DE3047228A1 - Solar generator cell with heat sink - has carrier plate sink galvanically separated from photo-cell - Google Patents
Solar generator cell with heat sink - has carrier plate sink galvanically separated from photo-cellInfo
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Abstract
Description
Solarzelle mit WärmeableitungSolar cell with heat dissipation
Die Erfindung betrifft eine Solarzelle oder einen Solaryene3ator zum Umwandeln von Licht in elektrischen Strom, mit einer Trägerplatte und zumindest einer darauf montierten, mit elektrischen Kontaktfahnen versehenen Halbleiterfotozelle, beispielsweise aus Silizium.The invention relates to a solar cell or a Solaryene3ator for Converting light into electricity, with a support plate and at least a semiconductor photocell mounted on it and provided with electrical contact lugs, for example made of silicon.
Solargeneratoren dienen bekanntlich zum Umsetzen von Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie. Sie bestehen aus einer Vielzahl von hintereinander oder parallel geschalteten Solarzellen, wobei die Schaltungsart von den Einsatzerfordernissen bestimmt ist.As is known, solar generators are used to convert radiant energy the sun into electrical energy. They consist of a large number of consecutively or solar cells connected in parallel, the type of connection depending on the application requirements is determined.
Um während strahlungsarmer Zeiten auch Sonnenenergie verfügbar zu machen, arbeiten Solargeneratoren meist auf Pufferbatterien.In order to also make solar energy available during times of low radiation make, solar generators mostly work on backup batteries.
Besonders geeignet sind Solargenerateren für automatisch arbeitende Beleuchtungs- und Bewässerungsanlagen, Siynalanlagen, Meßstationen und Notrufsäulen, Navigationsanlagen (Bojen), Meßwert- Übertragerstationen und Umsetzer für funkelektrische Signale sowie kathodische Korrosionsschutzsysteme.Solar generators are particularly suitable for those that work automatically Lighting and irrigation systems, Siynal systems, measuring stations and emergency telephones, Navigation systems (buoys), measured value transmitter stations and converters for radio-electric Signals and cathodic corrosion protection systems.
Wesentlich für die Leistungsfähigkeit und Funktionstauglichkeit derartiger Anlagen ist die Strom- Spannungs- Charakteristik der verwendeten Solargeneratoren. Die durch einen Solargenerator abgecjebene Leistung ist eine empfindliche Funktion der Eigentemperatur der die Spannung liefernden Halbleiterfotozelle. Bei terrestrischen Silizium Solarzellen fällt die abgegebene Leistung z.B. für Temperaturen der Halbleiterfotozelle oberhalb von 25°C um mehr als 0,3 % /0C-. D.h., daß eine z.B. auf 1250 C überhitzte SolarzeIle mehr als 30 % ihres Konversionswirkungsyrades einbüßt.Essential for the performance and functionality of such Systems is the current-voltage characteristic of the solar generators used. The power generated by a solar generator is a sensitive function the intrinsic temperature of the semiconductor photocell supplying the voltage. For terrestrial Silicon solar cells, the output power decreases e.g. for temperatures of the semiconductor photocell above 25 ° C by more than 0.3% / 0C-. This means that one of them overheated to 1250 C, for example Solar cells lose more than 30% of their conversion rate.
Da andererseits aber derartige Solargeneratoren möglichst intensiver Sonnenstrahlung ausgesetzt werden sollen, um möglichst große Leistungen abzugeben, ist es von großem Nutzen, die Halbleiterfotozelle zu kühlen.On the other hand, solar generators of this type are as intensive as possible Should be exposed to solar radiation in order to deliver the highest possible output, it is of great use to cool the semiconductor photocell.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Solarzelle bzw. einen Solargenerator zu schaffen, deren Halbleiterfotozelle auf einfache Weise gekühlt wird. Insbesondere soll ein Wärmeübergang Halbleiterfotozelle- Träger-Kühlmittel erreicht werden, bei gleichzeitiger galvanischer Trennung der Halbleiterfotozellc.The object of the present invention is to provide a solar cell or to create a solar generator whose semiconductor photocell in a simple manner is cooled. In particular, there should be a heat transfer between the semiconductor photocell, carrier and coolant can be achieved with simultaneous galvanic separation of the semiconductor photocellc.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Halbleiterfotozelle mit der Trägerplatte wärmeleitend verbunden ist und eine galvanische Trennung Halbleiterfotozelle- Aufbau vorgesehen ist.According to the invention this object is achieved in that the semiconductor photocell is connected to the carrier plate in a thermally conductive manner and a galvanic separation of the semiconductor photocell Structure is provided.
