用于住宅和工业建筑的太阳能/热(CHP)热电联产

摘要

一种太阳能供能的发电机(100)具有热电元件，所述热电元件邻近太阳能电池且位于所述太阳能电池下方。提供会聚的太阳光。温度或效率可变的散热器(104)与所述热电器件(103)的冷结(108)接触。关于能量通量设计热阻率，从而所述热电器件(103)形成几百开尔文的梯度。优选所述太阳能电池包括高带隙能半导体。所述发电机(100)在冷结(108)温度范围内保持相对恒定的效率。所述散热器(104)可以为热水系统。使用纳米复合物热电材料实现高效率。在高度热绝缘材料的基质中均匀地但很薄地分散热电区段可以减少所述区段所需的材料量而不牺牲性能。所述太阳能电池和热电元件的整体结构提供进一步的优点。

主权项

一种太阳能供能的发电机(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，载流子的量子限制降低了所述区段的热导率，所述热电器件具有其面积约等于所述太阳能电池板的背面的面积的平行于所述太阳能电池板的背面(106)的横截面(A‑A’)，所述横截面切割通过所述热电器件的所述臂(219，220)；小于10％的所述横截面的面积被所述臂(219，220)占据；以及大于90％的所述横截面具有选自真空、气体和气凝胶的高度热绝缘组成(222)，所述热绝缘组成填充所述臂(219，220)之间的空间。