z pólprzewodnika typu n naniesionego ha pólprzewodnik typu p.Ogniwo stanowi/duza liczba oddzielnych sferycz¬ nych powierzchni' tilozonych warstwowo, a rura ma górna czesc, przez która przechodzi swiatlo dla naswietlenia ogniw po przejsciu przez elekrolit.Fotoelektryczne ogniwa typu p-n zawieraja pierw¬ sza pare kul, majacych rdzen z materialu pólprze¬ wodnikowego pierwszego typu przewodnosci i po¬ wierzchniowa warstwe z materialu pólprzewodni¬ kowego o przewodnosci przeciwnego typu, druga pare kul majacych rdzen z materialu pólprzewod¬ nikowego o przeciwnym typie przewodnosci i po¬ wierzchniowa warstwe z materialu pólprzewodni¬ kowego o przewodnosci pierwszego typu, oraz izo¬ lacyjne powloki na kazdej kuli, przez które prze¬ chodzi swiatlo i przewodzace warstwy odizolowane od elektrolitu, dla polaczenia powierzchni kul u- sytuowanych naprzeciw powlok.Duza liczba sferycznych powierzchni jest za¬ montowana na wspólnym metalicznym lozu prze¬ wodzacym, stykajacym sie z rdzeniem kazdej sfe¬ rycznej powierzchni, przy czym silikonowa matry¬ ca izoluje przewodnik od elektrolitu i ma transmi¬ tujaca swiatlo izolacyjna powloke zwilzona ele- krolitem oraz na powierzchni kazdej sferycznej powierzchni, dla zetkniecia z elektrolitem, dla na¬ swietlenia ogniw promieniowaniem swietlnym przechodzacym przez elektrolit i izolacyjna powlo¬ ke.Rura ma wydluzony pasek rozciagajacy sie wzdluz jej dlugosci w jej dolnej czesci i jest cze¬ sciowo wypelniona elektrolitem stykajacym sie z górna powierzchnia paska, przy czym pasek ma duza liczbe indywidualnych sferycznych powierz¬ chni, zas kazda powierzchnia sferyczna w warst¬ wie tworzy ogniwo fotoelektryczne, przy czym kaz¬ de ma dyfuzyjne powierzchnie, laczace material rdzenia z materialem powierzchni o przciwnych typach przewodnosci, zas rdzenie sferyczne powie¬ rzchni sa z materialu typu p, a rdzenie pozosta¬ lych sferycznych powierzchni sa z materialu ty^ni n.Metaliczna warstwa jest polaczona z czolowa po¬ wierzchnia warstwy, laczac w szereg napiecia wy¬ twarzane w co najmniej dwu sferycznych powierz¬ chniach, majacych rdzenie o przeciwnych typach przewodnosci.Duza liczba pasków jest umieszczona w gazo¬ szczelnej rurze, elektrolitem jest wodny roztwór kwasu jednowodórowego, jednostka do magazyno¬ wania wodoru jest przelaczany dla odbierania i magazynowania wodoru z rury, wymiennik ciepla odbiera cieplo z wodnego roztworu jodu przeplywa- 5 jacego przez rure oraz paliwowe ognisko jest pola¬ czone z jednostka do magazynowania wodoru, a wymiennik ciepla jest przystosowany do rekombi¬ nacji wodoru i jodu,, podawanego do rury, dla do¬ starczania energii elektrycznej z paliwowego ogni- !° wa.Sferyczne powierzchnie maja jednolite wymiary i sa zabezpieczone w matryce, przy czym czesc materialu rdzenia kazdej sferycznej powierzchni jest polaczona z metalicznym przewodnikiem. 15 Ogniwo fotoelektryczne jest z pólprzewodnikowe¬ go materialu, korzystnie germanu. Ogniwo foto¬ elektryczne jest z pólprzewodnikowego materialu, korzystnie arsenku galu.Cel wynalazku osiagnieto równiez przez skon- 2(1 struowanie przetwornika energii slonecznej maja¬ cego duza liczbe pólprzewodnikowych ogniw typu p-n, umieszczonych na powierzchni i napromie¬ niowanych swiatlem dla wytworzenia na nich po¬ tencjalu elektrycznego, rure dla tych ogniw dla 25 elektrolitu do zwilzania ogniw, dla uzyskania prze¬ plywu pradu przez elektrolit pomiedzy ogniwami typu p-n i ogniwami typu n-p, w elektrolicie za¬ danej reakcji elektrochemicznej rurociag polaczony z rura, dla odprowadzenia z niego co najmniej jed- 30 n-ego produktu reakcji elektrochemicznej oraz pali¬ wowe ogniwo polaczone z rurociagiem przystosowa¬ ne do rekombinacji produktów reakcji elektroche¬ micznej, dla wytwarzania energii elektrycznej.Jedne ogniwa sa z pólprzewodnika typu p na- 35 niesionego na pólprzewodnik typu n, a pozostale ogniwa sa z pólprzewodnikami typu n naniesione¬ go na pólprzewodnik typu p.Dwie pary ogniw maja po jednym elemencie, dla kazdej z par majacym powierzchnie warstwy z ma- 40 terialu o przeciwnym typie przewodnosci z meta¬ lowa warstwa odizolowana od elektrolitu, laczaca powierzchnie warstw z izolujaca warstwa, izolu¬ jaca powierzchnie polaczonych par ogniw od ele¬ ktrolitu, dla polaczenia czterech ogniw w szereg, 45 dla wytworzenia wysokiego napiecia.Ogniwa stanowi duza liczba oddzielnych sfery¬ cznych powierzchni jest ulozona warstwowo, a ru- /ra ma górna czesc, przez która przechodzi swiatlo dla naswietlania ogniw po przejsciu przez elektro- 5D lit. Fotoelektryczne ogniwa p-n zawieraja pierw¬ sza pare kul, majacych rdzen z materialu pólprze¬ wodnikowego pierwszego typu przewodnosci i po¬ wierzchniowa warstwe z materialu pólprzewodni¬ kowego o przewodnosci przeciwnego typu, druga 55 pare kul majacych rdzen z materialu pólprzewod¬ nikowego o przeciwnym typie przewodnosci i po¬ wierzchniowa warstwe z materialu pólrzewodniko- wego o przewodnosci pierwszego typu, oraz izo¬ lacyjna powloki na kazdej kuli, przez które prze- 60 chodzi swiatlo i. przewodzace warstwy odizolowane od elektrolitu, dla polaczenia powierzchni kul usy¬ tuowanych powlok.Duza liczba sferycznych powierzchni jest zamon¬ towana na wspólnym metalicznym lozu przewo- 65 dzacym, stykajacym sie z rdzeniem kazdej sfery-120657 6 cznej powierzchni, przy czym silikonowa matryca izoluje przewodnik od elektrolitu oraz ma trans¬ mitujaca swiatlo izolacyjna powloke zwilzana ele¬ ktrolitem, na powierzchni kazdej sferycznej po¬ wierzchni, dla zetkniecia z elektrolitem, dla nas¬ wietlania ogniw promieniowaniem swietlnym prze¬ chodzacym przez elektrolit i izolacyjna powloke.Rura ma wysluzony pasek rozwierajacy sie wzdluz jej dlugosci w jej dolnej czesci i jest cze¬ sciowo wypelniona elektrolitem stykajacym sie z górna powierzchnia paska, przy czym ma duza li¬ czbe indywidualnych sferycznych powierzchni, zas kazda powierzchnia sferyczna w warstwie tworzy