Insbesondere eignet sich eine Wärmeleitpaste für die wärmeleitende Verbindung, die gleichzeitig eine galvanische Trenlluny cgewährleistet.In particular, a thermally conductive paste is suitable for the thermally conductive Connection which at the same time ensures a galvanic connection.
Verschiedene Einrichtungen zum Ableiten der Wärme aus der Frägerplaite sind in den Unieransprüchen beschrieben Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zaii die Fig.: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Solarzelle gemäß den Ansprüchen 1 bis 3.Various devices for dissipating the heat from the Frägerplaite are described in the claims. Further features and advantages of the invention arise from the claims and from the following description in which a Embodiment is explained in detail with reference to the drawing. Here zaii the figure: a section through a solar cell according to the invention according to the claims 1 to 3.
Das sonnen- Licht 22 fällt in der Fig. von links auf eine Halbleiterfotozelle 10. Die durch die Photonen erzeugten Elektronen- Loch- Paare bewirken eine Spannung, die mittels der Kontaktfahnen 20 abgegriffen wird. In einer üblichen Panelanordnung werden eine Vielzahl derartiger Halbleiterfotozellen 10 auf einer größeren Trägerplatte 12 angeordnet und elektrisch entweder parallel oder in Reihe verbunden. Die Gesamtheit einer solchen Anordnung wird üblicherweise Solargenerator genannt, während eine einzelne Einheit Solarzelle heißt. Unter Aufbau sind hier alle Bauteile außer der Halbleiterfotozelle zu verstehen. Bei herkömmlichen Solarzellen wird die als Festkörper- Plättchen ausgeformte Halbleiterfotozelle 10 beispielsweise mittels Klebstoffes an der Trägerplatte 12 befestigt. Wird nun bei einer herkömmlichen Solarzelle die Halbleiterfotozelle 10 dem Soi:ien- Licht 22 ugusetzt, so wird bei einem Konversionsgrad von 10 - 20 % für die Umsetzung in elektrische Energie ein Großteil der Sonnenenergie - soweit diese nicht reflektiert wird - in Wärme umgesetzt, so daß sich die Eigen- Temperatur der Halbleiterfotozelle 10 in erheblichem Umfang erhöhen kann. Um den mit dieser Temperaturerhöhung einhergehenden Abfall im Konversionswirkungsgrad der Halbleiterfotozelle 10 auszuschliessen, sieht die Erfindung vor, daß zwischen Halbleiterfotozelle 10 und Trägerplatte 12 ein enger Wärmeübergang besteht, z.B. durch wärmeleitendes Material 14, beispielsweise eine Wärmeleitpaste oder einen wärmeleitfähigen klebstoff. Mittels dieser Maßnahmen wird ein Wä@mestau in der Halbleiterfotozelle 10 verhindert und die Wärme von der Halbleiterfotozelle auf die Trägerplatte 12 abgeleitet.The sunlight 22 falls in the figure from the left on a semiconductor photocell 10. The electron-hole pairs generated by the photons cause a voltage, which is tapped by means of the contact lugs 20. In a standard panel arrangement a plurality of such semiconductor photocells 10 on a larger carrier plate 12 and electrically connected either in parallel or in series. The totality such an arrangement is usually called a solar generator, while a single unit is called solar cell. All components except the Understanding semiconductor photocell. In conventional solar cells, the solid-state Semiconductor photocell 10 formed by platelets, for example by means of Adhesive attached to the carrier plate 12. With a conventional solar cell, the Semiconductor photocell 10 exposed to solar light 22, so if a degree of conversion from 10 - 20% for the conversion into electrical energy a large part of the solar energy - as far as this is not reflected - converted into heat, so that the properties Can increase the temperature of the semiconductor photocell 10 to a considerable extent. To the with this increase in temperature associated decrease in the conversion efficiency of the Exclude semiconductor photocell 10, the invention provides that between semiconductor photocell 10 and carrier plate 12 there is a close heat transfer, e.g. by heat-conducting Material 14, for example a thermal paste or a thermally conductive adhesive. By means of these measures, a build-up of heat in the semiconductor photocell 10 is prevented and the heat dissipated from the semiconductor photocell onto the carrier plate 12.
