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一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置的制造方法

文檔序號:10128963閱讀:316來源:國知局
一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力領(lǐng)域,尤其是一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外光又叫紅外線,是波長比可見光要長的電磁波,波長為1毫米到770納米之間,光譜上面在紅色光的外側(cè)。自然界的任何物體都是紅外光輻射源,時時刻刻都在不停地向外輻射紅外光。
[0003]紅外光的傳熱形式是輻射傳熱,由電磁波傳遞能量。在遠紅外光照射到被加熱的物體時,一部分射線被反射回來,一部分被穿透過去。當(dāng)發(fā)射的遠紅外光波長和被加熱物體的吸收波長一致時,被加熱的物體吸收遠紅外光,這時,物體內(nèi)部分子和原子發(fā)生“共振” 一一產(chǎn)生強烈的振動、旋轉(zhuǎn),而振動和旋轉(zhuǎn)使物體溫度升高,達到了加熱的目的。
[0004]紫外線是電磁波譜中波長從0.10-0.40微米輻射的總稱,紫外光具有波長短、能量高、穿透能力比可見光強等特點,在許多領(lǐng)域有獨特的優(yōu)勢。紫外線具有熒光效應(yīng)、生物效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)和光電效應(yīng),適用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和醫(yī)療等領(lǐng)域。
[0005]依據(jù)紫外線自身波長的不同,主要將紫外線分為三個區(qū)域。即長波紫外線、中波紫外線和長波紫外線。長波紫外線是波長400 - 315nm的紫外線,能量高,并且能夠穿透臭氧層,在自然界中廣泛存在,尤其是在高原地區(qū),但目前,有關(guān)長波紫外線作為能源的利用尚未見報道。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型提出了一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,本實用新型采取的技術(shù)方案如下:
[0007]—種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,包括紅外光發(fā)電機、長波紫外線發(fā)電機、支架和電容器,其特征在于:所述電容器為平板電容器,電容器表面上設(shè)置有一個支架,支架上固定有若干個紅外光發(fā)電機及長波紫外線發(fā)電機;且紅外光發(fā)電機及長波紫外線發(fā)電機間隔平行排列;
[0008]所述紅外光發(fā)電機包含紅外光捕獲器、紅外光制熱薄膜和熱電轉(zhuǎn)換器元件,所述每個熱電轉(zhuǎn)化器元件表面連接一層紅外光制熱薄膜,所述紅外光制熱薄膜與紅外光捕獲器相連;
[0009]所述長波紫外光發(fā)電機包括長波紫外線捕獲薄膜、圓弧形聚光透鏡和紫外光電轉(zhuǎn)化器,所述紫外光電轉(zhuǎn)化器與圓弧形聚光透鏡相連,所述圓弧形聚光透鏡表面涂敷有一層長波紫外線捕獲薄膜,所述電容器通過導(dǎo)線分別與長波紫外線發(fā)電機的正極I和負極I及紅外光發(fā)電機的正極和負極相連,構(gòu)成發(fā)電裝置。
[0010]所述紅外光制熱薄膜為一層或多層石墨烯,所述石墨烯表面涂敷有遠紅外光涂料或經(jīng)陶瓷化處理。
[0011]所述紅外光捕獲器為聚光透鏡,所述的透鏡表面涂敷高分子聚合物,適用于吸收波長為ο.76-400微米范圍的紅外光。
[0012]所述熱電轉(zhuǎn)換器元件為堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器。
[0013]所述堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器是一個充有少量鈉的密閉容器,由厚度約1毫米的氧化鋁固體電解質(zhì)和電磁栗將其分隔成壓力不同的兩部分。在高壓側(cè),電解質(zhì)鈉被熱源加熱,在鈉與固體電解質(zhì)的交界面,由壓力差決定的化學(xué)勢梯度驅(qū)使鈉離子透過氧化鋁向低壓側(cè)的電解質(zhì)多孔電極界面迀移,負載開路時,在氧化鋁兩側(cè)便形成電動勢,這一過程和濃度差電池類似,因而,堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器空載電壓由能斯特方程決定。負載接通時,電子從高壓側(cè)經(jīng)外電路到達多孔電極處,與離子復(fù)合成鈉原子,然后鈉以蒸氣相穿過低壓空間到達冷凝器,凝結(jié)的液鈉則由電磁栗送回高壓側(cè),從而達到熱電的轉(zhuǎn)化。