ogniowo fotoelektryczne, przy czym kazde na dy¬ fuzyjne powierzchnie, laczace material rdzenia z materialem powierzchni , o przeciwnych typach przewodnosci, zas rdzenie sferyczne powierzchni sa z materialu typu p, a rdzenie pozostalych sfe¬ rycznych powierzchni sa z materialu typu n.Metaliczna warstawa jest polaczona z czolowa powierzchnia warstwy, laczac w szereg napiecia wytwarzane w co najmniej dwu sferycznych po¬ wierzchniach majacych rdzenie o przeciwnych ty¬ pach przewodnosci.Duza liczba pasków jest umieszczona w gazo¬ szczelnej rurze, elektrolitem jest wodny roztwór jednowodorowego kwasu, jednostka do magazy¬ nowania wodoru jest przelaczana dla odbierania i magazynowania wodoru w rurze, wymiennik ciepla odbiera cieplo z wodnego roztworu jodu przeplywajacego przez rure oraz paliwowe ogniw¬ ko jest polaczone z jednostka do magazynowania wodoru a wymiennik ciepla jest przystosowany do rekombinacji wodoru i jodu, podawanego do rury dla dostarczania energii elektrycznej z pa¬ liwowego ogniwa.Sferyczne powierzchnie maja jednolite wymiary i sa zabezpieczone w matryce, przy czym czesc materialu rdzenia kazdej sferycznej powierzchni jest z metalicznym przewodnikiem.Ogniwo fotoelektryczne jest z pólprzewodniko¬ wego materialu, korzystnie germanu. Ogniwo fo¬ toelektryczne jest z pólprzewodnikowego materialu, korzystnie arsenku galu.Wykorzystanie wynalazku zapewnia rozwiazanie zasadniczo wszystkich wspomnianych poprzednio problemów. Szczególnie korzystna cecha struktury wedlug wynalazku jest to, ze dopuszczalne jest wystepowanie w niej elementów uszkodzonych, Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykla¬ dach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przetwornik energii slonecznej wedlug wynalazku, w przekroju poprzecznym, fig. 2 — elektryczny schemat zastepczy fragmentu struktu¬ ry przetwornika z fig. 1, fig. 3 — przetwornik wedlug wynalazku w innym przykladzie wykona¬ nia, fig. 4 — elektryczny schemat zastepczy frag¬ mentu struktury przetwornika z fig. 3 i fig. 5 — charakterystyke napieciowo pradowa przejscia mie¬ dzy elektroda generatora fotoelektrycznego, a ele¬ ktrolitem, fig. 6 — uproszczony schemat zastepczy fragmentu struktury przetwornika z fig. 3, fig. 7 — przetwornik wedlug wynalazku w kolejnym przykladzie wykonania, fig. 8 — zastepczy schemat elektryczny fragmentu struktury przetwornika z fig: 7; fig. 9 — schemat konstrukcyjny konwencjo¬ nalnego pólrzewodnikowego ogniwa fotoelektry¬ cznego, w przekroju poprzecznym; fig. 10 — przy¬ klad efektywniejszego wykorzystania materialu pól- 5 przewodnikowego zgodny z wynalazkiem; fig. 11 — fragment struktury fotoelektrycznego generatora tasmowego wedlug wynalazku, w przekroju pop¬ rzecznym; fig. 12 — wydluzony cylindryczny przet¬ wornik elektrolityczny wedlug wynalazku, w rzucie 10 aksonometrycznym; fig. 13 — funkcjonalny sche¬ mat blokowy systemu, z zastosowaniem przetwor¬ nika wedlug wynalazku, fig. 14 — schemat pro¬ cesu formowania fotoelektrycznego generatora tas¬ mowego. 15 Przetwornik 10 energii slonecznej na chemiczna (fig. 1) zawiera sloneczne ogniwo 11 zamocowane tak, ze jego górna powierzchnia jest zwilzana ele¬ ktrolitem 13. Pokrywa przetwornika 10 jest wyko¬ nana z arkusza materialu przepuszczajacego swiat- 20 lo, korzystnie ze szkla i ma dolna powierzchnie 14.Górna powierzchnia slonecznego ogniwa 11 jest na¬ swietlana swietlnymi promieniami 15 i 1,6.Ogniwo 11 jest ogniwem pólprzewodnikowym, w którym pólprzewodnikowa plytka lla jest wykona- 25 na z materialu takiego jak krzem. Dyfuzyjna war¬ stwa llb jest uzyskiwana metoda konwencjonalna^ przez maskowanie tlenowe i domieszkowanie, w wyniku czego uzyskuje sie zlacze lic, rozciagajace sie na czesci powierzchni ogniwa 11. Podloze jest 30 wykonane korzystnie z krzemu typu n o rezysty- wnosci 0,5 do 1,0 Q cm, na którym naniesiona jest dyfuzyjna warstwa typu p o konstrukcji powierz¬ chniowej 1019 na 1 cm* i szerokosci zlacza 0,5 do 1,0 um. Elektrody lid i lla sa przezroczyste i wy- 35 konane korzystnie z metalu szlachetnego, takiego jak platyna albo pallad, przez napylenie warstwy takiego metalu o grubosci 150 A na powierzchnie plytki pólprzewodnikowej i spiekanie w tempera¬ turze 250°C w ciagu 5 minut.. Alternatywnie wy- 40 korzystuje sie cienkie nieprzezroczyste elektrody z tych metali nalozone tylko na czesci naswietlanej powierzchni. Ogniwo 11 jest umieszczone pomiedzy izolujacym/ ksztaltkami Uff.Pod wplywem dzialania swietlnych promieni 15 i 45 16 na zlaczu lic wytwarzane jest napiecie 0,4 do 0,6 V. Napiecie to pojawia sie na elektrodach lid i Ile ogniwa powodujac przeplyw pradu przez ele¬ ktrolit 13 jak to uwidoczniono przerywanymi li¬ niami 18. 50 Jako elektrolit 13 stosuje sie plyn, w którym przeplyw pradu powoduje uzyteczna reakcje przy napieciu uzyskiwanym z ogniwa. Jezeli wykorzy¬ stywane jest ogniwo krzemowe, elektrolitem jest chlorek nitrylu NOC1. W tym przypadku na ele- 55 ktrodzie Ile stanowia katode, jest wytwarzany tlenek azotu, natomiast na elektrodzie lid, stano¬ wiacej anode jest Wytwarzany chlor.Otrzymywane produkty sa gazami i oddzielone od siebie za pomoca pólprzepuszczalnej membrany 60 zamocowanej do izolatora 17a. Tlenek azotu od¬ prowadzany jest przez wylotowy otwór 49, a chlor przez otwór 20. Swiezy elektrolit doprowadzany jest przez otwór 21. Przetwornik 10 pracuje w spo¬ sób ciagly absorbujac energie optyczna padajaca 65 na ogniwo 11, dla spowodowania przeplywu pradu120 657 w elektrolicie 13, a wiec wymieszanie reakcji che¬ micznej w elektrolicie umozliwiajacej wytworzenie, zgromadzenie i przechowywania co najmniej jedne¬ go produktu reakcji.W tego rodzaju przetworniku zbedne jest sto¬ sowanie zewnetrznych polaczen elektrycznych. Je¬ zeli w tym samym elektrolicie zanurzonych jest kilka ogniw 11, 11', 11", (fig. 2), nie sa wymagane zadne polaczenia miedzy nimi. Wskutek niezalezno¬ sci kazdego z tych ogniw 11, 11', 11", ogniwo roz¬ warte lub zwarte nie pogarsza wlasnosci uzytko¬ wych innych ogniw zanurzonych w elektrolicie.Przykladowo, gdy w tym samym elektrolicie za¬ nurzonych jest sto ogniw, z których piec jest u- szkodzonych, wartosc wyjsciowa uzyskiwana z ca¬ lego zespolu ogniw stanowi 95% wartosci uzyski¬ wanej w przypadku wszystkich sprawnych ogniw.Chociaz znana jest pewna ilosc reakcji, które moga byc uruchomione napieciem uzyskiwanym juz z pojedynczego ogniwa, to inne pozadane reak¬ cje wymagaja wyzszych napiec. 