Die Trägerplatte 12 kann ihrerseits beispielsweise durch ein Kühlmittel 16 gekühlt sein. Je nach Verwendungszweck und Anforderungen können als Trägerplatten- Material verschiedene wärmeleitfähige Stoffe vorgesehen sein, beispielsweise eine elektrisch isolierende Kunststoffplatte, in die ein wärmeleitendes Netz, z.B. aus Metall, eingelegt ist. Auch kann dieTrägerplatte 12 direkt aus Metall gefertigt sein, wenn das wärmeleitende Material 14 elektrisch nicht leitend, oder eine galvanische Trennung Halbleiterfotozelle 10 - Trägerplatte 12 gewährleistet ist.The carrier plate 12 can in turn, for example, by a coolant 16 be chilled. Depending on the intended use and requirements, carrier plate Material different thermally conductive substances can be provided, for example one electrically insulating plastic plate into which a heat-conducting mesh, e.g. Metal, is inlaid. The carrier plate 12 can also be made directly from metal be when the thermally conductive material 14 is electrically non-conductive, or a galvanic Separation of semiconductor photocell 10 - carrier plate 12 is guaranteed.
Da die Wärmeleitpaste 14 im allgemeinen keine ausreichende Klebfestigkeit besitzt, um die Halbleiterfotozelle 10 ausreichend stabil mit der Trägerplatte 12 zu verbinden, ist vorgesehen, die Halbleiterfotozelle (n) mittels eines fosten, elcktrisch isolierenden klebstoffes 18 auf der Trägerplatte 1 2 zu fixieren oder durch Einbettung (Einschließung) die Halbleiterfotozelle(n) - z.B. in Verbindung mit einem ganzheitlichen, mechanischen Schutz - zu befestigen.Since the thermal grease 14 generally does not have sufficient adhesive strength possesses in order to make the semiconductor photocell 10 sufficiently stable with the carrier plate 12 to connect, it is intended to connect the semiconductor photocell (s) by means of a fosten, electrical insulating adhesive 18 on the Carrier plate 1 2 to fix or by embedding (inclusion) the semiconductor photocell (s) - e.g. in connection with a holistic, mechanical protection - to fasten.
Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung sowie in den !nsprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsforlnen wesentlich sein.The in the above description, the drawing and in the claims disclosed features of the invention can both individually and in any Combination for realizing the invention in its various embodiments be essential.
Claims (9)
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DE19803047228 DE3047228A1 (en) | 1980-12-16 | 1980-12-16 | Solar generator cell with heat sink - has carrier plate sink galvanically separated from photo-cell |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3916124A1 (en) * | 1989-05-18 | 1990-11-22 | Telefunken Systemtechnik | Frameless solar cell module - with inclined rim extension of support bracket reflecting solar radiation on cell edges |
US20080308090A1 (en) * | 2005-06-03 | 2008-12-18 | Barry Clive | Solar Concentrator |
-
1980
- 1980-12-16 DE DE19803047228 patent/DE3047228A1/en not_active Withdrawn
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DE3916124A1 (en) * | 1989-05-18 | 1990-11-22 | Telefunken Systemtechnik | Frameless solar cell module - with inclined rim extension of support bracket reflecting solar radiation on cell edges |
US20080308090A1 (en) * | 2005-06-03 | 2008-12-18 | Barry Clive | Solar Concentrator |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |