專利名稱：太陽能發電裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發電裝置，特別涉及一種太陽能發電裝置。
背景技術：
隨著科技的不斷發展，各種電器設備也越來越多，人們對電能的需求也越來越大。然而 在現有技術中，發電設備主要分為火力發電、水力發電和風力發電(請參見"太陽能的廣闊 前景"，李申生，《物理學報》，1999年第5期，45-47頁)。火力發電消耗大量煤碳資源或 油汽資源，不但成本高昂，而且會使人類生存的自然環境受到嚴重破壞，同時在消耗這些能 源的過程中，又會對大氣產生極大的污染。水力發電受地理條件嚴格限制，而且伴隨水資源 短缺的現實情況，水力發電的前景也并不樂觀。而風力發電卻受到氣候條件的限制，并對風 速的要求極高，也不適合于大力發展。目前使用的太陽能電池雖然能有效解決上述問題，但 是太陽能電池的材料不僅成本高還相當缺乏，并且光電轉換的效率不佳，因此無法實現對太 陽能的有效利用。
發明內容
有鑒于此，有必要提供一種既環保又方便使用的太陽能發電裝置。
一種太陽能發電裝置，其包括 一外殼、 一壓電材料層、 一金屬材料層、 一導熱體、一 壓電薄膜層及一致動器。所述外殼，其包括 一上蓋、多個側壁以及一下蓋，所述上蓋為一 太陽能集熱板，所述側壁為熱絕緣材料，所述下蓋為一散熱元件。所述壓電材料層，固定于 側壁的內表面。所述金屬材料層，鍍于壓電材料層的表面。所述導熱體，位于上蓋的正下方 ，用于傳導上蓋收集的太陽光熱量，該導熱體的側面與金屬材料層相接觸。所述壓電薄膜層 ，鍍于導熱體與金屬材料層相接觸的表面，并在受熱膨脹后與金屬材料層之間形成過盈配合 。所述致動器，連接于導熱體與下蓋之間，該致動器可根據所受溫度的變化，帶動設置在導 熱體上的壓電薄膜層與壓電材料層表面的金屬材料層相互擠壓，通過壓電效應產生電能。
相較于現有技術，所述的太陽能發電裝置能將收集到的太陽光的熱量轉化為電能，并且 不易受位置和天氣條件的影響，提高了使用的方便性，而不會產生任何污染。相對于太陽能 電池，可大幅降低制作成本，并且轉換效率可有效提升。
圖l是本發明實施方式太陽能發電裝置的工作狀態剖面示意圖；圖2是本發明實施方式太陽能發電裝置的初始狀態剖面示意圖3是本發明實施方式太陽能發電裝置的復位狀態剖面示意圖。
具體實施例方式
以下將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
請參閱圖l，本發明實施方式太陽能發電裝置100包括一外殼10、 一壓電材料層20、 一金 屬材料層30、 一導熱體40、 一壓電薄膜層50和一致動器60。
所述外殼10包括一由太陽能集熱板構成的上蓋101、 一由熱絕緣材料組成的側壁102、 一 由散熱元件組成的下蓋103。所述上蓋101位于太陽能發電裝置100的頂端，其為真空集熱管 組成，可有效吸收太陽光產生的熱輻射，且具有耐空曬、不易爆管的特點。所述側壁102位 于太陽能發電裝置100的側面，其為陶瓷纖維材料，可有效減少熱量輻射出去，且具有低導 熱、耐高溫的性質。所述下蓋103位于太陽能發電裝置100的底端，其為熱管，可迅速的將與 其接觸的元件的熱量傳導出去。
所述壓電材料層20固定于側壁102的內表面，其為納米氧化鋅。所述金屬材料層30形成 于壓電材料層20靠近于太陽能發電裝置100中心的內表面上，金屬材料層30采用金、銀、鉑 等貴金屬材料形成。該壓電材料層20與金屬材料層30的介面形成一肖特基接觸，用以使壓電 材料層20中的電子能聚集在金屬材料層30的表面。所謂肖特基接觸是指金屬和半導體材料相 接觸的時候，在界面處半導體的能帶彎曲，形成肖特基勢壘。
所述導熱體40位于上蓋的正下方，用以傳導上蓋101收集的太陽能熱量，其側面與金屬 材料層30相接觸。該導熱體40并可在外殼10構成的空間內上下運動。該導熱體40包括一與下 蓋103的上表面相對的表面401、自該表面401垂直延伸出的一凸起402及一與金屬材料層30相 接觸的側面403，所述凸起402用于太陽能發電裝置在工作時，與下蓋103相抵觸，將導熱體 40上多余的熱量傳導出去。所述導熱體40為金屬導熱材料，其可有效的將上蓋101收集到的 熱量傳導給其他元件，導熱體40在受熱條件下會產生一定的膨脹。
所述壓電薄膜層50形成于導熱體40與金屬材料層30相接觸的表面，該壓電薄膜層50與金 屬材料層30之間在受熱膨脹后形成過盈配合，且當致動器60運動時，致動器60可帶動壓電薄 膜層50與金屬材料層30相對運動。所述壓電薄膜層50為納米氧化鋅、鋯鈦酸鉛等壓電材料。
所述致動器60固定于下蓋103的上表面與導熱體40表面401之間，其由彈性元件602和記 憶合金體601組成。當上蓋101沒有接收到光照時，彈性元件602的長度小于其自然長度，即 處于壓縮狀態且其產生的向彈力大于導熱體40對彈性元件602的壓力，使導熱體40的上表面 抵觸于上蓋101;而記憶合金體601的長度大于其初始長度，即處于拉伸狀態。當記憶合金體
5601達到其形變溫度時，就會收縮至初始長度。