[0014]所述長波紫外線捕獲薄膜為一層或多層石墨烯,所述石墨烯表面涂敷有一層碳化硅或氧化鋅多孔膜。
[0015]所述圓弧形聚光透鏡為10毫米X 10毫米的熔融石英透鏡陣列,具有平凸外形,透鏡間距為150微米或300微米,并排列在方形網(wǎng)格中。
[0016]所述紫外光電轉(zhuǎn)化器為主要元件為半導(dǎo)體激光器,所述半導(dǎo)體激光器的芯片為無鈷P型氮化鈣薄膜。
[0017]本實用新型涉及一種基于紅外光與紫外光線的發(fā)電裝置,利用紅外光作為能源,先將紅外光轉(zhuǎn)化成熱能再轉(zhuǎn)化成電能,與普通太陽能發(fā)電裝置相比,紅外光作為能源不受天氣和時間的限制,能源更穩(wěn)定;采用表面涂敷高分子聚合物圓弧形聚光透鏡作為紅外光捕獲器,能夠吸收波長為0.76-400微米范圍的紅外光,并將其聚焦到紅外光制熱薄膜上,使分散的能源聚集,達到熱電有效轉(zhuǎn)化目的;采用一層或多層石墨烯作為紅外光制熱薄膜,能夠緊密耦合到紅外光捕獲器收集的紅外光,直接將紅外光輻射引導(dǎo)至熱電轉(zhuǎn)化器元件,熱能更有效地傳遞;采用堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器發(fā)電,轉(zhuǎn)化效率高;
[0018]利用長波紫外線作為能源,通過光電效應(yīng),將能量高長波紫外光轉(zhuǎn)化為電能,與普通太陽能發(fā)電裝置相比,長波紫外光作為能源具有電流密度大,能源更穩(wěn)定等優(yōu)點;長波紫外線捕獲薄膜采用石墨烯材料和碳化硅或氧化鋅多孔膜復(fù)合體,對紫外線的捕獲力強;10毫米X 10毫米的熔融石英透鏡陣列對紫外光具有極強的聚集效應(yīng);無鈷P型氮化鈣薄膜具有良好的光電轉(zhuǎn)化效應(yīng)。
[0019]通過在支架上設(shè)有間隔平行排列的外光發(fā)電機及長波紫外線發(fā)電機,其適用范圍廣,實用性強。
【附圖說明】
[0020]圖1一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置示意圖;
[0021]圖2為紅外光發(fā)電機示意圖;
[0022]圖3為長波紫外線發(fā)電機示意圖;
[0023]圖中:1、紅外光發(fā)電機,2、長波紫外線發(fā)電機,3、支架,4、電容器,11、紅外光捕獲器,12、紅外光制熱薄膜,13、熱電轉(zhuǎn)換器元件,14、正極,15、負極,21、長波紫外線捕獲薄膜,22、圓弧形聚光透鏡,23、紫外光電轉(zhuǎn)化器,24、正極1,25、負極I。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明,并非對本實用新型的限制,凡是依照本實用新型公開內(nèi)容所進行的任何本領(lǐng)域的等同替換,均屬于本實用新型的保護范圍。
[0025]本實用新型提供一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,包括紅外光發(fā)電機1、長波紫外線發(fā)電機2、支架3和電容器4,所述電容器4為平板電容器,電容器4表面上設(shè)置有一個支架3,支架3上固定有若干個紅外光發(fā)電機1及長波紫外線發(fā)電機2 ;且紅外光發(fā)電機1及長波紫外線發(fā)電機2間隔平行排列;
[0026]所述紅外光發(fā)電機1包含紅外光捕獲器11、紅外光制熱薄膜12和熱電轉(zhuǎn)換器元件13,所述每個熱電轉(zhuǎn)化器元件13表面連接一層紅外光制熱薄膜12,所述紅外光制熱薄膜12與紅外光捕獲器11相連;
[0027]所述長波紫外光發(fā)電機2包括長波紫外線捕獲薄膜21、圓弧形聚光透鏡22和紫外光電轉(zhuǎn)化器23,所述紫外光電轉(zhuǎn)化器23與圓弧形聚光透鏡22相連,所述圓弧形聚光透鏡22表面涂敷有一層長波紫外線捕獲薄膜21,所述電容器4通過導(dǎo)線分別與長波紫外線發(fā)電機2的正極124和負極125及紅外光發(fā)電機1的正極14和負極15相連,構(gòu)成發(fā)電裝置。
[0028]所述紅外光制熱薄膜12為一層或多層石墨烯,所述石墨烯表面涂敷有遠紅外光涂料或經(jīng)陶瓷化處理。
[0029]所述紅外光捕獲器11為聚光透鏡,所述的聚光透鏡表面涂敷高分子聚合物,適用于吸收波長為0.76-400微米范圍的紅外光。
