[发明专利]用于住宅和工业建筑的太阳能/热(CHP)热电联产

权利要求书

1.一种太阳能供能的发电机(100)(100)，包括：

太阳能电池板(102)，其具有顶侧(105)和底侧(106)并用于从太阳光(109)产生电力；

热电器件(103)，其邻近所述太阳能电池板(102)并位于所述太阳能电池板(102)下方，所述热电器件(103)包括热结(107)和冷结(108)，所述热结(107)与所述太阳能电池板(102)的所述底侧(106)紧密热耦合，所述热电器件(103)用于在所述热结(107)比所述冷结(108)热时产生电力；以及

一个或多个电互连，其用于电耦合到所述太阳能电池板(102)和从所述太阳能电池板(102)抽取电力，并用于电耦合到所述热电器件(103)和从所述热电器件(103)抽取电力；

其中所述热电器件(103)包括n型臂(219)和p型臂(220)，所述n型臂(219)被配置为将热从所述热结(107)传导到所述冷结(108)，所述p型臂(220)被配置为将热从所述热结(107)传导到所述冷结(108)；

所述n型臂(219)包括n掺杂的半导体材料的一个或多个区段；

所述p型臂(220)包括p掺杂的半导体材料的一个或多个区段；且

所述区段中的至少一个由纳米复合物材料形成，在所述纳米复合物材料中，载流子的量子限制显著地降低了所述区段的热导率。

2.根据权利要求1的太阳能供能的发电机(100)，还包括太阳能会聚系统(101)，所述太阳能会聚系统(101)被配置为将太阳光(109)会聚到所述太阳能电池板(102)的顶部，所述系统(101)具有最大太阳能会聚因子f。

3.根据权利要求2的太阳能供能的发电机(100)，其中f为100或更大。

4.根据权利要求3的太阳能供能的发电机(100)，其中所述太阳能电池板(102)包括单结或双结薄膜型的薄膜太阳能电池，所述电池具有半导体材料的最上结，所述半导体材料在单结情况下具有大于1.8eV的带隙能量或者在双结情况下具有大于2.0eV的带隙能量。

5.根据权利要求2的太阳能供能的发电机(100)，其中所述太阳能供能的发电机(100)在f和所述热电器件(103)的热阻率方面被配置为当在地球表面处的环境条件下操作时在太阳光的影响下将所述太阳能电池板(102)加热到超过675K的温度，其中通过散热器(104)将所述冷结(108)的温度保持为低于100℃。

6.根据权利要求2的太阳能供能的发电机(100)，还包括：

散热器(104)，其与所述冷结(108)接触；

其中所述发电机(100)，包括非限制性的f、所述热电器件(103)的厚度和热导率、所述散热器(104)的尺寸和类型、以及结构的材料，被配置、适应和通过设计起作用，以在地球表面处的环境条件和晴天下连续操作所述发电机(100)，以便将所述太阳能电池板(102)升高到这样的温度，在该温度下，所述热电器件(103)产生至少两倍于所述太阳能电池板(102)的电力。

7.根据权利要求2的太阳能供能的发电机(100)，还包括：

散热器(104)，其与所述冷结(108)接触；

其中所述发电机(100)，包括非限制性的f、所述热电器件(103)的厚度和热导率、所述散热器(104)的尺寸和类型、以及结构的材料，被配置、适应和通过设计起作用，以在地球表面处的环境条件和晴天下连续操作所述发电机(100)，以便将所述太阳能电池板(102)升高到至少575K的温度。

8.根据权利要求1的太阳能供能的发电机(100)，其中所述n型臂(219)和所述p型臂(220)中的至少一个包括不同组成的两个区段(219a，219b，219c，220a，220c)，每种组成具有这样的操作温度范围，在该操作温度范围中，其热电品质因数优于另一组成的热电品质因数。

9.根据权利要求1的太阳能供能的发电机(100)，还包括：

散热器(104)，其与所述冷结(108)接触；

其中所述散热器(104)包括热水管(979)、热水罐(974)和封闭的环道(974，979，978)，通过所述封闭的环道，水在所述热水罐(974)与所述冷结(108)之间再循环。