請參閱圖2和圖3，工作時，在初始沒有接受到光照狀態下，由于彈性元件602向上的彈 力大于導熱體40對彈性元件602的壓力，則使導熱體40的上表面抵觸于上蓋101。而此時，記 憶合金體601的長度大于其初始長度，而處于拉伸狀態。當上蓋101接收到太陽光照射時，產 生一定熱量，導熱體40受熱膨脹，并將熱量傳導給記憶合金體601，當記憶合金體601所受溫 度超過其形變溫度時，記憶合金體601由于要恢復到其初始長度，則產生一向下拉力。當導 熱體40向下的壓力和記憶合金體601向下的拉力大于彈性元件602向上的彈力和壓電薄膜層 50與金屬材料層30之間的摩擦力時，導熱體40向下運動，直至導熱體40上的凸起402與下蓋 103相接觸。此時，因為下蓋103為熱管具有較強的散熱能力，導熱體40及記憶合金體601上 的溫度能在較短的時間內下降，導熱體40收縮，此時，形成于導熱體40上的壓電薄膜層50與 金屬材料層30之間為非過盈配合狀態，當記憶合金體601上的溫度小于其形變溫度時，記憶 合金體601因為不需要恢復到其初始長度而失去向下的拉力。而此時，由于導熱體40向下的 壓力小于彈性元件602向上的彈力，導熱體40向上運動，直至抵靠上蓋101的下表面。當記憶 合金體601上的溫度再次達到其形變溫度時，重復上述動作。由于導熱體40不斷的上下運動 和熱脹冷縮，且壓電薄膜層50與金屬材料層30在受熱膨脹后為過盈配合，形成于壓電材料層 20表面的金屬材料層30與形成于導熱體40表面的壓電薄膜層50之間的橫向擠壓，使壓電材料 層20與壓電薄膜層50產生一定的形變，由于壓電效應產生一電場；在電場的作用下，位于肖 特基表面的電荷導出，形成電流。并且可通過將多個太陽能發電裝置100串聯使用，將下蓋 103傳導出去的熱量提供給下一個太陽能發電裝置100使用，使太陽光產生的熱量能有效的利 用。通過分別在金屬材料層30和壓電薄膜層50表面連接出一根導線301和501，金屬材料層30 表面的電荷在電場的作用下的移動，在導線301和501中形成電流，在導線301和501的另一端 可連接一電力儲存裝置或者負載。
本發明太陽能發電裝置能將能將收集到的太陽光的熱量轉化為電能，并且不易受位置和 天氣條件的影響，提高了使用的方便性，而不會產生任何污染。相對于太陽能電池，可大幅 降低制作成本，并且轉換效率可有效提升。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所 做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種太陽能發電裝置，其特征在于，該太陽能發電裝置包括一外殼、一壓電材料層、一金屬材料層、一導熱體、一壓電薄膜層及一致動器；所述外殼，其包括一上蓋、多個側壁以及一下蓋，所述上蓋為一太陽能集熱板，所述側壁為熱絕緣材料，所述下蓋為一散熱元件；所述壓電材料層，固定于側壁的內表面；所述金屬材料層，鍍于壓電材料層的表面；所述導熱體，位于上蓋的正下方，用于傳導上蓋收集的太陽光熱量，該導熱體的側面與金屬材料層相接觸；所述壓電薄膜層，鍍于導熱體與金屬材料層相接觸的表面，并在受熱膨脹后與金屬材料層之間形成過盈配合；所述致動器，連接于導熱體與下蓋之間，該致動器可根據所受溫度的變化，帶動設置在導熱體上的壓電薄膜層與壓電材料層表面的金屬材料層相互擠壓，通過壓電效應產生電能。
2 如權利要求l所述的太陽能發電裝置，其特征在于所述的下蓋為熱管。
3 如權利要求l所述的太陽能發電裝置，其特征在于所述的壓電 材料層為納米氧化鋅。
4 如權利要求l所述的太陽能發電裝置，其特征在于所述的金屬材 料層所用的金屬與壓電材料層形成肖特基接觸，所述的金屬材料為金、銀、鉑中的一種。
5 如權利要求l所述的太陽能發電裝置，其特征在于所述的導熱體 在其與下蓋相對的一面設有至少一個凸起。
6 如權利要求l所述的太陽能發電裝置，其特征在于所述的壓電 薄膜層為納米氧化鋅、鋯鈦酸鉛等壓電材料。
7 如權利要求l所述的太陽能發電裝置，其特征在于所述的致動器包括一彈性元件和一記憶合金體。
全文摘要
一種太陽能發電裝置，其包括一外殼，該外殼包括一上蓋、多個側壁及一下蓋，該上蓋為一太陽能集熱板，該側壁為熱絕緣材料，該下蓋為一散熱元件；一壓電材料層，固定于側壁的內表面；一金屬材料層，鍍于壓電材料層的表面；一導熱體，位于上蓋的正下方，該導熱體的側面與金屬材料層相接觸；一壓電薄膜層，鍍于導熱體與金屬材料層相接觸的表面，并在受熱膨脹后與金屬材料層形成過盈配合；一致動器，連接于導熱體與下蓋之間，該致動器可根據所受溫度變化，帶動導熱體上的壓電薄膜層與壓電材料層表面的金屬材料層相互擠壓，通過壓電效應產生電能。本發明通過將太陽光熱量轉化為電能，實現了能源的綠色化，不僅節省了資源，還有利于環境保護。
文檔編號F24J2/04GK101594072SQ20081030176
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月26日 優先權日2008年5月26日
發明者洪新欽 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司