[0030]所述熱電轉(zhuǎn)換器元件13為堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器。
[0031]本紅外光發(fā)電裝置的工作原理:聚光透鏡表面涂敷高分子聚合物將捕獲到波長為0.76-400微米的紅外光,通過聚光透鏡聚集到石墨烯表面,通過耦合效應(yīng)產(chǎn)生熱能,堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器將熱能轉(zhuǎn)化成電能,通過導(dǎo)線,輸送到電容器表面,產(chǎn)生電壓。
[0032]所述長波紫外線捕獲薄膜21為一層或多層石墨烯,所述石墨烯表面涂敷有一層碳化硅或氧化鋅多孔膜。
[0033]所述圓弧形聚光透鏡22為10毫米X 10毫米的熔融石英透鏡陣列,具有平凸外形,透鏡間距為150微米或300微米,并排列在方形網(wǎng)格中。
[0034]所述紫外光電轉(zhuǎn)化器23為主要元件為半導(dǎo)體激光器,所述半導(dǎo)體激光器的芯片為無鈷P型氮化鈣薄膜。
[0035]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,包括紅外光發(fā)電機、長波紫外線發(fā)電機、支架和電容器,其特征在于:所述電容器為平板電容器,電容器表面上設(shè)置有一個支架,支架上固定有若干個紅外光發(fā)電機及長波紫外線發(fā)電機;且紅外光發(fā)電機及長波紫外線發(fā)電機間隔平行排列; 所述紅外光發(fā)電機包含紅外光捕獲器、紅外光制熱薄膜和熱電轉(zhuǎn)換器元件,所述每個熱電轉(zhuǎn)化器元件表面連接一層紅外光制熱薄膜,所述紅外光制熱薄膜與紅外光捕獲器相連; 所述長波紫外光發(fā)電機包括長波紫外線捕獲薄膜、圓弧形聚光透鏡和紫外光電轉(zhuǎn)化器,所述紫外光電轉(zhuǎn)化器與圓弧形聚光透鏡相連,所述圓弧形聚光透鏡表面涂敷有一層長波紫外線捕獲薄膜,所述電容器通過導(dǎo)線分別與長波紫外線發(fā)電機的正極I和負極I及紅外光發(fā)電機的正極和負極相連,構(gòu)成發(fā)電裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,其特征在于:所述紅外光制熱薄膜為一層或多層石墨烯,所述石墨烯表面涂敷有遠紅外光涂料或經(jīng)陶瓷化處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,其特征在于:所述紅外光捕獲器為聚光透鏡,所述的聚光透鏡表面涂敷高分子聚合物,適用于吸收波長為0.76-400微米范圍的紅外光。4.根據(jù)權(quán)利要求1一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,其特征在于:所述熱電轉(zhuǎn)換器元件為堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,其特征在于:所述長波紫外線捕獲薄膜為一層或多層石墨烯,所述石墨烯表面涂敷有一層碳化硅或氧化鋅多孔膜。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,其特征在于:所述圓弧形聚光透鏡為10毫米X 10毫米的熔融石英透鏡陣列,具有平凸外形,透鏡間距為150微米或300微米,并排列在方形網(wǎng)格中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,其特征在于:所述紫外光電轉(zhuǎn)化器為主要元件為半導(dǎo)體激光器,所述半導(dǎo)體激光器的芯片為無鈷P型氮化鈣薄膜。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置,包含紅外光發(fā)電機、長波紫外線發(fā)電機、支架和電容器,利用紅外光作為能源,先將紅外光轉(zhuǎn)化成熱能再轉(zhuǎn)化成電能,利用長波紫外線作為能源,通過光電效應(yīng),將能量高長波紫外光轉(zhuǎn)化為電能,與普通太陽能發(fā)電裝置相比,具有電流密度大,能源更穩(wěn)定等優(yōu)點;通過在支架上設(shè)有間隔平行排列的外光發(fā)電機及長波紫外線發(fā)電機,其適用范圍廣,實用性強。
【IPC分類】H01L31/0232
【公開號】CN205039159
【申請?zhí)枴緾N201520845157
【發(fā)明人】蔣安為
【申請人】蔣安為
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月28日
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