PL214754B1 - Ogniwo fotowoltaiczne - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ogniwo fotowoltaiczne mające zastosowanie do przemiany energii światła w energię elektryczną, w szczególności w systemach budownictwa jako dachowe baterie słoneczne.

Znane jest ogniwo fotowoltaiczne zawierające dwie warstwy, bazową i wierzchnią, półprzewodników tworzących złącze p-n. Do powierzchni półprzewodnika wierzchniego przylega warstwa przeciwodbiciowa wraz z pierwszą elektrodą. Druga elektroda przylega do wolnej powierzchni półprzewodnika bazowego. Oświetlenie takiego ogniwa powoduje pojawienie się na jego elektrodach napięcia elektrycznego. W zależności od zapotrzebowania na energię stosuje się odpowiednie ilości ogniw, połączonych ze sobą w elektryczne układy zwane modułami. Światło dociera do powierzchni ogniwa wprost z atmosfery lub poprzez optyczne układy koncentrujące energię świetlną na powierzchni ogniwa.

Z polskiego opisu patentowego nr 169 472 wynalazku, znane jest ogniwo fotowoltaiczne, zawierające półprzewodniki, elektrody oraz warstwy zabezpieczające. Ogniwo jest integralnie wbudowane w przezroczysty rdzeń. Według innej odmiany tego ogniwa przezroczysty rdzeń jest integralnie wbudowany w ogniwo.

Celem wynalazku jest zwiększenie sprawności ogniwa.

Cel ten osiągnięto w ogniwie fotowoltaicznym, które według wynalazku zawiera półprzewodniki, elektrody oraz warstwy zabezpieczające i charakteryzuje się tym, że od strony powierzchni prostopadłej do powierzchni złącza p-n ma co najmniej jeden doprowadzający element, korzystnie ze szkła optycznego.

Pożądane jest, kiedy elektrody mają postać nieprzepuszczalnego dla światła elementu przewodzącego prąd, najlepiej z wyprowadzającymi końcówkami.

Celowe jest ponadto, kiedy doprowadzający element jest pokryty od strony wlotu światła antyrefleksyjną warstwą.

W korzystnym wykonaniu odbijająca światło warstwa stanowi obudowę ogniwa.

Najlepiej jest przy tym, kiedy pomiędzy powierzchnią prostopadłą do powierzchni złącza p-n a doprowadzającym elementem ogniwo ma dostosowujący element, korzystnie w postaci masy wypełniającej.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na zwiększenie sprawności ogniwa. Nieoczekiwanie jest to możliwe dzięki doprowadzeniu światła od strony powierzchni prostopadłej do złącza p-n, a nie jak dotychczas na powierzchnię ogniwa, przy jednoczesnym odbiorze energii z całej powierzchni ogniwa przez elektrody. Następuje specyficzne sprzężenie wydłużenia drogi absorpcji światła wraz ze skróceniem drogi dyfuzji wzbudzonych, swobodnych nośników prądu. Pozwala to również na użycie koncentratora energii świetlnej bez obawy o zmniejszenie sprawności jej wykorzystania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogniwo fotowoltaiczne w częściowym przekroju, w ujęciu schematycznym a fig. 2 przedstawia ogniwo fotowoltaiczne w widoku od strony wlotu światła.

Ogniwo fotowoltaiczne według wynalazku zawiera półprzewodniki 1 o powierzchniach pokrytych elektrodami 2 w postaci nieprzepuszczalnych dla światła arkuszy blachy metalowej wyposażonymi w wyprowadzające końcówki 3. Od strony powierzchni 4 prostopadłej do powierzchni 5 złącza p-n ogniwo ma doprowadzający element 6 wykonany ze szkła optycznego o wysokiej przepuszczalności promieni światła w zakresie widzialnym oraz bliskiej podczerwieni i nadfioletu. Doprowadzający element 6 jest pokryty od strony wlotu światła antyrefleksyjną warstwą 7. Pomiędzy powierzchnią 4 prostopadłą do powierzchni 5 złącza p-n, a doprowadzającym elementem 6 ogniwo ma dostosowujący element 8 w postaci masy wypełniającej, minimalizujący straty przepływu światła występujące pomiędzy dwoma ośrodkami o różnym współczynniku załamania światła. Całość umieszczona jest w obudowie 9 wykonanej z warstwy odbijającej światło.

Claims (5)

1. Ogniwo fotowoltaiczne zawierające półprzewodniki, elektrody oraz warstwy zabezpieczające, znamienne tym, że od strony powierzchni (4) prostopadłej do powierzchni (5) złącza p-n ma co najmniej jeden doprowadzający element (6), korzystnie ze szkła optycznego.

PL 214 754 B1

2. Ogniwo według zastrz. 1, znamienne tym, że elektrody (2) mają postać nieprzepuszczalnego dla światła elementu przewodzącego prąd, najlepiej z wyprowadzającymi końcówkami (3).

3. Ogniwo według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że doprowadzający element (6) jest pokryty od strony wlotu światła antyrefleksyjną warstwą (7).

4. Ogniwo według zastrz. 3, znamienne tym, że odbijająca światło warstwa (9) stanowi jego obudowę.

5. Ogniwo według zastrz. 3, znamienne tym, że pomiędzy powierzchnią (4) prostopadłą do powierzchni (5) złącza p-n, a doprowadzającym elementem (6) ma dostosowujący element (8), korzystnie w postaci masy wypełniającej.