本发明专利技术涉及一种包括至少一个光伏电池的光伏模块，该光伏电池带有受限感光范围。此外具有一种透明的容纳装置，该容纳装置覆盖光伏电池的辐射活性的上侧，并且包括具有波长移动特性的透光热载体。根据对入射的太阳光产生影响的波长移动特性调整光伏电池的受限感光范围，使得能由光伏电池利用由透光热载体转化的光。最后存在一种用于在对于光伏电池效率最佳的温度范围内尽可能使透光热载体保持恒定的部件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光伏模块。本专利技术也涉及一种光伏装置，其由至少一个这样的光伏模块、但通常由大量连接在一起的光伏模块组成。
技术介绍
这种类型的光伏电池、也称为太阳能电池和包括在此类型壳体中的光伏模块用于通过将光子转换为电子来产生电流。在实践中获得当前在大约5-25%范围内的效率。效率相对较低的原因在于，常规构造类型的太阳能电池常常仅仅对于来自太阳光光谱的窄范围敏感。这种窄范围也称为光学带隙。因此仅仅可以将所属的来自穿透地球大气层的太阳光的总光谱的波长用于产生电子，而丢失其余的所有波长。因此存在例如在蓝色光的波长范围内、即在大约465nm处具有最大敏感度的太阳能电池。其它的太阳能电池又例如在绿色光的波长范围内、即在大约540nm处具有最大敏感度。但全部这些波长范围仅仅是大约380-780nm的可见光的总光谱中的一小部分。实践中太阳能电池效率相对较低的另一个原因在于，太阳能电池的效率随温度升高而降低。因此例如硅太阳能电池的效率在温度上升10度时大约下降4.4%。在实践中这导致了例如所谓的太阳能屋顶在尽管射束集中但也温暖的夏天在并不有利的工作点上以差的效率运行。为了解决这些问题，已知的是，构造太阳能电池，使得其对于太阳光的多于一个波长颜色敏感。因此例如在串联电池中相叠地布置多层太阳能电池，这些太阳能电池分别在光的其它波长范围内具有最大敏感度。此外可以将半导体用作所谓吸收光的导电材料、也称为ETM electron transport material，该半导体和晶体的硅电池相比更耐热，并且因此在加热时具有较小的功率下降。这种类型的半导体材料例如是砷化镓。当然所有这种太阳能电池具有的缺点是，其制造和基于硅的电池相比明显成本更尚ο
技术实现思路
本专利技术的目的在于，给出一种光伏模块和由这种模块组合而成的光伏装置，该光伏装置具有和常规的太阳能电池或太阳能电池装置相比明显更高的效率。该目的通过一种在权利要求1中给出的光伏模块以及通过一种在权利要求16中给出的光伏装置来实现。根据本专利技术的光伏模块包括至少一个光伏电池，该光伏电池带有受限感光范围。 此外存在一种透明的容纳装置，该容纳装置至少覆盖所述至少一个光伏电池的辐射活性的上侧，并且包括具有波长移动特性的透光热载体，其中使对入射的太阳光产生影响的波长移动特性匹配光伏电池的受限感光范围，使得可由光伏电池利用由透光热载体转化的光。 最后存在一种用于在对于所述至少一个光伏电池效率最佳的温度范围内尽可能使透光热载体保持恒定的部件。根据本专利技术的光伏模块的优点在于，一方面，由于各个使用的光伏电池的受限感光范围而不能由这些光伏电池直接使用的入射的太阳光的波长范围由光转换活性的热载体转换成可利用的、即位于光伏电池的感光范围中的波长。借助于本专利技术因此几乎可以将入射的太阳光的总光波长光谱用于产生电能。但附加地，光转换活性的热载体特别有利之处在于，就此也可以将光伏电池保持在效率最佳的低温处，例如在5-6摄氏度。因此可以在夏天通过冷却热载体、或在冬天通过相应地加热将光伏电池的温度保持在最佳的范围。基于光转换活性的热载体的组合效果可以利用根据本专利技术的光伏模块取决于模块的各个结构上的构造获得明显超过50%的效率。尤其由使用的隔热件的类型和效果决定光伏模块的构造，以便至少将光伏电池的光转换活性的基底保持在效率最佳的低温范围内，并且进而可以在加热光伏电池时避免内阻通常而言剧烈的升高。根据本专利技术的光伏模块允许使用仅仅具有受限感光范围、但能成本低廉并且大量地制造的光伏电池。因此，即便光伏电池仅仅应在可见的太阳光光谱并非很宽的波长范围内是活动的，理论上所有光伏电池也能用于根据本专利技术的光伏模块。因此例如可以使用以硅为基础的光伏电池，该光伏电池在可见光谱的蓝色或绿色范围内是活动的。由此，仅仅来自总光谱的属于感光范围的波长部分的太阳光光子可以用于转换成电子并且进而转换成电能。因此特别适合的是，例如正常的多晶体的、单晶体的、非结晶的或薄层的硅电池。自然也可以使用其它光伏电池。另一方面不必使用昂贵的、在多层工艺中制造的或GaAs光伏电池。因此在本专利技术的第一实施方式中可以通过至少一个附加物调整透光热载体的波长移动特性，使得引起入射的太阳光的确定的波长变大。有利地，可以选择透光热载体的至少一个附加物，使得附加物使入射的太阳光的短波长部分转换成具有较长或长波长部分的、可由光伏电池利用的光。在实践中特别重要的是，透光热载体的至少一个附加物使入射的太阳光的UV波长部分转换成具有蓝色、绿色和/或黄色波长部分的光。这样的波长范围能良好地用于大量常规的光伏电池，这是因为其感光范围在此具有最佳效率。在实践中对此可以使用用于透光热载体的例如发荧光和/或发磷光的附加物。因此在根据本专利技术的光伏模块中的透光热载体产生具有移动的波长光谱部分的光子流，调整光子流使之与各个使用的光伏电池的受限感光范围匹配。此外，在根据本专利技术的光伏模块中使用具有波长移动特性的透光热载体。