[实用新型]一种太阳电池-温差电池的复合电源

说明书

技术领域

本实用新型属于光电、温差电源技术领域，特别是涉及一种太阳电池-温差电池的复合电源。

背景技术

太阳电池在空间领域的需求强烈，无论是砷化镓太阳电池还是柔性薄膜太阳电池，都面对着如何进一步提高电池光电转换效率的难题。人们均在集中思考如何进一步优化电池结构，而忽略了太阳电池背底还蕴藏着巨大的热能没有利用。如果利用现有的换能技术，将这部分热能转换为电能，空间电源系统能量转换效率的提高将指日可待。

温差电池是一种可以将热能直接转换为电能的固态能量转换装置，具有体积小、静音、寿命长、抗辐射性好等特点，是空间飞行器电源系统的理想选择。但是由于该电源的热电转换效率相对较低（不超过10%），使其应用受到了一定的限制。

太阳电池和温差电池同属物理电源，都是通过物理过程进行能量转换。若将温差电池耦合在太阳电池背光表面，充分利用太阳电池背底的热量进行发电，可使整体电源系统的能量实现叠加，整体提升电源系统的效率。

目前公知的太阳电池-温差电池复合发电系统均采用分光技术来实现，即将不同波长的太阳光进行收集，分别为太阳电池和温差电池发电提供热源。这种发电系统将光电热电技术有机结合，提高了太阳光能的利用率，使原本不能为太阳电池吸收的光能通过温差电技术产生电能。该技术目前普及程度不高，主要在于制作成本高；另外，在某种意义上这两种电池分别供电，并不是真正意义上的复合电源，也无法实现电源整体转换效率的叠加。

经过检索发现申请号为201110373913.4，公开号为CN102437212A，专利名称为：一种光电-热电一体化电池组件的发明专利，其说明书中公开了将温差电组件嵌入在太阳电池片下表面基板下的绝缘基板中的蜂窝芯中，利用基板上下表面的温度差进行发电。该发明的不足之处在于太阳电池下表面的热量经过层层传导至温差电池热端，热量损失明显，而且采用常规温差电器件与太阳电池片集成没有重量优势，且不易建立温差。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有较小热量损失、工作温差大，能量转换效率高的一种太阳电池-温差电池的复合电源。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种太阳电池-温差电池的复合电源，包括太阳电池和温差电池，其特点是：所述温差电池的热端衬底和太阳电池的背光衬底表面无间耦合为一体，所述温差电池的冷端衬底表面制有发射涂层。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述太阳电池为单片三节GaInP₂/GaAs/Ge太阳电池，所述温差电池为BiTe基薄膜温差电池。

所述无间耦合为温差电池的热端衬底经耦合剂黏附在太阳电池的背光衬底表面。

所述无间耦合为在太阳电池背光衬底上直接生长温差电薄膜和导电层形成的温差电池。

所述耦合剂为有机导热硅脂。

所述温差电池和太阳电池的衬底均为聚酰亚胺薄膜。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型将温差电池的热端无间耦合在太阳电池的衬底表面，利用太阳光进行光伏发电的同时，有效利用了太阳电池背光面余热进行温差发电，在充分进行热量利用的同时，实现了复合电源整体转换效率的提升；

2、本实用新型采用了薄膜温差电池与砷化镓太阳电池进行复合，并使二者使用相同的衬底材料，不仅复合电源整体重量轻、而且提高了太阳电池和温差电池在热量传导和重量方面的匹配性；

3、本实用新型在温差电池的冷端衬底表面制作具有高发射率的有机硅作的发射涂层，有效提高了温差电池冷端的热量疏散，加大了复合电源系统的工作温差，进一步提高了复合电源系统的能量转换效率。

附图说明

图1是本实用新型太阳电池－温差电池复合电源的结构示意图。

图中，1-太阳电池，2-P型温差电元件，3-N型温差电元件，4-冷端导电层，5-衬底。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

一种太阳电池-温差电池的复合电源，包括太阳电池和温差电池。

本实用新型的创新点包括：

所述温差电池的热端衬底和太阳电池的背光衬底表面无间耦合为一体，所述温差电池的冷端衬底表面制有发射涂层。

本实用新型的创新点还包括：

所述太阳电池为单片三节GaInP₂/GaAs/Ge太阳电池，所述温差电池为BiTe基薄膜温差电池。

所述无间耦合为温差电池的热端衬底经耦合剂黏附在太阳电池的背光衬底表面。