7 Przetwornik 116 zawiera dwa ogniwa 111 i 112 polaczone szeregowo (fig. 3 i 4). Ogniwa 111 i 112 sa umieszczone pomiedzy izolujacymi ksztaltkami Ulg, zas ich górne powierzchnie sa zwilzone ele¬ ktrolitem 11$. Pokrywa przetwornika 110 jest wy¬ konana z arkusza materialu przepuszczajacego swiatlo majacego powierzchnie 114. Górne powie¬ rzchnie ogniw 111 i 112 sa oswietlone swietlnymi promieniami 115 i 116.Ogniwo 111 jest dwuwarstwowym przyrzadem pólprzewodnikowym wykonanym na podlozu typu n w sposób podobny do opisanego dla ogniwa 11 z fig. 1. Wskutek napromieniowania swietlnym promieniem 115 na zlaczu Hic ogniwa 111 powsta¬ je napiecie od 0,4 do 0,6 V.Ogniwo 112 jest wykonane na podlozu typu p z dyfuzyjna warstwa 112b wyznaczajaca zlacze 112c Warstwe typu n uzyskuje sie metoda dyfuzji o koncentracji powierzchniowej 101* na 1 cm* i gru¬ bosci zlacza od 0,5 do 1,0 /im. Elektrody llld i 112d sa wykonane metoda opisana w zwiazku z ogniwem 11 z fig. 1.Pod wplywem naswietlania swietlnymi promie¬ niami 1J6, w ogniwie 11$ na zlaczu 112c wytwa¬ rzane jest napiecie okolo 0,5 V. Metalowa warstwa 122, jest wykonana korzystnie z aluminium i za¬ pewnia polaczenie galwaniczne z dolna powierz- shnia ogniw 111 i 112. Dla zapewnienia polaczenia galwanicznego ogniw wykorzystuje sie dyfuzyjne warstwy lllf i 112f. przy czym warstwa Hlf za¬ wiera domieszki typu n, a warstwa 112f typu p.Ogniwa 111, 112 dzialaja w ten sposób, ze przy naswietlaniu ich energia swietlna za pomoca swie¬ tlnych promieni 115 i 116, prad plynie z ogniwa 111 przez metalowa warstwe 122 do ogniwa 112 a na¬ stepnie przez elektrolit 113, jak to uwidoczniono za pomoca linii 118.Poniewaz ogniwo 111 jest polaczone szeregowo z ogniwem 112, przy naswietlaniu ogniw 111 i 112, pomiedzy elektroda llld i elektroda 112d powstaje napiecie okolo IV. Elektrolit 113 jest plynem, w którym przeplyw pradu przy tym napieciu wy¬ woluje zadana reakcje. W. opisanym przykladzie wykonania elektrolitem 113 jest 10% wodny roz¬ twór kwasu jodowodorpwego HJ.Wskutek przeplywu pradu przez elektrolit 113 na elektrodzie 112d stanowiacej katode wydziela 5 sie wodór, a na elektrodzie llld, stanowiacej ano¬ de — jony jodu. Wodór jest usuwany z przetwor¬ nika 110 przez wylotowy otwór 120. Jony jodu pozostaja w roztworze i sa usuwane przez otwór 121 a swiezy elektrolit jest dostarczany przez ot- io wór 119.Przetwornik 110 jest zasilany energia swietlna promieniami 115 i 116 padajacymi na ogniwa 111 i 112, co powoduje przeplyw pradu w elektrolicie 113 i wydzielania z elektrolitu 113 wodoru i jodu. 15 Poniewaz tylko jeden z koncowych produktów jest gazem, do rozdzielenia produktów koncowych nie jest potrzebna zadna membrana.Jednak w przypadku niektórych redukcji moze byc pozadanym zastosowanie membrany w celu 20 przeciwdzialania dyfuzji jonów pomiedzy elektro¬ dami, co moze stworzyc pewnego rodzaju chemicz¬ ne krótkie spiecie. W tym celu moze byc pozada¬ nym fizycznie odseparowanie anody i katody.W elektrolicie 113 sa zanurzone dalsze pary og- 25 niw 111, ll2 (fig. 4). Jesli to wymagane, metalo¬ wa warstwa 122 jest powiekszona, aby: zapewnic dolny styk do wszystkich ogniw 111, 112 zanurzo¬ nych w elektrodzie albo kazdej parze ogniw 111, 112 przyporzadkowuje sie osobny fragment tej warstwy 30 Na fig. 4 uwidoczniono schemat zastepczy przet¬ wornika dla przypadku, gdy wszystkie ogniwa sa polaczone metalowa warstwa 122. Ogniwa 111 ma¬ ja podloze wykonane z materialu typu n, natomiast ogniwa 112 maja podloze z materialu typu p. Pro- 35 mienie 115, 116 swiatla pobudzaja ogniwa 111,112.Kazde ogniwo 111, 112 z elektrolitem 113 sta¬ nowi impedencje Z w charakterystyce uwidocznio¬ nej na fig. 5. W przypadku stosowania roztworu kwasu jodowodórowego napiecie V0 wynosi okolo 40 0,5 V.Na figurze 6 uwidoczniono uproszczony schemat obwodu, w którym impedencje spolaryzowane w kierunku przewodzenia zostaly zamienione w ukla¬ dzie diodami, natomiast spolaryzowane w kierunku 45 zaporowym — rezystorami. Z podanego schematu wynika, ze niektóre ogniwa sa rozwarte albo zwarte, nie wplywajace przy tym na prace innych ogniw, znajdujacych sie w przetworniku 110 po¬ kazanym ,na fig. 3. W przypadku, gdy ogniwo o 50 dowolnej polaryzacji jest rozwarte, jego sygnal wyjsciowy jest tracony, lecz nie wplywa to na syg¬ naly wyjsciowe innych ogniw umieszczonych w e- lekrolizie.Podobnie, jezeli ogniwo o dowolnej polaryzacji 55 jest zwarte, zostaje ono spolaryzowane napieciem 0,5 V wzgledem elektrolitu. Z fig. 5 wynika, ze w tych warunkach plynie maly prad, lecz inne ogniwa nie sa pobudzane. Wobec tego, jesli sto ogniw typu n i sto ogniw typu p zostanie pola- 60 czonych tak, jak to uwidoczniono na fig. 4, to usz¬ kodzenie pieciu procent ogniw typu n i pieciu og¬ niw typu p, spowoduje zmniejszenie sygnalu wyj- ciowego nie. wiecej niz piec procent.Dla jeszcze innych zadanych reakcji sa wytwa- 65 rzane jeszcze wyzsze napiecia. Przykladowo efek-120 6S7 9 tywna elektroliza wody wymaga napiecia wyzszego od 2V. Uzyskuje sie to w ukladzie pokazanym na fig. 7 i 8. W tym przypadku zadane napiecie jest dostarczane przez dwie pary ogniw 211, 212, 211', 212'. Kazda para ogniw 211, 212, 211', 212' jest iden¬ tyczna z uwidocznionym na fig. 3. Ogniwa 211, 212, 211', i 212* sa usytuowane pomiedzy izoluja¬ cymi ksztaltkami 211g. Szeregowe polaczenie par ogniw 211, 212, 211', 212' jest zrealizowane za po¬ moca metalowej