[发明专利]光伏发电集热装置

说明书

技术领域

本发明涉及从太阳光集热并进行光电转换的光伏发电集热装置(Photovoltaic generation heat collecting unit，太陽光発電集熱ユニツト，太阳能发电集热装置)。

本申请要求基于2006年12月20日在日本申请的专利申请2006-343025号的优先权，在此引用其内容。

背景技术

近年来，通过在建筑物的屋顶等设置太阳能电池、集热板(太阳能热水器等)，有效利用太阳光，广泛减少煤气、电能的用量。以往，像这样利用太阳光时，由于利用太阳光的热的集热板与通过光电转换将太阳光作为电能利用的太阳能电池结构完全不同，必须任选设置二者之一或将二者并列设置。

但现状是，由于太阳光照射充足的建筑物的屋顶等面积有限，具有可并列设置集热板和太阳能电池的大面积屋顶等的建筑物很少。而从维持地球环境的角度考虑，期望将太阳光的热和光二者同时高效地利用。

为了应对该问题，公知的有下述光伏发电集热装置，该装置通过组合硅太阳能电池和集热板，可将太阳光的光能以及热能二者有效利用。例如，在专利文献1中，记载了下述混合型光伏发电集热装置，该装置在硅太阳能电池的背面设置集热板，在用导热介质冷却硅太阳能电池的同时，通过与导热介质进行热交换回收太阳光的热，该导热介质通过集热管流通。

专利文献1中记载的混合型光伏发电集热装置具有下述结构：在硅太阳能电池的背面铺设集热管，使太阳能电池的热和集热管内流通的导热介质进行热交换，在冷却太阳能电池提高光电转换效率的同时，通过导热介质获得太阳光的热能。此外还记载了下述结构：在太阳能电池的上面以光可透过的形式流通导热介质，获得太阳光的热能。

[专利文献1]特开昭56-64474号公报

发明内容

发明要解决的问题

但由于硅太阳能电池的表面富有光泽，光的反射率高，吸热特性不足，存在对太阳光长波长侧的光吸收特性不良的缺点。也就是说，由于硅太阳能电池本身在红外线(热线)区域的吸收性能低，无法将红外线区域的热量传至设于其背面的导热介质，存在由导热介质获得太阳光热能的效率非常低的问题。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供可在小面积设置的光伏发电集热装置，该装置可同时确保高的集热效率和光电转换效率。

解决问题的方法

为了解决上述问题，发明人经潜心研究，结果发现：本发明通过使用吸收太阳光长波段的染料敏化的太阳能电池，可改善太阳能电池的热吸收性能，可改善作为复合板的集热特性。

也就是说，本发明的光伏发电集热装置包括通过光电转换从太阳光获取电能的染料敏化的太阳能电池、以及重叠配置在该染料敏化的太阳能电池上的集热板，该集热板通过太阳光的热能加热导热介质。

上述导热介质优选在与上述染料敏化的太阳能电池间进行热交换。上述光伏发电集热装置优选下述结构：通过与上述导热介质的热交换确保该装置为60℃以下，并且上述导热介质在光伏发电集热装置的外部在与二次导热介质之间进一步进行热交换。

优选上述染料敏化的太阳能电池或集热板中的任一方可将另一方所主要吸收的波长区域的太阳光透过。优选上述集热板以入射到光伏发电集热装置的太阳光中的红外线区域光为吸收主体，上述染料敏化的太阳能电池以上述红外线区域以外的波长区域的太阳光为吸收主体，进行光电转换。制成构成所述染料敏化的太阳能电池的染料敏化的太阳能电池负极的多孔物质电极膜的厚度优选为5微米以上，更优选为5～30微米。

发明效果

本发明通过下述方法进行发电：通过太阳光中含有的红外线区域(热线)的光加热集热板中流通的导热介质，主要通过紫外线区域的光用染料敏化的太阳能电池进行光电转换。这样，可以在很宽的波长区域内有效利用太阳光，可获得热以及电能。

此外，通过使染料敏化的太阳能电池与集热板重叠形成光伏发电集热装置，使流通于集热板的导热介质吸收染料敏化的太阳能电池的热，可冷却染料敏化的太阳能电池。若染料敏化的太阳能电池温度高，则导致电解液的劣化、蒸发、以及发电效率的降低等，通过与染料敏化的太阳能电池相接形成集热板，不仅可防止所述的电解液温度升高，良好地维持发电效率，而且可防止染料敏化的太阳能电池的劣化。

另外，通过与染料敏化的太阳能电池重叠形成集热板，与分别并列设置染料敏化的太阳能电池和集热板的情况相比，用一半以下的设置面积即可，有效地利用建筑物面积有限的屋顶等，可从太阳光高效地获得热以及电能。

附图说明

图1示出本发明光伏发电集热装置(复合板)的立体图。