在此涉及具有至少一个高比热容的透光介质。此外，有利地，该介质也可以具有高导热性，并且在一定条件下附加地具有高比熔化焓或大导热系数。可以通过加入金属离子、例如铜离子引起这种特性。此外证明为有利的是，透光热载体具有大约5摄氏度的沸点。证明为特别适合的是，具有作为原料的冷却-和/或防腐蚀液体的透光热载体。可以通过加入其它的成份引起热载体的光转换活性、即其波长移动特性，并且在效果方面进行调节。以下还将对此详细说明。用作透明容纳装置的液体容器填充了热载体，该液体容器例如可以安装在光伏电池上，使得至少覆盖至少一个光伏电池的辐射活性的(einstrahlungsaktiv)上侧。在另一个实施方式中，光伏电池也可以完全在例如设计为玻璃容器的容纳装置内部类似漂浮地在透光热载体中放置。一方面该实施方式简化了借助于透光热载体将光伏电池冷却到效果最佳的温度范围上，例如5-6摄氏度。如果热载体附加地具有导电性，那么尤其在该实施方式中可以通过避开光伏电池所谓的暗带，显著改进光伏电池的接触，该暗带通常由电池上侧上的连接引线形成。此外透光热载体也可以以结合水(wassergebimden)的形式例如作为胶完全填充液体容器。示出的是，以光转换活性的冷却-和/或防腐蚀液体形式的出色的光活性的液体传热介质可以用作透光热载体，冷却-和/或防腐蚀液体设置用于至少有源冷却在计算机设备中具有高损耗功率的组件。根据本专利技术的光伏模块的作用方式，在实验室中以不同的实施方式实际地进行。 例如 “Aquatuning GmbH，DE-33689 Bielefeld, Beckheide 13” 公司使用光转换活性的冷却液。适合于相应使用的光转换活性的冷却介质的光伏电池例如由“ARCO Solar Inc., Camarillo CA 93010 USA” 公司的 “ARCO Solar Sample Circuit Set” 获悉。在第一应用实例中，液体容器填充了 “Aquatuning”公司的 AT-Protect-UV-blue(Art. Nr. 30026)类型的光转换活性的清澈的冷却介质，并且冷却到大约5度。该冷却介质将可见光的波长大约为300-430nm的UV波长部分转换成波长大约为430-500nm的蓝色光。然后可以由本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光伏模块（１），具有：ａ）至少一个带有受限感光范围的光伏电池（３０），ｂ）透明的容纳装置（２０），该容纳装置－至少覆盖所述至少一个光伏电池（３０）的辐射活性的上侧（３１），以及－所述容纳装置包括具有波长移动特性的透光热载体（２１），其中使对所述入射的太阳光（Ａ）产生影响的波长移动特性匹配所述光伏电池（３０）的所述受限感光范围，使得能够由所述光伏电池（３０）利用由所述透光热载体（２１）转化的光（Ｂ），以及具有ｃ）用于在对于所述至少一个光伏电池（３０）效率最佳的温度范围内尽可能使所述透光热载体（２１）保持恒定的部件（４０）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE202008010452.12008年8月8日1.一种光伏模块(1)，具有:a)至少一个带有受限感光范围的光伏电池(30)，b)透明的容纳装置(20)，该容纳装置-至少覆盖所述至少一个光伏电池(30)的辐射活性的上侧(31)，以及 -所述容纳装置包括具有波长移动特性的透光热载体(21)，其中使对所述入射的太阳光(A)产生影响的波长移动特性匹配所述光伏电池(30)的所述受限感光范围，使得能够由所述光伏电池(30)利用由所述透光热载体转化的光(B)，以及具有c)用于在对于所述至少一个光伏电池(30)效率最佳的温度范围内尽可能使所述透光热载体保持恒定的部件00)。2.根据权利要求1所述的光伏模块，其中所述透光热载体为了调节所述波长移动特性而具有至少一个附加物，所述附加物使所述入射的太阳光(A)的波长变大。3.根据权利要求2所述的光伏模块，其中选择所述透光热载体的所述至少一个附加物，使得所述附加物将所述入射的太阳光(A)的短波长部分转换成具有长波长部分的、能够由所述光伏电池(30)利用的光(B)。4.根据权利要求3所述的光伏模块，其中所述透光热载体的所述至少一个附加物将所述入射的太阳光㈧的UV波长部分转换成具有蓝色、绿色和/或黄色波长部分的能够利用的光(B)。5.根据前述权利要求2至4中任一项所述的光伏模块，其中所述透光热载体为了调节所述波长移动特性而具有至少一个发荧光和/或发磷光的附加物。6.根据前述权利要求中任一项所述的光伏模块，其中所述透光热载体为了调节所述波长移动特性而具有至少一个附加物，所述附加物使所述入射的太阳光(A)的波长变小。7.根据权利要求6所述的光伏模块，其中选择所述透光热载体的所述至少一个附加物，使得所述附加物将所述入射的太阳光(A)的长波长部分转换成具有短波长部分的、能够由所述光伏电池(30)利用的光(B)。8.根据权利要求7所述的光伏模块，其中所述透光热载体的所述至少一个附加物将所述入射的太...
【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·罗杰·林德，
申请(专利权)人：帕特里克·罗杰·林德，
类型：发明
国别省市：DE
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