warstwy 223, zapewniajacej po¬ laczenie galwaniczne z warstwami powierzchniowy¬ mi ogniw 212 i 212\ Warstwa ta korzystnie jest wykonana z aluminium.Wszystkie cztery ogniwa sa wystawione na dzia¬ lanie swietlnych promieni 215, 216, 215* i 216' i wytwarzaja napiecie okolo 2 V pomiedzy elektroda 211d, stanowiaca anode i elektrode 212d stanowiaca katode. Dwa srodkowe ogniwa 212 i 211* sa wy¬ stawione na dzialanie swiatla, przy czym sa za¬ bezpieczone przed zetknieciem sie z elektrolitem za pomoca przezroczystej epoksydowanej warstwy 24.Gdy jako elektrolit stosuje sie wode, przy elek¬ trodzie 212d, stanowiacej katode, wydziela sie wo¬ dór, natomiast przy elektrodzie 211d stanowiacej anode — tlen.. Poniewaz oba produkty sa gaza¬ mi, stosuje sie pólprzepuszczalna membrane 217.Wodór jest usuwany przez otwór 220, natomiast tlen przez otwór 219. Wode uzupelnia sie przez otwór 221 w sposób zapewniajacy zachowanie cia¬ glosci reakcji.Podane przyklady stanowia jedynie ilustracje i mozliwe sa róznorodne modyfikacje i rozwiaza¬ nia zastepcze. Krzem moze byc zastapiony innymi pólprzewodnikami, takimi jak arsenek galu lub german.Podobnie, chociaz opisano ogniwa fotoelektryczne ze zlaczem p—n, do wytwarzania napiecia przy wykorzystaniu energii ze zródla swiatla, moga byc wykorzystywane z bariera Schottky'ego i elemen¬ ty MOS. Wyzsze napiecie wymagane dla niektórych reakcji uzyskuje sie przez szeregowe polacznie identycznych ogniw, jak równiez za pomoca zmie¬ nnej polaryzacji ogniw.Reakcje uzyskiwane za pomoca omawianych me¬ tod nie sa ograniczone do jednej klasy skladni¬ ków chemicznych, przy czym osiagnieto istotna re¬ dukcje polaczen ogniwa. Nie jest niezbednym wy¬ konywanie sztywnych wyprowadzen na zewnatrz ogniwa. Pojedyncze ogniwo uwidczonione na fig. 1 nie wymaga polaczen wewnetrznych, a dla dwu wersji ogniw uwidocznionych na fig. 3 wymagane jest tylko jedno polaczenie. To uproszczenie poz¬ wala rozwazac ekonomiczne struktury realizowane z duzej liczby malych ogniw. Jest to istotne odej¬ scie od rozwiazan konwencjonalnych, w których z reguly dazy sie do obnizenia kosztów droga po¬ wiekszenia obszarów zlacz.Zastosowanie mniejszych ogniw pozwala na uzy¬ skanie wyzszej efektywnosci. Fakt ten ilustruje porównanie fragmentów struktur pólprzewodniko¬ wych uwidocznionych na fig. 9 i fig. 10. Konwen¬ cjonalne ogniwo plenarne zawiera zlacze 41 znaj¬ dujace sie 1 /*m ponizej powierzchni. Nosniki ge¬ nerowane przez swietlne promienie 42 sa wytwa- 10 rzane w ogniwie do glebokosci 100 /im, chociaz zbierane sa tylko nosniki generowane w obrebie dlugosci dyfuzji zlacza. W przypadku krysztalów krzemowych o dobrej jakosci, dlugosc drogi dyfu- 5 zji wynosi 35 pm. Warstwa 43 stanowi aktywna czesc elementu. Uzyskanie warstwy aktywnej o tej grubosci wymaga stosowania stosunkowo grubej plytki podloza, wobec czego krzem jest ciety na plastry o grubosci 300 ^m, dla zapewnienia nie- !0 zbednej wytrzymalosci. W takiej plytce tylko 35/300 albo 12% materialu wykorzystuje sie uzytecznie do wytwarzania pradu. Gdy plytki sa wycinane z duzego krysztalu i uwzgledniane sa straty wyste¬ pujace przy cieciu, uzyteczna czesc plytki stanowi 15 4% materialu poczatkowego.Wedlug wynalazku uzyskano strukture o znacz¬ nie wyzszej aktywnosci (fig. 10). W przypadku po¬ wierzchni sferycznej o srednicy 10 ^m ponad 97% materialu znajduje sie w obrebie dlugosci dyfuzji 20' *' - zlacza 41, natomiast w przypadku powierzchni sfe¬ rycznych o STednicy 200/*m okolo 73% materialu znajduje sie w obrebie dlugosci dyfuzji, a zatem czesc ta jest potencjalnie uzyteczna. Chociaz po¬ wierzchnie sferyczne sa szczególnie korzystne dla 25 tych celów, efektywnosc malych szescianów i ksz¬ taltów o charakterze prostopadloscianów jest zna¬ cznie lepsza w porównaniu do efektywnosci duzych powierzchni plaskich stosowanych w rozwiazaniach konwencjonalnych. 30 Trudno jest wykorzystywac maze ogniwa wyko¬ rzystujac technike prowadzenia polaczen wymaga - jacych dwu polaczen na ogniwie i stosowania gru¬ bych doprowadzen pozwalajacych na przelamywa¬ nie duzych pradów wytwarzane w matrycy.Zredukowanie ilosci styków wymaganych w ogni¬ wie umozliwia uwzglednienie alternatywnej tech¬ niki laczenia. W kolejnym przykladzie wykonania (fig. 11) wiele czesciowych sferycznych powierzchni 40 30, 31, 32, 33, 34 tworzy czesc jednego rzedu war¬ stwy tych powierzchni. Rdzenie sferycznych po¬ wierzchni 30, 32 i 33 sa wykonane z pólprzewodni¬ ka typu p. Rdzenie powierzchni sferycznych 31 i 34 sa wykonane z materialu typu n. Rdzenie maja 45 odpowiednio dyfuzyjne powierzchnie 30a, 31a, 32a, 33a, 34a tworzace zlacza p—n kazdej sferycznej powierzchni. Zlacza te maja równiez ksztalt sfe¬ ryczny.Sferyczne powierzchnie 30, 31, 32, 33, 34 o róz- 50 nych wymiarach sa scalone w matrycy 35 z mate¬ rialu izolacyjnego, korzystnie zywicy silikonowej.Dolne czesci kazdej sferycznej powierzchni sa usu¬ wane dla uzyskania dostepu do materialu rdzenia.Matryca 35 oddziela powierzchnie sferyczne oraz 55 pokrywa i zabezpiecza zlacza utworzone przez war¬ stwy dyfuzyjne.Metaliczny przewodnik 36 tworzy polaczenie gal¬ waniczne z rdzeniem kazdej powierzchni 30, 31, 32, 33, 34 i laczy powierzchnie sferyczne w strukture 60 porównywalna ze struktura z fig. 3. Druga war¬ stwa 37 stanowi wspólna podstawe calej matrycy 35 i tworzy warstwe ochraniajaca przewodnik 36.Silikonowa matryca 35 i inne materialy powierz¬ chniowe zwiazane z kazda z powierzchni sferycz- 65 nych przepuszczaja swiatlo w taki sposób, ze pada-II 120 657 12 jaca energia optyczna naswietla cala górna po¬ lowe kazdej z powierzchni 30, 31, 32, 33, 34.Wystepuja takze pewne odbicia od metalicznej warstwy 36 i pewna czesc odbitego swiatla osiaga dolne polówki powierzchni sferycznych. Górne po¬ wierzchnie sa wyposazone w elektrody 30b, 3Ib, 32b, 33b, 34b i sa tak umieszczone, ze wszystkie elektrody sa indywidualnie zwilzane elektrolitem po umieszczeniu