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]本發(fā)明涉及電力領(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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種基于紅外光與長波紫外光線的發(fā)電裝置，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
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(fù)極I及紅外光發(fā)電機的正極和負(fù)極相連，構(gòu)成發(fā)電裝置。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]所述熱電轉(zhuǎn)換器元件為堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器。
[0010]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(fù)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(fù)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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]本發(fā)明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；
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)。
[0015]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】
[0016]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；
圖2為紅外光發(fā)電機不意圖；
圖3為長波紫外線發(fā)電機示意圖；
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(fù)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(fù)極I。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，并非對本發(fā)明的限制，凡是依照本發(fā)明公開內(nèi)容所進行的任何本領(lǐng)域的等同替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0018]本發(fā)明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；
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；
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(fù)極125及紅外光發(fā)電機1的正極14和負(fù)極15相連，構(gòu)成發(fā)電裝置。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]所述熱電轉(zhuǎn)換器元件13為堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(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(fù)極I及紅外光發(fā)電機的正極和負(fù)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】本發(fā)明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】H02S40/22
【公開號】CN105406814
【申請?zhí)枴緾N201510715381
【發(fā)明人】蔣安為
【申請人】蔣安為
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月28日