Abrégé

A solar thermophotovoltaic system has a heat exchanger containing a heat exchange fluid, and a thin-film integrated spectrally-selective plasmonic absorber emitter (ISSAE) in direct contact with an outer surface of the heat exchanger, the ISSAE including an ultra-thin non-shiny metal layer that is strongly absorbing in a solar spectral range and strongly reflective in an infrared spectral range. The metal layer has an inner surface in direct contact with an outer surface of the heat exchanger. A photovoltaic cell support structure with an inner surface in a concentric configuration partially surrounds the ISSAE; and an airgap separates the support structure and the outer surface of the metal layer. Photovoltaic cells are arranged on a portion of the inner surface of the support structure to receive emissions from the ISSAE, and a solar energy collector/concentrator allows solar radiation to impinge a portion of the metal layer.

Classes IPC  ?

• H02S 10/30 - Systèmes thermo-photovoltaïques
• H01L 31/052 - Moyens de refroidissement directement associés ou intégrés à la cellule PV, p.ex. éléments Peltier intégrés pour refroidissement actif ou puits thermiques directement associés aux cellules PV
• H01L 31/055 - Dispositifs à semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes, ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement e; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives; Leurs détails adaptés comme dispositifs de conversion photovoltaïque [PV] Éléments optiques directement associés ou intégrés à la cellule PV, p.ex. moyens réflecteurs ou concentrateurs de lumière où la lumière est absorbée et réémise avec une longueur d’onde différente par l’élément optique directement associé ou intégré à la cellule PV, p.ex. en utilisant un matériau luminescent, des concentrateurs fluorescents ou des dispositions de convers
• G02B 5/00 - Éléments optiques autres que les lentilles
• F24S 60/30 - Agencements pour l’emmagasinage de la chaleur collectée par les collecteurs de chaleur solaire emmagasinant la chaleur dans un liquide
• F24S 70/225 - Détails des éléments absorbeurs caractérisés par des revêtements absorbeursDétails des éléments absorbeurs caractérisés par un traitement de surface pour accroître l’absorption pour une absorption à spectre sélectif

Abrégé

A solar thermophotovoltaic system includes a heat exchange pipe containing a heat exchange fluid, and a thin-film integrated spectrally-selective plasmonic absorber emitter (ISSAE) in direct contact with an outer surface of the heat exchange pipe, the ISSAE including an ultra-thin non-shiny metal layer comprising a metal strongly absorbing in a solar spectral range and strongly reflective in an infrared spectral range, the metal layer having an inner surface in direct contact with an outer surface of the heat exchange pipe. The system further includes a photovoltaic cell support structure having an inner surface in a concentric configuration surrounding at least a portion of the ISSAE; and an airgap separating the support structure and the outer surface of the metal layer. The support structure includes a plurality of photovoltaic cells arranged on a portion of the inner surface of the support structure and configured to receive emissions from the ISSAE, and a solar energy collector/concentrator configured to allow solar radiation to impinge a portion of the metal layer.

Classes IPC  ?

• G02B 5/00 - Éléments optiques autres que les lentilles
• H02S 10/30 - Systèmes thermo-photovoltaïques
• F24S 60/30 - Agencements pour l’emmagasinage de la chaleur collectée par les collecteurs de chaleur solaire emmagasinant la chaleur dans un liquide
• F24S 70/225 - Détails des éléments absorbeurs caractérisés par des revêtements absorbeursDétails des éléments absorbeurs caractérisés par un traitement de surface pour accroître l’absorption pour une absorption à spectre sélectif

Abrégé

A solar thermophotovoltaic system includes a heat exchange pipe containing a heat exchange fluid, and a thin-film integrated spectrally-selective plasmonic absorber emitter (ISSAE) in direct contact with an outer surface of the heat exchange pipe, the ISSAE including an ultra-thin non-shiny metal layer comprising a metal strongly absorbing in a solar spectral range and strongly reflective in an infrared spectral range, the metal layer having an inner surface in direct contact with an outer surface of the heat exchange pipe. The system further includes a photovoltaic cell support structure having an inner surface in a concentric configuration surrounding at least a portion of the ISSAE; and an airgap separating the support structure and the outer surface of the metal layer. The support structure includes a plurality of photovoltaic cells arranged on a portion of the inner surface of the support structure and configured to receive emissions from the ISSAE, and a solar energy collector/concentrator configured to allow solar radiation to impinge a portion of the metal layer.

Classes IPC  ?

• G02B 5/00 - Éléments optiques autres que les lentilles
• H02S 10/30 - Systèmes thermo-photovoltaïques
• F24S 70/20 - Détails des éléments absorbeurs caractérisés par des revêtements absorbeursDétails des éléments absorbeurs caractérisés par un traitement de surface pour accroître l’absorption
• F24S 60/00 - Agencements pour l’emmagasinage de la chaleur collectée par les collecteurs de chaleur solaire

Abrégé

Thin-film integrated spectrally-selective plasmonic absorber/emitter (ISSAE) that is simultaneously (i) an efficient sunlight absorber; (ii) an efficient heat insulator that enables modest sunlight concentration to produce a high temperature by reducing infrared emission by a hot surface; (iii) a spectrally-selective infrared emitter that supplies infrared photons of the right energy to a targeted photovoltaic cell, thereby matching its bandgap. Additionally, said ISSAE is sufficiently thin to enable its use as a wrapping/cloaking material for use with hot storage pipes containing heat exchange fluid. Said ISSAE is incorporated into a number of solar-conversion apparatus, taking advantage of the unique properties of said ISSAE.

Classes IPC  ?

• H01L 31/0248 - Dispositifs à semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes, ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement e; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives; Leurs détails caractérisés par leurs corps semi-conducteurs
• G02B 5/00 - Éléments optiques autres que les lentilles
• H02S 10/30 - Systèmes thermo-photovoltaïques
• F24S 70/20 - Détails des éléments absorbeurs caractérisés par des revêtements absorbeursDétails des éléments absorbeurs caractérisés par un traitement de surface pour accroître l’absorption
• F24S 60/00 - Agencements pour l’emmagasinage de la chaleur collectée par les collecteurs de chaleur solaire