ich w przetwornikach.W kolejnym przykladzie wykonania (fig. 12) pa¬ sek albo arkusz ogniw slonecznych, takich jak u- widocznione na fig. 11, jest obudowany dla przek¬ sztalcenia promieniowania slonecznego w prad ele¬ ktryczny, a zatem, przyspieszenie reakcji chemicz¬ nej wewnatrz przetwornika. Wydluzona eliptyczna szklana rura 50 ma czesc bazowa 51, na której spoczywaja wydluzone paski 52 lub arkusze og¬ niw slonecznych. Górnym czesciom maja ksztalty zapewniajace uzyskanie cylindrycznego efektu so¬ czewkowego, dzieki *czemu padajace promieniowa¬ nie, zgodnie z oznaczona droga promieni 54, jest zalamane dla osiagniecia górnej powierzchni pas¬ ka 52 ogniw slonecznych.W przykladzie zastosowania przetwornika wedlug wynalazku w kompletnym systemie (fig. 13), sze¬ reg rur jest zastosowanych tak, ze ich osie sa na¬ chylone. Paski 52 spoczywaja na dnie kazdej rury 50. Elektrolit stanowi wodny roztwór jodowodorku, a wewnatrz kazdej rury 50 zachodzi reakcja: Otrzymany J2 wystepuje w postaci trójjodu (J3—), 2 HJ+H20+energia elektryczna - H2+J1+H2O. który powstaje w wyniku reakcji jonów uzyskiwa¬ nych z HJ z wytwarzanym jodem J. W kazdym przypadku produkty tej reakcji: wodór i jony trój- jodu sa usuwane rurociagami 56. Wodór odprowa¬ dzany rurociagiem 36 jest przesylany do magazy¬ nujacej jednostki 60 w której jest sprezony i prze¬ chowywany w postaci gazu lub w postaci wodorku.Jod jlest efektywnie magazynowany w elektrolicie i jest transportowany za pomoca rur 57 do ruro¬ ciagu 58.Gdy jest to wymagane, energie elektryczna ot¬ rzymuje sie z systemu droga rekombinacji wodoru i jodu w paliwowym ogniwie 61 wodorohalogeno- wym. W paliwowym ogniwie 61 zachodzi reakcja H2+J2+H2O — 2 HJ+H20+energia elektryczna.Wodór jest przekazywany do paliwowego ogni¬ wa 61, za pomoca rur 59, natomiast jod jest tran¬ sportowany w postaci roztworu wodnego za pomo¬ ca rury 62. Poniewaz roztwór w matrycy rur 50 jest równiez podgrzewany slonecznymi promienia¬ mi 54, z systemu pobierana jest energia cieplna za pomoca konwencjonalnego wymiennika 63 ciepla.Zrekombinowane produkty paliwowego ogniwa 61 sa zwrócone do rur 50 za pomoca rurociagu 64 i rur 65.System uwidoczniony na figurze 13 jest syste¬ mem zamknietym przystosowanym do pracy ciag¬ lej. Zastosowanie materialów takich jak kwas jed- nowodorowy jest efektywne, gdy reakcja ladowania jest prowadzona bez zauwazalnego przyrostu po¬ tencjalu elektrody, a reakcja rozladowania jest prowadzona bez zauwazalnej polaryzacji elektrody.W rezultacie reakcje: H2+J2+H2O ^ 2 HJ+mOH-energia elektryczna pozwalaja z duzym przyblizeniem uzyskac odwra- calnosc termodynamiczna, co zapewnia efektywnosc gromadzenia energii i systemu zasilania.Dla innych zastosowan moze byc pozadanym za- 5 stosowanie systemu tego typu do wytwarzania wo¬ doru. Gdy jest to potrzebne, wodór jest pobierany z rurociagu 56 lub z magazynujacej jednostki 60 jak to uwidoczniono przerywana Ijnia 60a. W przy¬ padku gdy wodór jest usuwany z systemu, konie- 10 czne jest zmodyfikowanie systemu. Wykonuje sie to zastepujac paliwowe ogniwo 61 jednostka, w któ¬ rej siarczek wodoru jest mieszany z jonami trój- jodu tworzac nowy kwas jodowodorowy, który jest zwracany do konwertorów slonecznych za pomoca 15 rurociagu 64. Jesli jest to wymagane siarczek jo- dowodoru jest wytwarzany z wodoru otrzymywane¬ go z rurociagu 56 lub jest dostarczany ze zródla zewnetrznego.Zastosowania w systemach dowolnego typu wy- 20 magaja dziesiatek albo setek metrów kwadratowych pasków ogniw slonecznych. Efektywne wytwarza¬ nie tego typu elementu systemu ma wiec podsta¬ wowe znaczenie. Produkcja takich pasków musi byc ekonomiczna i efektywna pod wzgledem zuzycia 25 materialów. Poniewaz paski tego typu sa wytwa¬ rzane metodami stosowanymi przy produkcji ob¬ wodów cienkowarstwowych, to wyzsza efektyw¬ nosc pozwala uzyskac stosowanie malych czastek.Podczas wytwarzania arkuszy ogniw slonecznych 30 (fig. 14) najpierw formowane sa krzemowe kule 301, 302, 303, 304, 305. Kule te sa uzyskiwane w drodze mielenia albo wytwarzane w procesie zbli¬ zonym do wykorzystywanego przy wytwarzaniu srutu olowianego. Krzem domieszkowy do 5X'1Q17 35 na 1 cm3 poddawany jest mieleniu w mlynie ru¬ rowym i wypychany przez dysze. Tworzone sa kro¬ pelki krzemu, które opadaja z wysokosci okolo 2,4 m. W czasie tego opadania, krzem zestala sie tworzac elementy o ksztalcie kulistym z malym 40 stozkiem wystajacym z koncowej czesci krzepnacej kuli. To odchylenie ksztaltu od ksztaltu kulistego nie ma wplywu na przebieg procesu, chociaz moze byc pozadanym zastosowanie redystrybucji kon¬ centracji domieszek przez wygrzewanie lub przez 45 12 godzin w temperaturze 1300°G.W strukturze uwidocznionej na fig. 11 stosowane sa zarówno kule typu p jak i kule typu n, przy czym obydwa rodzaje kul sa wykonane w ten sam sposób. 50 Chociaz niektóre kule moga miec wewnatrz gra¬ nice ziaren, a zatem nie stanowia pojedynczego krysztalu, wiekszosc nich nadaje sie do omawia¬ nego zastosowania. Nastepnie kule sortuje sie wedlug srednic, przy czym wykorzystywane sa kule 55 o dowolnysh srednicach, korzystnie wykorzystuje sie kule o ograniczonych wahaniach wymiarów w dowolnej chwili. Przykladowo w opisanym procesie produkcji kule sa sortowane na grupy ograniczo¬ ne wielkoscia róznicy srednio nie wieksza niz 60 0,025 mm.Nastepnie kule 301, 302, 303, 304, 305 poddawane sa dyfuzji dla uzyskania niezbednych zlacz pomie¬ dzy warstwami powierzchniowymi 301a, 302a, 303a, 304a, 305a i bryla materialu. W kulach typu p wy- 65 twarzana jest warstwa powierzchniowa typu n.120 957 13 14 Uzyskuje sie to za pomoca procesu dyfuzji ga¬ zowej z zastosowaniem fosforu jako zródla. Ko¬ rzystnie warstwy 301a, 302a, 303*. 304a, 305a maja zlacza o szerokosci 0,5 do 1 pixn i koncentracje powierzchniowa 1019 na 1 cms. W kulach typu n wytwarzana jest warstwa powierzchniowa typu p za pomoca podobnego procesu dyfuzji: z zastoso¬ waniem boru jako zródla. Otrzymywana warstwa p ma zlacze o szerokosci od 0,5 do 1,0 ftm i kon¬ centracje powierzchniowa 10iy na 1 cm1.Nastepnie na powierzchnie kul nakladane sa wyprowadzenia metalowe, korzystnie z platyny, przy czym wybór metalu zalezy od zuzytego ele~ ktrolitu. Cienka przezroczysta warstwa platyny uzyskiwana jest przez napylenie warstwy o gru¬ bosci 150 A na powierzchni kuli. W systemie na¬ pylania kule sa mieszane dla zapewnienia pokry¬ cia ich calej powierzchni. Nastepnie platyna jest spiekana przez 5 minut w temperaturze 250°C tworzac wyprowadzenie warstw powierzchniowych kul obu typów.Na kule nakladana jest powloka izolacyjna 301e, 302c, 303e, 304c, 305c, korzystnie z akrylu o gru¬ bosci 0,012 mm. Warstwa ta nie jest wymagana gdy kule sa odsuniete od siebie w nastepujacym potem procesie albo gdy kule typu p nie stykaja sie z kulami typu n.Nastepnie kule typu p i typu n z powloka izo¬ lacyjna 301c, 302c, 303c, 304c, 305c sa wymieszane i rozmieszczone na prowizorycznym podlozu. Kule 301, 302, 303, 304, 305 sa umieszczone na tymczaso¬ wym podlozu 307, które wczesniej pokrywane jest warstwa wosku parafinowego o grubosci 0,05 mm.Podloze 307 jest nieznacznie podgrzewane i kule 301, 302, 303, 304, 305 sa wciskane w warstwe 308 wosku, który utrzymuje kule na swoich miejscach podczas wykonywania kolejnych kroków.Podloze 307 i kule 301, 302, 303, 304, 305 sa za¬ lewane warstwa 309 kompozycji izolacyjnej, korzy¬ stnie z zywicy silikonowej. Wybór kompozycji za¬ lezy czesciowo od wybranych elektrolitów, gdyz warstwa 309 nie moze ulegac zniszczeniu przy kon¬ takcie z elektrolitem.Stosowanie przezroczystej zywicy jest wskazane z tego wzgledu, ze pozwala ona swiatlu dotrzec do wiekszej czesci powierzchni kul. Po utwardze¬ niu warstwy 309 nastepuje usuniecie jej górnej powierzchni, co odslania czesci bryl lub rdzenie kul 301, 302, 303, 304, 305.Nastepnie trawi sie odsloniete kule za pomoca srodka trawiacego skladajacego sie z roztworu HNOs i HF w proporcji 250:4 z dodatkiem 5°/o trójalkiloaminy. W rezultacie zostaje usunieta war¬ stwa 310 krzemu o grubosci okolo 0,012 mm i o- czyszcza zlacza.Wytrawiona powierzchnie arkusza podgrzewa sie w rezultacie czego krawedzie warstwy 309 zy¬ wicy silikonowej zaginaja sie nad górnymi po- sie. W rezultacie czego krawedzie warstwy 30& zy- pieczaja odsloniete zlacza. Nastepnie arkusz jest umieszczony w systemie galwanizacji jonowej, po czym na cala powierzchnie arkusza napylana jest warstwa 311 metalu, korzystnie aluminium, o grubosci 0,127 mm. Warstwa 311 laczy rdzenie wszystkich kul 301, 302, 303, 304, 305. Jezeli jest to zadane, powierzchnie odsloniete wskutek usu¬ niecia warstwy 310 sa szlifowane mechanicznie lub poddane dzialaniu zródla wprowadzania jonów przed procesem galwanizacji jonowej, dla ulat- 5 wierzchni kul 301, 302, 303, 304, 305 lakieru.Po usunieciu arkusza z urzadzenia metalizujace¬ go jest on pokryty dodatkowa warstwa 312 mate¬ rialu zwiekszajacego wytrzymalosc i chroniacego warstwe metalowa. Warstwa 312 jest wykonana 10 równiez z zywicy silikonowej, chociaz przezroczy¬ stosc nie jest tu wymagana. Po naniesieniu i za¬ bezpieczeniu warstwy 312 nastepuje usuniecie pod¬ loza 307. Dolna powierzchnia arkusza zostaje na¬ stepnie wymyta w roztworze, korzystnie w trój- 15 chloroetylenie, dla usuniecia z odslonietych po¬ wierzchni kul 301, 202, 303, 304, 305 lakieru.Uzyskana siec krystaliczna jest w zasadzie taka sama jak struktura uwidoczniona na fig. 11. Po zakonczeniu procesu uzyskane arkusze materialu 20 sa ciete na paski 52 uwidocznione na fig 12 i wprowadzane do rur 50, gdzie sa wykorzystywane jako przetworniki swiatla slonecznego.Wszystkie wymagane procesy sa wykonywane partiami lub w sposób ciagly. Procesy ciagle sa z. 25 reguly korzystniejsze z ekonomicznego punktu wi¬ dzenia i moga byc latwo wykorzystane do reali¬ zacji opisanych procedur. W tym przypadku tym¬ czasowym podlozem 307 jest szeroki pas stali nie¬ rdzewnej, który jest wykorzystany do przenosze- 30 nia arkusza pomiedzy kolejnymi procesami po wy¬ konaniu których struktura jest usuwana z pasa w postaci ciaglej tasmy. Nastepnie tasma jest za¬ mocowana tak, aby mozliwe bylo odbieranie pro¬ mieniowania przez warstwy 311 i 312 lezace na- 35 przeciw siebie.Zastosowanie malych kul jest szczególnie ko¬ rzystne. Jednak musza byc stosowane ogniwa foto- elektryczne o dowolnym ksztalcie. Przykladowo wykonuje sie paski 52 metodami realizacji war- 40 stw cienkich. W tym przypadku cienkie warstwy materialu póprzewodnikowego sa osadzone na cien¬ kich arkuszach metalu wzglednie nanosi sie pól¬ przewodnik, korzystnie krzem, na podlozu, ko¬ rzystnie szafirowe. W przypadku, gdy warstwy 45 pólprzewodnikowe sa podzielone na niezalezne od siebie fotogeneratory o malych powierzchniach, mozna realizowac prace z tolerancja uszkodzen.Ogniwa elektryczne nie podlegaja ogranicze¬ niom pod wzgledem ksztaltu i nie sa ograniczone 50 do elementów ze zlaczami p—n. Przykladowo sto¬ suje sie elementy z bariera Schottky'ego. Bariery Schottky'ego zawieraja warstwe metaliczna umie¬ szczona bezposrednio na powierzchni materialu pólprzewodnikowego, przy czym material ten oraz 55 metal sa dobrane w taki sposób, ze w miejscu po¬ laczenia metalu z pólprzewodnikiem powstaje ba¬ riera, która przewodzi wówczas, gdy jest naswiet¬ lana. Dla wykorzystania elektflolitGw opisanych w tym zgloszeniu phrtyne nalezy zastapic aluminio- 60 wymi stykami palcowymi.W kazdym przypadku wybrane obszary elemen¬ tów fotoelektrycznych sa zwilzane elektrolitem, w którym zachodzi reakcja chemiczna. Pod zwil¬ zaniem, w zrozumieniu niniejszego zgloszenia rozu- 65 mie sie, ze elektrolit fizycznie i elektrycznie120 657 15 16 wspólpracuje co najmniej z wybranymi obszara¬ mi ogniw fotoelektrycznych."'Swiatlo padajace na ogniwa fotoelektryczne, ko¬ rzystnie przechodzi przez elektrolit, jednak ogni¬ wa fotoelektryczne moga byc skonstruowane tak, aby otrzymywaly swiatlo inna droga niz przez ele¬ ktrolit, przy czym w dalszym ciagu sa one zwilza¬ ne przez elektrolit umozliwiajacy przeplyw pradu z ogniw, dla wytworzenia warunków dla pozada¬ nej reakcji chemicznej.Zastrzezenia patentowe 1. Przetwornik energii slonecznej zawierajacy co najmniej jeden fotoelektryczny przyrzad i ele¬ ktrolit, znamienny tym, ze ma duza liczbe pólprze¬ wodników fotoelektrycznych, ogniw (111, 112) typu p-n, umieszczonych na powierzchni i napromie¬ niowanych swiatlem dla wytworzenia na nich po¬ tencjalu elektrycznego, rure (50) dla tych ogniw (111, 112) dla elektrolitu (113) do zwilzania ogniw (111, 112) dla uzyskania przeplywu pradu przez elektrolit (113) pomiedzy ogniwami typu p—n i ogniwami tyjpu n-p, dla wywolania w elektrolicie zadanej reakcji elektrochemicznej, rurociag (56) polaczony z rura (50) dla odprowadzania co naj¬ mniej jednego produktu reakcji elektrochemicznej oraz paliwowe ogniwo (61) polaczone z rurocia¬ giem (56) przystosowane do rekombinacji produk¬ tów reakcji elektrochemicznej dla wytworzenia e- nergii elektrycznej. 2. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwsze ogniwa (111) sa z pólprzewodnika typu p naniesionego na pólprzewodnik typu n, a drugie ogniwa (112) sa z pólprzewodnika typu n nanie¬ sionego na pólprzewodnik typu p. 3. Przetwornik wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze ogniwa (111, 112) stanowi duza liczba oddziel¬ nych sferycznych powierzchni (30, 31, 32, 33, 34), ulozonych warstwowo, a rura (50) ma druga czesc (53), przez która przechodzi swiatlo dla naswietla¬ nia ogniw (111, 112) po przejsciu przez elektrolit (113). 4. Przetwornik wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze fotoelektryczne ogniwa (111, 112) typu p—n za¬ wieraja pierwsza pare kul (301) majacych rdzen z materialu pólprzewodnikowego pierwszego typu przewodnosci i powierzchniowa warstwe materia¬ lu pólprzewodnikowego o przewodnosci przeciw¬ nego typu, druga pare kul (305) majacych rdzen z materialu pólprzewodnikowego o przeciwnym typie przewodnosci i powierzchniowa warstwe z materialu pólprzewodnikowego o przewodnosci pierwszego typu, oraz izolacyjne powloki (301c. 302c, 303c, 304c, 305c) na kazdej kuli, przez które przechodzi swiatlo i przewodzace warstwy (311) odizolowane od elektrolitu, dla polaczenia powierz chni kul usytuowanych naprzeciw powlok. 5. Przetwornik wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze duza liczba sferycznych powierzchni (30, 31, 32, 33, 34) *jest zamontowana na wspólnym metalicz¬ nym przewodniku (36) stykajacym sie z rdzeniem kazdej sferycznej powierzchni (30, 31, 32, 33, 34), przy czym silikonowa matryca (35) izoluje przewod¬ nik (36) od elektrolitu (113) oraz ma transmitujaca swiatlo izolacyjna powloke (30b, 31b, 32b, 33b, 34b) zwilzona elektrolitem, na powierzchni kazdej sfe¬ rycznej powierzchni dla zetkniecia z elektrolitem, 5 dla naswietlania ogniw promieniowaniem swietl¬ nym przechodzacym przez elektrolit i izolacyjna powloke (30b, 31b, 32b, 33b, 34b). 6. Przetwornik wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze rura ma wydluzony pasek (52) rozciagajacy sie !° wzdluz jej dlugosci, w jej dolnej czesci i jest wypelniona czesciowo elektrolitem stykajacym sie z górna powierzchnia paska (52), przy czym pasek (52) ma duza liczbe indywidualnych sferycznych powierzchni (30, 31, 32, 33, 34), zas kazda sferycz- !5 na powierzchnia (30, 31, 32, 33, 34) tworzy ogniwa (111, 112) fotoelektryczne, przy czym kazde ma dyfuzyjne powierzchnie (30a, 31a, 32a, 33a, 34a) laczace material rdzenia z materialem powierzchni o przeciwnych typach przewodnosci, zas rdzenie 20 pierwszych sferycznych powierzchni (30, 32, 33) sa z materialu typu p, a rdzenie drugich sferycz¬ nych powierzchni (31, 34) sa z materialu typu n. 7. Przetwornik wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze metaliczna warstwa (36) jest polaczona z czo~ 25 lowa powierzchnia warstw, laczac w szereg na¬ piecia wytwarzanego w co najmniej dwu sferycz¬ nych powierzchniach (30, 31) majacych rdzenie o przeciwnych typach przewodnosci. 8. Przetwornik wedlug zastrz. 6, znamienny tyni, 30 ze duza liczba pasków (52) jest umieszczona w gazoszczelnej rurze (50), elektrolitem jest wodny roztwór kwasu jednowodorowego, jednostka (60) magazynowania wodoru jest przylaczona do od¬ bierania i magazynowania wodoru z rury (50), a 35 wymiennik ciepla (63) odbiera cieplo z wodnego roztworu jodu przeplywajacego przez rure (50) oraz paliwowe ogniwo (61) jest polaczone z jed¬ nostka (60) do magazynowania wodoru, a wymien¬ nik (63) ciepla jest przystosowany do rekombinacji 40 wodoru i jodu, podawanego do rury (50) dla dos¬ tarczania energii elektrycznej z paliwowego og¬ niwa (61). 9. Przetwornik wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze sferyczne powierzchnie (31, 32, 33, 34) maja 45 jednolite wymiary i sa zabezpieczone w matrycy (35), przy czym czesc materialu rdzenia kazdej sferycznej powierzchni (31, 32, 33, 34) jest polaczo¬ na z metalicznym przewodnikiem. 10. Przetwornik wedlug zastrz. 6, znamienny tym, 50 ze ogniwo fotoelektryczne jest z pólprzewodniko¬ wego materialu, korzystnie krzemu. 11. Przetwornik wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze ogniwo fotoelektryczne jest z pólprzewodniko¬ wego materialu, korzystnie germanu. 55 12. Przetwornik wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze ogniwo fotoelektryczne jest z pólprzewodniko¬ wego materialu, korzystnie arsenku galu. 13. Przetwornik energii slonecznej zawierajacy co najmniej-jeden fotoelektryczny przyrzad i ele- 60 ktrolit, znamienny tym, ze ma duza liczbe pól¬ przewodnikowych fotoelektrycznych ogniw (211, 212, 211', 212') typu p—n, umieszczonych na powie¬ rzchni i napromieniowanych swiatlem dla wyt¬ warzania na nich potencjalu elektrycznego, rure 65 (50) dla tych ogniw (211, 212, 211', 212') dla pomie-120 17 szczenia elektrolitu (213) do zwilzania ogniw (211, 2ir, 212, 212') dla uzyskania przeplywu pradu przez ten elektrolit (213) pomiedzy ogniwami typu p—n i ogniwami typu n-p, dla wywolania w ele- 5 ktrolicie zadanej reakcji elektrochemicznej, ruro¬ ciag (56) polaczony z pojemnikiem (50), dla od¬ prowadzania co najmniej jednego produktu reakcji, elektrochemicznej oraz paliwowe ogniwo (61) pola¬ czone z rurociagiem (56) przystosowane binacji produktów reakcji elektrochemicznej dla wytworzenia energii elektrycznej. 14. Przetwornik wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze ogniwa (211, 211') sa z pólprzewodnika ty¬ pu p naniesionego na pólprzewodnik typu n, a po- 15 zostale ogniwa (212, 212') sa z pólprzewodnika ty¬ pu n naniesionego na pólprzewodnik typu p. 15. Przetwornik wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze dwie pary ogniw (211, 212, 211', 212') maja po jednym elemencie, dla kazdej z par majacych 20 powierzchniowe warstwy (212b, 21-lb) z materialu o przeciwnym typie przewodnosci z metalowa war¬ stwa (223) odizolowana od elektrolitu laczaca po¬ wierzchnie warstw z izolujaca warstwa (224), izo¬ lujaca powierzchnie polaczonych par ogniw (212r 25 211) od elektrolitu (213) dla polaczenia czterech ogniw w szereg, dla wytworzenia wysokiego na¬ piecia. 16. Przetwornik wedlug zastrz. 15. znamienny tym, ze ogniwa (211, 212, 211', 212') stanowi duza 30 liczba oddzielnych sferycznych powierzchni (30, 31, 32, 33, 34), ulozonych warstwowo, a rura (50) ma druga czesc (53), przez która przechodzi swiatlo dla oswietlenia ogniw (211, 211', 212, 212') po przej¬ sciu przez elektrolit (213). 35 17. Przetwornik wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze fotoelektryczne ogniwa (211, 211, 212, 212) typu p-n zawieraja pierwsza pare kul (301) maja¬ cych rdzen z materialu pólprzewodnikowego pierw¬ szego typu przewodnosci i powierzchniowa war- 40 stwe materialu pólprzewodnikowego o przewod¬ nosci przeciwnego typu, druga pare kul (305) maja¬ cych rdzen z materialu pólprzewodnikowego o przeciwnym typie przewodnosci i powierzchniowa warstwe z materialu pólprzewodnikowego o prze- 45 wodnosci pierwszego typu, oraz izolacyjne powloki (301c, 302c, 303c, 304c, 305c) na kazdej kuli, przez które przechodzi swiatlo i przewodzace warstwy (311) odizolowane od elektrolitu (213) dla polacze¬ nia powierzchni kul usytuowanych naprzeciw pow- 50 lok. 18. Przetwornik wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze duza liczba sferycznych powierzchni (30, 31, 32, 33, 34) jest zamontowana na wspólnym me¬ talicznym przewodniku (36) stykajacym sie z rdze- 55 niem kazdej sferycznej powierzchni (30, 31, 32, 33, 34), przy czym silikonowa matryca (35) izoluje przewodnik (36) od elektrolitu (213) oraz na trari- 18 smitujaca swiatlo izolacyjna powloke (30b, 31b, 32b, 33b, 34b) zwilzana elektrolitem na powierzchni kazdej sferycznej powierzchni dla zetkniecia z e- lektrolitem (213), dla naswietlania ogniw promie¬ niowaniem swietlnym przechodzacym przez elek¬ trolit (213) i izolacyjna powloke (30b, 31b, 32b, 33b, 34b). 19. Przetwornik wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze rura (50) ma wydluzony pasek (52) roz¬ ciagajacy sie wzdluz jej dlugosci, w jej dolnej czesci i jest wypelniona czesciowo elektrolitem stykajacym sie z górna powierzchnia paska (52') przy czym pasek (52) ma duza liczbe indywidual¬ nych sferycznych powierzchni (30, 31, 32, 33, 34), zas kazda sferyczna powierzchnia (30, 31, 32, 33, 34) tworzy ogniwo (211, 211', 212, 212') fotoelektryczne, przy czym kazde dyfuzyjne powierzchnie (30a, 31a, 32a, 33a, 34a) laczace material rdzenia z materia¬ lem powierzchni o przeciwnych typach przewod¬ nosci, zas rdzenie sferyczne powierzchni (30, 32, 33) sa z materialu typu p, a rdzenie sferyczne po¬ wierzchni (31, 34) sa z materialu typu n. 20. Przetwornik wedlug zastrz. 18, znamienny tym, ze metaliczna warstwa (36) jest polaczona z czolowa powierzchnia warstwy, laczac szereg na¬ piecia wytwarzanego w co najmniej dwu sferycz¬ nych powierzchniach (30, 31) majacych rdzenie o przeciwnych typach przewodnosci. 21. Przetwornik wedlug zastrz. 19, znamienny tym, ze duza liczba pasków (52) jest umieszczona w gazoszczelnej rurze (50), elektrolitem jest wodny roztwór kwasu jednowodorowego, jednostka (60) do magazynowania wodoru jest przylaczona do odbie¬ rania i magazynowania wodoru z rury (50), a wy¬ miennik ciepla (63) odbioru ciepla z wodnego roz¬ tworu jodu przeplywajacego przez rure (50), oraz paliwowe ogniwo (61) jest polaczone z jednostka (60) do magazynowania wodoru, a wymiennik (63) ciepla jest przystosowany do rekombinacji wodo¬ ru i jodu, podawanego do rury (50) dla dostar¬ czania energii elektrycznej z paliwowego ogniwa (61). 22. Przetwornik wedlug zastrz. 19, znamienny tym, ze sferyczne powierzchnie (31, 32, 33, 34) maja jednolite wymiary i sa zabezpieczone w matrycy (35), przy czym czesc materialu rdzenia kazde] sferycznej powierzchni (31, 32, 33, 34) jest pola¬ czona z metalicznym przewodnikiem. 23. Przetwornik wedlug zastrz. 19, znamienny tym, ze ogniwo fotoelektryczne jest z pólprzewod¬ nikowego materialu, korzystnie krzemu. 24. Przetwornik wedlug zastrz. 19, znamienny tym, ze ogniwo fotoelektryczne jest z pólprzewod¬ nikowego materialu, korzystnie germanu. 25. Przetwornik wedlug zastrz. 19, znamienny tym, ze ogniwo fotoelektryczne jest z pólprzewod¬ nikowego materialu, korzystnie arsenku galu.120 657 °\ V ¦-¦/,//,- =Zr=^^2r=-!7_^^iC_ X r-^= v y , i 18' 18' 1/ i '^ /o /tf /o ^^ J~u3 T/5) T i/a; i i»; T M -U N J / J Y'///////// A/y\s / sra 'M ¦ ,5\ ! .Sv // I < '// M' I 1 I 1 F/a i F/a 2 113 122 "" na 3 n2f \ //5 Z 115 < r/G 4 i F/G 5 FIG. 6120 657 FIG. 7 J/* u 222 u 2l6 212 215' V \2/t' 222' ly FIG. 8 FIG. 9 FIG. 10120 657 30a 3*\ l3?0 35i? 32a 33, (33a FIG. U 37 36 FIG 13120 657 O o o o o o o o FIG. 14 PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL